Planen und Bauen mit Spannbeton-Fertigdecken

In Zeiten stetig steigender Baukosten ist die Spannbeton-Fertigdecke eine gute Alternative für wirtschaftliche und energieeffiziente Gebäudekonstruktionen. Wer sich die vielfältigen Vorteile zu Nutzen machen möchte, sollte das Bauteil früh in seine Planungen mit einbeziehen.

Holger C. Heilmann (leanfield architectural research, Darmstadt)

Ob Bürogebäude oder Wohnumfeld – Beton erlebt zurzeit eine bemerkenswerte Renaissance. Gerade die unbearbeitete Oberfläche übt im allgemeinen Trend zu mehr Natürlichkeit einen großen Reiz auf Architekten und Bauherren aus. Als Fertigbauteil ist Beton zugleich eine ideale Grundlage für klar gegliederte Architekturkonzepte von hoher Wirtschaftlichkeit. Bestes Beispiel ist die Spannbeton-Fertigdecke. Dank Vollmontage ermöglicht sie besonders rationelle Bauabläufe. Die großen, stützenfreien Spannweiten sorgen für eine hohe Nutzungsflexibilität, die der kreativen Raumgestaltung keine Grenzen setzt.

Darüber hinaus existieren innovative Lösungen, bei denen die Klimatisierung platzsparend in das Bauteil integriert ist. Sie nutzen die thermische Speicherfähigkeit des Betons optimal aus. In Kombination mit einer hochwärmedämmenden Spannbeton-Fertigdecke im Bodenbereich ergeben sich äußerst energieeffiziente Gebäudesysteme. Nicht zuletzt zeichnen sich derartige Deckenlösungen durch einen vergleichsweise geringen, ressourcenschonenden Materialeinsatz aus.

Trotzdem hat die Spannbeton-Fertigdecke in Deutschland noch nicht jene Verbreitung gefunden wie etwa in Skandinavien oder den Beneluxstaaten. Das hat vor allem einen Grund: Sie wird meist zu spät in die Planung eingebracht. So verlangt der in vielerlei Hinsicht vorteilhafte, hohe Vorfertigungsgrad oftmals schon in der ersten Entwurfsphase eine gezielte Deckenplanung.

Vorgefertigte Elemente

Spannbeton-Fertigdecken bestehen aus Standard-Formteilen, die ab Werk geliefert werden. Die Deckenelemente sind 1,20 m breit und 15 bis 50 cm dick. Die Länge kann je nach Bedarf individuell bestimmt werden. Zum Ausgleich der Deckenbreite lassen sich gezielt schmalere Passplatten herstellen. Eventuelle Aussparungen werden ebenfalls ab Werk hergestellt und müssen bereits im Entwurf Beachtung finden.

Zusammengefügt werden die Elemente auf der Baustelle. Die Fugen werden mit Ortbeton vergossen, so dass die Querverteilung der Lasten sichergestellt ist und keine unterschiedlichen Durchbiegungen auftreten können. In den Randbereichen wird ein umlaufender Ringanker mit einer statisch erforderlichen Ringankerbewehrung angelegt. Zusätzlich muss nach Angaben der Statik eine Ring-ankerbewehrung angeordnet werden. Bei hoher Belastung kommt noch eine durchlaufende und kraftschlüssig verankerte Fugenbewehrung der nebeneinander liegenden Platten hinzu.

Diese Vorgehensweise ist ein Grund für die großen Spannweiten und die hohe Tragfähigkeit einer Spannbeton-Fertigdecke. Ein weiterer ist das geringe Gewicht. Aufgrund von Hohlräumen im Innern wiegen die Deckenelemente um bis zu 50 % weniger als eine Vollplatte. Entsprechend sinkt auch der Betonverbrauch, was der Wirtschaftlichkeit und der Ökobilanz zu Gute kommt. Dank der hohen Betonqualität und maschineller Fertigung ist die Plattenunterseite in ihrer Optik mit Sichtbeton vergleichbar. Zugleich können die unterseitigen Plattenstöße als sichtbare Fugen oder auch – durch eine spezielle Oberflächenbehandlung – ohne sichtbare Fugen ausgebildet werden.

Viele Anwendungsmöglichkeiten

Spannbeton-Fertigdecken sind für unterschiedlichste Anwendungsgebiete geeignet. Aufgrund der kurzen Bauzeiten handelt es sich beispielsweise im Wohnungsbau um eine kostengünstige Alternative zu Decken aus Ortbeton. Daneben sind vor allem die hohe Planungssicherheit, die geringe Baufeuchte sowie die freie Grundrissaufteilung ohne tragende Innenbauteile von Vorteil. Gleiches gilt für die Konstruktion von Bürogebäuden: Mit 32 cm hohen Deckenelementen können Entwürfe in einer Breite von bis zu 13 m umgesetzt werden. Aufwändige Trennwandanschlüsse sind nicht erforderlich, was wiederum die Nutzungsflexibilität erhöht und den Innenausbau vereinfacht.

Ein Spezialbereich, bei dem der Einsatz von Spannbeton-Fertigdecke besonders sinnvoll ist, sind Parkhäuser. Hier entfallen die Rüst- und Schalungsarbeiten der Decken. Die glatte, stützenfreie Untersicht sorgt für eine helle und übersichtliche Innenraumgestaltung. Nicht zuletzt wird durch den Verzicht auf Stützen wertvolle Parkfläche gewonnen.

Spannweite und Auflagertiefe

Um die mögliche Spannweite für ein konkretes Objekt zu ermitteln, muss die Deckenhöhe „h“ ins Verhältnis zur Spannweite „L“ gesetzt werden. Dabei gilt der Richtwert von h/L = 1/35. Eine Plattenhöhe von 20 cm ermöglicht also eine Spannweite von rund 7 m. Abhängig von der Verwendung kann die Plattenhöhe auch geringer ausfallen. So wird bei Dächern ein Verhältnis von h/L = 1/50 angesetzt. Letztlich sinkt die mögliche Spannweite mit der wachsenden Verkehrslast. Eine Übersicht über die Verkehrslast einzelner Gebäudetypen mit entsprechenden Spannweiten bietet die nebenstehende Tabelle.

Die tragende Auflagerfläche befindet sich in der Regel an den Plattenenden. Für die Berechnung der Mindestauflagertiefe „a“ gilt die Faustformel a > L/125, wobei L die Stützweite ist. Bei Stahl und Stahlbeton sollte die Auflagertiefe wenigstens 5 cm betragen, bei Mauerwerk 7 cm.

In Einzelfällen sind größere Auflagertiefen erforderlich, etwa um Toleranzen bei schräg geschnittenen Platten auszugleichen.

Energieeffiziente Konstruktion

Neben den allgemeinen Vorteilen hat vor allem die sogenannte Betonkernaktivierung die Spannbeton-Fertigdecke zu einer interessanten Alternative für Architekten gemacht. Hierbei wird die Klimatisierung der Räume äußerst platz- und energiesparend in das Bauteil integrieren. So stattet der Hersteller das Deckenelement schon im Werk mit einem Rohrsystem aus, durch das temperiertes Wasser geleitet wird. Bei kühlem Wasser nimmt der Beton die Raumwärme auf und sorgt für eine niedrigere, homogene Temperierung ohne unangenehme Zugluft. Wasser, das im Vergleich zur Raumtemperatur wärmer ist, führt zum gegenteiligen Effekt. Der Beton heizt auf und gibt die Wärme gleichmäßig in den Raum ab.

Klimadecken erfordern aufgrund des ausgezeichneten thermischen Speichervermögens von Beton einen verhältnismäßig geringen Energieaufwand. Zugleich bietet sich die Möglichkeit, derartige Deckenelemente bei der Gebäudekonstruktion durch ein wärmgedämmtes Bauteil im Bodenbereich oder über unbeheizten Kellerräumen zu ergänzen. Denn Spannbeton-Fertigdecken können werksseitig auch mit einer leistungsfähigen Dämmschicht aus EPS ausgerüstet werden. Aus der Kombination beider Deckentypen resultiert ein äußerst wirtschaftliches Gebäudekonzepte von hoher Energieeffizienz.

Lüftung integriert

Auch die Belüftung von Innenräumen kann über eine Spannbeton-Fertigdecke erfolgen. Dabei fungieren die Hohlkammern der Deckenelemente als Lüftungskanäle. Wegen des großen Hohlraumquerschnitts werden die Luftgeschwindigkeiten und Druckverluste niedrig gehalten, was sich wiederum positiv auf den Energieverbrauch und die Strömungsgeräusche auswirkt. Zudem wird die Raumhöhe in vollem Umfang genutzt, da störende Komponenten wie Lüftungsrohre entfallen. Bei einer höheren Etagenanzahl können auf diese Weise ganze Stockwerke gewonnen werden.

Spannbeton-Fertigdecken bieten somit vielfältige Möglichkeiten für die Gestaltung von Gebäuden. Sicherlich erfordern die Planungsarbeiten mancherlei Detailwissen. Der Bundesverband Spannbeton-Fertigdecken und die Herstellerunternehmen bieten daher ein umfassendes Beratungsangebot. Wer zudem frühzeitig den Austausch mit Statikern und Tragwerksplanern sucht, der wird die Vorteile einer solchen Deckenlösung schnell zu schätzen wissen.