Belastbarkeit einplanen

Dr. Bernd Hanel (Leiter Forschung und Entwicklung bei Missel) und Hans-Joachim Mai (Freiberuflicher Beratender Ingenieur und Sachverständiger)

Im Fußbodenaufbau verlegte, wärmegedämmte Rohrleitungen bergen verschiedene Risiken in sich. Neben Problemen, die in Verbindung mit Trittschall- und Wärmedämmungen auftreten, führen insbesondere hohe statische und dynamische Belastungen der Estrichplatte zu Schäden.

Fachgerechte und gebrauchstauglich ausgeführte schwimmende Estriche müssen neben der Trittschalldämmung auch für Verkehrs- und Einzellasten nach DIN 1055-3 geeignet sein.

Wie auftretende Estrich-Schadensbilder zeigen, bleibt jedoch der Aspekt der Estrich-Belastbarkeit in vielen Fällen unbeachtet. Die Schäden äußern sich beispielsweise in Randabsenkungen, grabenförmigen Einsenkungen, Durchbrüchen und Rissen, die durch die gesamte Estrichplatte hindurchgehen und den Estrich in einzelne Flächen zerteilen können.

Die Ursache dieser Schäden und besonders der Risse liegt häufig in der Überschreitung der zulässigen Biegespannungen. Eine besondere Gefährdung liegt vor, wenn unterhalb der Estrichplatte mehrere, nebeneinander angeordnete Rohrleitungen verlegt sind (Rohrtrassen) und wenn die Rohrtrassenbreite das bewährte Maß von 120 mm überschreitet.

Anhand eines einfachen, praxisnahen Beispiels wird im Folgenden gezeigt, dass die Belastung durch einen auf vier Füßen stehenden Bücherschrank mit wohnungsüblichen Abmessungen bei Überschreitung dieser Trassenbreite von 120 mm zum Bruch der Estrichplatte führt. Um diesen Bruch zu vermeiden, muss die Estrichplatte dicker ausgeführt werden.

Die zulässigen Punktlasten für die Estrichbereiche Plattenmitte, -rand und -ecke ergeben sich bei einer zulässigen Biegezugfestigkeit eines Zementestrichs von 2,5 N/mm², einer Plattendicke von 40 mm und einer Zusammendrückbarkeit der Dämmstoffe von 5 mm nach den Gleichungen von Manns und Zeus.

QM = 1,83 kN in Plattenmitte

QR = 1,07 kN am Plattenrand

OE = 1,35 kN in einer Plattenecke

Man erkennt, der gefährdetste Bereich einer Estrichplatte befindet sich am Plattenrand. Die kleinste zulässige Punktlast stimmt mit der in der DIN 1055-3 angegebenen Einzellast (Punktlast) überein.

In DIN 18560-2 ist die folgende Gleichung für die Biegezugfestigkeit angegeben:

ßBZ = 1,5 x F x l : A x d

Dabei bedeuten:

ßBZ = Biegezugfestigkeit in N/mm²

F = Kraft in N

l = Einspannlänge oder Stützweite in mm

A = Bezugsfläche gemäß DIN 18560-2 in mm²

d = Dicke des Estrichs in mm

Mit dieser Gleichung kann man für die Estrichplatte die Verminderung der zulässigen Punktlasten in Abhängigkeit von der Rohrtrassenbreite berechnen.

Nimmt man an, dass der Bücherschrank die Abmessungen Höhe x Breite x Tiefe = 2,0 m x 1,0 m x 0,35 m hat, auf vier Füßen steht, 70 % gefüllt ist und die durchschnittliche Masse für Bücher und Akten nach DIN 1055-1 850 kg pro m³ beträgt, ergibt sich ein Gewicht für den Schrank bzw. pro Schrankfuß von

FSch=4,17 kN bzw. FFußP1,04 kN.

Bei Verwendung von unterschiedlichen Dämmungen für im Fußbodenaufbau verlegte Rohrleitungen erhält man durch die Breite der Dämmung sehr unterschiedliche Breiten der Rohrtrassen von 120 mm bzw. 228 mm.

Bei der schlanken und rechteckig ausgebildeten Missel Kompakt-Dämmhülse KDH wird für sechs Heizungsleitungen (Durchmesser 12 mm) eine Rohrtrassenbreite von nur 120 mm benötigt. Nachdem sich eine weitgehend ebene Oberfläche ergibt, die die Schiebefähigkeit des Estrichs gewährleistet, kann die Estrichplatte – fachgerechte Verlegung nach DIN 18560-2 vorausgesetzt – direkt auf die Rohrdämmungen aufgelagert werden. Dadurch ergibt sich die geringstmögliche Fußbodenaufbauhöhe von 73 mm.

Bei herkömmlichen runden oder exzentrischen Dämmungen, die breiter und zur Estrichseite hin rund ausgebildet sind, entsteht keine ebene Oberfläche, selbst wenn die Zwickelhohlräume mit Schüttung ausgefüllt werden. Daher ist eine zusätzliche Trittschalldämmschicht über der Rohrdämmung erforderlich.

Um ebenfalls sechs Heizungsleitungen (Durchmesser 12 mm) unterzubringen, beträgt die Rohrtrassenbreite 228 mm. Der Fußbodenaufbau vergrößert sich dadurch auf 98 mm.

Für die Rohrtrassenbreite 228 mm ergeben sich mit der oben angegebenen Gleichung die Verminderungen der zulässigen Punktlasten zu

QM,230 = 0,95 kN in Plattenmitte

QR,230 = 0,56 kN am Plattenrand

QE,230 = 0,70 kN in einer Plattenecke

Wie man durch Vergleich der Ergebnisse erkennen kann, ist die zulässige Punktlast und damit die Belastbarkeit bei Verwendung von exzentrischen halbrunden oder runden Dämmungen 50 % geringer als bei Missel Kompakt-Dämmhülsen. Die Folge ist, dass der Bücherschrank über einer Rohrtrasse mit der Trassenbreite 228 mm nicht ohne Bruchrisiko aufgestellt werden kann, weil das Fußgewicht FFuß in allen Bereichen der Estrichplatte die zulässigen Punktlasten QM, QR und QE überschreitet.

Damit ist die Gebrauchsfähigkeit der Fußbodenkonstruktion bei Verwendung von exzentrischen halbrunden oder runden Rohrleitungsdämmungen entsprechend Bild 2 nicht gegeben.

Um die Gebrauchsfähigkeit dieser im Bild 2 dargestellten Anordnung herzustellen, muss die Estrichdicke auf d M 55 mm erhöht werden. Dadurch steigt die Fußbodenaufbauhöhe dieser Fußbodenkonstruktion auf 113 mm weiter an, wie der Vergleich der Bilder 1 und 3 deutlich macht.

Die dargestellten Bruchrisiken für die Estrichplatten können vermieden werden, wenn bereits bei der Planung darauf geachtet wird, dass in den Montageplänen eine fachgerechte Verlegung der gedämmten Rohrleitungen vorgesehen wird. Das bedeutet, dass Unterbrechungen der tragenden Dämmschicht durch Rohrtrassen auf 120 mm beschränkt und tragfähige Bereiche zwischen den Rohrtrassen bzw. zwischen den Rohrtrassen und den Wänden vorgesehen werden. Bei unvermeidbar größerer Rohrtrassenbreite ist eine entsprechend dickere Estrichplatte erforderlich. Zusammengefasst gelten bei der Verlegung von gedämmten Rohrleitungen in Fußbodenaufbauten folgende Grundsätze:

• Die Rohrleitungen sind parallel zu den Wänden zu verlegen.

• Die maximale Unterbrechung der Dämmschichten unter der Estrichplatte durch Rohrtrassen beträgt 120 mm bei üblichen 40 mm-Estrichdicken.

• Der Mindestabstand zwischen Rohrleitungen und Wänden muss in Fluren 200 mm und in Wohnbereichen 500 mm betragen.

• Die Rohrleitungen müssen rechtwinklig in die Wände münden.

• Rohrkreuzungen sind möglichst zu vermeiden.

• Die Rohrleitungen müssen wärme- gedämmt und körperschallentkoppelt verlegt werden.

• Die Rohrleitungen müssen akustisch entkoppelt befestigt werden.

• Die Wärme-/ Trittschalldämmschicht ist bis Oberkante der gedämmten und befestigten Rohrleitungen auszuführen.

• Missel Kompakt-Dämmhülse