Holzbau mit System by Birkhäuser

Der Autor Josef Kolb ist ein exzellenter Fachmann mit breit ab gestützter Erfahrung in der Baupraxis. Er leitete verschiedene Betriebe und Institutionen im Bereich Holzbau und betätigt sich seit mehreren Jahren vielseitig und fachübergreifend mit eigenem Ingenieurbüro. Er ist in verschiedenen Gremien tätig, unter ande rem ist er seit bald zwei Jahrzehnten Vorsitzender des nationalen Fachausschusses «Brandschutz und Holzbau» von Lignum, VKF und SIA. Zudem ist er als Fachexperte und Prüfingenieur tätig. Josef Kolb verfügt über die Kompetenz, das Thema Holzbau nach neuesten Kenntnissen auf zuverlässige und anschauliche Weise zu vermitteln. Dritte, aktualisierte Auflage

Holzbau mit System

Der Holzbau hat sich in den letzten Jahren grundlegend erneuert. Er hat gegenüber seinen Konkurrenzbaustoffen deutlich an Marktanteilen gewonnen und wird von neuen Systemen geprägt. Auch wird heute grösser und höher mit Holz gebaut. «Holzbau mit System» geht das Thema auf neue Weise, systematisch, umfassend und gut verständlich an, bezieht auch die für das Energiesparen und Gestalten so wichtige Gebäudehülle mit ein und die konstruktiv grundlegend wichtigen Systeme für Decken und Wände. Dieses Standardwerk zeigt mit zahlreichen Zeich nungen, Tabellen, Grafiken, Plänen und Bildern den aktuellen und zukunftsweisenden Stand der Technik im zeitgenössischen Holzbau. Der Stoff über die neuesten Erkenntnisse im Holzbau ist derart gegliedert, dass der Einstieg und das Verstehen leicht gemacht werden. Dazu tragen auch die über 900 eigens für dieses Buch erstellten Abbildungen von Bauteilen, Baustellen und fertigen Bauten bei.

Josef Kolb

Das Detail ist immer Teil des Ganzen, und das Ganze ist erst dann perfekt, wenn sämtliche Details stimmen. Dieser Grundsatz be stimmt Entwurf, Konstruktion und Ausbau moderner erfolgreicher Holzbaulösungen und daran orientieren sich Inhalt und Aufbau von «Holzbau mit System».

Josef Kolb

Holzbau mit System Dritte, aktualisierte Auflage

www.birkhauser.ch

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Birkhäuser Lignum

28.7.2010 9:37:01 Uhr

100%

Holz – Naturbaustoff mit Potential

Holz

90%

4 Türme

80%

3 Erfindung Brettschichtholz

70% 60%

5 Grossraumflugzeug «Spruce Goose»

1 Die Baumeister Grubenmann

50%

7 Ökologie Technik Gestaltung

40% 30%

2 Holzbaustatik

20% 10%

6 Holzwerkstoffe

0% 1700

1800

1900

2000

beiden Weltkriege 1914 –1918 und 1939 –1945 gefragt. Die knappen Ressourcen legten es nahe, den heimischen und problemlos verfügbaren Bau-Rohstoff zu verwenden. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts ist nun Holz zu jenem Baustoff geworden, der wohl die meisten für die Baupraxis wirksamen Entwicklungen aufweist. Nach der Konsumwelle der fünfziger bis achtziger Jahre folgte eine Zeit der Suche nach dem Wesentlichen. Der verlangsamte Verlauf der wirtschaftlichen Entwicklung führte zu einer Reduzierung der Architektur und Konstruktion und oft zu minimalisierten Lösungen. Gleichzeitig stiegen die technischen Ansprüche deutlich. Energiesparendes und umweltschonendes Bauen soll gleichwohl hohe Komfortansprüche der Bewohner erfüllen. Minimale Lösungen für maximale Ansprüche waren und sind künftig gefragt. Das sind die Grundsätze, die gegenwärtig das Bauen mit Holz prägen und zu neuen Horizonten führen werden. Die neuzeitliche Holzbaukultur Heutiger Holzbau hat nichts mehr mit den historischen Bauweisen, mit dem Chalet von einst oder mit dem Bauen für sozial einfachere Schichten zu tun. Auch beschränkt er sich nicht auf Wohnhäua3 Verwendung von Holz und Entwicklung Holzbau ab 1700 [1, 2]

1 Weit gespannte Brücken und Bauwerke aus Holz, konstruiert von den Bau meistern Grubenmann. 2 Tragwerke aus Holz werden mittels Baustatik erfassbar. 3 Ab 1906: Entwicklung und Patentie rung von verleimtem Holz (Hetzerbau weise, heutiger Begriff Brettschicht holz)

ser oder Hallenkonstruktionen. Neu ist, dass Holzbauten aufgrund komplexer technischer Entwicklungen und Konstruktionsweisen, aber auch dank eines besseren Verständnisses für die eigenständige, zeitgemässe Architektur erfolgreich sind. Bauen mit Holz hat den Sprung vom reinen Handwerk zu rationellen Fertigungsprozessen in der Werkstatt, zur effizienten Industrialisierung mit Hilfe von Halbfabrikaten und zur präzisen und raschen Montage auf der Baustelle geschafft. Aus der traditionellen Zimmerei ist ein Betrieb geworden, der EDV-gesteuerte Planungsprozesse mit robotergesteuerten, präzisen Werkzeugen verbindet. Aus den ehemals handwerklich gefertigten Einzelteilen wurden Bauteile mit im Voraus bestimmten Anforderungen und definierter Qualität, welche sich auf der Baustelle in kürzester Zeit und massgenau zum Ganzen fügen lassen. Nicht zu unterschätzen ist dabei der Beitrag der Architekten. Führende Vertreter einer neuen Holzbaukultur haben zu einem unverkrampften Verhältnis gegenüber dem Naturbaustoff beigetragen. Für sie ist der Holzbau selbstverständlich geworden, sie nutzen ihn erfolgreich für Bauten, die heutigen Bedingungen entsprechen. Konkret bedeutet das, dass sich diese Architekten auf die Ausei4 Als Beispiel: Funkturm aus Holz im Erdinger Moos, Oberbayern, D, 1932 bis 1983, Höhe 150 Meter 5 «Spruce Goose», ein Grossraumflug zeug aus Holz, dessen Flügelspann weite von 97.5 Metern bis heute nicht übertroffen wurde. 6 Anwendung verschiedenster Holzwerk stoffe als Platte

7 Um 2000: Allgemeine Einflüsse aus Ökologie, Technik und Gestaltung führen nach einem Einbruch im zweiten Teil des 20. Jahrhunderts zur vermehrten Holzanwendung.

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a1 20 Holzbau

nandersetzung mit dem Konventionellen der Baukunst einlassen, diese aber mit heutigen Möglichkeiten umsetzen. So vereint eine neue Bauauffassung und eine neue Holzbaukultur die Konstruktion mit einer Gestaltung, die auf einfache und gleichzeitig effiziente Lösungen abzielt und dem heutigen Bauen mit Holz zu neuen Dimensionen verhilft.

a4 Zeitgemässer Blockbau, Schulhaus und Mehrzweckanlage, St. Peter, CH

a5 Moderne Fassadengestaltung, Universitätsklinikum, Tübingen, D

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Die während der achtziger und neunziger Jahre durchgeführten Programme zur Förderung von Holz und Holzbau zeigen Wirkung. Die breit angelegte und vernetzte Forschung und Entwicklung führte zu markanten Fortschritten. Neue Werkstoffe auf der Basis von Holz, moderne Verbindungsmittel, rationelle Verarbeitungsmethoden und effiziente Hebe- und Transportgeräte ermöglichen neue Formen für das Bauen mit Holz. Dank der Ausbildungsprogramme der Holzförderung in zahlreichen europäischen Ländern und den verlässlichen Hilfsmitteln in Form von Informations-, Planungs- und Berechnungsgrundlagen für Planer und Anwender stieg die Qualität der Holzbauten deutlich. Koordinierte Aktivitäten der Holzwirtschaft in Bezug auf die Entwicklung brandsicherer Holzbauten führten zudem zu einer veränderten Betrachtungsweise beim Erlass neuer Brandschutzvorschriften. Noch vor rund einem Jahrzehnt waren grössere Holzbauten die Ausnahme. Heute erleben mehrgeschossige oder grossvolumige Holzbauten auch in verdichteten, städtischen Regionen einen stetigen Aufwärtstrend. Beim Wohnbau ist Holz schon seit Jahrzehnten auf

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Fertigungsprozesse

b19

b2 20 Bauprinzipien Holzelemente werden als tragende oder nichttragende Innenund Aussenwandelemente sowie als Decken- und Dachelemente eingesetzt. Bei diesen Elementen handelt es sich vielfach um eine Verbundkonstruktion mit Holzrahmen und Beplankungsmaterialien aus Holz sowie Holzwerkstoffen oder anderen Plattenwerkstoffen, die bereits während der Vorfertigungsphase ein- oder beidseitig aufgebracht werden. Bei anderen Systemen bildet eine Platte aus Massivholz oder aus Holzwerkstoffen die Trägerplatte, wiederum andere bestehen aus kleinformatigen Modulen, welche sowohl tragend als auch raumbildend wirken. In den Abbildungen b15 bis b18 sind vier Bauprinzipen unterschieden, in der Abbildung b22 sind die Abhängigkeiten und Einflüsse der Bauprinzipien festgehalten.

b20

Kleinmodule im Rastermass Handliche Module in einem Kleinraster (zum Beispiel 160 mm) werden auf einfache Weise nebeneinander und aufeinander gereiht. Die so erstellten Innen- und Aussenwände sind zugleich tragend und raumbildend. Die Grundrissabmessung des Baues beträgt ein Vielfaches des Rastermasses.

Elemente im Rastermass Dabei werden geschosshohe Elemente im Rastermass (zum Beispiel 1 000, 1 200, 1 250 mm breit) hergestellt. Die Grundrissabmessung des Baues beträgt ein Vielfaches des Rastermasses.

b15

b16

b15 Kleinmodule im Rastermass b16 Elemente im Rastermass b17 Elemente im Raum- oder Grundrissmass b18 Raumzellen

b19 Montage von Kleinmodulen im Rastermass

b20 Montage von Elementen im Raumoder Grundrissmass

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b21 Abhängigkeiten der Bauprinzipien Kleinmodule im Rastermass

– Raster

– abhängig

Planung

– intensiv

Gestaltungsfreiheit

– klein

Serienproduktion

– beschränkt

Spezialisierung Hersteller

– gross

klein +

Spezialisierung Montage

– gross

klein +

Produktionszeit

– lang

kurz +

Montagezeit

– lang

kurz +

Transport

– aufwändig

einfach +

Kranarbeiten

– aufwändig

einfach +

Elemente im Rastermass

–

Elemente im Grundrissmass

–

Raumsysteme

–

unabhängig + einfach + gross + möglich +

b22

Elemente im Raum- oder Grundrissmass Die Länge dieser Elemente erstreckt sich über einen einzelnen Raum oder über die ganze Hausbreite. Die Höhe der Elemente ist identisch mit der Geschosshöhe.

Raumsysteme Raumsysteme werden inklusive Boden, Wand und Decke im Werk zusammengebaut, transportiert und auf der Baustelle aneinander und aufeinander gereiht.

b17

b18

b21 Montage von Raumzellen

b22 Abhängigkeiten der Bauprinzipen Beispiel 1: Elemente im Rastermass (Abb. b16) sind vom Rastermass des Bauwerkes mittel bis stark abhängig. Elemente im Raummass (Abb. b17) werden ohne Rastermass produziert.

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Beispiel 2: Transporte und Kranarbeiten sind bei Kleinmodulen im Rastermass denkbar einfach, bei Raumsystemen aufwändig.

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Blockbau

b3 10 Allgemeines Der Blockbau (oder auch Strickbau) erfreut sich einer weit zurückreichenden Bautradition. Diese Konstruktionsart hat die Entwicklung der früheren europäischen Holz-Architektur stark beeinflusst und ist weit verbreitet. So trifft man in Russland und Skandinavien Blockbauten, die das Bild der traditionellen Umwelt bestimmen. In diesen Gebieten wurden nicht nur Wohnhäuser in Blockbauweise erstellt, sondern auch Paläste, Türme und Kirchen. Auch in mitteleuropäischen Gebirgen und vor allem in den Alpen hatte der Blockbau für die Behausungen der Bewohner grösste Bedeutung. Noch heute werden in Gebirgsregionen Blockbauten errichtet. Solche Gebiete sind in der Schweiz zum Beispiel das Berner Oberland, das Wallis, die Freiburger Alpen und das Bündnerland, in Deutschland die bayrischen Alpen und in Österreich ebenfalls die Gebirgsregionen. Das Wissen von Generationen von Zimmerleuten, das vor allem mündlich an die junge Generation weitergegeben wird, dient dem Bau von neuen Blockbauten, die jedoch dem heutigen Standard des Wohnens angepasst sein müssen. Damit ist gewährb32

b31

b33 b31 Modifizierter Blockbau, Schulhaus in St. Peter, CH. Der mehrschichtige, aufeinander abgestimmte Wandaufbau ermöglicht ein einwandfreies Schwinden und Quellen der Konstruktion.

b32 Blockbauten bleiben innen sichtbar oder werden mit massivem Holz bekleidet.

b33 Gestalterische Elemente von aussen bei der Anwendung innen

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b34

s b35

b36

leistet, dass diese Bauart ihre Eigenständigkeit bewahrt, die Konstruktionsregeln eingehalten werden und die charakteristischen regionalen Merkmale erhalten bleiben. Blockbauten, die in ein bauliches Umfeld gestellt werden, in dem der Blockbau traditionell nicht beheimatet ist, passen allerdings nicht in das Bild zeitgemässen Bauens. Dennoch wird dies immer wieder praktiziert. Dazu kommt, dass diese nicht ortsüblichen Bauten meistens geplant und erstellt werden, ohne dass die auf langen Erfahrungen beruhenden Konstruktionsregeln des Blockbaues zur Anwendung kommen. Der traditionelle Blockbau gehört in die richtige Umgebung – also in Gebirgsregionen –, und es braucht Fachleute, die in der Lage sind, solche Bauten konstruktionsgerecht zu erstellen. Setzmasse Beim Blockbau kommt den Setzmassen besondere Bedeutung zu. Für jedes Geschoss ist mit Setzungen von bis zu 25 Millimetern zu rechnen. Durch konstruktive Massnahmen lassen sich diese Setzmasse aufnehmen. Die Anschlüsse an stehende Mauern, zum Beispiel an Kamine, werden so ausgebildet, dass sich die Blockwand ungehindert setzen kann. Bei Öffnungen, wie Türen oder Fenstern, werden Schwebepfosten angeordnet. Die Installationen sind zudem so auszubilden, dass sich Setzungen nicht nachteilig auswirken.

b34 Eckverbindung im traditionellen Blockbau

b35 Eckverbindung, Viertelblatt mit Vorstoss

b3 20 Weiterentwicklung Aus Abbildung b41 sind die möglichen Querschnittsformen der Blockwände ersichtlich. Die Abbildung zeigt die Entwicklung von runden Stämmen bis hin zu verleimten Sandwichelementen. Blockbauten werden auch in der so genannten imitierten Bauweise erstellt. Dabei dient ein Fachwerk- oder Ständerbaugerippe als Tragkonstruktion. Die sichtbaren Ecken («Gwättausbildung») werden aus Blockbalken hergestellt, und die äussere Bekleidung erfolgt mit Schalungen, welche die Blockbalken imitieren. b3 21 Blockbau mit neuartigen Bauelementen Früher bestand die Gebäudehülle im Blockbau aus einer einzigen Schicht, die zugleich bekleidende, raumabschliessende und tragende Funktion hatte. Doch heutzutage sind die Ansprüche der Benutzer an Dämmung und Behaglichkeit deutlich gestiegen. Diese erhöhten Anforderungen führten zu den heute üblichen Gebäudehüllen und Holzbauteilen mit mehreren Schichten, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

b36 Innenwandanschluss mit Schwalbenschwanzverband

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b37

b37 Blockfutter für Fenster- und Türöffnungen; s = erforderliches Setzmass

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Skelettbau

b7 44 Stütze und anschliessender Träger Das Primärtragwerk dieses Konstruktionssystems besteht aus durchlaufenden Stützen und aus Hauptträgern, die als Einfeldträger zwischen den Stützen angeordnet sind. Dabei werden beide Hölzer, der horizontale Träger und die vertikale Stütze, einteilig geführt und kommen in die gleiche Ebene zu liegen. Die Vorteile dieses Systems bestehen darin, dass Anschlüsse an die Stützen von allen vier Seiten auf einer Ebene möglich sind und gleichzeitig die Träger in beliebiger Höhe angeschlossen werden können. Da die Stütze den äussersten Abschluss des Tragsystems bildet und Stütze wie Träger in einer Ebene liegen, eignet sich dieses System besonders für Bauten, deren Tragskelett auf der inneren Seite der Gebäudehülle liegt. Die Aussenwände werden anschliessend von

aussen auf das Tragskelett angebracht. Durchdringungen der Gebäudehülle durch horizontale Traghölzer ergeben sich nicht. Balkone und Vordächer sind als unabhängiges, aussen liegendes Sekundärsystem konstruiert.

b162

b163

Die Verbindung des Hauptträgers mit der Stütze erfolgt durch: – Blechformteile, Balkensteg und Rillennägel (Abb. b165) – Flachstahlplatten und Passbolzen (Abb. b166) Auch werden heute Verbindungssysteme, die sich für Anschlüsse in einer Ebene eignen, serienmässig hergestellt (Abb. b167 bis b169).

b162 Skelettbauart durchgehende Stütze und anschliessender Träger

b163 Die Träger sind an die durchgehende Stütze angeschlossen. Die Balken liegen zwischen oder auf dem Primärtragwerk.

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b164

Die Vorteile dieser Verbindungen sind: – Verdeckter und allseitiger Anschluss möglich – Schnelle Montage – Hohe Tragfähigkeit – Normierung mit festgelegter Tragfähigkeit

b167 280 100

160

200

Balkensteg 160 mm

280

240

480

280

100 80

14 Rillennägel 4/40 mm

Balkensteg 240 mm

280

100 100

32 Rillennägel 4/40 mm

200

100

180 280

140

320

240

320 2 FLA 240/320/8 mm Passbolzen ø = 8 mm

240

520

200

b168

200

b165

110

200

b166 b164 Konstruktionsart Stütze und anschliessender Träger, Mediothek, Küsnacht, CH

b169 b165 Verbindung mit Balkensteg und Rillennägeln b166 Verbindung mit eingeschlitzten Blechen und Passbolzen

102

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b167 Verbindung «Janebo» b168 Verbindung «BSB» b169 Verbindung «Induo»

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13 14 15 16

Massivholzbau

b8 25 Anwendung Gebäude aus grossformatigen Flächenelementen sind einfach und effizient zu erstellen. Im Gegensatz zu anderen Bausystemen lässt sich die Anzahl der Schichten minimieren. Das System unterliegt keinen Einschränkungen aus Modulen oder Rastern. Je nach Hersteller kommen unterschiedliche Ausführungen zur Anwendung. Die wichtigsten sind nachstehend nach Hauptgruppen beschrieben. Die Namen und Adressen der Hersteller sind über die nationalen Holzförderinstitute [101, 102, 103] oder andere Stellen [104] zu finden.

9 8 7

10 11 12

5 4 6 3 5

1 Mörtelbett, Abdichtung, Sperrschicht 2 Fensterbank 3 Faltlamellenstoren, Storenkasten 4 Innere Bekleidung 5 Massivholzbau, Tragwerk 6 Dampfbremse, Luftdichtung (je nach Schicht 5, Bauteilfugen luftdicht er gänzt, oder vollflächig verlegt) 7 Dämmung 8 Dämmschutzschicht, Zusatzdämmung 9 Äussere Bekleidung, hinterlüftet 10 Trittschalldämmung 11 Zementestrich oder Trockenaufbau 12 Gehbelag 13 Dämmung 14 Unterdach, Zusatzdämmung 15 Konterlattung, Durchlüftung 16 Deckung

2 1

b206 b206 Konstruktionsschnitt: Massivholzbau mit Anschluss Fensteröffnung, Geschossdecke und Dach

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b207

b209

b208 b207 und b208 Wohnanlage in Massivholzbauweise, Meran, I

b210 b209 Wohnhaus in Massivholzbauweise, Au, A

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b210 Wohn- und Gesch채ftshaus in Massivholzbauweise, Schenna, I

119

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b10

Deckentragkonstruktion

b363

b362

b364

ohne dass das Zapfenloch sichtbar wird. Seit dem Aufkommen von mehrachsig tätigen Abbundanlagen kommen auch vermehrt Schwalbenschwanzverbindungen (Abb. b360) zum Einsatz. Der passgenaue Schwalbenschwanz bietet eine leicht höhere Belastbarkeit und einen einfacheren Zusammenbau auf der Baustelle. Mechanische Verbindungsmittel Holz-Holz-Verbindungen sind in ihrem Tragverhalten mehr oder weniger deutlich begrenzt. Durch mechanische Verbindungsmittel lassen sich höhere Lasten übernehmen. Auf dem Markt sind unterschiedliche Verbindungsmittel für solche Anwendungen erhältlich. Die häufigsten sind Blechformteile wie Balkenschuhe, Balkenstege oder Passverbinder. Die Abbildungen b362 bis b366 zeigen verschiedene Möglichkeiten. Viele mechanische Verbindungsmittel sind einfach anzubringen und haben meist keine Querschnittsverschwächung der Hölzer zur Folge. Bei einer sichtbar bleibenden Anwendung werden, je nach gestalterischen Ansprüchen und Ansichten, die Verbindungsmittel entweder verdeckt oder sichtbar belassen.

b365

b366 b362 bis b366 Mechanische Verbindungen b362 Balkenschuhe b363 Balkensteg mit Passbolzen b364 Passverbinder (ATF-Connecter, BMF, ET-Verbinder usw.) b365 Doppelgewindeschrauben (SFS, WT) b366 Spezielle Auflagerverbindung (Bozet Z-Profile, Topverbinder EL, Janebo, Induo usw.) Herstellernachweise [101, 102, 103, 104]

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b367

b10 33 Ausbildung der Auflager Je nach Holzbausystem unterscheidet sich die Ausbildung der Deckenauflager, da die Wandkonstruktionen, aber auch die Deckenkonstruktionen, nicht einheitlich konstruiert sind. In den Kapiteln b3 «Blockbau», b4 «Fachwerkbau», b5 «Balloon-Frame, PlatformFrame», b6 «Rahmenbau», b7 «Skelettbau», b8 «Massivholzbau» und b11 «Mehrgeschossiger Holzbau» sind die unterschiedlichen Auflager und Wandsysteme beschrieben. Spezielle Anforderun gen können sich aus dem notwendigen Brandschutz ergeben, beispielsweise im Anschluss an eine Brandmauer (REI 180) oder Brandwand (REI 90), aber auch dann, wenn die Decke selbst einen Feuerwiderstand zu erbringen hat. b368

Bei der Blockbauweise (Abb. b367) werden die Balken allseitig ausgeblattet und kragen über die Aussenwand aus. Beim Fachwerkbau (Abb. b368) liegen die Balken zwischen Einbinder und Schwelle und sind mit Hartholzdübeln gesichert. Die Verankerung des oberen Stockwerkes erfolgt durch Verbindungsmittel aus Stahl oder über eine durchgehende Blindschalung. Beim Balloon-Frame und Ständerbau (Abb. b369) wird jede Tragbohle an die Ständerbohle mit Nägeln gegen das Kippen gesichert. Die vertikale Kraftübertragung erfolgt dabei über die Querdruckfläche von Holz zu Holz. Beim Rahmenbau (Abb. b370) wirkt der Randbalken als Zug- oder Druckgurt der Deckenscheibe. Die vertikale Kraftübertragung erfolgt ebenfalls über die Querdruckfläche, also von Holz zu Holz. Im Skelettbau werden die Deckenträger entweder auf dem Primärtragwerk auf- oder seitlich mit Hilfe von mechanischen Verbindungsmitteln angeschlossen (Abb. b371). Im Massivholzbau liegen die Decken auf den Wänden und werden schubfest miteinander verbunden (Abb. b374). Eine zentrale Rolle spielen die Deckenauflager bei mehrgeschossigen Bauten. Dort geht es darum, den Einfluss der Decken auf das Setzmass zu vermeiden oder zumindest soweit einzuschränken, dass daraus keine Nachteile entstehen können. Im Kapitel b11 sind dazu verschiedene Konstruktionsprinzipien beschrieben. In den Abbildungen b372 und b375 sind zwei mögliche Ausführungstypen dargestellt.

b369

b370 b367 bis b375 Unterschiedliche Deckenauflager auf der Aussenwand b367 Blockbau b368 Fachwerkbau b369 «Balloon-Frame», Ständerbau b370 Rahmenbau

166

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167

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Anordnung und Aufbau

c55

c2 30 Bauteilübergänge Das Zusammenwirken der einzelnen Bauteilkonstruktionen – Boden, Decke, Aussenwand, Dach oder auch Wand, Fenster, Türe, Durchbrüche usw. – muss in den einzelnen Anschlusspunkten beurteilt und im Zusammenhang über die ganze Gebäudehülle betrachtet werden. Ausgehend von der Gesamtbetrachtung zur Lage der Bauteilschichten gemäss den Kapiteln c1 und c2 10 müssen die einzelnen Schichten der Bauteile so zusammengeführt werden, dass die jeweilige Bauteilanforderung (zum Beispiel Witterungs- und Wärmeschutz, Luftdichtung, Schall-, Feuchte- und Brandschutz) auch beim Bauteilübergang nicht in Frage gestellt wird. Zwischen den Aufbausystemen nach c2 10 besteht in der Reihenfolge der Schichten und auch bei den verschiedenen Holzbausystemen kein Unterschied. Die bauphysikalischen Bedingungen bleiben sich gleich. Die Systeme unterscheiden sich im Wesentlichen in der Lage der Tragkonstruktion, im Erscheinungsbild und in den Bauteilübergängen, während der Schichtaufbau, dem Sys tem übergeordnet, prinzipiell gleich bleibt.

c2 31 Zwischen gedämmtes System Die Luftdichtung und Dampfbremse liegen raumseitig, die Wärmedämmung liegt zwischen der Tragkonstruktion. Die Tragkonstruktion der Wand und des Daches wird bekleidet. Die Sparren bilden zugleich das Vordach. Die Luftdichtung und die Dampfbremse können bei Traufe und Ort einfach angebracht werden, da beide Bauteile, Wände und Dach, zwischengedämmt sind. c56 Die Luftdichtigkeitsschicht kann so unterhalb der Sparren vollflächig verlegt werden. Beim Anschluss der Wand an das Dach ergeben sich keine Durchdringungen der Luftdichtigkeitsschicht und der Dampfbremse. Die Ausnahmen bilden konstruktionsbedingte oder aus gestalterischen Gründen gewünschte sichtbar belassene Zangen, Büge oder Pfetten. Solche meist unnötigen Konstruktionsteile bedingen allerdings aufwändige und problematische Anschlüsse bei den sich zwangsläufig ergebenden Durchdringungen der Gebäudehülle. Der Anschluss von Luftdichtung und Dampfbremse ist hingegen beim Deckenanschluss aufwändig und in der Ausführung problematisch (Langzeitverhalten). Zwischengedämmte Systeme sind insbesondere dem Rahmenbau zuzuordnen. Im Kapitel b6 «Rahmenbau» sind ausführliche Überlegungen zum Wandaufbau (b6 40) dargestellt. An die Wärmedämmung werden heute häufig höhere Anforderungen gestellt, als sie sich aus der reinen Tragwerksbemessung ergeben. Entsprechend werden höhere Querschnitte, meist über 200 Millimeter, angeordnet, in vielen Fällen wird jedoch in Kombination mit einer zweiten Schicht eine durchgehende Aussendämmung gewählt. Diese in der Baupraxis vermehrt angewandte Bauweise bedeutet beispielsweise eine Tragwerks- und Dämmstärke von 160 Millimetern und eine aussen liegende, zusätzliche Dämmschicht von 60, 80 oder durchaus auch 100 Millimetern oder mehr. Die Anschlüsse insbesondere bei der Decke werden somit einfacher und können zuverlässig und dauerhaft ausgeführt werden.

c55 und c57 Anordnung der Luftdichtigkeitsschicht beim Firstpunkt c55 Einlegen eines Streifens der Luftdichtigkeitsschicht (Folie) bereits während den Aufrichtearbeiten c57 Die Firstpfette wird bekleidet. Bei dieser Ausführung kann die Luftdichtigkeitsschicht beim Ausbau angebracht werden.

c56 Systemskizze zwischengedämmtes System

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c57

c58

c60

10 11 12

4 1 2 3 5 6 9

c59 c58 bis c61 Bauteilübergänge beim zwischengedämmten System

c61 c 58 und c59 Konstruktion Holzrahmenbau mit einlagiger Wärmedämmung c 60 und c61 Konstruktion Holzrahmenbau mit zweilagiger Wärmedämmung

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4 1 2 3 5 6

1 Innere Wand-, Deckenbekleidung 2 Lattenrost, Installationsraum 3 Dampfbremse, Luftdichtung, statisch wirksame Beplankung 4 Bauteilfugen luftdicht ergänzt (Folie mit variablem Diffusionswiderstand empfohlen) 5 Tragkonstruktion 6 Wärmedämmung

7 Dämmschutzschicht, evtl. Zusatzdäm mung 8 Lattenrost, Hinterlüftung 9 Äussere Bekleidung 10 Unterdachsystem, evtl. mit Zusatz dämmung; im Ortbereich als Drei schichtplatte 11 Konterlattung, Durchlüftungsraum, eventuell Vordachverstärkung 12 Dachlattung, Deckung

229

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Aussenwände

c3 10 Aussenwandsysteme In der Betrachtung der Aussenwände übernehmen nachstehende Ausführungen die konzeptionellen Vorgaben zur Gebäudehülle nach Kapitel c2. Es ist also zu unterscheiden, ob die Aussenwand nach dem Bauprinzip aussen gedämmt, zwischengedämmt, oder nach einer Kombination oder Mischung der beiden Grundsysteme aufgebaut wird (eine Übersicht ist in den Abbildungen c42 bis c45 enthalten). Die gleiche Betrachtungsweise gilt für die Bauteilübergänge nach Kapitel c2 30 und für den jeweiligen Dachaufbau, die sich vorteilhaft im gleichen Konzept fortsetzen. Zwischen den Aufbausystemen besteht in der Reihenfolge der Schichten und auch in der Anwendung bei den verschiedenen Holzbausystemen kein Unterschied. Die bauphysikalischen Bedingungen bleiben sich gleich. Die Systeme unterscheiden sich im Wesentlichen in der Lage der Tragkonstruktion, im Erscheinungsbild und in den Bauteilübergängen. Der Schichtaufbau bleibt, dem System übergeordnet, prinzipiell gleich. Die Vor- und Nachteile der einzelnen Ausführungsarten sind abhängig vom Holzbausystem (b6 Rahmenbau, b7 Skelettbau, b8 Massivholzbau).

c3 11 Zwischengedämmte Systeme Zwischengedämmte Aussenwandsysteme kommen insbe sondere beim Rahmenbau zum Einsatz. Das Traggerippe wird beim Rahmenbau vollständig bekleidet. Im Kapitel b6 «Rahmenbau» sind konstruktive Angaben zum Wandaufbau (b6 40) enthalten. Die nachstehenden Angaben gelten auch für nicht tragend eingesetzte Wandtafeln, zum Beispiel für c73 den Skelettbau (Ausnahme: Die raumbildenden Bauteile im Skelettbau sind nicht tragend eingesetzt und somit nicht für diese Funk tion ausgelegt). In den Tabellen c74 bis c79 sind Konstruktionsvorschläge unter Einbezug des Wärmeschutzes und des Schallschutzes (sofern vorhanden) enthalten.

c74 Aussenwand zwischengedämmt, hinterlüftet Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

Annahme 1

1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

3 Holzfaserdämmplatte d2, (3), (7)

λ = 0.047 W/mK variabel λ = 0.040 W/mK variabel λ = 0.130 W/mK 15 mm λ = 0.130 W/mK

4 Wärmedämmung d1, (1), (2), (6) 5 Tragkonstruktion 6 OSB-Platte 7 Lattenrost 8 Gipsfaserplatte

R = 0.080 m²K/W

22 mm

40 mm

R = 0.160 m²K/W

15 mm

λ = 0.320 W/mK

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

15%

25%

W/m²K

dB (8)

120,22

142

0.25

0.30

0.33

0.28

47 (–,–)

262

160,22

182

0.20

0.24

0.27

0.21

48 (–,–)

302

200,22

222

0.17

0.20

0.23

0.17

50 (–,–)

342

240,22

262

0.14

0.18

0.20

0.14

52 (–,–)

382

6 7 8

280,22

302

0.13

0.16

0.18

0.12

– – (–,–)

422

320,22

342

0.10

0.14

0.17

0.10

– – (–,–)

462

c75 Aussenwand zwischengedämmt, mit Zusatzdämmung, hinterlüftet Annahme 1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

3 Holzfaserdämmplatte d2, (4), (7)

80 mm

4 Wärmedämmung d1, (1), (2), (6) 5 Tragkonstruktion 6 OSB-Platte 7 Lattenrost 8 Gipsfaserplatte

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

1 2

R = 0.080 m²K/W

λ = 0.042 W/mK variabel λ = 0.040 W/mK variabel λ = 0.130 W/mK 15 mm λ = 0.130 W/mK 40 mm

R = 0.160 m²K/W

15 mm

λ = 0.320 W/m

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

15%

25%

W/m²K

dB (8)

120,80

200

0.18

0.21

0.22

0.16

50 (–,–)

320

160,80

240

0.16

0.18

0.19

0.12

52 (–,–)

360

200,80

280

0.13

0.16

0.17

0.10

53 (–,–)

400

240,80

320

0.12

0.14

0.15

0.08

54 (–,–)

440

240,120

360

0.11

0.12

0.14

0.04

– – (–,–)

480

240,160

400

0.10

0.11

0.12

0.02

– – (–,–)

520

c73 Systemskizze zwischengedämmtes System

c74 bis c79 Aussenwandkonstruktionen: zwischengedämmte Systeme

Inhalt_def.indd 234

9.7.2010 13:33:12 Uhr

c76 Aussenwand zwischengedämmt, mit Zusatzdämmung als verputzte Aussendämmung Annahme 1 Aussenputz 2 Holzfaserdämmplatte d2, (5), (7) 3 Wärmedämmung d1, (1), (2), (6) 4 Tragkonstruktion 5 OSB-Platte 6 Lattenrost 7 Gipsfaserplatte

10 mm λ = 0.870 W/mK 100 mm λ = 0.044 W/mK variabel λ = 0.040 W/mK

variabel λ = 0.130 W/mK 15 mm λ = 0.130 W/mK 40 mm

R = 0.180 m²K/W

15 mm

λ = 0.320 W/mK

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

15%

25%

W/m²K

dB (8)

120,100

220

0.17

0.19

0.20

0.11

50 (–,–)

300

160,100

260

0.15

0.17

0.18

0.08

200,100

300

0.13

0.15

0.16

0.07

52 (-3,–) 53 (–,–)

380

6 7

340

240,100

340

0.11

0.13

0.14

0.05

54 (–,–)

420

280,100

380

0.10

0.12

0.13

0.04

– – (–,–)

460

320,100

420

0.09

0.11

0.12

0.03

– – (–,–)

500

c77 Aussenwand zwischengedämmt, mit Zusatzdämmung in der Installationsebene Annahme 1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

R = 0.080 m²K/W

3 Dämmschutzschicht 4 Wärmedämmung d1, (1), (6) 5 Tragkonstruktion 6 OSB-Platte

variabel λ = 0.040 W/mK variabel λ = 0.130 W/mK 15 mm

7 Wärmedämmung d2, (1), (6)

60 mm

8 Gipsfaserplatte

15 mm

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

λ = 0.130 W/mK λ = 0.040 m²K/W λ = 0.320 W/mK

15%

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

25%

W/m²K

dB (8)

120,60

180

0.21

0.26

0.30

0.10

50 (–,–)

260

160,60

220

0.17

0.22

0.25

0.08

52 (–,–)

300

200,60

260

0.15

0.19

0.22

0.06

53 (–,–)

340

240,60

300

0.13

0.17

0.19

0.05

54 (–,–)

380

240,100

340

0.11

0.14

0.16

0.03

– – (–,–)

420

240,140

380

0.10

0.13

0.14

0.02

– – (–,–)

460

7 8

c78 Aussenwand zwischengedämmt, mit Zusatzdämmung innen und aussen Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2, d3 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

Annahme 1

1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

3 Holzfaserdämmplatte d3, (4), (7)

100 mm λ = 0.042 W/mK variabel λ = 0.040 W/mK

4 Wärmedämmung d1, (1), (2), (6) 5 Tragkonstruktion 6 OSB-Platte 7 Wärmedämmung d2, (1), (6) 8 Gipsfaserplatte

R = 0.080 m²K/W

variabel λ = 0.130 W/mK 15 mm λ = 0.130 W/mK 60 mm 15 mm

λ = 0.040 m²K/W λ = 0.320 W/mK

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

15%

25%

W/m²K

dB (8)

120,60,100

280

0.14

0.16

0.17

0.05

50 (–,–)

360

160,60,100 320

0.12

0.14

0.15

50 (-3,-10) 400

0.04

200,60,100 360

0.11

0.13

0.14

0.03

53 (–,–)

440

240,60,100 400

0.10

0.12

0.13

0.02

54 (–,–)

480

240,100,100 440

0.09

0.11

0.12

0.81

– – (–,–)

520

240,140,100 480

0.08

0.10

0.11

0.01

– – (–,–)

520

c79 Aussenwand zwischengedämmt, mit Dämmständern Annahme

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

3 Holzfaserdämmplatte d2, (3), (7)

22 mm

4 Wärmedämmung d1, (1), (2), (6) 5 Tragkonstruktion, Dämmständer 6 OSB-Platte 7 Lattenrost 8 Gipsfaserplatte

R = 0.080 m²K/W

λ = 0.047 W/mK variabel λ = 0.040 W/mK variabel λ = 0.130 W/mK 15 mm λ = 0.130 W/mK 40 mm

R = 0.160 m²K/W

15 mm

λ = 0.320 W/mK

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

15%

25%

W/m²K

dB (8)

220,22

222

0.17

0.19

0.21

0.17

50 (–,–)

342

240,22

262

0.14

0.16

0.17

0.14

51 (-3,-10) 382

7 8

280,22

302

0.13

0.14

0.15

0.11

53 (–,–)

422

320,22

342

0.11

0.12

0.13

0.10

54 (–,–)

462

360,22

382

0.10

0.11

0.08

56 (–,–)

502

400,22

422

0.09

0.10

0.07

58 (–,–)

542

Angaben zu den Tabellen c74 bis c79 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

Für U-Wert Für U T-Wert Wärmeleitfähigkeit Dichte spez. Wärmekapazität (c) Mineralfaserplatte λ = 0.040 W/mK Zellulosefaser λ = 0.040 W/mK Holzfaserdämmplatte 22 mm λ = 0.047 W/mK Holzfaserdämmplatte 80 mm λ = 0.042 W/mK Holzfaserdämmplatte Kompaktfassade λ = 0.044 W/mK Mineralfaserplatte 30 kg/m³ 0.23 Wh/kgK Holzfaserdämmplatte 140 kg/m³ 0.58 Wh/kgK Schallschutz: siehe alle Hinweise unter Kapitel c6 40 Konstruktionsvorschläge

234

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235

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Aussenwände

c3 12 Aussen gedämmte Systeme Aussen gedämmte Systeme kommen insbesondere beim Massivholzbau, zum Teil auch im Skelettbau zur Anwendung. Beim Massivholzbau übernehmen flächige, meist grossformatige und scheibenartige Bauteile die Funktion des Tragwerkes und auch der Raumbildung. Diese tragende Scheibe in der Stärke ab etwa 80 Millimeter unterstützt die Wär- c80 medämmung und dient gleichzeitig als Verlegeunterlage für den weiteren Wandaufbau. Im Kapitel b8 «Massivholzbau» (b8 20 «Vollquerschnitte») sind konstruktive Überlegungen zum Wandaufbau enthalten.

In den Tabellen c81 bis c82 sind Konstruktionsvorschläge unter Einbezug des Wärmeschutzes und des Schallschutzes (sofern vorhanden) enthalten.

c81 Aussenwand aussen gedämmt, hinterlüftet Annahme

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

R = 0.080 m²K/W

3 Dämmschutzschicht 4 Wärmedämmung (1), (3) 5 Distanzlattung 6 Massivholzwand 7 Gipsfaserplatte

variabel λ = 0.040 W/mK variabel λ = 0.130 W/mK 100 mm λ = 0.130 W/mK 15 mm λ = 0.320 W/mK

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

W/m²K

10 % W/m²K

15 % W/m²K

W/m²K

dB (5)

120

0.25

0.28

0.30

0.19

50 (–,–)

285

160

0.20

0.23

0.24

0.14

51 (–,–)

325

100,100

200

0.17

0.19

0.20

0.11

52 (–,–)

365

120,120

240

0.14

0.16

0.17

0.09

54 (–,–)

140,140

280

0.12

0.15

0.16

0.08

6 7

405 445

c82 Aussenwand aussen gedämmt, als verputzte Aussendämmung Annahme 1 Aussenputz 2 Holzfaserdämmplatte (2), (4) 3 Massivholzwand 4 Gipsfaserplatte

10 mm

λ = 0.870 W/mK variabel λ = 0.044 W/mK 100 mm λ = 0.130 W/mK 15 mm

c80 Systemskizze aussen gedämmtes System

2 3 4

λ = 0.320 W/mK

c81 und c82 Aussenwandkonstruktionen: aussen gedämmte Systeme

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert dicke dicke d1 total Dämmstoff

U T-Wert

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

W/m²K

dB (5)

120

0.27

0.12

50 (–,–)

245

100,60

160

0.21

0.07

52 (–,–)

285

53 (–,–)

325

120,80

200

0.18

0.04

160,80

240

0.15

0.02

365

Angaben zu den Tabellen c81 und c82 (1) (2) (3) (4) (5)

Für U-Wert Für U T-Wert Wärmeleitfähigkeit Dichte spez. Wärmekapazität (c) Mineralfaserplatte λ = 0.040 W/mK Holzfaserdämmplatte Kompaktfassade λ = 0.044 W/mK Mineralfaserplatte 30 kg/m³ 0.23 Wh/kgK Holzfaserdämmplatte 140 kg/m³ 0.58 Wh/kgK Schallschutz: siehe alle Hinweise unter Kapitel c6 40 Konstruktionsvorschläge

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c3 13 Kombinierte Systeme Als kombinierte Systeme werden Systeme bezeichnet, deren Dämmlagen sowohl in der Tragwerksebene (als Zwischendämmung) wie auch ausserhalb zu liegen kommen. Kombinierte Systeme kommen meist bei produktbezogenen Holzbausystemen (im Massivholzbau) zum Einsatz. Das heisst auch, dass der Wandaufbau auf das jeweilige Produkt abgestimmt c83 ist und entsprechenden Herstellerangaben unterliegt. Analog zu dem zwischengedämmten System bietet das Tragwerk Platz für die erste Dämmlage. Die zweite Dämmlage kommt wie beim aussen gedämmten System ausserhalb der Tragwerksebene zu liegen. Dazwischen liegt die Luftdichtigkeitsschicht.

In Kapitel b8 «Massivholzbau» (b8 30 «Zusammengesetzte Querschnitte») sind konstruktive Überlegungen zum Wandaufbau enthalten. In den Tabellen c84 und c85 sind Konstruktionsvorschläge unter Einbezug des Wärmeschutzes und des Schallschutzes (sofern vorhanden) enthalten.

c84 Aussenwand zwischen- und aussen gedämmt, hinterlüftet Annahme 1 Äussere Bekleidung

20 mm

2 Hinterlüftung

30 mm

3 Wärmedämmung d2, (1), (4)

variabel λ = 0.040 W/mK variabel λ = 0.140 W/mK

4 Distanzlattung 5 Luftdichtigkeitsschicht 6 Holzmodul gedämmt d1, (3), (6) 7 Gipsfaserplatte

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert U-Wert U-Wert U T-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff Holzanteil Holzanteil

R = 0.080 m²K/W

160 mm λ = 0.073 W/mK 15 mm λ = 0.320 W/mK

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

10 %

15 %

W/m²K

dB (7)

(80),100

180

0.20

0.22

0.06

49 (–,–)

325

(80),140

220

0.17

0.18

0.19

0.04

50 (–,–)

365

(80),160

240

0.16

0.17

0.18

0.04

51 (–,–)

385

(80),200

280

0.14

0.15

0.16

0.03

52 (–,–)

425

(80),120,120 320

0.12

0.13

0.14

0.03

54 (–,–)

465

(80),160,160 400

0.10

0.11

0.02

5 6 7

525

c85 Aussenwand aussen gedämmt, als verputzte Aussendämmung Annahme 1 Aussenputz 2 Holzfaserdämmplatte (2), (5) 3 Holzmodul gedämmt (3), (6) 4 Gipsfaserplatte

10 mm λ = 0.870 W/mK variabel λ = 0.044 W/mK 160 mm λ = 0.073 W/mK 15 mm

λ = 0.320 W/mK

Dämmstoff- Dämmstoff- U-Wert dicke dicke d1, d2 total Dämmstoff

U T-Wert

R‘w (C,Ctr) Wanddicke

W/m²K

dB (7)

(80),60

140

0.26

0.08

48 (–,–)

245

(80),80

160

0.24

0.06

49 (–,–)

265

1 2

c83 Systemskizze kombiniertes System

c84 und c85 Aussenwandkonstruktionen: kombinierte Systeme

236

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(80),100

180

0.21

0.04

50 (–,–)

285

(80),120

200

0.19

0.03

50 (–,–)

305

(80),160

240

0.17

0.01

51 (–,–)

345

(80),200

280

0.14

0.01

51 (–,–)

385

Angaben zu den Tabellen c84 und c85 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

Für U-Wert Für U T-Wert Wärmeleitfähigkeit Dichte spez. Wärmekapazität (c) Mineralfaserplatte λ = 0.040 W/mK Holzfaserdämmplatte Kompaktfassade λ = 0.044 W/mK Holzmodul gedämmt λ = 0.073 W/mK Mineralfaserplatte 30 kg/m³ 0.23 Wh/kgK Holzfaserdämmplatte 140 kg/m³ 0.58 Wh/kgK Holzmodul gedämmt 280 kg/m³ 2.10 Wh/kgK Schallschutz: siehe alle Hinweise unter Kapitel c6 40 Konstruktionsvorschläge

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Aussenwände

c89 c90 Holzwerkstoffplatten als äussere Bekleidung Plattentyp1 Massivholzplatten

Einschichtig 2, 3, 4

wenig geeignet

mit Oberflächenbehandlung wenig geeignet

mehrschichtig abgesperrt 2, 3

bedingt geeignet

Rissbildung, Delaminierung

Spanplatten

kunstharzverleimt

nicht geeignet

Dauerhaftigkeit, Dickenquellung, Ablösung Deckspäne

zementgebunden

geeignet

OSB 2, 3

wenig geeignet

speziell verdichtete und bearbeitete Platten

nicht geeignet

geeignet

hoch verdichtete Platten aus imprägnierten Fasern

nicht geeignet

bedingt geeignet

normale Faserplatten

nicht geeignet

bedingt geeignet

Wasseraufnahme, Dickenquellung, Ablösung Deckschichtfaser

Furnierschichtplatten2

nicht geeignet

Dimensionsänderungen, Rissbildunge

Sperrholzplatten

nicht geeignet

bedingt geeignet

Schälrisse des Deckfurniers, Delaminierungen

Faserplatten

Furnierschichtplatten

unbehandelt

mögliche Probleme Dimensionsänderungen, Formänderungen

Dauerhaftigkeit, Dickenquellung, Ablösung Deckspäne

1 Generell sind die Herstellerangaben und Vearbeitungshinweise zu beachten. 2 Diese Platten werden fallweise in Fassaden eingesetzt. Eignung nur unter bestimmten Voraussetzungen

3 Einsatz bei hohem konstruktiven Holzschutz möglich, zum Beispiel bei schützenden Vordächern 4 Infolge der grossen Dimensionsänderungen in schmalen Breiten bis etwa 300, 400 mm verwenden, auf Befestigung achten

c3 24 Schutzmassnahmen Zur Verhinderung einer technisch relevanten Schadenskette sind Schutzmassnahmen zu treffen, die für eine lange Funktionstüchtigkeit von Bedeutung sind. Zusammengefasst sind nachstehend die wichtigsten Kriterien für äussere Bekleidungen aus Holz aufgeführt. Ergänzende und grundlegende Angaben zu den Schutzmassen sind in Kapitel d2 «Holzschutz» enthalten.

– Tropfkanten wirken bei Aussenbekleidungen vorteilhaft. – Vermeiden von Kondenswasser durch Hinterlüftung der Bekleidungen und durch richtigen Wandaufbau sowie durch sachgerecht eingeplante und ausgeführte Luftdichtigkeitsschicht

Bauliche, konstruktive Schutzmassnahmen – Der konstruktive Holzschutz bildet die wesentliche Grundlage gegen eine vorzeitige Alterung der Gebäudehülle und aller darin eingebauter Teile, wie Fenster, Türen usw. – Ausreichendes Vordach, welches langfristig wirkende Feuchtigkeit fernhält – Regenwasser muss auf der Oberfläche ungehindert abfliessen und darf bei Fugen oder bei Brettstössen nicht eindringen. – Ausreichender Abstand der Holzbekleidung vom Boden (mindestens 300 Millimeter) – Fenstersimse und Mauerabsätze sind idealerweise mit 15º Gefälle auszubilden und abzudecken.

Äussere Bekleidung aus unbehandeltem Holz Äussere Bekleidungen aus unbehandelten Holzteilen haben bei minimalem Unterhalt eine sehr lange Lebensdauer. Referenzobjekte mit Bekleidungen, die 40, 50 Jahre und länger intakt bleiben, sind keine Ausnahme. Auf Aussenflächen unbehandelter Materialien werden Witterungseinflüsse jedoch relativ rasch sichtbar. Bei Holzbekleidungen sind dies vor allem farbliche Veränderungen. Diese hängen vom Klima, der Himmelsrichtung, der Vordachausbildung, dem Schattenwurf von Nachbargebäuden und Bepflanzungen ab. Sie können innerhalb derselben Fassadenfläche unterschiedlich ausfallen. Die Oberflächen von Nord-, Ost- und Südfassaden sowie Bekleidungen im Schatten von Vordächern, vorspringenden Fassadenteilen wie Fensterbänken oder horizontalen Fugenausbildungen werden hell- bis dunkelbraun. Bewitterte Holzteile an Westfassaden verfärben sich dagegen unc89 Holzbau: Äussere Bekleidung aus farbigen Faserzementplatten

c90 Eignung von Holzwerkstoffplatten als Fassadenbekleidung

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c91

c92

ter den meisten Klimabedingungen silbrig bis dunkelgrau. Witterungseinflüsse und die daraus entstehenden Verfärbungen führen jedoch nicht unmittelbar zur Zerstörung des Holzgefüges und damit zu einer verminderten Festigkeit. Die Verfärbung und die minimale Veränderung der Holzoberfläche, die insbesondere durch UV-Strahlung und Erosion (Auswaschung) der photochemisch gespaltenen Holzbestandteile aus der obersten Zellschicht verursacht wird, stellen eine Oberflächenveränderung dar, welche der natürlichen Alterung des Holzes entspricht. Eine derartige oberflächennahe Veränderung hat auf die technische Dauerhaftigkeit einer Holzbekleidung keinen relevanten Einfluss. Für gewisse Anwendungen kann sie durchaus erwünscht sein.

c91 Zeiteinfluss auf Art und Intensität der Oberflächenverwitterung und Verfärbung von Fichtenholz: von unbewittert bis 180 Tage verschärfter Freibewitterung unter 45º Neigung gegen Süden

Farblose , wasserabweisende Imprägnierungen Die Holzoberfläche verwittert wie unbehandeltes Holz, aber langsamer. Die Imprägnierung kann eine zeitliche Durchfeuchtung des Holzes verzögern. Die Haltbarkeit solcher Anstriche ist allerdings gering.

c92 Holzbau: Äussere Bekleidung Schindeln, dreilagig, Holzart Lärche, Format 60–140 mm x 250 mm, sichtbarer Höhenabstand 100 mm, Dicke 8–10 mm, nicht hinterlüftet

240

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Oberflächenbehandlung Allgemeine Hinweise – Durch eine Oberflächenbehandlung ist eine Farbgebung möglich. Zusätzlich können durch die Behandlung auch ein Witterungsschutz und eine verbesserte Dimensionsstabilität erreicht werden. – Voraussetzung für eine funktionierende Oberflächenbehandlung von Holzbekleidungen ist die Auswahl von geeigneten Materialien und eine richtige konstruktive Ausführung. Fehler in der Materialwahl und Ausführung lassen sich durch Oberflächenbehandlung oder chemischen Holzschutz nicht ausgleichen. – Äussere Bekleidungen sind allseitig vor dem Montieren mit einem Voranstrich zu versehen. – Kanten sind mit einem Radius von mindestens 2.5 Millimetern zu runden, damit auch an diesen Stellen eine ausreichende Farbaufnahme und Haftung möglich wird. – Holzoberflächen werden in verschiedenen Bearbeitungszuständen eingesetzt (sägeroh, gebürstet, geschliffen, gehobelt). Bei jedem dieser Bearbeitungszustände ist eine Oberflächenbehand lung mit den beschriebenen Produkten möglich. – Mit sägerohen oder geschliffenen Oberflächen werden deutlich höhere Renovationsintervalle erreicht als mit gehobelten Oberflächen (Abb. c94). Lediglich gehobelte Oberflächen werden nicht empfohlen. Solche Oberflächen müssen vor dem Farbauftrag angeschliffen werden. Wichtig ist, dass restlos alle behandelten Holzteile geschliffen werden, also auch Kanten, Deckleisten, Schmalseiten der Lamellen oder Leisten. – Rechtzeitiger Unterhalt garantiert eine lange Funktionstüchtig- keit. – Bei Lasuranstrichen und Imprägniergrundierungen werden Produkte mit Gütezeichen empfohlen. – Wegen der verbesserten Qualitätskontrollen erhalten vollständig industriell beschichtete Holzfassadenbauteile zunehmend eine grössere Bedeutung.

241

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Holzfeuchte

d1 10 Allgemeines Holz besitzt als hygroskopisches Material die Eigenschaft, je nach Umgebungsklima Feuchtigkeit abzugeben oder aufzunehmen. Dabei stellt sich im Holz ein bestimmter Holzfeuchtegehalt ein, der mit dem Umgebungsklima im Gleichgewicht steht (Gleichgewichtsfeuchte). Diese Eigenschaft ist für ein ausgeglichenes Raumklima wertvoll, weist aber in Bezug auf die Dimensionsstabilität und den Trocknungsprozess des Holzes auch Nachteile auf. Diese lassen sich durch konstruktive Massnahmen eliminieren. Jede Änderung des Umgebungsklimas löst aufgrund der Hygro skopizität Änderungen der Holzfeuchte aus. Eine wechselnde Holzfeuchte unterhalb der Fasersättigung (ab dem Bereich, in dem die Zellhohlwände nicht mehr voll mit Wasser gefüllt sind) bedeutet wiederum eine Änderung der Querschnittsabmessung. Solche Änderungen hängen auch mit dem inneren Aufbau des Holzes, der Ausrichtung und Anordnung der Zellen zusammen. Aufgrund seiner Gefügestruktur weist Holz in radialer, tangentialer und in Längsrichtung unterschiedliche Schwind- und Quelleigenschaften auf, es verhält sich anisotropisch. Dabei sind die Formänderungen in tangentialer Richtung am grössten, in radialer Lage der Bauteile

Richtung sind sie nur etwa halb so gross und in Längsrichtung vernachlässigbar klein. Im Kapitel b11 40 «Mehrgeschossiger Holzbau», «Setzungsverhalten» sind Berechnungen zum anisotropen Verhalten von Holz und zu dessen konstruktiven Auswirkungen enthalten.

d1 20 Anforderungen Damit Dimensions- und Formstabilität, Festigkeit und Dauerhaftigkeit gewährleistet sind, muss die Einbaufeuchte der Hölzer mit dem späteren Verwendungszweck gemäss der Tabelle d1 übereinstimmen. Die Zusammenfassung der Tabelle d1 zeigt die folgenden zu erwartenden Gleichgewichtsfeuchten: – Beheizte Innenräume 6 bis 12 Prozent – Unbeheizte Dachräume 12 bis 18 Prozent – Bauteile im Freien unter Dach 12 bis 22 Prozent Aus der Fülle konstruktiver (zum Teil normativer) Forderungen sollen an dieser Stelle einige wenige hervorgehoben werden. Durchschnittliche Holzfeuchte des Querschnitts Mittelwert Schwankungsbereich

Vor der Witterung geschützte Bauteile in gut belüfteten, im Winter gut beheizten Räumen in gut belüfteten, im Winter schwach beheizten Räumen in gut belüfteten, unbeheizten räumen

9 % 12 % 15 %

± 3 % ± 3 % ± 3 %

17 %

± 5 %

15 % 17 %

± 5 % ± 4 %

13 % 16 %

± 4 % ± 4 %

Direkt bewitterte Bauteile grosse Quersschnitte (z.B. Konstruktionsholz ohne dichte Oberflächenbehandlung) durchschnittlich äussere Zone des Querschnitts

18 % 20 %

± 6 % ± 8 %

Feuchte Bauteile in feuchten, ungenügend durchlüfteten Räumen

24 % bis über Fasersättigung

Vor der Witterung teilweise geschützte Bauteile in offenen und überdachten Konstruktionen kleine Querschnitte (z.B. Fassadentäfer mit oder ohne Oberflächenbehandlung) stark strahlungsabsorbierend wenig strahlungsabsorbierend mittlere Querschnitte (z.B. Balkonteile unter Dach) stark strahlungsabsorbierend wenig strahlungsabsorbierend

Bauteile unter Wasser (Süsswasser) d1 Seite 285: Äussere Bekleidung, Massivholz, Holzart Lärche, liegende Lamellen, abgeschrägt, unbehandelt, hinterlüftet, gefertigt in Elementen, Befestigung verdeckt

über Fasersättigung d1 Durchschnittliche Holzfeuchte (Gleichgewichtsfeuchte) nach Lage der Bauteile, gemäss Norm SIA 265 «Holzbau»

d2 Holz mit vorwiegend tragender Funktion: Vor Witterung geschützte Bauteile, in gut belüfteten, im Winter gut beheizten Räumen, durchschnittliche Holzfeuchte 9 %, Schwankbereich ± 3 %, gemäss Tabelle d1

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– Bei angetrocknetem oder feucht eingebautem Holz, das während des Austrocknens beansprucht wird, muss mit einer höheren Kriechverformung gerechnet werden. – Holz, das im Bereich der Wärmedämmschicht eingebaut wird, darf zum Zeitpunkt des Einschlusses eine maximale Feuchtigkeit von 16 Prozent aufweisen. – Durchdringungen in der Gebäudehülle müssen dichte Anschlüsse aufweisen. Dies ist nur mit Hölzern möglich, die den Anforderungen an die Formstabilität genügen. Deshalb dürfen dafür nur trockene Hölzer verwendet werden.

d1 30 Die richtige Einbau-Holzfeuchte Aus den Angaben unter d1 20 lässt sich die nötige Einbaufeuchte des Holzes ableiten. Für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche bedeutet dies zusammenfassend Folgendes: Holz mit vorwiegend verkleidender Funktion (Bekleidung, Unterkonstruktion, Beplankung) Die Holzfeuchte hat bereits beim Einbau der sich einstellenden Gleichgewichtsfeuchte zu entsprechen. Diese lässt sich direkt aus der Tabelle d1 ablesen. Verkleidungsmaterialien aus Holz werden in der Regel trocken angeboten. Dabei ist zu überprüfen, ob die Holzfeuchte der gelieferten Ware mit der erwünschten Einbaufeuchte übereinstimmt. Zu beachten ist ebenso, dass das Holz während des Transports, der Montage und der anschliessenden Bauphase vor Feuchtigkeit zu schützen ist. Holz mit vorwiegend tragender Funktion (Konstruktionsholz) Auch Konstruktionsholz muss beim Einbau einen Feuchtegrad aufweisen, der dem späteren Verwendungszweck entspricht, in den meisten Fällen 8 bis 12 Prozent. Die meisten Konstruktionshölzer werden heute verleimt, also getrocknet angeboten. Damit wird die Forderung nach einem adäquaten Feuchtegrad (wie in Tabelle d1) bereits beim Einbau ohne weiteres erfüllt. Selbst für die klein formatigen Hölzer beim Rahmenbau sind inzwischen verleimte Querschnitte erhältlich und kommen in der Regel zur Verwendung. Getrocknetes, verleimtes Holz gewährleistet die notwend3 Holz mit vorwiegend verkleidender Funktion: vor Witterung teilweise geschützte Bauteile, kleine Querschnitte, Fassadenbekleidungen, durchschnittliche Holzfeuchte 17 %, Schwankbereich ± 4 % (wenig strahlungsabsorbierend), gemäss Tabelle d1

Nachstehend sind die wichtigsten Einbaufeuchten je nach Sortiment angegeben: – Kleinformatige, verleimte oder nicht verleimte Querschnitte für den Bau von beheizten Wohngebäuden, wie beispielsweise für den Rahmenbau, müssen auf maximal 12 Prozent getrocknet sein. – Brettschichtholz wird, wie auch die anderen verleimten Querschnitte, aus Lamellen mit einer durchschnittlichen Holzfeuchte von 10 Prozent produziert. Die verleimten Hölzer verlassen deshalb das Werk mit einer Holzfeuchte von 8 bis 12 Prozent. – Vollholz für beheizte Innenräume darf wegen seiner schwierigen Trocknung eine Einbauholzfeuchte von durchschnittlich 15 Prozent aufweisen. Ein Maximalwert von 17 Prozent soll nicht überschritten werden. Bei Querschnittsabmessungen bis 120 Millimeter (Fertigmass) sind im Innenbereich des Holzes (Kernzone des Balkens, Querschnittstiefe > b/4) Holzfeuchten bis 20 Prozent zulässig. Für nicht beheizte Räume sind durchschnittliche Einbau-Holzfeuchten von 18 und ein Maximalwert von 20 Prozent anzustreben [39]. – Nicht getrocknetes Konstruktionsholz kann mit Holzfeuchte von maximal 25 Prozent eingesetzt werden, wenn die nachträgliche Austrocknung gewährleistet ist und die zu erwartenden Verformungen ohne Nachteil sind. – Als Oberflächenschutz haben sich Imprägnieranstriche mit wasserabweisender und schimmelpilzwidriger Wirkung bewährt. Dieser Anstrich kann farblos und transparent sein. – Zu berücksichtigen ist, dass das Holz bei seiner Lagerung, beim Transport und bei der Montage sowie während der anschliessenden Bauphase vor Feuchtigkeit (insbesondere auch Baufeuch te) zu schützen ist.

d4 Holz mit vorwiegend verkleidender Funktion: Vor Witterung geschützte Bauteile, in gut belüfteten, im Winter gut beheizten Räumen, durchschnittliche Holzfeuchte 9 %, Schwankbereich ± 3 %, gemäss Tabelle d1. Für innere Bekleidungen sind Einbaufeuchten von 6 %–10 % empfohlen.

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dige Formstabilität und Passgenauigkeit. Zudem wird getrockne tes und gehobeltes Holz kaum von Holzschädlingen befallen. Das Sortiment Vollholz (Unterscheidung der verschiedenen Arten von Konstruktionsholz siehe Abb. a54) ist bedeutend schwieriger und aufwändiger zu trocknen als Bretter mit kleinem Querschnitt oder Lamellen, wie sie für verleimte Querschnitte dienen. Es ist deshalb nicht sinnvoll, beim Einbau von Vollholz Holzfeuchten von zum Beispiel 8 bis 12 Prozent zu verlangen und technisch auch kaum machbar [39].

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