aiMOOC

Fachübungen 11 SMT – Metallbaukonstruktionen planen und konstruieren – Fachrichtung Stahl- und Metallbautechnik (SMT) - Technischer Systemplaner

QR-Code

Einleitung

Du planst als angehende Technische Systemplanerin oder angehender Technischer Systemplaner der Fachrichtung Stahl- und Metallbautechnik (SMT) ein Metallbauobjekt aus Profilen und Glas. Du analysierst die Nutzung, entwickelst eine Konstruktion, vergleichst Glasarten und Profilvarianten, kontrollierst bauphysikalische Anforderungen und fertigst prüfbare CAD-Ausführungsunterlagen an. Schwerpunkte sind Fenster, Türen, Pfosten-Riegel-Konstruktionen, Anschlüsse, Abdichtung, Beschattung und nachvollziehbare Dokumentation.

Einordnung: Lernfeld 11 SMT „Metallbaukonstruktionen planen und konstruieren“, 3. Ausbildungsjahr, Zeitrichtwert 100 Unterrichtsstunden gemäß KMK-Rahmenlehrplan vom 27.05.2011. Der anerkannte Ausbildungsberuf dauert regulär 42 Monate. Die Ausbildungsordnung trat am 01.08.2011 in Kraft und wurde 2014 geändert. Für SMT sieht sie eine gestreckte Abschlussprüfung mit Teil 1 („Erstellen technischer Unterlagen“) und Teil 2 („Konstruktionsauftrag“, „Baukonstruktion“, „Wirtschafts- und Sozialkunde“) vor. Hier werden eigene Übungsaufträge behandelt, keine Originalprüfungsaufgaben; organisatorische Einzelheiten immer bei der zuständigen Stelle aktuell prüfen. KMK-Rahmenlehrplan · BIBB-Berufsprofil SMT · Ausbildungsordnung.

Lernziele: Du kannst (1) Anforderungen und Lastpfade unterscheiden, (2) Profile und Glas auf Basis dokumentierter Herstellerdaten auswählen, (3) geometrische und vereinfachte thermische Berechnungen erläutern, (4) Anschlüsse und Baugruppen sachgerecht zeichnerisch darstellen, (5) Planungsfehler erkennen und (6) ein konsistentes Zeichnungs-, Stücklisten- und Prüfprotokoll abgeben.

Sicherheitsgrenze: Sämtliche Zahlen, Objekte, Bauteile, Schaltungen und Zeichnungen sind synthetische Lernmodelle. Berechnungen sind keine prüffähige Tragwerksplanung, kein Energie- oder Brandschutznachweis und keine Montage-, Maschinen- oder Elektrofreigabe. Glasscheibenhandhabung, Befestigungsarbeiten, Arbeiten in Höhe, Maschinen- und Elektroarbeiten erfolgen ausschließlich fachkundig geplant und qualifiziert angeleitet.

Anforderungen und konstruktive Systeme analysieren

Vom Bauauftrag zum Anforderungskatalog

Eine fachgerechte Konstruktion beginnt nicht mit dem Zeichnen. Kläre zuerst Gebäude- und Raumnutzung, Abmessungen der Rohbauöffnung, Bewegungen und Toleranzen, vorhandenen Baugrund, Nutzung von Türen, Sicht- und Sonnenschutz, barrierearme Erreichbarkeit, Reinigung und Wartung sowie die erforderlichen Unterlagen. Trenne gesicherte Angaben von Annahmen und noch zu klärenden Freigaben. Wer nicht zwischen Bestellmaß, Rohbaumaß, Elementaußenmaß und Lichtmaß unterscheidet, produziert Folgefehler bei Glasbestellung und Montage.

Frage aus dem Auftrag	Benötigter Nachweis	Typisches Planergebnis
Welche Nutzung hat der Eingang?	Nutzungskonzept, Türfunktion, Fluchtwegplanung durch zuständige Fachplanung	Anforderungsliste für Tür und Beschlag
Welche Kräfte greifen an?	Statische Angaben zu Wind, Eigengewicht, Anprall und tragendem Untergrund	Lastweiterleitung und offene Bemessungsfragen
Wie werden Wärme und Feuchte beherrscht?	Gebäudekonzept, bauphysikalische Kennwerte, Anschlussplanung	Profil-, Glas- und Dichtungskonzept
Wie wird das Element montiert?	Aufmaß, tragfähige Untergründe, Systemzulassungen, Transportweg	Anschlussdetail, Montagefolge und Prüfmerkmale

Prüfstrategie: Vergib für jede Anforderung eine Kennung A01, A02 usw. Verknüpfe sie mit einer Zeichnung oder einem Dokument und mit der Stelle, die die technische Freigabe erteilt. Eine CAD-Linie ist kein Nachweis einer genehmigten Konstruktion.

Pfosten, Riegel, Fensterflügel und Lastweg

Bei der Vorhangfassade tragen die Gebäudedecken und das Haupttragwerk die Bauwerkslasten; das Fassadensystem muss dagegen seine eigenen einwirkenden Lasten sicher in das Tragwerk übertragen. Pfosten sind überwiegend vertikale, Riegel überwiegend horizontale Profile. Hinzu kommen Verglasung, Glasauflager, Dichtungen, Druckleisten, Abdeckungen, Anschlüsse und geeignete Befestiger. Ein öffenbarer Flügel ist anders zu berücksichtigen als eine feste Füllung: Betätigungskräfte, Beschläge und Wartung wirken auf die Detailplanung.

Bild: Varianten von Vorhangfassaden und Fenstersystemen; Vahidvision, CC BY-SA 4.0, Original und Lizenz.

Bild: Beispiel einer verglasten Außenhülle; Navaneeth Krishnan S, CC BY-SA 3.0, Original und Lizenz.

Bauteil	Konstruktive Aufgabe	Kritische Schnittstelle
Pfosten	Einwirkungen zu den Gebäudebefestigungen führen	Konsole, Traggrund, thermische Trennung
Riegel	Füllungsfelder strukturieren und Lasten weiterleiten	Pfosten-Riegel-Verbindung, Entwässerung
Glaseinheit	Lichtdurchlass, Witterungstrennung und nutzungsspezifische Schutzfunktion	Glasauflager, Randverbund, Glaseinstand
Flügel und Beschlag	Geregeltes Öffnen, Schließen und Verriegeln	Bewegung, Dichtung, Einbauraum
Anschlussfuge	Kräfte, Feuchte, Wärme und Bewegung berücksichtigen	Abdichtungsebenen, Hinterfüllung, Bauwerksanschluss

Typische Fehler: Eine Fassadenfüllung wird fälschlich als tragendes Gebäudeelement angesetzt; Befestigungen werden lediglich nach Optik gewählt; thermische Trennung wird an der Konsole vergessen; Entwässerungswege werden in der Detailzeichnung unterbrochen.

Sicht- und Schnittdarstellungen

Stelle mindestens eine Ansicht mit Achsraster und Bezugshöhen, einen Horizontalschnitt am Pfosten, einen Vertikalschnitt am Riegel, ein Befestigungsdetail und eine Explosionsansicht oder beschriftete Baugruppenübersicht dar. Sichtbare Profilbreite, Falzmaß, Glaseinstand, Entwässerung und Einbauabstand müssen zum ausgewählten Herstellerprofil passen. Norm- und systemabhängige Mindestmaße werden nicht frei erfunden, sondern aus aktuellen Herstellerunterlagen und den freigegebenen Fachplanungen übernommen.

Fachvideo: Schüco, „Montagevideo Schüco Fassadensystem FWS 35 PD“ (2016); herstellerbezogene Veranschaulichung, kein universelles Freigabedetail. Original. Video ist verlinkt, nicht als OER lizenziert.

Glas und Metallprofile passend auswählen

Glasarten, Kennwerte und Anwendung

Floatglas ist Grundglas; Einscheibensicherheitsglas (ESG) hat eine besondere Bruchcharakteristik; Verbund-Sicherheitsglas (VSG) hält im Bruchfall Splitter durch die Verbundfolie zusammen. Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) besteht aus mehreren Scheiben und einem abgedichteten Scheibenzwischenraum; Beschichtungen, Gasfüllung und Randverbund beeinflussen energetische Eigenschaften. Sicherheitsanforderungen ergeben sich aus Einbausituation, Nutzung und einschlägigem Regelwerk; ESG und VSG sind nicht pauschal austauschbar. Absturzsichernde oder überkopf angeordnete Verglasung erfordert gesonderte Nachweise und Freigaben.

Schema: Aufbau einer Isolierverglasung; petur_p, CC BY-SA 3.0 (alternativ GFDL), Original und Lizenz.

Foto: zweifache Isolierverglasung mit 12 mm Scheibenzwischenraum; Hundehalter, CC BY-SA 4.0, Original und Lizenz.

Wichtige Kenngrößen sind U_g (Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung in W/(m²·K)), g (Gesamtenergiedurchlassgrad, dimensionslos), Lichttransmission und für den Anwendungsfall geprüfte Schall- und Sicherheitswerte. Ein kleiner U_g-Wert bedeutet geringeren Wärmedurchgang, aber noch keinen vollständigen Fenster-U-Wert. Verwechsele nicht Lichttransmission mit g-Wert. Wähle Glas auch nach Gewicht, Format, Sonneneintrag, Schallschutz, Reinigung und möglichem Austausch.

Profile, thermische Trennung und Materialkombination

Aluminiumprofile sind leicht formbar und korrosionsbeständig, leiten Wärme jedoch gut. Thermische Trennstege reduzieren den Wärmefluss zwischen innen und außen. Stahlprofile ermöglichen andere Steifigkeiten und schlanke Konstruktionen, erfordern aber material- und objektgerechte Korrosionsschutz- und Anschlusskonzepte. Nicht ein Werkstoff allein entscheidet; die kombinierte Leistung aus Profil, Glas, Randverbund, Befestigung und Einbaulage ist maßgeblich.

Foto: Profilquerschnitt mit mehreren Funktionsschichten; Nenad Stojković (Commons-Nutzer Shixart1985), CC BY 2.0, Original und Lizenz.

Herstellerbibliotheken im CAD erleichtern konsistente Profile und Beschläge, ersetzen aber keine Prüfung: Sind Systemversion, Revision, zulässige Verglasungsdicke, Falzraum, sichtbare Breite, Befestigungspunkte und Kompatibilität dokumentiert? Übernimm nur geprüfte, zur Einbausituation passende Daten. Ein guter Modellvergleich bewertet nicht nur Materialpreis, sondern auch Montageaufwand, Wartbarkeit, Austauschbarkeit und Recyclingfähigkeit.

Massen und Zuschnittdaten berechnen

Lernrechnung Glasmasse: Für eine synthetische Isolierglaseinheit mit Fläche 4,00 m² und zwei 6 mm dicken Scheiben rechne vereinfachend mit ρ = 2 500 kg/m³. Reine Glasmasse m = A · (t1 + t2) · ρ = 4,00 · 0,012 · 2 500 = 120 kg. Gasfüllung, Randverbund und Rahmen bleiben unberücksichtigt. Bei realen Aufträgen sind Herstellerdaten, Scheibenaufbau, Kantenbedingungen, Transport und Hebekonzept zu prüfen.

Profilzuschnitt: Aus dem CAD-Leitmaß darfst du nicht ungeprüft die Säge- oder Bestelllänge machen. Profilverbinder, Gehrungen, Dehnfugen, Bearbeitungszugaben und systemabhängige Zuschnittregeln sind zu berücksichtigen. Beispiel: Vier rein rechnerische vertikale Elemente zu 2,20 m ergeben zusammen 8,80 m Profil-Nennlänge; eine reale Zuschnittliste erfordert zusätzliche Angaben zu Verbindermaßen und Fertigungsregeln.

Wärme, Feuchte, Schall und Brandschutz bewerten

U-Werte und vereinfachte energetische Bilanz

Für ein idealisiert rechteckiges Fensterelement kann ein vereinfachter Fensterwert nach Flächen und Randverbund angesetzt werden:

U_w = (A_g · U_g + A_f · U_f + l_g · Ψ_g) / (A_g + A_f)

A_g = sichtbare Glasfläche, A_f = Rahmenfläche, U_g = Glas-U-Wert, U_f = Rahmen-U-Wert, l_g = Länge des Glasrandes und Ψ_g = längenbezogener Wärmebrückenzuschlag des Randverbunds. Alle Daten müssen auf dieselbe Geometrie und das gleiche System bezogen sein. Für vollständige Fassaden gelten gesonderte System- und Nachweisverfahren; ein so ermittelter U_w-Wert ist kein allgemeiner U_cw-Nachweis.

Musterrechnung mit synthetischen Herstellerkennwerten: Elementaußenmaß 2,40 m × 2,00 m, Gesamtfläche 4,80 m²; A_g = 4,00 m², A_f = 0,80 m², U_g = 1,10 W/(m²·K), U_f = 2,20 W/(m²·K), l_g = 8,00 m, Ψ_g = 0,05 W/(m·K). Der Zähler beträgt 4,00 · 1,10 + 0,80 · 2,20 + 8,00 · 0,05 = 4,40 + 1,76 + 0,40 = 6,56 W/K. Damit U_w = 6,56 / 4,80 ≈ 1,37 W/(m²·K). Die Randverbundlänge ist für dieses didaktische Modell vorgegeben, nicht aus dem Außenumfang abgeleitet.

Synthetische Variante	U_g	U_f	Ψ_g	Ergebnis U_w
A: Ausgangslösung	1,10	2,20	0,05	1,37 W/(m²·K)
B: verbesserter Glasaufbau bei sonst gleichen Werten	0,70	2,20	0,05	1,03 W/(m²·K)
C: verbesserte Verglasung, Rahmen und Randverbund	0,70	1,50	0,04	0,90 W/(m²·K)

Für eine modellhafte Temperaturdifferenz ΔT = 20 K ist die momentane Transmissionswärmeleistung in Variante A näherungsweise Q = U_w · A · ΔT = 1,3667 · 4,80 · 20 ≈ 131,2 W. Für C ergibt sich 0,90 · 4,80 · 20 = 86,4 W, Differenz 44,8 W bei diesen Bedingungen. Daraus folgt ohne Betriebsstunden und Temperaturverlauf keine Jahresenergieeinsparung. Auch ist damit kein GEG-Nachweis geführt.

Wärmebrücken und Anschlussfugen

Eine Wärmebrücke erhöht lokal den Wärmestrom; dadurch können Innenoberflächen abkühlen und Feuchteprobleme begünstigt werden. Plane deshalb die Dämmebene durchgehend, beachte Position und Befestigung der Konstruktion sowie die Anschlüsse an verschiedene Wandmaterialien. Über den Entwurf hinaus sind Fachnachweise und genaue Montagevorgaben erforderlich.

Simulation einer Wärmebrücke als Anschauungsbeispiel, nicht als konkreter Fassadennachweis; Zureks, CC0 1.0, Original und Lizenz.

Drei Funktionen einer Anschlussfuge: raumseitig Luftdichtheit herstellen; mittig Wärme- und Schalldämmung sicherstellen; außenseitig Witterungsschutz mit abgestimmtem Feuchtemanagement vorsehen. „Innen dichter als außen“ ist eine Orientierung, ersetzt aber keine bauphysikalische Bewertung der gesamten Einbausituation. Elastische Fugen, Bewegungsaufnahme, Entwässerung und Materialverträglichkeit sind zusammen zu planen. RAL-Montageleitfäden und ift-Unterlagen beschreiben Planungs- und Ausführungsgrundsätze, ohne dass „RAL“ für sich ein universelles Produktmaß vorgibt.

Fachvideo: ift Rosenheim, „Fenster einbauen – Wärmedämmung und Schallschutz“, Montagetutorial 04 (2021), Original. Verlinktes Drittvideo, keine pauschale OER-Lizenz.

Schallschutz, Feuerwiderstand und Sonnenschutz

Schallschutz hängt nicht nur vom Glasaufbau, sondern auch von Fugen, Rahmen, Flankenwegen und Einbau ab. Beschreibe geforderte Eigenschaften mit prüfbaren Belegen statt einer ungesicherten Dezibel-Zahl. Brandschutz ist eine Systemeigenschaft aus Bauteilen, Einbau und Verwendbarkeits-/Anwendbarkeitsnachweisen; eine beliebige Glasscheibe wird nicht allein durch eine Bezeichnung zum zugelassenen Brandschutzelement. Sonnenschutz erfordert Abwägung zwischen sommerlicher Aufheizung, Tageslicht, Blendung, Sichtbezug und Bedienung. Die Auswahl einer Motorisierung und deren Elektroplanung gehört in Abstimmung mit qualifizierten Fachkräften.

CAD-Ausführungsdetails, Befestigung und Steuerung dokumentieren

Geometrie und Zeichnungsorganisation

Beginne mit einem eindeutigen Koordinaten- und Bezugssystem. Nutze Achsmaße, Bezugshöhen und eine nachvollziehbare Benennung von Bauteilen. Prüfe Ansicht, Grundriss/Schnitt, Fugen, Glaseinstand, Leitungen, Bewegungsspiel, Einbauraum und Zugang zur Wartung. Bemaße funktions- und fertigungsgerecht; vermeide geschlossene Maßketten mit widersprüchlichen Toleranzen. Ein guter Zeichnungssatz enthält Titelblock, Maßstab, Einheiten, Revision, Bearbeitungsstand, Bauteilnummern und Schnittverweise.

Dokument	Muss für den Modellauftrag erkennbar sein	Prüfung
Gesamtansicht A-01	Raster, Außenmaße, Achsen, Fest-/Öffnungsfelder	Gesamtbreiten und Höhen widerspruchsfrei?
Vertikalschnitt S-01	Riegel, Glaslager, Abdichtung, Entwässerung, obere/untere Fuge	Feuchteweg und Einbaulage plausibel?
Horizontalschnitt S-02	Pfosten, Wandanschluss, Dämmebene, Bewegungsfuge	Trag- und Dichtfunktionen unterscheidbar?
Detail D-01	Befestigungsprinzip mit Kennzeichnung „Freigabe offen“	Ist der Untergrund dokumentiert?
Stückliste L-01	Positionsnummer, Benennung, Material, Menge, Datenquelle	Stimmen Zeichnung und Liste überein?
Prüfprotokoll P-01	Annahmen, Rechenwege, Abweichungen, offene Fachnachweise	Ist jede Freigabefrage zugewiesen?

Anschlussdetails und Befestigungsmittel auswählen

Bei der Verbindung von Aluminium, Stahl, Beton, Mauerwerk und Dichtungswerkstoffen sind Untergrund, Korrosionsschutz, unterschiedliche Ausdehnung, Bewegungsfugen und erforderliche Nachweise entscheidend. Du kannst im Entwurf eine Befestigungsart vorsehen, nicht jedoch aus einem Lehrbeispiel die Anzahl oder Tragfähigkeit zulassungsabhängiger Anker festlegen. Dokumentiere Rand- und Achsabstände als hersteller- und bemessungsabhängige Prüfpositionen. Die Zeichnung zeigt den Lastweg und den erforderlichen Platz für Montage und Kontrolle.

Fachvideo: ift Rosenheim, „Fenster einbauen – richtige Planung und Arbeitsvorbereitung“, Montagetutorial 02, Original. Drittanbieterinhalt: zum Lernen verlinkt, nicht nachlizenziert.

Beschattung und Schließanlagen auf Planungsebene

Lernfeld 11 sieht auch Schaltpläne für Beschattungs- und Schließanlagen vor. Für den rein funktionalen Entwurf kannst du ein Blockschema aufstellen: Bedienanforderung oder Sensor → Steuerlogik → Antriebsanforderung → Rückmeldung (Position/Störung). Berücksichtige Schutz gegen Fehlbedienung, Anforderungen an Fluchtwege, Wartungsstellung und Zusammenspiel mit Gebäudeautomation. Auf dieser Ebene werden keine Netzspannungsverdrahtungen, Anschlusspläne oder Inbetriebnahmen vorgeschrieben; diese gehören zur hierfür qualifizierten Elektro- und Sicherheitsfachplanung.

Logischer Zustand	Erwartetes Verhalten im Planschema	Prüfpunkt
Nutzer fordert Verschattung an	Steuerung prüft Freigabe und meldet Bewegungsanforderung	Sensorik und Nutzerpriorität abstimmen
Sicherheitsrelevante Sperre liegt an	Bewegung wird nicht angefordert	Sperrgrund dokumentieren
Wartungsmodus aktiviert	Automatische Bewegung bleibt gesperrt	Zuständigkeit und Wiederfreigabe klären
Störmeldung empfangen	Klar erkennbare Fehlermeldung im Systemplan	Kein unkontrollierter Folgebefehl

Typische Planungsfehler systematisch diagnostizieren

Die folgende Fehlermatrix ist ein Lehrwerkzeug. Sie ersetzt keine normgerechte Fachprüfung.

Beobachtung	Wahrscheinliche Ursache	Zeichnerische Korrektur und Prüfung
Glasmaß passt nicht zum Profil	Außenmaß mit Glasfalzmaß verwechselt	Maßbezüge klären und Herstellerfalz kontrollieren
Lücken in der Dämmebene	Profil oder Konsole ohne thermische Anschlussplanung	Dämmebenen im Schnitt markieren, Detail fachlich prüfen lassen
Widerspruch zwischen Ansicht und Stückliste	Änderung ohne Revisionsabgleich	Positionsabgleich und Änderungsvermerk
Beschattung kollidiert mit Fensterflügel	Fehlende Bewegungs- und Wartungsräume	Kollisionsprüfung und Funktionsmaß ergänzen
Entwässerung endet hinter Dichtschicht	Entwässerungskonzept fehlt	Systemgerechten Weg bis nach außen nachweisen lassen
Unklare Befestigung an Mauerwerk	Traggrund/Lastannahmen nicht spezifiziert	Freigabeposition vor Fertigungsunterlagen sperren

Berufstypischer Modellfall mit Musterlösung

Auftragsdaten und geforderte Arbeitsprodukte

Synthetischer Auftrag MF-11: Ein fiktives Schul- und Bürogebäude erhält einen verglasten Eingangsbereich. Für eine Fassadenansicht von 4 800 mm Breite × 3 000 mm Höhe entwirfst du schematisch eine Pfosten-Riegel-Aufteilung. Es soll ein mittiges Türfeld geben; die übrigen Felder sind fest. Die Fenster-/Türfunktion, Sicherheitsverglasung, Zugänglichkeit und Bauwerksanschlüsse sind im realen Projekt jeweils mit den zuständigen Fachplanungen abzustimmen. Für eine separat betrachtete Fenster-Übungseinheit werden die thermischen Daten aus dem vorherigen Kapitel verwendet. Der Modellauftrag ist nicht für Herstellung oder Montage freigegeben.

Vom Auftrag zur Lösung: Anforderungen erfassen → Raster und Öffnungsart konzipieren → Bauteil- und Glaskonzept mit Herstellerdaten prüfen → thermische Lernrechnung führen → Ansichten und Schnitte zeichnen → Stückliste und offene Freigaben dokumentieren → Zeichnungsprüfung durchführen.

Musterprodukt A: Aufteilung und Flächen

Vier schematische Vertikalfelder mit Achsbreiten von je 1 200 mm ergeben 4 × 1 200 = 4 800 mm. Die zwei mittleren Felder werden in der Übungsvariante als Türzone und danebenliegendes festes Feld bezeichnet; die tatsächlichen Türlichten werden nicht aus dem Raster abgeleitet, sondern nutzungsabhängig und konstruktiv geprüft. Ein horizontaler Riegel bei 2 200 mm Höhe erzeugt im schematischen Höhenraster 2 200 mm + 800 mm = 3 000 mm. Das gesamte Rechteck umfasst 14,40 m² brutto, nicht die nutzbare Glasfläche.

Achsfeld	Breite in mm	Zone unterhalb der Riegelachse	Zone oberhalb der Riegelachse
F1	1 200	feste Verglasung	feste Verglasung
F2	1 200	fiktive Türzone	feste Verglasung
F3	1 200	festes Feld	feste Verglasung
F4	1 200	feste Verglasung	feste Verglasung

Prüfergebnis: Summenmaße der Rasteraufteilung stimmen überein. Das Raster ist aber nur ein Systemmaß: Profildicken, Fugen, Türflügel- und Glasabmessungen sind noch nicht bemaßt oder freigegeben. Eine Bestellliste für Glas darf daher aus dieser Tabelle allein nicht erstellt werden.

Musterprodukt B: Glasmasse, Energie und Variante

Für die gesonderte Modell-Fenstereinheit mit A_g = 4,00 m² und zwei Glasscheiben zu je 6 mm folgt m_Glas ≈ 120 kg. Dies dient der rechnerischen Sensibilisierung für Transport und Beschläge, nicht der Hebemittelbemessung. Für dieselbe separate Einheit beträgt der idealisierte Ausgangswert U_w ≈ 1,37 W/(m²·K), für Variante C 0,90 W/(m²·K). Die Verbesserung im Modell beträgt 1,37 − 0,90 = 0,47 W/(m²·K). Übertragen auf die vollständige Fassadenansicht wäre dies ohne konkrete Feldgeometrien, Türdaten, Randbedingungen und normgerechtes Fassadenverfahren unzulässig.

Begründeter Variantenentscheid: Variante C bietet in den angenommenen Kennwerten besseren Transmissionswärmeschutz. Die Entscheidung ist nur vorläufig, bis Kosten, Glasgewicht, nutzungsspezifische Verglasung, Schallschutz, Herstellernachweise, Sonnenschutz und Einbaudetails vorliegen.

Musterprodukt C: Zeichnungssatz, Fehlerdiagnose und Freigabeliste

Modellposition	Anzahl	Dokumentationsstand
P01 Vertikale Profilachsen	5 Achslinien als Rasterbezug	Profiltypen und echte Zuschnittlängen offen
P02 Horizontale Riegelachse	1 durchgehende Rasterlinie	Fügung an Pfosten konstruktiv zu klären
P03 Türfeld F2	1 Funktionszone	Türblatt, Schwelle, lichte Weite und Beschläge offen
P04 Verglasungsfelder	schematisch je Feld ober- und unterhalb der Riegelachse	Einzelformate und Sicherheitsfunktionen zu klären
P05 Bauwerksanschlüsse	je 1 typischer Kopf-, Fuß- und Seitenanschluss	Befestigung und Abdichtung nachzuweisen

Muster-Fehlerdiagnose: In einer vorgelegten Zeichnung steht die gesamte 4 800-mm-Breite als Bestellmaß für vier Glasscheiben. Diagnose: Das ist die Fassaden-Rasterbreite, nicht die Summe der lichten Glasfalzmaße. Korrektur: Profilquerschnitte und Glasfalzmaße aus freigegebenen Systemdaten ermitteln, erforderliche Fugen berücksichtigen und die Glasscheiben einzeln positionsbezogen bemaßen. Zweiter Fehler: Ein Befestigungsdetail nennt pauschal „vier Dübel“. Diagnose: Ohne Lastannahmen, Untergrund und Befestigerfreigabe ist die Stückzahl unzulässig. Korrektur: Kennzeichnung „Ankerbemessung durch zuständige Fachplanung offen“.

Abzugeben: Anforderungsliste A-01, Ansicht A-01 mit Raster, Detail-/Schnittverzeichnis S-01/S-02/D-01, Modell-Stückliste L-01, Berechnungsblatt B-01, Revisionsprotokoll P-01 und eine Liste offener Fachfreigaben.

Fachliches Bewertungsraster für den Modellfall

Kriterium	Erwarteter prüfbarer Nachweis	Punkte
Anforderungsanalyse	Nutzung, Maße, Last-/Schutzanforderungen, Annahmen und offene Freigaben getrennt	0–15
Konstruktion und Geometrie	korrekte Rastermaße, Feldlogik, plausible Anschlussstrategie	0–20
Fachrechnen	Einheiten, Formeln, Zwischenschritte, Glasmasse und U_w rechnerisch korrekt	0–20
CAD und Dokumentation	Ansichten, Schnittbezüge, Bemaßung, Positionsliste und Revisionen konsistent	0–20
Bauphysik und Sicherheit	Wärme-/Feuchtepfade erkannt; keine unzulässigen Freigaben behauptet	0–15
Prüfung und Transfer	Fehler begründet korrigiert; Variante transparent bewertet	0–10
Gesamt	maximal 100 Punkte	100

Auswertungsregel: Vergib pro Kriterium Punkte nur für nachprüfbare Artefakte. Eine voll zutreffende Lösung erhält die volle Punktzahl; teilweise nachvollziehbare Lösungen anteilig; unbegründete oder sicherheitskritisch als „freigegeben“ bezeichnete Annahmen können nicht als vollständiger Nachweis gelten. Entscheidend ist die fachliche Qualität, nicht die CAD-Softwaremarke.

Interaktive Aufgaben

Multiple-Choice-Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Welche Aussage beschreibt die Aufgabe eines Pfostens in einer typischen Pfosten-Riegel-Fassade am besten? (Vertikales Profil zur Lastweiterleitung innerhalb des Fassadensystems) (!Folie zur raumseitigen Fugendichtung) (!Ausschließlich dekorativer Glasrand) (!Waagerechter Abstandhalter im Isolierglas)

Rückmeldung: Pfosten sind vertikale Profile; ihr tatsächlicher Lastweg muss bis zum Bauwerk geplant und nachgewiesen werden.

Welche Größe gehört zur vereinfachten Berechnung des gesamten Fenster-U-Werts? (Rahmenfläche und Rahmen-U-Wert) (!Nur die sichtbare Glasfarbe) (!Nur die Dichte des Metalls) (!Nur die Anzahl der Schrauben)

Rückmeldung: Zum Fensterwert gehören Glas, Rahmen und Glasrandverbund; ein reiner Glaswert ist nicht ausreichend.

Warum darfst du aus einem Achsraster nicht sofort die Glasbestellmaße ableiten? (Profile Falz und Fugen verändern die tatsächlichen Glasabmessungen) (!Ein Achsraster gilt ausschließlich für Stahlbleche) (!Glas wird grundsätzlich ohne Einstand montiert) (!Bemaßung ist im Metallbau überflüssig)

Rückmeldung: Entscheidend sind die realen Systemquerschnitte mit Falz- und Einbaumaßen aus den Herstellerunterlagen.

Was kennzeichnet Verbund-Sicherheitsglas grundsätzlich? (Mehrere Scheiben oder Glaslagen sind durch eine Verbundzwischenlage verbunden) (!Es besteht immer nur aus einer monolithischen Scheibe) (!Es besitzt grundsätzlich keine Masse) (!Es ist automatisch für jede Absturzsicherung zugelassen)

Rückmeldung: Die Verbundwirkung unterstützt den Splitterzusammenhalt; der konkrete Schutzfall ist gesondert zu beurteilen.

Welcher Schritt kommt vor einer endgültigen Befestigerauswahl? (Traggrund und Einwirkungen mit zuständigen Fachplanenden klären) (!Befestiger nach Abdeckkappenfarbe wählen) (!Alle Fugen ungeprüft verkleben) (!Die Ankerzahl aus der Bildgröße bestimmen)

Rückmeldung: Belastbarkeit und Randbedingungen hängen vom Untergrund, Nachweisen und freigegebenen Systemen ab.

Was bedeutet ein kleinerer U-Wert bei sonst gleichen Randbedingungen? (Geringerer Transmissionswärmestrom pro Fläche und Temperaturdifferenz) (!Zwingend größerer Tageslichtdurchlass) (!Automatisch höherer Schallschutz) (!Grundsätzlich bessere Absturzsicherheit)

Rückmeldung: Ein kleinerer U-Wert beschreibt besseren Wärmeschutz, nicht automatisch andere Produkteigenschaften.

Welche Darstellung eignet sich besonders zur Kontrolle der Anschlussfuge am Wandübergang? (Bemaßter Schnitt mit dargestellten Dicht- und Dämmebenen) (!Nur eine perspektivische Fassadenansicht ohne Maße) (!Allein eine Farbtabelle) (!Nur ein unbeschrifteter Materialpreis)

Rückmeldung: Im Schnitt werden Einbaulage, Anschlüsse und die Übergänge der Funktionsschichten nachvollziehbar.

Welche Aussage zur vereinfachten Glasmasse ist richtig? (Fläche mal gesamte Glasdicke mal Glasdichte) (!Breite mal Farbe mal Rahmengewicht) (!Nur der Randumfang mal Lichttransmission) (!Anzahl der Scheiben ohne Einheiten)

Rückmeldung: Die geometrische Masse folgt aus Volumen und Dichte; weitere Bauteilmassen kommen separat hinzu.

Was ist im CAD nach einer Änderung der Rasterbreite unbedingt zu prüfen? (Bemaßungen Schnitte Positionen und Stückliste auf Konsistenz) (!Ausschließlich die Linienstärke des Titels) (!Nur das Änderungsdatum auf dem Laptop) (!Die Schriftfarbe des Videos)

Rückmeldung: Eine geometrische Änderung wirkt auf mehrere Dokumente und erfordert einen nachvollziehbaren Revisionsabgleich.

Wie ist ein Steuerungsentwurf für Beschattung im Fachunterricht sicher abzugrenzen? (Als Funktionsschema ohne unbefugte Verdrahtungs- oder Inbetriebnahmefreigabe) (!Als direkte Anleitung zum Arbeiten an Netzspannung) (!Als Ersatz für die Sicherheitsfachplanung) (!Als Betriebserlaubnis ohne Prüfung)

Rückmeldung: Die funktionale Darstellung ist eine Planungsaufgabe; elektrische und sicherheitsrelevante Details benötigen qualifizierte Freigaben.

Memory: Begriffe und Funktionen

Pfosten	Senkrechtes Fassadenprofil
Riegel	Waagerechtes Fassadenprofil
Randverbund	Abgedichteter Abschluss des Scheibenzwischenraums
Glaseinstand	Eingriffstiefe der Verglasung im Profilfalz
Wärmebrücke	Lokal erhöhter Wärmestrom durch ein Bauteildetail
Revisionsstand	Dokumentierte Fassung einer geänderten Zeichnung

Drag-and-drop: Dokument und Prüfziel zuordnen

Ordne das Dokument zu.	Passende Prüffunktion
Ansichtszeichnung	Sichtbare Rastermaße und Feldaufteilung überprüfen
Vertikalschnitt	Obere und untere Dichtung sowie Riegel erkennen
Horizontalschnitt	Pfosten und seitlichen Bauwerksanschluss prüfen
Stückliste	Baugruppen und Mengen mit Zeichnungspositionen abgleichen
Revisionsprotokoll	Änderungen und betroffene Unterlagen nachvollziehen

Kreuzworträtsel: Fachsprache

Pfosten	Wie heißt das überwiegend vertikale Profil einer Pfosten-Riegel-Fassade?
Riegel	Wie heißt das überwiegend horizontale Profil einer Pfosten-Riegel-Fassade?
Randverbund	Wie heißt der abgedichtete Abschluss am Rand einer Isolierglaseinheit?
Glasfalz	Wie heißt der Profilbereich zur Aufnahme einer Verglasung?
Wärmebrücke	Wie heißt ein Bereich mit lokal erhöhtem Wärmestrom?
Stückliste	Wie heißt die positionsbezogene Übersicht von Bauteilen und Mengen?

LearningApps: Weitere Übungen

Suche passende Übungsangebote und überprüfe vor der Verwendung Autorenschaft, Aktualität und technische Richtigkeit. Ein Suchergebnis auf LearningApps ist keine geprüfte Musterlösung.

Lückentext: Der Weg zum geprüften Entwurf

Am Anfang eines Metallbauauftrags steht die strukturierte

.

Das überwiegend senkrechte Tragprofil einer Pfosten-Riegel-Fassade heißt

.

Das überwiegend waagerechte Profil heißt

.

Für Zeichnungen werden die Informationen aus geprüften

übernommen.

Eine aus mehreren Glasscheiben bestehende abgedichtete Einheit nennt man

.

Eine lokale Schwachstelle des Wärmeschutzes heißt

.

Der Wärmedurchgangskoeffizient des Glases trägt die Bezeichnung

.

Die Summe aus Glasdicke und Randbedingungen reicht noch nicht für eine fertige

.

Eine Überprüfung der Bauteilmengen erfolgt anhand der

.

Änderungen werden im Zeichnungssatz durch eine eindeutige

dokumentiert.

Eine raumseitige Anschlussfuge muss die erforderliche

gewährleisten.

Die abschließende technische Freigabe erfolgt durch die zuständige

.

Offene Aufgaben

Bearbeite genau vier Aufgaben je Niveau. Zu jeder Aufgabe gehören ein überprüfbares Arbeitsprodukt und die im Text genannten fachlichen Kontrollkriterien. Nutze nur synthetische Daten oder freigegebene öffentliche Produktkataloge; praktische Arbeiten sind nicht Teil dieses Kurses.

Leicht

Anforderungsanalyse: Stelle zu einem fiktiven Eingang sechs Anforderungen in einer Tabelle mit den Spalten Angabe, Quelle, Annahme und offene Freigabe dar. Muster: „Außenmaß 4 800 mm, Quelle Übungsauftrag, geklärt“. Kriterien: Nutzungsanforderungen erfasst, Annahmen ausdrücklich markiert.
Pfosten-Riegel-Fassade: Zeichne eine beschriftete schematische Ansicht mit vier gleich breiten Feldern und einer Riegelachse. Mustermaße: 4 × 1 200 mm = 4 800 mm und 2 200 mm + 800 mm = 3 000 mm. Kriterien: richtige Summen, Bauteilnamen, keine Verwechslung mit Glasbestellmaßen.
Glasarten: Vergleiche Floatglas, ESG, VSG und Mehrscheiben-Isolierglas nach Aufbau, Eigenschaft und möglicher Anwendung. Muster: VSG – Scheiben mit Verbundzwischenlage – Splitterzusammenhalt – Einsatz nach konkretem Nachweis. Kriterien: richtige Zuordnung und kein pauschaler Sicherheitsanspruch.
Technische Dokumentation: Ordne einer Mustermappe Ansicht, Schnitt, Detail, Stückliste und Änderungsvermerk zu und erkläre ihre Funktion. Muster: Stückliste enthält Position, Benennung, Menge und Datenquelle. Kriterien: eindeutige Dokumentbezüge.

Standard

Fachrechnen: Berechne die reine Glasmasse eines synthetischen zweischeibigen Elements von 2,00 m² mit zweimal 5 mm Glas bei 2 500 kg/m³. Muster: 2,00 · 0,010 · 2 500 = 50 kg. Kriterien: Meter statt Millimeter im Rechenweg, korrekte Einheit, Ausschluss der Rahmenmasse.
Wärmedurchgangskoeffizient: Berechne U_w mit A_g = 3,2 m², A_f = 0,8 m², U_g = 0,8, U_f = 1,8, l_g = 7,2 m und Ψ_g = 0,05. Muster: (2,56 + 1,44 + 0,36)/4,0 = 1,09 W/(m²·K). Kriterien: Berücksichtigung des Randverbunds und klarer Modellvorbehalt.
Bauwerksanschluss: Erstelle ein beschriftetes Prinzipschema für den seitlichen Fensteranschluss an eine gedämmte Wand. Kennzeichne raumseitige Luftdichtung, Dämmebene, außenseitigen Wetterschutz und ein offenes Befestigungsdetail. Kriterien: durchgängige Funktionsebenen, keine willkürlichen Dübelabstände.
Fehlerdiagnose: Untersuche eine fiktive CAD-Zeichnung mit drei Mängeln: kein Glasfalzmaß, falsche Positionsnummer, fehlender Schnittverweis. Erstelle einen Fehlerbericht mit Ursache, Auswirkung und Reparatur. Muster: falsche Positionsnummer → Abgleich der Stückliste und Revisionskennzeichnung. Kriterien: prüfbarer Reparaturpfad.

Schwer

Fassadenplanung: Entwickle zwei Alternativen zum Modell MF-11 mit gleicher Gesamtgeometrie, aber anderer Feldaufteilung und begründetem Türkonzept. Fertige ein Entscheidungsblatt zu Nutzung, Wartung, Konstruktion und offenen Nachweisen an. Muster: Alternative mit breiterem Eingang verändert Profil-, Glas- und Beschlagplanung. Kriterien: keine ungeprüften Aussagen zu Fluchtwegmaßen.
Energieeffizienz: Vergleiche Variante A und C aus dem Modellfall bei ΔT = 20 K und dokumentiere Wärmeleistung und Unsicherheiten. Muster: 131,2 W gegenüber 86,4 W; Differenz 44,8 W. Kriterien: keine Behauptung über Jahresverbrauch oder gesetzlichen Nachweis ohne Zusatzdaten.
CAD: Erstelle ein konsistentes digitales Paket aus Ansicht, horizontalem und vertikalem Prinzipschnitt, Schnittkennzeichnungen, Stückliste und Revisionsblatt. Muster: Jede Position trägt dieselbe Kennung in Ansicht und Liste. Kriterien: Widerspruchsfreiheit, erkennbare Dicht- und Lastpfade, offene Befestigerfreigabe.
Qualitätssicherung: Führe ein simuliertes Planungsreview mit zwei Rollen durch: Konstruktion und fachliche Prüfung. Bewerte mindestens sechs Risiken einschließlich Glasgewicht, thermischer Brücke, Feuchtigkeit, Schallschutz, Steuerungsfunktion und Montagezugänglichkeit. Muster: Risiko „fehlender Entwässerungsweg“ → Detailänderung und Systemprüfung vor Freigabe. Kriterien: Priorität, Verantwortlichkeit, Nachweisstatus und dokumentierter Transfer.

Lernkontrolle

Planungsprozess: Begründe am Modell MF-11, warum aus einem Achsraster noch keine Glasbestellung möglich ist. Erwartung: Profilquerschnitt, Einstand, Fugen, Freigaben und Bestellmaß voneinander abgrenzen.
Glasgewicht: Rechne die reine Glasmasse für 3,00 m² aus zwei Scheiben zu je 8 mm bei 2 500 kg/m³. Lösung: 3,00 · 0,016 · 2 500 = 120 kg; Rahmenmasse und weitere Bestandteile nicht enthalten.
Bauphysik: Ein fiktiver Schnitt zeigt eine unterbrochene Dämmebene. Beschreibe Folgen und zwei Prüfschritte. Muster: erhöhte Wärmeverluste und lokale Abkühlung; Einbauposition und Wärmebrückendetail prüfen.
Technisches Zeichnen: Erkläre anhand von drei Unterlagen, wie du einen Widerspruch zwischen Ansicht, Schnitt und Stückliste findest. Muster: Kennung, Maßbezug, Revisionsdatum und Freigabestatus abgleichen.
Werkstoffauswahl: Entscheide begründet zwischen zwei synthetischen Profilvarianten unter Kriterien Wärmeschutz, Eigengewicht, Korrosionsschutz, Wartung und Systemnachweis. Lösungskriterium: Entscheidung mit Datenquellen und Grenzen, nicht pauschal „Aluminium ist besser“.
Beschattung: Erläutere, warum ein funktionales Schaltschema noch keine sichere elektrische Ausführungsplanung darstellt. Erwartung: Zuständigkeiten, Schutzfunktionen, reale Betriebsbedingungen, fachkundige Freigabe.
Transferaufgabe: Passe eine Fassadenidee an einen Baugrund aus Mauerwerk statt Beton an, ohne Befestiger zu erfinden. Muster: tragfähigen Untergrund, Lasten, geprüfte Systeme und Anschlussdetails als offene Fachfragen dokumentieren.

Kontrollmaßstab: Fachbegriffe korrekt; Daten und Annahmen getrennt; Rechenweg mit Einheiten; eindeutiges Arbeitsprodukt; erkennbare Sicherheits- und Nachweisgrenzen. Vergleiche deine Lösung mit dem Modellfall und hole bei offenen realen Fachfragen qualifizierte Rückmeldung ein.

Lernnachweis

Dein Portfolio besteht aus (1) einer Anforderungsliste mit nachprüfbaren Quellen, (2) einer bemaßten Systemansicht und mindestens zwei Schnitten, (3) einer profilsystemgebundenen Stückliste mit Annahmen, (4) einem Glasmasse- und U_w-Rechenblatt mit Einheiten und Plausibilitätskontrolle, (5) einer Fehlerliste samt Revisionsprotokoll und (6) einem kurzen Fachgespräch zum Variantenentscheid. Zeige, dass du Begriffe nicht nur nennst, sondern Planungsentscheidungen begründest und Grenzen erkennst.

Selbstcheck: Sind die Rastermaße richtig summiert? Sind Glas- und Rohbauabmessungen getrennt? Stimmen Kennungen und Revisionsstände? Ist der Wärmeschutz lediglich modellhaft gerechnet oder tatsächlich geprüft? Sind Feuer-, Absturz-, Anker-, Elektro- und übrige Sicherheitsfreigaben dort offen ausgewiesen, wo sie fehlen? Weise eine mindestens 80-prozentige Erfüllung der fachlichen Kriterien aus dem 100-Punkte-Raster im Modellfall nach und erkläre jeden sicherheitsrelevanten Restmangel; diese Lernschwelle ist didaktisch gewählt, keine offizielle Prüfungsbestehensregel.

OER und Wikipedia

Verifizierte fachliche Primärquellen (Rechts-, Ausbildungs- und Technikbezug):

KMK: Rahmenlehrplan Technischer Systemplaner, Lernfeld 11 SMT, PDF S. 31 – offizielles Lernfeld mit Profil-/Glaskonstruktion, Bauwerksanschluss, Energie, Beschattung und Dokumentation.
BIBB: Technischer Systemplaner, Fachrichtung Stahl- und Metallbautechnik – Berufsprofil, Ausbildungsdauer und Rechtsgrundlagen; dies ist die SMT- und nicht die VAT-Fachrichtungsseite.
Ausbildungsordnung, konsolidierte Rechtsgrundlage – insbesondere §§ 3, 20–23 und 29, aktueller Rechtsstand anhand der amtlichen Seite nachprüfen.
ift Rosenheim: Fenstermontage-Tutorials – Fachvideos zu Planung, Befestigung, Abdichtung und bauphysikalischem Anschluss.
Wikipedia: Mehrscheiben-Isolierglas – ergänzender Überblick; technische Aussagen mit Produktunterlagen gegenprüfen.
Wikipedia: Vorhangfassade – Systemformen und Begriffe; kein konstruktiver Freigabenachweis.

Geprüfte Wikimedia-Commons-Medien mit Urheber- und Rechtehinweisen:

Eingesetzte Datei	Quelle	Urheberschaft	Lizenz laut Commons-Dateiseite
File:Curtain wall and window systems.png	Datei	Vahidvision	CC BY-SA 4.0
File:Curtain wall architecture building.jpg	Datei	Navaneeth Krishnan S	CC BY-SA 3.0
File:Isolierglas.svg	Datei	petur_p	CC BY-SA 3.0
File:FLACHGLAS AG 3 02 X-SZR 12.jpg	Datei	Hundehalter	CC BY-SA 4.0
File:Detailed view of a cross-section of a modern window frame shows multiple materials and insulation layers.jpg	Datei	Nenad Stojković / Shixart1985	CC BY 2.0
File:Thermal bridge by Zureks.png	Datei	Zureks	CC0 1.0

Verifizierte Drittvideos: Schüco: FWS 35 PD, ift Rosenheim: Wärmedämmung und Schallschutz, ift Rosenheim: Planung und Arbeitsvorbereitung. Urheber sind jeweils die genannten Anbieter; die Einbettung ist eine Verlinkung auf ihr Video, keine Aussage über eine freie Bearbeitungslizenz. Kein Sofatutor-Inhalt wird verwendet. Tabellen, Modellzahlen, schematische Aufteilung, Aufgaben, Musterlösungen und Bewertungsraster dieses Kurses sind didaktisch neu erarbeitet. Beachte bei Nachnutzung stets die einzelnen verlinkten Lizenzen und die Namensnennung.

Wikipedia-Leseansicht – Vorhangfassade:

Verknüpfte Lernbereiche

Der Kompetenzaufbau vernetzt technisches Zeichnen, CAD, Werkstoffkunde, Glas, Bauphysik, Wärmeschutz, Schallschutz, Brandschutz, Fügetechnik, Statik, Mathematik, Qualitätssicherung und berufliches Fachenglisch. Wichtig ist immer die Übertragung von der theoretischen Darstellung in ein prüfbares Arbeitsprodukt – nicht die unzulässige eigenständige Freigabe einer realen Baukonstruktion.