Lassen sich in Hohlblock-Steinen RC 2- und RC3-Fenster montieren?

_ Energieeffizientes Bauen hat sich im Neubau in den letzten Jahren zum Standard entwickelt. Dabei kommen in der Regel im Bereich der mineralischen Baustoffe zwei sehr weit verbreitete Wandaufbauten zum Einsatz. Zum einen eine mit einem Wärmedämm-Verbundsystem versehene Wand, zum anderen eine monolithische Wand aus modernen energetisch optimierten Steinen. Um die hohen Anforderungen an die Wärmedämmung zu gewährleisten, haben die Rohdichte und die Druckfestigkeit der Steine bei Wandaufbauten ohne zusätzliches Dämmsystem immer mehr abgenommen.

Gerade im Bereich der Einbruchhemmung werfen diese Veränderungen der Wandbaustoffe immer wieder die Frage auf, ob das Gesamtsystem aus Wandbaustoff, geprüftem Fenster und Fensterbefestigung die Anforderungen an die Einbruchhemmung bei diesen geringen Rohdichten und Druckfestigkeitsklassen der Wandbaustoffe überhaupt noch erfüllen kann.

Grundlage für den Nachweis einbruchhemmender Eigenschaften ist dabei die DIN EN 1627:2011-09 „Fenster, Türen, Abschlüsse – Einbruchhemmung – Anforderungen und Klassifizierung“ inklusive des nationalen Anhangs. Bei diesen „Einbruchsprüfungen“ werden die Fenster in der Regel in einen starren Stahl- bzw. Holzrahmen eingebaut. Dieser Rahmen soll verschiedene Wandbauarten ersetzen. Reale Wandbauarten werden dabei hinsichtlich ihrer einbruchhemmenden Eigenschaften nach dargestellter Tabelle 1 klassifiziert. Nur druckfeste Untergründe sind demnach für einbruchhemmende Bauteile – nach aktueller Normfassung – geeignet, da die starren Prüfrahmen auch eher eine druckfeste Situation simulieren.

Steine mit großen Kammern sind die Herausforderung

Typische Leichtbetonsteine für wärmedämmende Außenwände sind entweder Vollsteine oder Lochsteine mit relativ schmalen Kammern, in den Druckfestigkeitsklassen 2 oder 4. Einen neuen Weg geht der Bisomark Plus Stein der Bisotherm GmbH. Dieser Stein ist ein wärmetechnisch optimierter 3-Kammer-Plan-Hohlblock mit Nut-/Feder Verzahnung aus Leichtbeton mit natürlichem Zuschlag aus Naturbims. Alle Kammern des Steins sind vollständig mit mineralischer Wärmedämmung gefüllt. Die Endsteine / Laibungssteine besitzen zur Befestigung einen im mittleren Drittel der Wanddicke verstärkten Außensteg.

Gerade im Bereich der Fensterlaibung sind Steine mit großen Kammern eine echte Herausforderung für die Befestigung der Fenster. Der Bisomark Plus verbindet hier die Erfahrungen mit der Befestigung eines Fensters in einem Vollstein mit den Vorteilen und Möglichkeiten, die große Kammern für eine zusätzliche mineralische Dämmung bieten. Die Laibungssteine wurden durch einen Bereich mit Vollmaterial im mittleren Drittel der Wand verstärkt, um eine tragfähige Befestigung der Fensterelemente außerhalb der Kammern zu ermöglichen (Bild 1).

Projektidee

Von der Bisotherm GmbH wurde 2017 die Initiative gestartet den Nachweis zu erbringen, dass auch Wände aus gefüllten 3-Kammer-Plan-Hohlblöcken aus Leichtbeton in den Widerstandsklassen RC 2 und RC 3 erfolgreich eingesetzt werden können. Zusammen mit dem Fensterhersteller PaX AG und der Adolf Würth GmbH & Co. KG wurde ein System aus Wand, Fenster und Fensterbefestigungssystem zusammengestellt, um am ift in Rosenheim nachzuweisen, dass auch der moderne Leichtbeton Plan-Hohlblock in der Druckfestigkeitsklasse 4 durchaus in der Lage ist, einem Einbrecher ausreichenden Widerstand entgegenzubringen. Die Versuche wurden im April letzten Jahres durchgeführt. Für die Untersuchungen wurden geprüfte und zertifizierte einbruchhemmende Kunststofffenster der Baureihen PaXsecura 200 (RC 2) und PaXsecura 300 (RC 3) eingesetzt.

Aus unzähligen positiven Erfahrungen vorheriger Versuche im Bereich der Einbruchhemmung wurden das Befestigungssystem bestehend aus AMO Combi Schraube mit einem Dübel W-UR 10 XS verwendet. Aufgrund des aus massivem Leichtbeton bestehenden Bereiches im mittleren Drittel der Wand, konnte ein Dübel mit einer Setztiefe von nur 70 mm im Vollmaterial eingesetzt werden (Bild 2).

Für die Prüfung in der Klasse RC 3 wurden im Bereich der Fensterbrüstung Vollsteine vermauert, um direkt durch den Fensterrahmen mit dem Befestigungssystem, bestehend aus AMO Combi Schraube und der Dübelhülse W-UR 10 XS, befestigen zu können (Bild 6). In der Klasse RC 2 wurden gesägte Bisomarksteine im Bereich der Brüstung verwendet. Die Befestigung erfolgte mit Laschen und Kunststoffdübeln W-UR 8 auf der Wandinnenseite.

Zum Schutz der Befestigungsebenen bei den manuellen Angriffen wurde die Wand für die Versuche in der Klasse RC 2 mit einem Kalk-Zement Leichtputzmörtel LW, Druckfestigkeitskategorie CS II verputzt. Bei der Prüfung in der Klasse RC 3 erfolgte zusätzlich eine Einbettung eines Armierungsgewebes in den Leichtputzmörtel.

Da die Anforderungen in der Widerstandsklasse RC 3 deutlich höher sind als bei Versuchen in der Widerstandsklasse RC 2 (siehe Tabelle 2), wurde für die Versuche in der Klasse RC 3 eine druckfeste Hinterfütterung im Bereich der Befestigungen eingebaut. Dadurch konnte beim manuellen Angriff mit einem Kuhfuß (siehe Tabelle 2, Widerstandsklasse RC 3) eine ausreichende Sicherheit gewährleistet werden. Bei den Versuchen in der Widerstandsklasse RC 2 wurde auf diese Hinterfütterung erfolgreich verzichtet.

So wurde geprüft

Nach den Anforderungen der DIN EN 1627:2011-09 bzw. den Normen DIN EN 1628 und 1629:2016-03 wurden die statischen und die dynamischen Versuche durchgeführt. Bei den statischen Versuchen der Klasse RC 3 (Bild 3) wurde jeder Verriegelungspunkt und jede Ecke der Verglasung mit einer maximalen Last von 6 kN belastet (in der Klasse RC 2 wurden „nur“ 3 kN geprüft).

Die dynamischen Versuche wurden in der Klasse RC 3 mit einem Doppelreifenpendel (50 kg), das mehrfach aus einer Höhe von 75 cm (RC 2: Fallhöhe 45 cm) gegen das Fenster gependelt wurde, durchgeführt (Bild 4). Die Fallhöhe der Klasse RC 2 entspricht dabei der Belastung an einer absturzsichernden Verglasung nach DIN 18008-4 Tabelle A. 1 der Kategorie C und in der Klasse RC 3 der Kategorie B.

Im Anschluss an die statische und dynamische Prüfung wurde der manuelle Einbruchsversuch mit dem Ziel durchgeführt, eine Öffnung herzustellen. Für diesen „Einbruchsversuch“ stand das Werkzeug eines Gelegenheitstäters (wie in der Widerstandsklasse RC 2) und zusätzlich ein Kuhfuß für den Täter in der Klasse RC 3 mit rund 70 cm Länge zur Verfügung (Bild 5).

Bei den Versuchen zur Widerstandsklasse RC 2 wurde der Randabstand des Dübels zur Außenkante der Wand abschließend mit 135 mm gewählt. Es hat sich bereits in der Vergangenheit bei diversen Versuchen gezeigt, dass die Fensterbefestigung auch gewisse Anforderungen erfüllen muss, um ein geprüftes Fenster – bei diesen besonderen Anforderungen – sicher in der Wand zu halten.

Der Randabstand der Befestigung wurde für die Prüfung der Klasse RC 3 auf 150 mm erhöht. Gegenüber der Befestigung in der Prüfung für die Klasse RC 2 erfolgte für die Klasse RC 3 eine umlaufende Befestigung mit Hinterfütterung aller Befestigungspunkte. Bild 6 zeigt den manuellen Angriff mit dem Kuhfuß auf das Mauerwerk im Bereich der Fensterbrüstung.

Bewertung der Prüfung

Die durchgeführten Versuche haben bewiesen, dass ein moderner Leichtbeton-Stein wie der geprüfte Bisomark Plus in der Wandstärke 365 mm sowohl die Anforderungen an die Klasse RC 2 als auch die Anforderungen an die Klasse RC 3 problemlos erfüllen kann und das bei einer Druckfestigkeitsklasse der Steine von 4. Die Kombination aus einem RC 3-Fenster und dem untersuchten Befestigungssystem AMO-Combi Schraube mit dem Dübel W-UR 10 XS bieten weiter den geforderten Einbruchschutz für Fenster und deren Befestigung in den geprüften Widerstandsklassen. Es hat sich aber auch gezeigt, dass die Anforderungen in der Klasse RC 3 (Bild 7) deutlich über den Anforderungen der Klasse RC 2 liegen und es absolut erforderlich ist, die vom Hersteller des Befestigungsmittels bzw. des Fensterherstellers angegebenen Montagehinweise genau einzuhalten.—

Modernes Ziegelmauerwerk wird in niedrigen Rohdichte- und Druckfestigkeitsklassen hergestellt, um die Anforderungen der EnEV erfüllen zu können. Es weist jedoch nicht die aktuell geforderten Druckfestigkeitsklassen gemäß DIN EN 1627 zur Montage einbruchhemmender Fenster und Türen auf. In einem ift-Forschungsvorhaben zeigte sich, dass hochwärmedämmendes Mauerwerk durchaus auch für einbruchhemmende Bauteile der Widerstandsklassen RC 2 und RC 3 geeignet ist, wenn Auswahl der Befestigungsmittel und Montage des Fensters entsprechend erfolgen.

Die untersuchten Ziegel repräsentieren den Großteil der hochwärmedämmenden Ziegel auf dem deutschen Markt. Auf Grundlage der Prüfungen an 19 Wandaufbauten mit insgesamt 41 Fenstereinbauten ließen sich allgemeingültige Aussagen zur Befestigung einbruchhemmender Bauelemente in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk ableiten. Es hat sich gezeigt, dass nicht nur die Ziegel und die Elemente selbst Einfluss auf die Einbruchhemmung haben, auch die Art der Montage und die verwendeten Befestigungsmittel spielen eine wichtige Rolle. Allerdings muss, z. B. abhängig von der Widerstandsklasse des Bauelementes, noch ein entsprechender Standard-Außenputz ausgeführt werden. Dieser verlängert die Widerstandszeit gegen Angriffe auf die Befestigungsmittel und den Ziegel selbst.

Allgemein gilt, dass mit steigender Anzahl der Befestigungsmittel die Widerstandszeit beim Angriff auf die Befestigungsmittel zunimmt. Zudem hat sich u. a. herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, das Befestigungsmittel durch die druckfeste Hinterfütterung hindurchzuführen.

So konnte ein Vorschlag für die Erweiterung der Tabelle NA.2 in den zuständigen Normausschuss eingebracht werden. Nach derzeitigem Diskussionsstand soll er bei der anstehenden Überarbeitung des nationalen Anhangs 2019 umgesetzt werden. Damit ist dann auch die Verwendung einbruchhemmender Bauelemente (RC 2/RC 3) in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk normativ zulässig.

Das Projekt wurde gefördert vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (AZ: SWD-10.08.18.7-16.14) im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau. Als Industriepartner unterstützen es die PaX AG, die Adolf Würth GmbH & Co. KG und die Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel. Der vollständige Bericht ist zu finden unter:

www.ift-rosenheim.de/shop/forschungsbericht-einbruchhemmung-ziegelmauerwerk-download

• Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Jürgen H. R. Küenzlen M.A. (Projektleiter bei der Adolf Würth GmbH & Co. KG in Künzelsau)
• Dipl.-Ing. (FH) Silke Merz
• Dipl.-Ing. (FH) Marco Schuck (Bisotherm GmbH, Mülheim-Kärlich)
• Dipl.-Ing. Alexander Frank (PaX AG, Ingelheim am Rhein)