Zur Sanierung von Kassettenprofilfassaden mit einer neuen Außenschale aus Sandwichelementen

Abstract

Ambitionierte klimapolitische Ziele und steigende Energiepreise führen dazu, dass das Bauen im Bestand und energetische Sanierungen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Kassettenprofilfassaden aus der Anfangszeit dieser Bauweise eignen sich u. a. wegen ihrer aus heutiger Sicht schlechten Wärmeschutzeigenschaften in besonderem Maße für eine energetische Sanierung. Ihr modularer Aufbau erlaubt eine Sanierung ohne vollständigen Rückbau der Bestandsfassade, sodass Ressourcen geschont und Nutzungsausfälle vermieden werden können. Sandwichelemente vereinen die Funktionen „Tragen“, „Dichten“ und „Dämmen“ in einem Bauteil. Wegen ihrer hervorragenden Wärmedämmeigenschaften in Kombination mit sehr geringen Produktions- und Montagekosten eignen sie sich folglich sehr gut als Sanierungsbauteil. Die vorliegende Dissertation umfasst eine systematische Analyse des innovativen Ansatzes, Kassettenprofilfassaden ohne vollständigen Rückbau mit einer neuen Außenschale aus marktüblichen Sandwichelementen energetisch zu sanieren. Neben einer Bestandsaufnahme von sanierungsgeeigneten Kassettenprofilfassaden und bauphysikalischen Berechnungen liegt der Fokus dieser Arbeit auf statisch-konstruktiven Betrachtungen. Diese beziehen sich auf den Anwendungsfall, dass die bestehenden Kassettenprofile im Rahmen einer energetischen Sanierung erneut statisch nachgewiesen werden müssen, was mit den bisherigen Bemessungsansätzen für Kassettenprofile und Sandwichelemente nicht möglich war, weil die dazu erforderlichen wissenschaftlichen Hintergrundinformationen fehlten. Im Rahmen dieser Arbeit wird zunächst untersucht, welchen Einfluss veränderte Windlastannahmen auf den erneuten statischen Nachweis einer Kassettenprofi-fassade haben. Anschließend folgen Untersuchungen zur Aussteifung von Kassettenprofilen durch Sandwichelemente. Hierbei wird untersucht, inwieweit eine Sandwichelement-Außenschale die schmalen Obergurte der Kassettenprofile gegen seitliches Ausweichen stabilisieren kann. Darüber hinaus wird untersucht, welchen Einfluss die Steifigkeit einer Sandwichelement-Außenschale in Längsrichtung der Kassettenprofile hat. Dem folgend, werden Untersuchungen zum Lastfall Temperaturdifferenz durchgeführt, bei dem infolge von Temperaturgradienten zwischen den Deckschichten der Sandwichelemente Zwängungskräfte entstehen, die die Kassettenprofile nach der Sanierung zusätzlich belasten. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse werden in Form von Berechnungsverfahren, Konstruktionsregeln, Bemessungskonzepten und Bemessungshilfen praxistauglich aufbereitet, sodass der erneute statische Nachweis der Kassettenprofile mit einer neuen Außenschale aus Sandwichelementen nun möglich ist.