Technologie des Holzes
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- Berthold Feld
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1 Bauen mit Holz Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer Seminar 4 SWS (Diplom A) oder 6 LP (Master A) Hörerkreise: A / BI / FCM / LA Leistungen: Laborpraktika (1. Hausarbeit) + mündl. Prüfung am Semesterende
2 Gliederung Einführung Seminarablauf Geschichte des Holzbaus Vorstellung von Holzbauten, Probleme und Schäden 2 Forst-Holz-Produktionskette Waldbestand in Deutschland Holzernte, Sägewerktechnik 3 Kleine Baustoffkunde Holzanatomie Vorstellung Holzarten Übung Holzartenbestimmung Holzprodukte (BSH, etc.) Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 2
3 Gliederung Wichtige Holzeigenschaften und Kenngrößen Fedstigkeits- und Steifigkeitswerte Übung Festigkeitsuntersuchungen Holzfeuchte und Folgen, Messmethoden, Geräte Übung Holzfeuchte Dauerhaftigkeit gegen holzschädigende Organismen Brennbarkeit von Holz Übung Brennbarkeit 5 Holzschäden und Holzschädlinge Gebrauchsklassen und Gefährdung Mechanisemn des Holzabbaus Wesentliche Holzschäden und Schädlinge Zustandsdiagnostik (Bohrkerne, Bohrwiderstand, etc.) Zustandsdiagnostik (Bohrkerne, Bohrwiderstand, etc.) Exkursion und Übung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 3
4 Gliederung Holzschutztechnische Grundsätze Baulich konstruktive Maßnahmen Chemische Maßnahmen Holzmodifizierung Bekämpfungsmaßnahmen 7 Bauen im Bestand Voruntersuchungen Holzbau, Planerstellung, Fachplanung, etc Kostenschätzung und Ausschreibung Fehlertolerantes Bauen Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 4
5 Geschichte des Holzbaus Steinzeithütte nach Spiro Kostof Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 5
6 Geschichte des Holzbaus Hōryū-ji- Tempelanlage (Japan) ca. 600 n. Chr Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 6
7 Geschichte des Holzbaus Vindlausloftet (Norwegen) ca n. Chr Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 7
8 Geschichte des Holzbaus Ständerbau Quedlinburg ca n. Chr Haus Hölle 11 in Quedlinburg ca. 1215n. Chr Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 8
9 Schutz Holz kann Jahrhunderte überdauern, wenn es geschützt wird Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 9
10 Zerstörung Vor was ist Holz zu schützen? vor biotischer Zerstörung - Holz zerstörende Insekten - Holz zerstörende Pilze - Holz zerstörende Bakterien - Holzzerstörende Meereslebewesen vor abiotische Zerstörung - mechanische Zerstörung - chemische Zerstörung - thermische Zerstörung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 10
11 Biotische Zerstörung Zerstörung durch den Gemeinen Nagekäfer (Anobium punctatum) Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 11
12 Biotische Zerstörung Zerstörung durch Echten Hausschwamm (Serpula lacrymans) Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 12
13 Kreislauf natürlicher Kreislauf: Zerfall des Baumes in seine Einzelbestandteile Grundlage für neues Leben Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 13
14 Kreislauf Pilze + Insekten = Nützlinge natürlicher Kreislauf: Zerfall des Baumes in seine Einzelbestandteile Grundlage für neues Leben Pilze + Insekten = Schädlinge Erweiterter Kreislauf: Holz als Baustoff Langzeitnutzung (Unterbrechung des nat. Kreislaufes Zerfall des Holzes in seine Einzelbestandteile Grundlage für neues Leben Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 14
15 Schutz Holz kann Jahrhunderte überdauern, wenn es geschützt wird. Dieser Schutz kann konstruktiv, chemisch aber auch organisatorisch sein Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 15
16 Geschichte des Holzbaus Double living root bridge in East Khasi Hills (Indien), Arshiya Urveeja Bose Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 16
17 Geschichte des Holzbaus Hölzernes Zeitalter bis zum Beginn des 19. Jhds. Verfügbarkeit des Materials Bearbeitbarkeit des Materials Historische Holzbearbeitung Klobarbeit Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 17
18 Geschichte des Holzbaus Einteilung Krummgewachsener Bäume Krummholzdachstuhl aus dem 14.Jhd Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 18
19 Geschichte des Holzbaus Bis ins 19. Jhd.: Konstruktion ohne Berechnung sondern alleine aus praktischer Erfahrung. Statikmodell von Sagrada Familia Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 19
20 Geschichte des Holzbaus Bis ins 19. Jhd.: Konstruktion ohne Berechnung sondern alleine aus praktischer Erfahrung. Erst ab ca Materialforschung im Holz Ab 1906 Hetzer-Patent BSH (noch keine dauerhafte Klebfuge) Hetzer-Bauweise Versuchsvorrichtung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 20
21 Geschichte des Holzbaus Bis ins 19. Jhd.: Konstruktion ohne Berechnung sondern alleine aus praktischer Erfahrung. Erst ab ca Materialforschung im Holz Ab 1906 Hetzer-Patent BSH (noch keine dauerhafte Klebfuge) 1918 erste Norm (Stahl) 1919 erste Holzbaunorm DIN 104 Ab 1920: Behördliche Einführung spezieller Rechenvorschriften 1933: DIN 1052 Bestimmungen über die Ausführung von Bauwerken aus Holz im Hochbau 1939: DIN 4074 Gütebedingungen für Bauholz 1956: DIN Holzschutz Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 21
22 Geschichte des Holzbaus Wichtige Entwicklungen: Hetzer-Patent 1906 Nagel- und Dübelverbindungen noch vor dem 2. Weltkrieg Kunstharzklebstoffe in den 1930iger Jahren; wichtig für BSH Um 1940 Entwicklung der Keilzinkenverbindung Keilzinkenverbindung; hier zwischen Fichte und Kunstharzpressholz Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 22
23 Geschichte des Holzbaus Wichtige Entwicklungen: Hetzer-Patent 1906 Nagel- und Dübelverbindungen noch vor dem 2. Weltkrieg Kunstharzklebstoffe in den 1930iger Jahren; wichtig für BSH Um 1940 Entwicklung der Keilzinkenverbindung Nach dem 2. Weltkrieg: Stahlblech-Holznagelverbindungen Um 1980 Holz + Glasfaserverstärkte Kunststoffe Ab 1996: maschinelle Holzsortierung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 23
24 Holzsortierung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 24
25 Holzsortierung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 25
26 Holzsortierung Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 26
27 Geschichte des Holzbaus Mit der Industrialisierung: moderne Materialien Eisen, Eisenbeton Holz = altmodisch, feuergefährlich, dörflich Brand in Hamburg 5. und 6. Mai Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 27
28 Geschichte des Holzbaus Marktanteile von Holz Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 28
29 Geschichte des Holzbaus Um die Brandgefahr herabzusetzen, wurden in fast allen Bauordnungen des 19. Jahrhunderts bei Verwendung von Fachwerk die Bauwerkshöhen begrenzt und bei offener Bauweise Mindestabstände zu anderen Gebäuden vorgeschrieben. In einigen Fällen wurde eine massive Bekleidung der Wandaußenfläche oder zumindest eine feuersichere Verkleidung der Wandinnenseite gefordert. (Ahnert und Krause) Deutschland als Land des Steinhauses (Junghans) Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 29
30 Geschichte des Holzbaus Vor dem 2. Weltkrieg hatten 98% der Gebäude Holzbalkendecken Kassel Feuersturm Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 30
31 Geschichte des Holzbaus Vor dem 2. Weltkrieg hatten 98% der Gebäude Holzbalkendecken Kassel Feuersturm 1944 Maßnahmen gegen die Brandgefahr Es wird nicht möglich sein, alle bestehenden Häuser unverbrennlich zu machen, aber man kann doch durch Verwendung von Stein, Eisen und Beton viel Unverbrennliches' schaffen Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 31
32 Geschichte des Holzbaus Bekanntmachung über die Entfernung von Holzeinbauten aus Dachböden : "Aus den Dachböden aller im Luftschutzort Hamburg befindlichen Gebäude sind alle überflüssigen Holzteile zu entfernen. Überflüssige Holzteile im Sinne dieser Bekanntmachung sind alle in und auf den Dachböden befindlichen Holzteile, die nicht unmittelbar zur Konstruktion des Daches oder des Gebäudes gehören, insbesondere Dachverschalungen, Lattenverschläge, Trennwände und in ihnen befindliche Türen, lose oder eingebaute Regale, Holzverkleidungen aller Art usw..." Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 32
33 Heute Marktanteil von Holz heute Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 33
34 Heute Marktanteil von Holz heute Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 34
35 Heute Bauen bis GK5 Höchstes Holzhaus in Deutschland 21.79m Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 35
36 Heute Quote der genehmigten Wohngebäude in Holzbauweise Deutschland Durchschnitt = 15,0 % Quote der genehmigten Nichtwohngebäude in Holzbauweise Deutschland Durchschnitt = 17,6 % Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 36
37 Heute Quote der genehmigten Wohngebäude in Holzbauweise Deutschland Durchschnitt = 15,0 % Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 37
38 Heute Quote der genehmigten Wohngebäude in Holzbauweise Deutschland Durchschnitt = 15,0 % Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 38
39 Wald - Baum - Holz Kreislauf Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 39
40 Wald - Baum - Holz Kreislauf Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 40
41 Wald - Baum - Holz Kreislauf Wirkungsgrad ca. 45% Bu-BSH: Geringerer Wirkungsgrad Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 41
42 Wald - Baum - Holz Kreislauf Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 42
43 Wald - Baum - Holz Kreislauf Wirkungsgrad ca. 45% Bu-BSH: Geringerer Wirkungsgrad Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 43
44 Wald - Baum - Holz Kreislauf Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 44
45 Wald - Baum - Holz Kreislauf Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 45
46 Wald - Baum - Holz Kreislauf CO 2 CO 2 13 % ~ 50 % thermisch 72 % 15 % ~ 50 % stofflich Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 46
47 Wald - Baum - Holz Baumarten Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 47
48 Wald - Baum - Holz Baumarten historisch: fast ausschließlich Buchen-Eichen-Mischwälder Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 48
49 Wald - Baum - Holz Baumarten heute: ca. ¾ des deutschen Waldes besteht aus den Baumarten Fichte (26 %) Kiefer (23 %) Buche (16 %) Eiche (11 %) Deutschland ist zu ca. 1/3 bewaldet Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 49
50 Wald - Baum - Holz Baumarten Holzvorrat Situation Deutschland Laubbäume Nadel 61% Laub 39% Andere LB 30% Eiche 25% Buche 45% Laubbäume Nadelbäume ~ 95% des Bauholzes (tragend) ist Nadelholz Buche Eiche andere Lb Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 50
51 Wald - Baum - Holz Baumarten Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 51
52 Wald - Baum - Holz Baumarten Umtriebsalter Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 52
53 Wald - Baum - Holz Baumarten Baum des Jahres Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 53
54 Wald - Baum - Holz Baumarten Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 54
55 Wald - Baum - Holz Baumarten Buche Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 55
56 Wald - Baum - Holz Baumarten Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 56
57 Wald - Baum - Holz Im Wandel Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 57
58 Wald - Baum - Holz Im Wandel Klimahülle Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 58
59 Wald - Baum - Holz Im Wandel Klimahülle Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 59
60 Wald - Baum - Holz Im Wandel Klimahülle Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 60
61 Wald - Baum - Holz Im Wandel Klimahülle Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 61
62 Wald - Baum - Holz Im Wandel Klimahülle Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 62
63 Wald - Baum - Holz Im Wandel Fazit Anbaubedingungen für Fichte und Kiefer werden in naher Zukunft schlechter.* Anbaubedingungen für Buche und Eiche werden in naher Zukunft besser.* Buchen und Eichen = Zukunftsbäume in Deutschland? *am Beispiel Bayern Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 63
64 Wald - Baum - Holz Anhang Bildquellen S.5 ( S.6 ( ) S.7 ( ) S.8 ( ) ( ) S.11 Dennis Röver S.12 Dennis Röver S.13 Holzkreislauf nach Hubert Willeitner S.14 Holzkreislauf nach Hubert Willeitner S.16 ( ) S.17 ( ); ( ) S.18 Jägerschmid 1828, Tafel 6 ( ) S.19 SagradaFamiliaStatikmodell.jpg ( ) S.20 ( ); Schweiz-1913.gif ( ) S.22 Dennis Röver S.24 Firmenbroschüre von Abalon Hardwood GmbH S.26 Glos, P. (1995): Holz im technischen Einsatz, Perspektiven der Sortierung und Qualitätssicherung. Beitrag im Rahmen des Internationalen Holzbauforums. S.27 ( ) S.28 Prof. Wolfgang Winter. TU Wien. Website: Informationsdienst Holz. Kapitel 1: Der neue Holzbau. holz.de S.30 ( ) S.33 Ein Leitfaden Holzforschung München, WZW, Technische Universität München (2010) S.34 Ein Leitfaden Holzforschung München, WZW, Technische Universität München (2010) Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 64
65 Wald - Baum - Holz Anhang Bildquellen S.35 ( ) S Statistisches Bundesamt / Heinze GmbH Holzbau Deutschland Leistungspartner Kartenerstellung Easymap Lutum+Tappert; S Ein Leitfaden Holzforschung München, WZW, Technische Universität München (2010) S.47 : Dritte Bundeswaldinventur , Bundesministerium für Ernährung und Wirtschaft. Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten, Bundeswaldinventur. ( ) S.48 Deutscher Urwald: ( ) S.49 Waldverteilung. Dritte Bundeswaldinventur , Bundesministerium für Ernährung und Wirtschaft. Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten, Bundeswaldinventur. ( ) S.51 Mantau U, Döring P, Hiller D (2013) Holzeinsatz im Bauwesen Verwendungsstrukturen nach Gebäuden und Gewerken. In: Weimar H, Jochem D. Holzverwendung im Bauwesen - Ein Projekt der "Charta für Holz". Hamburg 2013 S.52 ( ) S.53 ( ); Waldverteilung. Dritte Bundeswaldinventur , Bundesministerium für Ernährung und Wirtschaft. Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten Bundeswaldinventur. ( ) S.54 Quelle: ( ) ; Waldverteilung. Dritte Bundeswaldinventur , Bundesministerium für Ernährung und Wirtschaft. Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten Bundeswaldinventur. ( ) S.55 Quelle: ( ); Waldverteilung. Dritte Bundeswaldinventur , Bundesministerium für Ernährung und Wirtschaft. Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten Bundeswaldinventur. ( ) S.56 Quelle: ( ) ; Waldverteilung. Dritte Bundeswaldinventur , Bundesministerium für Ernährung und Wirtschaft. Der Wald in Deutschland. Ausgewählte Ergebnisse der dritten Bundeswaldinventur. ( ) S.57 S.58 ( ) S.59 ( ) + eigene Bildmontage S ( ) Technologie des Holzes Dipl.-Ing. Dennis Röver Dipl.-Ing. Reiner Klopfer 65
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