Stahlcheck | Beton. Die beste Wahl.

Stahl braucht Beton. Beton schützt Stahl.

Im Stahlbetonbau gehen Beton und Stahl eine einzigartige Symbiose ein: in Beton als Bewehrung eingebetteter Stahl verleiht dem sehr druckfesten Beton im Stahlbeton seine große Zugfestigkeit. Beton sorgt mit seinem alkalischen Milieu für den Korrosionsschutz, ohne den der Stahl rosten würde.

Hohe Brandschutzwirkung des Baustoffs Beton

Die Umhüllung aus Beton sorgt mit ihrem hohen Wärmespeichervermögen und Durchwärmungswiderstand auch dafür, dass diese Bewehrung im Brandfall seine Tragfähigkeit behält. Beton ist als nicht brennbarer Stoff in die günstigste Baustoffklasse A1 eingestuft und der einzige Baustoff, der zur Entfaltung seiner Brandschutzwirkung nicht auf Kühlmaßnahmen oder Bekleidungen bzw. Überdimensionierungen angewiesen ist. Beton trägt nicht zur Brandentstehung bei und leistet aber einen wesentlichen Beitrag zur Begrenzung von Bränden.

Beton – tragfähig auch bei hohen Temperaturen

Bei Bränden werden schnell Raumtemperaturen von 900 °C und mehr erreicht. Prüfungen nach ISO 834 an Betonbalken, die an drei Seiten eine Stunde lang dem Normbrand ausgesetzt wurden, wiesen in einem Abstand von 42 mm von der Oberfläche eine für das Festigkeitsverhalten von Beton praktisch nicht kritische Temperatur von 300 °C auf. Deshalb bleiben die Tragfähigkeitseigenschaften der Konstruktion sowohl während eines Brandes als auch danach weitgehend erhalten. Der Erhalt der Tragfähigkeit der Stahlbetonkonstruktion und deren Unempfindlichkeit gegen Löschwasser ermöglicht auch in den meisten Fällen eine Instandsetzung und Weiternutzung des Gebäudes.

Aufwändige Brandschutzverkleidung für einen Stahlträger
Grafik: Verlag Bau+Technik GmbH

Beton schützt Stahl vor kritischen Temperaturen

Beton wird in Stahlbauten oft als Ummantelung von Stahlträgern und Stahlstützen eingesetzt, um die Bauteile vor dem schnellen Erreichen kritischer Temperaturen im Brandfall zu schützen. Denn Stahl ist zwar auch den nichtbrennbaren Baustoffen zugeordnet, allerdings ist die Temperatursteigerungsrate im Stahl sehr hoch. Ungeschützt können Stahlbauteile daher schon im normalen Brandfall schnell die kritische Temperatur von 500 °C erreichen, bei der voll beanspruchte Stahlbauteile ihre Tragfähigkeit verlieren. Der Zeitraum bis zum Erreichen dieser kritischen Temperatur kann nur durch wärmedämmende Ummantelungen oder Abschirmungen verzögert werden.

Beton bremst die Brandausbreitung

Der Planer muss sich oft auch kritisch mit dem Raumabschluss beschäftigen. Bei einem leichten Skelett- Tragwerk aus Stahl erfolgt auch der Bau der Decken und Wände in leichten Bauweisen, z. B. in Trockenbauweise (Gipskarton) oder mit Sandwichelementen und Trapezprofilen aus Stahl. Die raumabschließende Konstruktion muss die Brandausbreitung soweit behindern, dass Menschen aus dem Bauwerk fliehen können. Diese leichten Bauweisen können aber höhere Brandschutzklassen nur mit entsprechender Konstruktion und besonderen Dämmstoffen erreichen. Oft werden deshalb als Ausfachung von Stahlskelettbauten Massivbaustoffe eingesetzt.

Mit Bauteilen aus Beton lassen sich alle Feuerwiderstandsdauern erreichen, wobei die aus Gründen der Standsicherheit oder des Schallschutzes ohnehin erforderlichen Maßnahmen automatisch bereits mindestens eine Feuerwiderstandsdauer von R30 sicherstellen.

Beton stabilisiert Stahl

Die tragenden Bauteile in einem Bauwerk haben nicht nur Vertikalkräfte aus Eigen- und Verkehrslasten abzutragen. Von großer Bedeutung können die Horizontalkräfte, z. B. aus Wind sein. Wände und Decken aus Beton wirken in Bauwerken als aussteifende Scheiben, über die diese Kräfte ohne großen konstruktiven Aufwand abgetragen werden.
Deswegen wird auch gerne in Stahlbauten ein aussteifender Kern – in Hochhäusern in Stahlbauweise meist als Treppenhausturm – aus Beton vorgesehen. Der Treppenhausturm aus Beton sichert im Brandfall dann zusätzlich die Fluchtwege.

Ein Schutzwall gegen Lärm

Sowohl im Wirtschaftshochbau als auch im Wohnungsbau werden hohe Anforderungen an den Schallschutz gestellt. Lärm gehört heute zu den größten Stressfaktoren. So hat eine Umfrage des Umweltbundesamtes ergeben, dass sich mehr als 60 % der Deutschen von Straßenverkehrslärm belästigt fühlen. Das Umweltbundesamt stellt auch einen Zusammenhang zwischen Lärm und einer Erhöhung des Herzinfarktrisikos her.

Im Bereich des Schallschutzes haben Betonbauteile insbesondere eine wichtige Funktion bei der Luftschalldämmung. Die Luftschalldämmung einschaliger Bauteile hängt von ihrer flächenbezogenen Masse (Flächengewicht) und der Ausbildung des Anschlusses an die flankierenden Bauteile ab. Das Flächengewicht eines Bauteils steigt mit der Dicke und der Rohdichte des Bauteils.

Auch im Hochhausbau in Stahlbauweise übernimmt Beton wichtige Funktionen: Aussteifende Treppenhauskerne aus Beton geben dem Bauwerk Stabilität gegen die Windkräfte. Dabei sorgt Beton als nichtbrennbarer Baustoff für sichere Fluchtwege.
Fotos: lazyllama/stock.adobe.com | Verlag Bau+Technik GmbH

Stahl besitzt zwar eine hohe Rohdichte und daher – isoliert betrachtet – hohe Luftschalldämmwerte. Aber auch hier stellt sich wieder die Frage nach den raumabschließenden Flächen in einem Stahlskelettbau: Leichte Konstruktionen für Wände und Decken sind im Allgemeinen schalltechnisch ungünstiger. Bauteile aus Normalbeton bieten hingegen die Voraussetzungen für schalltechnisch gute Werte im Wohnungs- und Wirtschaftshochbau. Deswegen wird bei hohen Anforderungen an den Luftschallschutz auch bei Stahlskelettbauten hier oft mit Ausfachungen aus Massivbaustoffen gearbeitet.

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