Beton

Beton besteht aus Bindemitteln, Gesteinskörnungen und Wasser sowie Betonzusätzen, unterschieden in Zusatzmittel und Zusatzstoffe. Das Gemisch erhärtet an der Luft und unter Wasser. Seine geringe Biegezugfestigkeit nach dem Abbinden kann durch eine Stahlbewehrung bedeutend erhöht werden. Im Stahlbeton werden Druckspannungen vom Beton, die Zug- und Biegezugspannungen vom Stahl aufgenommen. Abstandhalter zwischen Schalung und Bewehrung stellen eine ausreichende Betondeckung sicher. Die richtige Betondeckung spielt eine entscheidende Rolle bei der Dauerhaftigkeit von Betonfassaden.

Gallerie

Bindemittel

Das Bindemittel für Beton ist Zement, der im Wesentlichen aus Kalkstein und Mergel besteht. Weitere Bestandteile wie Gips, Anhydrit, Hüttensand oder Flugasche werden dem Zementklinker im Mahlprozess zugegeben. Die Art des Zements ist nicht nur maßgeblich für die Dichte, Festigkeit, Farbe und den Zusammenhalt, sondern auch für das Schwinden und Kriechen des erhärteten Betons. Für die Erstellung von Fassaden aus weißem oder farbigem Sichtbeton wird in der Regel weißer Portlandzement verwendet.

Gesteinskörnung

Die Eigenschaften der Gesteinskörnungen liegen in ihrer in der Regel großen Härte, Dichte und Festigkeit. Sie vermindern das Schwinden und Kriechen von Beton und dürfen keine schädlichen Stoffe (z.B. organische Bestandteile, Schwefelverbindungen) beinhalten, die die Beständigkeit von Stahl und Beton beeinträchtigen. Die Gesteinskörnung wird aus verschieden großen Korngrößen (Sieblinien) zusammengesetzt, so dass der Hohlraumgehalt zwischen den Körnern möglichst klein wird. Bei einer nachträglichen Oberflächengestaltung (z.B. Auswaschen, Sandstrahlen) des Betons spielt sie je nach Bearbeitung eine gestalterisch ausschlaggebende Rolle.

Zusatzstoffe/ Zusatzmittel

Zusatzmittel können z.B. Betonverflüssiger, Fließmittel, Luftporenbildner, Erstarrungsverzögerer oder Stabilisatoren sein. Gesteinsmehl und Farbpigmente sind pulverförmige Zusatzstoffe, mit denen Beton durchgefärbt und daher – neben den Möglichkeiten, die Schalungsart und -form bieten – gestaltet werden kann.

In Fassaden wird Beton in der Regel auf folgende Arten verwendet:

  • Ortbeton in Sichtbetonqualität: Um diese zu erreichen, müssen Betonflächen besonderen Anforderungen genügen (Sichtbetonklasse SB3 oder SB4). Eine Schalung mit einer bestimmten Oberflächenbeschaffenheit (z.B. saugend, nicht saugend, Tafeln, Bretter, Matrizen) und eine passende Betonmischung sind die grundlegenden Gestaltungsmittel für die gewünschte Erscheinung der Sichtbetonfassade. Gegebenenfalls sind u.a. für Fugenanordnungen (Arbeitsfugen, Scheinfugen), Schalungsstöße und Ankerstellen Festlegungen zu treffen. Auch die Eckprofilierung (fasen, abrunden) wird in der Regel festgelegt.

  • Sandwichtafeln (Beton-Fertigteilpaneele) sind drei- bis vierschichtige, vorgefertigte Fassadentafeln mit einer Trägerschicht, die meist aus Stahl- oder Textilbeton besteht, Dämmstoff und einer Vorsatzschicht (evtl. getrennt durch eine Luftschicht). Im Betonfertigteilwerk hergestellt bestehen die Paneele aus hochtragfähigem Beton und haben daher geringe Wanddicken und höhere Oberflächengüten als Ortbeton. In der Regel sind sie geschosshoch und werden auf der Baustelle vor den Rohbau montiert. Die Vorsatzschicht – bei konventionell bewehrtem Beton misst diese zwischen 70 und 100 mm, bei Textilbeton lässt sie sich auf 20 bis 50 Millimeter reduzieren – kann etwa durch die in der Vorfertigung gewählte Schalhaut, farbige Betonmischungen oder nachträgliche Oberflächenbehandlungen gestaltet werden. Auch eine Fassadengestaltung mit anderen Materialien, etwa eingelegten keramischen Elementen, ist möglich.

  • Vorgehängte Fassadenplatten und Betonwerksteine: Während größere Formate inzwischen aufgrund der möglichen Gewichtsreduzierung oft als Textilbetonelemente hergestellt werden, kommen kleine Formate bis zu einer Größe von etwa einem Quadratmeter meist unbewehrt zum Einsatz. Bei den Platten kann die Gestaltung durch entsprechend geformte Schalungen auf vielfältige Art beeinflusst werden; so sind etwa auch dreidimensional geformte Elemente möglich. Bei der Herstellung von Betonwerksteinen lassen sich die Ansichtsflächen der Rohtafeln nach dem Aushärten strahlen, schleifen oder polieren; anschließend werden sie auf das gewünschte Format gebracht. Mittels Schienen- und Ankersystemen aus nichtrostendem Stahl werden die Platten oder Betonwerksteine am Bauwerk vorgehängt montiert. Ihre Oberfläche kann durch nachträgliche Behandlung gegen Verschmutzung geschützt werden.
Neuere betontechnologische Entwicklungen z.B. die Weiterentwicklung von Hochleistungsbetonen oder der 3D-Druck von Beton oder Schalungen, sorgen für stetig neue Lösungen im Bereich der Sichtbetonfassaden. Der Wunsch, Betonrezepturen zu entwickeln, die mit weniger Zement auskommen und/oder die Ressourcen schonen, könnte auch die Erscheinungsform von Sichtbetonfassaden in den nächsten Jahren maßgeblich beeinflussen.

Mehr über die sehr differenzierten Eigenschaften von Beton unter dem Einfluss von z.B. Mischungsverhältnis und Zusammensetzung, Wasserzementgehalt, Festigkeitsklassen des Zements, Art und Zusammensetzung der Gesteinskörnungen, Betonzusätze oder Nachbehandlung steht im Baunetz Wissen Beton (siehe Surftipps).

Fachwissen zum Thema

Tragwerksraster, Ausbauraster und Fassadenraster können anhand der Außenwände erkennbar sein und so einen Eindruck vom Inneren des Gebäudes vermitteln.

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Außenwände

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Vorgehängte, hinterlüftete Fassade aus Titanzinkblech am Jüdischen Museum, Berlin (Beispiel leichte Bekleidungselemente)

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Fassadenelemente

Bekleidungselemente

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Den Oberflächeneffekt erzielten hier in die Schalung eingelegte Bambusrohre.

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Fassadenelemente

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Von kleinteilig bis großformatig – die Vielfalt keramischer Bekleidungen ist groß. Die Eigenschaften des Ausgangsmaterials wirken sich unmittelbar auf die Wahl der Fassadenkonstruktion aus.

Kunststoffe

Vorgespannte Kissen aus ETFE-Folie umhüllen die Allianz Arena in München. Architekten: Herzog & de Meuron, Basel

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Für Fassadenbekleidungen und -ausfachungen werden Kunststoffe wie Acrylglas, Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET-A), und Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) eingesetzt.

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Je nach Art des Lehms, Bautechnik und konstruktivem Witterungsschutz sind unterschiedliche Fassadenerscheinungen möglich. Bei unverputztem Wellerlehm, wie hier im Bild zu sehen, ist die Stroharmierung gut zu sehen.

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Metalle

Goldfarben eloxiertes Aluminium am Berliner Axel-Springer-Hochhaus (1965), Architekten Melchiorre Bega, Gino Franzi, Franz Heinrich Sobotka und Gustav Müller

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Putz

Das Putzen ist eine schon lange angewandte Technik. Mit einer Schicht aus feinem Mörtel sollen Außenwände insbesondere vor Feuchtigkeit geschützt werden.

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Stahl, Edelstahl, Cortenstahl

Eine der frühesten Vorhangfassaden aus Stahl und Glas ist die Fassade der Fagus-Werke in Alfeld von Walter Gropius. Die Aufnahme von 1913 zeigt das Gebäude kurz nach Fertigstellung der zweiten Bauphase noch vor Beginn des Ersten Weltkriegs.

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Weil Stahl über ein hohes Elastizitätsmodul verfügt, ermöglicht seine Verwendung weit gespannte Fassadenkonstruktionen mit schlanken Profilen.

MHZ Außenrollo Solix

Die innovative Sonnenschutzlösung lässt sich kinderleicht von innen in den Fensterrahmen einsetzen.

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