KS-West e.V.

KS-Mauerwerk mit hinterlüfteter Außenwandbekleidung

Hinterlüftete Außenwandbekleidungen sind in Form von kleinformatigen Schiefer- oder Holzschindel-Bekleidungen bereits seit dem Mittelalter bekannt. Zeugen dieser Bauweise finden wir beispielsweise in der Eifel, im Harz, in Thüringen und in Sachsen. Dabei sind bis heute die Deckungsbilder, wie die „Deutsche Deckung“, die „Wabendeckung“ oder die „Schablonendeckung“, traditionell überliefert.

Insbesondere bei Gebäuden mit hohem Gestaltungswert gewinnen vorgehängte hinterlüftete Fassaden zunehmend an Bedeutung.

Konstruktionselemente von vorgehängten hinterlüfteten Außenwandbekleidungen

Komponenten

Tragender Untergrund
Der tragende Untergrund dient der Verankerung der Unterkonstruktion. In den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen der Verankerungselemente (Dübel) ist der zulässige Verankerungsgrund mit Angabe der zulässigen Dübelkräfte für jeden Dübeltyp angegeben. 

Wände aus KS-Mauerwerk erweisen sich dabei wegen der hohen Steinfestigkeit als sehr guter Verankerungsgrund und führen damit zu wirtschaftlich günstigen Systemlösungen.
An die Ebenheit des Untergrunds werden bei hinterlüfteten Außenwandbekleidungen deutlich geringere Anforderungen als bei Wärmedämm-Verbundsystemen gestellt, da durch die Verankerungselemente und die Unterkonstruktion auch ein größerer Toleranzausgleich einfach möglich ist.

Verankerungselemente
Verankerungselemente sind Teile, die die Unterkonstruktion in der Wand mechanisch verankern. Sofern keine Unterkonstruktion erforderlich ist (wie z.B. bei Bekleidungen aus Naturwerkstein mit eingemörteltenTrag- und Halteankern nach DIN 18516-3), werden die Bekleidungselemente unmittelbar in der Wand verankert.

Direkte Verankerung von Naturwerksteinbekleidungen, Beispiel

Die Verankerungselemente bestehen in der Regel aus einer bauaufsichtlich zugelassenen Dübel/Schraubenkombination. Die Dübel können aus Kunststoff oder Edelstahl gefertigt sein. Zulässig ist auch der Einsatz von Injektionsankern.
Bei der Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenwandkonstruktion ist der Einfluss der punktuellen Wärmebrücken im Bereich der Verankerung zu berücksichtigen. Dieser Einfluss kann durch eine thermische Trennung mit wärmedämmender Unterlagscheibe aus geschlossenzelligem PVC-hart oder durch eine PUR-Ummantelung der Wandhalter minimiert werden.

Maßnahmen zur Minimierung des Wärmebrückeneinflusses von Wandhaltern

Wärmedämmung
Die Wärmedämmung muss – bei in der Regel geschossübergreifendem Hinterlüftungsraum – aus nichtbrennbaren Dämmstoffen bestehen. Da Hartschaum-Dämmplatten z.B. aus Polystyrol grundsätzlich nur schwer entflammbar sind, ist die Verwendung bei hinterlüfteten Außenwandbekleidungen nicht zulässig.

Überwiegend werden unkaschierte oder vlieskaschierte Dämmplatten aus Mineralwolle mit Wärmeleitfähigkeiten zwischen 0,032 W/(m·K) und 0,040 W/(m·K) verwendet. Sie müssen dem Anwendungstyp WAB nach DIN 4108- 10 entsprechen. Neue Entwicklungen von Vakuum-Dämmstoff-Paneelen (VIP) die eine äußerst geringe Wärmeleitfähigkeit von λR = 0,006 W/(m·K) aufweisen, werden zukünftig zu einer weiteren Reduzierung der Konstruktionsdicke führen.

Eine werkseitige Kaschierung der Dämmstoffplatten mit einem diffusionsoffenen Glasvlies dient zum einen als zusätzlicher Witterungsschutz während der Bauphase, zum anderen wird durch ein schwarzes Glasvlies erreicht, dass bei Bekleidungen mit offenen Fugen der Dämmstoff optisch nicht erkennbar ist.

Die Verlegung der Dämmstoffplatten erfolgt dicht gestoßen im Verband. Dabei müssen die Platten auch an angrenzende Bauteile und insbesondere an die Unterkonstruktion dicht angepasst werden, um Wärmebrücken zu vermeiden. Die Dämmstoffplatten sind hohlraumfrei zum Untergrund zu verlegen, um eine Hinterströmung durch die kalte Außenluft zu verhindern.

Die Mineralwolle-Dämmplatten werden überwiegend mechanisch mit Dämmstoffhaltern aus Kunststoff befestigt. Um eine unzulässige Komprimierung der Dämmstoffdicke am Befestigungspunkt zu verhindern, sind vorzugsweise Dämmstoffhalter mit Tiefenanschlag einzusetzen.

Anordnung von Dämmstoffhaltern

Dämmstoffhalter mit Tiefenanschlag

Alternativ können Mineralwolle-Dämmplatten bei ausreichend tragfähigem Untergrund auch mit Bauklebern vollflächig fixiert werden. Die Abreißfestigkeit muss in diesem Fall mindestens 0,01 N/mm² betragen.

Unterkonstruktion und Verbindungselemente
Die Unterkonstruktion ist standsicher mit dem Bauwerk verbunden und überträgt alle auftretenden Belastungen aus Eigenlast, Windsog und Winddruck. Unterkonstruktionen werden aus Metall (in der Regel Aluminium oder in seltenen Fällen Edelstahl) oder aus Holz hergestellt.

Wesentliches Konstruktionsprinzip von Metall-Unterkonstruktionen ist die zwängungsfreie Verformungsmöglichkeit der Tragprofile, die durch die Ausbildung von Fest- und Gleitpunkten gewährleistet wird. Eine weitere Ausführungsvariante ist die Montage der Tragprofi le mit Hilfe von Abstandsdübeln.

Aluminium-Unterkonstruktion mit Wandhaltern

Abstandsdübeln

Bei Holz-Unterkonstruktionen kommen sowohl Zweifach- als auch Dreifachlattungen zum Einsatz. Für die Verbindungen werden in der Regel Holzschrauben verwendet.

Holz-Zweifachlattung mit kleinformatiger Bekleidung in Rhombus-Schablonen-Deckung

Die Unterkonstruktion wird für den Grenzzustand der Tragfähigkeit in Abhängigkeit vom Verankerungsgrund, von der gewählten Bekleidung und ihren Formaten und von den zu erwartenden Lasten bemessen.

Bekleidungselemente bzw. -materialien

Als Bekleidung wird eine Vielzahl von Werkstoffen angeboten. Die gebräuchlichsten sind:

Holzbekleidungen
werden u.a. als Holzschalungen ausgeführt. Übliche Schalungsarten sind dabei die Deckel-, Stülp- oder Profilbrettschalung, die mit Schraubnägeln aus nicht rostendem Stahl zu befestigen sind.

Kleinformatige Bekleidungen aus Schiefer-oder Faserzementplatten
werden insbesondere in traditionellen Deckungsbildern mit Schraubnägeln oder Schrauben befestigt. Weitere Varianten ergeben sich mit unterschiedlichen Hakenbefestigungen.

Großformatige Bekleidungen (z.B. aus Faserzement)
können sichtbar oder nicht sichtbar befestigt werden. Großformatige Faserzement-Wellplatten können in vertikaler oder horizontaler Verlegung durch Holzschrauben mit Pilzdichtungenan Holzunterkonstruktionen befestigt werden.

Klein- oder brettformatige Tonstrangplatten
werden mit besonderen Plattenhaltern auf einer systemgebundenen Unterkonstruktion befestigt.

Naturwerksteinbekleidungen nach DIN 18516-3
werden in der Regel ohne Unterkonstruktion mit eingemörtelten Trag- und Halteankern direkt verankert. Alternativ können vorgefertigte Verankerungssysteme mit Dübeln verwendet werden. Bei Systemen mit  Unterkonstruktion werden sowohl sichtbare Befestigungen mit Schrauben als auch nicht sichtbare Befestigungen mit Nutlagerung eingesetzt. Mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung können abweichend von DIN 18516-3 auch Hinterschnittanker – bei dann möglichen geringeren Dicken der Naturwerksteinplatten– verwendet werden. Eine entsprechende nicht sichtbare Befestigung wird auch für großformatige keramische Bekleidungen angeboten,

Metallbekleidungen
die in der Regel kassettenförmig profiliert sind, um ihre Steifigkeit zu erhöhen, werden mit Nieten oder häufig auch hängend befestigt. Dabei werden sowohl sichtbare als auch nicht sichtbare Varianten angeboten. Darüber hinaus werden Befestigungsvarianten angeboten, die gleichzeitig bestimmende Gestaltungselemente der Fassaden sein können.

Standsicherheit

Die hinterlüftete Außenwandbekleidung ist ein mit der tragenden Wand mechanisch verbundenes System, dessen einzelne Bauprodukte unter Berücksichtigung der Vorgaben der DIN 18516-1 und nach den in der Bauregelliste bekannt gemachten technischen Regeln sowie ggf. durch allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) zu verwenden sind. Die erforderlichen Einzelnachweise (zur Standsicherheit, zum Brandschutz etc.) sind für die hinterlüftete Außenwandbekleidung jeweils objektbezogen auf Grundlage der DIN 18516-1 zu führen. Für die Unterkonstruktion wird eine objektbezogene Bemessung erforderlich. Diese bieten Systemanbieter von Unterkonstruktionen vielfach als Serviceleistungen an.

Für die Unterkonstruktion als statisches Bindeglied zwischen Verankerungsgrund und Bekleidungselement gilt bei:

Niet- und schraubenartige Verbindungen und Befestigungen
Der Verwendbarkeitsnachweis erfolgt gemäß Bauregelliste A, Teil 2, lfd. Nr. 2.17 durch allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (abP). Alle anderen Verbindungs- oder Befestigungsarten bedürfen einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung.

Verankerungselementen (überwiegend Dübel)
Für sie sind allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen erforderlich. Ausgenommen sind die in DIN 18516-3 geregelten Verankerungselemente für Bekleidungen aus Naturwerkstein.


Windsperre
Wenn eine dauerhafte vertikale Windsperre im Bereich der Gebäudekanten angeordnet wird und die Außenwandbekleidung eine ausreichende Durchlässigkeit aufweist kann auf den Ansatz erhöhter Wind-Soglasten im Randbereich verzichtet werden. Eine diesbezügliche Regelung wurde bei Begrenzung der Luftschichtdicke in die DIN EN 1991-1-4/NA aufgenommen.

Wärmeschutz

Bei hinterlüfteten Außenwandbekleidungen können sämtliche – auch zukünftige – Anforderungen an den Wärmeschutz in besonderer Weise erfüllt werden, da durch die Dimensionierung der Verankerungselemente jede beliebige Wärmedämmstoffdicke eingesetzt werden kann.

Im Hinblick auf den sommerlichen Wärmeschutz erweisen sich KS-Außenwände mit hinterlüfteten Außenwandbekleidungen aufgrund der Hinterlüftung, der außen liegenden Wärmedämmung und der innen liegenden hohen speicherfähigen Masse als besonders günstig. Nach Auswertung aktueller Untersuchungen erscheint perspektivisch zudem die Nutzung der im Hinterlüftungsraum anfallenden Wärme zur energetischen Optimierung möglich.

U-Werte einschaliger KS-Außenwände mit hinterlüfteter Außenbekleidung

Schallschutz

Gegen Außenlärm
Umfangreiche Eignungsprüfungen an Außenwandsystemen mit vorgehängten hinterlüfteten Fassaden zeigen, dass mit größer werdenden Dicken der Wärmedämmung und mit wachsender Masse der vorgehängten Fassade die Schalldämmung gegen Außenlärm steigt.

Untersuchungsergebnisse unterschiedlicher Fassadenbekleidungen auf einem 24 cm dicken einseitig verputztem KS-Mauerwerk -das ohne zusätzliche Bekleidung ein Schalldämm-Maß von Rw = 54 dB (nach DIN 4109:1989)aufweist- zeigen, dass sich eine Verbesserung des Schalldämm-Maßes zwischen 6 und 12 dB ergibt. In keinem Fall wurde eine Verschlechterung des Schalldämm-Maßes festgestellt.

Schalldämmung vorgehängter hinterlüfteter Fassaden nach DIN 52210, Prüfstand 52210-P-W 

Schallschutz im Gebäude
Bei Berechnung der horizontalen oder vertikalen Schalllängsleitung im Gebäude wird der Einfluss der Fassadenbekleidung vernachlässigt, es wird nur die Hintermauerschale aus Kalksandstein berücksichtigt.

Brandschutz

An die Baustoffklassen der Einzelkomponenten werden die Anforderungen in Abhängigkeit von den Gebäudeklassen (nach Landesbauordnung) gestellt.

Brandschutzanforderungen an Komponenten hinterlüfteter Außenwandbekleidungen

Nach der Musterliste der Technischen Baubestimmungen sind als Anforderung an die Gesamtkonstruktion nach DIN 18516-1 in jedem zweiten Geschoss horizontale Brandsperren im Hinterlüftungsraum  anzuordnen, die über mindestens 30 Minuten ausreichend formstabil sein müssen. Die Brandsperren sind zwischen dem tragenden Untergrund und den Bekleidungselementen einzubauen.

Horizontale Brandsperren sind nicht erforderlich:

  • bei Außenwänden ohne Öffnungen, wenn durch die Fensteranordnung eine Brandausbreitung im Hinterlüftungsraum ausgeschlossen ist (z.B. bei durchgehenden Fensterbändern),
  • bei Verwendung von nichtbrennbaren Baustoffen, wenn der Hinterlüftungsraum im Bereich der Leibung von Öffnungen umlaufend im Brandfall über mindestens 30 Min. formstabil verschlossen ist.

Der Hinterlüftungsraum darf nicht über eine Brandwand geführt werden, als vertikale Brandsperre ist der Hinterlüftungsraum mindestens in Brandwanddicke mit einem im Brandfall formstabilen Dämmstoff mit einem Schmelzpunkt von > 1.000 °C zu schließen.

Feuchteschutz

Klimabedingter Feuchteschutz
Außenwandkonstruktionen mit vorgehängten hinterlüfteten Fassaden erweisen sich im Hinblick auf den Tauwasserschutz als besonders günstig, da der Dampfdiffusionswiderstand nach außen abnimmt und
die das Bauteil durchdringende Feuchtigkeit im Hinterlüftungsraum durch die vorbeistreichende Luft schadensfrei abgeführt werden kann. Auch im Hinblick auf die Austrocknung von Baufeuchte sind hinterlüftete Bekleidungen besonders positiv zu bewerten.
Nach DIN 18516-1 ist eine Mindestbreite des Hinterlüftungsraums von 2 cm ausreichend, die örtlich auf 5 mm reduziert werden darf. Bei der Ausbildung von offenen Fugen zwischen den Bekleidungselementen
sollte jedoch eine Mindestbreite von 4 cm eingehalten werden.
An Kopf- und Fußpunkten der hinterlüfteten Fassade sind Be- und Entlüftungsöffnungen von 50 cm² je m Fassadenlänge anzuordnen. Diese sollten zusätzlich mit so genannten Insektengitter oder Ähnlichem gesichert werden.

Witterungsschutz
Der Witterungsschutz wird durch die Bekleidung und die Hinterlüftung gewährleistet, so dass die in geringem Umfang hinter ein Bekleidungselement eindringende Niederschlagsmenge keinen schädigenden Einfluss ausüben kann.
Bei kleinformatigen Bekleidungselementen erfolgt der Witterungsschutz im Bereich der Fugen durch die notwendige Überdeckung. 
Bei großformatigen Bekleidungselementen können offene Fugen ausgeführt werden, wenn die Fugenbreite zwischen den Bekleidungselementen ≤ 10 mm und der Abstand der Außenwandbekleidung zur Wärmedämmung ≥ 40 mm ist.

Fugenausbildung bei hinterlüfteten Bekleidungen

Die in den Hinterlüftungsraum eindringende Niederschlagsmenge ist dann von vernachlässigbarer Größenordnung. Bei Einsatz von hydrophobierten Mineralwolle-Dämmstoffen wird lediglich ein 3 bis 4 cm breiter Streifen im Fugenbereich bis zu einer Tiefe von ca. 1 mm durchfeuchtet. Diese Durchfeuchtung wird nach Beendigung der Regenphase durch die Hinterlüftung in kurzer Zeit nach außen abgeführt, so dass der Dämmstoff trocknet.

Gebrauchstauglichkeit

Zum Nachweis der Gebrauchstauglichkeit der Systeme werden insbesondere bei den Bekleidungselementen und ihrer Befestigung umfassende Untersuchungen zum Einfluss der klimatisch bedingten Einwirkungen durchgeführt, so in den Zulassungsverfahren z.B. bei Faserzementtafeln nach harmonisierter europäischer Normung.

Angaben zum Schutz der Baustoffe und Bauteile (vornehmlich bezogen auf Metall und Holz) enthält die DIN 18516-1.
Vorgehängte hinterlüftete Außenwandbekleidungen können entsprechend der örtlichen Beanspruchung abgestimmt gewählt werden, so dass auch ein sehr hoher Widerstand gegenüber Stößen mit harten oder weichen Gegenständen gewährleistet ist.

Gestaltung

Durch die Material- und Formvielfalt der Bekleidungselemente und ihrer Befestigung werden die großen Gestaltungsmöglichkeiten von hinterlüfteten Außenwandbekleidungen bestimmt. Zunehmend werden auch Kombinationen mit Wärmedämm-Verbundsystemen oder mit zweischaligem Mauerwerk angewandt.

Darüber hinaus bieten hinterlüftete Außenwandbekleidungen als Systemlösung die Möglichkeit, andere Elemente in der Fassade zu integrieren. So können z.B. Photovoltaik- oder Solarthermie-Module harmonisch eingepasst werden. Darüber hinaus können auch nicht sichtbare Blitzschutzeinrichtungen (unter Nutzung der vorhandenen Metall-Unterkonstruktion) ausgeführt werden.Ist der Einsatz von Photovoltaik- oder Solarthermie- Modulen geplant, ist die Verwendbarkeit z.B. als großformatiges Bekleidungselement durch eine bauaufsichtliche Zulassung (oder eine Zustimmung im Einzelfall) nachzuweisen.

Wirtschaftlichkeit

Trotz höherer Investitionskosten erweisen sich vorgehängte hinterlüftete Fassaden aufgrund der hohen Dauerhaftigkeit, der geringen Wartungsintensität und der Möglichkeit ggf. einzelne Elemente einfach auszutauschen, als eine langfristig wirtschaftliche Lösung. Durch die Demontierbarkeit ist zusätzlich eine einfache Trennung der Materialien im Hinblick auf eine Wiederverwertung oder –verwendung gewährleistet.

KS-Lexikon

Infomaterial