Brandschutz.

Massive Baustoffe haben große Vorteile im Brandfall: Sie sind unbrennbar, entwickeln weder Rauch noch giftige Dämpfe und verzögern darüber hinaus auch die Brandausbreitung in benachbarte Räume und Gebäude.

Untersuchungen am ehemaligen Institut für Baustoffl ehre, Bauphysik und Brandschutzder TU Wien haben ergeben, dass das Brandrisiko im Wohnbau entscheidend von der Bauweise der betroffenen Gebäude abhängt.

Massive Bauten sind gegen Fehler in der Bauausführung und bei Installationen weitgehend unempfi ndlich, das heißt, die Konstruktion ist ohne besondere Maßnahmen brandsicher herstellbar. Dieser Faktor verdient besondere Beachtung, denn durch den vielfältigen Einsatz neuer Technologien in Privathaushalten werden immer mehr Leitungen verlegt.

Ausschlaggebend für die Sicherheit ist vor allem die Tragfähigkeit aller Wände, Stützen, Decken und anderer Bauteile. Im Falle eines Brandes bleibt die Standfestigkeit eines massiven Gebäudes erhalten. Das bringt nicht nur Vorteile bei der Brandbekämpfung, massive Häuser sind nach einem Brand auch leichter zu sanieren.

Das Brandrisiko im Wohnbau hängt entscheidend von der Bauweise ab.

Lärm ist eine der am stärksten spürbaren Umweltbelastungen. Neben der Wahl der richtigen schalldämmenden Baustoffe kommt es auch auf die fachgerechte Verarbeitung und die Einhaltung der Regeln für einen effektiven Schallschutz an. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass der Schallschutz eines Baustoffes mit dessen Raumgewicht zunimmt.

Lärm im Wohnbereich kann entweder von außerhalb des Gebäudes kommen oder innerhalb des Gebäudes entstehen. Der Lärmschutz im Freien erfolgt vor allem durch Lärmschutzelemente, zumeist an Verkehrswegen („Lärmschutzwände“ an Autobahnen usw.). Für den Schutz des Inneren eines Gebäudes muss beim Bau des Gebäudes selbst Sorge getragen werden.

Entstehung und Ausbreitung von Schall:
In einer Geräuschquelle werden Schwingungen erzeugt, die sich in den umgebenden Medien (z.B. Luft, Wasser oder feste Stoffe) ausbreiten. Wenn die Wellen dann wieder auf eine Membran treffen, z.B. auf unser Ohr, dann wird diese wieder als Geräusch wahrgenommen. Je dichter das Medium, in dem sich der Schall ausbreitet ist, desto stärker werden die Schwingungen absorbiert, andrerseits breiten sie sich auch schneller aus. Schwimmer in offenen Gewässern kennen das Phänomen, wenn ein Motorboot in der Nähe fährt: Über Wasser hört man das Boot in der Nähe lauter und wenn es weiter weg ist leiser, aber man hört es noch in ziemlich weiter Entfernung. Unter Wasser, im dichteren Medium hört man das Boot lauter, es scheint viel näher zu sein. Wenn es sich aber entfernt, dann hört man früher als in der Luft nicht mehr. Das dichtere Medium Wasser leitet die Schallwellen zwar schneller, absorbiert sie aber früher.

Schallmessung und Empfindung:
Gemessen wird der Lärm in Dezibel (dB). Ein Sprung um 10 dB vermittelt den Eindruck, dass sich die Lautstärke verdoppelt hat, eine Änderung um 1 dB ist hingegen kaum hörbar. Das Geräuschempfinden hängt aber auch vom Grundgeräuschpegel, jener Geräuschkulisse, die uns Tag und Nacht umgibt, ab. Geräuschen, die um 10 dB über diesem Grundgeräuschpegel liegen, gelten als unangenehm. Bzw. unzumutbar. Die Schmerzgrenze ist bei 120 dB erreicht.

Bei der Planung von bewohnten Gebäuden muss auf diese Gegebenheiten Rücksicht genommen werden. Schlaf und Wohnräume werden im Normalfall so geplant, dass sie in dem, dem Lärmerreger abgewandten Teil des Hauses liegen. Dazu kommt noch der bauliche Lärmschutz gegen Schallübertragung von außen und innerhalb des Gebäudes.

Masse des Bauteiles ist wesentlicher Schalldämmfaktor:
Das Diagramm zeigt sehr deutlich, dass die Schalldämmung mit der flächenbezogenen Masse deutlich zunimmt, schwerere Stoffe dämmen also wesentlich besser.

Normen bringen Sicherheit im Schallschutz
Die Empfehlungen in der ÖNORM B 8115-2 bringen bei der Bemessung des Schallschutzes weitgehende Sicherheit der Planung, vor allem auch in Hinblick auf zunehmend Europäisch beeinflusste Richtlinien der Bauordnung. Der Nachweis eines entsprechenden Schallschutzes fällt in die Kompetenz von einschlägig berechtigten Ziviltechnikern oder Sachverständigen wie Baumeistern.

Hinweise für den Schallschutz aus der
Praxis von Experten:

Lärmschutz im Bau

•		Massive Baustoffe für tragende Bauteile Massive Baustoffe haben große Masse und haben daher beste Voraussetzungen für optimalen Schallschutz.
•		Schwere Bauteile dämpfen Schallschwingungen Schwere Bauteile verbrauchen für die Weiterleitung von Schall viel Energie und dämpfen daher die Übertragung sehr gut. Allerdings leiten sie den Schall sehr schnell weiter, die Schallquelle erscheint daher näher (Beispiel: Bootsgeräusche beim Tauchen oder Schwimmen mit Kopf unter Wasser)
•		Leichtere Bauteile schalltechnisch von tragenden Teilen trennen. Leichte Bauteile sollten erst gar nicht erst von Körperschallschwingungen erreicht werden. Sie würden diese sehr gut weitergeben. Abhilfe gegen die „ungebremste“ Weiterleitung bringen mehrschalige Bauweisen in entsprechenden Konstruktionen.
•		Öffnungen (auch kleinste) vermeiden Luftschall wird durch jede – und sei sie auch noch so kleine – Öffnung übertragen. Sie kennen sicher das Experiment, wie man mit Trichtern und einem Gartenschlauch Sprache übertragen kann?

•		Kompakte, möglichst große Einheiten zusammenfassen - Mehrfamilienhaus
•		Konsequente konstruktive Trennung von Bauteilen – Reihenhaus getrennt durch Doppelwand
•		Kraftschlüssige Ausbildung von Knoten und Kreuzungspunkten Schwingungsenergie kann gut an angrenzende, ebenfass massive, schwere, gut Schall schluckende Teile verteilt werden
•		Möglichst biegesteife Gestaltung von tragenden Bauteilen Die Bauteile sind dadurch och schwerer in Schwingung zu versetzen
•		Vermeidung der Anregung großer Wand oder Deckenflächen Über oder unter Wand soll wieder Wand stehen!
•		Vermeidung direkter Schallanregung von Massiven Bauteilen Schallquellen (z.B. Lautsprecher) schwingungstechnisch von Bauteil trennen, dadurch keine Übertragung von Körperschall auf den Bauteil
•		Schalltechnische Trennung von Bauteilen optimieren Dämmplatten, elastische Unterlagen, dauerelastische Fugend oder entsprechende Montagehilfen trennen unvermeidlich mit Schall angeregte Bauteile (z.B. Estrich, Stiegenlauf, Fliesen) von den massiven Bauteilen
•		Schalltechnische Optimierung des Haustechnikbereiches Einsatz schalltechnisch richtiger Materialien auch im Bereich der Haustechnik beachten!

•		Schallschutz ist in allen Bauordnungen und in vielen Förderrichtlinien geregelt
•		Die einschlägige ÖNORM ist die ÖNORM B 8115 Teil 1 bis 4

•		Wirksamer Schallschutz ist im Massivbau vergleichsweise leicht zu erzielen
•		Wenige Grundregeln sichern wirksamen Schallschutz im Massivbau
•		In allen Bauphasen (von der Planung bis zum Ausbau) können diese Grundregeln beachtet werden und den Schallschutz sichern
•		Die Sicherstellung des Schallschutzes ist in keiner anderen Bauweise so leicht möglich, wie im Massivbau

Wärmespeicherung darf nicht mit Wärmedämmung verwechselt werden. Während die Wärmedämmung mit zunehmendem Raumgewicht abnimmt, nimmt die Wärmespeicherung zu. Eine gute Wärmespeicherung bewirkt:

• langsames Aufheizen der Räume
• langsames Auskühlung bei Heizungsunterbrechung
• geringe Temperaturschwankungen im Raum
• verzögerte Wärmeabgabe bei Sonnenbestrahlung von außen

Die hohe Wärmespeicherung ist überall dort erstrebenswert, wo Räume dauernd beheizt werden, besonders wirksam aber auch bei Sonneneinstrahlung im Sommer. Das langsame Aufheizen bewirkt, dass sich die Räume während des Sommertages nicht voll erwärmen und in der Nacht durch die Wärmeausgabe der Wände nicht voll auskühlen. Gerade in Dachgeschoßen wäre eine gute Speicherfähigkeit wichtig und kann dort wegen der aus statischen Gründen oft eingeschränkten Ausbaulasten nicht immer erreicht werden. Eine geringe Speicherfähigkeit ist hingegen bei allen Räumen erwünscht, die nur eine kurze Benutzungsdauer aufweisen und rasch aufgeheizt werden sollen.

Bauteile, die sich in einer Umgebung mit höherer Temperatur befinden, haben das Bestreben, Wärme aus der sie umgebenden Luft aufzunehmen. Wird während dieses Vorgangs der Luft keine Wärme zugeführt, so kühlt sie wegen der Wärmeabgabe an den Bauteil ab. Wird die Luft erwärmt, so verringert die Wärmespeicherung die Aufheizung bzw. verlangsamt sie.
Die in den Bauteil eindringende Wärme wird im Bauteil so lange gespeichert, wie die Umgebungstemperatur größer als die Bauteiltemperatur ist. Die speicherbare bzw. gespeicherte Wärmemenge ist dabei abhängig vom WÄRMESPEICHERWERT der Konstruktion und der Temperaturdifferenz zwischen Bauteil- und Lufttemperatur. Werden zwischen der Wärme abgebenden Luft und der Wärme speichernden Bauteilschicht Wärmedämmschichten angeordnet, so verringert sich die Wärmspeicherfähigkeit dadurch, dass nur noch die geringere Temperaturdifferenz zwischen Dämmschicht und Wärmespeicherschicht wirksam wird. Bei diesen Bauteilen verändert sich als die Wärmespeicherfähigkeit je nach Richtung des Wärmestromes. Es ergibt sich dadurch eine unterschiedliche innere und äußere Wärmespeicherfähigkeit.

Abbildung 010.4-02: Wärmeträgheit [25]

Abbildung 010.4-03: Temperaturamplitudendämpfung und Phasenverschiebung [25]

Beispiel 010.4-01: Vereinfachte Berechnung der speicherwirksamen Masse – Stahlbeton


Beispiel 010.4-02: Vereinfachte Berechnung der speicherwirksamen Masse – Vollziegel

Bauen mit Holzspan-Mantelsteinen und –Dämmplatten = Sicherheit bei Erdbeben

Wie sicher sind unsere Gebäude ?
Das Erdbeben in den frühen Morgenstunden des 11. Juli 2000 rückte diese Frage schlagartig in den Mittelpunkt, obwohl die Intensität von Erdbeben in Österreich im allgemeinen gering ist. Dennoch waren bereits die Erdbeben in den Jahren 1972 im Raum SEEBENSTEIN, vor allem aber das katastrophale Erdbeben am 6. Mai 1976 in FRIAUL (Italien) aufgrund der auch in Österreich zu verzeichnenden Auswirkungen der Anlaß, sich in Österreich intensiver mit den Themen „Erdbeben“ und „Erdbebensicheres Bauen“ auseinanderzusetzen.

Das Erdbeben in unserem südlichem Nachbarland Italien zeigte nämlich, daß in erster Linie Gebäude in vermauerten (vermörtelten) Bauweisen aus Ziegeln zerstört oder beschädigt wurden, während hingegen Gebäude in Mantelbeton-Bauweise oder Skelettbauten mit steifen Ausfachungen selbst im Zentrum des Erdbebengebietes nur leichte Schäden aufwiesen.

Dies war für den Arbeitskreis „Naturbaustoffe - Holz-Mantelbeton“ der Anlaß, die Erdbebensicherheit von Gebäuden genauer zu untersuchen.
Von der Technischen Universität GRAZ und dem Kärntner Erdbebenexperten und Zivilingenieur für Bauwesen Dipl.-Ing. Peter SCHALLASCHEK wurde ein Versuchsprogramm entwickelt, bei dem geschoßhohe, 2,50 m breite Wandscheiben jenen Belastungen ausgesetzt wurden, die in einem Gebäude im Erdbebenfall an einer zwischen Öffnungen liegenden Wandscheibe auftreten. Dies sind vor allem horizontale Belastungen, wobei die Schubfestigkeit des Mauerwerks auf die Probe gestellt

In einem sogenannten Schubrahmen wurden die Prüfkörper unter vertikaler Last (Druck) und variabler, horizontaler Schubkraft mit auf und abschwellender Intensität bis zum Bruch belastet.

Die Mantelstein-Mauerwerksprüfkörper zeigten hinsichtlich ihres Tragverhaltens klassische Scheibenwirkung und zeichneten sich durch besondere Zähigkeit (Duktilität), bzw. eine starke interne Dämpfung aus, die Aufschaukelungen entgegenwirkt und einen Teil der Erdbeben-energie schluckt; dies ist darauf zurückzuführen, daß der Füllbeton in den Holzspan-Mantelsteinen und –Dämmplatten ein vielfach ausgesteiftes, geschlossenes Gittersystem, bzw. eine kompakte Scheibe bildet..

Wand-Längsschnitt	Wand-Querschnitt

Wand-Waagschnitt

Abb. 3 : Struktur von Mantelsteinwänden

Bei den mit Netzarmierung armierten Prüfkörpern wurde eine beachtliche Steigerung der Duktilität um 50% erzielt, wodurch diese nicht bis zu einem sichtbaren Bruch belastet werden konnten

Ziegel-Mauerwerksprüfkörper zeigten hinsichtlich ihres Tragverhaltens nur geringe Scheibenwirkung.

Die tragischen Erdbebenereignisse in der Türkei und in Griechenland im Jahre 1999 waren für den Arbeitskreis „Naturbaustoffe – Holz-Mantelbeton“ neuerlich Anlaß, an Hand der aufgetretenen Zerstörungen und Schäden die im Jahre 1992 durchgeführte Forschungsarbeit über „Erdbebensicherheit von Mauerwerk“ zu überprüfen und gegebenenfalls neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Deshalb haben Dipl.-Ing. SCHALLASCHEK und Dipl.-Ing. RADHUBER im Auftrag des Arbeitskreises „Naturbaustoffe – Holz-Mantelbeton“ und des VÖB-Verbandes österr. Beton- u. Fertigteilwerke das osteuropäische Erdbebengebiet bereist und dabei folgendes festgestellt :

Massive Zerstörungen und Schäden traten vor allem bei vermörtelten Mauerwerksbauten und Skelettbauten mit „weichen“ Ausfachungen auf.

Mantelbetonbauten und Skelettbauten mit ausreichend dimensionierten und armierten Scheiben wiesen nahezu keine Schäden auf.

Damit wurden die Ergebnisse der Forschungsarbeit „Erdbebensicherheit von Mauerwerk“ (1992) überzeugend bestätigt.

Die Erkenntnisse aus der Forschungsarbeit wurden auch bei der Neufassung der ÖNORM B 4015-1 – „Belastungsannahmen im Bauwesen – Erdbebeneinwirkungen“ berücksichtigt, die 1997 auf Basis der Europäischen Norm ENV 1998 – „EUROCODE 8 – Maßnahmen und Bemessungsregeln zur Ermittlung der Erdbebenbeanspruchbarkeit von Tragwerken“ grundlegend überarbeitet wurde.

Diese ÖNORM hat folgende Zielvorstellungen :

1.		Bauwerke müssen schwache Erdbeben ohne Schäden überstehen
2.		An Bauwerken dürfen nur solche Schäden entstehen, welche die Gebrauchstauglichkeit nicht wesentlich beeinträchtigen.
3.		Um auch einen begrenzten Schutz vor größeren Erdbebeneinwirkungen zu bieten, ist ein duktiles Verhalten des Bauwerks erforderlich. Je mehr plastische Verformungsreserven vorhanden sind, desto geringer ist die Gefahr eines totalen Bauwerkseinsturzes.

Die Berechnungen basieren dabei auf einer Erdbebenbelastung, die mit 90 % Wahrscheinlichkeit innerhalb von 50 Jahren nicht überschritten wird. Aufgrund der Erdbebenforschung in den letzten Jahrzehnten ergeben sich in der neuen ÖNORM für zahlreiche Gebiete, wie z.B. in Wien, deutlich höhere Werte der Seismischen Belastung als bisher angenommen.

Auch unter Beachtung dieser wesentlich verschärften Anforderungen sind in erster Linie Wände aus Holzspan-Mantelsteinen und -Dämmplatten, sowie Skelettbauten mit ausreichend dimensionierten und armierten Scheiben für die Ausführung von erdbebensicheren Gebäuden bestens geeignet.