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Betonfertigteile für die Fassadengestaltung

Ansichtsqualitäten ohne Überraschung
Betonfertigteile für die Fassadengestaltung

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Betonfertigteile ermöglichen nachhaltige Fassadenoberflächen mit sehr individueller Struktur und Optik. Der serielle Faktor und die optimalen Bedingungen der Werksfertigung stellen dabei sicher, dass die vom Architekten geplante Fassadengestaltung mit gewünschter Ansichtsqualität gleichbleibend und für eine lange Standzeit erreicht wird.

Thomas Hanack und Markus Hoeft

Konstruktiv und bautechnisch ist Beton nicht nur der prägende, sondern in gewisser Weise auch der selbstverständliche Baustoff unserer Zeit – worüber es kaum noch zu reden lohnt. Spannender ist dagegen schon, dass Beton zunehmend auch für die Architektur (wieder-)entdeckt wird. Rasante Entwicklungen in der Betontechnologie, dem Schalungsbau und in der Oberflächengestaltung haben kreative Freiräume eröffnet, die die einheitsgraue Fassadengestaltung mit Waschbetonoptik der sechziger und siebziger Jahre des vorigen Jahrhunderts weit hinter sich lassen.
Gerade bei der Fassadengestaltung kommt dem Beton entgegen, dass er neben seiner guten Formbarkeit auch materialehrliche Gestaltungen erlaubt, die direkt aus dem Material herausgearbeitet werden.
Die Architektur wird gebaut, nicht angestrichen, angeschraubt oder angeklebt!
Ganz abgesehen von der ästhetischen und bauphilosophischen Dimension der Materialehrlichkeit entstehen so dauerhafte Fassadenoberflächen, die kaum Wartungsarbeiten erfordern und sich mit ihren langen Standzeiten sowie den geringen Lebenszykluskosten optimal in die aktuelle Nachhaltigkeitsdebatte einfügen.
Bei sorgfältiger Planung und Durcharbeitung der Fassade kann der Architekt seinem Bauherrn ein Werk abliefern, das auch nach Jahren und Jahrzehnten noch die ursprüngliche Entwurfsidee ohne Verschleiß und Verschmutzung zeigt.
Oberflächen tatsächlich wie geplant erzielen
Erster Profiteur der Renaissance des Betons waren die Sichtbetonfassaden in Ortbeton, in den neunziger Jahren etwa beim Bundeskanzleramt oder dem Krematorium in Berlin-Baumschulenweg (beide von Axel Schultes und Charlotte Frank). Zu einer viel besprochenen Ikone der Architektur wurde auch der 2006 errichtete Zollverein Kubus auf dem Gelände der gleichnamigen Zeche in Essen (Architektur SANAA, Tokio). Die Liste ist bei weitem unvollständig und wird in der Zukunft sicher auch noch fortgeschrieben.
Doch bleibt den Ortbeton-Fassaden stets ein gewisser Zufallsfaktor eigen. Weil die Sorgfalt bei der Betonrezeptur und im Schalungsbau sowie der Witterungsverlauf beim Betonieren einen großen Einfluss auf die Oberfläche haben, ergibt sich beim Ausschalen stets ein gewisser Überraschungsmoment hinsichtlich Farbe und Optik der Fassade. Auch viele Verfahren der Oberflächengestaltung sind bei Ortbeton nur beschränkt oder unter großem Aufwand einsetzbar.
Die Vielfalt der Oberflächen sowie die Sicherheit und Homogenität, mit der diese auch tatsächlich wie geplant erzielt werden, erhöht sich markant, wenn der Beton unter den idealen und stets gleichbleibenden Bedingungen eines Betonwerks hergestellt und als Fertigteil montiert wird.
Dieser architektonische Gewinn lässt in Kombination mit den bekannten Vorteilen für das Bautempo auch die Betonfertigteil-Fassade an der Hinwendung zum Architekturbeton teilhaben.
Auch für höhere Wärmeschutzanforderungen
Für die Fassadengestaltung mit Betonfertigteilen gibt es mit Sandwichelementen und den Vorhangfassaden zwei grundsätzliche Konstruktionsprinzipien. Sandwichfassaden werden als Komplettfertigteile, bestehend aus Tragschicht, Wärmedämmung und Wetterschale, hergestellt.
Auf der Baustelle erhält das Gebäude also mit einem Kranhub die Funktionen der tragende Außenwand, des Wärmeschutzes sowie der äußeren Gestaltung.
Die Vorsatzschale ist bei Sandwichelementen mit speziellen Edelstahl-Einbauteilen durch die Wärmedämmung hindurch an der Tragschale verankert. Die Dicke des Dämmstoffs kann theoretisch bis etwa 20 cm betragen, in der Praxis überwiegen 8 cm bis maximal 16 cm. Gleichzeitig erlaubt der Werkstoff Beton im Vergleich zu anderen Wandbaustoffen eine Minimierung der Tragschale, so dass vertretbare Gesamt-Wanddicken in Größenordnungen von 32 cm bis 44 cm entstehen.
Bei dem anderen Konstruktionsprinzip, den Vorhangfassaden, sind die tragende Wand und ihre Wärmedämmung bauseits zu errichten, ehe davor die Fertigteil-Vorhangelemente mit einem Luftspalt für den Toleranzausgleich montiert werden. Schräge Zugbänder leiten die Vertikallasten ab. Druckschrauben, die die Dämmung durchdringen und sich gegen die Tragschale abstützen, sorgen für den erforderlichen Abstand. Vorhangelemente sollten im Sinne der sicheren Bewehrungsüberdeckung Dicken ab 9 cm aufweisen. Die Dicke der Gesamtkonstruktion hängt neben der Wärmedämmung auch von der bauseits errichteten tragenden Wand ab, die meist aus Ortbeton oder Halbfertigteil-Wänden besteht.
Betonfertigteil-Fassaden lassen sich mit offenen, profilierten oder geschlossenen Fugen planen. Offene Fugen werden relativ selten ausgeführt, weil sie eine schlagregendichte Dämmung sowie eine deutliche Hinterlüftung erfordern und so die Gesamtwandstärke erhöhen. Profilierte Fugen sind nahezu wartungsfrei, jedoch in der Produktion und Montage anspruchsvoll. Unter dem Kostenaspekt überwiegen deshalb die geschlossenen Fugen mit elastischen Dichtstoffen oder Fugenbändern zwischen den Fertigteilen. Einzuplanen sind dann allerdings Wartungsarbeiten an den Fugen, deren Dichtheit in der Regel für zehn Jahre gewährleistet wird, die aber unter günstigen Bedingungen auch deutlich längere Standzeiten bis zur Wartung erreichen können.
Gestalten mit Fugen und Oberflächen
Betonfertigteile für Fassaden werden liegend auf Kipptischen gefertigt, wodurch die Geometrie der Tische im jeweiligen Betonwerk die maximale Größe der Elemente begrenzt. Höhen von 4 m und Längen von 6 m Länge, bei Sandwichfassaden auch bis 12 m, sind in der Regel kein Problem. Je nach Hersteller und Technologie lassen sich aber auch größere Formate vereinbaren. Jedoch steigen mit dem Fugenabstand auch ihre erforderliche Breite und damit ihre optische Auffälligkeit, weil das Fugenmaterial in seiner Dehnungsfähigkeit begrenzt ist.
Unter Berücksichtigung der Architektur und der Funktionalität sind darum Fugenabstände bis maximal 6 m empfehlenswert.
Die Fugen ergeben sich nicht nur aus den Bedingungen der Herstellung, des Transports und der Montage der Elemente, sondern dienen auch dem Toleranzausgleich und ermöglichen Bewegungen der Bauteile unter Temperaturbeanspruchung. Fugen sind also unvermeidlich, weshalb das Fugenbild bewusst als Gestaltungsmittel eingesetzt werden sollte. Weitgehend glatte, ungestörte Wandflächen können dadurch einen eigenen Rhythmus erhalten. Bei stärker durch Fenster oder Versprünge gegliederten Fassaden lassen sich die Fugen so planen, dass sie sich der vom Gebäude vorgegebenen Struktur unterordnen.
Das zweite wichtige Mittel der Fassadengestaltung bildet die Betonoberfläche in ihrer Textur und Farbe. Wie bereits angedeutet, ist sie eventuell sogar der maßgebliche Grund, sich für eine Fassade aus Betonfertigteilen zu entscheiden. Denn in Zusammenarbeit mit den Betontechnologen kann die Oberfläche sehr detailgenau entwickelt und ggf. sogar an Probekörpern vorab visualisiert werden. Die dann gefundene und festgelegte Optik lässt sich in der Werksfertigung mit hoher Homogenität reproduzieren, so dass das Gebäude auf allen Teilflächen die geplante Ansichtsqualität erhält.
Die Farbe von Beton wird mit Farbpigmenten, der Verwendung von Weißzement oder speziell ausgewählten Zuschlagstoffen beeinflusst. Neben sehr hellen, beinahe weißen Oberflächen sind auch ungewöhnliche Tönungen, etwa in Gelb, Rot oder Anthrazit möglich, die aber alle eine schrille Buntheit vermeiden und ihre Herkunft aus dem mineralischen Bereich deutlich anzeigen.
Die Oberflächen können schalungsglatt sein und dann die dem Beton eigene Natürlichkeit und Lebendigkeit aufweisen, wodurch das Erscheinungsbild an Sichtbetonfassaden aus Ortbeton erinnert. Häufiger dürften aber Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Beton eingesetzt werden, etwa das Säuern, Sandstrahlen, Schleifen, Bürsten oder Waschen der Oberfläche.
Es entstehen charakterstarke Oberflächen, die eine gewisse Körnung und Tiefe haben (Waschen, Strahlen), eine
eher samtige Struktur aufweisen (Bürsten, Säuern) oder eine elegante, leicht glänzende Glätte zeigen (Schleifen).
Mit Hilfe von Strukturmatrizen lassen sich außerdem erhabene Muster, Ornamente und Texturen bis hin zu konkreten Bild- und Textdarstellungen aus dem Beton herausarbeiten (auch als Reliefbeton bezeichnet). Weitere Gestaltungsmöglichkeiten sind die sehr realistische Bildgebung mit Fotobeton oder das klassische Belegen mit Klinkerriemchen oder Keramik.
Kompetente Partner frühzeitig einbinden
Bauen mit Betonfertigteilen verändert die Planungsabläufe, kann aber dafür bei guter Vorbereitung die Bauausführung außerordentlich beschleunigen. Um die Vorteile der Fertigteilbauweise effektiv auszunutzen, empfiehlt sich die Bildung von Planungsteams bereits in der Anfangsphase des Projekts. Im Team sollten neben den Architekten das Büro für die Tragwerksplanung vertreten sein sowie die Planungsabteilung des Fertigteilwerks.
So lassen sich beispielsweise günstige Formate und Fugenbilder entwickeln, die die architektonischen Belange ebenso berücksichtigen wie die späteren Herstellungs-, Transport- und Montagebedingungen. Die frühzeitige Kommunikation zwischen Tragwerksplanung und Fertigteilwerk erlaubt außerdem die Optimierung der Elementgrößen, ihrer Befestigungslösungen sowie der an der Fassade erforderlichen Einbauteilen und Installationen. Im Idealfall wird ein Serienfaktor erreicht, der durch die Verwendung von Gleichteilen die Kosten reduziert. Aber selbst wenn dies nicht möglich ist, kann der Schalungsbau durch die Verwendung ähnlicher Elemente oder Detaillösungen rationalisiert werden. Mit erfahrenen Partnern an der Seite gelingen solche technischen und technologischen Verbesserungen ohne Einschränkung der architektonischen Gestaltungsfreiheit.
Das Fertigteilwerk als Partner muss dabei nicht unbedingt unter regionalen Aspekten ausgewählt werden. Die Werke liefern in der Regel bundesweit, weil angesichts der Wertigkeit des Produkts auch längere Lieferwege ökonomisch vertretbar sind.

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