Statik bei Seilhaltern in Dämmung

Seilhalter sind "Krag-Arme" im Sinne der "Technischen Mechanik", also herauskragende Stäbe. Am äußeren Ende dieser Kragarme werden die Seile für eine Begrünung montiert. Durch Vorspannung in diesen Seilen, durch Pflanzengewicht, Wasser auf den Blättern, durch Sturm und ggf. durch Vandalismus. entstehen dort Kräfte von ca. 50 kg (statisch korrekt: 500 N wie "Newton"). Dies mit einem Wandabstand / Hebel von z. B. 10 cm bzw. 0,1 m multipliziert erzeugt sogenannte "Biegemomente" von ca. 50 Newtonmeter (Nm).

Seilhalter für Dämmung werden fast immer in der tragendenen Wand, also hinter der Dämmschicht mit Verbundmörtel befestigt. Eine auf diese Weise verklebte Gewindestange ist - statisch gesehen - zunächst wieder ein "eingespannter Krag-Arm". Da der Seilhalter nur in der inneren, tragenden Wand befestigt wird, ist die Dämmschicht wie Luft zu betrachten. Bei 10 cm Wandabstand außen vor der Dämmung und 15 cm Dämmstärke hat der Seilhalter dann de facto einen "Wandabstand" von 25 cm, und diese Länge wird nun auf Biegung belastet! Es entsteht ein Biegemoment, das wegen des längeren Hebelarmes ca. 2,5 mal größer ist als bei Wänden ohne Dämmung s. oben.

Wie schon auf der Seite "Tipps für Seilhalter" beschrieben werden SEILhalter stets besonders belastet, z. B. wegen der Vorspannung der Seile. Halter für Metallgitter oder Holzspaliere erzeugen geringere Biegemomente und sind somit unkritischer. Deshalb werden nachfolgend vor allem SEILhalter betrachtet. An diesen treten nun drei statische Probleme auf, sie werden nebst Lösungen besprochen.

"Biegung" bzw. "Biegesteifigkeit" ist das alles beherrschende Thema bei Wänden mit WDVS, denn mit zunehmener Dämmstärke wird es immer schwerer, einen Seilhalter biegesteif zu machen. Bei fast allen Haltern von FassadenGrün läuft die Gewindestange durch bis zum Kopf des Halters, also bis zur Klemmung des Seiles. Je dicker die Dämmschicht und je größer der Wandabstand außen sind, umso mehr verbiegt sich die Gewindestange, bis hin zum Knicken!

Als erste Gegenmaßnahme wird deshalb versucht, die Gewindestange und die Hebelwirkung zu verkürzen, z. B. indem bei großen Dämmstärken außen für das Drahtseil nur noch reduzierte Wandabstände zugelassen werden. Dies betrifft viele Seilhalter, die FassadenGrün für Dämmung anbietet.

Zweitens wird mitunter versucht, die Gewindestange zu verdicken (z. B. M16 statt M12) und somit das Verbiegen zu erschweren. Auch die Ausbildung eines "Stützkonus" geht in die Richtung, die Gewindestange "dicker" zu machen.

Ein dritter Weg besteht darin, die am Seilhalter angreifenden "Lasten" bzw. Kräfte zu mindern, indem die Spannungen im Drahtseil reduziert werden. Bei vielen Haltern aus unserem Sortiment sind bei großen Dämmstärken deshalb nur noch Seil-Durchmesser von 3 mm oder 1,8 mm zugelassen. Das Seil wird somit in Richtung "Zwirnsfaden" getrimmt, die Schwachstelle des Systems wird dann vom Halter ins Seil verlagert, welches sich dann bei hohen Lasten dehnt und ggf. reißt, so aber den Seilhalter schont.

Eine vierte Maßnahme ist die Verringerung der Klemmkraft am Drahtseil. Das Seil wird also weniger fest eingespannt, unter Last kann es dann eher im Klemmkopf "rutschen". Es entsteht ein Überlastungs-Schutz - die Wandhalterung wird weniger beansprucht. Umsetzbar ist diese Maßnahme z. B., indem die Madenschrauben im Klemmkopf sanfter eingedreht werden, mit weniger Kraft bzw. "Drehmoment". Da dies in der Praxis kaum definierbar ist, wurde von FassadenGrün ein "Sicherheits-Kreuzkopf" entwickelt, der auf eine M12-Gewindestange passt, für die entscheidende Madenschraube aber nur ein M8-Gewinde hat. Kleine Madenschraube >>> kurzer Inbusschlüssel >>> weniger Hebel >>> weniger Klemmkraft. Verstärkt wird dieser Effekt, indem keine M8-Madenschraube mit "Ringschneide" sondern eine mit flacher Klemmfläche eingesetzt wird.

Weiterhin wird versucht, die Stelle der "Einspannung" und damit den Biege- oder Knickpunkt nach vorn bzw. außen zu verlagern, was wiederum die Hebelwirkung und die Biegung stark verringert. Rein fiktiv wurde hier (Grafik) angenommen, dass die Dämmschicht durch eine feste Wand ersetzt und die Gewindestange darin genauso verklebt wurde wie hinten in der "tragenden Wand"... Die Verlagerung der Biege- bzw. Knickstelle ist besonders effektiv, aber auch besonders aufwändig, wie nachfolgend beschrieben wird.

Statt die ganze Dämmschicht durch eine massive Wand zu ersetzen wie in der Grafik weiter oben dargestellt, lassen sich kleine Stützkörper nutzen. Das ist eine preiswerte Lösung für geringe Dämmstärken.

Die beweglichen Stützkörper werden auf die Gewindestange geschoben und in der Dämmung verbaut. Mit Unterlegscheibe und Mutter werden sie gegen die Wand gedrückt und fest verspannt. Dabei entsteht allerdings eine beträchtliche “Vorspannung”, welche die Stelle der Einklebung belastet. Deshalb bleibt diese Lösung auf Wände mit sehr festem Untergrund beschränkt, mehr dazu s. unter “Tipps”. 

Mitunter werden auch Stützkörper aus PE-Rohr gesetzt und verspannt. Abgesehen von Materialproblemen (Polyethylen - PE ist ein Thermoplast und ist unter Last nicht dauerhaft formstabil) fehlt der vorgespannten Gewindestange dann im Bereich des Stützkörpers die strenge, seitliche Führung. Das gilt ggf. auch für Stützkörper aus PUR-Hartschaum-Vollmaterial: Die Gewindestange drückt sich seitlich in die Wandung.

Besonders bei dicker Dämmung verstärkt sich durch diesen Mangel wieder die Ausbiegung. Die Stange biegt sich dann unter Last mehrfach, gewissermaßen wellenförmig aus. Die so gewonnene "Freiheit" führt dazu, dass die Gewindestange sich auch außen, vor der Wand, stärker biegen kann. Der Stabilitätsgewinn durch das Verlagern das Biegepunktes nach vorn wird dadurch teilweise zunichte gemacht.

Beim Verlagern des Biege- und Knickpunktes nach außen entsteht ein weiteres Problem: In der Gewindestange wird durch das Verspannen eine "Vorspannung" erzeugt. Diese erhöht sich nochmals, wenn die Gewindestange auf Biegung belastet wird, und erhöht sich nochmals, wenn der Wandabstand außen groß ist. Je länger und dünner das innere Gewindestück nun ist, umso mehr gibt es nach infolge dieser "Vorspannung" sowie unter jenen Spannungen, welche das Drahtseil zusätzlich erzeugt. Die Gewindestange wird gedehnt, sie verlängert sich. Selbst ein sehr kräftiger, starrer Seilhalter kann dann außen auf der Dämmung nicht mehr starr per Gewindestange befestigt werden, weil es an der Gewindestange zu jener "Streckdehnung" kommt und der Halter kippt.

Stützkörper können aus verschiedenenen Materialien sein. In ihrem hohlen Kern lässt sich die Gewindestange in Verbundmörtel “betten”, sie wird dann quasi in einem Block aus Epoxidharz-Mörtel vergossen. Die Stützkörper sind dann nicht mehr beweglich, sondern starr mit der Gewindestange verbunden. So lässt sich die Streckdehnung ("Problem 03" s. oben) stark mindern.

Beim Einbau in der Wand entsteht dann auch keine Vorspannung mehr, die Stelle der Verklebung wird weniger belastet. Zugleich wird die Bewegungsfreiheit zur Seite hin unterbunden ("Problem 02" s. oben), die Gewindestange kann sich nun im Bereich der Dämmschicht nicht mehr verbiegen… Diesen Ansatz praktiziert FassadenGrün bei allen XP-Seilhaltern, aber auch bei "Stützkonus" sowie bei "Kombi-Variante".