Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

54. BetonTage Kongressunterlagen |
In order to fulfi ll the requirements of the current
EnEV, thermal protection must be clearly increased from
the U-value of around 0.35 W/(m 2 K) demanded prior to
the implementation of EnEV 2002. For that reason, the
suppliers of precast wall elements of lightweight concrete
frequently optimize their systems with an external insulation
based on highly insulating polystyrene and polyurethane
rigid foams. Many clients, however, often wish
to have an external wall of purely mineral construction.
The specifi cations for these walls are only very diffi cult to
achieve without comprehensive system optimization with
the requirements imposed today by the EnEV 2009. Current
developments should moreover also take into account
the additional requirements on the thermal insulation to
be implemented in EnEV 2012/13. In a reference case
planned in anticipation of the latest amendment of the
EnEV, a further lowering of the transmission heat losses
of the building envelope of at least 15% is to be achieved.
The U-value of the external wall is to be reduced to below
0.24 W/(m 2 K).
On the example of a wall element of lightweight concrete
that used to be in demand on the market, in the form
of a story-high loadbearing wall panels with fi ller blocks
(hollow or solid blocks of lightweight and normal concrete
– national technical approval: Z – 17.1-343), possibilities
for improvements will be discussed with which the timetested
system construction method of purely mineral construction
in such popular demand on the market can be
upgraded and improved to not only satisfy today’s requirements
on thermal insulation, but which also reliably complies
with the planned EnEV 2012. A major advantage of
the wall panel system analyzed is moreover that it does
not involve a purely monolithic construction method, but
a structural component composed of a variety of loadbearing
and functional thermal insulation layers.
In the case of the precast wall element investigated,
Fig. 1 shows a horizontal section through the wall system.
Lightweight concrete blocks VBL 2-06 are here used as fi llers
in the loadbearing core area of the thermally-insulating
precast wall element. The fi ller blocks are embedded
in a structural lightweight concrete with closed structure
of strength class LC12/13. The value of the thermal conductivity
of the most favorable materials variant relevant
for the technical approval of the wall element was l = 0.27
W/mK. In order to satisfy the requirements of the old
EnEV, a supplemental mineral thermal insulation mortar
coating of 10 cm thickness already had to be provided to
give the entire wall element a U-value of 0.35 W/(m 2 K),
fulfi lling in this way the requirements of EnEV 2007. The
adjustment of the wall panels to the EnEV 2009 thus requires
a fundamental optimization of the system. The
project is subsidized with funds from the Central Innovation
Program of Small- and Medium-sized Businesses
(ZIM) within the scope of a project of the Federal Ministry
of Economics and Technology.
In this context, research and development projects,
particularly theoretical analyses on the thermal optimization
of the system structure, are underway. For the fi ller
blocks, attention focuses here not only on the solid blocks
of lightweight concrete with open structure and with high
thermal insulation, but also on hollow-block formats
which, purely theoretically, can boost the thermal insulation
of the wall panels when fi lled with a mineral fi lling
with good thermal insulation properties. In addition, the
BFT 02/2010
Podium 7
cke aus Leicht- und Normalbeton) gefertigt wurde (Allgemeine
bauaufsichtliche Zulassung: Z – 17.1-343), sollen
mögliche Verbesserungen erörtert werden, mit denen die
in der Baupraxis bewährte und infolge ihrer rein mineralischen
Bauweise stark nachgefragte Systembauweise so
ertüchtigt und verbessert werden kann, dass sie nicht nur
den heutigen Anforderungen an den Wärmeschutz genügt,
sondern auch die in der Planung befi ndliche EnEV
2012 sicher erfüllt. Wesentlicher Vorteil des analysierten
Wandtafelsystems ist es zudem, dass es sich nicht um
eine rein monolithische Bauweise handelt, sondern um
ein Bauteil, das sich aus verschiedenen tragenden und
wärmedämmenden Funktionsschichten zusammensetzt.
Im Fall des untersuchten Wandfertigteils zeigt Abb. 1
einen horizontalen Schnitt durch das Wandsystem. So
fi nden im tragenden Kernbereich des wärmedämmenden
Wandfertigteils Leichtbetonvollblöcke VBL 2-06 als
Füllsteine Verwendung, die in einen gefügedichten Konstruktionsleichtbeton
der Festigkeitsklasse LC12/13 eingebettet
sind. Diese wärmetechnisch günstigste Materialvariante
nimmt entsprechend der bauaufsichtlichen
Zulassung einen Wert für die Wärmeleitfähigkeit der
Wandtafel von l = 0,27 W/mK ein. Um den alten EnEV-
Anforderungen zu genügen, musste bereits eine ergänzende
10 cm dicke mineralische Wärmedämmmörtelebene
angeordnet werden, die dem gesamten Wandelement
einen U-Wert von 0,35 W/(m2K) verlieh und somit den
Anforderungen der EnEV 2007 genügte. Eine Anpassung
der Wandtafeln an die EnEV 2009 erfordert somit eine
grundlegende Systemoptimierung, die im Rahmen eines
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
geförderten Vorhabens mit Mitteln des Zentralen Innovationsprogramms
Mittelstand (ZIM) gefördert wird.
In diesem Zusammenhang werden im Forschungs-
und Entwicklungs-Vorhaben insbesondere rechnerische
Analysen zur wärmetechnischen Optimierung des Systemaufbaus
vorgenommen. Bei den Füllsteinen gilt die
Aufmerksamkeit dabei nicht nur den hochwärmedämmenden
Vollblöcken aus haufwerksporigem Leichtbeton,
sondern auch Hohlblockformaten, die rein rechnerisch
mit einer gut wärmedämmenden mineralischen Füllung
der Kammern zu einem höheren Wärmewiderstand der
Wandtafeln führen können. Ferner wird an der Rezeptur
des gefügedichten Konstruktionsleichtbetons gefeilt, um
die geforderte Festigkeitsklasse LC 12/13 zielsicher auch
mit einem Leichtbeton der Rohdichteklasse D1.0 erreichen
zu können. In Tab. 1 und Abb. 2 ist die Abhängigkeit
der Wärmeleitfähigkeit von Leichtbetonen (LC) und haufwerksporigen
Leichtbetonen von der Rohdichte aufgezeigt.
So wird angestrebt, nur solche Rezepturen zum
Einsatz zu bringen, die eine Wärmeleitfähigkeit von
l = 0,49 W/(mK) sicherstellen. Darüber hinaus muss auch
die außenseitig der Wandtafel vorgesetzte Wärmedämmebene
verbessert werden. Hier kommen bislang gefügedichte
Leichtbetone zum Einsatz, die aus einer Blähglaskörnung
hergestellt werden. Bisherige Optimierungsversuche
führten nicht zu den gewünschten
Ergebnissen. Alternativ werden gegenwärtig gefügedichte
zementsteinporige Leichtkornbetone untersucht und so
an die Bedürfnisse der Forschungsaufgabe angepasst,
dass mit dem Einsatz hochwirksamer chemischer Poren-
oder Schaumbildner eine optimale geschlossenzellige
Porenstruktur in der Zementsteinstruktur erzeugt wird.
Dipl.-Ing. Dott. Mag. Albrecht
Gilka-Bötzow,
Technische Universität
Darmstadt
gilka-boetzow@massivbau.
tu-darmstadt.de
Geb. 1982; 2003–2009
Doppeldiplomstudium des
Bauingenieurwesens an der
Technischen Universität Dresden
und der Universität Trient;
Vertiefung in werkstoff kundlichen
und bauphysikalischen
Themen; seit September 2009
wissenschaftlicher Mitarbeiter
am Institut für Massivbau,
Fachgebiet Werkstoff e im
Bauwesen an der Technischen
Universität Darmstadt.
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