Ziegelelementbau – Modular und wirtschaftlich

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<ul><li><p>21 2006 Ernst &amp; Sohn Verlag fr Architektur und technische Wissenschaften GmbH &amp; Co. KG, Berlin Mauerwerk 10 (2006), Heft 1</p><p>1 Bauweise, Vorteile, Baupraxis1.1 Einleitung</p><p>Industrielle Vorfertigung ersetzt nichtQualitt durch Quantitt und auchnicht gestalterischen Anspruch durchEinfltigkeit. </p><p>Im Gegenteil: Die Verlegung vonProduktionsprozessen von der Bau-stelle in eine vorWitterungseinflssengeschtzte Werkhalle bewirkt eine Humanisierung des Produktions-</p><p>prozesses Steigerung der Effektivitt Vergleichmigung und Optimie-</p><p>rung des Mauerwerks Kompensierung von Ausfallzeiten Realisierung krzester Bauzeiten freie Gestaltung des Grundrisses</p><p>und uneingeschrnkte planerischeFreiheit</p><p> alle bauphysikalischen Anforderun-gen lassen sich leicht realisieren,z. B. Niedrigenergiehuser (KfW60- bzw. KfW 40-Standard).</p><p>Darber hinaus wird durch dasoptimierte Schnittstellenmanagement,</p><p>das systemimmanent ist, die Zusam-menarbeit zwischen Architekt undTragwerkplaner deutlich verbessert.Konkret bedeutet dies, da durch diedetaillierten Element- und Montage-plne Fehlerquellen in der Planungs-phase erkannt und vermieden wer-den. Vereinfacht ausgedrckt kannauch davon gesprochen werden, daein Teil der Bauberwachung in dasElementwerk verlagert wird. Wirt-schaftliches, rationalisiertes Bauenunter Beibehaltung hoher Qualittsind somit das Ziel und die Gemein-schaftsaufgabe aller am Bau beteilig-ten Planer und Bauausfhrenden.Werden die am Baufortschritt betei-ligten Prozesse von der Planung biszur Fertigstellung und Nutzung derGebude einer ganzheitlichen Be-trachtung unterzogen, so bieten ins-besondere die Vorfertigung von Zie-gelelementen im Werk (Bild 1) undderen Montage auf der Baustelle er-hebliche Einsparpotentiale.</p><p>Auch vor dem Hintergrund derderzeitigen politischen Diskussionen</p><p>und der sich seit Jahren verschlech-ternden Rahmenbedingungen fr dasBauen in Deutschland liefert die Vor-fertigung von Wandtafeln im WerkLsungsanstze (s. a. Beitrag Gerij indiesem Heft). </p><p>Mit einem auf die jeweilige Ziel-gruppe abgestimmten Service und ei-nem intelligenten Bausystem schaffenes die Hersteller von vorgefertigtenZiegelwand-, Ziegeldecken- und Zie-geldachelementen in zunehmendemMae, auch im Geschowohnungs-bau Fu zu fassen und ihre Wirt-schaftlichkeit zu beweisen.</p><p>Eine frhzeitige Bercksichti-gung der elementierten Bauweise inder Planungsphase ist von Vorteil,aber nicht Voraussetzung. Ziegelele-mente eignen sich fr alle Mauer-werksbauteile vom Keller bis zumDach. Gerade durch die Ergnzungmit Massivdachkonstruktionen ausZiegeln nach DIN 4159 [2], DIN4160 [3] sowie ergnzenden allgemei-nen bauaufsichtlichen Zulassungenentsteht ein Komplettsystem dasmassive Ziegelhaus. </p><p>Es lassen sich sowohl zweischali-ge Konstruktionen realisieren alsauch einschalige, zusatzgedmmteAuenwnde und darber hinausnatrlich monolithische Konstruktio-nen, bei denen auf Grund der ausge-zeichneten Wrmedmmeigenschaf-ten auf eine Zusatzdmmung verzich-tet werden kann.</p><p>Fachthemen</p><p>Ziegelelementbau Modular und wirtschaftlich</p><p>Andreas KrechtingDieter FiggeHeinz-Werner Jedamzik</p><p>Der Beitrag behandelt in vier Abschnitten wesentliche Aspekte des Bauens mit werks-gefertigten Elementen aus Ziegelmauerwerk. Wegen des notwendigerweise begrenztenBeitragsumfanges kann das nur zusammenfassend erfolgen. Eine ausfhrliche und voll-stndige Darstellung enthlt ein voraussichtlich in Krze erscheinendes Sonderheft derZeitschrift.</p><p>Der Abschnitt 1 des Beitrages widmet sich der allgemeinen Beschreibung der Bauweise sowie der Darstellung zweier Beispiele aus der Praxis des Ziegelelementbaus.Im Anschlu daran werden ergnzend die charakteristischen Merkmale der Bauweisesowie die neue DIN 1053-4 [1] skizziert.</p><p>Abschnitt 2 ist von hoher Praxisrelevanz gekennzeichnet und beschreibt die ma-geblichen Verfahrensablufe der Montage der Ziegelwandelemente. </p><p>Abschnitt 3 gibt wichtige Hinweise fr Planung und Ausfhrung von Auenputz aufZiegelwandelementen. </p><p>Die Immobilie mit Keller ist bevorzugte Bauweise im Wohnungsbau. Ob traditionelleoder hochwertige Nutzung des Kellerraumes vorgefertigte Ziegelwandelemente bieten hierzu die notwendigen Voraussetzungen. Abschnitt 4 dieses Beitrages gibt einenberblick ber die zu beachtenden technischen Regeln und Festlegungen in bezug auf Feuchteschutz, Bauwerkabdichtungen und Abdichtungssysteme und erlutert dieBemessung von Kellerwnden aus Ziegelwandelementen. </p><p>DOI: 10.1002/dama.200600260</p><p>Bild 1. Ziegelelemente im Werk</p></li><li><p>Mit den am Markt befindlichenProdukten und Bauarten lassen sichalle Anforderungen an den baulichenBrand-, Wrme- und Schallschutz si-cher erfllen. Ausdruck zahlreicherInnovationen in dieser Bauweise istu. a. auch die neue DIN 1053-4:2004-02 Mauerwerk Fertigbautei-le [1]. Sie ersetzt die alte DIN1053-4:1978-09 [4] teilweise. Flankie-rend beschreibt eine Reihe bauauf-sichtlicher Zulassungen die Bauweiseergnzend.</p><p>1.2 Dienstleistungskonzept</p><p>Das Dienstleistungskonzept der Her-steller vorgefertigter Ziegelwand-,-decken- und -dachelemente umfatneben der Beratung und ggfs. Schu-lung in bezug auf alle statischen undbauphysikalischen Fragestellungenauch technische Unterlagen wie z. B.eine Allgemeine Montageanleitungfr den Bauunternehmer und Merk-bltter zur Thematik Verputzen mo-nolithischer Ziegelwandelemente.Ein Merkblatt zum Thema Keller-mauerwerk mit Ziegelwandelemen-ten ist in Bearbeitung. Auf Anfragewerden gerne Einweisungen beimUmgang mit der Bauweise (z. B.Montage) angeboten, um beispiels-weise internationalen Bauunterneh-men den Einstieg zu erleichtern.</p><p>1.3 Beispiele aus der Praxis1.3.1 Groprojekt Wohnanlage</p><p>Dsseldorf</p><p>Auch fr die Realisierung diesesWohnprojektes [5] mit Beispielcha-rakter galten die blichen Rahmenbe-dingungen im Wohnungsbau, vor al-lem knappe Finanzbudgets sowie engeFertigstellungstermine bei gleichzeitignotwendiger Renditeoptimierung. </p><p>Von vorn herein wurde diesesObjekt gemeinschaftlich von Bautr-ger, Investor und Architekt in Fertig-elementbauweise mit Ziegeln reali-siert. Das Projekt liegt auf einem ca.4500 m2 groen Grundstck undwurde als fnfteiliger, mehrgeschossi-ger Baukrper konzipiert, jeweilsdurch Aufzge und Treppenhusererschlossen und in eine Grnanlageeingebettet. Alle Wohnungen sind mitBalkonen ausgestattet. Zum Objektgehrt ferner eine Tiefgarage. Fr dieGebudehlle wurde eine einschali-ge, monolithische Auenwandkon-</p><p>struktion aus Ziegelwandelementenmit einer Wanddicke von 30 cm ein-gesetzt. </p><p>Eine Besonderheit des Objektesist, da flankierend Beton- oderStahlbetonteile wie Fertigdecken,Nazellen, Aufzugschchte und Trep-penhuser sowie die entsprechendeMontage in den Bauablauf integriertwurden. </p><p>Es wurden 960 Wandelementevon zeitweise zwei Montagekolonnenverarbeitet. Der Komplex wurde in-nerhalb eines dreiviertel Jahres bisEnde 2004 bezugsfertig erstellt. Dasgesamte Volumen von ber 20000 m3</p><p>umbautem Raum wurde somit in 12bis 14 Kalenderwochen rohbaumigerrichtet. Dies konnte nur durch Bau-zeiten-Optimierung dank werkmi-ger Vorfertigung erreicht werden. </p><p>1.3.2 Beispiel Hotelneubau</p><p>Fr den in Bild 2 abgebildeten Neu-bau einer Hotelanlage [5] wurden diedrei Obergeschosse ber dem in Ort-beton erstellten Erdgescho mit vor-gefertigten Ziegelauenwnden ge-plant. Die Obergeschosse 1 und 2</p><p>weisen Fassaden in einschaliger, mo-nolithischer, verputzter Ziegelmauer-werk-Konstruktion auf, whrend frGescho 3 eine zweischalige Wand-konstruktion mit Kerndmmung ge-whlt wurde. Besonders fr die Ro-tunde ergaben sich Wandstcke mitRadien von 8,51 m bzw. 12,75 m (s.Bild 3).</p><p>Insgesamt wurden nach der Bau-stellenplanung fr eine Wandflchevon 9915 m2 340 Elemente verlegt,davon 90 Rundelemente. Insbesonde-re der Ausschnitt (Bild 3) der Rotun-de zeigt, da sich nahezu jede Grun-drigestaltung mit vorgefertigten Zie-gelwandelementen realisieren lt. </p><p>Im vorliegenden Beispiel wurdedie Rohbauzeit durch das Verwendenvon vorgefertigten Wandelementen inKombination mit ergnzenden Stahl-betonbauteilen um ca. fnf Wochenreduziert. </p><p>Dem Bild 4 ist die Detailplanungder Rotunde zu entnehmen. Es ist zuerkennen, da jedes Segment mit ei-ner fortlaufenden Nummer und zu-stzlich mit dem Wandgewicht be-zeichnet ist. Der aufsteigenden Nu-merierung entspricht auch die Rei-</p><p>22 Mauerwerk 10 (2006), Heft 1</p><p>A. Krechting, D. Figge, H.-W. Jedamzik Ziegelelementbau Modular und wirtschaftlich</p><p>Bild 2. Hotelneubau Ansicht Bild 3. Ansicht Rotunde</p><p>Bild 4. RotundeDetailplan</p></li><li><p>23Mauerwerk 10 (2006), Heft 1</p><p>henfolge des Versetzens. Die Mon-tagezeit je Element betrug ca. 15 Mi-nuten. Die optimierte Elementpla-nung ergab Elementlngen von 0,5 mbis 7,0 m und Hhen von 0,50 m bis3,25 m. ffnungen oder Zwischen-mae orientierten sich nicht an ei-nem Raster oder bestimmten Stein-gren. </p><p>1.4 Charakteristische Merkmale derBauweise</p><p>Bereits aus den zuvor genannten Bei-spielen gehen die wesentlichen Merk-male der Bauweise hervor [6].</p><p>Ziegelfertigbauteile sind Wand-,Decken- und Dachelemente, die ausZiegeln und verbindendem Mrteloder Beton im Werk hergestellt wer-den. Ein besonderer Vorzug des Zie-gelelementbaus ist folgender: Bei Be-darf kann das gesamte Bauwerk inseinen raumbildenden Elementen,einschlielich der Geschodeckenund des Daches, vorwiegend aus ei-nem einzigen Baustoff hergestelltwerden. Verformungsunterschiede inFolge von Materialwechseln knnennahezu ausgeschlossen werden. </p><p>Der Ziegelmontagebau verbindetdie Vorzge des bewhrten natrli-chen Baustoffes Ziegel mit den Mg-lichkeiten industrieller, gegebenenfallshalbautomatischer Fertigungsmetho-den. Der architektonischen Gestal-tungsfreiheit sind durch diese Bau-weise kaum Grenzen gesetzt. EineProduktivitts- und Qualittssteige-rung wird durch Verlegung der we-sentlichen Arbeitsvorgnge in ein Vor-fertigungswerk erreicht. Man ist somitvon der Witterung weitgehend unab-hngig. Wand-, Decken- und Dachele-mente werden mit Hilfe speziellerhalb- oder vollautomatischer Ferti-gungseinrichtungen hergestellt. DieKombination mit ergnzenden Bautei-len aus Stahlbeton ist ohne weiteres zurealisieren, wie die Beispiele zeigen.</p><p>1.5 Die Vorteile des Ziegelmontage-baus auf einen Blick </p><p>Folgende wesentliche Vorteile zeich-nen die Bauweise aus [7], [8]:</p><p>Produktqualitt Durch werkseitige Produktionskon-</p><p>trolle und Fremdberwachung wirdeine gleichbleibende hohe Qualittsichergestellt.</p><p> Das Mauerwerk ist handwerks- undnormgerecht und liegt als trockenes,erhrtetes Mauerwerk mit weitge-hend abgeschlossenem Schwin-dungsproze vor.</p><p> gute U-Werte, z. B. Niedrigener-giehuser (KfW 60- bzw. KfW 40-Standard).</p><p>Wirtschaftlichkeit Wegfall nicht kalkulierbarer Rand-</p><p>stunden infolge von Witterungsein-flssen</p><p> erhebliches Einsparpotential beider Baustelleneinrichtung</p><p> keine Entsorgungskosten fr Bau-schutt, da kein Materialverlust ent-steht</p><p> abgestimmte Liefer-, Montage- undBaustellenablaufplne, dadurchexakte Personalplanung und Ver-meidung von Randstunden </p><p> Zeitersparnis relativ wetterunabhngige Montage schnelle Errichtung des Rohbaues</p><p>und somit frhzeitiger Kapitalrck-flu fr den Investor (nach Bautr-gerverordnung: nach Beginn derErdarbeiten 30 %, nach Fertigstel-lung Rohbau einschlielich Zim-mererarbeiten 28 %, d. h. fast 60 %des Kaufpreises nach Rohbauerstel-lung)</p><p> schneller Einzug, somit frhzeitigerKapitalrckflu aus Mieteinnah-men fr den Investor</p><p> Reduzierung der Finanzierungslauf-zeiten durch Bauzeitverkrzung.</p><p>1.6 Die neue DIN 1053-4 Mauerwerk Teil 4: Fertigbauteile</p><p>Der Ziegelmontagebau ist eine seitmehr als 40 Jahren in der Praxis er-probte Bauart. Bei dieser werdenBauteile als Wand-, Decken- undDachelemente werkmig mit Hilfeautomatisierter Fertigungseinrichtun-gen hergestellt, so da eine Bauzei-tenoptimierung erfolgt. TechnischeGrundlage fr die Herstellung undAnwendung ist bisher die DIN 1053-4, Ausgabe 1978: Mauerwerk Bau-ten aus Ziegelfertigbauteilen [4]. </p><p>Seit der Ausgabe dieser Normhaben sich zahlreiche bauphysikali-sche und statische Randbedingungengendert. Fr die Ziegelindustrie warbei der berarbeitung von besondererBedeutung, da fr Mauertafeln alsAuenwandelemente hoch wrmege-dmmte Ziegel und auch Leichtmr-</p><p>tel eingesetzt werden drfen. FrVergutafeln sollte auf komplizierteVerbindungen im Wand-Decken-An-schlu verzichtet werden knnen,und nicht zuletzt sollten auch andereMauerstein-Industrien ihre Produktein die Norm einbringen. Die Normwurde in der Folge auf weitere Stein-arten erweitert. </p><p>Die neue DIN 1053-4, Ausgabe02/2004 [1], ist seit Dezember 2004als Produktnorm in der BauregellisteA, Teil 1 aufgefhrt und zustzlich alsBemessungs- und Ausfhrungsnormin der Musterliste der technischenBaubestimmungen, Ausgabe Septem-ber 2004, im Abschnitt Mauerwerk-bau zu finden. Eine Besonderheitder Norm ist, da auch Vergutafelnenthalten sind, die als Kombinationvon Ziegeln und Beton sowohl bei derHerstellung als auch bei der Bemes-sung nicht gem DIN 1053-1 [9],sondern nach der Stahlbeton-NormDIN 1045-1 [10] bemessen werden.Die Behandlung der Stahlstein-Deckenplatten wurde in der Norm ge-strichen. Diese werden zuknftig inder DIN 1045-100 [12] geregelt. </p><p>Derzeit wird die DIN 1053-4 imRahmen einer redaktionellen Novel-lierung an die DIN 1045 neu [11]angepat. Darber hinaus soll die Be-messung der DIN 1053-4 auch nachDIN 1053-100 Berechnung auf derGrundlage des semiprobabilistischenSicherheitskonzeptes [12] ermg-licht werden. Die entsprechendenWeichenstellungen in den magebli-chen Normenausschssen des DIN(Deutsches Institut fr Normunge.V.) wurden vorgenommen. </p><p>2 Die Montage der Ziegelwand-elemente</p><p>2.1 Allgemeines</p><p>Eine Allgemeine Montageanleitungfr Ziegelwandelemente wird in [13]ausfhrlich beschrieben. Der Inhaltorientiert sich im wesentlichen anden vom Gteschutz Ziegelmontage-bau e. V. erarbeiteten Regeln fr dieMontage von Ziegelwandelementen.Auf Grund der Tatsache, da in derNormung unterschiedliche Trans-portsysteme beschrieben und in derPraxis erfolgreich zum Einsatz gelan-gen, ist im Einzelfall die auf das je-weilige Transportsystem des Herstel-lers abgestimmte Montageanleitungzu befolgen. </p><p>A. Krechting, D. Figge, H.-W. Jedamzik Ziegelelementbau Modular und wirtschaftlich</p></li><li><p>Bei der Optimierung der Produk-tionsprozesse in den Herstellwerkenhat sich in den letzten 40 Jahrendeutlich gezeigt, da sich das Gelin-gen und insbesondere der wirtschaft-liche Erfolg der Bauweise nur einstel-len, wenn auch die Transport- undMontageprozesse auf die Ziegel-wandelemente abgestimmt sind. </p><p>Um die Schnittstellen zwischendem Herstellwerk, dem Transportund der Montage zu optimieren, wur-de deshalb eine Allgemeine Monta-geanleitung erarbeitet, deren Inhaltnachfolgend auszugsweise wiederge-geben wird. Neben dem Anwen-dungsbereich und der Zielsetzung derAllgemeinen Montageanleitungwerden in Auszgen die wesentlichenVerfahrensablufe der Montage be-schrieben. Dabei ist die Beachtungder beschriebenen Prinzipien wesent-lich fr den erfolgreichen Einsatz derBauweise.</p><p>Mauertafeln, die zustzlich RAL-gekennzeichnet sind, unterliegen ne-ben den gesetzlich vorgeschriebenenberwachungen den zustzlichenAnforderungen der Gtesicherungnach RAL-GZ 535/1.</p><p>2.2 Zielsetzung</p><p>Um das hohe Qualittsniveau, dasder Elementherstellung zu Grundeliegt und durch das Gtezeichen do-kumentiert wird, auc...</p></li></ul>

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