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Verankerung großformatiger Betonfertigteilfassaden
Von Dipl.-Ing. Jens Gilbert Geffert, Langenfeld (Rheinland)
Zur Verbindung bzw. Verankerung der äußeren Schicht der Fassade mit der
tragenden Unterkonstruktion kommt eine Vielzahl unterschiedlichster Anker
zum Einsatz, die in Deutschland fast ausschließlich aus nichtrostenden
Stählen hergestellt werden. Der Artikel bietet einen Überblick über die
marktüblichen Systeme, deren Komponenten und Einsatzmöglichkeiten.
Die Fassade ist das Gesicht des
Gebäudes und erfährt damit als
Visitenkarte des Architekten
besondere öffentliche
Aufmerksamkeit. Der Baustoff Beton
bietet hier die größte Vielfältigkeit in
Form und Farbe. Industriell
vorgefertigte Stahlbetonelemente
werden zudem höchsten
Qualitätsansprüchen gerecht und
können äußerst wirtschaftlich in
Erstellung und Unterhalt sein.
Dipl.-Ing. Jens G. Geffert
geboren 1972 in Olpe,
Studium an der TU Braunschweig,
ab 2000 Ingenieurbüro Sprysch und Partner in Braunschweig,
seit 2004 HALFEN-DEHA Vertriebsgesellschaft mbH,
Vertriebsingenieur des KompetenzCenter Technik im Bereich
Zentraleuropa für alle Verankerungsprodukte der Stahlbetonfertigteilfassaden
MST.factory, HTP Husemann,
Timmermann und Partner, Braunschweig
In Planung, Konstruktion und Ausführung erfordern die Fassaden allerdings von allen
Beteiligten ein Höchstmaß an Präzision und Erfahrung. Neben der Form ist hierbei auch
die Funktion als äußere Gebäudehülle zu beachten. So tragen die Fertigteile die
Windkräfte und das oftmals erhebliche Eigengewicht ab. Sie sind dabei den durch
Bewitterung und klimatischen Temperaturdifferenzen resultierenden Zwängungen
unterworfen.
Zwei verschiedene Konstruktionsprinzipien kommen im Allgemeinen zur Anwendung:
• die Sandwichfassade als wirtschaftlichste Art der Ausbildung, allerdings mit einem
von der Elementierung der Unterkonstruktion abhängigen Fugenbild,
• die nachträglich vorgehängte Fassade aus großformatigen Elementen mit einer
großen Gestaltungsvielfalt und vom Tragwerk weitgehend freien Fugeneinteilung.

Das Sandwichelement, die mehrschichtige komplett vorgefertigte Wandtafel
Die Herstellung der Elemente erfolgt fast ausschließlich liegend im Fertigteilwerk. Je
nach Reihenfolge der Fertigung unterscheidet man zwischen zwei Verfahren:
Negativ-Verfahren,
Vorsatzschicht unten
Die Regel
Aufbau von oben nach unten:
Tragschicht
Wärmedämmung
Vorsatzschicht
Positiv-Verfahren,
Vorsatzschicht oben
Die Ausnahme
Aufbau von oben nach unten:
Vorsatzschicht
Wärmedämmung
Tragschicht
Die die Wärmedämmung überbrückende Verbindung der Betonschichten erfolgt mittels
speziell für diese Anwendung ausgelegte Anker, die in Europa überwiegend aus Edelstahl
hergestellt sind. In Amerika und Asien stark verbreitet, konnten sich bis heute in Europa
Verankerungselemente aus glasfaserverstärktem Kunststoff nicht flächendeckend
durchsetzen. Bis zur bauaufsichtlichen Zulassung in Deutschland schaffte es einzig das
System CSM aus den USA, das unter anderem von DEHA als TM-System vertrieben
wurde.
Der Verbundanker wird flächig verteilt ca. alle 30 – 50 cm durch die vorgebohrte
Dämmung in den noch frischen Beton gedrückt. Die Dämmung hat zusätzlich zur
Bauphysikalischen auch eine tragende Funktion und muss daher besonderen
Anforderungen genügen. So ist lediglich ein extrudierter Polystyrol- Hartschaum mit
geschlossener, glatter Oberfläche zugelassen. Des Weiteren sind in der Zulassung
regelmäßige Auszugversuche in der laufenden Produktion gefordert.

Bei den typengeprüfter Ankern aus Edelstahl wird zwischen den Funktionen Tragen
und Halten unterschieden. Die Traganker sind für das Eigengewicht der Vorsatzschicht
ausgelegt, während die Halteanker die horizontalen Belastungen aus Wind,
Temperaturverwölbung und Schalungshaftung in die Tragschicht rückverankern. Die
Wärmedämmung hat keine tragende Funktion.
SPA-B SPA-N
Verschiedene Halteanker
SPA-A SPA-AA
SPA-2
Verschiedene Traganker
MVA FA
SPA-1
Generell gelten bei der Anordnung folgende
Mindestanforderungen unter Beachtung der jeweiligen Typenprüfungen:
• Jede Vorsatzschicht sollte mindestens drei Anker enthalten. Die Ausnahme besteht
bei Verwendung eines Manschettenverbundankers, hier reichen zwei.
• Jede Platte besitzt zwei rechtwinklig zueinander stehende Tragrichtungen (1) u. (2)
• Die Traganker sollen in jeder Tragrichtung symmetrisch zur Schwerachse liegen
• Die Anker jeder Tragrichtung müssen auf einer Achse liegen
• Das Verankerungsraster darf ein Achsmaß bis maximal 1200 mm haben
• Der Randabstand der Verbundnadeln oder –bügel (3) sollte 100 - 300 mm betragen

max.1200mm
max.1200mm
100-300mm
100-
300mm
Bei der Bemessung von Sandwichplatten-Verankerungen sind folgende Einflüsse zu
berücksichtigen:
• Eigengewicht der Vorsatzschicht unter Berücksichtigung der jeweiligen
•
Lasteinflussbreite bzw. Ausmittigkeiten
Windlast
• Temperaturgefälle innerhalb der Vorsatzschicht führt dort zu Verwölbungskräften
DT
höhere Temperatur
DT
niedrigere Temperatur
• Änderung der Mitteltemperatur der Vorsatzschicht
• Schalungshaftung
• Transport- und Montagezustände, eventuelle Drehungen um 90°
• Maximale Abstände der Trag- und Halteanker zum Verankerungsfestpunkt (=
Schnittpunkt der Ankerquerachsen)
Frei erhältliche Bemessungssoftware erleichtert hier die Bemessung, indem sie
automatisch Vorschläge zur Ankerverteilung generiert und die Ankergrößen entsprechend
der Belastung auswählt.
Allgemein gilt, dass aufgrund der unterschiedlichen Verformungen von Vorsatz- und
Tragschicht die in ihrer Längsachse steifen Traganker zueinander möglichst
F

zwängungsfrei anzuordnen sind (s.o.). Die flächig verteilten Halteanker (Verbundbügel
oder –nadeln) dürfen die Längenänderung der Vorsatzschicht nur minimal behindern,
indem sie sich dauerhaft elastisch in der Wärmedämmung verformen, ohne dabei ihre
statische Funktion einzubüßen. Die heutzutage überwiegend geforderte schalungsglatte
Sichtbetonoberfläche in Verbindung mit einem fugenarmen Erscheinungsbild stellt
hinsichtlich der Rissfreiheit hier eine besondere Herausforderung dar. Kleine
Vorsatzschichtdicken von 7 – 8 cm, große Wärmedämmschichtdicken ≥ 8 cm und
ausreichend große Leibungsbreite um die Öffnungen herum bieten gute
Vorraussetzungen, auch große Sandwichtafeln ohne diesbezügliche optische Mängel
herzustellen.
Die Erfahrung zeigt, dass bei Platten, die länger als 6 m sind, die Gefahr der Rissbildung
zunimmt. Aus diesem Grund sollte die Länge der Vorsatzschicht in Abhängigkeit der
Fläche und der Dämmstärke auf 6 m beschränkt werden. Sind aus architektonischen oder
konstruktiven Gründen längere Elemente nicht zu vermeiden, so empfiehlt es sich, die
Vorsatzschicht zu trennen; die Tragschicht kann allerdings in einem Stück hergestellt
werden. Von dieser empfohlenen Ausführung kann unter Beachtung besonderer
Maßnahmen abgewichen werden.
Günstig wirken sich aus:
• die Wärmedämmschicht in zwei Lagen mit versetzten Stößen einbauen.
• Zwischen Vorsatzschicht und Wärmedämmschicht und/oder zwischen den zwei
Dämmschichtlagen sollte eine Gleitfolie vorgesehen werden
• die Verwendung von hellen Vorsatzschichten
• eine Verstärkung der Tragschicht
• ein geringer W/Z- Faktor bei der Betonherstellung und eine fachgerechte Lagerung
der Fertigteile, um ein schnelles Schwinden des Betons zu vermeiden
• Minimierung der Schalungshaftung unter Beachtung einer ausreichenden
Ausschalfrist, um Verformungen der nicht unmittelbar vernadelten Betonfelder beim
Herausheben aus der Schalung zu verhindern.
Leider kommt es trotz aller Vorsichtsmaßnahmen auch bei kleinen Abmessungen
manchmal zu oberflächlich gerissenen Vorsatzschichten. Die Ursachen hierfür im
Nachhinein ausfindig zu machen, gestaltet sich oftmals schwierig, da sich - angefangen
bei den Zuschlägen über den Einbau bis hin zur Nachbehandlung - viele Fehlerquellen
bieten. Zudem werden z.B. kleinste Schwindrisse erst nach Jahren der Bewitterung
optisch augenfällig.
Da Sandwichplatten in der Regel lastabtragend in das Tragwerk eingebunden sind, erfolgt
bei der Montage lediglich ein horizontaler Anschluss. Diese Verbindung an die tragenden
Stützen eines Skelettbaus über einbetonierte Ankerschienen herzustellen, ist hier Stand
der Technik. Für die Ausbildung des Verbindungsmittels ist die Lage der Stütze zur Ebene
der Tagschicht maßgebend:
• verläuft die Tragschicht vor der Stütze, bieten sich Winkel an
• steht die Stütze in der Ebene der Tragschicht, kann der Anschluss über spezielle
Laschen seitlich erfolgen, z. B. mit der HALFEN HVL-Lasche.
Entgegen aller anderen in diesem Artikel erwähnten Verbindungsmittel bestehen bei
diesen Anschlüssen meist keine erhöhten Korrosionsschutzanforderungen, da sie nicht in

überwiegend der Außenluft zugänglichen Bereichen eingebaut werden. Daher kommen
hier lediglich verzinkte Stähle zum Einsatz.
HALFEN HVL-Lasche
anzuschließende
Tragschicht der
Sanwichplatte
Nicht typisierter Anschluß
über Winkel und
Ankerschienen
Tragende Stütze zwischen
den Tragschichten der
Sandwichplatten

Großformatige nachträglich vorgehängte Fassadentafeln
Die nachträglich vorgehängte Fassade
aus großformatigen Elementen erfreut
sich in den letzten zwei Jahren
wachsender Beliebtheit. Mit der vom
Tragwerk weitgehend unabhängigen
und damit freien Gestaltungsvielfalt und
der plastischen Ausbildungsmöglichkeit
erlaubt sie ein ganzheitliches
Erscheinungsbild des Baukörpers. Die
einschichtigen Elemente werden im
Fertigteilwerk meist aus Stahlbeton
hoher Betongüten (größer C 30/37) in
Stärken zwischen 8 und 12 cm
ausgebildet und einlagig bewehrt.
Vor Ort erfolgt die statisch bestimmte Befestigung am Rohbau über jeweils zwei Anker.
Idealerweise handelt es sich um Hängezuganker, die in Verbindung mit meist vier
Abstandsschrauben über die Dämmung hinweg eine zwängungsfreie und dreidimensional
justierbare Befestigung gewährleisten.
Durch die frühzeitige Abstimmung zwischen der Werkplanung und der
Ausführungsplanung des Tragwerksplaners können Befestigungselemente im Rohbau
integriert werden. Dies schafft die Vorraussetzung für eine wirtschaftliche und zügige
Montage. Auf eine lagegenaue Positionierung aller Einbauteile ist besonders zu achten, da
Ungenauigkeiten nur im Rahmen der zulässigen Toleranzen von den Ankersystemen
aufgenommen werden können.
Bei den üblichen Hängezugankern unterscheidet man zwischen zwei Ausführungsarten,
hier am Beispiel des HALFEN Fassadenplattenankers FPA:
FPA-3 im
eingebauten Zustand
FPA-5 im
eingebauten Zustand

Bei der Ausführung FPA-3 erfolgt die Befestigung am Rohbau über Einbauteile, bei der
Ausführung FPA-5 wahlweise über Dübeln oder Ankerschienen.
Für den Typ 3 mit einbetonierten Rohbauteilen sprechen die schnelle Montage, die gute
Erreichbarkeit und die geringen Materialkosten. Zudem ermöglicht die optimierte
Lasteinleitung minimale Rohbauanforderungen in Bezug auf Betongüte und
Bauteilabmessungen sowie den Verzicht auf eine gesonderte Bewehrungsführung.
Verankerungen besonders großer und schwerer Platten sind bis zur Belastungsgrenze der
Anker von 56 kN einfach realisierbar. Nachteilig sind die maximal aufnehmbaren
horizontalen Toleranzen von 3,5 cm, welche in der Praxis immer häufiger nicht
eingehalten werden können.
Die Verwendung des Ankers FPA-5, befestigt mit nachträglich gebohrten Dübeln,
verspricht den geringsten Planungsaufwand und eine weitgehend flexible Montage für
Platten mit bis zu 7,5 t Eigengewicht. Das Bohren in den meist dichtbewehrten Rohbau
gestaltet sich allerdings oftmals schwierig. Zusammen mit den Aushärtzeiten der meist
chemischen Schwerlastbefestigungen führt dies zu langen Montagezeiten. Zudem werden
die geometrischen Anforderungen der Dübel bezüglich der Randabstände und
Bauteildicken im Vorfeld meist unterschätzt. Auf eine frühzeitige Koordination der Gewerke
kann also auch hier, entgegen der weitläufigen Meinung, nicht verzichtet werden.
Die beste Kombination von schneller Montage und großem Toleranzausgleich stellt die
Verwendung des Ankers FPA-5 zusammen mit einbetonierten Ankerscheinen dar. Hier
können die Verbindungsschrauben längs der liegend eingebauten Schiene an beliebiger
Stelle befestigt werden. Die Lastabtragung in alle Richtungen ist gewährleistet.
Hotel Meridien Hamburg,
Für beide Systeme des HALFEN Fassadenplattenankers gilt, dass der Ausgleich der
vertikalen Toleranzen über die Höhenjustierung erfolgt. Diese bewegt sich in
Größenordungen von ± 2,5 cm und erfolgt über die Gewindeschrauben am Ende der

Zugbänder. Sollte ein Ausgleich darüber hinaus über die Löcher des Bandes notwendig
sein, ist zu beachten, dass dies über die Änderung des Zugwinkels einen Eingriff in die
Statik darstellt, welcher zu überprüfen ist.
FPA - 5A
Attikaausführung
Laststufen : 5 - 34 kN
FPA – S
für kleine Lasten
Laststufen : 3 - 6 kN
FPA – 5S
für die seitl. Befestigung
Laststufen : 5 - 56 kN
Für den HALFEN Fassadenplattenanker FPA-5 gibt es entsprechend der gebräuchlichsten
Anwendungen angepasste Ausführungsvarianten, dazu einige Beispiele:
Für die zwängungfreie, statisch bestimmte horizontale Lagerung benötigt man, neben
den obligatorischen zwei Druckschrauben in unmittelbarer Nähe zum Hängezuganker,
zwei weitere horizontale Anker. Je nach statischer Notwendigkeit, geometrischer Zwänge
und Montierbarkeit kommen hier unterschiedlichste Ausführungen zum Einsatz.
Erstes Kriterium für die Auswahl der horizontalen
Verankerung ist die Notwendigkeit einer Sicherung gegen
Windsogkräfte. Hierzu ist eine statische Überprüfung
der Fassadenplatte unter Berücksichtigung der
Überlagerung aller äußeren und inneren Einwirkungen
notwendig.

Kostenlos erhältliche Bemessungssoftware erleichtert auch hier die Arbeit des Planers.
Zudem ermittelt die Software anhand der Geometrie das Eigengewicht der Platte und
bemisst unter Berücksichtigung der gewählten Anordnung sowohl die Druckschrauben als
auch die Hängezuganker.
Bei zueinander orthogonalen Flächen, z.B. bei der Verbindung zwischen Fassadenplatte
und Geschossdecke, kommen Zuglaschen zum Einsatz. Zum Anschluss der Laschen ist
zumindest eine Ankerschiene auf der Rückseite der Fassadenplatte notwendig. Zur
Druckübertragung sind verstärkt ausgeführte Laschen erhältlich.
Sollen Fassadenplatten an parallele Flächen des Rohbaus wie z.B. Wände
angeschlossen werden, ist bei der Auswahl der Anker die Erreichbarkeit während der
Montage von entscheidender Rolle. Sind die Anker im Fassadenzwischenraum von der
Seite aus erreichbar, stehen zwei Verankerungen zu Auswahl:
• Der Luftspaltdrehanker, der die Druckschraube am Rohbau zugfest festhält,
• Der Spannverbinder, der zugleich Druck- als auch Zugkräfte überträgt.
Ist der Zwischenraum nicht erreichbar, was oftmals bei mehreren Plattenreihen
übereinander am unteren Plattenrand der Fall ist, werden Idealerweise Verstiftungen zur
darunter hängenden Platte angeordnet. Alternativ können Windverankerungen eingeplant
werden, die durch die Platten montiert werden. Ein großer Nachteil ist hier neben der
Beeinträchtigung der Oberfläche durch die Aussparungen auch die Problematik der
Bohrlochherstellung im dichtbewehrten Rohbau.
Erreichbare parallele Flächen
Druckschraube für reine
Druckbeanspruchung
Luftspaltdehanker + Druckschraube
für Zug- und Druckbeanspruchung
Spannverbindung SPV
für Druck- und Zugbeanspruchung

Erreichbare orthogonale Flächen
Nicht erreichbare Fassadenzwischenräume
HKZ-Lasche
als reine Zuglasche oder für kombinierte
Zug- und Druckbeanspruchung
Windanker Typ HALFEN WDI-7,0
Für Zug- und Druckbeanspruchung
Montage von außen

Diverse Hülsen als Oberteile
Edelstahldorn
Diverse Hülsen als Unterteile
Verstiftungen
für die zug- und druckfeste Halterung nicht
zugänglicher unterer Plattenränder an
darunterliegenden Platten
Für spezielle Bauteile, bei denen die Verwendung von Hängezugankern nicht möglich ist,
gibt es entsprechende anderweitige Anker. Umschließt die Platte den oberen
Rohbauabschluss winkelförmig, ist der Fassadenzwischenraum zur Montage der
Fassadenplattenanker von oben nicht mehr zugänglich. Hier werden zur Auflagerung der
Platten je zwei Winkelplattenanker benutzt. Zur zwängungsfreien Lagerung ist ein Anker
mit einer elastischen Umhüllung einzubauen.

Winkelplattenanker Typ WPA
Elastische Umhüllung
Steht zur Befestigung z.B von Brüstungsplatten nur eine Decke und keine Wand zur
Verfügung, erfolgt die Auflagerung der Platten mit Brüstungsankern.
Die Brüstungsanker sind über die Anschlussbewehrung biegesteif in der Fassadenplatte
eingespannt. Daher kann auf zusätzliche Horizontalanker verzichtet werden. Die Auswahl
der benötigten Profilgröße erfolgt über das Kragmoment am vorderen Deckenauflager des
gekanteten Profils. Im Rahmen des statischen Nachweises werden weitere Profilwerte der
Typenprüfung nachgewiesen. Hiefür steht dem Planer ebenfalls eine kostenlose Software
zur Verfügung.
Trotz der Vielzahl der vorgestellten Verankerungssysteme kann dieser Artikel lediglich
einen exemplarischen Auszug der Ausführungsvarianten und Einsatzmöglichkeiten
darstellen. Vor diesem Hintergrund wird deutlich, dass eine detaillierte Planung im

Vorfeld unumgänglich ist. Der Fassadenplaner bzw. das Fertigteilwerk sollten dem
Architekten schon frühzeitig, d.h. bereits im Entwurfsprozess, beratend zur Seite stehen.
Bei der Planung ist vom Ingenieur ein hohes Maß an Erfahrung und Kreativität gefragt, um
aus den angebotenen Systemkomponenten die jeweils wirtschaftlichste und
montagefreundlichste Lösung auszuwählen. In dieser Planungsphase ist die detaillierte
und maßstabsgerechte Zeichnung der Verankerungspunkte unumgänglich. Dadurch wird
die vor allen Dingen bei geringen Bauteilabmessungen notwendige geometrische Kontrolle
der Einbaupositionen gewährleistet, außerdem bietet sich an dieser Stelle eine letzte
Abstimmungsmöglichkeit mit der Rohbauplanung. Die CAD-Dateien der Einbauteile
werden dem Planer vom Hersteller kostenlos zur Verfügung gestellt.
Ein Aufmaß des Rohbaus sollte frühestmöglich erfolgen, um Abweichungen bei der
Planung der Verbindungsmittel berücksichtigen zu können. Spätestens vor der Montage
der Fertigteile ist ein Aufmaß des Rohbaus und der dort verbauten Verbindungselemente
durch die Arbeitsvorbereitung zwingend erforderlich. Nur so kann wenn nötig die
Verankerung noch kurzfristig modifiziert werden. Teure Verzögerungen bei der Montage
durch vor Ort nicht mehr kompensierbare Planabweichungen können so vermieden
werden.
Um Fehler bei Planung und Ausführung zu vermeiden, sollte der Beratungsservice der
Ankersystemhersteller frühzeitig genutzt werden. Wird dieser erst bei Problemen während
der laufenden Montage herangezogen, sind dessen Möglichkeiten der Einflussnahme
begrenzt.
Sind sich alle Beteiligten des Anspruchs bewusst, den die Verankerung von
großformatigen vorgefertigten Stahlbetonelementen an die Planung stellt, steht der
einsetzenden Wiederbelebung der Betonfertigteilfassade in der aktuellen Architektur nichts
mehr im Wege.