Das doppelte Lottchen Brandschutz - Die neue Quadriga

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6/2013 – 37 – ® eine Doppelbeplankung auf der Raumseite des Ständerwerks vorzunehmen. Beim „normalen“ R w sind deutliche Verbesserungen für dieses System dokumentiert. Aber Informationen darüber, ob die zweite Platte die Schwächen bei den tiefen Frequenzen kompensieren kann, wollte der Hersteller nicht zur Verfügung stellen. Spieglein, Spieglein … … in der Wand, wer ist die stabilste im ganzen Land? Nur ist keine böse Hexe im Spiel, die einen verlogenen Claqueur sucht. Vielmehr sprechen wir für die Standsicherheit von sehr robusten Bauteilen, die bei den üblichen Entwürfen ihre Leistungsgrenze nicht ausnutzen müssen. Dennoch: Sollen wir nun immer von einer halben Wand sprechen, die statisch alles kann oder von einer Doppelwand, die sich aus zwei identischen Bauteilen zusammensetzt und dabei den Eindruck erweckt, man käme auch mit weniger aus? Für welche Sprachregelung man sich auch immer entscheidet, für die Tragwerksplanung können wir im Gegensatz zum Brandschutz davon ausgehen, dass die Aufgaben für jede der beiden Wände klar abgegrenzt werden können – und müssen. Die gute Nachricht zum Schluss Es gibt nicht nur eine Methode, um die Schwächen der Holzrahmenbauwände beim dröhnenden Tieftonschallschutz zu beseitigen. Aber die Kombination verschiedener Maßnahmen kann eine deutliche Verbesserung bei überschaubaren Investitionen bieten. Zum Vergleich: Auch Massivwände verlieren bei Einbeziehung der Tieftonresonanzen bis zu 10 dB bei der Luftschalldämmung und haben überdies größere Probleme bei den Nebenwegen über die flankierenden Bauteile. Die Ausbildung dieses condetti ® -Details kann durch die konsequente Trennung (auch im Bereich von Beplankungen, Lattungen und Pfetten oder Rähmen) für die Nebenwegsübertragung Dämmwerte bis nahezu 80 dB erreichen (s. S. 47, Abb. 5). Es gibt daher gute Chancen, dass die Laborwerte (R W ) auch der Überprüfung am Bau (R’ w ) standhalten. Grundsätzliches zum Entwurf Die Definition als Brandersatzwand auf der Grundstücksgrenze oder auch die Anwendung als besonders gute Trennwand zwischen zwei Doppelhaushälften auf einem gemeinsamen Grundstück führt für die Wand und damit bei deren Kopfdetail zu einer Baukonstruktion, die gespiegelt für jedes Haus identisch ist. Damit handelt es sich um statisch völlig unabhängige Häuser. Jedes der beiden anliegenden Häuser ist auf den jeweiligen Teil der Wand als tragendes und aussteifendes Element zwingend angewiesen. Eine Verbindung erfolgt durch die über der Trennachse durchlaufende Dachdeckung mit der unmittelbaren Unterkonstruktion (= Lattung). Diesen Bauteilen ist aber keine statische Funktion zugewiesen, die über die Arbeitssicherheit der Dachdecker hinausgeht. Da auch der Entwurf der beiden angrenzenden Häuser i.d.R. nicht spiegel-symmetrisch ist, ergibt sich für die jeweilige Wand eine unterschiedliche Beanspruchung bzw. Ausnutzung. Das spielt aber auch eine untergeordnete Rolle, da die Gebäudetrennwand eines bis zu dreigeschossigen Gebäudes (Gebäudeklasse 1 bis 3) als geschlossenes Tragelement im Holzrahmenbau statisch nicht ausgenutzt ist – anders gesagt: Sowohl für die Vertikal- als auch für die Horizontallasten haben die Wände meist eine recht große Lastreserve. Der Tragwerksplaner ist es gewohnt, einzelne Bauteile „freizuschneiden“ und an diesen Tragelementen alle erforderlichen Spannungsund Stabilitätsnachweise zu führen. Um die Randbedingungen für die Wand festzulegen, stellt sich also die scheinbar einfache und im Detail dann doch so knifflige Frage „Wer hält wen?“ Es wird weder auf First-, Mittel- noch Traufpfetten- Auflagerdetails eingegangen. Nur soviel: Auch wenn es trivial erscheint, diese Bauteile dürfen natürlich nicht über die Trennwandachse durchlaufen. Scheibe Dach Die Dachfläche des Gebäudes wird fast immer zur Aussteifung des Gesamttragwerks herangezogen und ist daher als Scheibe nachzuweisen. Der moderne Holzbau leistet diese Funktion i.d.R. durch die Aussteifung mit einer dafür geeigneten und zugelassenen Beplankung. Die Kräfte entlang des Scheibenrandes müssen daher zuverlässig in das weiterleitende, vertikale Bauteil übertragen werden. Und hier nähert sich das erste ‚Achtung‘-Schild: Die als Scheibe nach EC 5-1-1 nachzuweisende Dachfläche endet mit der aussteifend angesetzten MDF- Platte am letzten Sparren vor der Wand, der aus anderen Gründen (Schallschutz, Wärmebrückeneffekt, s.o.) ein Stück von der Trennwand entfernt liegt. Der Sparren stellt also den Randgurt der Scheibe dar und ist an allen betreffenden Auflagerdetails entsprechend anzuschließen. Dennoch müssen die Scheibenkräfte in das Rähmholz der Wand nach Möglichkeit über die gesamte Länge (trifft hier der Begriff Ortganglänge noch zu ?) eingeleitet werden. Damit die vereinfachten Bemessungsregeln für den Nachweis der Dachscheibe nach EC 5-1-1 anwendbar bleiben, ist darauf zu achten, dass eine Verlegeplanung der Beplankung erfolgt. Auch wenn es unser aktuelles condetti-Detail nicht betrifft: Es sei einmal mehr klargestellt, dass für diese aussteifend/ tragende Beplankung keine freien Beplankungsstöße parallel zu den Sparren zulässig sind – ein leider bei der Bauüberwachung häufig festzustellender und doch so leicht vermeidbarer Fehler, der auch beseitigt werden muss (= Beplankung neu). Um die Randkräfte in das Rähmholz einzuleiten, wird nun ein aus Brandschutzgründen nicht-brennbarer Beplankungsstreifen hergestellt, der als Schubfeld zur Übertragung der Scheibenkräfte in das Rähmholz dient. Doch auch hier lauert eine Gefahr: Es handelt sich um einen Werkstoffwechsel der statisch angesetzten Beplankung. Bei der Verbindungsmittelwahl ist darauf zu achten, dass die Nägel oder Klammern für die beiden Werkstoffe (MDF-Platte in der Dachfläche und nicht brennbare Platte im Anschlusbereich an die Brand-
– 38 – 6/2013 ® ersatzwand) zugelassen sind. Es ist aber auch völlig legitim, diesen Streifen (er dient voraussichtlich sowieso zum Toleranzausgleich und wird damit am Schluss der Dachfläche hergestellt) mit einem anderen Verbindungmittel, z. B. Schrauben kraftschlüssig auf dem letzten Sparren und dem Rähmholz zu befestigen. Eine Nebenbemerkung zu der Aussteifung der Dachfläche mit Stahl-Windrispen: Aufgrund mangelnder Kenntnis der Tragwerksplaner und gleichzeitig schlecht formulierter EDV-Standard-Ausdrucke verabschiedet sich diese Variante nur (zu) langsam aus der üblichen Baukonstruktion der Dachtragwerke. Wenn Windrispen als Teil der Aussteifung angesetzt werden (und es gibt durchaus Anwendungen, wo sie gut und leistungsfähig eingesetzt werden können), ist für den Anschluss an die Trennwand wichtig, dass im First und Traufbereich jeweils die Befestigung mit dem Rähmholz der Wand und nicht nur mit dem letzten Sparren erfolgt. Hier besteht ein Unterschied in der als Scheibe betrachteten Dachfläche zu unserem auf Beplankung basierenden Detail. Auf die entsprechend in diesen Details notwendigen Anschlussflächen der Verbindungsmittel und Zusatzhölzer wird hier nicht eingegangen. Scheibe Wand Der Scheibennachweis der Wand ist jedoch meist einfach. Erstens weil eine satte, mehrlagige Beplankung vorhanden ist und zweitens weil die Trennwand fast immer als eine große, ungestörte Fläche herangezogen werden kann und die Wand somit statisch nur selten ausgenutzt ist – schon gar nicht im Dachbereich, wo sich die Lasten ja erst zu sammeln beginnen. Sofern also ein sauberer Nachweis der Lasteinleitung aus der Dachscheibe in die Wand geführt wurde, ist der größte Teil bereits geschafft. Doch auch hier ist noch Vorsicht geboten: Da die Wand am Kopf (= Rähm) keine relevanten Vertikallasten erhält (der letzte Sparren sitzt recht dicht daneben) ist eine Überdrückung der Randständer an der Traufe ggf. nicht nachweisbar. Je nach Elementierung der Trennwand muss dies bei der Verankerung der Wandenden berücksichtigt werden. Vertikallasten in der Dachfläche Neben der Scheibenwirkung der Dachfläche gibt es natürlich auch die Beanspruchung als Platte – also orthogonal zur Dachfläche. Eigengewicht, Schnee und Wind belasten die Dachfläche auf Biegung. Der letzte Sparren ist naturgemäß für die Vertikallasten „weicher“ als die Wand. Da er auch noch mit einer „Lücke“ zur Wand sitzt, kann sich eine Biegeverformung auch bemerkbar machen. Der im condetti ® - Detail dargestellte 240 mm hohe Sparren bringt allerdings bereits eine recht hohe Steifigkeit mit. Erst bei ungewöhnlich großen Spannweiten, bei starker Windbeanspruchung oder in höheren Schneelastzonen kann sich in Feldmitte eine relevante Verformungsdifferenz ergeben. Eine sorgfältige Planung vorausgesetzt, ist hier jedoch kein Problem zu erwarten – ggf. kann der letzte Sparren konstruktiv einfach statt 60 mm auch 100 mm oder breiter gewählt werden. Die Gipsfaser- oder Faserzementplatte zwischen Sparren und Wandkopf gleich hier die Verformung auch elegant aus, nur der Innenausbau sollte darauf reagieren können. Die Metalllattung über der Brandwandachse hat wie bereits erläutert keine statische Funktion, sondern dient nur konstruktiv zur Ablastung der Dacheindeckung und Haltung der Mineralfaserdämmung als Brandwandpfropfen (s.o.). Horizontale Haltung der Wand Dass die Dachfläche ein horizontales Auflager für die Wand an deren Kopf darstellt ist selbstredend. Immer wieder wird aber auch die Diskussion geführt, ob die Wand auch im Brandfall durch die Dachfläche gehalten werden muss. Insbesondere vor dem Hintergrund, dass die Wand hohe Brandschutzanforderungen (90 Minuten Standsicherheit und Raumabschluss) zu erfüllen hat, stellt es einen scheinbaren Widerspruch dar, dass die Dachfläche nach MBO nur als B2-Bauteil (normal entflammbar) aber ohne Brandwiderstand ausgebildet werden darf. Unabhängig davon, dass die MBO einige dieser Widersprüche tatsächlich enthält: Im vorliegenden Fall sind alle relevanten Szenarien sicher abgedeckt. Für die sogenannte Kaltbemessung (also ohne Brandeinwirkung) ergibt sich aus Dach- und Wandscheibe ein steifes Gesamttragwerk, das nur mit gegenseitiger Haltung funktioniert; allerdings nicht über die Trennwand hinweg. Aus einem auf der Landesbauordnung basierenden Brandschutznachweis ohne verschärfende Randbedingungen rechtfertigt sich nicht, dass die Dachfläche die Wand auch im Brandfall halten muss. Für die Heißbemessung ist es daher legitim, dass das Dachtragwerk bereits nach relativ kurzer Zeit versagt, da keine darüber liegenden Aufenthaltsräume gefährdet werden. Der dem Brandereignis zugewandte Teil der Trennwand wird dann nicht mehr seitlich gehalten. Da dann aber der davon unabhängige andere Teil der Trennwand noch mit 90 Minuten Brandwiderstand vorhanden ist, wird das eigentliche Schutzziel (das Brandereignis bleibt über 1 1 /2 Stunden mit ausreichender Sicherheit auf die eine Gebäudehälfte beschränkt) erfüllt. Da die dargestellte Konstruktion der Dachfläche zusätzlich auch in fast allen gut geplanten und ausgeführten Fällen einen realen Brandwiderstand von mindestens 30 Minuten und mehr aufweist, ist auch die Frage der seitlichen Haltung der Wand robust sichergestellt. Es empfiehlt sich, den Nachweis des konstruktiven Brandschutzes für die Dachfläche und für die Wand dazu ausführlich zu beschreiben und dabei nach Bauordnung geforderten und real umgesetzten Brandwiderstand zu unterscheiden. Abb. 6: Gebäudeabschlusswand und Brandersatzwand auf real geteilten Grundstücken
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