Fachgerechte Montage

I Gründe sind höhere Fenstergewichte, größe- re Abmessungen, „liegende“ Fensterformate, geringere Tragfähigkeiten hochwärmedämmender Außenwände sowie die Montage in Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) und Leichtbauwänden. Dadurch gibt es zunehmend Montagesituationen, bei denen allein nur die Beachtung der bekannten Befestigungsregeln (Anordnung von Tragklötzen, Einhaltung von Befestigungs- und Eckabständen) nicht mehr ausreichen. Nach VOB/C ATV DIN 18355, Tischlerarbeiten, Abschnitt 3.5.1, sind Bauteile so zu befestigen und aufzulagern, dass die Kräfte sicher in den Baukörper übertragen und Bewegungen aus den Bauteilen aufgenommen werden. Ebenso fordert die ATV DIN 18360, Metallbauarbeiten, in Abschnitt 3.1.4.2, dass die Verankerungen der Bauteile im Baukörper so anzubringen sind, dass das Übertragen der Kräfte in den Baukörper gesichert ist. Eine steigende Zahl von Befestigungsproblemen und Schadensfällen zeigt, dass Handlungsbedarf besteht. Damit nicht für jede Fenstermontage eine objektspezifische statische Bemessung im Rahmen der Werkstatt- und Montageplanung durchgeführt werden muss, ist eine differenzierte Betrachtung notwendig. Der neue Leitfaden zur Montage (LzM) definiert deshalb in Kapitel 5 drei Anwendungsfälle (siehe Bild oben). Diese Aufteilung basiert auf technischen Grundlagen, baurechtlichen Anforderungen und praktischen Unterscheidungskriterien, um die Anwendung zu vereinfachen und gleichzeitig auch ein hohes Maß an Normkonformität und Rechtssicherheit zu ermöglichen.

Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Fenstersysteme, Außenwände, Einbausituationen und Befestigungsmittel gilt nicht mehr „ein Rahmendübel“ für alle Fälle. Bereits mit der Ausschreibung bzw. dem Angebot einer Montage müssen die o.g. Einflussfaktoren geprüft werden (siehe Tab. 1). Der Standard (Fall 1) beschreibt die bekannten Befestigungsregeln mit einer umlaufenden Befestigung alle 70 bzw. 80 cm und der Sonderfall 2 basiert auf baurechtlichen bzw. nachweispflichtigen Rahmenbedingungen (Befestigung absturz-sichernder Fenster, Brandschutzanforderungen oder Einbruchhemmung). Beide Fälle sind damit klar definiert.

Für die Praxis besonders interessant ist der Sonderfall 1, weil er gerade im Neubau häufig vorkommt. Er gilt bei Mauerwerk mit geringer Tragfähigkeit, Montage vor der Mauerleibung, wenn keine umlaufende Befestigung erfolgen kann, bei Flügelflächen .2,2 m2, liegenden Dreh- und Drehkipp-Flügelformaten (b/h .1), Glasgewichten bei Flügeln .35 kg/m2, Windklassen .B3 (zweiflügelig) bzw. B4 (einflügelig) und bei vertikalen Nutzlasten (Klassen 1 – 4 n. EN 13115). Hier ist im Rahmen der Werkstatt- und Montageplanung ein Abgleich der zu berücksichtigenden Einwirkungen mit dem Widerstand der Befestigung durchzuführen (= statische Bemessung). Diese kann auf Basis des Montageleitfadens gemacht werden. Nachfolgend wird ein Berechnungsbeispiel geschildert.

Energieeffiziente Gebäude wie die KfW-Effizienzhäuser haben einen großen Marktanteil und für die Außenwände werden hochwärmedämmende Ziegel bei monolithischen Wänden oder Wände mit einer Dämmschale eingesetzt. In beiden Fällen können Fenster nicht mehr unbedenklich nach den Standardregeln befestigt werden. Der LzM schildert in Kapitel 5 ausführlich wie die Kräfte aus Eigen-, Wind- und Nutzlast ermittelt werden können. In der Praxis ist häufig der Lastfall „Flügelgewicht und vertikale Nutzlasten“ für die Bemessung ausschlaggebend. Bei groß-flächigen Elementen, hohen Windlasten und nicht umlaufender Befestigung kann aber auch die Einwirkung zufolge maßgebend sein. Wenn die Eingangsdaten bekannt sind (s. Beispiel) können mithilfe des LzM die Kräfte an den Auflagerpunkten relativ einfach aus Grafiken und Tabellen abgelesen werden.

Natürlich können auch die Formeln und Berechnungsbeispiele im LzM genutzt werden. Bei Berücksichtigung einer vertikalen Nutzlast wird für private Bauten die Klasse 2 (400 N) und für öffentliche Bauten die Klasse 3 (600 N) n. EN 13115 empfohlen. Damit tritt der Sonderfall 1 ein, weil das Glasgewicht .35 kg/m2 beträgt, die Befestigung durch den Aufsatzkasten nicht umlaufend erfolgen kann und die Montage in einer Ziegelwand mit geringer Tragfähigkeit (Druckfestigkeitsklasse ,12, Planziegel mit der Wärmeleitfähigkeit: λR = 0,09 W/mK, Rohdichteklasse: 0,60, einer Festigkeitsklasse: 6 und der zul. Druckspannung mit 0,7 MN/m2) erfolgt.

Damit tritt der Sonderfall 1 ein, weil das Glasgewicht .35kg/m2 beträgt, die Befestigung durch den Aufsatzkasten nicht umlaufend erfolgen kann und die Montage in einer Ziegelwand mit geringer Tragfähigkeit (Druckfestigkeitsklasse ,12, Planziegel mit der Wärmeleitfähigkeit: λR = 0,09 W/mK, Rohdichteklasse: 0,60, einer Festigkeitsklasse: 6 und der zul. Druckspannung mit 0,7 MN/m2) erfolgt.

Zuerst wird die vorläufige Annahme der Befestigungspunkte (nach Bild 5.6 aus LzM mit max. 700 mm bei Kunststofffenstern) festgelegt. Die gewählte Befestigung erfolgt mit Rahmendübel, unter der Berücksichtigung des erforderlichen Randabstandes zur Mauerkante.

Im zweitem Schritt wird die Ermittlung des Eigengewichts mithilfe der Tabelle 5.3 aus LzM (Gewichtsannahmen für Rahmenprofile und Glas) festgelegt (siehe Tabelle 2).

Anschließend werden die Kräfte (vertikal; beim horizontal geschlossenen Fensterflügel, wobei hier nur vertikale Kräfte wirken und beim horizontal geöffneten Flügel) in der Fensterebene rechnerisch ermittelt aus der Tabelle 5.4, Zeile 1 des LzM „Einwirkung aus Eigengewicht bei geschlossenem Flügel“.

Im vierten Schritt werden die Kräfte rechtwinklig zur Fensterebene (aus Bild 5.8 des LzM einwirkende Kräfte: „Einwirkung aus Eigengewicht und vertikaler Nutzlast bei 908 geöffnetem Flügel auf der Bandseite“) ermittelt (siehe Abb. 1). Alternativ ist auch eine Ermittlung der horizontalen Auflagerkräfte gemäß Bild 5.11 aus dem LzM möglich. Hierzu werden als Eingangsdaten das Flügelformat (Br./H.), das Flügelgewicht und die Höhe der vertikalen Nutzlast benötigt. Mit den Flügelabmessungen b x h = 120 x 160 cm ergibt sich ein Verhältnis b/h von 0,75. Die resultierende Auflagerkraft H1/2 ergibt sich aus der Summe der beiden Einzelwerte (H1/2 = HG + HP), also ca. 0,32 kN + 0,30 kN = 0,62 kN.

Ermittlung der maßgeblichen Windlast an- hand der E DIN 18055, Anforderungen und Empfehlungen an Fenster und Außentüren. Für den oben genannten Standort Frankfurt (Windlastzone 1, Geländekategorie Binnenland) und die Gebäudehöhe (bis 18 m) ergibt sich eine zu berücksichtigende Windlast von 0,72 kN/m2 (Windsog maßgebend) für den mittleren Bereich einer Wandfläche (im Randbereich = e/5 mit e = b oder 2 x h, je nachdem, welcher Wert kleiner ist, sind erhöhte Windsoglasten zu berücksichtigen). Da im vorliegenden Beispiel eine Befestigung nach oben wegen dem vorhandenen Rollladenaufsatzkasten nicht möglich ist, wird der ungünstigere Ansatz mit zweiseitiger Befestigung gewählt. Die größte Lasteinzugsfläche ergibt sich für die mittlere, seitliche Befestigung. Dieser Fall wird als maßgebend berücksichtigt (siehe Abb. 2).

Mit den ermittelten Daten und den Objektangaben zur Einbausituation (Verankerungsgrund, Einbaulage) kann, zusammen mit dem Befestigungsmittelhersteller, ein geeignetes Befestigungssystem ausgewählt werden. Die Kräfte in Fensterebene werden dabei über Tragklötze unten (links und rechts) und seitlich diagonal (bandseitig unten, schließseitig oben) in den Baukörper abgeleitet. Die Kräfte rechtwinkelig zur Fensterebene müssen über die Dübel in den Baukörper abgetragen werden.

Beispielsweise gibt ein Befestigungsmittelhersteller für seinen Dübel im vorliegenden Ziegelmauerwerk eine empfohlene Last Fempf von 0,64 kN an. Die ermittelten Auflagerkräfte rechtwinkelig zur Fensterebene sind nicht größer als die Tragfähigkeit des Dübels. Die geplante Befestigung ist ausreichend bemessen.

Angaben zur Tragfähigkeit der Befestigungsmittel in Wänden (Mauerwerk, Beton, Holz etc.) müssen vom Hersteller von Befestigungsmittel kommen. Montagebetriebe sind daher gut beraten beim Einkauf der notwendigen Schrauben, Dübel, Krallen etc. auf entsprechende Kennwerte und Nachweise sowie einfache Angaben und Bemessungs- hilfen zu achten. (sk/Quelle: ift Rosenheim) I