Mein Zukunft Bau

Energetische und mechanische Optimierung des Anschlusses der Decke an monolithische Aussenwände aus Mauerwerk mit Passivhausstandard

Projektnummer

F20-10-1-052; 10.08.18.7-11.11

 

Laufzeit / Status

01.2012 - 03.2015 / abgeschlossen

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Projektdetails

Beteiligte

Technische Universität Dresden, Fakultät Architektur, Lehrstuhl Tragwerksplanung,
Prof. Dr.-Ing. Wolfram Jäger, 01062 Dresden

 

Cluster

Energieeffizienz und erneuerbare Energien im Gebäude- und Quartiersbereich

Projektbeschreibung

Der ökonomisch und ökologisch verträgliche Einsatz von Baumaterialien gewinnt vor dem Hintergrund der Ressourcenverknappung und der Nachhaltigkeit auch im Mauerwerksbau stetig weiter an Bedeutung und erfordert eine effizientere Dimensionierung der tragenden Bauteile in Übereinstimmung von statischen und bauphysikalischen Anforderungen, insbesondere aus der Sicht des Energieverbrauches. Gleichzeitig müssen dabei die aufgrund des stark gewachsenen Umweltbewusstseins und der daraus resultierenden Gesetze und Verordnungen gestiegenen energetischen Anforderungen an Neubauten berücksichtigt und erfüllt werden (Energiebedarf, Wärmeschutz). Die Entwicklung ist dabei tendenziell auf einen niedrigen Energiebedarf des Hauses ausgerichtet (Niedrigenergiehaus, Passivhaus).

Mit den immer weiter angezogenen Anforderungen aus der Sicht der Transmissionswärmeverluste und der Behaglichkeit haben Wärmebrücken an Detailpunkten der Konstruktion einen immer größeren Einfluß und erfordern eine erhöhte Aufmerksamkeit.

Mit den bisher üblichen Lösungen für die Ausbildung des Auflagers der Geschossdecke auf monolithischen Außenwänden ist es schwierigig, den gestiegenen energetischen Anforderungen (z.B. Passivhausstandard) gerecht zu werden. Für diesen als Wand-Decken-Knoten bezeichneten Detailpunkt ist eine thermische Optimierung mit Reduzierung der Auflagertiefe erforderlich, weshalb die mechanische Problemstellung ausreichender Tragfähigkeit einzubeziehen ist.

Mit der Verringerung der Auflagertiefe werden in Deutschland übliche, bauaufsichtlich akzeptierte Grenzen verlassen (Auflagertiefe < halbe Wandbreite). Im Auflagerbereich kommt es durch die konstruktiven Veränderungen zu Lastkonzentrationen, die ein neues Bemessungs- und Nachweismodell erfordern. Nach bisherigen Betrachtungsweisen würden die Tragfähigkeiten stark absinken, was kaum noch monolithische Außenwandkonstruktionen erlauben würde. Im Zusammenwirken von Decke und Wand treten jedoch Lastumlagerungen auf, die es zu untersuchen galt. Die derzeit geltenden Vorschriften bieten diesbezüglich bisher keinen adäquaten Lösungsansatz. Auf der Seite der Bemessung bedurfte es daher einer erstmaligen intensiven Durchdringung und Beschreibung des Bruchverhaltens der teilweise aufliegenden Deckenplatte, um daraus ein entsprechendes Bemessungsmodell ableiten zu können.

Ziele des Forschungsvorhabens waren die energetische Optimierung des Wand-Decken-Anschlusses aufbauend auf der Lösung der mechanischen Problemstellung, die Beschreibung des Versagens der teilweise aufliegenden Deckenplatte im Grenzzustand der Tragfähigkeit, die Ableitung allgemeingültiger Berechnungsgrundlagen und Konstruktionshinweise sowie die Erarbeitung eines praxistauglichen Nachweis- bzw. Bemessungsmodells auf Basis des realen Tragverhaltens.

Es konnte nachgewiesen werden, dass die Forderungen nach Wärmebrückenfreiheit mit den untersuchten monolithischen Außenwänden erfüllt werden können und dabei - entgegen bisheriger Annahmen - der Deckenabmauerungsstein einen wesentlichen Beitrag zur Lastweiterleitung leistet.
Mit dem Ergebnis wird ein Beitrag zur Erhaltung und Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit des Mauerwerksbaus gegenüber anderen Bauarten geleistet. Zudem wird die tradierte Bauweise weiterentwickelt und den neuen Erfordernissen der Energieeinsparung angepasst. Die monolithische Bauweise soll auch im Bereich des Passivhausstandards einsetzbar sein. Die Forschungsziele wurden mit Hilfe experimenteller, numerischer und ingenieurmäßiger Untersuchungen erreicht. Dazu gehören die Bereitstellung eines Bemessungsmodells und Regeln zur Nachweisführung sowie Ansätze zur Weiterentwicklung des Detailpunktes.
Die Ergebnisse liegen zusammengefasst in einem abschließenden Forschungsbericht vor.

Schlagwörter

Mauerwerk, Deckenauflager, Wand-Decken-Knoten, teilweise aufliegende Deckenplatte

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