Fachbeitrag: Massive Wandbaustoffe im mehrgeschossigen Wohnungsbau

(25.10.2013) Der mehrgeschossige Wohnungsbau stellt vielfäl­tige Ansprüche an die verwendeten Baustoffe. Umfangreiche Entwicklungsarbeit seitens der Wandbaustoff-Hersteller war und ist notwendig, um den Anforderungen an Brand-, Schall-, Wärmeschutz oder Statik in nur einem Produkt gerecht zu werden. Anhand aktueller Mauerziegel-Erzeugnisse zeigt der Beitrag exemplarisch, was in der Planung und Ausführung von Mehrgeschossbauten zu beachten ist.

„Nachhaltigkeit“ - kaum ein anderer Begriff wird derzeit mehr strapaziert. Dabei wird er oftmals gleichgesetzt mit ökologi­scher Verträglichkeit, während der Aspekt des individuellen Nutzens außen vor bleibt. Und auch Baustoffe werden oft als nachhaltig beworben. Tatsächlich ist jedoch selbst ein ökolo­gischer Baustoff in unverbautem Zustand nicht nachhaltig, da er keinen Nutzen erfüllt. Erst mit der Anwendung, beispielswei­se in Gebäuden, trägt er zum Nutzwert des Bauwerkes und so­mit zu dessen Nachhaltigkeit bei.

Bei der Nachhaltigkeitsbewertung von Neubauten werden prüfbare Kriterien zugrunde­gelegt. Grundlegende Informationen zur Bewertung derartiger Kriterien sind in den Um­welt-Produktdeklarationen (EPD) der verwendeten Baustoffe und Bauteile festgehal­ten. Neben einer Sachbilanz, die Ressourcenverbrauch und Emissionen erfasst, wer­den hier auch die Umweltwirkungen der geprüften Produkte erhoben.

Zusätzlich zu einer ausgewogenen Öko-Bilanz muss ein nachhaltiges Gebäude mög­lichst ressourcenschonend erstellt werden und einen optimalen Nutzen bieten. Um die Ansprüche von Mietern und Vermietern zu erfüllen, stellt der Geschosswohnungsbau höchst unterschiedliche Anforderungen an Bauplanung und -ausführung:

Einerseits fordern Bewohner und Bauträger einen hohen Wohnkomfort. Dieser wird un­ter anderem maßgeblich durch die Schallschutzeigenschaften sowie die Wärmedämm­leistung der verwendeten Baustoffe und Bauteile erzielt.

• Andererseits soll das Gebäude auch unter wirtschaftlichen und ökologischen Ge­sichtspunkten den Ansprüchen an modernes Wohnen gerecht werden.
• Nicht zuletzt sind Sicherheitsfaktoren im wahrsten Wortsinn überlebenswichtig. Hierzu gehören eine hohe Tragfähigkeit, ein guter Brandschutz und der Wider­stand gegenüber äußeren Einflüssen wie UV-Strahlung und klimatische Wech­selbeanspruchungen.
• Nachhaltige Gebäude, die den vorgenannten Anforderungen entsprechen, lassen sich durch unterschiedliche Kombinationen von Baustoffen und Bauteilen errich­ten.

Als eine besonders geeignete Komponente für nachhaltiges Bauen erweist sich dabei der Baustoff Mauerziegel: Denn er erfüllt vielfältige Nachhaltigkeitsindikatoren in einem rein mineralischen Produkt.

Schutz vor Wärmeverlusten und sommerlicher Hitze

Wärmedämmung und verbesserte energetische Qualität von Neubauten sind derzeit in aller Munde. Dabei steht meist der Gesamtenergiebedarf eines Gebäudes im Vorder­grund. Ziel der Energieeinsparverordnung (EnEV) ist es, den Primärenergieverbrauch von Neubauten durch entsprechende Reglementierungen zu senken. Verbesserte Bau­stoffe tragen hier zu hohen Dämmwerten bei. Damit leistet die Gebäudehülle ebenso wie fortschrittliche Anlagentechnik den wesentlichen Beitrag, um die Anforderungen der aktuellen oder kommenden EnEV zu erfüllen beziehungsweise zu übertreffen.

Auch der wärmebrückenarme Anschluss von Bauteilen - bei­spielsweise von Fenstern und Betondecken - im Mauerwerk ist entscheidend für die energetische Qualität des gesamten Gebäudes. Daher bietet die Industrie entsprechende Hilfsmit­tel für Planer an. In der deutschen Ziegelindustrie ist dies bei­spielsweise der Wärmebrückenkatalog, der von der Arbeitsge­meinschaft Mauerziegel erarbeitet wurde und bei den Ziegel­werken erhältlich ist - siehe z.B. Wärmebrückenkatalog von Unipor unter unipor.de > Service > Wärmebrückenkatalog (di­rekter PDF-Download).

Es geht jedoch nicht nur darum, die Wärme möglichst effizient im Gebäude zu halten. Wärmedämmung funktioniert auch an­ders herum: Übertemperaturen im Sommer vermindern die Wohnqualität. Daher regelt die DIN 4108-2 den sommerlichen Wärmeschutz. Der festgelegte Grenzwert, der je nach Region zwischen 25 und 27 Grad Celsius liegt, darf in maximal zehn Prozent der Aufenthaltszeit überschritten werden. Massive Wandbaustoffe, beispielsweise Mauer­ziegel, bieten hier eine gute Basis, da sie durch ihre große Speichermasse Tempera­turschwankungen abmindern und zeitversetzt an den Innenraum weitergeben.

Der Druck wächst: Statische Anforderungen ans Mauerwerk

Jeder Quadratmeter vermietbarer Fläche bedeutet bares Geld für den Immobilienbe­sitzer. Dabei ist die erlaubte Grundfläche des geplanten Gebäudes in vielerlei Hinsicht reglementiert – beispielsweise durch vorgeschriebene Abstände zum Nachbargrund­stück oder zur Straße. Zudem wird der Anteil des Grundstückes, der überbaut werden darf, in Deutschland gemäß Baunutzungsverordnung durch die Grundflächenzahl defi­niert. Um also eine möglichst große Nutz- beziehungsweise Wohnfläche zu erzielen, müssen die Wände so dünn dimensioniert werden wie möglich. Im Sinne einer nachhal­tigen, zukunftsorientierten Planung wird zudem oftmals eine offene Bauweise bevor­zugt, die ausreichend Potenzial für spätere Umbauten - beispielsweise barriererefrei - bietet. Gleichzeitig müssen die massiven Wände als tragende Konstruktionen dauer­hafte Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit gewähren. Die Standsicherheit hängt dabei primär von der Druckspannung ab, die auf Wände und Stürze wirkt. Maßgeblich bei Ziegelmauerwerk sind hier die Druckfestigkeitsklassen der verwendeten Ziegel so­wie der gewählte Mörtel. Gefüllte Unipor Coriso-Mauerziegel, die für den mehrgeschos­sigen Wohnungsbau eingesetzt werden, verfügen über Festigkeitsklassen zwischen 6 und 12.

Zusätzlich muss das Außenmauerwerk die anfallenden Winddruck- und Windsoglasten abtragen. Mauerziegel können zudem den klimatischen Wechselbeanspruchungen – beispielsweise durch Temperatur- oder Feuchtewechsel – besonders gut widerstehen: Denn Ziegel unterliegen nur einer geringen Wärme- und Feuchtedehnung, was Ziegel­wandkonstruktionen langlebig macht und Putzrissen vorbeugt.

(K)eine brenzlige Sache: Brandschutz im Geschossbau

Der bauliche Brandschutz ist beim mehrgeschossigen Wohnungsbau von erheblicher Bedeutung und stellt besondere Anforderungen an die verbauten Baustoffe und Bau­teile. So sind die baulichen Vorschriften der Musterbauordnung (MBO) durch die er­höhte Schutzbedürftigkeit der Bewohner generell höher als im Einfamilienhausbau und steigen zusätzlich bei Bauteilen, die Rettungs- und Fluchtwege umgeben oder beson­ders hohen Druckbelastungen ausgesetzt sind. Bei Mehrgeschossbauten unterschei­det die MBO drei Kategorien:

• Gebäude der Klasse 3 haben eine maximale Höhe von sieben Metern.
• Die Gebäudeklasse 4 umfasst Gebäude mit einer Höhe bis 13 Metern und Einheiten mit jeweils maximal 400 Quadratmetern Nutzfläche.
• Zur  Klasse 5 zählen Gebäude bis zur Hochhausgrenze (22 Meter).

Für alle Klassen gelten unterschiedliche Brandschutz-Anforderungen. Legt man bei­spielhaft die Anforderungen an tragende Wände und Stützen im Normalgeschoss zu­grunde, so steigt der geforderte Brandschutz für Gebäude der Klassen 3 bis 5 von F 30 (feuerhemmend) über F 60 (hochfeuerhemmend) bis zu F 90 (feuerbeständig). Für Kellergeschosse wird aufgrund der höheren statischen Belastung in allen Gebäu­deklassen eine Feuerbeständigkeit (F 90) gefordert. Die individuelle Umsetzung der MBO ist Ländersache und kann daher regional unterschiedlich sein.

Zusätzlich haben Forschungen der letzten Jahrzehnte gezeigt, dass es unterschied­liche Einflussgrößen auf die Feuerwiderstandsdauer einer Wandkonstruktion gibt. Ne­ben der Belastung und Ausnutzung der Tragfähigkeit gehören hierzu auch die Art der Brandbeanspruchung, die Ausführung der Wand sowie die Feuerwiderstandsdauer der angrenzenden tragenden und aussteifenden Bauteile.

Massive Mauerziegel, gefüllt oder ungefüllt, gehören dank ih­rer mineralischen Hauptbestandteile der Baustoffklasse A1 - nicht brennbar - an. Zusätzlich haben viele Geschossbauzie­gel die Brandwandprüfung des Deutschen Institutes für Bau­technik (DIBt.) bestanden. Somit sind sie nachweislich dazu in der Lage, Brände auf gewisse Brandabschnitte zu begren­zen. Die wichtigsten Anwendungsbereiche von Brandwänden im Mehrgeschosswohnungsbau sind Treppenhauswände, Ge­bäudetrenn- und -abschlusswände. Um den Status „Brand­wand-geeignet“ zu erhalten, muss der Wandbaustoff nicht nur einer 90-minütigen Beflammung widerstehen, sondern auch horizontale Stoßbelastungen aushalten.

Zu den Mauerziegeln mit Brandwandzulassung gehört auch der gefüllte Geschossbau­ziegel „Unipor WS09 Coriso“. Bei einem Ausnutzungsfaktor (α2) von maximal 0,65 - al­so einer verminderten Druckbelastung - verfügt eine beidseitig verputzte Wand über Brandwandeigenschaften. Bei voller Ausnutzung der maximal zulässigen Druckbelas­tung (α2 = 1) beträgt die Feuerwiderstandsklasse immerhin F 60A. Diese ist selbst für die tragenden Wände hoher Mehrgeschossbauten der Gebäudeklasse 4 nach Muster­bauordnung ausreichend - siehe auch Baulinks-Beitrag „Unipor WS09 Coriso erhält er­weiterte Brandschutz-Zulassung“ vom 13.8.2013.

Auch Sachversicherer wissen um die unterschiedlichen brandschutztechnischen Ei­genschaften von Baustoffen. Daher klassifizieren sie Gebäude in insgesamt drei Bau­artklassen - mit unterschiedlichen Brandversicherungsprämien. Massive Außenwände, beispielsweise aus Mauerziegeln, gehören der Klasse I an. Ihre Prämien sind nur etwa halb so hoch wie bei Gebäuden der Klasse III. Nicht brennbare Baustoffe der Klasse A1 wirken sich somit besonders günstig auf die Kosten für die Brandversicherung aus.

Endlich Ruhe: Schallschutz im Mehrgeschosswohnungsbau

Überall dort, wo viele Bewohner auf relativ begrenztem Raum zusammen wohnen, muss das Wohngebäude einen besonders guten baulichen Schallschutz gewährleisten. Dabei gilt es ei­nerseits den Schalleintrag von außen möglichst gering zu hal­ten. Andererseits muss auch die Schallübertragung innerhalb des Gebäudes – also zwischen Wohnungstrennwänden sowie der Trittschall – minimiert werden. Die bauordnungsrechtlichen Anforderungen an den Schallschutz sind in der DIN 4109 fest­gehalten. Die Qualitätsstandards des Schallschutzes sollten jedoch eindeutig und für den Verbraucher verständlich verein­bart werden. Hierbei sind die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu berücksichtigen.

Die wichtigsten Einflussgrößen des baulichen Schallschutzes im Massivbau sind die spezifische Schalldämmung in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse der trennenden Bauteile sowie die Schalllängsleitung der flankierenden Bauteile. Um gute Schalldämmwerte bei der Längsleitung zu erzielen, sollte bei dünnen Innenwänden (11,5 oder 17,5 Zentimeter) auf eine hohe Rohdichteklasse von 1,4 geachtet werden.

Dreh- und Angelpunkt für den Schallschutz ist das Außenmauerwerk: Als Außenwand­system mit Fenstern, Rollladenkästen und Türen muss das Mauerwerk wirkungsvoll vor Außenlärm schützen. Die Anforderungen ergeben sich durch die Verkehrsbelastung rund um das Bauwerk – also durch die Lage des Gebäudes. Tabelle 8 der DIN 4109 gibt, nach Lärmpegelbereichen geordnet, Mindestwerte für das „resultierende bewer­tete Schalldämm-Maß“ vor.

Das Außenmauerwerk nimmt Decken und Wohnungstrennwände auf und hat somit auch Auswirkungen auf die Schallübertragung innerhalb des Gebäudes. Es beeinflusst die Längsschalldämmung der flankierenden Bauteile maßgeblich, weshalb hohe Direkt­schalldämm-Maße der Außenwand (größer als 47 dB) erforderlich sind. Um ein hohes Stoßstellen-Dämm-Maß zu erzielen, muss der Anschluss möglichst biegesteif ausge­führt werden. Diese Steifigkeit kann durch unterschiedliches Verformungsverhalten der Bauteile negativ beeinflusst werden. Daher sollte auch bei der Wahl des Baustof­fes für Innen- und Trennwände auf den gleichen Baustoff zurückgegriffen werden wie beim Außenmauerwerk.

Grundsätzlich gilt: Je größer der Masseunterschied zweier Bauteile, desto höher ist auch das Stoßstellen-Dämm-Maß. Gleichzeitig sind besonders leichte, massive Flan­kenbauteile relativ einfach in Schwingung zu versetzen, was eine hohe Schallüber­tragung zur Folge hat. Hier bietet sich eine schalltechnische Entkopplung der beiden aneinandergrenzenden Bauteile an.

Schallschützende Trennwände

Im Gebäudeinneren kommt gerade Wohnungstrennwänden und Treppenhauswänden eine entscheidende Schallschutzfunktion zu. Die DIN 4109 schreibt daher - in Abhängigkeit von der Raumnutzung - ein Schalldämm-Maß zwischen 52 und 55 dB vor. Ebenso wie das Außenmauerwerk müssen diese Wände daher über eine große Masse verfügen. Als kostengünstige Al­ternative zu dämmstoffgefüllten Mauerziegeln erweisen sich Schalungsziegel (Bild rechts). Diese Hohlblock-Ziegel werden nach ihrer Vermörtelung mit Beton ausgegossen, was die flä­chenbezogene Masse der Wandkonstruktion signifikant erhöht.

Eine möglichst homogene Bausubstanz ist in vielerlei Hinsicht ratsam. So bietet sie einen idealen Putzgrund und somit die Voraussetzung für ein dauerhaft beständiges Mauerwerk ohne Putzrisse. (Nicht nur) die Hersteller von Mauerziegeln bieten daher eine Vielfalt von Sonder- und Ergänzungsprodukten an, die Mischmauerwerk vermeiden. Diese Sonderprodukte, darunter Ziegel-Rollladenkästen, Ziegelstürze oder Laibungsziegel, werden ebenso wie konventionelle Mauerziegel mit Dünnbettmörtel oder Leichtmörtel verarbeitet - siehe u.a. auch Baulinks-Beitrag „Dämmende Ziegel-Detaillösungen rund um das Fenster von Beck+Heun“ vom 8.2.2013.

Der Anschluss von Innenwänden an die Außenwände ist für den zu erzielenden Schall­schutz maßgeblich. Grundsätzlich ist es ratsam, Mischbauweisen zu meiden. Unter­schiedliche Schwind- und Verformungsverhalten können zu einem Verlust der notwen­digen Steifigkeit führen. Die Innenwände können schlichtweg vom Außenmauerwerk abreißen und somit Schall- und Brandschutz beeinträchtigen.

Besonders häufig kommt es in der Baupraxis vor, dass Betondecken an das Ziegelmau­erwerk angeschlossen werden müssen. Die Auflagefläche sollte möglichst gering sein. Bei einer Wanddicke von 36,5 Zentimetern empfiehlt sich beispielsweise eine Auflage­fläche von etwa zwei Dritteln der Wandstärke. Einerseits lässt sich auf diese Weise eine Wärmebrücke minimieren, andererseits beugt dies einer zu großen Eckaufwölbung vor und vermeidet Spannungsrisse. Eine Zentrierleiste minimiert diese Wirkung zusätz­lich und schützt zudem den Innenputz entlang der Drehkante.

Fazit/ Ausblick

Die besonderen Anforderungen des mehrgeschossigen Wohnungsbaus an Wandkon­struktionen gelten unabhängig von der gewählten Baustoffart. Aktuelle Mauerziegel-Produkte bringen eine Vielzahl von Eigenschaften mit, die sie - bei Einhaltung der all­gemein anerkannten Regeln der Technik - gerade für diese Bauweise qualifizieren. Da­mit empfiehlt sich die monolithische Ziegelbauweise für energiesparende und beson­ders nachhaltige Mehrgeschossbauten mit langer Lebensdauer.

Weitere Informationen zum mehrgeschossigen Wohnungsbau können per E-Mail an Unipor angefordert werden.