Dokumentation 558 Bausysteme aus Stahl für Dach und … nach DIN 59231 gelten (Abb. 7)....

Dokumentation 558

Bausysteme aus Stahlfür Dach und Fassade

Stahl-Informations-Zentrum

558 Bausysteme aus Stahl_6b 11.12.2009 11:09 Uhr Seite 1

2

Dokumentation 558

Die Internet-Präsentation (www.stahl-info.de) informiert u. a. über aktuelle Themenund Veranstaltungen und bietet einen Über-blick über die Veröffentlichungen des Stahl-Informations-Zentrums. Schriftenbestellungensowie Kontaktaufnahme sind online möglich.

Impressum

Dokumentation 558„Bausysteme aus Stahl für Dach und Fassade“ Ausgabe 2010ISSN 0175-2006

Herausgeber: Stahl-Informations-ZentrumPostfach 10 48 42, 40039 Düsseldorf

Autor: Dipl.-Ing. Hans PöterPöter & Möller GmbH, Siegen

Redaktion: Stahl-Informations-Zentrum

Die Erarbeitung der Inhalte erfolgte mit Unter-stützung des

Max-Planck-Straße 4, 40237 DüsseldorfTel.: 0211 91427-0, Fax: 0211 672034Internet: www.IFBS.de, E-Mail: [email protected]

Ein Nachdruck dieser Veröffentlichung ist –auch auszugsweise – nur mit schriftlicher Ge-nehmigung des Herausgebers und bei Quellen-angabe gestattet. Die zugrunde liegenden Infor-mationen wurden mit größter Sorgfalt recher-chiert und redaktionell bearbeitet. Eine Haftungist jedoch ausgeschlossen.

Bildnachweise:o = oben, u = unten, l = links, r = rechtsm = Mitte, T = TitelbildAtlas Ward GmbH, Hünxe

Abb.: 16 lArcelorMittal Construction Deutschland GmbH,Brehna

Abb.: 3 r, 7 u, 13 lC & E FEIN GmbH, Schwäbisch Gmünd

Abb.: 73 (1, 2, 3, 8, 9, 10)Dietmar Krings GmbH, Nordhorn

Abb.: T ur, 3 l, 45 m

Stahl-Informations-Zentrum

Das Stahl-Informations-Zentrum ist eineGemeinschaftsorganisation Stahl erzeugenderund verarbeitender Unternehmen. Markt- undanwendungsorientiert werden firmenneutraleInformationen über Verarbeitung und Einsatzdes Werkstoffs Stahl bereitgestellt.

Verschiedene Schriftenreihen bieten einbreites Spektrum praxisnaher Hinweise fürKonstrukteure, Entwickler, Planer und Verar-beiter von Stahl. Sie finden auch Anwendung inAusbildung und Lehre.

Vortragsveranstaltungen schaffen einForum für Erfahrungsberichte aus der Praxis.

Messebeteiligungen und Ausstellungendienen der Präsentation neuer Werkstoffent-wicklungen sowie innovativer, zukunftsweisen-der Stahlanwendungen.

Als individueller Service werden auchKontakte zu Instituten, Fachverbänden und Spe-zialisten aus Forschung und Industrie vermittelt.

Die Pressearbeit richtet sich an Fach-,Tages- und Wirtschaftsmedien und informiertkontinuierlich über neue Werkstoffentwicklun-gen und -anwendungen.

Das Stahl-Informations-Zentrum zeichnetbesonders innovative Anwendungen mit demStahl-Innovationspreis aus. Er ist einer derbedeutendsten Wettbewerbe seiner Art undwird alle drei Jahre ausgelobt (www.stahlinnovationspreis.de).

Mitglieder des Stahl-Informations-Zentrums: • AG der Dillinger Hüttenwerke• ArcelorMittal Bremen GmbH• ArcelorMittal Commercial RPS S.à.r.l.• ArcelorMittal Duisburg GmbH• ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH• Benteler Stahl/Rohr GmbH• Gebr. Meiser GmbH• Georgsmarienhütte GmbH• Rasselstein GmbH• Remscheider Walz- und Hammerwerke

Böllinghaus GmbH & Co. KG• Saarstahl AG• Salzgitter AG• ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH• ThyssenKrupp GfT Bautechnik GmbH• ThyssenKrupp Steel Europe AG• ThyssenKrupp VDM GmbH• Wickeder Westfalenstahl GmbH


3

Bausysteme aus Stahl für Dach und Fassade

2 Vormaterial und Herstellung .......... 152.1 Oberflächenveredeltes Stahlblech

für Flächenbauteile .............................. 152.2 Anforderungen an Stahlgüten

und Lieferformen ................................. 152.3 Anforderungen an den

Korrosionsschutz ................................. 152.4 Herstellung der Bauteile ...................... 222.5 Güteüberwachung ............................... 232.6 Verpackung und Transport .................. 24

3 Planen und Gestalten ....................... 253.1 Planungsraster und

Bauelementabmessungen .................... 253.2 Gestaltung ............................................ 25

4 Bemessen und Konstruieren .......... 284.1 Einschalige Profiltafeln ........................ 284.2 Sandwichelemente ............................... 30

5 Bauphysik .......................................... 335.1 Bauphysikalische Besonderheiten ....... 335.2 Wärme- und Feuchteschutz ................. 335.3 Schallschutz ......................................... 335.4 Brandschutz ......................................... 345.5 Blitzschutz ........................................... 36

6 Anwendungsbeispiele ...................... 366.1 Nutzungsabhängige Anwendung ......... 366.2 Bauen mit einschaligen Profiltafeln ..... 366.3 Bauen mit Sandwichelementen ........... 40

7 Montage und Instandhaltung ......... 447.1 Fachgerechte Montage ......................... 447.2 Fachgerechte Instandhaltung ............... 46

8 Normen, Richtlinien, Literatur ....... 478.1 Vorbemerkung ..................................... 478.2 Allgemeine Normen und Richtlinien ... 478.3 Wärme- und Feuchteschutz ................. 478.4 Schallschutz ......................................... 488.5 Brandschutz/Blitzschutz ...................... 488.6 Oberflächenveredelung ....................... 488.7 Well-, Trapez- und Kassettenprofile

sowie Sandwichelemente aus Stahl ..... 498.8 Schriften des

Stahl-Informations-Zentrums ................ 508.9 Schriften der

Informationsstelle Edelstahl Rostfrei .... 508.10 Schrift von »bauforumstahl e. V. ......... 508.11 IFBS – Fachregeln des Metallleichtbaus

Industrieverband für Bausysteme im Metallleichtbau ............................... 50

Seite

InhaltSeite

Domico Dach-, Wand- und Fassadensysteme Gesellschaft m.b.H. & Co. KG, Vöcklamarkt, Österreich

Abb.: 14, 15 o, 17 u, 23 rEJOT Baubefestigungen GmbH, Bad Laasphe

Abb.: 23 l, 25 (Kalotten), 73 (14, 15)Fischer Profil GmbH, Netphen

Abb.: 16 r, 38Goldbeck GmbH, Bielefeld

Abb.: T ul, 60 or, 60 mrHammersen Elementbau GmbH & Co. KG, Osnabrück

Abb.: 3 m, 7 o, 45 lHans Sauer GmbH, Hamburg

Abb.: 73 (7)IFBS Industrieverband für Bausysteme im Metallleichtbau, Düsseldorf

Abb.: 13 r, 26, 42, 44, 45 r, 51, 53, 59, 63Klöckner Stahl- und Metallhandel GmbH, Duisburg

Abb.: 8 u, 15 u, 18 l, 57Pöter & Möller GmbH, Siegen

Abb.: 4, 5, 6, 8 o, 9 u, 10 l, 17 o, 29, 30, 43 o, 46, 48, 49, 56, 58, 61, 65, 66, 74

Salzgitter Bauelemente GmbH, SalzgitterAbb.: T ul, 60 or, 60 mr

Schrag Kantprofile GmbH, HilchenbachAbb.: 21, 40

SFS intec GmbH, OberurselAbb.: 25 (Schrauben)

ThyssenKrupp Steel Europe AG,Profit Center Color Construction, Kreuztal

Abb.: T o, 9 o, 10 r, 12, 18 mr, 22, 27, 43 u, 47, 60 ol, 60 ml, 60 ul, 60 ur, 64, 71, 72, 73 (4)

Trumpf GmbH & Co. KG, DitzingenAbb.: 73 (6)

Wemalux Tageslichttechnik AG, Affoltern am Albis, Schweiz

Abb.: 23 mZeman Bauelemente ProduktionsgesellschaftmbH, Wien, Österreich

Abb.: 11 oZeman & Co Gesellschaft mbH, Wien, Österreich

Abb.: 11 u

1 Stahlleichtbau – Bauweise mit Tradition ..................... 4

1.1 Entwicklung des Bauens mit Stahlprofiltafeln ...................................... 4

1.2 Begriffe zur Beschreibung von Stahlprofiltafeln ............................... 4

1.3 Stahlprofiltafeln und ihre Anwendung ... 6


4

1 Stahlleichtbau – Bauweise mit Tradition

1.1 Entwicklung des Bauens mit Stahlprofiltafeln

Das Bauen mit im industriellen Maßstab her-gestellten dünnwandigen Stahlprofiltafeln be-gann mit der Herstellung von verzinkten Stahl-wellprofilen, einer Entwicklung von H. R. Palmerin England, in der zweiten Hälfte des 19. Jahr-hunderts (Abb. 1).

Diese Entwicklung wurde bald von Herstel-lern in anderen europäischen Ländern übernom-men und mit der Produktion bombierter Well-profile weitergeführt (Abb. 2).

In den 30er Jahren des 20. Jahrhundertswurde in Amerika feuerverzinkter Bandstahlauf kontinuierlich arbeitenden Anlagen in gro-

ßen Mengen hergestellt. Gleichzeitig entwickelteman das bis dahin gebräuchliche Wellprofil zuStahltrapezprofilen weiter. Stahlprofiltafeln imIndustrie- und Wirtschaftshochbau fanden soihren Einsatz.

In Deutschland begann das Bauen mit Stahl-trapezprofiltafeln zwar erst in der zweiten Hälftedes 20. Jahrhunderts, es setzte sich dafür aberaufgrund seiner hohen Wirtschaftlichkeit undFlexibilität im gesamten Industrie- und Wirt-schaftshochbau rasch durch. Anfang der 60erJahre standen Rollformanlagen zur kontinuier-lichen Fertigung von Profiltafeln zur Verfügung.Well- und Trapezprofile wurden weiterent-wickelt und durch Stehfalzprofile und Sandwich-elemente ergänzt. Der Stahlleichtbau in Dachund Wand setzte sich durch – vorrangig beimBau von Hallen und Geschäftsgebäuden, Ver-sammlungs- und Sportstätten.

Heute bestehen geschlossenflächige tra-gende Dachunterschalen fast ausschließlich ausStahltrapezprofilen. Mit dem Einsatz von kalt-verformten dünnwandigen Pfetten aus Stahlhaben sich auch Dachdeckungen aus Sandwich-elementen und Stehfalzprofilen zunehmend amMarkt bewährt. Schließlich hat die Stahlleicht-bauweise vielfach auch im Wandaufbau traditio-nelle Baustoffe und Produkte ersetzt. Die Bau-weise ist auch im Hinblick auf die baurecht-lichen Randbedingungen mit dem Erscheinender DIN 18807 für Trapezprofile im Jahr 1987sowie der EN DIN 14509 für Sandwichelementeim Jahr 2007 als integraler Bestandteil des heuti-gen Baugeschehens anerkannt.

Die Entwicklung des Stahlleichtbaus ver-langt auch besondere handwerkliche Fertig-keiten, so dass neben den klassischen Dach-decker- und Klempnerbetrieben heute eigensauf diese Bauweise ausgerichtete Verlegefirmentätig sind, die sich auf das Bauen mit Stahlprofil-tafeln spezialisiert haben.

Im deutschen Wirtschaftshochbau hat dieBauweise innerhalb nur eines Jahrhunderts eineBedeutung erlangt, die Planer und Ausführendeveranlasst, die Besonderheiten der dünnwan-digen Konstruktionen immer intensiver ken-nen zu lernen und sie bei der Gestaltung vonNeu- und Bestandsbauten zu berücksichtigen(Abb. 3).

1.2 Begriffe zur Beschreibung von Stahlprofiltafeln

Bei Stahlprofiltafeln wird die Längen- undBreitenabmessung als Tafellänge und als Tafel-breite bezeichnet. Stahltrapezprofiltafeln sind

Dokumentation 558

Abb. 2: Dach und Wandaus Wellprofilen,die seit 1880auch in Deutsch-land auf Pres-sen hergestelltwerden

Abb. 1: Ein Fertighaus,speziell für denExport in die bri-tische KolonieAustralien ent-worfen, um 1840

Wellblechpresse

(um 1880)

Gerade und

bombierte

Wellbleche


5

Stahlleichtbau – Die Bauweise mit Tradition

in Positivlage, wenn ihr breiterer Gurt oben/außen und der schmalere Gurt zur Unterkon-struktion hin angeordnet ist (Abb. 4).

Die Bezeichnung für den Querschnitt derLeichtbauprofile leiten sich von den Begriffenim Stahlbau ab. Das heißt, Stahlprofiltafeln ver-fügen über Ober- und Untergurte sowie Stege,zusätzliche Einprägungen in Längsrichtung derGurte oder Stege bezeichnet man als Sicke(Abb. 5).

Auch bei Formteilen – gelegentlich auchKantteile genannt – ist die Begrifflichkeit fest-gelegt. Während einfach gekantete Winkel zweiSchenkel aufweisen, verfügen mehrfach gekan-tete Formteile je nach ihrer Querschnittsformüber Ober- und Untergurte, Stege und Längs-randabkantungen oder Lippen sowie umgeschla-gene/gebördelte Längsränder. Als Kopfkantungbezeichnet man das Abkanten der Querrändervon Bauteilen (Abb. 6).

Abb. 5: Begriffe für Querschnitte von Trapez- und Kassettenprofilen

Abb. 3: Gestaltung mit Well- und Trapezprofilen sowie Sandwichelementen. Verlegerichtung horizontal (links), vertikal (Mitte) und schräg angeordnet (rechts)

Abb. 4: Lagebezeichnung bei Stahltrapezprofilen unter andrückenden Lasten

Obergurt Stegsicke oderStegversatz

Obergurtsicke

Profilhöhe

Rippen-breite Untergurt

Baubreite

Elementbreite

EbenerLängs-rand

AbgekanteterLängsrand

t

A

B

Obergurt

StegsickeUntergurtsicke Profil-höhe

Baubreite

Elementbreite

Untergurt

Negativlage

Positivlage

Last

Last


6

1.3 Stahlprofiltafeln und ihre Anwendung

1.3.1 Einschalige Profiltafeln

Wellprofile werden heute vorrangig als ge-stalterische Elemente in der Wand eingesetzt,meist in horizontaler, gelegentlich aber auch invertikaler oder geneigter Anordnung. Im Dachwerden sie eher selten verwendet und dann oftnur noch in gerundeter Ausführung als Deckungauf Tonnendächern oder in knickgerundeterAusführung als Gebäudeecke oder Attika.

Wellprofile verfügen über einen sinuswel-lenförmigen Querschnitt und werden in Bau-breiten von 800 mm bis 1.064 mm sowie Bau-höhen beginnend mit 18 mm in Abstufungen biszu 55 mm angeboten. Die Verbindung der ein-zelnen Wellprofile untereinander und der tra-genden Unterkonstruktion erfolgt mithilfe vonSchrauben oder Nieten. Für den Tragsicherheits-nachweis wird die einfache Biegetheorie an-gewandt, und zwar auf der Basis der statischenWerte, die für die jeweilige Querschnittsgeo-metrie nach DIN 59231 gelten (Abb. 7).

Trapezprofile finden in ihren flacheren For-men Verwendung als Dachdeckung bei Pfetten-dächern und bei Wandbekleidungen. Die höhe-ren Profile werden vorrangig als tragende Dach-unterschale eingesetzt, die von Binder zu Bin-der spannt. Die Bauhöhen variieren zwischen19 mm und 200 mm bei Baubreiten zwischen1.075 mm bei den niedrigen Profilen und750 mm bei hohen Profilen. Die größeren Bau-höhen verfügen zur Steigerung der Lastabtra-gung über Obergurt- und Stegsicken oder Steg-versätze. Der Einsatz von Trapezprofilen istnach DIN 18807, Teil 1–3 geregelt. Zur Erstel-lung der Tragsicherheitsnachweise für Stahl-trapezprofile stehen typengeprüfte Belastungs-tabellen zur Verfügung. Die dort angegebenenBelastungswerte beruhen auf Berechnungennach DIN 18807-1 oder auf Ergebnissen von Be-lastungsversuchen nach DIN 18807-2 (Abb. 8).

Eine der Sonderformen stellt das einrippigeProfil TRP 200 mit einer Bauhöhe von 205 mmund einer Baubreite von 750 mm dar, das fürden Einsatz größerer Spannweiten von bis zu10 m und für einen höheren Lastabtrag sehr wirt-

Dokumentation 558

Abb. 6: Begriffe für Querschnitte von Formteilen (Kantteile)

15

45°

B

20

A

C

125°60°

150°

Rückenkantung

Abkantung

A

Umschlag/Bördel

Schenkel

B

Lippe

b2

b1

Steg

Obergurt

Untergurt

Kopfkantung


7


schaftlich einsetzbar ist. Es besteht aus einembreiten Obergurt, der zusätzlich zu seinen Ober-gurtsicken über eine Querprofilierung verfügt.

Ähnliche Sonderformen findet man in demzweirippigen Profil 200/420 mit einer Bauhöhevon 200 mm und einer Baubreite von 750 mmsowie dem dreirippigen Profil 110/333 mit einerBauhöhe von 110 mm und einer Baubreite von

1.000 mm als besonders wirtschaftliche Lösun-gen für die gebräuchlichen Spannweiten undLasten. Bei diesen Profilen wurden wiederumObergurtsicken und Querprofilierung zum Last-abtrag miteinander kombiniert (Abb. 9).

Stahltrapezprofile dienen auch als tragendeDachunterschale in Bogendächern. Sind dieBinder der tragenden Rahmenkonstruktion ge-

Abb. 9: Sonderformenvon Trapez-profilen

Abb. 7: Wellprofile in unterschiedlichen Querschnitts-größen für Dachdeckung und Wandbekleidung

Abb. 8: Trapezprofile in unterschiedlichen Querschnittsgrößen

Trapezprofiltafel

Montage-band

Auflager-stützelement

Auflager-stützelement

Typ TRP 200

TP 200/420 110/333


8

bogen, so werden die Stahltrapezprofile in Quer-richtung entsprechend der Krümmung der Bin-der bauseits gebogen und auf den Obergurtender Binder befestigt (Abb. 10).

Darüber hinaus können Stahltrapezprofileauch mit Biegemaschinen in ihrer Längsrich-tung faltenfrei gerundet werden und als Dach-unterschale von frei spannenden BogendächernAnwendung finden. Als Sonderprofile stehenhierfür die beiden symmetrischen Profilquer-schnitte 105/285A für die tragende Dachunter-schale und 44/160A für die Dachoberschale zurVerfügung. Je nach der Art des Dachaufbausund der anzusetzenden Dachlast können freieSpannweiten von bis zu 20 m erzielt werden(Abb. 11).

Stahltrapezprofile werden in abgewandelterForm und in Verbindung mit Beton auch alssogenannte Verbunddeckenprofile eingesetzt.Dies ist als verlorene Schalung ohne eigeneTragwirkung im Gebrauchszustand möglich,wenn hohe tragfähige Profile gewählt werden.Diese Profile können die Belastung aus Frisch-beton möglichst ohne weitere Zwischenunter-stützungen abtragen. Der Tragsicherheitsnach-weis kann mithilfe vorhandener Belastungs-tabellen erstellt werden.

Eine Sonderlösung stellt in diesem Zusam-menhang die „Additivdecke“ dar, mit dem ProfilTRP 200 als Stahlelement und einer eigenshierfür entwickelten Endauflagerung. Der Trag-sicherheitsnachweis erfolgt nach den Vorgabender vorliegenden bauaufsichtlichen Zulassung(Abb. 12).

Kommt das Stahltrapezprofil als verloreneSchalung unter Berücksichtigung der Verbund-wirkung zwischen Stahlbetonkörper und Stahl-profil zum Einsatz, wird die Einsatzhöhe in derRegel auf 50 bis 70 mm begrenzt. Gurte undStege des Profils weisen dann Prägungen auf,die in den Beton eingreifen. Das Profil dient alsZugbewehrung im Sinne des Stahlbetonbaus.

Dokumentation 558

Abb. 11: Tragende Dachunterschale und Deckschale aus vorgekrümmten Stahltrapezprofilen für den Einsatz als frei spannendes Bogendach

Abb. 10: Tragende Dach-unterschale fürein Bogendachaus in Querrich-tung gekrümm-ten Stahltrapez-profilen

Abb. 12: Stahltrapezprofil TRP 200 als Additivdecke


9


Der Nachweis der Tragsicherheit erfolgt unterBerücksichtigung der Verbundwirkung nachden Vorgaben der jeweils vorliegenden bauauf-sichtlichen Zulassung (Abb. 13).

Klemmprofile verfügen über eine trapez-förmige Querschnittsgeometrie, die durch Rück-kantungen der geneigten Stege so verändertworden ist, dass das Profil mit speziellen Klemm-leisten mit der Unterkonstruktion verbundenwerden kann. Klemmprofile sind mit zwei oderdrei Längsrippen und auch in gekrümmter Aus-führung lieferbar. Ausgangsmaterial ist Stahl-blech in den Dicken 0,63 bis 1,00 mm. Die Bau-breiten liegen bei 500 mm mit Steghöhen von48 mm und 65 mm. Die Ermittlung der zulässi-gen Lasten und Spannweiten für Klemmprofileerfolgt wie für Trapezprofile nach DIN 18807-2.Für den Einsatz von Klemmprofilen, insbeson-dere für deren Verankerung, ist die Vorlage einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungerforderlich (Abb. 14).

Stahlkassettenprofile stellen eine weitereSonderform von Stahlprofiltafeln dar. Es handeltsich um trogförmig ausgebildete Flächenbau-

teile, die horizontal verlegt meist als tragendeWandinnenschale eingesetzt werden und diesonst üblichen Wandriegel ersetzen. Zuweilendienen sie auch als tragende Dachunterschale.Zwischen die Stege der Stahlkassettenprofilewird eine Wärmedämmung eingelegt. Daraufwird bauseits die Deck- oder Außenschale ausStahltrapezprofilen, Wellprofilen oder -panee-len montiert und so zu einer Art Sandwich-konstruktion zusammengesetzt. Stahlkassetten-profile verfügen über flach gehaltene, breiteUntergurte, die zur besseren Aussteifung liniert,nutiert oder gesickt sein können, und über zwei-fach abgekantete Obergurte. Auch die Stegeweisen zur besseren Aussteifung Sicken oderStegversätze auf.

Die Baubreiten liegen in der Regel bei 600 mm und die Bauhöhen sind in Schrittenvon jeweils 10 mm abgestuft von 90 mm bis160 mm erhältlich. Die Querschnittswerte derStahlkassettenprofile sind in amtlichen Prüf-protokollen festgehalten. Ihr Einsatz ist nachDIN 18807, Teil 1 und 3 sowie Anlage A1 ge-regelt (Abb. 15).

Abb. 14: Klemmprofile für Dachdeckungen mitgerader Ausführung

Abb. 13: Verbunddeckenbau mit Verbunddeckenprofilen


10

Stehfalzprofile sind in der Regel flach ge-haltene Elemente mit vertikalen oder leicht geneigten Stegen, deren obere Längsränder alsFalze ausgebildet sind. Sie werden nach der Ver-legung mit den benachbarten Elementen je nachihrer Querschnittsform entweder verklemmtoder maschinell verbunden. Die Verbindung mitder tragenden Unterkonstruktion erfolgt überHafte, auch „Klipps“ genannt, die mit Schraubenoder Nieten mit der tragenden Unterkonstruk-tion verbunden sind und die beim Schließen derFalze in diese eingebunden werden. Ausgangs-material ist 0,63 mm dickes Stahlblech, die Bau-breiten liegen zwischen 305 mm und 600 mmbei Steghöhen von 50 mm bis 75 mm.

Stehfalzelemente finden ihren Einsatz vor-rangig als Dachdeckungen bei zweischaligenMetalldachkonstruktionen. Die zulässigen Las-ten und Spannweiten von Stehfalzelementenwerden aus Versuchsergebnissen hergeleitet,die als Grundlage für die Erteilung der erforder-lichen bauaufsichtlichen Zulassungen dienen(Abb. 16).

Paneele werden zur Gestaltung von Fassa-den eingesetzt und sind in ihrer Querschnitts-form den Kassettenprofilen ähnlich. Im Marktsind sie auch bekannt als Liner oder Sidings.Sie werden vorwiegend als Außenschale vonzweischaligen Wandaufbauten, gelegentlichauch als Abdeckung der tragenden Wandinnen-schale eingesetzt. Meist horizontal – seltenerauch vertikal – verlegt, bilden sie einen op-tisch hochwertigen Wandabschluss. Die Ver-bindung mit der Unterkonstruktion erfolgtmit Schrauben oder Klammern – sichtbar oderverdeckt.

Die Breiten der 0,63 bis 1,50 mm dickenBauteile bewegen sich zwischen 200 mm undmaximal 500 mm mit Bauhöhen zwischen20 mm und 50 mm. Die Oberfläche kann struk-turiert sein, in Form von Linierungen, Mikro-linierungen oder durch eine Oberflächenprä-gung (stuccodessiniert).

Hochwertigere Systeme verwenden alsDistanzkonstruktion Einhangschienen, die aufdie Querschnittsform der Fassadenelementeabgestimmt sind. Zulässige Belastungen, Spann-weiten und die Lage und Anzahl der Verbindun-gen richten sich in der Regel nach den von denHerstellern zur Verfügung gestellten allgemei-nen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen. Auf demMarkt ist eine Vielzahl unterschiedlicher Pro-filquerschnitte und Befestigungen, die demPlaner große Freiheit bei der Gestaltung geben(Abb. 17).

Dokumentation 558

Abb. 15: Stahlkassettenprofile alstragende Wandinnenschale(links) und als Dachunter-schale

Abb. 16: Stehfalzprofil ausStahl als Deckung


11


1.3.2 Sandwichelemente

Sandwichelemente sind in der Regel konti-nuierlich, gelegentlich auch in Stückfertigunghergestellte Bauelemente. Sie verfügen überDeckschalen aus Stahlblech und einen mit die-sen schubsteif verbundenen Stützkern aus Hart-schaumstoff. In der Regel ist es Polyurethan-Hartschaum in Rohdichten von 40 bis 45 kg/m3,gelegentlich auch Polystyrol oder steife Mineral-wolle mit Rohdichten von bis zu 125 kg/m3.Neben der raumabschließenden und lastab-tragenden Funktion dienen sie der Wärmedäm-mung. Grundlage für die Tragsicherheitsnach-weise sind die in den bauaufsichtlichen Zu-lassungen veröffentlichten Materialkennwerte.Sandwichelemente sind in Baubreiten von

1.000 mm, gelegentlich auch von 1.150 mmoder 1.175 mm sowie Dicken von 40 mm bis220 mm erhältlich. Die Dicke der Deckschalenvariiert zwischen 0,40 mm und 0,50 mm für dieinnere und zwischen 0,50 und 0,63 mm für dieäußere Schale (Abb. 18).

Für den Einsatz in der Fassade weisen dieDeckschalen je nach gewünschtem Erschei-nungsbild unterschiedliche Oberflächenstruk-turen auf. Sie sind liniert, mikroliniert, genutet,gesickt oder auch stuccodessiniert, wobei dieinnen liegenden Schalen in der Regel liniertsind. Gelegentlich kommen auch absolut flacheElemente zum Einsatz, z.B. unter „Hygienebedin-gungen“ (Abb. 19).

Sandwichelemente für die Dachdeckungverfügen in der Regel über einen Trapezprofil-querschnitt für die obere Deckschale, währenddie untere Deckschale wie bei den Wandelemen-ten liniert sein kann. Dachelemente verfügenmeist über einen Rippenabstand von 333 mm. Abb. 17: Paneelfassade auf systemeigener Halteschiene

Abb. 18: Sandwichelemente fürDach und Wand

E = Eben

L = Linierung

N = Nutung

M = Mikroprofilierung

T = Trapezprofilierung

W = Wellprofilierung

Mikroprofiliert Liniert Eben

Abb. 19: Strukturen von Deckschalen werden nach statischen oder ästhetischen Gesichtspunkten festgelegt


12

Je nach Längsrandausbildung werden dieSandwichelemente sichtbar mit der tragendenUnterkonstruktion verschraubt oder in einerverdeckten Befestigung geschraubt oder ge-klammert (Abb. 20).

1.3.3 Formteile und Zubehör

Zur Abdeckung von Dach-Wand-Anschlüs-sen, Gebäudeecken und Schnittstellen inner-halb der Dach- und Wandflächen werden Form-teile eingesetzt. Ausgangsmaterial und Dicke,Querschnittsform, Korrosionsschutz und Farb-gebung richten sich nach den eingesetzten Pro-filtafeln und den abzudeckenden Schnittstellen.Entsprechend vielgestaltig ist das Angebot anFormteilquerschnitten. Formteile werden pro-jektbezogen geplant und gefertigt. Auf die Ferti-gung von Formteilen haben sich Betriebe spezi-alisiert, die eine reichhaltige Palette von Quer-schnittsformen anbieten (Abb. 21).

Neben den Formteilen für einschalige Profil-tafeln stellen Hersteller von Sandwichelemen-ten den Planern auch Standardformteile in ge-schäumter Ausführung zur Verfügung. Hierzugehören Attika- und Eckformteile für den Ein-satz bei Wandaufbauten aus Sandwichelemen-ten, die den Dachrandbereich oder die Gebäude-ecke als eigenes gestalterisches Element her-vorheben. Die Teile umfassen 45°- und 90°-Ecken, Polygonzüge oder gerundete Formen(Abb. 22).

Dokumentation 558

Abb. 20: Längsrandausbildungen und Befestigungsartenvon Sandwichelementen für Dach und Wand

Abb. 21: Formteile fürunterschiedlicheEinsatzzwecke

Rinnenprofile Strichlisenen Firstabdeckungen

Attika- und Ortgangprofile Innen- und Außenecken Tropfprofile

Wan

d

Sichtbare Befestigung Verdeckte Befestigung

Dach


13


Auch gibt es eine Vielzahl von Zubehörtei-len, die eigens für den Einsatz im Stahlleichtbauentwickelt wurden (Abb. 23).

1.3.4 Verbindungselemente

Verbindungselemente haben die Aufgabe,die Profiltafeln mit der Unterkonstruktion undauch miteinander zu verbinden. Dabei dürfennur bauaufsichtlich zugelassene Verbindungs-elemente eingesetzt werden. Die Wahl derrichtigen Verbindung oder des richtigen Befes-tigungssystems ist die Voraussetzung für die

dauerhafte Standsicherheit und Dichtheit einerVerbindung. Für die Anwendung stehen demPlaner je nach Einsatzzweck die folgenden Befestigungs- und Verbindungselemente zurVerfügung (Abb. 24):Schrauben – Gewindefurchende Schrauben

– Bohrschrauben – Bohrschrauben mit Stützgewinde

für die Befestigung von Sandwich-elementen

Niete – Blindniete – Becherniete – Presslaschenblindniete

Setzbolzen (nur für den Inneneinsatz geeignet)

Abb. 22: Beispiele für geschäumte,abgewinkelte, ebene undabgerundete Formteile fürSandwichelemente

Abb. 23: Beispiele für Zubehörteile für den Einsatz im Stahlleichtbau – Rohrmanschette,Oberlicht/RWA-Anlage, Lüfterfirst (von links)

Abb. 24: BauaufsichtlichzugelasseneVerbindungs-elemente für denStahlleichtbau

Bezeichnung Typ des Sandwich Sandwich Profiltafel Längsstoß QuerstoßVerbindungselementes auf Stahl-UK auf Holz-UK auf Stahl-UK Blech/Blech Blech/Blech

Bohrschraube mit Stützgewinde

• •

Bohrschraube • • • •

Gewindefurchende • • • • •Schrauben Form B Form A Form B Form A Form A

(Bauteile müssen

•vorgebohrt werden)

Blindniete •

Presslaschenblindniet •

Setzbolzen •Nur Inneneinsatz


14

Gewindefurchende Schrauben formenspanlos ihr Gewinde in das vorgebohrte Lochder Unterkonstruktion. Man unterscheidet ge-windefurchende Schrauben mit Grobgewindefür Holz- und Stahlunterkonstruktionen bis 3 mmDicke (Spitzenform A) und Schrauben mit Fein-gewinde für Stahlkonstruktionen über 3 mmDicke (Spitzenform B).

Bohrschrauben „bohren“ zunächst ihrKernloch und formen sich anschließend imgleichen Arbeitsgang das Gewinde. Man unter-scheidet Bohrschrauben mit angeschweißterund solche mit eingesetzter Hartmetallspitze.Für nichtrostende Schrauben im Außeneinsatzsind grundsätzlich auch nichtrostende Unter-legscheiben einzusetzen, auf die Dichtscheibenaus EPDM aufvulkanisiert sind.

Setzbolzen werden mithilfe von Bolzen-setzgeräten, die eine Explosionskraft aus Treib-kartuschen erzeugen, in die Stahlunterkonstruk-tion eingetrieben. Die Ladungsstärke richtetsich nach Dicke und Festigkeit der Stahlunter-konstruktion. Letztere muss eine Mindestdickevon 6 mm aufweisen. Die Verwendung vonSetzbolzen ist nur für den Inneneinsatz bauauf-sichtlich zugelassen.

Blindniete aus Edelstahl oder Aluminiummit Edelstahldorn werden zum Verbinden vonProfilblechen untereinander eingesetzt. Ambesten geeignet ist hierfür ein Becherniet, beidem der Nietdorn beim Setzen des Niets nichtherausgelöst wird. Nietverbindungen sind nurfür Überdeckungen zulässig, die keinen tempe-raturbedingten Zwängungskräften unterliegen.

Hinzu kommen Spezialschrauben zur Befes-tigung von Klipps für Stehfalzelemente sowiesolche, deren Köpfe auf die Belange der architek-tonischen Gestaltung abgestimmt sind. Kalottenund angeformte Unterlegscheiben ermöglichendie Befestigung besonders weicher Profile durchderen Obergurte hindurch (Abb. 25).

Die Verbindungselemente für den Stahl-leichtbau sind bisher nicht genormt. Der Ein-satz von Schrauben, Nieten und Setzbolzen istdurch die bauaufsichtlichen ZulassungsbescheideNr. Z-14.1-4 und Z-14.4-407 des DeutschenInstituts für Bautechnik (DIBt) geregelt. Darinsind Schraubengeometrie, Materialzusammen-setzung, Verarbeitungshinweise und die cha-rakteristischen Beanspruchungen der Ver-bindungselemente als Funktion der Beanspru-chungsart und der Dicke sowie der Material-güte der zu verbindenden Bauteile geregelt. FürKonstruktionen aus Stahl sind die charakteristi-schen Schraubenkräfte auf Abscheren und Zugin zahlreichen Tabellen festgehalten (Abb. 26).

Dokumentation 558

Abb. 25: Spezialschrauben und Zubehör

Abb. 26: Beispiel für eine Tabelle ausdem Zulassungs-bescheid Nr. Z-14.4-407

Bohrschraube zur Befestigung von

Well- oder Trapezprofilen

Kalotte für den Einsatzbei Wellprofilen

(Obergurtbefestigung)

Kalotte für den Einsatzbei Trapezprofilen

(Obergurtbefestigung)

Bohrschraube zur Befestigung von Distanzprofilenin dünnwandigen

Trapezprofilen > 0,63 mm


15

Vormaterial und Herstellung

Feinblech, das zusätzlich zu seinem metallischenÜberzug mit einer organischen Beschichtungunterschiedlicher Güte ausgestattet werdenkann, stehen Korrosionsschutzsysteme zur Ver-fügung, mithilfe derer ein auf die jeweiligenRandbedingungen abgestimmter maßgeschnei-derter Korrosionsschutz für die dünnwandigenBauteile hergestellt werden kann.

Die Schutzwirkung eines Korrosionsschutz-systems ist im Wesentlichen abhängig von:– der korrosiven und mechanischen Beanspru-

chung während der Nutzungsdauer,– der Art und der Dicke des metallischen Über-

zuges und des organischen Beschichtungs-systems,

– der Oberflächenvorbehandlung vor dem je-weiligen Veredelungsschritt,

– den Applikationsbedingungen,– den bei der Bauteilherstellung und bei Trans-

port, Lagerung und Montage wirkenden Ein-flüssen.

Hilfestellung für die richtige Auswahl desKorrosionsschutzsystems für dünnwandige Stahl-bauteile bis zu 3 mm Dicke liefern:– DIN 55928-8, Korrosionsschutz von tragenden

dünnwandigen Bauteilen (die Norm wirdzum Zeitpunkt der Drucklegung dieser Doku-mentation überarbeitet; bei Erscheinen erhältsie die neue Nummer DIN 55634)

– DIN 18807-1, Trapezprofile im Hochbau

Zur Auswahl geeigneter Beschichtungs-systeme liefert die DIN 55928-8 eine Aufstellungder zu beachtenden Korrosionsschutzklassen,die je nach Korrosionsbelastung, Schutzdauerund Zugänglichkeit des Bauteils mit I, II oder IIIanzusetzen sind (Abb. 28).

Abb. 27: Coillager

2 Vormaterial und Herstellung

2.1 Oberflächenveredeltes Stahlblech für Flächenbauteile

Ausgangsmaterial für die Herstellung vonProfiltafeln und Formteilen ist oberflächenver-edeltes Stahlband. Es wird in Qualitäten her-gestellt, die das Umformen in Rollformanlagen,in Kantpressen oder auf Biegemaschinen er-möglichen, ohne die Oberfläche und damit denKorrosionsschutz des entstehenden Bauteils zuverletzen. Anlagen zur kontinuierlichen Her-stellung von verzinktem Stahlband sowie Coil-Coating-Anlagen (in den 1950er Jahren ent-wickelt) bilden die Voraussetzungen für die er-folgreiche Stahlleichtbauweise. In Coil-Coating-Anlagen werden Stahlbänder kontinuierlich mitfarbigen und zugleich schützenden Kunststoff-überzügen beschichtet. Planern und Architek-ten steht damit ein hochveredeltes Vormaterialfür die optisch ansprechende Gestaltung ihrerBauwerke zur Verfügung.

2.2 Anforderungen an Stahlgüten und Lieferformen

Für die Herstellung von Well-, Trapez- undKassettenprofilen, von Deckschalen für Sand-wichelemente sowie Formteilen wird für dieKaltverformung geeigneter Stahl mit einerStreckgrenze von mindestens 280 N/mm2 bismaximal 350 N/mm2 verwendet. Die Stahlgüteist Bestandteil der Querschnitts- und Bemes-sungswerte für Kassetten-, Well- und Trapez-profile und der Zulassungsbescheide für Sand-wichelemente.

Die bevorzugten Lieferformen für die An-wendung im Bauwesen sind Bänder in Dickenvon 0,40 bis 3,00 mm und Breiten von 600 mm,1.250 und 1.500 mm, zu Coils mit einem Ge-wicht von bis zu 30 t aufgerollt. Für die Her-stellung von Flächenbauteilen werden im All-gemeinen Dicken von 0,63 mm bis zu 1,50 mmfür Trapez- und Kassettenprofile und von0,40 mm bis zu 0,75 mm für die Deckschalenvon Sandwichelementen verwendet (Abb. 27).

2.3 Anforderungen an den Korrosionsschutz

Profiltafeln und Formteile sind Umweltein-flüssen bei ständig wechselnden Witterungs-bedingungen ausgesetzt. Ihrem dauerhaftenSchutz vor Korrosion kommt eine herausragen-de Bedeutung zu. Mit oberflächenveredeltem


16

Unter der Schutzdauer versteht man die Zeit-spanne, innerhalb derer ein Korrosionsschutz-system seine Schutzfunktion erfüllt. In der Regelgilt, dass die Schutzdauer überschritten ist, wennmehr als 5 % der Blechoberfläche Merkmale auf-weisen, die auf einen Abbau des Grundwerk-stoffes hinweisen. Hierzu gehören das Auftretenvon Rotrost, die Unterwanderung der Beschich-tung an Schnittflächen und Beschädigungen unddas Auftreten von Rissen mit Ablösung der Be-schichtung.

Demgegenüber weisen Erscheinungen wieGlanzverlust, Auskreidung und Farbtonverände-rungen zwar auf den beginnenden Abbau derorganischen Beschichtung hin, der das ästhe-tische Erscheinungsbild beeinträchtigen kann,eine Gefährdung der Standsicherheit durchAbbau des Grundwerkstoffs ist damit aber nichtgegeben.

Die Zusammensetzung des Korrosionsschut-zes, der die Anforderungen der jeweiligen Kor-rosionsschutzklasse erfüllt, ist in DIN 55928-8wie folgt vorgegeben:

K I: Metallischer Überzug Z 275 oder ZA 255

K II: Metallischer Überzug wie bei K I undzusätzliche organische Beschichtung miteiner Dicke von zumindest 12 µm. DieDU-(Deckenuntersicht)- und die RSL-(Rückseiten-Schutzlack)-Beschichtung er-füllen die Anforderungen der KategorieKII.

K III: Metallischer Überzug wie bei K I undzusätzliche organische Beschichtung miteiner Dicke von zumindest 25 µm. DieAnforderungen dieser Korrosionsschutz-klasse werden auch vom metallischenÜberzug AZ 185 ohne zusätzliche Kunst-stoffbeschichtung erfüllt.

In DIN 18807-1, Tabellen 1 und 2, werdendie einzelnen Korrosionsschutzklassen den Bau-teiloberflächen je nach ihrer Lage und Zugäng-lichkeit in Dach- und Wandaufbau zugeordnet(Abb. 29 und 30).

Dokumentation 558

Abb. 28: Korrosionsschutzklassen in Abhängigkeit von Korrosionsbelastung, Schutzdauer und Zugänglichkeit nach DIN 55928-8, Tabelle 2

Lfd. Korrosions- Schutzdauer Zugänglichkeit Korrosions-Nr. belastung schutzklasse1)

C1kurz zugänglich

1unbedeutend

mittel oder

lang unzugänglich I

C2kurz

zugänglich2

geringmittel

lang unzugänglich III

C3kurz

zugänglich II3

mäßigmittel

lang unzugänglich

C4kurz zugänglich

4stark

mittel oder

lang unzugänglich III

5C5-I, C5-M kurz

zugänglichsehr stark mittel

6C5-I, C5-M

langzugänglich oder siehe DIN 55928-8,

sehr stark unzugänglich Absatz (7)

1) Bei der Festlegung der Korrosionsschutzklasse hat die jeweils höhere Anforderung aus den Spalten Schutzdauer und Zugänglichkeit Vorrang (z.B. geringe Belastung, lange Schutzdauer, zugänglich: Korrosionsschutzklasse III).


17


2.3.1 Schmelztauchveredelungsverfahren

Seit etwa der Mitte des 18. Jahrhunderts istbekannt, dass eine Oberflächenverzinkung inder Lage ist, Korrosion am Stahlkern zu unter-binden. Der Schutz des Stahlkerns vor Korrosionwird dadurch bewirkt, dass bei der Bewitterungdas im Überzug enthaltene Zink eine schützendeund festhaftende Deckschicht aus Korrosions-produkten bildet. Wegen des Kohlendioxyd-gehaltes der Luft bestehen diese vorwiegendaus basischen Zinkcarbonaten, die im Laufe derZeit durch Wind und Wetter flächig abgetragenwerden, sich jedoch ständig aus dem darunterbefindlichen Zink erneuern.

Überzüge auf Zinkbasis verbrauchen sichdaher im Laufe der Zeit, sofern sie nicht durchzusätzliche Maßnahmen, z. B. eine zusätzliche

Kunststoffbeschichtung, geschützt werden. Der Abtrag wird in starkem Maße vom Typ der Atmosphäre, in dem sich das Bauelementbefindet, beeinflusst. Von großem Einfluss istdabei der pH-Wert eines möglichen Elektro-lyten.

Eine Ausnahme hiervon stellt die Legier-verzinkung AlZn 55 % dar, die mit der AuflageAZ 185 ohne eine zusätzliche organischeBeschichtung der freien Bewitterung – auch inMeeres- und Industrieatmosphäre – ausgesetztwerden kann.

Wird das mit einem metallischen Überzugversehene Stahlblech durch Schneiden oderSägen geteilt, entstehen Schnittflächen, an denendas Grundmaterial Stahl dann wiederum durchden sogenannten „kathodischen Schutz“ vorKorrosion geschützt wird. Dieser Schutz kommt

Abb. 29: Korrosionsschutz für Dachsysteme (Regelfälle) –nach DIN 18807-1, Tabelle 1

Abb. 30: Korrosionsschutz für Wandsysteme (Regelfälle) –nach DIN 18807-1, Tabelle 2

Sandwichelement nach Zulassungsbescheid

K III

K ll(K lll bei Räumen mithoher Luftfeuchtigkeit)

K II

(K III)K I

(K III)

K IIK III

K II

(K III)K I

(K III)

K IIK III

K III

K II

Einschaliges Dach(Wetterdach)

K I

(K III)

K III

K II

Warmdach mitoberseitigenAbdichtungsbahnen

Wärmegedämmtesunbelüftetes zwei-schaliges Metalldach

Wärmegedämmtesbelüftetes zweischaligesMetalldach

NachDIN 18516, Teil 1,„Außenwand-bekleidung“

K III

K II

K III K III

K II

K I

(K III bei Räumen mithoher Luftfeuchtigkeit)

K I (bei vorwiegendgeschlossenen undtrockenen Räumen)

(K III)

K III

K II

Zweischaligewärmegedämmte Wand

UngedämmteWand

Metallische Bekleidungauf Mauerwerk oder Beton

Sandwichelement nach Zulassungsbescheid

K ll

(K III bei Räumen mithoher Luftfeuchtigkeit)


18

dadurch zustande, dass ein Austausch von Ladungsträgern in einem Elektrolyten stattfin-det, so dass sich bei üblicher Bewitterung kaumKorrosionserscheinungen einstellen.

Der gleiche Schutzvorgang stellt sich auchbei einer Verletzung der Oberfläche im Stahl-band ein und wirkt so lange, bis sich das Zinkim Laufe der Schutzwirkung aufgeopfert hat(Abb. 31).

Der Schutzvorgang ist bei der Legierverzin-kung AlZn 55 % (AZ) prinzipiell gleich, allerdingswird das sich Aufopfern des Zinks aufgrund sei-ner Einlagerung in ein Aluminiumgitter zeitlichgestreckt. Dadurch wird die hohe Schutzdauerauch ohne zusätzliche organische Beschichtungerreicht (Abb. 32).

In der Baupraxis werden drei unterschied-liche Arten von metallischen Überzügen aufZinkbasis gemäß DIN EN 10346 unterschieden:• Feuerverzinkung Z 275

Auf das Stahlband wird eine beidseitige Zink-auflage von insgesamt 275 g/m2 aufgebracht.Dies entspricht einer Schichtdicke von ca. 20 µm je Seite. Die Einstufung dieses Über-zuges erfolgt nach DIN 55928-8 in die Kor-rosionsschutzklasse I.

• Legierverzinkung GALFAN® ZA 255 Dieser Zink-Aluminium-Überzug besteht auseiner Legierung aus 95 % Zink und 5 % Alu-

minium sowie geringen Mengen von Misch-metallen. Der Zink-Aluminium-Überzug ZA255 zeigt gegenüber der Feuerverzinkung Z275 ein verbessertes Umformverhalten undeine leicht verbesserte Korrosionsbeständig-keit. Die Auflage von 255 g/m2 entsprichteiner Schichtdicke von 20 µm je Seite. DieEinstufung dieses Überzuges erfolgt nachDIN 55928-8 in die Korrosionsschutz-klasse I.

• Legierverzinkung AlZn 55 % GALVALUME® (AZ 185) Der Begriff AlZn 55 % wird als Bezeichnungfür den metallischen Überzug verwendet.Dieser besteht aus einer Legierung aus 55 %Aluminium, 43,4 % Zink und 1,6 % Silizium.Typische Auflagegruppen sind AZ 185 (185g/m2, entsprechend 25 µm je Seite) und AZ150 (150 g/m2, entsprechend 20 µm je Seite).Die Einstufung des Überzuges AZ 185 erfolgtin die Korrosionsschutzklasse III, daherist zum Erreichen dieser Schutzklasse keineweitere organische Beschichtung erforderlich.

• Legierverzinkung ZnMgEine Neuentwicklung stellt der Zink-Magne-sium-Schmelztauchüberzug dar. Er bestehtaus einer Zinklegierung mit einem Magnesium-anteil von etwa 1 bis 2 % und einer Zugabevon Aluminium. Durch das spezifisch günstige

Dokumentation 558

Abb. 31: KathodischeSchutzwirkungbei den metalli-schen ÜberzügenZ, ZA und AZ

Abb. 32: SchematischeDarstellung derÜberzüge imQuerschnitt

Zinkcarbonat Deckschicht

Zink

Stahl

ElektrolytH2O O2

gelöste SalzeH2O O2 Zinkcarbonat Deckschicht

Zink

Stahl

gelöste SalzeH2O O2

Zn2+ Zn2+OH-

ee e eeee

ee e

e

Elektrolyt

Zink

Barrierewirkunggegen korrosionsfördernde Medien durch

eine dichte festhaftende Deckschicht

Kathodischer Schutzdes Stahls bei Verletzung des

Zinküberzugs und an Schnittflächen

Zinküberzug

Stahl

Zn/Fe-Legierungs-Phasen

AI5Fe2-Sperrschicht (ca. 50 μm)

Stahl

• ZnAl5- Eutektikum

• Zn- Primärkristalle

Stahl

• primäre Al-reiche Dendriten

•

Si-Ausscheidungen

•

Zn-reiche interden-dritische Phase

Feuerverzinkt Z GALFAN® ZA GALVALUME® AZ


19


Korrosionsverhalten des Zink-Magnesium-Überzugs gegenüber den herkömmlichen Zink-bzw. Zink-Aluminium-Legierungs-Überzügenkann eine niedrige Auflage eingesetzt werden. Es bestehen für dieses Produkt bereits Bau-aufsichtliche Zulassungen beim DeutschenInstitut für Bautechnik (DIBt) in Berlin.

Feuerverzinktes Feinblech wird seit 1959 inder Bundesrepublik Deutschland auf kontinuier-lich arbeitenden Breitbandveredelungsanlagenhergestellt. Hier erhält das Stahlband als ersteStufe zum Korrosionsschutz einen metallischenÜberzug.

Das Stahlblech – mehrere zu einem end-losen Band zusammengeheftete Coils – durch-läuft kontinuierlich verschiedene Vorbehand-lungsstufen – Reinigungs-, Vorwärm-, Reduk-tions- und Angleichungszonen –, ehe es imZinkbad bei ca. 450 °C seinen metallischen Über-zug erhält. Die gewünschte Zinkauflage wirddurch spezielle Düsenabstreifvorrichtungengezielt eingestellt (Abb. 33).

Das verzinkte Feinblech kann zur Verbesse-rung von Oberfläche und Planlage mit geeigne-ten Walzen dressiert werden. Im Nachbehand-lungsteil moderner Schmelztauchveredelungs-anlagen kann zur Vermeidung von Weißrostbil-dung bei Transport und Lagerung das verzinkteBand chemisch passiviert werden. Nach dem Auf-bringen einer Legierverzinkung AlZn 55 % emp-fiehlt es sich, die Oberfläche zum Schutz gegenGriffflecken mit einer dünnen Antifingerprint-Beschichtung auf Polyacrylatbasis zu versiegeln.

2.3.2 Organische Beschichtungen

Metallische Überzüge aus Zink Z 275 undZA 255 müssen aufgrund ihres mit dem Außen-einsatz verbundenen stetigen Zinkabtrags gegendas Abwittern geschützt werden. Dies geschiehtdurch das Aufbringen einer organischen Be-schichtung (Kunststoffbeschichtung). Die Be-schichtung kann alternativ als Flüssigbeschich-tung, als Folienbeschichtung oder als Pulver-beschichtung auf das Band mit dem metalli-schen Überzug aufgebracht werden (Abb. 34).

Abb. 34: SchematischerAufbau von bandbeschichte-tem Feinblech

Abb. 33: Schema einer kontinuierlich arbeitenden Bandverzinkungsanlage

Beschichtungsstoff(ca. 10 – 300 μm)

Primer (ca. 5 – 10 μm)

Vorbehandlung (ca. 1 μm)

Zinkauflage (2,5 – 25 μm)

Stahlkern(Ober- und Unterseite)

Zinkauflage (2,5 – 25 μm)

Vorbehandlung (ca. 1 μm)

Rückseitenlack(5 – 10 μm)

Oberseite

Unterseite

Einlauf

Ofenanlage

ReinigenGlühen

Abkühlen

Nach-behandlung

Kühlung

Abstreifdüsen

Auslauf

Veredelungsteil

Schmelze


20

Neben dem Beschichten der fertigen Bau-teile im Spritzverfahren hat sich die industrielleHerstellung von beschichtetem Vormaterial inder kontinuierlich arbeitenden Bandbeschich-tung (Coil-Coating-Verfahren) durchgesetzt.

In einem kontinuierlichen Anlagendurch-lauf wird die Metalloberfläche des schmelztauch-veredelten Trägermaterials gereinigt, chemischvorbehandelt und mit flüssigen organischen Beschichtungsstoffen ein- oder mehrschichtigdurch Walzenauftrag mit anschließender Wärme-trocknung beschichtet oder mit Kunststofffolieunter Verwendung von wärmeaktivierten Kleb-stoffen laminiert.

Das Auftragen mit Beschichtungswalzen er-gibt sehr gleichmäßige, dichte und homogeneBeschichtungen bei relativ geringen Schicht-dicken (Abb. 35).

Die Schichtdicken sind vom eingesetztenBeschichtungsstoff und von der späteren Nut-zung abhängig. Üblicherweise liegen die Schicht-dicken bei Flüssigbeschichtungen bei 25 µm.Folienbeschichtungen können je nach Folien-art zwischen 40 und 300 µm liegen. Die wich-tigsten für den Außeneinsatz infrage kommen-den Beschichtungsstoffe sind in Abb. 36 mitihren üblichen Schichtdicken und Kurzzeichendargestellt.

Durch den Auftrag der Kunststoffbeschich-tung auf das schmelztauchveredelte Träger-material entsteht das sogenannte Duplex-System, bei dem sich die beiden Schutzschich-ten aus metallischem Überzug und zusätzlicherorganischer Beschichtung in hervorragenderWeise ergänzen (Abb. 37).

Wenn besondere Beanspruchungen beiTransport, Lagerung, Verarbeitung oder Montagezu erwarten sind, kann das oberflächenver-edelte Band bei der Herstellung mit einer ab-ziehbaren Schutzfolie versehen werden. DieSchutzfolie wird im Allgemeinen einseitig undunmittelbar nach der Beschichtung aufgebracht.Sie sollte daher erst am fertig montierten Bau-teil abgezogen werden, spätestens jedoch einenMonat nach der Montage.

In jüngster Zeit wird sowohl außen als auchinnen die Pulverbeschichtung auf Polyesterbasismit Schichtdicken bis zu ca. 60 µm eingesetzt.

Dokumentation 558

Abb. 35: Schema einer kontinuierlich arbeitenden Bandbeschichtungsanlage

Abb. 37: Korrosionsschutz-dauer Duplex-System

Gesamtschutzdauerdurch Synergieeffekt

Zink + Lack

Schutzdauerdes Lackes

Schutzdauerder Verzinkung

Einlauf

Reinigung und Vorbehandlung

Beschichtungs-station 1

Ofen 1

Ofen 2

Beschichtungs-station 2

Laminierstation

Auslauf


21


Abb. 36: Gebräuchlichste organische Beschichtungsstoffe von Lack- und Foliensystemen

Beschichtungsstoff Kurz- Üblicher Bereich Übliche zeichen2) der Gesamt- Gesamtschicht-

schichtdicke3) dicke3), 4)

µm µm

Flüssigbeschichtung5)

Allgemeine Systeme1)

Acrylat AY 5–25 – Epoxid EP 3–20 10 Polyester6) SP 5–60 25 Silikonmodifizierter Polyester SP-SI 15–40 25 Polyamidmodifizierter Polyester SP-PA 15–50 25 Polyester mit hoher Dauerbeständigkeit (High-durable Polymers) HDP 25–60 25Polyamidmodifizierter Polyester mit hoher Dauerbeständigkeit HDP-PA 15–50 –Polyurethan6) PUR 10–60 25 Polyamidmodifiziertes Polyurethan PUR-PA 10–50 25 Polyvinylidenfluorid PVDF 20–60 25 Polyvinylchlorid – Plastisol 6) PVC(P) 40–20010) 100–20010)

Spezielle Systeme7)

Spezialhaftvermittler SA 5–15 –Schweißgeeignete Zinkstaubgrundierung11) ZP 2–7 – Schweißgeeignete Grundierung mit leitenden Pigmenten außer Zink11) CP 1–15 –

Wärmebeständiges Antihaftsystem HRNS 5–15 8

Folienbeschichtung8)

Polyvinylchlorid9) PVC(F) 50–80010) 100–20010)

Polyvinylfluorid PVF(F) 38 38 Polyethylen PE(F)12) 50–300 100–150 Polypropylen PP(F)12) 30–300 –Polyethylenterephthalat PET(F)12) 15–150 –

Kondenswasseraufnehmendes System

Faservlies aus Polyester-Zellulose CA(F) > 300 370

7) Bei diesen Beschichtungsstoffen musste auf die Nennung des typischen Kunstharzes einschließlich seines zugehörigen Kurzzeichens verzichtet werden, da hier die funktionelle Wirkung in den Vordergrundtritt. Die hier aufgeführten Kurzzeichen, die bisher nichtgenormt sind, haben eine Beziehung zur Funktion.

8) Ohne Klebfilmdicke, die etwa 10 µm beträgt.9) Erhältlich in einfarbiger oder bedruckter sowie

geprägter Form.10) Bei Beschichtung mit PVC-Folien oder PVC-Plastisol

handelt es sich um die Schichtdicke einschließlich einereventuellen Prägung, d.h. um die „Mikrometerdicke“.

11) Die Systeme CP und ZP werden nach heutigem Sprach-gebrauch als „schweißgeeignete Korrosionsschutz-primer“ bezeichnet.

12) Kombinationen aus einem zweischichtigen Lackaufbaumit einer PE-, PP- oder PET-Folie bezeichnet man alsColaminate.

1) Bei diesen Beschichtungsstoffen handelt es sich im Allgemeinen um die Nennung des typischen kenn-zeichnenden Kunstharzes bzw. Kunststoffs ohne Berücksichtigung von Copolymeren bzw. Polymer-gemischen.

2) Die Kurzzeichen wurden entsprechend denen nach DIN EN 10169-1 bzw. sinngemäß gewählt.

3) Ohne Berücksichtigung zusätzlicher temporärerSchutzfolien.

4) Übliche Nennschichtdicke, falls bei der Bestellung nichtanders vereinbart.

5) Die Beschichtungen mit Schichtdicken von 15 µm unddarüber werden üblicherweise als Zweischichten-systeme (Grund- und Deckbeschichtung) aufgebracht,wobei deren Art und Zusammensetzung unterschiedlichsein können.

6) Auch in geprägter oder texturierter Form erhältlich.


22

Sie kann sowohl im Bandbeschichtungsverfah-ren als auch auf das fertige Bauteil aufgebrachtwerden. Diese Art der organischen Beschich-tung ist aufgrund ihrer größeren Schichtdickenunempfindlicher gegenüber mechanischenEinwirkungen. Eine vor dem Umformen auf-gebrachte Pulverbeschichtung verhält sich hin-sichtlich der Abwitterung wie eine Flüssigbe-schichtung in gleicher Schichtdicke.

Wird die Pulverbeschichtung dagegen nachdem Umformen aufgebracht, kann mit einemverbesserten Schnittkantenschutz gerechnetwerden. Allerdings muss aufgrund der Flanken-neigung der Profilstege mit örtlich unterschied-lich dicken Schichten gerechnet werden. DerAußeneinsatz von Pulverbeschichtungen im Bau-wesen ist zwar schon üblich, aber noch nichtdurch Normen geregelt.

2.4 Herstellung der Bauteile

2.4.1 Herstellung von einschaligen Profiltafeln

Einschalige Profiltafeln wie Well-, Trapez-und Kassettenprofile sowie Paneele werdenheute in kontinuierlich arbeitenden Rollform-anlagen aus oberflächenveredeltem Stahlblechnach DIN EN 10346 (vormals DIN EN 10326),

mindestens Stahlsorte S280 GD, in Blechdickenvon 0,50 bis 1,50 mm und Stahlbandeinlauf-breiten von 1.200 bis ca. 1.500 mm profiliert(Abb. 38).

Die verwendeten Rollformer bestehen auseiner Abhaspelvorrichtung, einer bestimmtenAnzahl hintereinander angeordneter Walzen-paare, einer Abläng- und einer Stapelvorrich-tung. Das oberflächenveredelte Stahlblech wirdan der Haspel vom Coil abgerollt und durchstufenweises Umformen durch die Walzen-paare bis hin zur fertigen Profiltafel bei Ge-schwindigkeiten bis zu ca. 70 m/min profiliert.

Die Geometrie bestimmt die Anzahl derUmformstationen, d.h., je höher, breiter oderkomplizierter ein Profil ist, umso mehr Stationensind für die Profilierung erforderlich. Die Ab-längung erfolgt, je nach Anlagentyp, entwederhinter der Haspel in noch flachem Zustandoder nach dem Profilieren durch eine profil-folgende Schere. Durch Austausch der Walzen-sätze sind auf einem Rollformer unterschiedlicheQuerschnittsformen herstellbar. Rollformer neu-erer Bauart verfügen über sogenannte Revolver-einrichtungen mit unterschiedlichen Rollen-sätzen, die je nach Bedarf in kurzer Zeit ein-schwenkbar sind. Dadurch reduzieren sich beimProfilwechsel die Rüstzeiten in der Produktionauf wenige Minuten.

Eine optimale Anpassung von Materialdicke,Stahlgüte, Oberflächenveredelung, Farbton undBauteillänge ist von den örtlichen Gegebenhei-ten und den Kundenanforderungen abhängig.Deshalb wird keine Vorratshaltung von Profil-tafeln betrieben, sondern die Produktion erfolgtauf Bestellung des Kunden.

2.4.2 Herstellung von Sandwichelementen

Die Herstellung der Sandwichelemente er-folgt auf kontinuierlich arbeitenden Fertigungs-anlagen, die je nach Elementdicke mit Geschwin-digkeiten von 4 bis 8 m/min einen Endlosstrangproduzieren. Von zwei Abhaspelstationen laufenzu Beginn die oberflächenveredelten Stahlbän-der in zwei übereinander angeordnete Profilie-rer. Dabei werden zuerst die Flächen und an-schließend die Ränder verformt. In der nachge-schalteten Schäumstation erfolgt durch Zugabeder flüssigen Polyurethan-Komponenten dasEinschäumen der Kerndämmung.

Die Elementdicke wird durch mitlaufendeStahl-Plattenbänder fixiert. Eine der Band-geschwindigkeit angepasste Säge ermöglichtmillimetergenaues Ablängen der Bauteile nachVorgabe des Kunden. Über eine Abkühlstrecke,

Dokumentation 558

Abb. 38: Rollformanlage für Stahltrapezprofile


23


ziert. Sie sind darüber hinaus in der ECCA (European Coil Coating Association, Brüssel) vertreten, deren Prüfverfahren für eine ausge-reifte Beschichtungsqualität bürgen.

Abb. 39: SchematischeDarstellung einer Sandwich-Produktions-anlage

Abb. 40: Tafelschere (oben) und Abkantpresse zur Herstellung von Formteilen

Umreifungsautomat

Stapelanlage

Kühlstrecke

Abstapelung

Ablängsägen

Reaktionsstrecke

Schäumportal

Flächenprofilierung oben

Flächenprofilierung unten

Querteilscheren

Coilhaspeln

Verbindungsstationen

Randprofilierung

Vorwärmstation

Paletten-zuführung

den sogenannten Kühligel, gelangen die Ele-mente zu einer Abstapelanlage und werdenhier automatisch zu transport- und montage-gerechten Paketen verpackt (Abb. 39).

2.4.3 Herstellung von Formteilen

Für die Herstellung von Formteilen wirddas Vormaterial in der Regel auftragsbezogenaus Coilmaterial oder aus Blechtafeln auf Tafel-scheren auf Maß zugeschnitten. Die Herstel-lung der Formteile in Längen bis 10 m geschiehtdann auf Abkantpressen oder Schwenkbiege-maschinen (Abb. 40).

2.5 Güteüberwachung

2.5.1 Güteüberwachung des Vormaterials

Bandbeschichtetes Blech unterliegt im Her-stellerwerk sorgfältigen Kontrollen zur Quali-tätssicherung. Die Prüfverfahren und die zu-lässigen Grenzabweichungen sind in DIN EN10169 geregelt.

Die europäischen Hersteller von oberflächen-veredeltem und organisch beschichtetem Fein-blech sind gemäß DIN EN ISO 9000 ff. zertifi-


24

2.5.2 Güteüberwachung und Kennzeichnung der Bauteile

Gemäß den Vorgaben der deutschen Bau-ordnung dürfen nur Bauteile verwendet werden,die der Güteüberwachung unterliegen und somitüber ein Übereinstimmungszeichen, das Ü-Zei-chen, verfügen. Die Güteüberwachung besteht

aus der mitlaufenden Selbstüberwachung durchden Hersteller sowie der in Zeitintervallendurch eine hierfür anerkannte Prüfstelle durch-geführten Fremdüberwachung. Die Über-wachungskriterien und -schritte richten sichfür einschalige Profiltafeln nach DIN 18807-1und für Sandwichelemente nach den Vorgabender jeweiligen bauaufsichtlichen Zulassung.

Ferner müssen alle Produkte mit dem inder Europäischen Union vorgeschriebenenKonformitätszeichen, dem CE-Zeichen, gekenn-zeichnet sein. Die Kennzeichnung mit dem CE-Zeichen richtet sich für einschalige Profiltafelnnach den Vorgaben der DIN EN 14782, fürSandwichelemente dagegen nach denen derDIN EN 14509.

Ü-Zeichen und CE-Zeichen müssen gutsichtbar an der Verpackung der Bauteile befes-tigt sein (Abb. 41).

2.6 Verpackung und Transport

2.6.1 Verpackung

Die aus oberflächenveredeltem Stahlblechhergestellten Bauelemente für Dach, Wandund Decke sind hochwertige einbaufertigeTeile, die bei Produktion, Transport und Mon-tage mit entsprechender Sorgfalt zu behandelnsind.

Der Profilhersteller verpackt die kommis-sionsweise produzierten Bauteile fachgerechtund ausreichend für den Transport sowie dasAbladen und auch das Zwischenlagern auf derBaustelle. Mit Rücksicht auf die im Allgemeinenauf den Baustellen vorhandenen Hebezeuge wer-den palettierte Pakete bis zu etwa 3 t Gewichtzusammengestellt (Abb. 42).

2.6.2 Transport

Der Transport der Pakete erfolgt mit demLkw oder, falls Gleisanschlüsse zur Baustelle be-stehen, auch mit der Bahn. Die Hersteller kön-nen Längen bis über 20 m produzieren, jedochsind diese abhängig vom Transportmittel. BeiLkw-Transporten sollten die Längen 15 m nichtüberschreiten. Für Transporte größerer Längensind Sondergenehmigungen einzuholen, die er-hebliche Aufwendungen an Zeit und Kostenverursachen. Trotzdem kann sich eine größereLieferlänge für die Bauteile als wirtschaftlichund vorteilhaft erweisen, wenn dadurch infolgestatischer Durchlaufwirkung die Belastbarkeitdes Tragsystems erhöht wird.

Dokumentation 558

Abb. 42: Be- und Ent-ladung – hoch-wertige Bauteilesind mit Sorgfaltzu behandeln

Abb. 41: Kennzeichnungder Bauteile mitdem Ü-Zeichenund dem CE-Zeichen

Namedes

Herstellers

Grundlage desÜbereinstimmungs-

nachweises

VMPA

Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen)

Stempel derPrüfstelle

Fa. Muster Profil GmbH (Hersteller)

07

EN 14782

Selbsttragende Stahltrapezprofile für Dacheindeckungund Wandbekleidung

Dachprofil / WandprofilTrapezprofil 50/250, Dicke 0,75 mm, Kategorie X

S350GD + Z275Seite 1: SP 25 µm / Seite 2: SP 12 µm, EN 508-1

Brandverhalten: Klasse A1

Verhalten bei Beanspruchung durch Feuer von außen:Klasse BDach (t1), Klasse BDach (t2) KlasseBDach (t3) Klasse BDach (t4)

Widerstand gegen Punktlasten:1,2 kN bei einer Stützweite von X,XX m


25

Planen und Gestalten

3 Planen und Gestalten

3.1 Planungsraster und Bauelementabmessungen

Grundriss und Höhe eines Gebäudes richtensich nach dem späteren Nutzen des Bauwerks.Die zugehörigen Rastermaße bilden die Grund-lage für die Anordnung von Dach- und Wand-elementen sowie die Lage und Größe von Öff-nungen. Beim Dachaufbau ist es ein Gebot derWirtschaftlichkeit, die Baubreiten der zum Ein-satz kommenden Dachelemente mit den Grund-rissabmessungen des Gebäudes sowie der Lageder Öffnungen abzustimmen.

Um für die Fassade ein ausgewogenes Er-scheinungsbild zu erreichen, sollten die Lageund die Abmessungen von Wandöffnungen aufdie charakteristischen Längen- und Breitenab-messungen der gewählten Bauelemente abge-stimmt werden (Abb. 43).

Die für die Planung charakteristischen Kenn-daten sind für Well- und Trapezprofile nebender Baubreite die Wellen- bzw. Rippenteilung.Für Sandwichelemente sind es die Baubreiteund die Rippen- oder Sickenteilung der äußerenDeckschale. Bei Paneelen oder Kassettenelemen-ten ist zusätzlich zur Baubreite auch deren Bau-länge zu berücksichtigen. Da die Baubreitender Profiltafeln stark variieren und nur seltenden Standardmaßen von Wandöffnungen ent-sprechen, ist hier eine enge Abstimmung zwi-schen architektonischer Gestaltung und Trag-werksplanung erforderlich (Abb. 44).

3.2 Gestaltung

3.2.1 Lage und Ausrichtung der Bauelemente

Profiltafeln aus Stahl bieten dem Planer auf-grund ihrer Form große Freiheiten bei der Wahlihrer Anordnung zueinander. Neben der klassi-schen vertikalen Verlegung können die Bau-elemente ohne Veränderung ebenso horizontaloder bei entsprechendem Zuschnitt geneigt inder Fassade angeordnet werden. Lediglich dieSchnittstellen und die sie abdeckenden Form-teile sind der jeweiligen Situation anzupassen(Abb. 45).

Abb. 43: Beispiele für optisch ver-trägliche Bau-breitenverhält-nisse an Wand-öffnungen

Abb. 44: Für die Vorplanung charakteristische Kenndaten vonBauteilen

Wellprofil 18/76

Trapezprofil 35/1035

Sandwichelement

Paneel 26/300

Außenschale mikroprofiliert (M)

Baubreite 1.000 Innenschale liniert (L) oder eben (E)20

60

207 40

88119

1.035

35

988

18

76

300 300 300

26


26

3.2.2 Linienführung

Bei horizontaler Anordnung von Well- oderTrapezprofilen sollte man Querstoßüberdeckun-gen vermeiden, da selbst bei sorgfältiger Aus-richtung von Distanzkonstruktion und Fassaden-elementen optisch störende Klaffungen amüberdeckenden Querrand nicht zu umgehensind. Es empfiehlt sich, die Wand mit vertikalenLisenen bewusst zu unterteilen. Damit zulässigeToleranzen nicht auffallen, sollten die seitlichder Lisenen verlaufenden Schattenfugen in aus-reichender Breite und sollte die Lisenentiefegegenüber der Bauteildicke größer geplant wer-den. Die Lisenen selbst sind in ihrer Lage undAusdehnung auf die übrigen Bauwerksfugen ab-zustimmen (Abb. 46).

3.2.3 Farbgebung

Integraler Bestandteil der architektonischenGestaltung ist die Farbgebung der einzelnenBaukomponenten. Für diese Aufgabe steht demPlaner eine reichhaltige Palette unterschied-licher Farbtöne zur Verfügung, die neben den klassischen RAL-Farben auch NCS-Farben(Abb. 47) sowie Sonderfarbtöne umfassen, dievon den Bauteilherstellern angeboten werden.Schon im Vorfeld sind die Farbwünsche unmiss-verständlich zu definieren, wobei die mit denjeweiligen Beschichtungsstoffen verbundenenEigenschaften wie Farbton, Glanzgrad und Hel-ligkeit zu berücksichtigen sind.

Metallicfarben erfordern besondere Auf-merksamkeit. Ihre Pigmente enthalten Ein-

Dokumentation 558

Abb. 46: Beispiel für einegute Abstim-mung in der Linienführungzwischen Lise-nen und Wand-öffnungen

Abb. 45: Möglichkeiten der Ausrichtung von Profiltafeln in der Fassade – vertikal, horizontal, geneigt (von links)


27

Planen und Gestalten

schlüsse von Metallteilchen, die der beschich-teten Oberfläche den metallischen Glanz verlei-hen. Das Erscheinungsbild verschiedener Vor-materialchargen fällt dabei unterschiedlich aus.Dies ist bei der Planung der Materialbeschaffungfür große zusammenhängende Flächen zu be-rücksichtigen. Ferner ist darauf zu achten, dassBauteile, die mit Metallicfarben beschichtetsind, gleichsinnig eingebaut werden, um unter-schiedliche Lichtbrechungen zu vermeiden.

3.2.4 Oberflächenbeschaffenheit

Neben der Farbe ist die Oberflächenbeschaf-fenheit einer organischen Beschichtung ein zu-sätzliches Gestaltungselement. Sie erscheint je

nach Beschichtungswerkstoff glatt und glänzend(PE und PVDF) oder genarbt (PVC) und damiteher matt.

Als weiteres wichtiges Gestaltungsmerkmalsteht dem Planer die Bauelementoberfläche zurVerfügung. Die Oberflächen der ebenen Deck-schalen von Sandwichelementen und Paneelenkönnen in Form von Linierung, Mikrolinierungoder Sickung verändert werden. Das Erschei-nungsbild der Fassadenoberfläche wirkt dadurcheher aufgelockert (Linierung) oder matt (Mikro-linierung).

Auch die Prägung der Oberfläche des Vor-materials – genannt Stuccodessinierung – kanneinen positiven Einfluss auf das spätere Aus-sehen der Metalloberflächen ausüben. Dies giltinsbesondere dann, wenn ein möglichst ebenes

Abb. 47: Beispiel für den Einsatz von NCS-Farben in der Fassadengestaltung

Abb. 48: Beispiele fürunterschiedlicheOberflächen-beschaffen-heiten

Linierung

Stucco-dessinierung

Mikro-linierung


28

Erscheinungsbild der Bauteiloberfläche erwartetwird. Kleinere Vorverformungen in der Ober-fläche werden durch Stuccodessinierung ge-mildert, wodurch sie weit weniger auffällig sind(Abb. 48, Seite 27).

Vor allem aber hat der Planer die Möglich-keit, mit der Auswahl unterschiedlicher Ober-flächenstrukturen der Wandelemente den Cha-rakter einer Fassade maßgeblich zu bestimmen.Zusätzlich zu den klassischen Well- und Trapez-profilierungen steht ihm hierfür ein reich-haltiges Angebot von Paneelen mit den unter-schiedlichsten Oberflächenstrukturen zur Ver-fügung (Abb. 49).

Dokumentation 558

Abb. 49: Beispiel für einePaneelfassade

Ebenes Steckprofil

4 Bemessen und Konstruieren

4.1 Einschalige Profiltafeln

4.1.1 Bemessungsgrundlagen

Während die Tragfähigkeit für Wellprofilenach der einfachen Biegelehre auf der Basisder in DIN 59231 festgehaltenen Querschnitts-werte bemessen werden kann, sind für die Be-messung von Stahltrapez- und Stahlkassetten-profilen sowie den davon abgeleiteten Profilfor-men die Vorgaben der DIN 18807 in den Teilen1 bis 3 maßgebend.Teil 1: Allgemeine Anforderungen, Ermittlung

der Tragfähigkeitswerte durch Berech-nung

Teil 2: Durchführung und Auswertung von Trag-fähigkeitsversuchen

Teil 3: Festigkeitsnachweis und konstruktiveAusbildung

4.1.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit

Die Ermittlung der Tragfähigkeitswerte vonTrapez- und Kassettenprofilen ist abhängig von:– der Größe der „mittragenden Querschnitts-

bereiche“,– der Profillage (positiv oder negativ),– der Belastungsrichtung in Bezug auf die Profil-

lage, z.B. Winddruck, Windsog,– der Befestigung an der tragenden Konstruk-

tion.

Die dabei zu beachtenden möglichen Ver-sagensformen sind:– Überschreiten der Fließgrenze im mittragen-

den Querschnitt– Beulen der Druckgurte bzw. der Stege– Krüppeln der Stege im Auflagerbereich

Zur Ermittlung der Tragfähigkeit der Pro-filtafeln werden deren Querschnittswerte undBemessungswerte entweder nach DIN 18807-1berechnet (Stahltrapezprofile) oder nach DIN18807-2 durch Versuche ermittelt (Stahlkasset-tenprofile, Paneele). Die jeweiligen Ergebnissefinden Eingang in Tabellen mit Bemessungskenn-werten, die von den Prüfämtern für Baustatikgeprüft und bestätigt werden. Hinweise für diedurchzuführenden Nachweise der Tragfähigkeitsind in DIN 18807-3 geregelt (Abb. 50).

4.1.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit

Für den Nachweis der Gebrauchstaug-lichkeit ist die Durchbiegung von Profiltafelnje nach Anwendungsbereich wie folgt zu be-grenzen (L – zulässige Stützweiten):


29

Bemessen und Konstruieren

Bedingungen Grenzwerte

Dächer unter Volllast– Tragschale mit

oberseitiger Abdichtung L/300– Tragschale im

zweischaligen Metalldach L/150– Deckschale im

zweischaligen Metalldach L/150Wände und Wandbekleidungen unter Windlast L/150Einschaliges ungedämmtes Metalldach L/300

4.1.4 Mindestblechdicken

Je nach Anwendungsbereich sind bestimmteMindestblechdicken einzuhalten.


Dächer– als tragende Teile bei

Stützweiten – bis 1.500 mm ≥ 0,50 mm– über 1.500 mm ≥ 0,75 mm

– als Dachdeckung beiStützweiten– bis 1.500 mm ≥ 0,50 mm– über 1.500 mm ≥ 0,63 mm

Wände und Wandbekleidungen ≥ 0,50 mmDistanzprofile ≥ 0,88 mm

4.1.5 Auflagerbreiten

Für die End- und Zwischenauflager sindMindestauflagerbreiten vorgeschrieben, da diezulässigen Schnittgrößen der Profile auch vonder gewählten Auflagerbreite der Unterkonstruk-tion abhängen. Die Mindestauflagerbreite inProfilrichtung beträgt:


Bei Ein- und Mehrfeldträgernam Endauflager 40 mmBei Mehrfeldträgern und auskragenden Profilen am Zwischenauflager 60 mm

4.1.6 Schubfeld

Tragende Dachunterschalen und Deckenaus Stahltrapezprofilen können nicht nur Ver-tikallasten aufnehmen, sondern sind auch zurAufnahme von horizontalen Lasten und zuderen Weiterleitung in der Fläche geeignet.

Schubfelder aus Stahltrapezprofilen ersetzenin ihrer Wirkung die Diagonalaussteifungen. EinGelenkviereck – d.h. ein aus vier Trägern gebil-detes Viereck, bei dem die Ecken nicht biegesteifausgebildet sind – kann durch Stahltrapezprofileso ausgesteift werden, dass es wie ein Verbands-feld eines Fachwerks wirkt. Die Schubsteifig-keiten für die Berechnung und Bemessung sindden jeweiligen Tabellen der Hersteller von Tra-pezprofilen zu entnehmen. Demzufolge könnenSchubfelder Windkräfte und andere horizontaleLasten (z.B. Stabilisierungskräfte zur Kippsiche-rung von Bindern) bis zum lastabtragenden Trag-werk weiterleiten (Abb. 51).

Schubfelder sind somit statisch wirk-same Scheiben, von denen die Gesamt-stabilität des Gebäudes wesentlich abhängt.

Abb. 50: Durch das Prüfamt für Baustatik geprüfte und bestätigte Tabelle für Bemessungswerte

Abb. 51: Als Schubfeldausgebildetetragende Dach-unterschale


30

Stahltrapezprofile in Schubfeldbereichendürfen nur nach Verlegeplänen verlegt werden,die die mit dem statischen Nachweis vorgege-benen Ausführungsbestimmungen beinhalten.Hierzu gehört auch der statische Nachweis derVerbindungselemente. Die ordnungsgemäßeund funktionsgerechte Ausführung ist in einemfür die Bauakten der Bauaufsichtsbehörde be-stimmten Abnahmeprotokoll festzuhalten undvom verantwortlichen Fachingenieur oder vomFachbauleiter zu bestätigen. Von den Verlege-plänen abweichende Ausführungen sind nurnach statischer Überprüfung zulässig.

Schubfelder sind nach ihrer Fertigstellungzu kennzeichnen und dürfen nachträglich ohneerneuten statischen Nachweis nicht verändertwerden (Abb. 52).

4.1.7 Verbindungen

Die Verbindung der Profiltafeln mit derUnterkonstruktion erfolgt nach Maßgabe desstatischen Nachweises, nach DIN 18807-3 jedochmindestens durch jede zweite und am Quer-rand der Verlegefläche durch jede Rippe. Dabeiist ein Mindestrandabstand von d ≥ 20 mm fürdie Verbindungselemente einzuhalten. Zum Erhalt der Querschnittsgeometrie der Profil-tafeln entlang des Längsrandes der Verlegeflä-che sind die Randrippen folgendermaßen mitder Nachbarrippe zu verbinden: mit einem sieabstützenden Randträger (Abstände der Ver-bindungselemente untereinander: e ≤ 666 mm)oder mit einem Randversteifungsprofil (Ab-stände der Verbindungselemente untereinander:eR ≤ 333 mm).

Schließlich sind die Profiltafeln entlang ihrerLängsrandüberdeckungen auch untereinanderin Abständen von eL ≤ 666 mm miteinander zuverbinden (Abb. 53).

Werden Profiltafeln als obere Deckschaleund damit als Dachdeckung verwendet, kanndie Befestigung auf einer stählernen Unter- oderDistanzkonstruktion sowohl durch den Unter-als auch durch den Obergurt erfolgen. Die Ver-bindung der Profiltafeln entlang ihrer Längsrand-überdeckungen erfolgt dann im Abstand vone ≤ 500 mm.

4.2 Sandwichelemente

4.2.1 Bemessungsgrundlagen

Beim Einsatz von Sandwichelementen wird,im Gegensatz zum sonst üblichen Schichten-aufbau, das statische Zusammenwirken der Ein-zelschichten ausgenutzt. Damit erhält man einneues Tragsystem mit wesentlich höherer Trag-fähigkeit.

Für sich alleine betrachtet verfügen die mitnur 0,40 bis 0,63 mm Dicke vergleichsweisedünnen Deckschalen sowie der Stützkern ausPolyurethan-Hartschaum oder Mineralwolle nurüber eine geringe Biegesteifigkeit und könnensomit auch keine nennenswerten Lasten aufneh-men. Allein die schub- und zugfeste Verbindungdes Dämmkerns mit den Deckschichten führt zueiner hohen Eigensteifigkeit des Systems unddamit zu hoher Tragfähigkeit. Die Deckschalenübernehmen in diesem Verbund das Kräftepaaraus dem Biegemoment, der Dämmkern über-nimmt die Schubkräfte.

Damit weist das dreischichtige Sandwich-element eine wesentlich höhere Biegesteifig-keit auf, als die Summe der Einzelsteifigkeitenaus Deckschichten und Kernschicht ergebenwürde (Abb. 54).

Grundlage für die Bemessung von Sandwich-elementen sind die bauaufsichtlichen Zulassun-gen der jeweiligen Hersteller. Danach sind mitgeeigneten Bemessungsprogrammen alle statis-tischen Nachweise zu führen. Diese umfassendie Biegebeanspruchung und die daraus abzu-leitende Tragfähigkeit, die Auflagerpressungsowie die Schraubenkopfauslenkung der Ver-bindungselemente.

Dokumentation 558

Abb. 52: Kennzeichnungeines Schub-feldes


31

Bemessen und Konstruieren

Abb. 53: Trapezprofil und Randausbildung nach DIN 18807

Abb. 54: Eigensteifigkeit und Tragfähigkeit von Sandwichelementen durch die zug- und schubfeste Verbindung zwischen Stützkern und Deckschichten


32

4.2.2 Farbgruppen

Aufgrund der Wärmedämmwirkung desStützkerns aus Polyurethan-Hartschaum oderMineralwolle kommt es unter Sonneneinstrah-lung zu erheblichen Temperaturdifferenzenzwischen der äußeren und der inneren Deck-schale. Dabei entsteht infolge des Wärmedehn-verhaltens der stählernen Deckschalen eineKrümmungsverformung zur warmen Außenseitehin. Je dunkler die Farbe der erwärmten Deck-schale ist und je höher damit ihre Erwärmungausfällt, umso größer wird die Krümmung. Diedamit verbundenen Zwängungskräfte in denDeckschalen und die in deren Folge entstehen-den Knitterspannungen sind beim statischenNachweis zu berücksichtigen. Hierzu sind dieFarben in Abhängigkeit von ihrer höchsten zuerwartenden Erwärmung unter Sonneneinstrah-lung in drei Farbgruppen erfasst.

Farbgruppe I II III

Temperatur (Delta) [°C] 55 65 80

Helligkeitswert H [%] 90–75 74–40 39–8

Farbe Weiß •Farbe Gelb •Farbe Grün •

Zur Berücksichtigung der Farbe der er-wärmten Deckschale beim statischen Nach-weis sind die gängigen Farben des RAL-Farb-registers den einzelnen Farbgruppen zugeordnet(Abb. 55).

4.2.3 Bemessungstabellen

Zur Vorbemessung von Sandwichelementenfür Dach und Wand stellen die Hersteller aufBasis der bauaufsichtlichen Zulassungen Bemes-sungstabellen zur Verfügung. Diese geben Hin-weise auf zulässige Stützweiten und die damitverbundenen maximalen Belastungen bei einerBeschränkung der Durchbiegung von L/150 derStützweite. Die Angaben gelten ausschließlichfür mitteleuropäische Klimaverhältnisse undnormale Raumtemperaturen. Ändern sich dieStützweiten oder liegen besondere Beanspru-chungen vor, sind grundsätzlich Einzelnach-weise durchzuführen.

Unabhängig von den Angaben in den Tabel-len ist der statische Nachweis für die ausrei-chende Verbindung der Sandwichelemente mitder Unterkonstruktion gesondert zu führen.

4.2.4 Verbindungen

Zur Verbindung von Sandwichelementen mitder Unterkonstruktion dürfen nur für die Ver-wendung von Sandwichelementen bauaufsicht-lich zugelassene Schrauben eingesetzt werden.Die Befestigung kann grundsätzlich sowohl durchden Ober- als auch durch den Untergurt der äußeren Deckschale erfolgen. Die Bemessungder Verbindungen erfolgt nach Maßgabe der bau-aufsichtlichen Zulassungen sowohl der Sandwich-elemente als auch der Verbindungselemente.

Um bei sichtbar befestigten Sandwichele-menten die durch die Befestigung verursachtenleichten Eindruckstellen in den äußeren Deck-schalen auf ein Minimum zu beschränken, emp-fiehlt es sich, Schrauben mit einem unter demSchraubenkopf angeordneten Stützgewinde zuverwenden. Im Bereich der Wand bietet es sichaus optischen Gründen an, Sandwichelementemit verdeckter Befestigung einzusetzen.

Die Verbindung der Längsrandüberdeckun-gen von Sandwichelementen, die als Dach-deckung verlegt werden, erfolgt im Abstandvon e ≤ 500 mm.

Dokumentation 558

Abb. 55: Beispiele fürFarbton, Farb-gruppe und Helligkeitswert

Nr. Farbton Farb- Hellig-gruppe keitswert

1000 grünbeige II 72

1002 sandgelb II 68

1006 maisgelb II 63

1015 hellelfenbein I 81

1020 olivgelb II 53

2002 blutorange III 38

5007 brillantblau III 33

5012 lichtblau II 46

6011 resedagrün II 43

6019 weißgrün I 76

6020 chromoxidgrün III 23

7016 anthrazitgrau III 21

8011 nussbaum III 22

9001 cremeweiß I 84

9002 grauweiß I 81

9006 silbermetallic II 62

9010 reinweiß I 93


33

Bauphysik

5 Bauphysik

5.1 Bauphysikalische Besonderheiten

Anforderungen an die Bauphysik von Ge-bäuden sind nutzungsabhängig. Dem Planermüssen die späteren Nutzungsbedingungenbekannt sein, denn dementsprechend sind dieAspekte des – Wärme- und Feuchteschutzes,– Brandschutzes sowie– Blitzschutzeszu berücksichtigen und auszulegen.

In der Stahlleichtbauweise ist der sorgfälti-gen Planung und Auslegung einzelner Baukom-ponenten und technischer Details besondereBedeutung beizumessen.

5.2 Wärme- und Feuchteschutz

Nach DIN 4108 und Energieeinsparverord-nung (EnEV 2009) ist die Umfassungshülle einesGebäudes möglichst frei von Wärmebrückenund dem Stand der Technik entsprechend luft-dicht herzustellen. Damit soll verhindert wer-den, dass über Lücken in der Wärmedämmungoder Öffnungen in der Gebäudehülle Wärmeverloren geht oder die Wärmedämmung durchdie Bildung von Kondensat ihre Wirkung verliertund die Bauteile auf Dauer Schaden nehmen.

Um Wärmebrücken zu vermeiden, sind dieDämmstoffe in Dach und Wand dicht gestoßenzu verlegen. Die Innenschalen von Dach- undWandkonstruktionen sind von ihren jeweiligenAußenschalen thermisch zu trennen. Dies ge-schieht mithilfe von Holzleisten, geschlossen-zelligen Schaumstoffstreifen, Hartfaserstreifenoder eigens hierfür entwickelten Entkopplungs-bändern.

Die Herstellung der Luftdichtheit geschiehtgrundsätzlich an der warmen Seite, im Regelfallalso innen, um zu vermeiden, dass feuchtwarmeInnenraumluft in die kälteren Zonen des Dach-oder Wandaufbaus gelangen und dort Konden-sat abgeben kann (Abb. 56).

Bestehen die Dachunterseiten und die Wand-innenseiten aus geschlossenflächigen Profil-tafeln wie bei Stahlkassettenprofilen oder Sand-wichelementen, reicht es aus, deren Längs- undQuerstoßüberdeckungen mithilfe von Dicht-bändern luftdicht abzuschließen.

Sind die Dach- oder Wandinnenflächen nichtplanmäßig luftdicht, wie z.B. bei zur Schallab-sorption gelochten Profiltafeln, sind auf denjeweiligen Außenseiten der Innenschalen undaußerhalb bzw. oberhalb der Schallschluck-

kulissen Abdichtungsfolien zu verlegen, die beientsprechender Materialauswahl auch die Auf-gabe der Dampfsperre übernehmen. Die Abdich-tungsfolien sind entlang ihrer Längs- und Quer-stoßüberdeckungen sowie an allen Anschlüssenluftdicht zu verkleben.

Die IFBS-Schrift 4.02 „Fugendichtheit imStahlleichtbau“ bietet entsprechende Lösungenan.

5.3 Schallschutz

Begriffe, Anforderungen an den Schallschutzund allgemeine Beispiele für konstruktive Lösun-gen werden in der DIN 4109 „Schallschutz imHochbau“ geregelt. Bei der Planung und Aus-führung von Schallschutzmaßnahmen ist zuunterscheiden, ob vorrangig die– Schalldämmung, d.h. Minderung der Lärm-

weiterleitung aus dem Gebäude von innennach außen und damit in die Nachbarschaft,

oder die– Schalldämpfung bzw. Schallabsorption,

d.h. die Dämpfung des Schalls innerhalb desGebäudes selbst,

erreicht werden soll. Oft werden beide Maßnah-men gleichzeitig gefordert.

Luftschalldämmung erfolgt in der Leichtbau-weise im Regelfall durch einen mehrschichtigenAufbau. Zur Auswahl geeigneter Konstruktionenwerden Versuchsanordnungen nach einemBeurteilungsspektrum zwischen 100 Hz und6.300 Hz überprüft, das bewertete Schalldämm-maß RW′ wird in dB gemessen und nach DINEN 20140 festgelegt.

Abb. 56: Führung derDampfsperre zurHerstellung derLuftdichtheitentlang derInnenseite desGebäudes

Die Wärmedämmung verläuft homogenunter Vermeidung von Wärmebrücken.

Die Herstellung der luftdichten Gebäudehüllegeschieht grundsätzlich an der warmen Seite,also in der Regel innen.

ThermischeTrennung


34

Einschalige Stahlprofiltafeln und Stahlsand-wichelemente erreichen von sich aus ein be-wertetes Schalldämmmaß. Dieses beträgt für ein-schalige Profiltafeln mit einer Dicke von 1 mmRW′ = 25 dB. Sandwichelemente mit Polyure-than-Hartschaumkern erreichen unabhängigvon ihrer Dicke RW′ = 25–26 dB und mit einemStützkern aus Mineralwolle aufgrund ihres grö-ßeren Flächengewichtes RW′ = 28–31 dB.

Da die Anforderungen im Regelfall aberwesentlich höher liegen, muss in jedem Einzel-fall ein zur Luftschalldämmung geeigneterSchichtenaufbau gefunden werden. Je nach Aus-bildung und Zuordnung der Schichten zueinan-der kann dann ein bewertetes Schalldämmmaßerreicht werden. Die IFBS-Schrift 4.06 „Schall-schutz im Stahlleichtbau“ bietet eine Zusammen-stellung geeigneter Dach- und Wandaufbautenund der dazugehörigen bewerteten Schalldämm-maße.

Körperschalldämmung ist aufgrund feh-lender Masse schwierig und im Einzelfall nurkonstruktiv durch Entkopplung der Körperschall-übertragung möglich.

Schalldämpfung bzw. Schallabsorptionist wirtschaftlich durch geeignete Steglochungder Trapezprofile einer tragenden Dachunter-schale im zweistrahligen Dachaufbau oder durchLochung der Kassettenuntergurte im zweischa-ligen Wandaufbau und durch Hinterlegung mitSchallabsorptionsmaterial aus Mineralfaser zuerreichen. Dadurch ist eine deutliche Minderungdes Lärmpegels innerhalb von Gebäuden mög-lich (Abb. 57).

5.4 Brandschutz

5.4.1 Einschalige Stahlprofiltafeln

Oberflächenveredelte Stahltrapez- und Stahl-kassettenprofile sind im Regelfall nach DIN4102 (Brandverhalten von Baustoffen und Bau-teilen) einzeln betrachtet als nicht brennbarerStoff A eingestuft.

Industriegebäude mit normaler Nutzungsollen nach den Bestimmungen der Landesbau-ordnungen in der Regel „widerstandsfähiggegen Flugfeuer und strahlende Wärme“sein. Danach werden sie gemäß der Richtliniedes Verbandes der Sachversicherer als „harte Bedachung“ eingestuft. Dächer mit einerDeckung aus Stahlprofiltafeln erfüllen dieseBedingungen.

Aber auch einschalige Stahltrapezprofil-dächer mit oben liegender Wärmedämmungund einer Dachabdichtung genügen dieser An-forderung, sofern der Dachaufbau einer der inDIN 4102-4 aufgeführten Ausführungsmöglich-keiten entspricht. Bei weiter gehenden Anforde-rungen können mit besonderen Baustoffen inVerbindung mit Sonderkonstruktionen höhereBrandschutzklassen erreicht werden. Darüberhinaus sind zur Verhinderung der Brandweiter-leitung und des Feuerüberschlags bei großflächi-gen Dächern die Anschlüsse an Dachöffnungennach DIN 18234-4 in besonderer Weise auszu-bilden (Abb. 58).

An nicht tragende Außenwände von Gebäu-den mit bis zu zwei Vollgeschossen werden sei-tens der Bauaufsicht im Regelfall keine brand-schutztechnischen Anforderungen gestellt. DieWärmedämmstoffe müssen jedoch mindestensder Baustoffklasse B2 entsprechen. Bei Gebäudenmit mehr als zwei Vollgeschossen sind sie ausnicht brennbaren Baustoffen nach Vorgabe derBauaufsichtsbehörde in W30- bis W90-Ausfüh-rung herzustellen. Mit den IFBS-Schriften 6.03und 6.04 stehen Prüfzeugnisse für zweischaligeWandaufbauten zur Verfügung, die diese Forde-rungen erfüllen.

5.4.2 Stahlsandwichelemente

Man begegnet häufig der Meinung, dassSandwichelemente mit einem Kern aus Poly-urethan-Hartschaum wegen dessen organischerBestandteile im Hinblick auf den Brandschutzminderwertig seien. Im Gegensatz dazu wirdjedoch PUR-Hartschaum nach DIN 4102 (Brand-verhalten von Baustoffen und Bauteilen) alsnormal entflammbarer Baustoff B2 eingestuft,

Dokumentation 558

Abb. 57: Akustikprofile –gelochte Stahl-trapez- undStahlkassetten-profile


35

Bauphysik

Brandlast geschädigt und verlöschen ohnediese selbstständig durch Sauerstoffentzug,bedingt durch Abschottung mit Stahldeck-schichten und durch das Verkohlen der Ober-flächen des PUR-Hartschaums.

– Sie tragen weder zu einer nennenswerten Er-höhung der üblicherweise im Gebäude vor-handenen Brandlast noch zu einer Brand-ausweitung durch die sogenannte Kamin-wirkung bei.

– Der duroplastische PUR-Hartschaum schmilztnicht und tropft nicht ab. Dadurch bestehtkeine Gefahr der Zündung von Sekundär-bränden.

Abb. 59: Stahl-PUR-Sand-wichelementesind nach DIN 4102 schwer-entflammbar undsind der Bau-stoffklasse B1 zugeordnet

Abb. 58: Ausbildung einerDachöffnungnach den Vorgaben derDIN 18234-4

Befestigungs-elemente e < 500 mm

Thermische Trennung

Dichtbänder

Bohlenkranz (Holz)bzw. Profil als Futter

Einfassung, t ≥ 2 mm

Statischer Wechsel

TrapezprofilTrapezprofil

Formstück nach DIN 18234-3, 4.1

RWA-Aufsatzkranz

die zugehörigen oberflächenveredelten Stahl-deckschalen werden als nicht brennbarer StoffA2 bewertet. Hieraus erhält das Stahl-PUR-Sandwichelement eine Gesamtklassifizierung als„schwerentflammbar, Baustoffklasse B1“. Zu-gleich gelten Dachdeckungen aus Stahlsand-wichelementen als „widerstandsfähig gegenFlugfeuer und strahlende Wärme“ und da-mit als „Harte Bedachung“.

Die IFBS-Schrift 6.06 „Verhalten von Stahl-PUR-Sandwichelementen im Naturbrandversuch“gibt Aufschluss über das tatsächliche Brandver-halten von Stahlsandwichelementen mit einemStützkern aus Polyurethan-Hartschaum (Abb.59). Darin wird unter anderem ausgeführt, dassnach DIN 18230-1 (Baulicher Brandschutz imIndustriebau) die rechnerische Brandlast derSandwichelemente qR nur etwa 3 bis 4 kWh/m2

beträgt.Rückschlüsse auf das tatsächliche Verhalten

im Brandfall sind daraus jedoch kaum abzulei-ten. Theoretische Betrachtungen und die Er-gebnisse diverser Großversuche sollten daherdurch Erfahrungen aus realen Brandfällen er-gänzt werden. Hieraus lassen sich folgende Er-kenntnisse ableiten:– Durch die Verwendung von Polyurethan-

Hartschaum mit relativ niedriger Rohdichteweisen die Sandwichelemente nach DIN18230-1 äußerst günstige Rechenwerte zurBrandbelastung qR aus. Der Beitrag zur Ge-samtzahl der Bilanz eines Brandes ist dahersehr gering.

– Die Elemente tragen nicht zur Aufrechterhal-tung eines Brandes bei. Sie werden nur imunmittelbaren Einzugsbereich einer äußeren

Oberflächenschutz (Kies)


36

– Die Toxizität der Rauchgase wird als deutlichgeringer beurteilt als z.B. die von Fichten-holz. Daher ist eine besondere Gefährdungvon Menschen nicht zu erwarten.

– Die Sachversicherer stufen bei der Feuerver-sicherung Gebäude mit Stahl-PUR-Sandwich-elementen aufgrund des nachweislich defen-siven Verhaltens im Brandfall als tragwerks-orientiert prämienneutral ein, wenn auchdie sonstigen Anforderungen an die Bauart-klasse N erfüllt sind.

Sandwichelemente mit einem Stützkernaus Mineralfaser werden weiter gehendenverschärften Brandschutzbestimmungen gerecht.Je nach Aufbau erreichen Sie die Feuerwider-standsklassen W90, F30, F90 und F120. DieseWerte können durch die Hersteller mit Prüf-zeugnissen belegt werden.

5.5 Blitzschutz

Nach DIN 62305-3 (VDE 0185-305-3) sindMetalldeckschalen von Dächern, Metalleinfas-sungen von Dachkanten, Metallabdeckungenvon Brüstungen und andere Blecheinfassungenals Fangeinrichtung geeignet, wenn bestimmteAnforderungen an Materialdicke, Überdeckungs-längen, Befestigungen usw. eingehalten werden.

Dazu gehört eine Materialdicke von≥ 0,50 mm und eine zuverlässige Verbindungan Längs- und Querstößen durch Klemmprofile,Falze, Niete oder Schrauben. Dies gilt auch fürkunststoffbeschichtete Bleche mit einer Schicht-dicke < 200 µm. Bei Querstößen von Dach-elementen und bei Einfassungen müssen dieÜberdeckungen mindestens 100 mm betragen.

Metallfassaden dürfen zur Ableitung dienen,wenn sie ebenfalls durchgehend miteinanderverbunden sind und eine Mindestblechdickevon ≥ 0,50 mm aufweisen. Eine ausreichendleitende Verbindung zwischen Dach- und Wand-außenschale muss vorhanden sein. Die fach-gerechte Ableitung ist grundsätzlich durch Fach-firmen sicherzustellen.

6 Anwendungsbeispiele

6.1 Nutzungsabhängige Anwendung

Die Stahlleichtbauweise hat über ihrenEinsatz in Dach und Wand viele Bereiche desindustriellen und öffentlichen Bauens erobert(Abb. 60).

Im Industrie- und Wirtschaftshochbau sinddies vorrangig:– Lager- und Speditionshallen,– Produktionsstätten mit ihren Hochregallägern,– Kraftwerksbauten,– Reifeläger und Kühlhäuser, – Büro- und Verwaltungsbauten,bis hin zu Sondernutzungen wie– Papierherstellung und Druckereien,– Schlachtbetrieben und Nahrungsmittel-

verarbeitung,– Waschstraßen,– Gießereien und Ziegeleien.

Bei Bauten der öffentlichen Hand findet sichdie Stahlleichtbauweise bei – Verwaltungs- und Schulbauten,– Sportstätten und Schwimmbädern,– Verkehrsbauten und Versammlungsstätten.

6.2 Bauen mit einschaligen Profiltafeln

6.2.1 Der einschalige Dachaufbau mit oberer Abdichtung

Das einschalige, oberseitig wärmegedämmteTrapezprofildach, allgemein als Warmdach be-zeichnet, ist die häufigste Variante eines Dach-aufbaus (Abb. 61, Seite 38).

Die Stahltrapezprofile der tragenden Dach-unterschale können hierfür über Pfetten vomFirst zur Traufe verlaufend oder parallel zurTraufe von Binder zu Binder als Mehrfeldträgerverlegt werden. Pfetten und Binder können inHolz-, Beton- oder Stahlbauweise errichtet sein.Die Mindestdachneigung sollte bei dieser Artdes Dachaufbaus 2 % nicht unterschreiten.Aus Sicherheitsgründen sind die Dachabläufegrundsätzlich an den Tiefpunkten anzuordnen.Werden Dachöffnungen zur Durchführung vonRohren oder Kaminen sowie zur Aufnahmevon Oberlichtern vorgenommen, sind die hier-für hergestellten Ausschnitte der tragendenDachunterschale nach statischem Nachweis undunter Beachtung der Vorgaben in DIN 18807-3auszusteifen.

Dokumentation 558


37

Anwendungsbeispiele

Abb. 60: Beispiele für Nutzbauten, bei denen die Stahl-leichtbauweise Anwendung findet: Flugabfertigungs-und Messehalle, Stadion und Fertigungshalle sowie Aus-stellungsgebäude und Firmenzentrale


38

6.2.2 Zweischaliger Dachaufbau

Zweischalige, wärmegedämmte, nichtbe-lüftete Dachaufbauten haben sich seit Jahrzehn-ten im Einsatz bewährt und gelten als wartungs-freundlich und langlebig. Ihre Montage ist nahezu witterungsunabhängig durchführbar.

Der Aufbau besteht aus der tragenden Dach-unterschale aus Stahltrapezprofilen, der Dampf-sperre, der Distanzkonstruktion mit thermischerTrennlage, der Wärmedämmung und schließ-lich der Deckung aus Well-, Trapez- oder Steh-falzprofilen (Abb. 62).

Während die Trapezprofile der Dachunter-schale sowohl vom First zur Traufe als auch

parallel zur Traufe angeordnet sein können,sind die Profiltafeln der Deckung zur Ableitungdes Niederschlags grundsätzlich vom First zurTraufe verlaufend angeordnet.

Die Dachneigungen sollen nach den Vor-gaben der DIN 18807-3 die folgenden Wertenicht unterschreiten:– 3° (5,2 %) bei Deckungen ohne Querstoß-

überdeckungen und ohne Dachöffnungen– 5° (8,8 %) bei Deckungen mit Querstoßüber-

deckungen und/oder Dachöffnungen

Für die Ausbildung von Schnittstellen inden First- und Dachrandbereichen sowie anRohrdurchführungen, Oberlichtern und Licht-

Dokumentation 558

Abb. 61: Warmdach-aufbau mit oberer Dach-abdichtung

Abb. 62: Aufbau eineszweischaligen,wärme-gedämmten, nichtbelüftetenWarmdachs

Unterkonstruktion

Tragende Dachunterschale

Wärmedämmung Distanz-konstruktion

ThermischeTrennung

Dampfsperre

Dachoberschale/Deckung

Dampfsperre Bohrschraube

Kunststoffformteil Trapezprofil

ObereDachabdeckung

Dämmung


39

Anwendungsbeispiele

bändern steht eine Vielzahl von bewährtenLösungsdetails zur Verfügung, die die Ausbil-dung eines gegen Niederschlag dichten Dachsermöglichen. Schriften des IFBS informierenden Anwender über Detailkonstruktionen.

Auch alle Anforderungen an die Bauphysiklassen sich mit einem zweischaligen Dachaufbauzuverlässig erfüllen. Mit einer sorgfältig verleg-ten und in allen Schnittstellenbereichen dichtangeschlossenen Dampfsperre sind die Forde-rungen der DIN 4108 und der Energieeinspar-verordnung EnEV 2009 zur Herstellung derLuftdichtheit und der Schwitzwasserfreiheitdes Dachaufbaus erfüllt. Bewährt haben sichdabei vor allem warm oder auch kalt zu ver-arbeitende bituminöse Dampfsperrbahnen.

Auch die Forderungen des Brandschutzesund der Nichtweiterleitung des Feuers im Brand-fall sind bei Einbau von nicht brennbaren Dämm-stoffen zu erfüllen. Ebenso kann bei Durchfüh-rung geeigneter Zusatzmaßnahmen erhöhtenAnforderungen an den Schallschutz entsprochenwerden.

6.2.3 Das frei spannende Bogendach

Eine auch in architektonischer Hinsichtinteressante Variante des Dachaufbaus stelltdas frei spannende Bogendach aus oberflächen-veredelten Stahltrapezprofilen dar. Seit es mög-lich ist, auch Stahltrapezprofile im Rollbiege-verfahren bogenförmig über die Länge zu krüm-men, ohne Knickfalten zu erzeugen, können biszu 20 m frei spannende Bogendächer erstelltwerden. Besonders günstig im Hinblick aufStatik und Konstruktion ist es, wenn die Spann-weite gleich dem Radius ist.

Bei dem Dachaufbau handelt es sich umein zweischaliges, wärmegedämmtes, nicht-belüftetes Metalldach, das zum einen das Trag-werk und zum andern die Dachdeckung darstellt(Abb. 63). Die binderlose Konstruktion zeichnetsich durch ihr reduziertes Gewicht und einenvergrößerten Nutzraum im Gebäudeinnern aus.Bogendächer bieten wirtschaftliche Vorteileund architektonische Gestaltungsmöglichkeiten.

Die doppelschalige Ausführung, bei derOber- und Unterschale des Dachaufbaus durchHutprofile unter Einbau einer thermischenTrennung schubsteif miteinander verbundenwerden, übernimmt die Tragwirkung ebenso wieden Raumabschluss einschließlich der Wärme-dämmung und des Wetterschutzes.

Frei spannende gekrümmte zweischaligeDachaufbauten können auf Holz-, Beton- oderStahlunterkonstruktionen verlegt werden. Die

Lasteinleitung in die auf den Stützen verlegtenRandträger erfolgt über Stahlbauschrauben undKlemmplatten aus Stahl. Für Randträger werdenvorzugsweise abgekantete Profile eingesetzt,deren obere Längsränder auf die Neigung deraufzunehmenden Bogenschale abgestimmt sind.Bei mehrschiffigen Hallen bietet es sich an,diese Randträger als Trog zur Aufnahme derinnen liegenden Entwässerung auszubilden.

Die horizontalen Auflagerkräfte aus Eigen-gewicht und Schnee werden entweder von denRandträgern oder von Zugbändern aufgenom-men (Abb. 64).

Abb. 63: Aufbau eines frei spannendenzweischaligenBogendachs

1 Auflagerprofil2 Auflagerklemmplatte3 Innenschale4 Dampfsperre5 Zwischenkonstruktion6 Wärmedämmung7 Außenschale

4

3

5

7

2

1

6

Abb. 64: Mehrschiffige Halle mit Randträgern zur Aufnahmeder Bogendachkonstruktion und der Entwässerung


40

6.2.4 Zweischaliger Wandaufbau

Der zweischalige Wandaufbau gleicht demzweischaligen Dachaufbau. Als tragende Wand-innenschale werden Stahltrapezprofile aller-dings kaum noch eingesetzt. An deren Stellehaben sich die in der Regel horizontal verlegtenStahlkassettenprofile durchgesetzt. Mit ihrenbreiten linierten oder gesickten Untergurtenbieten sie eine optisch ansprechende geschlos-sene Innenansicht. Zugleich lässt sich die tra-gende Wandinnenschale aus Stahlkassetten-profilen unter Einbau von Dichtbändern mitnur wenigen Handgriffen zu einer wirksamenDampfsperre ausbilden. Nach außen hin folgtdie Wärmedämmung aus steifen Mineralwoll-platten, die die Kassettenprofile bis zu ihren

außen liegenden Obergurten ausfüllt. Aufden Obergurten verlegte thermische Trenn-streifen reduzieren wirksam den Wärmestromvon innen nach außen durch die Kassettenstege.Die äußere Wetterschale aus Well- oder Trapez-profilen wird in regelmäßigen Abständen mitden Obergurten der Kassettenprofile verbundenund übernimmt damit zugleich die Ausstei-fung der lastabtragenden Kassettenquerschnitte(Abb. 65).

Bei horizontaler Anordnung der Wand-außenschale wird auf den Obergurten der Kas-settenprofile zunächst eine Distanzkonstruktionaus Z- oder Hutprofilen verlegt. Der Abstand derDistanzprofile untereinander richtet sich zumeinen nach der zulässigen Spannweite der hori-zontal verlegten Fassadenelemente und zumanderen nach dem statischen Erfordernis zurAussteifung der Kassettenprofilquerschnitte(Abb. 66).

6.3 Bauen mit Sandwichelementen

6.3.1 Umweltverträglichkeit

Ein wichtiger Aspekt beim Bauen mit PUR-Sandwichelementen betrifft die Umweltverträg-lichkeit des Bauteils und der beteiligten Werk-stoffe. Aus physiologischer Sicht sind sowohldie metallischen Deckschichten und ihre Be-schichtungen als auch die Polyurethan-Hart-schaumkerne in jeder Hinsicht unbedenklich.Dies gilt sowohl für die Handhabung bei Pro-duktion und Montage als auch für den dauern-den Einsatz in und am Gebäude.

Dokumentation 558

Abb. 66: ZweischaligerWandaufbau mitDistanzprofilenzur horizontalenAnordnung von Fassaden-elementen

Abb. 65: Aufbau einerzweischaligenWand aus Stahl-kassetten- undStahltrapezpro-filen und ihreBefestigung

Verbindungs-elementeim Steg e ≤ 1.000 mmEmpfohlen: e = 500 mm

Last-abtragendesKassettenprofil

Dichtband

Dämmung

Befestigungs-elemente

Stabilisierende Wetterschale

Dichtbänder

Befestigung≥ 20 mmThermischer Trennstreifen


41

Anwendungsbeispiele

Der Kerndämmstoff ist geruchlos, fäulnis-und schimmelfest sowie verrottungsfrei. Aus die-sem Grund eignet sich Polyurethan-Hartschaumauch als Dämmstoff bei der Lagerung hochemp-findlicher Ware.

Ein weiterer Gesichtspunkt im Zusammen-hang mit ökologischen Fragen ist die Tatsache,dass zur Herstellung der Polyurethan-Hart-schaumkerne von Sandwichelementen heutenur noch FCKW-freie Treibmittel verwendetwerden.

Von besonderer Bedeutung ist sicher auchdas Recycling von Sandwichelementen: PUR-Abfälle sind hausmüllähnlicher Gewerbeabfall.Die Entsorgung erfolgt auf Hausmülldeponienoder in Müllverbrennungsanlagen unter demFachbegriff Energie-Recycling-PUR und hat dieAbfall- oder Reststoffschlüsselnummer 57110.Die metallischen Deckschichten lassen sich aus-nahmslos durch die in der Metallindustrie prak-tizierten Recyclingverfahren wiederverwerten.

6.3.2 Dachaufbau mit Sandwichelementen

Von allen Gebäudeteilen ist zweifellos dasDach den härtesten und extremsten Belastungenausgesetzt. Darum erfordern unsere Klimazonencharakteristische Konstruktionen, die wesent-liche Aufgaben und Schutzfunktionen gegen-über folgenden Belastungen zu erfüllen haben:– Wechselnde Witterungsverhältnisse durch

Regen, Schnee, Hagel, Frost, aber auch Son-neneinstrahlung, verbunden mit hohen Tem-peraturen und UV-Einstrahlung

– Zunehmende Umweltverschmutzung unddaraus resultierende Beeinflussung durch„sauren Regen“ und Ablagerungen von aggres-siven Verunreinigungen aus Industrie undUmwelt

– Bauphysikalische Belastungen durch wech-selnde Raumtemperaturen, Luftfeuchten und-drücke sowie Beeinflussungen aus Schall-schutz und vorbeugendem Brandschutz

– Mechanische Beanspruchungen währendder Montage, bei späteren Inspektionsbege-hungen oder durch thermische und statischeBewegungen und Belastungen

Zum Schutz von Menschen und Sachwer-ten sowie zur Einsparung von Energie werdendeshalb gerade bei großflächigen Industrie-dächern höchste Anforderungen an die Qualitätund die dauerhafte Funktion des Dachaufbausgestellt.

Ein Dachsystem aus PUR-Sandwichelemen-ten kann allen der hier aufgelisteten Belastungenauf Dauer gerecht werden. Die werkseitig vor-gefertigten Bauteile sind ohne Nachbehandlungauch in bauphysikalischer Hinsicht problemlosund mit geringem Zeit- und Kostenaufwand so-wie bei nahezu jeder Witterung zu verlegen.

Sie bilden ein innovatives Dachsystem, dasin verlegtem Zustand alle erforderlichen Funk-tionen erfüllt, wie:– Tragschale– Dampfsperre– Wärmedämmung– Dichtheit gegen Niederschlag– Luftdichtheit der Gebäudehülle

Dachsandwichelemente sind wartungsarmund wertbeständig. Sie werden je nach Anforde-rung mit Stützkern aus Polyurethan-Hartschaumoder Mineralwolle sowie sichtbarer oder nichtsichtbarer Befestigung angeboten. Dachsand-wichelemente verfügen über trapezprofilierteStahlaußenschalen mit variabler Blechdicke, ab-

Abb. 67: Trapezprofilier-tes Sandwich-dach mit integriertenOberlichtern

hängig von Stützweite und Belastung, die Innen-schalen sind im Regelfall gesickt oder liniert(Abb. 67).

Beim Einsatz von Dachsandwichelementenmit einem Stützkern aus Mineralwolle ist daraufzu achten, dass alle Fugen im Bereich der inne-ren Deckschale luftdicht verschlossen sind(Dampfsperre). Darüber hinaus sollten an Stel-len, die während der Montage viel begangenwerden, lastverteilende Maßnahmen durchge-führt werden.

Beim Einsatz von Dachsandwichelementensind nach DIN 18807-3 die folgenden Mindest-dachneigungen einzuhalten:– Dächer ohne Querstoß

und ohne Dachöffnungen 3° = 5,2 %– Dächer mit Querstoß

und/oder Dachöffnungen 5° = 8,8 %


42

Des Weiteren sind nach bauaufsichtlicherZulassung die folgenden Mindestauflagerbreiteneinzuhalten (Abb. 68):– Zwischenauflager ≥ 60 mm– Endauflager ≥ 40 mm– Auflager am Querstoß ≥ 85 mm

(2 x Endauflager + Fugendichtung)

Im Bereich der Schnittstellen wie Ortgang,Traufe, Firstabschluss und Dachöffnungen sinddie Verbindungen zwischen Dach- und Wand-innenschale sowie zwischen der Dachinnen-schale und den Formteilen zur Ausrahmung derÖffnungen gemäß DIN 4108 und EnEV 2009luftdicht herzustellen (Abb. 69).

6.3.3 Wandaufbau mit Sandwichelementen

Neben der besonderen Wirtschaftlichkeitdes Bauens mit Sandwichelementen bestimmtzunehmend die Vielfalt der vorhandenen Ge-staltungsmöglichkeiten den Einsatz von Sand-wichelementen bei der Fassadengestaltung.

Zu den besonderen Gestaltungsmerkmalengehören (Abb. 70):– Verlegerichtung– Fugenausbildung– Art der Befestigung – Oberflächenstruktur – Farbauswahl

Dokumentation 558

Abb. 69: Beispiel für First- und Traufenausbildung Abb. 70: Stahlsandwichelemente mit gewellter Außenschale in horizontaler Verlegung

Abb. 68: Dachneigungs-winkel/Auflagerbreite

Zwischenauflager

Endauflager

mind.60

mind.40

Querstoß

mind.85

mit Querstoß oder Dachdurchbruch ≥ 5° (8,8%)

ohne Querstoß oder Dachdurchbruch ≥ 3° (5,2%)

Auflagerbreite [mm]Dachneigung


43

Anwendungsbeispiele

Zur Abdeckung der vertikalen Fugen imBereich der Stützen bei horizontaler Anordnungder Wandelemente werden Lisenenprofile inunterschiedlicher Querschnittsform und Farbeeingesetzt. Um das Erscheinungsbild des Wand-aufbaus auch im Bereich der Schnittstellenwie Wandöffnungen, Gebäudeecken oder Dach-Wand-Anschluss optisch ansprechend abzu-runden, stehen Sonderbauteile in abgewinkel-ter oder gerundeter Form mit Stützkernen aus Polyurethan-Hartschaum oder Mineralwolle zurVerfügung (Abb. 71).

Die werkseitig entlang der Längskantender Sandwichelemente vorgesehenen Fugen-bänder und die während der Montage im Be-reich der übrigen Schnittstellen einzulegendenDichtungen ermöglichen die nach DIN 4108und EnEV 2009 geforderte Luftdichtheit derGebäudehülle (Abb. 72).

Abb. 72: Beispiele für Wandaufbauten aus Stahlsandwichelementen

Abb. 71: Sonderbauteile zur Gestaltung der Gebäuderänder


44

7 Montage und Instandhaltung

7.1 Fachgerechte Montage

Über die ansprechende Gestaltung des Bau-werks und dessen sorgfältige technische Bear-beitung hinaus kommt der Montage für die fach-gerechte Herstellung des Gewerks eine beson-dere Rolle zu. Die Verlegefirmen, die vorrangigim Stahlleichtbau tätig sind, verfügen über reich-haltige Erfahrung im Umgang mit der Bauweise,um diesem Anspruch gerecht zu werden.

7.1.1 Voraussetzungen

Neben den bekannten Normen und Richt-linien sind bei der Montage von Profiltafelnaus Stahl noch weitere Vorgaben zu beachten,die in der IFBS-Schrift 8.01 „Richtlinie für diePlanung und Ausführung von Dach-, Wand- undDeckenkonstruktionen aus Metallprofiltafeln“zusammengefasst sind. Der Umgang mit Stahl-profiltafeln erfordert einige Grundkenntnisseund Fertigkeiten, die in wesentlichen Punktenüber die Ausführungsregeln hinausgehen, diein den Richtlinien verwandter Handwerke, z.B.des Dachdecker- oder Klempnerhandwerks,festgehalten sind. Daraus abgeleitet wird gefor-dert, dass nur solche Betriebe mit der Montagevon Stahlprofiltafeln beauftragt werden, die ihreQualifikation hierfür nachgewiesen haben.

Nach DIN 18807-1 müssen zu Montage-beginn prüfbare Verlegepläne und Ausführungs-zeichnungen auf der Baustelle vorliegen. AlleMontageschritte sind in den Verlegeplänen dar-zustellen.

7.1.2 Werkzeuge

Für die Montage von oberflächenveredeltenStahlprofiltafeln stehen unter anderem Werk-zeuge zur Verfügung, die speziell für dieseBauweise entwickelt wurden. Da schnell lau-fende Sägen oder gar Trennscheiben den Kor-rosionsschutz aus metallischem Überzug undorganischer Beschichtung verbrennen, dürfensie zur Montage grundsätzlich nicht eingesetztwerden.

Zum Zuschneiden von Blechen stehen demMonteur Knabbergeräte oder elektrische Blech-scheren und langsam laufende Kreis- und Stich-sägen zur Verfügung. Für das Verschrauben derBauelemente untereinander oder auf der sietragenden Unterkonstruktion kommen speziellfür die Bauweise entwickelte Schrauber zum

Dokumentation 558

Abb. 73: Werkzeuge für die Montage von Stahlprofiltafeln

Knabbergerät (1)

Handblechscheren (5)

Handstichsäge (3)

Kettensäge zum Schneiden von

Sandwichelementen (6)

Geführte Stichsäge zum Schneiden von

Sandwichelementen (4)

Handkreissäge (7)

Knabbergerät (2)


45

Montage und Instandhaltung

Einsatz. Für das Setzen von Setzbolzen wurdenGeräte entwickelt, die mithilfe einer Treibladungden Setzbolzen durch das Bauteil hindurch indie tragende Unterkonstruktion schieben. ZurVerbindung dünnwandiger Bleche mit Nietenhat die Industrie neben den bekannten Hand-nietzangen auch Nietsetzgeräte entwickelt, diees erlauben, vorgebohrte Bleche in schnellerFolge miteinander zu verbinden (Abb. 73).

Mit speziellen Hebezeugen können Profil-tafeln wie z.B. Sandwichelemente schadensfreian ihre Position transportiert werden. Für dasAnheben von Dachsandwichelementen benutztman den sogenannten „Oktopus“, der mit Saug-näpfen ausgestattet ist, damit die Profiltafeln fürdie Deckschichten schonend transportiert wer-den können (Abb. 74).

Zum Anheben von Wandsandwichelemen-ten verwendet man je nach Produkt und Verle-gerichtung hierfür geeignete Anschlagmittel(Abb. 75, Seite 46).

7.1.3 Montagevorbereitung und Durchführung

Vor der Aufnahme der Montagearbeitenist die Baustelle auf befestigte Zufahrtswegeund das Vorgewerk auf die Einhaltung der nachDIN 18202 zulässigen Maßtoleranzen zu über-prüfen. Dabei ist darauf zu achten, dass für dasVorgewerk noch zulässige Toleranzmaße unver-träglich für die Montage von Dach- und Wand-elementen sein können.

Nach Anlieferung des Materials ist diesessofort auf Unversehrtheit der Verpackung,sichtbare Schäden sowie die Angaben auf denEtiketten/Paketanhängern hin zu überprüfen.

Abb. 74: Montage vonDachsandwich-elementen miteinem Unter-druckhebegerät

Bolzenschubgerät (15)

Nietsetzgerät (14)

Handnietzange (13)

Scherennietzange (12)

Falzzange (11)

Bohrmaschine (8)

Akkuschrauber (10)

Elektroschrauber (9)


46

Beanstandungen sind dem Lieferanten zu mel-den. Die Etiketten/Paketanhänger und die Durch-schriften der Versandpapiere sind in der Bau-akte aufzubewahren.

Ferner ist das Material sofort auf die Einhal-tung der zugesagten Eigenschaften zu überprü-fen. Hierzu müssen auf der Baustelle die folgen-den Unterlagen zur Verfügung stehen:– DIN 18807-1, Bauelemente aus Stahl– DIN EN 14509, Selbsttragende Sandwich-

Elemente mit beidseitigen Metalldeckschalen– EPAQ – Quality Regulations (European Quality

Assurance Association for Panels and Profiles)– IFBS-Schrift 1.05 „Leitfaden zur Beurteilung

von hinzunehmenden Abweichungen bei Bau-elementen aus Stahlblech“

Mithilfe der Toleranzangaben in den QualityRegulations der EPAQ werden überprüft:• Trapez- und Kassettenprofile

– Bauteilabmessungen (Länge, Breite, Höhe)– Rechtwinkligkeit– Gurtsäbeligkeit– Querwölbung– Stahlkern-Nenndicke– Farbtonübereinstimmung

• Sandwichelemente– Bauteilabmessungen (Länge, Breite, Höhe)– Rechtwinkligkeit– Querwölbung– Stahlkern-Nenndicke– Ebenheit der Deckschalen– Farbtonübereinstimmung– Prüfung des Schlusses von Nut und Feder

Bauteile, wie Fassadenprofile und Sandwich-elemente, die zum Wandaufbau verwendet wer-

den und die entsprechenden Anforderungen andie Optik unterliegen, sind einer Überprüfungihrer Oberflächenbeschaffenheit zu unterziehen.Hierzu ist es erforderlich, aufgebrachte Schutz-folien zu entfernen und dann die Oberflächeauf mögliche Schädigungen wie Kratzspuren,Abschürfungen und Druckstellen hin zu unter-suchen. Danach sind die Ebenheit der Ober-fläche zu messen und die Messergebnisse mitden Toleranzangaben in den Quality Regula-tions der EPAQ zu vergleichen.

Bei der Montage von Sandwichelementenkommt der Herstellung des luftdichten Fugen-schlusses von Nut und Feder eine besondereBedeutung zu. Deshalb sollte man schon vorBeginn der Verlegung durch Zusammenfügenvon Profiltafeln den Fugenschluss überprüfen.

Grundsätzlich sollten die in den Paketenenthaltenen Profiltafeln und Formteile mög-lichst umgehend montiert werden, um Korro-sionsschäden infolge von Feuchteeinwirkung inden Paketen bei der Lagerung zu vermeiden.Sind längere Lagerzeiten abzusehen, solltendie Pakete mit Planen abgedeckt werden.

Da Fehler während der Montage nicht aus-geschlossen werden können, kommt ihrer so-fortigen und fachgerecht durchgeführten Kor-rektur eine besondere Bedeutung zu.

Sowohl bei der Montage als auch bei derNutzung eines Bauwerks sind Beschädigungenam Korrosionsschutz von Bauteilen nicht aus-zuschließen. Bei kleinen flächigen Ausbesse-rungen sind ausschließlich die vom Herstel-ler freigegebenen Ausbesserungslacke zu ver-wenden.

Da Ausbesserungslacke an der Luft ab-trocknen und somit ein von der werkseitigenBeschichtung abweichendes Verhalten haben,können mit der Ausbesserung spätere Glanz-grad- und Farbtonabweichungen verbundensein.

Großflächige Instandsetzungen solltengrundsätzlich nur von Fachfirmen ausgeführtwerden.

7.2 Fachgerechte Instandhaltung

Um den Erhalt des Gebäudes möglichst langezu gewährleisten, sind Dach- und Wandflächenin regelmäßigen Zeitabständen einer Sichtkon-trolle zu unterziehen. Dabei festgestellte Ver-änderungen an Material und Aufbau sind zudokumentieren und zu bewerten. Gegebenen-falls müssen Korrekturmaßnahmen durchgeführtwerden. Hierzu gehört auch die gelegentlicheReinigung.

Dokumentation 558

Abb. 75: Anschlagmittelfür das Anhebenund Verlegen von Wandsand-wichelementen

Vertikale Verlegung

[in mm]

Horizontale Verlegung


47

Normen, Richtlinien, Literatur

8 Normen, Richtlinien, Literatur

8.1 Vorbemerkung

In diesem Kapitel sind die derzeit wichtigs-ten nationalen und internationalen Normen, dieim Zusammenhang mit Bausystemen für Dachund Wand von Bedeutung sind, aufgeführt.Richtlinien und Literaturhinweise haben meistnationalen Ursprung.

Die europäischen Normierungsgremien sindintensiv damit beschäftigt, die unterschiedlichennationalen Bauvorschriften, Normen, Zulassun-gen, Zertifizierungs- und Überwachungsverfah-ren, die sich auf Baustoffe und Bauelementesowie auf die Planung und den Bau von Gebäu-den beziehen, zu harmonisieren. Ein Ergebnisdieser Harmonisierung ist das auf europäischerBasis gültige CE-Zeichen für Baustoffe und Bau-produkte.

Planer müssen bei der Auswahl von Bau-stoffen und Bauelementen zunächst die jewei-ligen national eingeführten Normen und Zulas-sungen für diese Bauprodukte berücksichtigen.Darüber hinaus ist es für den Planer unverzicht-bar, die Entwicklung der europäischen Normungweiterzuverfolgen und die Ergebnisse im Bedarfs-fall zu verwenden.

8.2 Allgemeine Normen und Richtlinien

DIN 1055-2Einwirkung auf Tragwerke; Lastaufnahme für Bauten

DIN 1986-2 und -100 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grund-stücke, Bestimmungen für die Ermittlung derlichten Weiten und Nennweiten für Rohr-leitungen

DIN 18800-1Stahlbauten: Bemessung und Konstruktion

DIN 18801Stahlhochbau; Bemessung, Konstruktion, Her-stellung

DIN 18202Toleranzen im Hochbau – Bauwerke

DIN 18203-2Toleranzen im Hochbau – Vorgefertigte Teile aus Stahl

DIN 18338VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bau-leistungen – Teil C: Allgemeine TechnischeVertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) – Dachdeckungs- und Dachabdichtungsarbeiten

DIN 18351VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bau-leistungen – Teil C: Allgemeine TechnischeVertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) – Vorgehängte hinterlüftete Fassaden

DIN 18360VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bau-leistungen – Teil C, Allgemeine TechnischeVertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) – Metallbauarbeiten

Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin:– Bauregelliste A, Bauregelliste B und Liste C– DIBt Mitteilungen– Sonderheft Nr. 24, 29. August 2001

8.3 Wärme- und Feuchteschutz

DIN 4108 Wärmeschutz im Hochbau, Teil 1–7

DIN 4108-10Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Ge-bäuden – Teil 10: Anwendungsbezogene Anfor-derungen an Wärmedämmstoffe – Werkmäßighergestellte Wärmedämmstoffe

DIN V 4701Energetische Bewertung heiz- und raumlufttech-nischer Anlagen

DIN EN 13167Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßighergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) –Spezifikation

DIN 18164-1Schaumkunststoffe als Dämmstoffe für das Bau-wesen – Dämmstoffe für die Wärmedämmung

DIN 18516-1Außenwandbekleidungen, hinterlüftet; Anforderungen, Prüfgrundsätze

DIN EN 832Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden –Berechnung des Heizenergiebedarfs – Wohngebäude


48

DIN EN ISO 6946 – BauteileWärmedurchlasswiderstand und Wärmedurch-gangskoeffizient – Berechnungsverfahren

DIN EN ISO 7345 – WärmeschutzPhysikalische Größen und Definitionen

DIN EN ISO 9346 Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten vonGebäuden und Baustoffen – Physikalische Grö-ßen für den Stofftransport – Begriffe

Energieeinsparverordnung für Gebäude – EnEV 2009: Verordnung über energiesparendenWärmeschutz und energiesparende Anlagen-technik bei Gebäuden

VDI 2055Wärme- und Kälteschutz für betriebs- und haus-technische Anlagen

Gösele, Schüle: Schall Wärme Feuchte, Bauverlag BV GmbH

Informationen aus Forschung und Technik, IVPU-Broschüren, IVPU-Industrieverband Poly-urethan-Hartschaum e.V., Stuttgart

Meier (Hrsg.): Wärmeschutzplanung für Archi-tekten und Ingenieure, Verlag Rudolf Müller

8.4 Schallschutz

DIN 4109 Schallschutz im Hochbau; Anforderungen undNachweise

DIN EN ISO 140 Akustik – Messung der Schalldämmung in Ge-bäuden und von Bauteilen

DIN EN ISO 717Akustik – Bewertung der Schalldämmung inGebäuden und von Bauteilen

ISO 1966 Akustik, Teil 1–3Beschreibung und Messung von Umweltlärm/Umgebungsgeräuschen

ISO 2204 AkustikAnleitung für ISO-Normen zur Messung akusti-scher Lärmbekämpfung und Abschätzung derEinflüsse auf Menschen

DIN EN 20140Akustik – Messung der Schalldämmung in Ge-bäuden und von Bauteilen

Gösele, Schüle: Schall Wärme Feuchte, Bauverlag BV GmbH

8.5 Brandschutz/Blitzschutz

DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

DIN 18230-1Baulicher Brandschutz im IndustriebauRechnerisch erforderliche Feuerwiderstands-dauer

DIN 18232Rauch- und Wärmefreihaltung

DIN 18234Baulicher Brandschutz großflächiger Dächer –Brandbeanspruchung von unten

Muster-Richtlinie über den baulichen Brand-schutz im Industriebau (Muster-Industriebaurichtlinie – M IndBau RL)

Mayr, J. (Hrsg.): Brandschutzatlas, BaulicherBrandschutz, Feuer TRUTZ GmbH, Verlag fürBrandschutzpublikationen

DIN EN 62305, Teil 3 (VDE 0185-305-3)Blitzschutz, Schutz von baulichen Anlagen undPersonen

8.6 Oberflächenveredelung

DIN 6174 Farbmetrische Bestimmung von Farbmaßzahlenund Farbabständen im angenähert gleichförmi-gen CIELAB-Farbenraum

DIN 55928-8Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Be-schichtungen und Überzüge; Korrosionsschutzvon tragenden dünnwandigen Bauteilen (die Norm wird zum Zeitpunkt der Druck-legung dieser Dokumentation überarbeitet,bei Erscheinen erhält sie die neue NummerDIN 55634)

Dokumentation 558


49


DIN 59232Feuerverzinktes Breitband und Blech aus wei-chen unlegierten Stählen und aus allgemeinenBaustählen; Maße, zulässige Maß- und Formab-weichungen

DIN EN ISO 1461Durch Feuerverzinkung auf Stahl aufgebrachteZinküberzüge (Stückbeschichtung) –Anforderung und Prüfung

DIN EN ISO 2178 Nichtmagnetische Überzüge auf magnetischenGrundmetallen – Messen der Schichtdicke – Magnetverfahren

DIN EN ISO 2409 Beschichtungsstoffe – Gitterschnittprüfung

DIN EN 10021Allgemeine technische Lieferbedingungen fürStahlerzeugnisse

DIN EN 10143Kontinuierlich schmelztauchveredeltes Blechund Band aus Stahl – Grenzabmaße und Formtoleranzen

DIN EN 10169, Teil 1 und 2Kontinuierlich organisch beschichtete (band-beschichtete) Flacherzeugnisse aus Stahl Teil 1: AllgemeinesTeil 2: Erzeugnisse für den Bauaußeneinsatz

DIN EN 10346Kontinuierlich schmelztauchveredelte Flach-erzeugnisse aus Stahl – Technische Lieferbedingungen

DIN EN ISO 12944Beschichtungsstoffe – Korrosionsschutz vonStahlbauten durch Beschichtungssysteme

DIN EN 13300Beschichtungsstoffe – Wasserhaltige Beschich-tungsstoffe und Beschichtungssysteme fürWände und Decken im Innenbereich

DIN EN 13523Bandbeschichtete Metalle – Prüfverfahren

RAL-FarbkartendienstRAL-Informationen zu den Themen Farbtoleran-zen und RAL-Farben

NCS Scandinavian Colour Institute AB, Stockholm, Schweden

8.7 Well-, Trapez- und Kassettenprofile sowie Sandwichelemente aus Stahl

DIN 18807, Teil 1–3 Trapezprofile im Hochbau – StahltrapezprofileTeil 1: Allgemeine Anforderungen, Ermittlung

der Tragfähigkeitswerte durch Berech-nung

Teil 2: Durchführung und Auswertung von Tragfähigkeitsversuchen

Teil 3: Festigkeitsnachweis und konstruktive Ausbildung

DIN 59231Wellbleche und Pfannenbleche, oberflächenver-edelt – Maße, Masse und statische Werte

DIN EN 508Dachdeckungsprodukte aus MetallblechFestlegungen für selbsttragende Bedachungs-elemente aus Stahlblech, Aluminiumblech odernichtrostendem Stahlblech

DIN EN 14509Selbsttragende Sandwich-Elemente mit beidseiti-gen Metalldeckschalen Werkmäßig hergestellte Produkte – Spezifikationen

DIN EN 14782Selbsttragende Dachdeckungs- und Wandbe-kleidungselemente für die Innen- und Außen-anwendung aus Metallblech

Eurocode 3 Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten –Teil 1–3: Allgemeine Bemessungsregeln – Ergänzende Regeln für kaltgeformte dünnwan-dige Bauteile und Bleche. Deutsche Fassung:Vornorm DIN V ENV 1993-1–3

DIBt, BerlinAllgemeine bauaufsichtliche Zulassungen für ver-schiedene Produkte verschiedener Hersteller

EPAQ – Quality Regulations European Quality Assurance Association for Panels and Profiles

DASt-Richtlinie 016: Bemessung und konstruk-tive Gestaltung von Tragwerken aus dünnwan-digen kaltgeformten Bauteilen

Koschade, R.: Die Sandwichbauweise,Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 2000


50

Programmsysteme zur statischen Berechnungund Bemessung von Sandwichelementen mitmetallischen Deckschalen und Kern aus Poly-urethan-Hartschaum oder Mineralwolle I. PM-Sandwich, Pöter & Möller GmbH, SiegenII. SandStat, Ingenieurbüro Berner & Gruber,

Darmstadt

Möller, R., Pöter, H., Schwarze, K.: Planen undBauen mit Trapezprofilen und Sandwichele-mentenBand 1: Grundlagen, Bauweisen, Bemessung mitBeispielen, Band 2: Konstruktionsatlas

8.8 Schriften desStahl-Informations-Zentrums

Charakteristische Merkmale 092: Elektrolytischverzinktes Band und Blech

Charakteristische Merkmale 093: Organischbandbeschichtete Flacherzeugnisse aus Stahl

Charakteristische Merkmale 094: Feuerverzink-ter Bandstahl

Charakteristische Merkmale 095: Schmelztauch-veredeltes Band und Blech

Merkblatt 109: Stahlsorten für oberflächenver-edeltes Feinblech

Merkblatt 110: Schnittflächenschutz und katho-dische Schutzwirkung von bandverzinktem undbandbeschichtetem Feinblech

Merkblatt 121: Korrosionsschutzsysteme fürBauelemente aus Stahlblech

Merkblatt 191: Wellprofile aus Stahl

Merkblatt 229: Beschichten von oberflächen-veredeltem Feinblech

Dokumentation 555: Dach und Fassade imWirtschaftsbau

Dokumentation 588: Dach- und Fassadenele-mente aus Stahl – Erfolgreich Planen und Kon-struieren

Dokumentation 592: Baukultur im Alltag:Farbe im Industrie- und Gewerbebau

8.9 Schriften der Informationsstelle Edelstahl Rostfrei

Merkblatt 822: Die Verarbeitung von EdelstahlRostfrei

Merkblatt 836: Weichlöten von Edelstahl Rost-frei in der Klempnertechnik

Dokumentation 872: Bedachungen mit EdelstahlRostfrei

Dokumentation 961: Fassaden aus EdelstahlRostfrei

Dokumentation 962: Dächer aus Edelstahl Rost-frei

Dokumentation 963: Technischer Leitfaden: Dächer aus Edelstahl Rostfrei

Merkblatt 965: Reinigung und Pflege von Edel-stahl Rostfrei im Bauwesen

Dokumentation 966: Gebäudehüllen aus Edel-stahl Rostfrei

8.10 Schrift von »bauforumstahl e. V.

Dokumentation B 501: Typenhallen aus Stahl

8.11 IFBS – Fachregeln des MetallleichtbausIndustrieverband für Bausysteme im Metallleichtbau

Grundlagen

IFBS 1.01: Stahltrapezprofiltafeln als tragendeKonstruktion für einschalige Flachdächer

IFBS 1.02: Richtlinie für die Planung und Aus-führung einschaliger ungedämmter Stahltrapez-profildächer – Dachdeckung

IFBS 1.03: Richtlinie für die Planung und Aus-führung zweischaliger wärmegedämmter nicht-belüfteter Metalldächer

IFBS 1.04: Empfehlungen zur Anwendung undAuswahl von Korrosionsschutzsystemen fürBauelemente aus Stahlblech

IFBS 1.05: Leitfaden zur Beurteilung von hinzu-nehmenden Abweichungen bei Bauelementenaus Stahlblech

Dokumentation 558


51


Produkte

IFBS 3.01: Stahlkassettenprofile

IFBS 3.02: Trapezprofile, Wellprofile und Sonder-profile

IFBS 3.03: Metall-Polyurethan(PUR)-Sandwich-elemente

IFBS 3.04: Stahl-Mineralfaser-Sandwichelemente

Bauphysik

IFBS 4.01: Einschaliges Stahltrapezprofildachmit oberseitiger Wärmedämmung und Dach-abdichtung. Wann ist eine Dampfsperre erfor-derlich?

IFBS 4.02: Fugendichtheit im Stahlleichtbau

IFBS 4.03: Wärmebrückenatlas der Metall-Sand-wichbauweise

IFBS 4.05: Ermittlung der Wärmeverluste anzweischaligen Dach- und Wandaufbauten

IFBS 4.06: Schallschutz im Stahlleichtbau

Statik

IFBS 3.08: Verbindungen bei Stahlkassetten-wänden

IFBS 5.01: Bemessung von Stahltrapezprofilenfür Biegung und Normalkraft

IFBS 5.02: Bemessung von Stahltrapezprofilennach DIN 18807 – Schubfeldbeanspruchung

IFBS 5.04: Öffnungen in Dächern aus Stahl-trapezprofilen; Hinweise zur konstruktiven Aus-bildung, Statik und Montage

IFBS 5.05: Temperaturbedingte Zwängungs-kräfte in Verbindungen mit Stahltrapezprofilen

IFBS 5.06: Unterkonstruktionen bei Außen-wandbekleidungen

IFBS 5.07: Bauelemente aus Stahlblech im Ge-schossdeckenbau

IFBS 5.08: Bemessung von Sandwichbauteilen

IFBS 5.09: Berechnungsverfahren für Wand-Sandwichelemente mit Öffnungen

Brandschutz/Blitzschutz

IFBS 6.01: Baulicher Brandschutz bei groß-flächigen Dächern nach DIN 18234

IFBS 6.03: Prüfzeugnis – Brandschutz W-90: Stahl-Trapezprofil-Wand

IFBS 6.04: Prüfzeugnis – Brandschutz W-90: Stahl-Kassettenprofil-Wand

IFBS 6.06: Verhalten von Stahl-PUR-Sandwich-elementen im Naturbrandversuch

IFBS 6.07: Blitzschutz mit Metalldächern

Befestigungstechnik

IFBS 7.01: Zulassungen – Verbindungselementezur Verbindung von Bauteilen im Metallleicht-bau DIBt-Zulassung Z-14.1–4 und ETA-04/0101

IFBS 7.02: Zulassungsbescheid für Verbin-dungselemente zur Verwendung bei Konstruk-tionen mit SandwichelementenDIBt-Zulassung Z 14.4-407

Montage

IFBS 8.01: Richtlinie für die Planung und Aus-führung von Dach-, Wand- und Deckenkonstruk-tionen aus Metallprofiltafeln

IFBS 8.02: BG-Informationen: BGI 807 – Sicher-heit von Seitenschutz, Randsicherungen undDachschutzwänden als Absturzsicherungen beiBaustellenBGI 815 – Montage von Profiltafeln und Poren-betonplatten


Stahl-Informations-Zentrumim Stahl-ZentrumPostfach 10 48 42 · 40039 DüsseldorfSohnstraße 65 · 40237 DüsseldorfE-Mail: [email protected] · www.stahl-info.de


Date post:	02-May-2018
Category:	Documents
Upload:	trandieu
View:	215 times
Download:	1 times

Dokumentation 558 Bausysteme aus Stahl für Dach und … nach DIN 59231 gelten (Abb. 7)....

Documents