Fabian Penkert

• Der Gebäudebestand in Deutschland soll bis 2045 klimaneutral sein (Luderer 2021). Bisher entfallen etwa 40 % des Endenergieverbrauchs auf den Gebäudesektor. Das bedeutet, dass bis zum Jahr 2045 innerhalb von Gebäuden der Energieverbrauch um bis zu 60 % eingespart werden muss (Ebert 2018). In Gebäudebereich kann durch Maßnahmen wie eine energieeffiziente Dämmung der Gebäudehülle, der Einbau von energieeffizienten Fenstern oder Fassadenelementen sowie der Einsatz von hocheffizienter Anlagentechnik oder Systemen für Heizungs- und Lüftungstechnik eine Reduzierung des Endenergieverbrauchs erreicht werden (Rehmann 2022). Gerade bei der Gebäudehülle besteht durch den Einsatz von innovativen Dämmsystemen, ein enormes Einsparpotential. Jedoch lässt sich die technische Qualität der Gebäudehülle nicht einfach beliebig verbessern, dies ist erst durch die Erforschung und Entwicklung von innovativen Technologien möglich. Mit der Vakuumtechnologie steht eine solche innovative Grundlagentechnologie zur Verfügung. Durch diese kann die Energieeffizienz der Gebäudehülle durch den Einsatz von Vakuumdämmungen erheblich verbessert werden (Cremers 2005). Infolge der Integration einer Vakuumdämmung in mehrschichtigen Stahlbetonelementen, entstehen mit vakuumgedämmten Sandwichelementen energieeffiziente Bauteile. Sandwichkonstruktionen werden im Bauwesen überwiegend als Wandelemente ausgeführt und weisen einen dreisichtigen Aufbau, bestehend aus einer dämmenden Kernschicht sowie einer Vorsatz- und einer Tragschale aus Stahlbeton auf. Diese Elemente vereinen Vorteile wie hohe Biegesteifigkeiten und Tragfähigkeiten bei gleichzeitig sehr guten bauphysikalischen Eigenschaften (Horstmann 2010). Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Sandwichelemente weisen eine neuartige Kernschicht auf. Zum einen werden Vakuumdämmungen mit einer mechanischen Hüllstruktur als Dämmstoff eingesetzt. Hierdurch steht ein Dämmstoff zur Verfügung, dem hohe Traganteile zugewiesen werden können. Zum anderen werden dünne Verbunddübel mit Blechdicken von 1,0 mm eingesetzt. Diese sind sehr materialeffizient, weisen eine hohe Schubtragfähigkeit und ein großes Verformungsvermögen auf. Filigrane und rissfreie Vorsatzschalen können so ausgebildet werden. Bisher ist das Last-Verformungsverhalten von vakuumgedämmten Sandwichelementen aus Stahlbeton nicht umfangreich erforscht. Ingenieurmodelle zur Beschreibung des Tragverhaltes sind nicht bekannt. Gleiches gilt für eine funktionsfähige Verbindungstechnologie zwischen der Vakuumdämmung und den Betonschichten. Mit Verbunddübeln steht ein Verbindungsmittel zur Verfügung, dass für eine solche Anwendung eingesetzt werden kann. Da diese zum einen die Unversehrtheit der Vakuumdämmung garantieren und zum anderen eine Kraftübertragung über die einzelnen Schichten des Sandwichelementes sicherstellen. Im Rahmen dieser Arbeit wird in experimentellen Untersuchungen das Biege- und Schubtragverhalten von Vakuumdämmungen innerhalb von Stahlbetonsandwichelementen sowie das Schub- und Auszugtragverhalten von Verbunddübeln untersucht. Im Ergebnis der Arbeit wird das Trag- und Verformungsverhalten von vakuumgedämmte Sandwichelemente mit Verbunddübeln untersucht. Im Detail werden realitätsnahe Ingenieurmodelle und ein Bemessungskonzept vorgestellt.