Sandwichbauteile - Genormt, zugelassen überwacht und zertifiziert

Sandwichelemente sind gerade im Industriebau stark im Vormarsch. Dabei sind die Nachweise für die Standsicherheit und Gebrauchsfähigkeit relativ aufwändig. Eine europäische Norm ist in Arbeit.
In Deutschland ist die allein gültige Grundlage für den baupraktischen Einsatz die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des DIBt. Im europäischen Ausland werden dagegen häufig andere Unterlagen bei der Bemessung und beim praktischen Einsatz verwendet.

Einzige offizielle europäische Grundlage
Hier sind zunächst, als zur Zeit einzige offizielle Grundlage, die so genannten ECCS/CIB-Empfehlungen, mit folgendem Titel zu nennen:
“European Recommendations for Sandwich Panels, Part I Design“ Final draft 1.9.2000 erarbeitet von

• ECCS (European Convention for Constructional Steelwork)
• CIB (Conseil International du Batiment pour l‘Etude).

Die Fassung vom September 2000 ist eine Überarbeitung der so genannten vorläufigen Empfehlungen („Preliminary European Recommendations for the design and testing of Sandwich panels“), die in einer ersten Fassung bereits 1991 veröffentlicht wurden. Die Empfehlungen erfassten Sandwichbauteile mit metallischen Deckschichten und einem Polyurethan-Kern.

Klassisches Einsatzgebiet für Sandwichpaneele - der Gewerbebau. Bei dieser Verbrennungsanlage in den Niederlanden kamen diese Elemente nicht nur aus ästhetischen Gründen zum Einsatz sondern auch aus Schall- und Wärmeschutzgründen.

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Eine zweite Fassung wurde in einem gemeinsamen Komitee von ECCS und CIB unter Einbeziehung von Bauteilen mit Mineralwollkern erarbeitet und 1995 unter folgendem Titel veröffentlicht: „Preliminary European Recommendations for Sandwich panels with additional Recommendations for panels with mineral core Material“, Part I, Design. Die Europäischen Empfehlungen beinhalten neben den allgemeinen Grundlagen zur Sandwichtechnik vor allem die Nachweisverfahren für die Standsicherheit und Gebrauchsfähigkeit. Die Nachweise entsprechen im Prinzip genau den geforderten Nachweisen nach den deutschen Zulassungen. Abweichungen sind nur bei den empfohlenen Sicherheitsbeiwerten zu erkennen, die „europäisch“ geringfügig günstiger sind.
Neben den Nachweisverfahren sind in den Europäischen Empfehlungen vor allem aber auch alle Versuche definiert und im Detail beschrieben, die für die Ermittlung der Rechenwerte (zum Beispiel Versagensspannungen, Schub- und Druckfestigkeiten und Elastizitätsmodule) erforderlich sind. Diese Versuche entsprechen im übrigen ebenfalls den experimentellen Untersuchungen, die im Rahmen der Zulassungsverfahren durchgeführt werden.

Bald europäisch einheitlich
In Zukunft soll eine europäische Norm mit folgendem Titel die Anwendung von Sandwichbauteilen regeln: „Self-supporting double skin metal faced insulating sandwich panels - Factory made products – Specification.“ Die Norm wird von dem Unter-Komitee SC 11 von CEN/TC 128 aufgrund eines Mandats vorbereitet, das die Europäische Kommission an CEN (Europäisches Komitee für Normung) gegeben hat. Zur Zeit wird der siebente überarbeitete Entwurf beraten. Die Bearbeitung ist soweit fortgeschritten, dass eine vollständige Version mit allen vorgesehenen Kapiteln vorliegt.

Im Wesentlichen sind bei der weiteren Bearbeitung noch eine Reihe von Anmerkungen und Änderungswünschen der nationalen Spiegelausschüsse im Detail zu beraten und gegebenenfalls in der Norm zu berücksichtigen. Der Norm-Entwurf soll im Jahr 2001 soweit fertig sein, dass er zur Beratung den einzelnen Nationen vorgelegt werden kann. Findet sich eine Mehrheit, die dem Entwurf zustimmt, so wird eine „harmonisierte Europäische Norm“ eingeführt, die für alle Mitglieder von CEN maßgebend ist.

Auch in der Dachmontage erfreuen sich Sandwichbauteile immer größerer Beliebtheit bei Bauherren und Planern.

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Die Europäische Norm ist eine reine Produkt-Norm, in der vor allem das Produkt „Selbsttragende Sandwich-Elemente mit beidseitigen Metalldeckschichten und einem wärmedämmenden Kern“ genau spezifiziert wird, so dass europäisch einheitliche Beurteilungskriterien vorhanden sind.
Hierzu gehört nicht nur die Definition der mechanischen Werte (Kap. 4.3.1), sondern eine Reihe von weiteren, wichtigen Eigenschaften, wie zum Beispiel:

• Toleranzen bei den Abmessungen (Kap. 4.3.2)
• Wärmedämmung (Kap. 4.3.3)
• Alterung und Langzeitverhalten (Kap. 4.3.4)
• Sicherheit im Brandfall (Kap. 4.3.5)
• Wasser- und Luftdichtigkeit (Kap. 4.3.6/7)
• Schallschutz (Kap. 4.3.8).

Für die genannten Eigenschaften werden die Anforderungen einzeln definiert, zum Beispiel in Form von Mindestwerten, und für die Praxis dokumentiert. In dieser Hinsicht umfasst die Europäische Norm deutlich mehr Produkteigenschaften als die deutschen Zulassungen. Wesentlicher Bestandteil der Norm ist vor allem auch die Festlegung und Beschreibung der Versuche (Kap. 5 beziehungsweise Anhang A), die zur Bestimmung der Angaben zu oben genannten Eigenschaften erforderlich sind.

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In Kapitel 6 ist die Auswertung der Versuche hinsichtlich der Festlegung der Werte für die einzelnen Anforderungen beziehungsweise hinsichtlich der Überprüfung zur Übereinstimmung mit den geforderten Werten geregelt. Bemerkenswert ist, dass bezüglich der Nachweise für die Standsicherheit und Gebrauchsfähigkeit in Kapitel 4.4 ausschließlich allgemeine Angaben über das Sicherheitslevel und die Einwirkungen gemacht sind. Nachweisverfahren sind in der Norm nicht „normativ“ geregelt. Nur im Anhang D sind „informativ“ die erforderlichen rechnerischen Nachweise und Verfahren angegeben. Diese Angaben entsprechen absolut, nach Inhalt und Form, den Angaben in den ECCS/CIB-Empfehlungen und damit im Prinzip auch den deutschen Zulassungen.

Da die Angaben zu den rechnerischen Nachweisen nur „informativ“ in der Norm festgelegt sind, brauchen sich die einzelnen Nationen nicht daran zu halten, obwohl auch ein informativer Teil einer Norm wichtige Impulse für eine einheitliche Betrachtung der Rechenverfahren geben wird. Neben dem Nachteil, dass die rechnerischen Nachweisverfahren in der Norm nicht geregelt sind, ist nach Meinung des Autors die Beschränkung der vorgesehenen Überwachung zur Bescheinigung der Konformität bezüglich der mechanischen Werte absolut unbefriedigend.

Hier sind die Diskussionen zwar noch nicht abgeschlossen, aber im untersten Level (System 4) kann der Hersteller sowohl die Erstprüfung als auch die werkseigene Produktionskontrolle selbst durchführen. Im Sinne einer objektiven Qualitätskontrolle, wie sie zur Zeit in Deutschland auf der Grundlage der bauaufsichtlichen Zulassungen durch eine Überwachung von zugelassenen Überwachungsstellen (Amtliche Materialprüfanstalten) durchgeführt wird, sollte hier zumindest das System 3 mit einer Erstprüfung durch eine Amtliche Prüfstelle angestrebt werden. Angebracht wäre jedoch das im europäischen Rahmen vorgesehene System 2, das heißt Erstprüfung durch den Hersteller, Inspektion der werkseigenen Produktionskontrolle und Bestätigung durch eine Amtliche Überwachungsstelle.

Abb. 3: Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstellen.

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Kein Einsatz ohne Ü-Zeichen
Für den deutschen Markt ist zur Zeit für den praktischen Einsatz der Sandwichbauteile von großer Bedeutung, dass sich die Herstellerfirmen zur Erlangung und Erhaltung der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen einer Qualitätskontrolle mit einer Eigen- und Fremdüberwachung unterziehen müssen.
Die zugehörigen experimentellen Untersuchungen an Proben, die der laufenden Produktion entnommen werden, sind in den Zulassungen genau definiert. Bei beanstandungsloser Überwachung werden die Paneele von einer vom DIBt zugelassenen Prüf- und Zertifizierungsstelle mit einem Übereinstimmungszeichen, dem so genannten Ü-Zeichen versehen. Das Ü-Zeichen ist somit ein absolut wichtiges Kennzeichen für die Gewährleistung, dass die Bauteile zugelassen und die Qualität überwacht ist. Ohne Ü-Zeichen ist der Einsatz der Bauteile in Deutschland nicht zulässig.

Nach Einführung der Europäischen Norm für Sandwichbauteile ist dann - analog zum Ü-Zeichen - für den praktischen Einsatz das sogenannte CE-Zeichen maßgebend.

Die Diskussion über die erforderlichen Angaben, die zur Spezifikation der Paneele auf dem CE-Zeichen erfasst sein müssen, ist im CEN-Komitee noch nicht abgeschlossen. Aus deutscher Sicht ist wesentlich, dass alle Werte erfasst sind, die für die rechnerischen Nachweise analog zu den deutschen Zulassungen oder zu den Europäischen Empfehlungen gebraucht werden, da diese auch in Zukunft in Deutschland erforderlich sind.
Seit Januar 2000 können Paneele von Herstellerfirmen, die sich einer besonders intensiven Qualitätskontrolle unterziehen, zusätzlich durch ein Gütezeichen gekennzeichnet werden, das durch gesondert zugelassene Amtliche Prüfstellen im Auftrag der „Gütegemeinschaft Bauelemente aus Stahlblech e.V.“ verliehen wird. Die zugehörigen Güte- und Prüfbestimmungen sind vom „RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V.“ (RAL-GZ 617) erarbeitet worden. Bei Bauteilen mit Gütezeichen kann somit von einer besonders hohen Qualität ausgegangen werden, was für den praktischen Einsatz dieser Paneele sicherlich ein wichtiger Hinweis ist. Diese Nachweise werden im Abschnitt 3 der Zulassung gefordert.

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Prof. Dr. Klaus Berner,
Professor an der FH Mainz für Stahlbau,
Holzbau und Statik

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