Konstruktiver Holzschutz als Grundlage des nachhaltigen Bauens

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1 HWK Trier Kongress - Holzbau Tradition und Hightech Konstruktiver Holzschutz als Grundlage des nachhaltigen Bauens Prof. Dr. Wieland Becker

2 Einführung und Themenübersicht Schwerpunkt: Vorbeugender konstruktiver Holzschutz im Bereich der Gebäudeaußenhülle 1. Nachhaltigkeit (nicht dargestellt) 2. Holztechnologie 3. Drei konstruktive Regeln 4. Einschnitt und Holzauswahl 5. Beispiele 6. Zusammenfassung

3 2. Holztechnologie Schädigende Einflußfaktoren, welche die Dauerhaftigkeit von Holz herabsetzen können: Witterungseinflüsse (Temperaturschwankungen, Feuchte, UV-Strahlung) Biologische Einflüsse (Pilze, Bakterien) Chemische Einflüsse (z.b. Ruß, Schwefeldioxyd in Luft) Insekten Frühholz Tracheiden (Holzzellen mit Zellwänden) Biomech.Holzmodell nach Mattheck 1994

4 2. Holztechnologie 1. UV-Strahlung und Regenwasser bewirken Quellen und Schwinden 2. UV-Strahlung zersetzt Lignin 3. Auswaschung des Lignins 4. Auswaschung von Holzinhaltsstoffen 5. Cellulosefaser bleibt reinweiß zurück 6. Eindringen von Schmutz, saurem Regen (SO 2 ) 7. Beginn von Pilzwachstum (über 20% HF) 8. Erhöhtes Quell- und Schwindverhalten, sowie ggf. beginnende Holzzersetzung Dauerhafte Feuchte > 20% ist bei allen Konstruktionen zu vermeiden!

5 2. Holztechnologie Quell- und Schwindverhalten Im Wesentlichen holzartenunabhängig gelten für den hygroskopischen Bereich Schwindmaße von: 0,01 % longitudinal 0,1 % radial 0,24 % tangential und somit eine Relation von ~ 1:10:24 je % - Luftfeuchteänderung! Frühholz 0,01 0,24 l l 0

6 3. Drei konstruktive Regeln Regel 2 Fassade und Konstruktion Konstruktiver Holzschutz berücksichtigt ausreichende Maßtoleranzen, da es durch Quell- und Schwindverhalten zu Querschnittsänderungen der Konstruktion kommt.

7 3. Drei konstruktive Regeln Regel 3 - Verbautes Holz (Dach- und Wandkonstruktionen) In ein Bauteil eingedrungene Feuchte muß dieses innerhalb einer ausreichend langen Verdunstungsperiode wieder sicher verlassen können. Künzel_Fraunhofer Institut für Bauphysik

8 3. Drei konstruktive Regeln Nachweisfreiheit für Hüllkonstruktionen im Holzbau nach DIN Normales Raumklima ~ 20 / 65% -gleicher Dämmstoff -Mindestwärmeschutz nach DIN Wände innen mit diffusionshemmender Luftdichtheitsschicht sd=2m, Platten mit verklebten Stößen Dächer innen mit diffusionshemmender Luftdichtheitsschicht sd=2 m Platten mit verklebten Stößen Wände außen mit 20 mm Hinterlüftung + äußerer Diffusionssperrschicht (Winddichtung) sd <0,2 m Dächer außen mit mind. 20 mm Belüftung Sicheres Verhältnis m W,T : m W,V =1:5 m W,T < 1000g/m 2 Wände in Holzbauart nach DIN

9 4. Einschnitt und Holzauswahl Tangential (Flader) Kern Rift Halbrift Sortierung für größere Fassadenflächen frühzeitig beachten!

10 4. Einschnitt und Holzauswahl Einschnitt und Sortierung DIN 4074-Sortierung beachten!

11 4. Einschnitt und Holzauswahl Riftund Halbrift- Einschnitte sind formstabil! Probe A1 Fi GH Tang A2 Fi GH _Tang A4 Fi SÄR _Tang C1 Fi GH Halbr C3 Fi SÄR Halbr C8 DU SÄR Halbr t t md

12 4. Einschnitt und Holzauswahl z.b. Ast- und Holzfehler Vollholz nach DIN 4074 T1-T4 / Festigkeitssortierung Vollholz für tragende Zwecke muß nach einem visuellen oder maschinellen Sortierverfahren festigkeitssortiert sein Holzfehler durch Sortierung reduzieren!

13 4. Einschnitt und Holzauswahl Allein die Holzdichte bietet kein Dauerhaftigkeitskriterium, wobei ein baupraktisch brauchbarer Anhalt entsprechend der DIN (Robinie 1-2, Eiche 2, Lärche Kern 3, Douglasie 3-4, Fichte 4, Tanne 4) abgeleitet werden kann. Grundsätzlich sind Holzarten mit größeren Anteilen an Terpenen, Harzen, Farbstoffen und Ölen dauerhafter als solche mit schwächeren Anteilen.

14 4. Holzauswahl z.b. BSH, KVH mit Keilzinkungen, Leimfugen, Schrauben Vorsicht bei Nutzungsklasse 3!

15 5. Beispiele Fassaden Gut = Senkrechte Anordnung Gut= Schuppenartige Anordnung

16 5. Beispiele Ausrichtung + Abmessungen Fassaden- und Außenbereich: Brettstärke mind. 21 mm Brettbreite max. 145 mm Edelstahl Verwenden, Überstand größerausbil den > 50 mm

17 5. Beispiele - Eckausbildung

18 5. Beispiele senkrechte Stoßausbildung Elementfertigung vorteilhaft! HFA-Forsch.Ber. Holzfassaden

19 5. Beispiele horizontale Stoßausbildung

20 5. Beispiele Verformung und Verfärbung Forsch.Bericht HFA S-Platten Douglasie nach 15 Monaten

21 5. Beispiele Kein konstruktiver Holzschutz erforderlich!

22 5. Beispiele - Vergrauung als Gestaltungselement! Witry & Witry CIPA Junglinster

23 5. Beispiele Kleinteilige Strukturen als Gestaltungselement 6 Aufstockungen mit 47 neuen Wohnungen Lage: Bebelallee 64-70, Hamburg Größe: m² BGF Aufstockung m² BGF Bestand Vogel Immobilien - Architekten Blauraum Hamburg _Bebelallee Hamburg

24 5. Beispiele Aufbau fehlertoleranter Wandsysteme d=32 cm "Holzschalung 21 mm" in der Tauzone. Die Feuchtezunahme beträgt 0,4 Masse %. Erfüllt die Anforderungen nach DIN , Die Tauwasserbildung im Bauteil ist im Sinne von DIN unschädlich, da m W,T < zul m W,T und m W,V > m W,T

25 5. Beispiele m W,T = 1440*( )/1500 = 210,2 g/m² Tauwasser 7,32 0, m W,V = 2160*( )/1500 = 622,3 g/m² Verdunstung 7,32 0,84 "Die Tauwasserbildung im Bauteil ist im Sinne von DIN unschädlich, da mw,t < zul mw,t und mw,v > mw,t

26 6. Zusammenfassung Aussenfassaden Keine Wegwerfarchitektur realisieren, sondern nachhaltig konstruieren Holztechnologische Restriktionen beachten (Einschnitt, Sortierung) Im Fassadenbereich möglichst stehende Fassaden Wenn möglich Dachüberstand vorsehen Vergrauung als Gestaltungselement berücksichtigen Dach-und Wandsysteme Fehlertolerante Bauteile entwickeln Tauwassernachweis nach DIN beachten Feuchteadaptive Systeme intelligente Dampfbremsen sd< 2 m verwenden

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