Vorgehängte hinterlüftete Fassaden – Schäden beim Bau vermeiden

Die hohe Funktionssicherheit selbst bei höchsten Beanspruchungen zählt seit jeher zu den wichtigsten Argumenten bei der Entscheidung für eine vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF).

Selbst Schlagregenereignisse können dem Fassadensystem nur wenig anhaben. Die Gründe dafür sind  im Konstruktionsprinzip zu suchen, das gewissermaßen aus einem zweistufigen Abdichtungskonzept besteht: Die bewitterte Fassadenbekleidung ist bei VHF durch den Hinterlüftungsraum vom Verankerungsgrund entkoppelt. Vorgehängte hinterlüftete Fassadensysteme bedienen sich eines zweistufigen Abdichtkonzepts:

  1. Niederschlagswasser wird an der Fassadenoberfläche abgeführt
  2. Tauwasser und eingedrungene Feuchtigkeit wird im Hinterlüftungsraum abgeleitet

Bauherren, die sich penibel an die Vorschriften, Regeln und Vereinbarungen zur Errichtung einer VHF halten, vermeiden Schäden und können sich an einer Fassadenlösung erfreuen, die in Schadenstatistiken kaum auftaucht. Maßgeblich für die positiven Eigenschaften einer VHF ist die Berücksichtigung der folgenden drei Bereiche.

 

I. Verankerung – Grundlage der VHF

Tragfähigkeit: Bei den meisten VHF tragen die Außenwände des Gebäudes die ganze Last der Konstruktion. Punktweise Einzelbefestigungen – auch als Verankerungen bezeichnet – werden dazu in die Außenwände eingebracht. Aus Gründen der Sicherheit und um ein Versagen der Konstruktion zu verhindern, sind Art und Abstände der Verankerungen exakt auf die jeweilige Beschaffenheit des Verankerungsgrunds abzustimmen. Entsprechende Angaben für gängige Untergründe aus Beton oder klassischem Mauerwerk inklusive der dazu erforderlichen Dübelzulassungen regelt die DIN 18516.

Vor allem bei der Sanierung von Altbauten kann es vorkommen, dass Dübelzulassungen und Mauerwerk nicht in der Norm aufgeführt werden. In diesen Fällen werden die aufzunehmenden Lasten vor Ort am Objekt ermittelt – gegebenenfalls durch Versuche.

Wichtiger Hinweis: Die Eignung von Brüstungsmauern sollte detailliert betrachtet werden.

Grundsätzlich gilt: Als Hersteller geben wir Planern und Bauherren eine Fülle unterstützender Informationen an die Hand. Zur Absicherung komplexer Fassadenkonstruktionen beschreiben wir Art und Anzahl der erforderlichen Verankerungen. Die Tragfähigkeitswerte unterschiedlicher Verankerungsgründe fließen in unsere Beschreibungen mit ein.

Verformungen: Etwaige Verformungen des Untergrunds, z.B. durch Setzungen nehmen vorgehängte Konstruktionen in aller Regel auf, ohne dass Bekleidungen Schaden nehmen.

Baufeuchtigkeit: Bauteilfeuchte oder eine erhöhte Luftfeuchtigkeit angrenzender Innenräume werden bei einer VHF durch Wasserdiffusion nach außen transportiert. Grundsätzlich gilt: Bei VHF ist die Wasserdampfdurchlässigkeit der Fassadenbekleidung in aller Regel von untergeordneter Bedeutung. Gemäß den Vereinbarungen nach DIN 4108 gelten VHF als diffusionstechnisch unbedenklich. Rechnerische Nachweise sind demnach nicht erforderlich. Das gilt ausdrücklich auch für dampfdichte Bekleidungswerkstoffe (z. B. aus Metall). Schädigende Einflüsse der Wärmedämmung oder der Fassadenbekleidung durch Feuchtigkeitseintrag sind nicht zu erwarten. Eindiffundierender Wasserdampf wird über den Hinterlüftungsraum abtransportiert. Bei Beeinträchtigungen des Feuchtigkeitsabtransports kann es zu Schäden kommen.

Wichtiger Hinweis: Der Feuchtigkeitsgehalt des VHF-Untergrunds ist unbedenklich: Selbst feuchte Untergründe lassen sich mit einer VHF bekleiden. In diesen Fällen erfolgt die Austrocknung des Verankerungsgrunds über die Hinterlüftung des Fassadensystems.

Luftdichtheit: Die Wärmeschutzverordnung ist eindeutig. Sie fordert von Außenbauteilen dauerhaft  luftundurchlässige Abdichtungen von Bauteilflächen und Fugen. Der Hintergrund: Entsprechende Undichtheiten verursachen Wärmeverluste. In der Folge steigt der Heizbedarf. Vor diesem Hintergrund erfordert dies von VHF eine innere Wandschale.  Diese Wandseite muss sorgfältig verfugt oder verputzt werden. Zusätzliche Maßnahmen auf der Wandinnenseite können auch durch Folien mit abgedichteten Stößen erfolgen.

Unterkonstruktion: Unterkonstruktionen sind tragende Elemente der VHF. Über die Verankerungen leiten diese die Lasten der Konstruktion in den Verankerungsgrund. Bauunebenheiten werden durch die Unterkonstruktion ausgeglichen. Lebensdauer von Unterkonstruktion und Bekleidung müssen identisch sein.

Bemessung: Verankerungen und Befestigungen der Unterkonstruktion vorgehängter hinterlüfteter Fassaden sind gemäß der DIN 18516-1 nachzuweisen. Bei der Bemessung sind folgende Lasten zu berücksichtigen:

  1. Eigenlasten
  2. Eis- und Schneelasten
  3. Windlasten
  4. Sonderlasten

Da VHF klimabedingten Formänderungen (z. B. durch Temperaturwechsel, gff. auch durch Quellen und Schwinden) unterworfen sind, kommt zwängungsfrei ausgeführten Unterkonstruktionen eine besondere Bedeutung zu. Auf diese Art und Weise lassen sich Spannungen und weitere Beanspruchungen des Fassadensystems vermeiden. Unter dem Gesichtspunkt der Kompatibilität sollten Planer und Bauherren ihr Augenmerk auch auf das Zusammenspiel von Unterkonstruktion und Bekleidung richten. Hier sind die jeweiligen Herstellerangaben zu beachten.

Korrosionsschutz: Da die Unterkonstruktion einer fertiggestellten VHF nicht ohne Weiteres zugänglich ist, sind Schutzmaßnahmen gegen biologische und chemische Einflüsse unabdingbar. Sind Unterkonstruktionen aus Metall gefertigt, so greift die DIN 18516. Die Norm informiert über geeignete Maßnahmen zum Korrosionsschutz und nennt Materialien, die keiner besonderen Nachweise bedürfen. Einen Sonderfall stellt die Verwendung unterschiedlicher Metalle bei der Fertigung der Unterkonstruktion dar. Weil die Verwendung verschiedener Metalle zu Kontaktkorrosion führen kann, ist die Verträglichkeit der Werkstoffe zu überprüfen. Diese Überprüfung sollte umfänglich erfolgen, denn: Selbst angrenzende Metallabdeckungen (z. B. Im Attikabereich) können Feuchtigkeit in den Zwischenraum der Fassade gelangen lassen – gelöste Spurenelemente könnten dann ursächlich für Korrosion sein.

Verankerungen: Als Verankerungen werden diejenigen Bauteile bezeichnet, mit denen Unterkonstruktionen an der tragenden Wand befestigt werden. Diese Verankerung erfolgt mechanisch mithilfe von speziellen Vorrichtungen und sogenannten Ankerkörpern. In Verbindung mit Wandwinkeln nehmen diese Elemente die ganze Last der Unterkonstruktion auf – inklusive bauwerksbedingter Toleranzen –  und leiten diese in den Verankerungsgrund ein.

Die Elemente zur Verankerung der Unterkonstruktion bestehen meist aus Dübeln und dazu passenden Schrauben. Neben Dübeln aus Kunststoff finden auch Verankerungen aus Stahl oder Verbundanker Verwendung – in bestimmten Sonderfällen auch Injektionsanker. Mit einer allgemeinen baurechtlichen Zulassung oder einer vorhabenbezogenen Bauartengenehmigung kann die Eignung einer Dübelverankerung nachgewiesen werden. Wie viele Verankerungen zur Befestigung gesetzt werden müssen, richtet sich nach  der Qualität und Beschaffenheit des Verankerungsgrunds.

Wärmebrücken:  Bei einer VHF wird die Unterkonstruktion durch die Wärmedämmung hindurch in der Außenwand verankert. Aufgabe der Planer und Monteure ist es, mögliche Wärmebrücken zu verhindern. Eine anspruchsvolle Aufgabe, die viel Erfahrung fordert, denn: In der Regel sind die verwendeten Baustoffe der Unterkonstruktion und der Verankerung sehr wärmeleitfähig. Erreicht werden kann das Ziel, Wärmebrücken zu vermeiden, durch folgende Maßnahmen:

  1. Anordnung und Form der Wandprofile
  2. Optimierung der Anzahl der erforderlichen Wandhalterungen
  3. Einbau thermischer Trennelemente zwischen Außenwand und Wandhalter
Vorgehängte hinterlüftete Fassaden – Schäden beim Bau vermeiden

II. Wärmedämmung – nicht sichtbare Funktionalität

Zur wirkungsvollen Dämmung einer VHF werden mineralische Dämmstoffe eingesetzt, die der DIN 13162 (Typ WAB T3 WL(P) entsprechen. Diese beeinträchtigen die wärmedämmende Funktion selbst dann nicht, wenn Feuchtigkeit in den Hinterlüftungsraum eintreten sollte. Durch den Einsatz einer dunklen Kaschierung aus Vlies lässt sich verhindern, dass das Dämmmaterial durch offene Fugen sichtbar ist.

Verlegung: Plattenförmige Wärmedämmungen werden bei VHF einlagig und im Verband dicht gestoßen verlegt. Die Befestigung erfolgt mechanisch mithilfe von Dämmstoffhaltern nach DIN 18516-1. Durchschnittlich sind rund fünf Dämmstoffhalter pro Quadratmeter zu verwenden.

Wichtiger Hinweis: Zur Vermeidung von Wärmebrücken sind alle Durchdringungen der Dämmung (z. B. an Verankerungen) dicht anzuarbeiten.

Lückenbildungen sind bei der Anbringung des Dämmmaterials ebenso zu vermeiden wie zusammenhängende Hohlräume zwischen der Dämmung und der Außenwand. Damit wird ausgeschlossen, dass sich ein Konvektionsraum bildet, der den Wärmeschutz beeinträchtigt. Dazu wird die Dämmung flächig auf den Verankerungsgrund aufgebracht – Vor- oder Rücksprünge werden entweder entfernt oder ausgeglichen. Auf eine sorgfältige Ausführung der Wärmedämmung ist wegen der großen Bedeutung von Fehlstellen für die Effizienz des Wärmeschutzes vor der Montage der Fassadenbekleidung dringend zu achten.

Hinterlüftung: Der Hinterlüftungsraum ist für die volle Funktionsfähigkeit einer VHF von entscheidender Bedeutung. Ein Blick auf das Funktionsprinzip einer VHF verdeutlicht dies: Von außen nach innen betrachtet, besteht eine VHF aus der bewitterten Bekleidung, dem Hinterlüftungsraum, der Dämmung und der Unterkonstruktion. Unmittelbar hinter der Dämmung befindet sich die Außenwand des Gebäudes. Der Hinterlüftungsraum trennt die Fassadenbekleidung räumlich von der Dämmung und dient dazu, eindringende Niederschlagsfeuchte, Raum - oder Baufeuchte sowie Tauwasser abzuführen. Gemäß der DIN 18516-1 muss der Hinterlüftungsraum mindestens 20 Millimeter in der Breite betragen. Örtlich sind Unterschreitungen dieser Werte möglich.

  • Aus Gründen der Maßhaltigkeit der Unterkonstruktion sind planmäßig breitere Hinterlüftungsräume vorzusehen, um die Mindestmaße nicht zu unterschreiten. Öffnungen für Zu- und Abluft müssen Querschnitte von mindestens 50 Quadratzentimetern pro Meter betragen. Fugen können zur Hinterlüftung der Konstruktion beitragen.

Kleinformatige Bekleidungselemente in Verbindung mit einer Vielzahl an Fugen können eindiffundierenden Wasserdampf ebenfalls abführen. Allerdings sollte dieser zusätzliche Hinterlüftungseffekt nicht planmäßig verfolgt werden. Bauherren und Planer sollten vielmehr beachten, dass Feuchtigkeit über Windeinwirkung hinter die Bekleidung einer VHF gelangen kann. Anschlüsse sind deswegen so auszuführen, dass diese Art des Feuchtigkeitseintrags weitgehend vermieden wird und Wasser an den Fußpunkten gezielt abgeleitet werden kann.

 

III. Bekleidung – harmonisches Erscheinungsbild

Die Einzelkomponenten einer VHF in Verbindung mit einer konstruktiv einfachen Fugenausbildung sorgen dafür, dass entsprechende Fassadensysteme als sehr instandhaltungsfreundlich gelten. Schäden lassen sich in der Regel schnell durch einen Austausch der Elemente beheben. Als Materialien für Bekleidungselemente werden Metalle, faserarmierte Baustoffe, Keramik, Glas, Holz, Holzwerkstoffe und Verbundelemente verwendet.

Der Einbau von Bekleidungselementen, die nicht größer als 0,4 Quadratmeter und nicht schwerer als fünf Kilogramm sind, werden nach handwerklichen Fachregeln verarbeitet. Für größere Bekleidungselemente ist eine bauaufsichtliche Zulassung erforderlich. Diese muss beim Hersteller oder Lieferanten vorliegen. Bekleidungselemente aus Aluminium, Stahl, Titanzink oder Kupfer gelten als Halbzeuge, diese Bauteile bzw. Elemente sind in Übereinstimmung zur jeweiligen Norm rechnerisch nachzuweisen.

Befestigung: Die Verbindung der Bekleidung mit der Unterkonstruktion bezeichnet man als Befestigung. Unabhängig von ihrer Art oder davon, ob sie sichtbar oder verdeckt angebracht werden : Befestigungen sind grundsätzlich so anzubringen, dass Zwängungsspannungen der Bekleidung ausgeschlossen sind. Diese können bei metallischen Werkstoffen zu konkaven oder konvexen Verformungen führen – bei Plattenbekleidungen zu Rissen oder Brüchen. Um Schäden aus  Zwängungsspannungen bereits im Vorfeld zu verhindern, geben wir Planern, Bauherren und Montageteams detaillierte Hinweise zur fachgerechten Befestigung an die Hand.

Fugen: Verdeckt, geschlossen oder offen – die Schlagregensicherheit einer VHF ist selbst dann gegeben, wenn große Bekleidungselemente mit offener Fugenausbildung verarbeitet werden. Offene Fugen bieten zudem zahlreiche Vorteile: Sie verleihen der Fassade ein harmonisches Erscheinungsbild. Sie ermöglichen eine zusätzliche Belüftung und beugen Schmutzablagerungen vor. Die Verwendung von Fugenprofilen hat sich dabei nicht als Vorteil herausgestellt. Auch auf die Verwendung wartungsintensiver Dichtstofffugen sollte verzichtet werden.

Schutzmaßnahmen: Sind erhöhte Stoßbelastungen oder gar mutwillige Beschädigungen (z. B. an Hauseingängen oder Fußwegen) zu erwarten, dann können Bauherren und Planer dieser Gefahr mit dickeren Platten oder Aussteifungselementen begegnen. Bis zu einer Greifhöhe von 2,80 Meter bieten diese Maßnahmen Schutz vor Stößen oder Schlagbelastungen.   Vor Graffiti schützen spezielle, meist als Opferschicht aufgebrachte zusätzliche Beschichtungen,

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