Holzbau mit System. Josef Kolb. Tragkonstruktion und Schichtaufbau der Bauteile

Transkript

1 Holzbau mit System

2 Josef Kolb Holzbau mit System Tragkonstruktion und Schichtaufbau der Bauteile Herausgegeben von: Lignum - Holzwirtschaft Schweiz, ZOrich DGfH - Deutsche Gesellschaft fur Holzforschung, MOnchen Birkhauser Basel Boston Berlin

3 Vorwort Der Systemgedanke bestimmt die Struktur von Holzbauten. Bis Mitte der neunziger Jahre war es noch hinreichend, die traditionellen Systeme wie Blockbau, Fachwerkbau und Standerbau zu kennen und sich mit den damals neuzeitlichen Systemen wie Rahmenbau und Skelettbau auseinander zu setzen. Inzwischen hat sich die Situation vollstandiq verandert: Die Bauten sind deutlich hoher und auch grosser geworden. Neue Tragsysteme sind dazugekommen. Nicht mehr allein die Systeme fur Tragwerke sind von Belang, sondern auch die Gebaudehulle ist infolge von Systernlosunqen zum geschlossenen, jedoch auf das Tragwerk abgestimmten Funktionstraqer geworden. Entsprechendes gilt fur Geschossdecken und Wande. FOr ein erfolgreiches Holzbauwerk ist der Entwurf massgeblich. Unter dem Begriff «Entwurf» sind das architektonische Konzept, die rauml iche Gestaltung und technische Massnahmen zu verstehen. Eine wesentliche Rolle spielt die frohzeitige Wahl des Tragsystems mit den damit verbundenen konzeptionellen und konstruktiven Oberlegungen zum Brand- und Schallschutz. Gleichzeitig sind die Systeme fur Warmedammung, Luftdichtung und Feuchteschutz, die BedOrfnisse der Haustechnik, die Massnahmen fur Dauerhaftigkeit, Unterhalt und Betrieb eines Gebaudes bis hin zu seinem spateren ROckbau zu berocksichtigen. FOr Bauschaffende ist es entscheidend, die aus dem Auftrag sich ergebenden AnsprOche mit den Moqlichkeiten und Grenzen der technischen Konzepte so zu verbinden, dass sich ein Oberzeugendes Ganzes entwickelt. Das vorliegende Buch «Holzbau mit System» fordert und stutzt derartige konzeptionelle und planerische Arbeiten. Das Detail muss immer Teil des Ganzen sein, und das Ganze wird nur dann perfekt, wenn aile Details stimmen. DGfH und Lignum. Geduldig und genau hat das Team des Verlags Birkhauser die Herstellung begleitet. Ich danke dem Fachbeirat fur fachliche Kritik und StOtzung, Ueli Rhiner fur die Buchgestaltung und Charles von BOren fur die publizistische Begleitung. Dank der UnterstOtzung durch holz21, dem Forderproqrarnm des Bundesamtes fur Umwelt BAFU und den Fonds zur Forderung der Wald - und Holzforschung ist dieses Buch Oberhaupt erst zustande gekommen. Wertvolle Forderunq hat es zudem von der Lignum (Holzwirtschaft Schweiz), der Deutschen Gesellschaft fur Holzforschung (DGfH) und von Firmen der Zulieferindustrie fur den Holzbau erfahren. Uttwil, Schweiz 2007 Josef Kolb Ich danke fur UnterstOtzung und Ermutigung meinen Mitarbeitern Stefan Schuppisser, Rico Kaufmann, Jakob Studhalter, Urs Tappol et und Stefan Rusch, die als auf den Holzbau spezialisierte Ingenieure, Konstrukteure und Planer bei Text, Konstruktion und Zeichnung intensiv mitwirkten. FOr die Durchsicht von Manuskripten und fur Hinweise zu technischen Fragen danke ich den Holzfachleuten Christoph Fuhrmann, Bernhard Furrer, Hanspeter Kolb, Kla us Richter und Reinhard Wiederkehr; den Bauphysik- und Schallschutzspezialisten Markus Zumoberhaus, Karl Menti, Georg Stupp und Heinz Weber sowie den Fachleuten von

4 a Grundlagen Material bezogen Holzbausysteme Tragstruktur, Baustruktur, Konstruktion a1 a1 10 a120 a130 a140 a2 a210 a220 a3 a310 a320 a330 a340 a4 a410 a420 a430 Holz - Naturbaustoff mit Potential 10 Der Fortschritt wurzelt in der Tradition 10 Holzbau 13 Fassade 15 Ausbau 17 Okologie, nachhaltiges Bauen 18 Holz- ein Baustoff mit okoloqischen VorzOgen 18 Kreislauf und Verarbeitungskette des Holzes 18 Entwurf und Konstruktion 22 Entwurf und Konstruktion 22 Planung 25 Prozessablauf 27 Oualitatssicherunq 28 Material 32 Holzarten 32 Eigenschaften von Holz 33 Sortierbestimmungen 34 b1 b1 10 b1 20 b130 b2 b210 b220 b230 b240 b3 b310 b320 b4 b410 b420 b430 Systemubersicht 38 Die Bausysteme des Holzbaus 38 Wande, Decken, Dacher 40 Wahl eines Bausystems 41 Fertigungsprozesse 42 Fertigungsprozesse, bezogen auf die Bausysteme 42 Bauprinzipien 44 Fertigungsstufen, bezogen auf die Bauteile 46 Bauen mit Elementen 47 Blockbau 50 Aligemeines 50 Weiterentwicklung 51 Fachwerkbau 54 Tradition und Gegenwart 54 Konstruktionsteile 56 Setzmasse 57 b5 Balloon-Frame, Platform-Frame 60 b5 10 Zwei Grundtypen 60 b5 20 Standerbau heute 61 b6 Rahmenbau62 b6 10 Aligemeines 62 b6 20 Konstruktionsteile 64 b6 30 Setzmasse 65 b6 40 Baustruktur und Wandaufbau 66 b6 50 Statik 78 b6 60 Tragkonstruktion 82 b7 Skelettbau 86 b7 10 Aligemeines 86 b7 20 Konstruktionsteile 88 b7 30 Baustruktur 90 b7 40 Skelettbauarten 94 b7 50 Statik 106 b7 60 Tragwerk und Gebaudehulle 108

5 c Gebaudehiille, Wande, Decken Funktionen, Schichtaufbau, Konstruktion b8 Massivholzbau 112 c1 Grundlagen, Funktionen und Aufgaben 202 b810 Allgemeines 112 cl 10 Allgemeines 202 b820 Vollquerschnitte 114 cl 20 Gebaudehulle 204 b830 Zusammengesetzte Querschnitte 128 cl 30 Funktionen, Aufgaben und Leistungen 208 c140 Baustandards 222 b9 Dachtragkonstruktion 136 b910 Aligemeines 136 c2 Anordnung und Aufbau 224 b920 Obersicht Tragsysteme 140 c2 10 Aligemeines 224 b930 Sparrendach 142 c220 Lage der Bauteilschichten 225 b940 pfettendach 146 c230 Bauteiluberqanqe 228 b950 Traditionelle DachstOhle 150 b960 Dachbinder, Sparrenbinder 152 c3 Aussenwande 234 b970 Bindersysteme Prirnar- und Sekundartragwerk 154 c310 Aussenwandsysteme 234 b980 Statik, Tragkonstruktion 156 c320 Aussere Bekleidungen 238 c330 Innere Bekleidungen 244 b10 Deckentragkonstruktion 158 bl010 Aligemeines, SystemObersicht 158 c4 Geneigte Dacher 246 bl020 Statik, Tragkonstruktion 160 c410 Nichtwarrneqedarnrnte geneigte Dacher 246 bl030 AusfOhrungsdetails 164 c420 Warmegedammte geneigte Dacher 246 bl040 Materialtechnische Anforderungen 170 bl050 Balkendecken 172 c5 Flachdach 254 bl060 Rippen- und Hohlkastendecken 174 c510 Nichtwarrneqedammte Hachdacher 254 bl070 Massivholzdecken: Vollholzdecken 176 c520 Warmegedammte Flachdacher 255 bl080 Massivholzdecken: plattenformiqe, verleimte Decken 178 c530 AusfOhrung warmeqedammte Hachdacher 260 bl090 Holz-Beton-Verbunddecken 180 c540 Gefalle 261 b11 Mehrgeschossiger Holzbau 182 c6 Gebaudetrennwande, Innenwande 262 bll 10 Allgemeines 182 c610 Aufgaben 262 bll 20 Entwurf und Konstruktion 184 c620 Schalldarnmunq von Trennwanden 263 bl1 30 Tragwerksplanung 185 c630 NebenwegObertragungen 265 bll 40 Setzungsverhalten 194 c640 Konstruktionsvorschlaqe 266 bll 50 Konstruktionsschnitte 198 bll 60 Installationen 200 c7 Geschossdecken 270 bl1 70 Herstellung 200 c7 10 Aufgaben 270 bll 80 Montage 200 c7 20 Schalldamrnunq von Holzdecken 270 c730 NebenwegObertragungen 275 c7 40 Konstruktionsvorschlaqe 275

6 Rahmenbedingungen Holzfeuchte, Holzschutz, Brandschutz e Anhang Zustandigkeiten, Hinweise d1 Holzfeuchte 286 e1 Zitierte Literatur, Fachstellen 310 d1 10 Allgemeines 286 d1 20 Anforderungen 286 e2 Auskunfte, Herstellernachweise 312 d1 30 Die richtige Einbau-Holzfeuchte 287 e3 Vorschriften, Normen, Merkblatter, d2 Holzschutz 288 Arbeitshilfsmittel 312 d2 10 Gefahrdung 288 e310 Schweiz 312 d220 Baulich-konstruktiver Holzschutz 289 e320 Deutschland 313 d230 Oberflachenbehandlung und chemischer Holzschutz 291 e330 EN Baustoff- und Produktenormen 313 d240 Neue Entw icklungen for den Holzschutz 295 e4 Erganzende Literatur 313 d3 Brandschutz 298 d3 10 Brandschutz in der Projektierung 298 e5 Bildnachweis 314 d3 20 Grundbegriffe 298 d330 Anforderungen 301 e6 Vorgestellte Bauobjekte 315 d340 Konstruktion 306