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Heinz Geza Ambrozy Zuzana Giertlová Planungshandbuch Holzwerkstoffe Technologie Konstruktion Anwendung
Dipl.-Ing. Heinz Geza Ambrozy Architekt, Wien, www.ambrozy.at Dipl.-Ing. Dr. Zuzana Giertlová Technische Universität München, Deutschland Mitarbeit Atelier Ambrozy: cand. arch. Andrea Eggenbauer, Technische Universität Wien Mitarbeit Dipl.-Ing. Dr. Giertlová: Univ.-Prof. Dr. Igor Cunderlík, Technische Universität Zvolen Univ.-Doz. Dr. Roman Réh, Technische Universität Zvolen; Verband der Holzverarbeiter der Slowakei cand. arch. Claudia Cholewa, Technische Universität München cand. arch. Martina Thurner, Technische Universität München cand. arch. Mathias Putner, Technische Universität München Dipl.-Ing. Christof Müller, München Dipl.-Ing. (FH) András Marghescu, Technische Universität München Guido Schlüter, Baustoff Union, München Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf fotomechanischem oder ähnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. 2005 Springer-Verlag/Wien Printed in Austria SpringerWienNewYork ist ein Unternehmen von Springer Science + Business Media springer.at Umschlagbild: Atelier Ambrozy Satz und Druck: Druckerei Theiss GmbH, 9431 St. Stefan, Österreich Grafisches Konzept, Cover: Designpraxis Markus Hörl, www.designpraxis.at Gedruckt auf säurefreiem, chlorfrei gebleichtem Papier TCF SPIN: 10993859 Mit zahlreichen Abbildungen Bibliografische Informationen der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. ISBN 3-211-21276-0 SpringerWienNewYork Es wird darauf hingewiesen, dass jede konstruktive Lösung in Abhängigkeit von äußeren Bedingungen (wie z.b. Standort, Belastungen etc.) und den jeweiligen Baubestimmungen von zuständigen Sonderfachleuten (Statiker, Bauphysiker, Holztechnologen, Baupolizisten etc.) im Einzelfall berechnet bzw. beurteilt werden muss. Für die in diesem Buch dargestellten Details wird keinerlei Haftung übernommen.
Inhalt 7 Vorwort 8 1 Einleitung 11 2 Rohstoff Holz 13 Struktur und Eigenschaften des Holzes 15 Mikroskopische Struktur des Holzes 18 Einfluss von Feuchtigkeit auf Holzeigenschaften 21 Dichte von Holz 22 Anisotropie der mechanischen Eigenschaften von Holz 25 Vollholz, Konstruktionsvollholz und Brettschichtholz 31 3 Holzwerkstoffe 32 Charakteristik Rohstoffe für Holzwerkstoffe Chemische Komponenten in Holzwerkstoffen Physikalische und elastomechanische Eigenschaften von Holzwerkstoffen 46 Holzschutz Holzschutzmittel Dauerhaftigkeit von Holz gegen Schadorganismen Vorbeugender chemischer Holzschutz Dauerhaftigkeit von Holzwerkstoffen Holzmodifizierung 55 Brandsicherheit im Holzbau Brandbelastung Bauordnungsrechtliche Bestimmungen Europäische Klassifizierungssysteme für Bauprodukte 63 Oberflächenveredelung von Außenbekleidungen Beschichtungssysteme Anwendung 69 Gütezeichen im Bereich der Holzwerkstoffe 75 4 Holzwerkstoffe im Bauwesen 76 Lagenhölzer Sperrholz Furnierschichtholz Massivholzplatten 86 Spanwerkstoffe Kunstharzverleimte Spanplatten OSB-Platten Langspanholz Furnierstreifenholz 97 Faserplatten Harte Faserplatten Mitteldichte Faserplatten Poröse Faserplatten weiche Holzfaserplatten für Wärme- und Trittschalldämmung 104 Mineralisch gebundene Holzwerkstoffe Zementgebundene Holzwerkstoffe Gipsgebundene Holzwerkstoffe Kalzium-Silikat-Platten Planungshandbuch Holzwerkstoffe Inhalt 5
113 5 Holzbauweisen unter der Anwendung von Holzwerkstoffen 115 Der Rahmenbau 117 Der Skelettbau 118 Der Massivholzbau 119 Der Mischbau Mineralische Bauweise Holzbau 120 Konstruktive Merkmale der Holzbauweisen im Vergleich 123 6 Planungsgrundlagen 124 Vorfertigung Raster Fugen Vorteile und Nachteile der Vorfertigung Der Vorfertigungsgrad Planung und Ausführung 130 Konstruktiver Holzschutz Bauphysik Luftdichtigkeit Feuchteschutz Winterlicher und sommerlicher Wärmeschutz Schallschutz Brandschutz konstruktive Detailausbildung 145 Das Passivhaus Luftdichtigkeit Wärmeschutz Wärmebrückenminimiertes Konstruieren 155 7 Bauteilanalysen 157 Außenwände 173 Dächer 183 Decken 195 Innenwände 205 Sonderkonstruktionen 218 Materialkosten 221 8 Fassaden und Innenverkleidungen Oberflächengestaltung mit Holzwerkstoffen 222 Die Fassade 225 Die hinterlüftete Fassade 231 Die nicht hinterlüftete Fassade 232 Fassade und Konstruktion Gestaltung mit Holzwerkstoffen 233 Die Innenverkleidung 239 9 Neue Entwicklungen ein Ausblick 243 10 Anhang 245 Literaturverzeichnis 250 Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 253 Bezugs- und Informationsquellen 254 Firmenverzeichnis 256 Lexikon 258 Technische Zeichnungen Legende 259 Stichwortverzeichnis 261 Kurzbiografien 6 Inhalt Heinz Geza Ambrozy, Zuzana Giertlová
Vorwort Holz ist ein traditioneller Baustoff, der trotz eines unvermeidlichen Wettbewerbs mit anderen Materialien in modernen Bauwerken mit zeitgenössischem Ausdruck eingesetzt wird. Die Entwicklung von Holzwerkstoffen hat dazu geführt, dass aus einem Handwerksbaustoff industrielle Produkte entstanden sind, die Konstruktionen mit hohem Vorfertigungsgrad ermöglichen. Die Eigenschaften neuer Holzwerkstoffe werden für spezifische Anforderungen optimiert so werden inzwischen bei manchen Holzprodukten große Dimensionen ermöglicht oder ein fast isotropes Verhalten erreicht. Die Zusammensetzung der Konstruktionen wird zunehmend vereinfacht, da sie maßgeschneidert vorbereitet werden können. Es darf jedoch nicht vergessen werden: Beim Bauen mit Holz und Holzwerkstoffen werden trotz dieser Tendenz und einer jahrzehntelangen Vertrautheit mit dem Baustoff Holz Konstruktionsfehler nicht verziehen. Das vorliegende Buch ist allen Interessenten am modernen Holzbau gewidmet, die ein Nachschlagewerk suchen und weiterführende Informationen benötigen. Das Spektrum der Holzwerkstoffe ist mittlerweile sehr breit, und somit können auch ihre Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten nur ansatzweise zusammengefasst werden. Die Entwicklung im Bereich der Holzwerkstoffe geht sehr schnell voran, und in kürzesten Zeitabständen werden auf dem Markt neue Produkte eingeführt. So wurde z. B. zum Zeitpunkt des Verfassens des letzten Kapitels die Information über die neue MSB-Holzwerkstoffplatte der deutschen Firma Valentin Holzwerkstoffe veröffentlicht, die aufgrund ihrer elastomechanischen Eigenschaften mit der OSB-Platte vergleichbar ist. Zudem wird zurzeit die nationale und europäische Normung harmonisiert, wobei gerade im Bereich der Baustoffe wichtige Veränderungen vorgenommen werden. Bei der Entscheidung für ein konkretes Produkt ist es daher notwendig, die aktuellen Informationen der Hersteller und die Normangaben abzufragen. Die Autoren möchten sich bei allen Freunden und Kollegen bedanken, die mit ihrem Rat und ihrer Unterstützung dieses Buch begleitet haben, sowie bei den Architekten und Herstellern, die uns zahlreiche Informationen und Unterlagen zur Verfügung gestellt haben. Ein besonderer Dank für ihr Engagement gilt unserer Kollegin Andrea Eggenbauer. Ihr unermüdlicher Einsatz war eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen. Für die fachliche Hilfestellung wollen wir uns insbesondere bei Herrn Dipl.-Ing. Zelger für das Lektorat bezüglich der Bauphysik, bei Herrn Dipl.-Ing. Robert Salzer für das Lektorat bezüglich der Statik sowie bei Herrn Mag. Dieter Lechner vom Fachverband der Holzindustrie Österreichs und bei Herrn Univ.-Doz. Dr. Roman Réh vom Verband der Holzverarbeiter der Slowakei für ihr Interesse an unserer Arbeit herzlich bedanken. Die meisten mikroskopischen Aufnahmen der Struktur von Holz und Holzwerkstoffen wurden von Herrn Univ.-Prof. Dr. Igor Cunderlík eigens für dieses Buch erstellt vielen Dank für dein Engagement! Unser besonderer Dank gilt Frau Dipl.-Ing. Maria Sabernig-Ambrozy für ihre persönliche Unterstützung. Zu guter Letzt möchten wir uns bei unseren Freunden Claudia Cholewa, Martina Thurner, Mathias Putner, Christof Müller und András Marghescu für ihre tatkräftige Hilfe und ihr Interesse an diesem Buch herzlich bedanken. Die Autoren Planungshandbuch Holzwerkstoffe Vorwort 7