4 Beanspruchungen der Abdichtung
Um das richtige Material dauerhaft und funktionsgerecht einsetzen zu können, muss der Planer oder der ausführende Betrieb die später auftretende Bewegung im Vorfeld berechnen oder zumindest abschätzen können, um die Zulässige Gesamtverformung (ZGV) eines Dichtstoffs nicht zu überfordern.
Das jeweils eingesetzte Material wird nicht nur durch Dehn-/Stauchbewegungen beansprucht, sondern gleichzeitig auch in Form von Scher- und Schälbewegungen.
Die Fuge muss daher, um materialgerecht abgedichtet werden zu können, ausreichend dimensioniert sein.
Das jeweils eingesetzte Material wird nicht nur durch Dehn-/Stauchbewegungen beansprucht, sondern gleichzeitig auch in Form von Scher- und Schälbewegungen.
Die Fuge muss daher, um materialgerecht abgedichtet werden zu können, ausreichend dimensioniert sein.
4.1 Ursachen der Bewegungen im Fuge nbereich
Der wesentliche Faktor der Veränderungen im Fugenbereich ist neben der Windbelastung die temperaturbedingte Längenänderung der Bauelemente.Diese Längenänderung wird von drei Faktoren beeinflusst:
- Linearen, spezifischen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Baustoffs (α)
- Temperaturdifferenz zwischen Sommer und Winter an der Fassade
- Länge des Bauelementes
4.1.1 Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient
Jeder Baustoff hat einen bestimmten Ausdehnung skoeffizienten, der die Längenänderung eines Bauelementes bei Temperaturänderungen beschreibt.Baustoffe | Koeffizient α[1/°C] ( Faktor x 10 -6) | Ausdehnung bei ΔT = 100°C in mm pro Meter | |
Metalle | Aluminium | 24 | 2,4 |
Stahl | 13 | 1,3 | |
Nicht rostender Stahl | 10 - 16 | 1,0 - 1,6 | |
Stahl | |||
Kupfer | 16,5 | 1,6 | |
Messing | 18,5 | 1,8 | |
Zementgebundene Baustoffe | Beton | 6 - 14 | 0,6 – 1,4 |
Mauerwerk | 5 | 0,5 | |
Porenbeton | 11 | 1,1 | |
Zementmörtel | 10 - 13 | 1,0 – 1,3 | |
Trockenbau -Elemente | Gipsfaserplatte | 8 | 0,8 |
Gipskartonplatten | 4 | 0,4 | |
Holzspanplatte | 30 | 3 | |
Kunststein | Klinker | 7 | 0,7 |
Keramische Platten | 6 | 0,6 | |
Kalksandstein | 8,5 | 0,85 | |
Holz | 7 | 0,7 | |
Naturstein e | Marmor | 2 - 20 | 0,2 – 2,0 |
Travertin | 7 | 0,7 | |
Sandstein | 12 | 1,2 | |
Kunststoffe | Acrylglas | 80 | 8,0 |
Hart-PVC | 80 | 8,0 | |
Polycarbonat | 70 | 7.0 | |
Floatglas | 9 | 0,9 |
4.1.2 Die Temperaturdifferenz
Insbesondere bei Metallen ist die Farbgebung der Oberfläche von wesentlicher Bedeutung für die Belastungen in der Fuge .Je dunkler der Farbton, umso höher ist die Oberflächentemperatur bei Sonneneinstrahlung und damit die Temperaturdifferenz zwischen warmer und kalter Jahreszeit.
Tabelle 2 zeigt die maximalen Oberflächentemperaturen (Sonneneinstrahlung im Sommer) der einzelnen Farbgebungen
Farbton | Maximale Oberflächentemperatur (°C) | Tönung |
Weiß, Gelb, Hellelfenbein | 40 – 50 | Hell getönt |
Orange, Blutorange, Feuerrot | 50 – 65 | Mittel getönt |
Rubinrot, Brilliantblau, Enzianblau, Resedagrün, Silbergrau | 65 - 80 | Dunkel getönt |
Anthrazit, Schwarz | 90 |
4.1.3 Berechnung der Bewegung in der Fuge
Aus den drei Faktoren- Linearer Ausdehnung skoeffizient (α)
- Temperaturdifferenz in °C (ΔT)
- Länge des Bauteils in mm (L)
Berechnungsformel der Bewegung
Bewegung in mm (Längenänderung ΔL) = α x ΔT x L
Zur Berechnung der Temperaturdifferenz wird die untere Temperatur im Winter auf -20 °C festgelegt.
Berechnung am Beispiel eines 2 m langen Fassadenelements aus Aluminium hellgetönt und einer Temperaturdifferenz von 70°C im Außenbereich (von -20 °C bis +50 °C )
Längenänderung: 24 x 10ˉ6 1/°C x 70°C x 2000 mm = 3,4 mm
4.1.4 Berechnungsformel zur Errechnung der erforderlichen Fuge nbreite:
Zugelassen für die Fassade im Außenbereich nach DIN EN 15651-1 sind spritzbare Dichtstoffe mit einer ZGV von 7,5 % bis 25 %.Zugelassen für die Fassade im Außenbereich nach IVD sind spritzbare Dichtstoffe mit einer ZGV von min. 20 % bis 25 %, im Innenbereich aufgrund der geringeren Belastung min. 12,5 %.
Berechnungsformel: Längenänderung in mm x 100 ZGV des Dichtstoffs
ZGV | 25 % | 12,5 % |
Fugenbreite für eine Längenänderung von 2 X 3,4 mm und einer Einbautemperatur von 20° C | 14 mm | 27 mm |
Schlussfolgerung
Um einen elastischen Dichtstoff mit einer ZGV von 25 % nicht zu überfordern, muss die Fugenbreite zwischen 2 m langen Aluminiumelementen und einer zu erwartenden Temperaturdifferenz von 70 °C also mindestens 14 mm betragen.
Bei Dichtstoffen mit einer geringeren ZGV muss die Fuge deutlich breiter ausgeführt werden.