Die Richtlinien und Normen am Bau werden immer strenger. Mauerwerk liefert eine verlässliche und einfache Planungsgrundlage. Seine Leistungswerte werden in BIM-Prozessen sauber abgebildet, seine bauphysikalischen Eigenschaften überzeugen. Sind die Pflichtaufgaben erfüllt, bleibt so genügend Zeit für kreative Ideen.
Konstruktion
In der Mauerwerkskonstruktion wird zwischen Fassaden und Innenwänden unterschieden.
Folgende Fassadenkonstruktionen sind möglich:
Einsteinmauerwerk mit Fassadendämmung. Aussenwände aus massivem Mauerwerk werden unter anderem mit mineralischen Materialien gedämmt. Ein Aussenputz schützt vor Witterungs- und Umwelteinflüssen.
Monolithisches, wärmedämmendes Einsteinmauerwerk. Einsteinmauerwerk besteht aus wärmedämmenden Grossblocksteinen. Sie vereinen Tragfähigkeit, Wärmedämmung und Witterungsschutz. Eine zusätzliche Dämmschicht entfällt.
Zweischalenmauerwerk. Ein Zweischalenmauerwerk ist in drei Schichten mit den Funktionen Wetterschutz, Wärmedämmung und Tragfunktion aufgebaut. So werden die speziellen Eigenschaften der jeweiligen Materialien voll genutzt. Zweischalenmauerwerk kann entweder als verputzte Konstruktion oder als Vorsatzschale mit einem Sicht- oder Klinkermauerwerk vermauert werden.
Folgende Innenwandkonstruktionen sind möglich:
Schalldämmwände erfüllen die Anforderungen des Schallschutzes im Hochbau (Norm SIA 181). Einen wesentlichen Einfluss auf die Schalldämmung haben die Ausführungsqualität und die Materialwahl. Schlitze, Durchbrüche und Installationen sind so zu planen, dass schalltechnische Risiken vermieden werden.
Backsteine mit erhöhten Festigkeiten werden in denselben Abmessungen wie der Backstein für das Standardmauerwerk produziert. Dadurch ist das gegenseitige Einbinden der beiden Produkte möglich und es können begrenzte Zonen mit erhöhten Belastungen, wie Wand- und Pfeilerpartien, integriert werden. Das Resultat: höchste Kontinuität im Putzgrund, Rissschäden werden weitestgehend ausgeschlossen.
Orthogonal bewehrtes Mauerwerk. Mauerwerk hat seine Hauptstärke in der Druckfestigkeit. Treten grössere Zug- und Biegezugspannungen auf, ist eine Bewehrung erforderlich. Durch das orthogonale Bewehren des Mauerwerks können auch Biegungen senkrecht zur Lagerfuge aufgenommen werden. Systeme wie murfor® RE oder Armo® meistern selbst grosse Biegebeanspruchungen, z. B. bei freistehenden Brüstungen, auskragenden Mauerwerksteilen oder Giebelwänden.
Bauphysik
Schallschutz. Hier ist die Norm SIA 181 Schallschutz im Hochbau massgebend. Sie basiert auf der eidgenössischen Lärmschutz-Verordnung (LSV), die für die gesamte Schweiz die Einhaltung der normierten Mindestanforderungen des Schallschutzes bei allen Neu- und Umbauten vorschreibt. Vor Beginn der Projektierung müssen die Lärmimmissionen abgeklärt und die Anforderungen an den Schallschutz in Absprache mit den Bauherren und den Nutzer/innen des Gebäudes festgelegt werden. Einen wesentlichen Einfluss auf die Schalldämmung haben die Ausführungsqualität und die Materialwahl. Die Ziegelindustrie hat dafür Schalldämmsteine mit einem erhöhten Gewicht oder solche, die mit Beton ausgegossen werden können, entwickelt. Schlitze, Durchbrüche und Installationen sind so zu planen, dass unkalkulierbare schalltechnische Risiken vermieden werden.
Feuchteschutz. Die Eigenschaften von Backsteinen ergeben sich u. a. durch das Herstellungsverfahren. Bei der Trocknung der Rohlinge entweicht das Wasser. Dabei entstehen offene Kapillaren, die auch untereinander verästelt sind. Das Porenvolumen bei normalen Backsteinen liegt zwischen 15% und 30%. Durch diese Materialstruktur kann der Backstein Wasser und Dampf gut aufnehmen und wieder abgeben. Das ermöglicht einen schnellen Feuchtetransport zur trockenen Wandseite.
Brandschutz. Der Verlauf von Bränden ist durch eine Vielzahl von Einflussgrössen vorgegeben, die den Brandverlauf hemmen oder begünstigen bzw. die entstehenden Schäden beeinflussen. Das Backsteinmauerwerk ist sehr resistent gegenüber Hitze und Feuer, da Backstein nicht brennbar ist. Auch Brandmauern können als Backsteinmauerwerk ausgeführt werden. Je nach Ausführungsart und Oberflächenbeschaffenheit (verputzt oder roh belassen) sind unterschiedliche Brandwiderstände zu erwarten. Sämtliche Anschlüsse, Auflager und Fugen müssen selbstverständlich denselben Feuerwiderstand aufweisen.
Wärmedämmung. Die Energiemenge, die für die Raumbeheizung aufgewendet werden muss, hängt u. a. von den Wärmeverlusten durch die Gebäudehülle ab. Je besser die Wärmedämmung, umso geringer sind die Wärmeverluste nach aussen und desto niedriger der Energieverbrauch. Ein weiterer Aspekt guter Wärmedämmung ist, dass die Wände weniger auskühlen, was die Behaglichkeit steigert. Neben der Wärmespeicherfähigkeit ist dies ein massgeblicher Vorteil der massiven Bauweise in Backstein.
Grafik: Übersicht der wichtigsten Schalleffekte am Gebäude
Optimale Schalldämmwerte mit Wänden aus Backstein. (Quelle: Element 30, Schallschutz im Hochbau, Faktor Verlag AG)
Wärmespeicherung
Wärmespeichern ist mehr als Wärmedämmen. Das ist umso wichtiger, weil der Klimawandel die Rahmenbedingungen des Bauens dramatisch verändert. Die passive Solarnutzung gewinnt derzeit stark an Bedeutung. Im Sommer wirkt Backstein-Mauerwerk kühlend, indem es Wärme aufnimmt, speichert und zeitversetzt sowie in reduzierter Form abgibt. Das ersetzt energiefressende Klimaanlagen, schafft ausgeglichene Innentemperaturen und sorgt für ein gutes Raumklima im Haus. Im Winter hingegen schützt Backstein vor Kälte und reguliert die Luftfeuchtigkeit auf natürliche Art, d. h. ohne Lüftungsanlagen.
Fachbeitrag
Wärmespeicherfähigkeit
Grafik: Bauweise und Innentemperatur/Sommer
Bei massiver Bauweise liegt die Innenraumtemperatur stets im Wohlfühlbereich. (Quelle: Verband Ziegelwerke AT, Newsletter 8/2019)
Erdbebensicherheit
Im Jahr 1989 wurde der Erdbebenlastfall für Hochbauten umfangreich normativ geregelt und entspricht heute — nach Anpassungen in den Jahren 2003 und 2014 — dem internationalen Standard der Erdbebensicherheit.
Die neuen Vorschriften und angepassten Standards (Normen SIA 261 und 266) zu erdbebensicherem Bauen verlangen, dass die Sicherheit von Mauerwerk — wie auch von anderen Baukonstruktionen — berechnet und nachgewiesen werden muss. Einzelne Kantone verlangen einen Erdbebensicherheitsnachweis.
Verbesserte Software macht den Erdbebensicherheitsnachweis mittlerweile einfach und schnell. Ein Vorteil vor allem für Planer/innen, deren Arbeit dadurch effizienter ist und so dem allgegenwärtigen Kostendruck entgegenwirkt. Die Software MURUS‑P ermöglicht den Erdbebennachweis mit realen und schnellen Push-over-Analysen gemäss SIA-Norm. Die Bemessung ist einfach, es werden nur die notwendigen Verstärkungen eingesetzt. Umsetzungsvarianten können am Modell ausprobiert und sofort verglichen werden. Die Anzahl der zu zeichnenden Schalungs- und Bewehrungspläne wird so minimiert und es braucht weniger Bewehrungskontrollen auf der Baustelle. MURUS‑P eignet sich zudem für Mischbauwerke aus Mauerwerks- und Stahlbetonwänden. Weitere Infos zur Software erhalten Sie bei der Cubus AG.
«Mit der Push-over-Analyse ist es gelungen, die bekannten Vorteile der verformungsbasierten Methode auch bei der kraftbasierten Methode einzubringen.»
Professor J. Schwartz, ETH Zürich
