Erarbeitung weiterführender Konstruktionsregeln/-details für mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise der Gebäudeklasse 4

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1 F 2923 Michael Merk, Norman Werther, Martin Gräfe, Claudia Fülle, Nadine Leopold, Dietmar Sprinz, Matthias Busch, Markus Brunn Erarbeitung weiterführender Konstruktionsregeln/-details für mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise der Gebäudeklasse 4 Fraunhofer IRB Verlag

2 F 2923 Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlussberichtes einer vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung -BMVBS- im Rahmen der Forschungsinitiative»Zukunft Bau«geförderten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder. Dieser Forschungsbericht wurde mit modernsten Hochleistungskopierern auf Einzelanfrage hergestellt. Die Originalmanuskripte wurden reprotechnisch, jedoch nicht inhaltlich überarbeitet. Die Druckqualität hängt von der reprotechnischen Eignung des Originalmanuskriptes ab, das uns vom Autor bzw. von der Forschungsstelle zur Verfügung gestellt wurde. by Fraunhofer IRB Verlag 2014 ISBN Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit ausdrücklicher Zustimmung des Verlages. Fraunhofer IRB Verlag Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau Postfach Stuttgart Nobelstraße Stuttgart Telefon Telefax irb@irb.fraunhofer.de

3 Schlussbericht zum Forschungsvorhaben Erarbeitung weiterführender Konstruktionsregeln/-details für mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise der Gebäudeklasse 4 Forschungsstelle: Technische Universität München Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Arcisstraße München Projektleitung: Dipl.-Ing. Michael Merk Dipl.-Ing. Norman Werther Projektbearbeitung: Dipl.-Ing. Martin Gräfe Projektmitarbeit: Dr.-Ing. Claudia Fülle Dipl.-Ing. (BA) Nadine Leopold Dipl.-Phys. Dietmar Sprinz Dipl.-Ing. Matthias Busch Dipl.-Ing. (FH) Markus Brunn (Dietrichs AG) Laufzeit: Dezember 2012 bis Juli 2014 gefördert durch: Forschungsinitiative Zukunft Bau Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung Deichmanns Aue Bonn Das Vorhaben wurde mit Mitteln der Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung gefördert. (Aktenzeichen: II 3-F / SWD ) Die Verantwortung für den Inhalt des Berichtes liegt beim Autor.

4 INHALTSVERZEICHNIS VII Inhaltsverzeichnis Kurzbeschreibung... I Abstract... III Vorwort... V 1 Einleitung Zweck und Zielsetzung des Projektes Abgrenzung des Forschungsvorhabens Aufbau und Verwendbarkeit der Forschungsergebnisse Voruntersuchungen, Zusammenstellung der Anforderungen Baurechtliche Anforderungen an mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise MBO M-HFHHolzR Fassaden Grundsätze Fassaden aus Holz Praxistypische Abweichungen von den deskriptiven Anforderungen Verwendung von sichtbaren Holzoberflächen Verwendung von bekleideten Massivholzbauweisen Reduzierung der Kapselklasse Anwendung von Holzbauweisen in Gebäudeklasse 5, Hochhäusern und Sonderbauten Bauteile und Bauteilanschlüsse Verwendbarkeitsnachweise für flächige Bauteile Vorfertigung und Montage Bauregelliste, Überwachung und Zertifizierung Verwendbare Baustoffe Brandschutzbekleidungen Dämmstoffe Holz und Holzwerkstoffe Verwendbare Bauteilaufbauten Grundsätze Übersicht über die aktuellen bauaufsichtlichen Prüfzeugnisse Praktisch übliche Ausführungsvarianten REI 60-K 2 60 Konstruktionen Bauteile mit höheren Anforderungen Haustechnische Installationen Elektroinstallationen innerhalb flächiger Bauteile Rohrleitungsinstallationen innerhalb flächiger Bauteile Typische Installationslösungen in der Praxis Durchdringungen MPA Braunschweig Fire in Timber Holzforschung Austria LIGNUM Dokumentationen, Schweiz Sonstige Ausführungsempfehlungen... 55

5 VIII INHALTSVERZEICHNIS 2.4 Wärme-, Feuchte-und Holzschutz Wärmeschutz Berechnung und Berücksichtigung von Wärmebrücken Wärmebrückenminimiertes Konstruieren Feuchteschutz, Holzschutz Schallschutz Experimentelle und theoretische Untersuchungen Brandversuche Einleitung und typische Fragestellungen aus der Praxis Konzeption der Brandversuche Übersicht über die untersuchten Konstruktionen Materialien für die Versuchsaufbauten Verwendete flächige Aufbauten Wand/Deckenfugen Elektroinstallation im Holzständerbau Elektroinstallation im Holzmassivbau Rohrinstallation im Ständerbau Eckfugen an Leibungen Aufbau des Prüfofens und Ablauf der Versuchsdurchführung Versuch V Aufbau Versuchsablauf Ergebnisse Bewertung Versuch V2a Aufbau Versuchsablauf Ergebnisse Bewertung Versuch V Aufbau Versuchsablauf Ergebnisse Bewertung Versuch V Aufbau Versuchsablauf Ergebnisse Bewertung Brandgefahren durch eingebaute Elektroinstallationen Einleitung Bauordnungsrechtliche Betrachtung Aufgliederung der Brandrisiken infolge Elektroinstallationen Technische Regelwerke Zusammenfassung Rechnerische Nachweise zum Wärme-, Feuchte- und Holzschutz Wärme-, Feuchte- und Holzschutz der Außenwände Wärmebrückenberechnung der Anschlussdetails Untersuchungen zum Schallschutz

6 INHALTSVERZEICHNIS IX Vorgehensweise Schalldämmwerte und schalltechnische Eignung von Bauteilen Luftschalldämmung Trittschalldämmung Messtechnisch untersuchte Bauteile Aufbau der Prüfkörper Prüfstand, Prüfverfahren, Messgeräte Messergebnisse Einschätzung der schalltechnischen Eignung für den Wohnungsbau Abschätzung der Luft- und Trittschalldämmung weiterer Bauteilaufbauten Einfluss von Bauteilanschlüssen und anderen baulichen Details auf die Schalldämmung in Gebäuden Allgemeine schalltechnische Hinweise Bauteilanschlüsse Empfehlungen und Fazit der Untersuchungen Einleitung Fugenausbildungen für Wand/Deckenfugen Ausführungen von Eckfugen in Brandschutzbekleidungen Einbau von Fenstern und Türen Haustechnische Installationen Allgemeines Grundsätze zur Anordnung im Gebäude Installationsschächte/vertikale Verteilung Horizontale Verteilung Grundsätze für Durchdringungen Baurechtliche Verwendbarkeit Durchdringung tragender, aber nicht raumabschließender Bauteile Durchdringung tragender und raumabschließender Bauteile Arten von Brandschutzabschottungen Weichschotts Hartschotts Brandschutzklappen in raumlufttechnischen Anlagen Empfehlungen für den Einbau von Abschottungen in hochfeuerhemmende Holzbauteile Empfehlungen für den Einbau von haustechnischen Installationen in Holzständerbauelementen Grundsätze Besonderheiten für Elektroinstallation in Holzständerbauwänden und Holzbalkendecken Sanitär/Rohrleitungsinstallation in Ständerbauwänden Elektrische Installationen in Massivholzelementen Konstruktionskatalog Aufbau und Strukturierung Einleitung Struktur des Konstruktionskataloges Dietrichs CAD/CAM Legende für Bauteile und Konstruktionsdetails Bauteildatenblätter...141

7 X INHALTSVERZEICHNIS 5.3 Konstruktionsdetails Auswahl von Details Elementstöße Wand-Deckenknoten Sockelpunkte Fensteranschlüsse Installationsabschottungen in Decken Attikaanschlüsse und Wandecken Anschlüsse an Bauteile geringerer Brandschutzklassifikation Anschlüsse zu nichtbrennbaren Bauteilen Zusammenfassung und Ausblick Verzeichnisse Literaturverzeichnis Normen und Regelwerke Baurecht, Brandschutz, Tragwerksplanung Wärmeschutz, Holzschutz, Feuchteschutz Schallschutz Abkürzungsverzeichnis Anhang Ablauf und Zuständigkeiten für die Brandschutzplanung eines Bauwerkes in Holzbauweise in GK Temperaturmesswerte der Brandversuche Wärmedurchgangskoeffizienten der Konstruktionsdetails Messergebnisse und Fotos der Schall-Prüfstandmessungen von Wandbauteilen.. 238