Hohlkörperformer im Betonbau: Ein vollständiger Leitfaden für intelligenteres und leichteres Bauen

Einführung

Mit steigenden Anforderungen an Bau­effizienz und Materialoptimierung greifen Ingenieure und Bauunternehmer zunehmend auf Hohlkörperformer zurück, um den Betonverbrauch zu reduzieren, Eigenlasten zu minimieren und bodenbedingte Risiken zu kontrollieren. Diese konstruierten Systeme, häufig aus leichten Materialien wie expandiertem Polystyrol (EPS) hergestellt, schaffen gezielte Hohlräume in Stahlbetonplatten und bewehrten Fundamentbalken.

Hohlkörperformer sind längst keine Nischenkomponenten mehr in der Tragwerksplanung; sie haben sich zu unverzichtbaren Werkzeugen für kosteneffizientes, nachhaltiges und technisch sicheres Bauen entwickelt.

Dieser Leitfaden behandelt alles, was Sie über Hohlkörperformer wissen müssen: deren Zweck, Typen, Vorteile, technische Anforderungen, Installation sowie praxisnahe Anwendungen im konstruktiven und geotechnischen Ingenieurbau.

Was sind Void Formers?

Hohlkörperformer sind leichte, vorgefertigte Elemente – meist aus expandiertem Polystyrol (EPS) – die zur Schaffung kontrollierter Hohlräume in oder unter Betonelementen verwendet werden. Diese Hohlräume verbessern die Effizienz, indem sie den Materialeinsatz reduzieren und gleichzeitig die strukturelle Leistungsfähigkeit erhalten. EPS wird aufgrund seiner geringen Dichte, seiner Formbarkeit, seiner Feuchtigkeitsbeständigkeit und seines breiten Spektrums an Druckfestigkeiten häufig verwendet.

Werden Hohlkörperformer in Stahlbetonplatten oder -träger eingegossen, ermöglichen sie:

• Materialeffizienz (weniger Beton und Bewehrung)
• Gewichtsreduzierung von Strukturkomponenten
• Schutz gegen Bodenerhebungen und seitlichen Bodendruck
• Wärmedämmung und akustische Dämpfung in spezifischen Anwendungen

Arten von Hohlkörperformern

Die Auswahl eines Hohlkörperformer-Systems hängt von den statischen Anforderungen, den Bodenbedingungen und den projektspezifischen Randbedingungen ab. Wichtige Typen sind unter anderem:

Flachplatten-EPS-Hohlkörperformer

Sie werden hauptsächlich unter Bodenbalken und Bodenplatten verwendet und dienen als komprimierbare Füllung, um Bodenbewegungen aufgrund von Feuchtigkeitsänderungen zu ermöglichen. Sie werden in der Regel an Orten mit Lehmböden verwendet, die anfällig für Bodenerhebungen sind.

Modulare EPS-Hohlkörperformersysteme

Geformte, expandierte Polystyrolelemente sind so geformt, dass sie das Eigengewicht der Platte reduzieren. Sie werden oft zwischen den Bewehrungsschichten in zweiseitigen oder einseitigen Platten eingebaut.

Beispiele: Kuppel- oder waffelförmige Module, die so installiert werden, dass ein geripptes Plattenmuster entsteht.

Dauerhafte Schalung mit Hohlräumen:

Diese Systeme integrieren Struktur- und Schalungselemente. Die Hohlraummodule bleiben nach dem Betonieren in der Decke eingebettet und dienen sowohl als dauerhafte Schalung als auch als Teil des strukturellen Systems.

Beispiel: Modulare Kunststoffsysteme für beidseitig erleichterte Platten, die eine hohe strukturelle Steifigkeit und ein geringes Volumen bieten.

Komprimierbare Aufschüttung zum Schutz vor Bodenerosion:

In Gebieten mit expansiven Böden schützen komprimierbare Füllblöcke die Konstruktionselemente vor aufsteigendem Bodendruck. EPS-Platten sind aufgrund ihrer vorhersehbaren Komprimierbarkeit und hohen Verformungskontrolle die häufigste Wahl.

Die wichtigsten Vorteile von Void Formers

1. Strukturelle Effizienz

• Reduziert das Eigengewicht um bis zu 30-35% und ermöglicht schlankere Bodensysteme
• Geringerer Bedarf an Bewehrung um bis zu 40%
• Reduzieren Sie das Gesamtgewicht des Gebäudes um bis zu 10%.

2. Kosteneffiziente Konstruktion

• Geringeres Volumen von Beton und Bewehrung = geringere Materialkosten
• Schnellere Installation durch Modularität und einfache Platzierung
• Geringere Transport- und Kranlasten aufgrund des leichten Materials

3. Schutz vor Bodenverschiebungen

• Wirkt als komprimierbare Füllung gegen Bodenerhebungen in tonreichen Böden
• Helfen Sie, den seitlichen Druck in expansiven oder sich verschiebenden Untergründen zu mindern.
• Sowohl für neue Fundamente als auch für die Renovierung von Gebäuden geeignet

4. Langlebigkeit und Nachhaltigkeit

• EPS ist feuchtigkeitsbeständig, inert und nicht biologisch abbaubar – für eine lange Lebensdauer
• Reduziert den Bedarf an herkömmlichen Füllmaterialien wie Kies oder Sand
• Vollständig recycelbar und für temporäre oder permanente Anwendungen geeignet

Strukturelle Überlegungen

Der Einsatz von Hohlkörperformern erfordert eine sorgfältige Tragwerksplanung, die häufig in Zusammenarbeit zwischen Geotechnikern und Bauingenieuren erfolgt.

Druckfestigkeit

EPS-Hohlkörperformer sind in verschiedenen Druckfestigkeiten erhältlich, die in der Regel die meisten Anforderungen an die Lastabtragung von Platten, Trägern und Fundamenten abdecken. Die Auswahl hängt ab von:

• Dicke der Platte
• Art der Bewehrung
• Lage der Hohlräume
• Erwartete Verkehrslasten

Lastübertragung

Da Hohlkörperformer das Volumen des Betons reduzieren, ist eine sorgfältige Planung erforderlich, um die strukturelle Leistungsfähigkeit zu erhalten:

• Angemessene Lastverteilung auf die Rippen der Platte oder auf feste Zonen
• Ausreichende Scher- und Biegefestigkeit an kritischen Schnittstellen
• Kontrolle der Durchstanzung, insbesondere um Säulen und tragende Bereiche
• Überwachung der unterschiedlichen Durchbiegung zwischen Hohlräumen und festen Zonen, insbesondere bei Platten mit großer Spannweite, um die Gebrauchstauglichkeit und die langfristige Leistungsfähigkeit sicherzustellen

Beidseitig erleichterte Platten mit kuppelförmigen Hohlräumen müssen an Stützen und Balkenkreuzungen sorgfältig detailliert werden, um Schwachstellen zu vermeiden.

Feuer- und Feuchtigkeitsbeständigkeit

EPS ist zwar hervorragend feuchtigkeitsbeständig, aber sein Verhalten im Brandfall muss bei der Planung berücksichtigt werden. Um die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, werden feuerbeständige Abdeckungen oder Mindestabdeckungen aus Beton verwendet.

Anwendungen im modernen Bauwesen

Hohlkörperformer sind weit verbreitet in:

1. Deckenplatten aus Stahlbeton

Modulare EPS-Kuppeln erzeugen gitterartige Rippenplatten mit hoher Biegefähigkeit. Dies ist üblich in:

• Kommerzielle Gebäude
• Parkhäuser
• Lagerhäuser
• Flughäfen und Verkehrsknotenpunkte

Diese Platten sorgen für flache Untersichten, was die Installation von Haustechnik erleichtert und die Deckenhöhe verringert.

2. Bodenbalken und Fundamente

In Gebieten mit Blähton bieten komprimierbare EPS-Platten unter Trägern und Platten Schutz vor Hebungen und reduzieren Druckaufbau und Rissbildung.

3. Infrastruktur-Projekte

Brückendecks, Tunnel und Hochstraßen profitieren von Hohlräumen in dicken Platten, die durch Hohlkörperformer entstehen, da sie Gewicht und Materialverbrauch reduzieren.

4. Schaffen von Öffnungen und temporären Strukturen

Hohlkörperformer dienen auch als Platzhalter für zukünftige Revisionsöffnungen, Leitungen oder Elektroschächte und werden aufgrund ihrer einfachen Entfernbarkeit häufig in temporären Schalungssystemen eingesetzt.

Sechs zentrale Anwendungsbeispiele für Hohlkörperformer

Basierend auf praktischen Projekterfahrungen lassen sich die Einsatzmöglichkeiten von Hohlkörperformern in sechs Hauptanwendungsbereiche einteilen. Diese verdeutlichen die Vielseitigkeit von EPS-Hohlkörperformersystemen in verschiedenen Gebäudetypen:

1. Niedrige Gebäude (1-3 Stockwerke)

Hohlkörperformer werden eingesetzt, um Flachplattensysteme zu schaffen, die ausschließlich von Außenwänden getragen werden. Dadurch entfallen innere Stützen und offene Grundrissgestaltungen werden ermöglicht.

Anwendungsfall: Wohngebäude, Geschäfte, kleine Gemeindezentren und Lagerhäuser

Designbeispiel:

Vorteile:

• Säulenfreie Innenräume
• Reduzierte Aushub- und Fundamentlasten
• Schnellerer Bauzeitenplan

2. Mittelhohe wandtragende Strukturen (4-7 Stockwerke)

EPS-basierte Hohlkörperplatten ermöglichen leichte Deckensysteme, die den Bau mit Porenbeton- (AAC) Wänden ergänzen und häufig in mittelgeschossigen Wohnprojekten eingesetzt werden.

Anwendungsfall: Mehrfamilienhäuser, Studentenwohnheime, kompakte Geschäftsgebäude

Designbeispiel:

Vorteile:

• Kostengünstige Fundamente durch geringeres Gewicht der Platte
• Keine zusätzliche Fassadendämmung erforderlich
• Sauberer Abschluss: „Verputzen, streichen und vergessen“

3. Monolithische Hochhäuser (8-25 Stockwerke)

In mehrgeschossigen Gebäuden mit Ortbetonrahmen reduzieren Hohlkörperformer das Eigengewicht der Decken, ohne die Tragfähigkeit zu beeinträchtigen.

Anwendungsfall: Wohntürme, gemischt genutzte Gebäude, Geschäftskomplexe

Vorteile:

• Großflächige Abdeckung (500-600 m² pro Etage)
• Verbesserte Lastverteilung mit reduzierten Strukturquerschnitten
• Vereinfachte Standardisierung des Grundrisses auf allen Ebenen

4. Hochhäuser und denkmalgeschützte Gebäude

Modernste Projekte kombinieren Hohlkörperdecken mit Stahl-Beton-Verbundstützen oder Tube-in-Tube-Systemen für hochbelastbare Tragwerke.

Anwendungsfall: Wolkenkratzer, Bürotürme, öffentliche Infrastrukturknotenpunkte

Designbeispiel:

Vorteile:

• Hochleistungsplatten mit integrierten MEP-Kanälen
• Minimierte Plattendicke (nur 400-500 mm)
• Flexibilität bei der Gestaltung von Atrien und Freiflächen

5. Parkhäuser (unterirdisch oder aufgeständert)

Hohlkörperformer ermöglichen Flachdeckenlösungen für Parkhäuser ohne Unterzüge oder Kapitelle, wodurch die nutzbare Stellfläche maximiert und die Grundrissgestaltung vereinfacht wird.

Anwendungsfall: Städtische Parkhäuser, Garagen in Einkaufszentren, Parkhäuser mit grünem Dach

Projektbeispiel:

Vorteile:

• Keine heruntergefallenen Balken oder Zonen mit eingeschränkter Höhe
• Verbesserte ästhetische und strukturelle Einheitlichkeit
• Grüne Gebäudeoptionen mit Dachbegrünung

6. Gebäuderenovierung und Bodenverbesserung

Hohlkörperformer werden auch bei der Sanierung älterer Gebäude eingesetzt, um Fußbodenniveaus zu korrigieren oder bestehende Platten zu verstärken, ohne die Tragstruktur zu überlasten.

Anwendungsfall: Schulen, denkmalgeschützte Gebäude, Nachrüstung von Büros

Projektbeispiel:

Vorteile:

• Einfach über bestehenden Platten zu installieren.
• Kein Abriss von altem Beton nötig
• Kompatibel mit Doppelbodensystemen und HVAC-Integration

Richtlinien zur Installation

Die ordnungsgemäße Handhabung und Installation von Hohlkörperformern ist für die Leistung entscheidend:

• Positionierung: Die Hohlkörper müssen sicher befestigt werden, um ein Aufschwimmen während des Betonierens zu verhindern.
• Abstände: Die Abstände zwischen den Modulen sollten mit den Abständen der Plattenbewehrung übereinstimmen, um effektive Lastpfade zu gewährleisten.
• Bewehrung: Platten mit Hohlkörperformern haben in der Regel zwei Gewebelagen – oben und unten – mit den richtigen Überlappungslängen und Überdeckungen.

Beton gießen: Der Beton sollte kontrolliert und gleichmäßig gegossen werden, um eine Verschiebung oder Beschädigung der Hohlkörperformer zu vermeiden. Übermäßige Vibrationen müssen vermieden werden, da sie expandierte Polystyrol-Module (EPS) zerdrücken oder verformen können, insbesondere solche mit geringerer Druckfestigkeit.

Um ein Aufschwimmen während des Gießens zu verhindern, sollten die Hohlkörperformer mechanisch fixiert oder beschwert werden, und in der Regel wird ein zweistufiger Guss verwendet:

Stufe 1: Gießen Sie den Beton bis etwa zur Hälfte der Höhe der Hohlkörper.

Stufe 2: Sobald die erste Schicht ausreichend ausgehärtet ist, um Widerstand zu leisten, wird der restliche Beton bis zur endgültigen Höhe gegossen.

Diese Methode gewährleistet eine ordnungsgemäße Einkapselung, reduziert den Druck auf das EPS und erhält die Ausrichtung der Bewehrung und des Plattenprofils.

Die Hersteller stellen projektspezifische Details zur Verfügung, einschließlich Verbindungsmethoden, Modullayout und Installationsanleitungen.

Vergleich mit herkömmlichen Füllmaterialien

Herkömmlichere Füllmaterialien (z.B. Kies oder Magerbeton) sind schwerer, weniger anpassungsfähig und bieten keine Hebungsaufnahmeeigenschaften. Hohlraumbildner bieten eine moderne Alternative mit erheblichen Vorteilen:

Merkmal	Traditionelle Füllung	Hohlkörperformer (EPS)
Voidight füllen	Schwer	Sehr leicht
Wiederverwendbarkeit	Nein	Oft dauerhaft oder recycelbar
Hebungsabsorption	Keine	Ausgezeichnet
Installation	Handarbeitsintensiv	Schnell & modular
Kosten-Wirksamkeit	Niedrig über den Lebenszyklus	Hoch

Letzte Überlegungen

Hohlkörper sind nicht nur eine Innovation – sie sind ein integraler Bestandteil des intelligenten Bauens. Durch die Reduzierung des Eigengewichts, die Vereinfachung der MEP-Integration und die Verbesserung der langfristigen Widerstandsfähigkeit bieten sie sowohl Designflexibilität als auch Kosteneinsparungen über den gesamten Lebenszyklus. Da moderne Projekte zunehmend auf Effizienz und Nachhaltigkeit abzielen, ist die Verwendung von leichten Hohlkörpersystemen eine zukunftsweisende Entscheidung.

Mit der richtigen Produktauswahl, dem richtigen Engineering und dem richtigen Einbau können Hohlkörperformer das strukturelle Verhalten verbessern, die Konstruktion vereinfachen und zum langfristigen Erfolg eines Projekts beitragen.

Wenn Sie Bodenplatten aus Stahlbeton planen oder mit problematischen Bodenverhältnissen zu tun haben, sollten Sie Hohlraumformer nicht als optionales Extra, sondern als Schlüsselkomponente einer intelligenten Konstruktion betrachten.