Handbuch und Planungshilfe Baukonstruktion und Bauphysik
Handbuch und Planungshilfe Baukonstruktion und Bauphysik Herausgegeben von Peter Cheret
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 6
1
5
Mauerwerk
Brandschutz
1.1 1.2 1.3 1.4
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11
Grundlagen 8 Aussteifung 38 Wände 46 Öffnungen 64
2 Holz 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
Entwicklungslinien 74 Rohstoff – Baustoff 90 Holzwerkstoffe 118 Holzrahmenbau 130 Holzbausysteme 142 Holzschutz 160 Holz im Bestand 182
3 Beton 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
Einleitung / Geschichte 210 Rohstoff – Baustoff 216 Fertigungstechnik 219 Betonarten 227 Konstruktion / Struktur 233 Außenwände / Fassaden 241 Übersicht Bauteile 243
4 Bauphysik 4.1 4.2 4.3 4.4
Motive 248 Wärme 254 Feuchte 274 Schall 282
Geschichte des Brandschutzes 300 Gesetzlicher Brandschutz heute 301 Brandentstehung / Brandverlauf 302 Schutzziele und Gebäudeklassen 303 Abstandsflächen 303 Rettungswege 304 Bauteile 307 Klassifizierung von Bauteilen 309 Bauregelliste 311 Baustoffe 311 Brandschutzkonzepte 313
6 Bauelemente 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
Gründung 316 Dächer 336 Decken 356 Treppen 372 Fenster 394 Türen 420
7 Anhang 7.1 7.2 7.3 7.4
Darstellung 436 Detailkatalog 464 Autoren 480 Register 482
Vorwort
»Der Beruf des Architekten ist eine abenteuerliche Tätigkeit: Ein Grenzberuf in der Schwebe zwischen Kunst und Wissenschaft, auf dem Grat zwischen Erfindung und Gedächtnis, zwischen dem Mut zur Modernität und echter Achtung der Tradition.« Renzo Piano
Wie keine andere Disziplin ist die Architektur voller Anachro nismen und scheinbarer Widersprüche. Sie befriedigt den archaischen Instinkt nach dem »behaust sein« ebenso wie das Bedürfnis nach Form und Vision. Sie dient den lieben Gewohnheiten und fordert zugleich Veränderung. Architektur hat nützlich zu sein, ohne dem bloß Nützlichen gerecht zu werden beziehungsweise künstlerisch, ohne sich dem bloß Künstlerischen zu ergeben. Architektur ist das, was zum baulich unbedingt Notwendigen hinzu kommen muss – als spürbare Substanz, sich subversiv der wissenschaftlichen Erklärung entziehend. Architektur erfindet sich permanent neu. Sie bildet stets die gesellschaftlichen und kulturellen Voraussetzungen ab, zeigt Entwicklungslinien mit all ihren Brüchen auf und wird als Zeuge vergangener Epochen zu »gefrorener Zeit«. Bei all diesen sich überkreuzenden Spannungsbögen gibt es wohl kaum etwas Faszinierenderes, als ein Gebäude im Voraus zu denken, entwerfend und planend zu konkretisieren und seine Entstehung auf der Baustelle zu erleben. Diese Faszina tion endet nicht mit der Fertigstellung. Im Alltag der Nutzung stellen sich Spuren des Gebrauchs und eine Patina ein, die über die Tagesaktualität des Neuen hinaus letztlich über die eigentliche Qualität der Architektur entscheidet. Dann zeigt sich, wie konsistent das Gebäude im Voraus gedacht war, und – vor allem – wie es »gemacht« ist. Damit ist nicht nur die Originalität des Baukörpers oder die bautechnische Virtuosi tät gemeint. Vielmehr ist es die Logik von Tragwerk und Hülle in Wechselspiel zum Material und dessen Fügungen. Auch hier zeigt sich die Komplexität von Architektur im scheinbar Widersprüchlichen: Konkrete Baustoffe mit präzisen Kenn werten und normgerechten Zulassungen sind die Grundsub stanz für den Zauber der sinnlichen Wahrnehmung. Auch wenn die zunehmenden technischen und digitalen Möglichkeiten eine scheinbar stärkere Hinwendung zur Form erlauben, so steht dennoch der Raum im Zentrum des architektonischen Schaffens. Raum ist nichts anderes als das Verhältnis von Luft und Materie. Raum definiert sich über seine Begrenzung und steht in unmittelbarer Abhängigkeit dazu, woraus die Raumschale gefügt, gegossen oder montiert ist. Es gibt kein Material ohne haptisch-visuelle Qualitäten. Somit entzieht es sich der Abstraktion und wird stofflich-sinn lich erfahrbar. Das Maß der Reflexion oder Absorption von
6
Licht oder Schall, die Lichtstimmung, Farbe und Raumakustik sind mit der Wahl des Materials und dessen Stofflichkeit zu einem guten Teil planbar. Hier liegt einer der Schlüssel zur Architektur. Das Wissen um das Gesamtsystem Bauwerk und damit die Fähigkeit zur praktischen Umsetzung architektoni scher Absichten vom Abstrakten ins Konkrete ist die Grund voraussetzung für die Tätigkeit des Architekten. Naturgemäß kommt in der Praxis des Bauens dem Lehrgebiet Baukonstruk tion eine besondere Bedeutung zu. Sie schafft unerlässliche Grundlagen. Aktuell erleben wir im Bereich der Baukonstruktion schub artige Entwicklungen. Neue Materialien und neue Technolo gien drängen auf den Markt. Bekannte Konstruktionsweisen wie der Massiv-, Holz- oder Glasbau, pneumatische Konstruk tionen oder das Bauen mit Kunststoffen werden neu entdeckt, weiterentwickelt und erweitern die Palette der konstruktiven wie gestalterischen Möglichkeiten. In der Fertigungstechnik revolutionieren die immer noch jungen digitalen Möglich keiten die bekannten Standards. Die gesetzlichen Rahmen bedingungen und die Regelwerke der Bautechnik heben die Standards auf immer höheres Niveau. Teildisziplinen wie die Bauphysik oder auch der Brandschutz entwickeln sich zuneh mend zu Produktionsbedingungen, die sich unmittelbar auf das architektonische Konzept auswirken. Auch das Berufsbild des Architekten befindet sich im Wandel. Tätigkeitsfelder verschieben sich – während am anderen Ende der Welt neue Metropolen entstehen, rückt hierzulande das Planen und Bau en im Bestand immer stärker ins Zentrum des Schaffens.
Veröffentlichung im Selbstverlag des Lehrstuhls 1 für Bau konstruktion und Entwerfen. 2010 erschien die Publikation erstmals im Berliner Verlag DOM publishers mit dem Titel Baukonstruktion. Handbuch und Planungshilfe. Nun liegt die aktualisierte und erweiterte zweite Auflage von DOM publishers vor. Während einige Kapitel seit der ersten
Veröffentlichung grundsätzlich überarbeitet wurden, ist die neue Ausgabe um das Kapitel Bauphysik ergänzt worden. Wie bei der vorausgegangenen Publikation dieses Titels liegt der Anspruch der aktuellen Auflage in der Vermittlung von baukonstruktiven Grundlagen, im Hinweis auf die architekto nisch-gestalterische Bedeutung des planerischen Entwerfens und im möglichst übersichtlichen Aufzeigen praxistauglicher Prinzipien. Sie sind der Ausgangspunkt für die Materialisie rung komplexer architektonischer Absichten. Dazu will dieses Handbuch beitragen.
Professor Peter Cheret, Stuttgart, 2015
Davon ausgehend, dass architektonische Probleme immer auch konstruktive Probleme sind und konstruktive auch immer architektonische, liegt ein guter Teil des architekto nischen Handelns im Beherrschen der Grundlagen – oder besser: der Prinzipien. Sie sind allgemein gültig und gerade vor dem Hintergrund neuer Entwicklungen unabdingbar, weil verlässlich. Das vorliegende Handbuch stellt diese Prinzipien dar, überzeugt von deren Notwendigkeit in der Lehre und darüber hinaus, jedoch ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Diese Publikation wurde erstmals 2006 als baukohandbuch für die Studierenden an der Universität Stuttgart als Skript zur Vorlesung im ersten Studienjahr erarbeitet. Seither haben wir sie mehrfach redigiert und erweitert, zunächst für die
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1 Mauerwerk 1.1 Grundlagen 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.1.5 1.1.6 1.1.7 1.1.8 1.1.9 1.1.10 1.1.11 1.1.12 1.1.13 1.1.14 1.1.15 1.1.16 1.1.17
Geschichte Charakteristik von Mauerwerk Mauerwerk aus Natursteinen Mauerwerk aus Mauerziegeln Ziegelarten, Bezeichnungen Maßordnung, Ziegelmaße Baurichtmaß, Nennmaß Maßtoleranzen, zulässige Abweichungen Steinformate, Sonderbauteile Mauerwerk aus Kalksandsteinen Mauerwerk aus Leichtbetonsteinen Mauerwerk aus Betonsteinen Mauerwerk aus Porenbetonsteinen Fuge, Verband, Verbandsregeln Mauermörtel Ausführung von Mauerwerk Vorfertigung in der Ziegelindustrie Laura Larsson
1
1 Mauerwerk 1.1 Grundlagen
1.1.6 Maßordnung, Ziegelmaße Bereits 206 v. Chr. – 25 n. Chr. wurden Ziegel in der Westli chen Han-Dynastie Chinas mit dem heutigen Ziegelstein- Seitenverhältnis von 4 : 2 : 1 produziert. Auch die hand geformten Ziegel in Westafrika weisen noch heute diese Seitenverhältnisse der Steine auf (etwa 40 × 20 × 10 cm). Maßgebliche Vorgabe für die Modul- / Steingröße ist die Spannweite der menschlichen Hand, das heißt, eine Person muss in der einen Hand den Stein und in der anderen die Kelle halten können. Bei größeren Formaten (zum Beispiel 4 DF) werden die Steine mit Griffschlitzen versehen. Modul meint hier die Basis einer Maßordnung. Die Maßordnung, die sich aus den Steinmaßen mit den jeweiligen Fugen ergibt, wird oktametrische Maßordnung ge nannt. Der Basismodul des Oktametersystems ist 1 / 8 m und ergibt 12,5 cm. Dies entspricht einem Stein (11,5 cm) und einer Mörtelstoßfuge (1,0 cm). Er ergibt sich jeweils aus der Teilung eines Würfels mit der Kantenlänge 1,00 m × 1,00 m × 1,00 m. Abb. 25: Prinzip der Oktameterordnung, Würfel 1,00 m × 1,00 m × 1,00 m
Nach Abzug der Stoß- und Lagerfugen ergeben sich daraus folgende Nennmaße: NF
5 DF
DF
2 DF
6 DF
3 DF
8 DF
9 DF
10 DF
12 DF
15 DF
16 DF
18 DF
20 DF
Höhe 25 / 4 25 / 3 25 / 2 25 / 1
= 240 / 115 / 52 = 240 / 115 / 71 = 240 / 115 / 113 = 240 / 240 / 238
DF Dünnformat NF Normalformat 2 DF 8 DF Großformat
Normalformat (NF) und Dünnformat (DF) waren früher die gebräuchlichsten Formate in Deutschland. Heute werden sie vorwiegend als Vormauerstein bei Sichtmauerwerk verwendet. Tragende Wände werden hauptsächlich aus großformatigen Steinen erstellt, deren Größe sich aus dem Vielfachen des Dünnformats (DF) ableitet. Das Oktametermaß ist für die meisten Mauerwerksbauten in Deutschland auch heute noch grundlegend und in der DIN 4172 (Maßordnung im Hochbau) geregelt.
Abb. 26: Steinformate und Kurzbezeichnungen
20
1
1.1.6 Maßordnung, Ziegelmaße
Weitere Stein- und Bauteilmaße wie etwa das Baurichtmaß beruhen jeweils auf einem geradzahligen Vielfachen dieses Ausgangsmaßes. Außerhalb des oktametrischen Maßsystems gibt es in ver schiedenen Regionen und Ländern weitere Steinformate und Maßsysteme. Auch wenn ein Gebäude nicht in Mauerwerk errichtet wird, empfiehlt sich die oktametrische Maßordnung als Planungs grundlage. Die meisten am Baumarkt erhältlichen Produkte, Halbzeuge und Komponenten wie beispielsweise GK-Platten, Türen oder Sanitärgegenstände unterliegen dieser geometri schen Grundordnung. Abweichungen von der oktametrischen Maßordnung erfordern meist Sonderkonstruktionen, die Verschnitt, Abfall und Mehrkosten verursachen.
Steinformatbezeichnung
Länge l
Breite b
Höhe h
[mm]
[mm]
[mm]
DF
240
115
52
NF
240
115
71
2 DF = 1,5 NF
240
115
113
3 DF = 2,5 NF
240
175
113
3,20 DF
145
300
113
3,75 DF
300 (308)
175
113
4 DF
240 (248)
115
238 (249)
4 DF
240 (248)
240
113 (124)
5 DF
300 (308)
115
238 (249)
5 DF
300 (308)
240
113 (124)
6 DF
365 (373)
115
238 (249)
6 DF
365 (373)
240
113 (124)
6 DF
490 (498)
175
113 (124)
7,5 DF
300 (308)
175
238 (249)
8 DF
240 (248)
240
238 (249)
8 DF
490 (498)
115
238 (249)
8 DF
490 (498)
240
113 (124)
9 DF
365 (373)
175
238 (249)
10 DF
240 (248)
300
238 (249)
12 DF
365 (373)
240
238 (249)
12 DF
490 (498)
175
238 (249)
14 DF
240 (248)
425
238 (249)
15 DF
365 (373)
300
238 (249)
16 DF
490 (498)
240
238 (249)
20 DF
490 (498)
300
238 (249)
Abb. 27: Abmessungen der Standardformate DF bis 20 DF
Steinhöhe (in mm) Lagerfugendicke (in mm)
NM
NM
NM
DM
NM
DM
DM
52,0
71,0
113,0
123,0
238,0
248,0
499,0
10,5
12,3
12,0
1,0 – 3,0
12,0
Schichthöhe (in mm)
62,5
83,3
125,0
125,0
250,0
Format-Beispiel
DF
NF
1,5 NF
= 2 DF
4 DF
1,0 – 3,0
250,0
1,0 – 3,0
500,0
Planelement
(NM = Normalmörtel, DM = Dünnbettmörtel)
Abb. 29: Vertikale Baurichtmaße und Steinhöhen
Bezeichnung des historischen Formats
Länge l
Breite b
Höhe h
[mm]
[mm]
[mm]
Reichsformat
250
120
65
Reichsformat abgewandelt
250
115
65
Oldenburger Format
220
105
52
Holländisches Format
200
100
40
215
105
40
Hamburger Format
220
105
55
220
105
65
Waalformat
215
105
54
Vechtformat
215
105
42
Altbayerische Formate
295
145
65
320
155
70
340
165
70
320
120
50
Abb. 28: Abmessung der historischen Formate
21
2 Holz 2.2 Rohstoff – Baustoff
2.2.4 Stoffkreisläufe
Fo
du
A
r c h M ik r o o r g
a
el
ba
Waldfläche 10,8 Mio. ha
u
bb
sm
Ab
Abb. 6: Der Aufbruch der Industriegesellschaft zum ökologischen Bauen mit geschlossenen Stoffkreisläufen und ressourcenschonender Technik beschert dem Baustoff Holz eine neue Dynamik.
Sonstige Flächen 5,2 Mio. ha
C6H12O6 + 6 O2 en
6 CO2 + 6 H2O
ni
Holz Holzprodukte
to s y n t h e s e
it t
Verrottung Verbrennung
Bildung von Holz
Holz ist gespeicherte Solarenergie. Über die Fotosynthese werden Sonnenenergie, CO2, Wasser und Nährstoffe in Bio masse umgewandelt. Um eine Tonne trockener Holzmasse zu bilden, entzieht der Baum der Atmosphäre 1,5 t CO2, gleich zeitig erzeugt er 0,6 t Wasserdampf und 1,1 t Sauerstoff.
m
Kohlendioxid Wasser Sonnenenergie
tz hu or g zsc a d u n i s c h e r H o l s me n r ch M i k r o or g a n i
au
Etwa die gleiche Menge des heute als CO2 in der Atmosphäre vorkommenden Kohlenstoffs ist in der Biomasse (Pflanzen, Menschen und Tiere) gespeichert, über 80 % davon in den Wäldern unserer Erde. Die Bindung und die Freisetzung von Kohlenstoff befinden sich in einem Naturwald im Gleich gewicht. Durch die Bewirtschaftung des Waldes und die Nutzung des Holzes wird dem Wald gespeicherter Kohlenstoff entzogen und dieser damit in die Lage versetzt, der Atmo sphäre weiteres Kohlendioxid zu entziehen. Besonders junge Bäume, die viel Biomasse bilden, binden verstärkt CO2 aus der Atmosphäre. Diese Hölzer langfristig in Gebäude einzulagern, ist ein Beitrag zur globalen Senkung des CO2-Ausstoßes.
14,6 % 30,2 %
55,2 % 19,7 Mio. ha Landwirtschaftsfläche
Abb. 7: Flächennutzung Deutschlands: Die Wald fläche beträgt 10,8 Mio. ha, das sind 30,2 %. Quelle: Statistisches Bundesamt, Datenreport 2006
94
2.2.5 Forstwirtschaft Die Wald- oder Forstwirtschaft ( forha oder forhaha aus dem Germanischen, vgl. die Föhre [Kiefer]) ist Teil der Volkswirt schaft. Vor gut 200 Jahren wurde in Deutschland die geregelte und nachhaltige Forstwirtschaft eingeführt. Gegenwärtig werden pro Jahr etwa 40 Millionen m3 Holz geschlagen. Die Umtriebszeiten sind für: Nadelholz Laubholz
80 – 140 Jahre 120 – 240 Jahre
2
2.2.4 Stoffkreisläufe 2.2.5 Forstwirtschaft
Ziele der Forstwirtschaft sind: Rohstofferzeugung Arten-, Boden-, Klima- und Wasserschutz Erhalt für Freizeit und Erholung Wir unterscheiden zwischen der nachhaltigen und der natur nahen Forstwirtschaft: Nachhaltige Forstwirtschaft Das Prinzip der Nachhaltigkeit beruht darauf, dass nie mehr Holz geerntet wird, als gleichzeitig nachwächst. Beim soge nannten Kahlhieb wird eine Waldfläche komplett gerodet. Zwischen den abgeholzten Baumstümpfen wächst die neue Aufforstung wieder zum Wald heran. Erlebt ein Stück Land mehrmals hintereinander einen Kahlhieb mit nachfolgender Monokulturaufforstung, dann leidet der Boden darunter, seine Fruchtbarkeit nimmt langfristig ab. Der Boden und das, was darauf wächst, werden anfälliger für Umweltbelastungen. Darüber hinaus sind Monokulturen von Schädlingsbefall stärker betroffen. Naturnahe Forstwirschaft Bei der Walddurchforstung schneidet der Förster zwischen dem 40. und 80. Lebensjahr der Bäume zu dicht stehende Stämme selektiv heraus. Die naturnahe Forstwirtschaft verzichtet auf Kahlschläge und Monokulturen, erhöht den Mischwaldanteil und die Altersmischung und damit die Naturverjüngung des Waldes. Während Kahlschlag und Monokulturaufforstung das natürliche Gleichgewicht des Waldes beschädigen, bleiben hierbei Boden und Bewuchs langfristig gesünder. Große Mengen des bei der Durch forstung ausgelichteten Nachwuchses sind schwach dimen sioniert und weniger hochwertig. Damit fällt der Holzwerk stoffindustrie als Abnehmerin von Schwachholz wachsende Bedeutung zu. Sie fertigt aus minderwertigem Holz hoch wertige, im Holzbau auch konstruktiv einsetzbare Werkstoffe. Dies ist ökologisch und ökonomisch gleichermaßen von Bedeutung.
Abb. 8: Europäischer Mischwald
»[…] die Behandlung und Nutzung von Wäldern auf eine Weise und in einem Ausmaß, das deren biologische Vielfalt, Produktivität, Verjüngungs fähigkeit, Vitalität sowie deren Fähigkeit, die relevanten ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Funktionen gegenwärtig und in der Zukunft auf lokaler, nationaler und globaler Ebene zu erfüllen gewährleistet, ohne anderen Öko systemen Schaden zuzufügen.«2 2E uropäische Ministerkonferenz zum Schutz der Wälder in Europa [MCPFE] in der Helsinki-Resolution H 1, Allgemeine Leitlinien für die nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder Europas, 1993.
Naturnahe Waldbewirtschaftung und eine vielfältige, effizi ente Holzverwendung können als Modellfall einer zukunfts fähigen Landnutzung und einer langfristig tragfähigen Ressourcenpolitik angesehen werden.
95
2 Holz 2.5 Holzbausysteme
Deckenaufbau
Deckenaufbau
Holzfaser-Trittschalldämmung Lignatur-Flächenelemente
20 mm Bodenbelag mm schwimmender 60 20 mm Estrich Bodenbelag Trennlage 20 mm Holzfaser-Trittschalldämmung 60 mm schwimmender Estrich / Trennlage 280 mm Lignatur-Flächenelemente
20 mm 280 mm
Die Außenwände werden beim TopWall-System beidseitig gedämmt. Das offene Wandsystem lässt sich mit Ortbeton decken oder Holzelementdecken kombinieren. Die Tragfähig keit des Systems wird mit bis zu 20 Geschossen angegeben. Weitere Informationen unter www.steko.ch
2.5.9 Flächige, massive Systeme Wandaufbau Wandaufbau
Außenbekleidung Holzschalung 24 mm Lattung Außenbekleidung Holzschalung Konterlattung 24 mm 24 mm Lattung 20 mm Winddichtung wasserabweisend 200 mm 24 mm Konterlattung Wandständer dazwischen Dämmung 20 mm 20 mm Winddichtung wasserabweisend Holzwerkstoffplatte OSB / luftdichte Ebene Installationsebene + Dämmung 50 mm 200 mm Wandständer, dazwischen Dämmung 12,5 mm Gipskartonplatte 20 mm Holzwerkstoffplatte OSB / luftdichte Ebene 50 mm Installationsebene + Dämmung 12,5 mm Gipsplatte
Abb. 22: Anschlussdetail Wand – Decke (Lignatur)
Abb. 23: TopWall-Wandsystem
154
Brettstapel- und Dübelholz sind Systeme aus flächenbilden den, tragenden Nadelholzelementen, die sowohl industriell als auch handwerklich in der Zimmerei gefertigt werden können. Bretter, Bohlen oder Kanthölzer verlaufen, hochkant nebeneinander gestellt, über die ganze Elementlänge. Bei grö ßeren Längen der Elemente werden die Koppelungskräfte an den Brettstößen durch eine verstärkte Nagelung, Verleimung oder einen Keilzinkstoß übertragen. Die einzelnen Hölzer werden in Querrichtung über Holzdübel oder Vernagelung miteinander verbunden. Sie bilden daher keine geschlossenen Flächen. Bei hygroskopischen Verformungen insbesondere quer zur Faserrichtung kann es sein, dass Fugen zwischen den einzelnen Hölzern aufgehen. Dies muss konstruktiv und bauphysikalisch berücksichtigt werden. Bei genagelten oder gedübelten Elementen werden auftretende Toleranzen in der Regel in der Lamellenfuge aufgenommen. Wandelemente kön nen tragende und aussteifende Funktionen übernehmen, der Nachweis muss allerdings im Einzelfall geführt werden. Die Konstruktionen sind an keinen Raster gebunden. Die Dicken (von 24 – 32 / maximal 60 mm) variieren in Abhängigkeit von der Knicklänge und Belastung. Decken- und Dachelemente können auf der Unterseite sichtbar sein. Eine zusätzliche Schutzschicht aus Folie, Pappe oder einer Holzwerkstoffplatte verhindert das Ausrieseln der darüber liegenden Dämmschüttung und verbessert Schallschutz sowie Rauch- und Luftdichtheit. An der Außenwand ist eine Abdichtung erforderlich, da gena gelte und gedübelte Elemente in der Fläche luftdurchlässig sind. Die Längsränder vernagelter Brettstapelelemente kön nen nach der Herstellung nicht mehr bearbeitet werden. Konstruktiv wird bei derartigen Elementen eine große Masse an Holz benötigt, die für raumklimatische Zwecke als Feuchte puffer dient und zur Temperatur-Amplitudendämpfung genutzt werden kann.
2
2.5.8 Flächige, zusammengesetzte Systeme 2.5.9 Flächige, massive Systeme
Aufbeton im schubfesten Verbund mit der Holzdecke erhöht Tragfähigkeit, Schalldämmmaß und Feuerwiderstand. Da es sich um keine geschützten Konstruktionen handelt, können sie von jedem Holzbaubetrieb gefertigt werden; dem entsprechend gibt es viele Anbieter. Weitere Informationen u. a. unter www.forumholzbau.com oder www.khm-bausysteme.de
Lignotrend– flächige Brettsperrholz-Rippen- und Kasten elemente aus verleimten Brettlagen mit Stegen, Holz-BetonVerbund-Decken und Dämmständer Die massiven Flächenelemente sind je nach statischen und bauphysikalischen Anforderungen aus 3 – 15 Nadelholz-Brett lagen zusammengesetzt, die teilweise auf Abstand liegen. Im so entstehenden Querschnitt sind die Holzlagen überkreuz, also gesperrt, angeordnet. Es entstehen sehr formstabile und steife Holzblocktafeln für Wand-, Decken- und Dachbauteile, die in der Regel einachsig spannen. Die Hohlräume zwischen den tragenden Brettschichtholzartigen Rippen können der Installationsführung dienen und nehmen Schallschutzschüttungen (Kalksplitt) oder raum akustisch wirksame Absorbermaterialien auf. Bei erhöhten Schallschutzanforderungen können weitere Bekleidungen vorgesehen werden. Der produktionsbedingte Raster dieses Systems ist für die Pla nung von Grundrissen oder Fassaden nicht relevant. An der geschlossenen Brettsperrholz-Gurtplatte der Elemente kann die Oberfläche je nach Wunsch des Planers unterschied lich ausgeführt werden, Sichtqualität in Echtholz und auch mit einem Akustik-Leistenprofil ist möglich. Für den diffusionsoffenen Wandaufbau wird die außen liegen de Wärmedämmschicht durchgehend ausgeführt. So lässt sich für das Innenraumklima die hygroskopische Eigenschaft des Holzes nutzen: Die Bauteile wirken im Laufe eines Jahres als ausgleichender Feuchtepuffer. Die Produktpalette der Firma Lignotrend umfasst neben den konstruktiven Bauteilen auch akustisch wirksame Innenbe kleidungen sowie mit dem Upsi-Dämmständer eine auch für den Passivhausstandard hocheffiziente Grundkonstruktion der Außenbekleidung. Weitere Informationen unter www.lignotrend.de
Abb. 24: TopWall-Verbindung
Abb. 25: Dübelholz
Abb. 26: Kreuzweise verleimte Wand- und Deckenelemente (Lignotrend)
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2 Holz 2.7 Holz im Bestand
Abb. 24: Verlängerung in einer Ebene I Stoß 1 gerader Stoß, stumpfer Stoß (erfordert meist zusätzliche Sicherung) 2 schräger Stoß (erfordert meist zusätzliche Sicherung) II Blatt 1 gerades Blatt a einfaches gerades Blatt (erfordert meist zusätzl. Sicherung durch Holznagel) b schräg eingeschnittenes Blatt, gerades Blatt m. schiefem Stoß 2 schräges Blatt a einfaches schräges Blatt (erfordert zusätzl. Sicherung durch Holznagel) b schräges Blatt mit festem Keil 3 Hakenblatt a einfaches gerades Hakenblatt b schräg eingeschnittenes Hakenblatt c schräges Hakenblatt 4 Blatt »mit Keil« (zur Festigung der Verbindung werden nach der Zusammenfügung Hartholzkeile eingetrieben) a gerades Hakenblatt mit Keil b schräg eingeschnittenes Hakenblatt mit Keil c schräges Hakenblatt mit Keil 5 Blatt »mit Brüstung« (Anordnung einer »Brüstung« durch Kombina- tion des einfachen geraden Blatts mit einer Zapfenform) a zapfenförmiges Blatt mit Brüstung (gerade oder schräg eingeschnitten) b weichschwanzförmiges Blatt mit Brüstung (gerade oder schräg eingeschnitten) c schwalbenschwanzförmiges Blatt mit Brüstung (gerade oder schräg eingeschnitten) III Nutzapfen
Abb. 25: Winkelverbindungen in einer Ebene II 11 II 22 IIII 11a a b IIII 11b
II 22a a II
II 22b b II
II II 33a a II 33b b II
II 33c c II
II 44a a II
II 44b b II
II 44c c II
II 55a a II
II 55b b II
II 55c c II
III III
I Stoß auf Gehrung (auch bei Brettern und Bohlen; beide Hözer enden an der Verbindungsstelle) 1 rechtwinkliger Stoß 2 schiefwinkliger Stoß II Blatt 1 winkelförmige, rechtwinklige Überblattung (beide Hölzer enden an der Verbindungsstelle) a gerades Eckblatt (meist durch Holznagel gesichert) b schräges Eckblatt (meist durch Holznagel gesichert) c hakenförmiges Eckblatt d hakenförmiges Eckblatt mit Weichschwanz e verdecktes hakenförmiges Eckblatt mit Weichschwanz 2 winkelförmige, schiefwinklige Überblattung (beide Hölzer enden an der Verbindungsstelle) Untergruppen wie II 1a – e 3 T-förmige, rechtwinklige Überblattung (eines der Hölzer endet an der Verbindungsstelle) a einfaches gerades Blatt b Weichschwanzblatt c Schwalbenschwanzblatt d Hakenblatt 4 T-förmige, rechtwinklige Überblattung »mit Brüstung« a Weichschwanzblatt mit Brüstung b Schwalbenschwanzblatt mit Brüstung c Hakenblatt mit Brüstung d verdecktes Schwalben- schwanzblatt mit Brüstung 5 T-förmige, schiefwinklige Überblattung weichschwanz- förmige Überblattung bei spitz- winkligem Zusammentreffen der Hölzer (auch bei ungleicher Stärke, kommt besonders bei Dachkonstruktionen vor) 6 durchgehende Überblattung a einfaches gerades Blatt (rechtwinklig u. schiefwinklig) b verschränktes Blatt (rechtwinklig)
II 1
IIII 11a a
IIII 11b b
IIII 11cc
d IIII 11d
IIII 11ee
IIII 33a a
IIII 33b b
IIII 33cc
IIII 33d d
IIII 44b b
IIII 44cc
d IIII 44d
IIII 55
IIII 66a a
IIII 66b a
192
2
2.7.5 Holzverbindungen
III 6a III III 66aa Abb. 26: Verbreiterung von Bohlen und Brettern in einer Ebene (unten)
Abb. 27: Winkelverbindungen der Hölzer in einer Ebene
I
Verbreiterung ohne Befestigung auf einer Unterlage 1 besäumen 2 messern 3 Falz 4 Spundung 5 Nut-Feder 6 Nut mit eingeschobener Feder
II
Verbreiterung auf »Gratleiste« Untergruppen wie oben
III Zapfen 1 einfache Eckverzapfungen (beide Hölzer enden an der Verbindungsstelle) a einseitig geächselter Zapfen, einseitig zurückgesetzter Zapfen b Eckzapfen, Winkelzapfen c Scherenzapfen, Scheerzapfen (stumpfe Anschlitzung; meist zur Verbindung zweier am Dachfirst zusammen- treffender Sparren, genagelt) 2 Eckverzapfungen auf Gehrung (beide Hölzer enden an der Verbindungsstelle) a Scherenzapfen auf Gehrung b Zapfen auf Gehrung (Anschlitzung auf Gehrung) 3 schiefwinklige Verzapfungen Jagdzapfen (zur Befestigung von Kopf- streben, Kreuzstreben, bei deren nach- träglicher Einfügung) 4 einfache T-förmige Verzapfung (eines der Hölzer endet an der Verbindungsstelle) a einfacher gerader Zapfen b Schlitzzapfen (mit durchgehendem Zapfenloch) c einseitig (oder beidseitig) geächselter Zapfen, zurückgesetzter Zapfen d doppelter (dreifacher) Zapfen e Kreuzzapfen 5 T-förmige Verzapfungen »mit Keil« (eines der Hölzer endet an der Verbindungsstelle) a Weichschwanzzapfen mit Doppelkeil b offener Grundzapfen (Schwalben schwanz) c verdeckter Grundzapfen (Schwalben schwanz) d Durchsteckzapfen mit Keil (Zapfen schloss) 6 T-förmige Verzapfungen mit Zapfen-Blatt Kombination, Blattzapfen (eines der Hölzer endet an der Verbindungsstelle) a einfacher Blattzapfen b doppelter Blattzapfen, Einhälsung c Schwebeblatt 7 T-förmige Verzapfung »mit Brüstung«, Brustzapfen (beim Ineinandergreifen von belasteten Hölzern) a einfacher gerader Brustzapfen b schräg geschnittener Brustzapfen c keilförmig eingetriebener Brustzapfen
III 6 a II 11
II 22 III 6 b II 33
II 44 III 6 b II 55
II 66
II II Abb. III 28: 7a Winkelverbindungen der Hölzer in einer Ebene (unten) IV III 7b III 7c
Versatzung (bei nicht rechtwinklig aufeinander treffenden Hölzern) 1 einfache Verzapfung 2 doppelte Verzapfung
IV IV1 1
III 6b III III 11a a
III III 66b b
III 6b III III 11c c
III III 66b b
III III 22a a III III 77aa III III 22b b
III 7a III III 77b b III 7b III III 77cc
III III 32b
III III 43a
III 7c
IV 1 IV 1
III III 44a b
IV 2 IV 2
III III 44b c
III III 44c d IV IV2 2
III III 44d e
III 5 a
193
3 Beton
Rippendecke Ortbeton- / Halbfertigteilbauweise Skelettbau
d
h
l
b a
1-achsiges Tragsystem, linienförmige Auflagerung auf Unterzügen oder Wänden lichter Abstand zwischen den Rippen: Plattenstärke: Stegstärke unten: günstige Spannweiten: Abschätzung der Konstruktionshöhe:
a ≥ 70 cm d ≥ 10 cm um F90-A zu erfüllen b ≥ 12 cm um F90-A zu erfüllen l = 8,0 − 15,0 m d / l = 1 /20
Standardplattenbreite: Plattenstärke: Stegstärke unten: Konstruktionshöhen: Spannweiten: Abschätzung der Konstruktionshöhe:
B = 2,50 m d ≥ 10 cm um F90-A zu erfüllen b ≥ 19 cm h = 0,32 − 0,95 m l = 6,0 − 17,5 m d / l = 1 /20
b
1/4·B
h
d
TT-Plattendecke Fertigteilbauweise
b
1/2·B
1/4·B
B
Plattenbalkendecke (Unterzugsdecke) Ortbeton-/Halbfertigteilbauweise Skelettbau 1- oder 2-achsiges Tragsystem, linienförmige Auflagerung auf Unterzügen oder Wänden
h
d
l
Achsabstand zwischen den Balken / Unterzügen: günstige Konstruktionshöhen: günstige Spannweiten: Abschätzung der Konstruktionshöhe:
a
a = 1,20 – 2,40 m h = 0,50 – 0,80 m l = 7,0 − 14,0 m h / l = 1 /16
Balken Ortbetonbauweise stabförmiger Träger, überwiegend auf Biegung beansprucht l
b ≥ 15 cm
h
Mindestbreite:
Balken auf Stützen / Konsolen frei aufgelegt b
244
Dimensionierungshilfe:
D
3
3.7 Übersicht Bauteile
a
h
Unterzug Fertigteilbauweise
a
b
stabförmiger Träger, überwiegend auf Biegung beansprucht
a
Auflagerungsarten
Mindestbreite Untergurt: Stützweiten: Konstruktionshöhen: Breiten:
a ≥ 20 cm l = 5,0 − 12,5 m h = 0,4 − 1,4 m b = 0,3 − 0,8 m
Stützen Ortbeton
l
stabförmiger Träger, überwiegend auf Druck beansprucht
b
b
b
Maßverhältnis rechteckiger Stützen: l ≤ 5 × b Mindestbreite: b ≥ 20 cm (Fertigteilbauweise b ≥ 14 cm) Mindestbreite: b ≥ 24 cm, um F90-A zu erfüllen (Betonüberdeckung ≥ 4,5 cm) Stützenhöhen: h = 2,50 − 12,00 m Stützenbreiten: h = 0,20 − 0,70 m
a
I-Stütze Fertigteilbauweise
b
Maßverhältnis I-Stütze: Mindeststegstärke:
a ≤ 5 × t b ≤ 5 × t t ≥ 7 cm
t
Wandscheiben Mindestdicke:
d ≥ 15 cm (tragende Wände) d ≥ 20 cm (tragende Wände in Sichtbeton) d = 20 – 30 cm (zur Aussteifung herangezogene Wände in Skelettbauten)
d
245
4 Bauphysik 4.2 Wärme Der Wärmewiderstand von innen nach außen:
Q-U 1 Bauphysik
RSi Wärmeübergangswiderstand innen RT Gesamtwärmewiderstand Bauteil RSe Wärmeübergangswiderstand außen
Wärmedurchgangswiderstand Wärmedurchgangs-
4.2.2 Bauteile und Wärmedurchgang koeffizient
RSe
RT
Wärmedurchgangskoeffizient • Maß für die wärmedämmtechnische Der Gesamtwärmedurchgangswiderstand berechnet sich aus Qualität der Wärmeleitfähigkeit und der Dicke der einzelnen beteilig • je kleiner desto besser ten Schichten und den Übergangswiderständen. Er ist damit ein spezifischer Kennwert eines Bauteils. Der Kehrwert diesesU-wert Werts ist ein Maß für den Wärmestrom 1 durch ein Bauteil, 1 denn 1 je kleiner der Widerstand, um so ... umgekehrt. Man bezeichnet ihn als R3 größer der Strom R n undR Se Wärmedurchgangskoeffizienten oder U-Wert [ W /(m2 K )]. Er ist das allgemein gebräuchliche Maß zur Beurteilung der Wärme 1 3 ... durchn ein Bauteil. verluste
RSi
U-Wert U=
1 RT
U=
1 RSi
U=
1 RSi
1 R1
1 R2
1
2
d1
d2
[ ]
d3
W m2 K
U
dn
VIP
U-Wert 1 RT
U=
1 RSi
1 R1
U=
1 RSi
1
2
3
d1
d2
d3
[ ]
PUR
1 R3
...
...
1 Rn n
dn
1 R Se
1 R Se
W m2 K
U
Schaumglas
1 R2
Kork Mauerwerk
[
U=
1 1 1 2 3 ... n RSi d1 d2 d3 dn R Se
Wärmedurchgangskoeffizient
U=
m
1 1 1 1 1 ... RSi R1 R2 R3 Rn R Se
Wärmedurchgangswiderstand U
Si
W m2 K 1
U=
RSi Wärmeübergangswiderstand innen RT Gesamtwärmewiderstand Bauteil RSe Wärmeübergangswiderstand außen
T
A
1 RT
Q-U 1 Bauphysik
Se
Q= U
U=
Der Wärmewiderstand von innen nach außen:
Abb. 29: GesamtWärmedurchlasswiderstand R R R
R Se
2
K
[W]
[ ] W m2 K
• Maß für die wärmedämmtechnische Qualität • je kleiner desto besser
Die Berechnung des U-Werts erfolgt unter der Voraussetzung stationärer Verhältnisse. Sie eignet sich nicht zur Bestimmung oder Beurteilung des Wärmestroms zu einem bestimmten Zeitpunkt, auch bleiben Verzögerungseffekte durch die Speicherfähigkeit von Baustoffen unberücksichtigt. Für die Q = U zugedachte A Anwendung beim Vergleich unterschiedlicher W 2 Außenwandkonstruktionen, bei der Festsetzung von Grenz K m m2 K werten und Mindeststandards für Bauausführungen, spielt [W] das aber eine untergeordnete Rolle.
[
]
Nadelholz Laubholz PS HLZ KS Beton
1
2
3
U = 0,28 W/ m2K U = 0,24 W/ m2K
Abb. 30: U-Wert und dazu notwendige Dicke verschiedener Baustoffe
262
]
4
5
6
7
8 Wanddicke [ m ]
4
4.2.2 Bauteile und Wärmedurchgang
Die Energieeinsparverordnung (EnEV) rechnet mit ReferenzU-Werten oder legt Mindest-U-Werte für Bauteile fest. Damit sollen ein Mindestdämmstandard der Hülle in allen Teilen garantiert und zum Beispiel Schäden durch lokal übermäßi gen Wärmeabfluss verhindert werden. Umsetzung zum Beispiel als
Außenwand
0,24
Dämmung mit 12 – 16 cm
Fenster
1,30
Zweischeiben-Wärmeschutz-Verglasung
Dachflächen fenster
1,40
Zweischeiben-Wärmeschutz-Verglasung
Verglasungen
1,10
Zweischeiben-Wärmeschutz-Verglasung
Dachschrägen Steildächer
0,24
Dämmung mit 14 – 18 cm
Luftschicht senkrecht zwischen blanken Metallen 0,6
0,5 Wärmedurchlasswiderstand in m2 K/ W
MindestU-Wert [W / (m2 K)]
Bauteile
0,7
0,4
0,3
0,2 waagrecht, Wärmestrom von unten nach oben
0,1
2
4
6
8
10
12
14
Dicke der Luftschicht in cm
Luftschichten Während sich der Wärmedurchlassw iderstand bei Dämm stoffen mit der Dicke stetig erhöht, stellen ruhende Luft schichten einen Sonderfall dar. Stärken von etwa 40 – 60 mm bieten den besten Wärmeschutz, der Minimalwiderstand liegt dann bei etwa 0,17 m2 K / W. Er hängt geringfügig von der Richtung des Wärmestroms ab. Größere Dicken führen zu keinem besseren Wärmeschutz, gegebenenfalls sogar zu einer Verschlechterung.
Abb. 31: Wärmedurchlass und Luftschichten
Als ruhende Luftschichten gelten: Luftschichten, die nicht mit der Außenluft in Verbindung stehen Luftschichten bei mehrschaligem Mauerwerk nach DIN EN 1996-1-1
263
4 Bauphysik 4.4 Schall
4.4.2 Wahrnehmung Wie hören wir, was hören wir? 10
8 Fechner-Beziehung
S
6
ΔS
4
2
Schwelle Relative Reizstärke
5
10
Abb. 64: Darstellung des Weber-Fechner-Gesetzes ΔE log R1 / R2 E Empfindungsstufe R2 Reiz (physik. Größe) vorher R1 Reiz (physik. Größe) nachher
15
Lautstärke Der Schalldruck ist eine physikalisch messbare Größe. Bezieht man einen gemessenen auf den von Menschen gerade eben noch hörbaren Schalldruck, dann erhält man ein Ver hältnismaß, bezogen auf die Hörschwelle: den Schalldruck pegel. Vergleichen wir objektiv gemessene Veränderungen des Schalldrucks mit subjektiv empfundenen, dann stellen wir fest, dass eine Verdopplung des Schalldrucks nicht als doppelt so laut empfunden wird. Das Weber-Fechner-Gesetz (Wahrnehmung – Psychophysiologie) liefert uns dafür eine Erklärung: Ein Sinnesorgan registriert eine Veränderung erst ab einem bestimmten Intensitätsbetrag: der differenziellen Wahrnehmbarkeitsschwelle. Der Unterschied ΔR steht zum vorangehenden Reiz R in einem bestimmten, gleich bleiben den Verhältnis k : k = ΔR / R. Erst wenn die Reizstärke die zweite Potenz erreicht hat, empfinden wir die doppelte Lautstärke. Wenn also die Reizstärke in geometrischer Reihe zunimmt, wächst die Empfindungsstärke in arithmetischer Reihe. Daraus folgt: Zwischen Empfindung und Intensität besteht ein logarithmischer Zusammenhang! Zur Kennzeichnung des dekadischen Logarithmus des Ver hältnisses zweier gleichartiger Leistungs- / Energiegrößen dient das [ bel ]. Es wird dimensionslos, also ohne Einheit, angegeben. Ein Dezibel ist ein Zehntel von einem Bel. Für die logarithmischen dB-Angaben gibt es stets Bezugswerte! Der Bezug für Lautstärkeangaben ist der eben noch wahr nehmbare Schall, man spricht von der Hörgrenze. Auf diese Grenze beziehen sich alle anderen Werte. Eine obere Grenze gibt es nicht, allenfalls eine natürliche: die Schmerzgrenze. Pegelunterschiede von 3 dB kann der Mensch deutlich wahr nehmen. Bei einer Erhöhung der Schall-Amplitude um 6 dB wäre es eine Verdoppelung, doch erst ab 10 dB empfinden wir die Erhöhung als eine Lautstärkeverdoppelung. Beim Schall ist der Bezugswert der Schalldruckpegel (Sound Pressure Level, SPL) mit 0 dB. Angaben erfolgen als dB, SPL oder dBA. Dabei steht das A für Adjusted und bezeichnet einen Filter, der das frequenzabhängige menschliche Hörempfinden berücksich tigt; es handelt sich um eine physiologische Anpassung.
286
4
4.4.2 Wahrnehmung
Isophone sind Kurven gleich empfundener Lautstärke. Es handelt sich um ein psychoakustisches Vergleichsmaß nach DIN ISO R 226. Unsere Hörschwelle ist mit LN = 0 [phon] defi niert. Bei etwa 1.000 Hz stimmt die Isophone mit dem Schall pegel überein. Unsere Wahrnehmungs- und Schmerzgrenzen sind aber frequenzabhängig. Tieffrequente Schallvorgänge erfordern höhere Schalldrücke, hochfrequente Schallvorgänge erfordern geringere Schalldrücke, abgesehen davon ist das Hörempfinden auch noch individuell sehr unterschiedlich. Es lassen sich also keine exakten Grenzen angeben. Die Lautstärkebewertung beziehungsweise -korrektur ge messener Pegelwerte erfolgt mit einer frequenzabhängigen Bewertungskurve (A-Kurve), einer gespiegelten Isophone, bei 60 – 70 dB. Damit erhält man den sogenannten A-bewerteten Gesamtschallpegel La [dB(A)] = lautstärkeäquivalenter Pegel. Es hat sich aber herausgestellt, dass die dBA-Angaben die phy siologischen Bedingungen nur ungenügend berücksichtigen. Denn die Töne bestimmter Frequenzbereiche empfindet der Mensch störender als andere Geräusche. Hinzu kommt, dass der Mensch mit abnehmender Schallintensität immer emp findlicher reagiert. Deshalb spricht man heute eher von Laut heit als von Schalldruckpegel. Die Lautstärke oder Lautheit eines Geräuschs wird in Sone angegeben. Ein Sone entspricht 40 Phon oder 40 dB SPL bei 1.000 Hz Sinus. Zwei Sone sind 50 Phon. Das bedeutet, die Lautstärke einer Unterhaltung wird doppelt so laut wahrgenommen wie eine leise Unterhaltung. Dabei muss berücksichtigt werden, dass es nur bei Tönen mit konstanter Frequenz einen Zusammenhang zwischen Soneund dBA-Werten gibt. Es lassen sich nur frequenzreine Signale ineinander umrechnen.
Düsentriebwerk (25 m Entfernung)
140
bleibende Gehörschädigung auch bei kurzzeitiger Lärmeinwirkung
130
Schmerzgrenze
120
Start von Düsenmaschinen
110
Popgruppe
Gehörschädigung bei länger andauernder Lärmeinwirkung
100
Motorrad / Kreissäge
Presslufthammer
90
Schwerlastverkehr / Schnarchen
80
Bürolärm / Haushaltslärm
70
Unterhaltung
60
starke Belästigung und teilweise erhebliche Einschränkung der physischen Leistungsfähigkeit
mittlerer Straßenverkehr
50 40
Bibliothek / leise Unterhaltung
Wohnraum gelegentliche Störungen
30 Schlafzimmer
20
Ticken einer Uhr
10
keine oder seltene Störungen
0
Hörschwelle
Abb. 65: Schallpegel im Vergleich
160
nze
erzgre
Schm
140 120 Musikwahrnehmbarkeit
100 80 Schalldruckpegel [ dB ]
Frequenzenbewertung Meistens handelt es ich bei dieser Anpassung um die AFrequenzbewertung, sie basiert auf der historischen gehör richtigen Lautstärke und war ursprünglich nur für leise Geräusche, etwa im 40-dB-Schalldruckpegelbereich, vor gesehen, wird jetzt aber in allen Pegelbereichen angewendet. Frequenzbewertungen B, C und D sind ungebräuchlich. Die Anwendung der B-Frequenzbewertung ist nirgends vorge schrieben, die C-Frequenzbewertung wird bei der Schallmes sung von Fluggeräuschen benutzt, die D-Frequenzbewertung wurde für das Messen von Fluglärm konzipiert, zu der Zeit, als Militärflugzeuge ohne Druckausgleich gemessen wurden.
Sprachwahrnehmbarkeit
60 40 Hörsch welle
20 0,02
0,05
0,1
0,2
0,5
1
2
5
10
20
Abb. 66: Hörfeld
287
5 Brandschutz
Unfall
Kleinbrände
5.3 Brandentstehung / Brandverlauf
Fahrlässigkeit Mittelbrände
Großbrände
Brandstiftung Größe des Brands
Ursachen
Rauchgasvergiftung baulicher Rettungsweg Verbrenn- ungen Sonstige tragbare Leiter Verletzungen
Rettungswege
Hubrettungsfahrzeug
Temperatur (°C)
Abb. 5: Statistisch gesehen überwiegen Kleinbrände, die mit einem einfachen Handfeuerlöscher bekämpft werden können. Eine Rauchgas vergiftung stellt die größte Gefahr für die betroffenen Personen dar, die Gebäude werden meist über den baulichen Rettungsweg verlassen.
Die Gründe für die Entstehung eines Brands liegen meist in menschlichem oder technischem Versagen, aber auch in mut williger Brandstiftung. Ob sich eine einmal entfachte Flam me ausbreitet und sich zu einem zerstörerischen Vollbrand entw ickelt, hängt von mehreren Faktoren ab: Wird das Feuer nicht frühzeitig entdeckt und bekämpft, spielen vor allem die vorhandenen Brandlasten eine entscheidende Rolle. Wenn neben den Einrichtungsgegenständen auch Wände und De cken aus brennbarem Material bestehen, ist die Gefahr einer Ausbreitung auf weitere Nutzungseinheiten besonders hoch. Flure und Treppenhäuser, die als Fluchtweg dienen, dürfen daher keine Oberflächen aus brennbaren Materialien erhalten und müssen von mobilen Brandlasten freigehalten werden. Während sich Zimmerbrände anfangs nur langsam entwi ckeln, kommt es, sobald eine Temperatur von etwa 500 °C im Raum erreicht wird, zum sogenannten Flashover. Die Tempe raturen im Raum, insbesondere im Bereich der Decke, sind dann so hoch, dass sich sämtliche brennbare Oberflächen sowie die entstandenen Pyrolysegase schlagartig entzünden. In dieser Phase des Vollbrands herrschen Temperaturen von bis zu 1.000 °C, die ein Betreten des Raums auch für die Feuerwehr unmöglich machen. An zerborstenen Fenstern und Türen kann es durch die zusätzliche Sauerstoffzufuhr zu meterhohen Stichflammen kommen, welche die darüber liegenden Geschosse bedrohen.
Rauchentwicklung
1.000
Vollbrand Brandbeginn
500
Brandentwicklung
Abwicklung
20 Entflammbarkeit Abb. 6: Brandverlauf
302
Flammenausbreitung an Oberflächen
Baustoffe: Wärmeentwicklung, Rauch, Toxizität Bauteile: Tragfähigkeit, Raumabschluss, Wärmedurchgang
5
5.3 Brandentstehung / Brandverlauf 5.4 Schutzziele und Gebäudeklassen 5.5 Abstandsflächen
5.4 Schutzziele und Gebäudeklassen Im § 14 der Musterbauordnung (MBO) werden drei grundle gende Schutzziele des Brandschutzes definiert. An erster Stelle stehen dabei die Prävention von Bränden und das Verhindern der Ausbreitung von Feuer und Rauch im Brandfall. Das zweite Schutzziel ist die Rettung von durch das Brand ereignis bedrohten Menschen und Tieren. Drittens wird die Möglichkeit der Durchführung von wirksamen und auch (für die Feuerwehr) sicheren Löscharbeiten gefordert. Die drei Ziele stehen dabei in keinem hierarchischen Verhält nis zueinander, sondern bilden vielmehr das zeitliche Aufein anderfolgen der Schutzmaßnahmen ab. Mit welchen Konzepten diese Forderungen erfüllt werden können, wird in den folgenden Abschnitten überblickshaft dargestellt. Die Staffelung der Gebäudeklassen gemäß § 2 der MBO dient dabei als Grundlage, da hier die für den Brand schutz wesentlichen Größen, Gebäudehöhe und Anzahl der Nutzungseinheiten, sichtbar werden. Zu beachten ist, dass bei Sonderbauten (Hochhäuser, Kinder gärten, Schulen, Heime, Krankenhäuser, Verkaufsstätten, Gaststätten usw.) strengere Vorgaben einzuhalten sind.
GK 1a
GK 2
GK 3
frei stehende Gebäude
nicht frei stehende Gebäude
sonstige Gebäude mit einer
OKF ≤ 7 m
OKF ≤ 7 m
OKF ≤ 7 m
≤ 2 Nutzungs- einheiten
GK 4
GK 5
OKF ≤ 13 m
sonstige mit Ausnahme von Sonderbauten
Nutzungs einheiten mit jeweils ≤ 400 m2
≤ 2 Nutzungseinheiten
OKF ≤ 22 m (> 22 m Hoch haus, Sonder regelung)
∑ NE ≤ 400 m2 ∑ NE ≤ 400 m2
Feuerwehreinsatz mit Steckleiter möglich
Feuerwehreinsatz mit Drehleiter nötig
Abb. 7: Einteilung der Gebäudeklassen nach MBO 2002, Einteilung in den Bundesländern nicht einheitlich
2 m 3 m
1,5 m
5.5 Abstandsflächen Wie Gebäude auf einem Grundstück zueinander, zum Nach bargrundstück oder zum öffentlichen Raum hin angeordnet werden dürfen, wird planungsrechtlich über den Bebauungs plan und grundlegender auch über die baurechtlichen Vorga ben zu den Abstandsflächen (§ 6 MBO) geregelt. Die Sicherstellung der Belichtung und soziale Aspekte der Dichte spielen hier die vorrangige Rolle. Um das Übergreifen von Flammen auf benachbarte Bauten zu verhindern, ist ein Abstand zur Grundstücksgrenze von mindestens 3 m gefor dert. Vorbauten dürfen bis 1,5 m über die Außenwand vortre ten, müssen dann aber aber noch einen Abstand von 2 m zur Grundstücksgrenze einhalten. Wird dieser Abstand unter schritten, oder wird aufgrund planungsrechtlicher Vorgaben direkt an der Nachbargrenze gebaut, muss die Gebäudeab schlusswand als Brandwand ausgeführt werden.
Abb. 8: Kann oder soll der geforderte Mindestabstand an der Grundstücksgrenze nicht eingehalten werden, müssen benachbarte Gebäude an einer Brandwand errichtet sein.
Abb. 9: Brandwände zwischen zwei angrenzenden Gebäuden müssen mindestens 30 cm über der Oberkante der angrenzenden Dächer liegen.
303
6 Bauelemente 6.2 Dächer
6.2.4 Gedecktes Dach Das Prinzip des gedeckten Dachs besteht darin, dass die Wirk samkeit der Dachhaut durch die oberste Schicht, die Einde ckung, sichergestellt wird. Der Aufbau eines gedeckten Dachs ist fast immer schuppenartig, wobei jeweils die obere Schuppe die darunterliegende überlappt. Die Entwässerung erfolgt grundsätzlich außerhalb der Gebäudes über Regenrinnen und Regenfallrohre. Abb. 19: Fledermausgaube Grundsätzlich: Das gedeckte, geneigte Dach ist eine vergleichsweise risikoarme Technik, da durch Überlappung und Hinterlüftung relativ große Toleranzen aufgenommen werden können. Neuralgische Fehlerstellen sind vor allem im Bereich von Dachverschnitten wie Graten, Kehlen o. Ä. zu finden.
Eindeckung, Oberflächenbelag und Mindestneigung Die Eindeckung stellt die wasserführende Schicht dar. Diese steht in wechselseitiger Abhängigkeit zu Dachdeckungsma terial und Mindestneigung. Letztere ist notwendig, um ein Hinterlaufen der Eindeckung durch Nässe zu vermeiden. Die Aufnahme von Windsogkräften erfolgt durch das Eigen gewicht oder Befestigungsmittel wie Klammern und Nägel.
Mindestneigung
Abb. 20: Historischer Dachstuhl ohne Eindeckung während der Sanierung
ohne Falzung
mit Falzung
eben
Biberschwanzziegel
verformt
Hohlpfanne S-Pfanne Krempziegel Mönch-Nonnen-Ziegel
eben, mit Seitenfalz
Strangfalzziegel
einfache Kopf-, Seiten- und Fußfalze
Reformpfanne Doppelmuldenfalzziegel
mehrfache Kopf-, Seiten und Fußfalze
Flachdachpfannen Verschiebeziegel
Abb. 21: Gebräuchliche Ziegelarten und -bezeichnungen
344
Stroh- und Rohrdach
45 ° – 50 °
Schindeldach
30 ° (Holzschindeln) 15 ° (Bitumenschindeln)
Schieferdach
30 ° (in einfacher Deckung) 22 ° (in doppelter Deckung)
Ziegeldach
30 ° 22 ° (mit Flachdachziegeln)
Das Ziegeldach ist sicher die am häufigsten anzutreffende Bauart für gedeckte Dächer. Auf der gegenüberliegenden Seite gibt es eine Übersicht über gebräuchliche Dachziegelformen. Der Flachdachziegel ist ein Falzziegel mit besonders tiefen und doppelten Kopf- und Seitenfalzen. Mit ihm lassen sich auch Dächer < 22 ° ausführen. Dafür ist jedoch zusätzlich ein sogenanntes Unterdach zu erstellen, also eine Dachdichtungs bahn auf einer geschlossenen Schalung anstelle einer Unter spannbahn. Ein solches Dach ist nur noch dem Erscheinungs bild nach ein gedecktes Dach. Grundsätzlich gilt es aus gestalterischer Sicht, den Zusam menhang zwischen Dachdeckungsmaterial und der dafür charakteristischen Neigung zu beachten.
6
6.2.4 Gedecktes Dach
Betonsteindach Mindestneigung: 22 ° Das Betonsteindach ist gewissermaßen die ökonomische Vari ante des Ziegeldachs. Aufgrund der geringeren Maßtoleranzen im Fertigungsprozess liegen die Pfannen sehr eng aufeinander und es ist nur eine geringe Dachneigung notwendig. Die vor genannten Dachziegel haben Sonderformen an First und Ort gang sowie an Grat und Kehle. Diese können nass (in Mörtel) wie auch trocken (Anklammerung, Nagelung) verlegt werden.
Biberschwanzziegel
Doppelmuldenfalzziegel
Flachdachziegel
Hohlfalzziegel
Mönch und Nonne
Hohlpfanne
Mönchziegel
Reformpfanne
Wellplattendächer Mindestneigung: 7 ° Wellplattendächer bestehen aus größeren Abschnitten mit wellen- oder faltenartigen Verformungen. Man kann sie aus Faserzement, Kunststoff, Metall oder Bitumen herstellen. Metalldächer Mindestneigung: 5 ° (3 ° mit gedichteten Längsfalzen) Man unterscheidet zwischen handwerklich verarbeiteten Dachdeckungen aus Metallbahnen und vorgefertigten Dachmetallpaneelen, die vor Ort montiert werden. Handwerklich verarbeitete Dächer bestehen in der Regel aus in Bahnen verlegten Materialien wie Kupfer, Zink (Titanzink) oder Alu minium. Diese Bahnen werden mittels Stehfalzen ineinander gefaltet. Hier gibt es verschiedene Arten der Verbindung. Das Aufeinandertreffen von flächigen Geometrien aus verschiede nen Richtungen führt zu komplexen Falzungen. Gründächer Dachneigung: maximal bis 45 °, besser flach Gründächer gehören nicht zu den gedeckten Dächern, da sie stets mit Unterdach ausgeführt werden. Die angegebene Maximalneigung ist ein Extremfall, der nur mit zusätzlichen Maßnahmen zur Schubsicherung realisiert werden kann. Gründächer werden in Form eines gedichteteten Dachs erstellt und haben einen hohen ökologischen Nutzen, da sie u. a. große Niederschlagsmengen speichern und einen Großteil der Feuchtigkeit wieder an die Luft abgeben können. Zudem besit zen sie gute Wärmedämmeigenschaften; sie bieten besonders einen Vorteil für den sommerlichen Wärmeschutz. Der Aufbau eines Gründachs wird im Abschnitt über gedichtete Dächer behandelt – ebenso wie einige weitere Dachdeckungsarten für gedichtete Dächer, die auch auf geneigten Dächern vorkom men können (beschichtete Abdichtungsbahnen).
Abb. 22: Gebräuchliche Dachziegeln
345
6 Bauelemente 6.4 Treppen
1
3
2 a
b
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1 Wangentreppen 2 aufgesattelte Treppen, zweiholmig a Handlauf am Holm befestigt b Handlauf auf der Stufe befestigt (evtl. durchgebohrt) 3 einseitig gestemmt (Wandwange), am Auge aufgesattelt (Freiwange) 4 Holmtreppen ohne Kragarm, Mittelholm und aufgespannte Stufe als konstruktive Einheit 5 Holmtreppe mit Kragarm 6 Kragtreppen (mit geradem oder gekrümmtem Lauf, siehe Wendeltreppen) 7 Spindeltreppen 8 Blocktreppen 9 aufgehängte Stufen / wangenfreie Treppen 10 Einbaum 11 Stahlbeton – Massivtreppen 12 Laufplattentreppe mit aufgesattelten Stufen Abb. 39: Konstruktionsprinzipien
384
Im Schnitt sind die Treppenläufe mit Stufen zu zeichnen. Das Treppenauge wird dargestellt. Für die Genehmigungsplanung werden sicherheitsrelevante Details wie Geländerhöhen ge zeigt oder bezeichnet. Podeste sind am An- beziehungsweise Austritt von Treppenläufen sowie bei längeren Treppenläufen nach mehr als 18 Steigungen erforderlich (DIN 18065). Die Podesttiefe muss mindestens der nutzbaren Treppenbreite entsprechen. Zusätzlich werden häufig schon während der Entwurfsplanung Details gezeichnet, die der Vorbereitung der Vergabe (Lph. 6) dienen. Die Werkpläne der Ausführungsplanung (Lph. 5 HOAI) in den Maßstäben 1: 50 bis 1: 1 sind eine zeichnerische Darstellung des Objekts mit allen für die Ausführung notwendigen Einzel angaben. Sie sollten als unmissverständliche Arbeitsanleitung für alle an der Planung und Ausführung fachlich Beteiligten vollständige Ausführungs-, Detail- und Konstruktionszeich nungen mit erläuternden textlichen Ausführungen und detaillierten Material-, Oberflächen- und Farbbestimmungen enthalten. Als Beispiel für die Ausführungsplanung einer Treppe wird im Anhang im Kapitel Darstellung (S. 455ff.) ein Treppenentwurf wiedergegeben.
6.4.8 Konstruktionsprinzipien Die ersten Konstruktionsmaterialien für Treppen waren Holz und Naturstein. Mit Beginn der Industrialisierung wurden vor allem Gusseisen und Stahl im Treppenbau verwendet. Inzwischen gibt es Treppen mit tragenden Teilen aus Glas. Die gebräuchlichste Treppe unserer Tage ist die Stahlbeton treppe. Trotzdem beruhen die Konstruktionsprinzipien vieler Treppen noch heute auf den konstruktiven Traditionen von Holztreppen. Dabei können die Treppen sowohl aus einem einzigen Baustoff bestehen als auch – aus gestalterischen oder statischen Gründen – aus unterschiedlichen Materialien für Stufen, Geländer oder die tragenden Teile. Holztreppen Nach den Vorschriften der LBO sind Holztreppen wegen ihrer Brennbarkeit in den meisten Bundesländern nur in Gebäuden mit einer Höhe von bis zu zwei Vollgeschossen zugelassen. Die Feuerwiderstandsklasse kann durch Mindestquerschnitte (DIN 4102) und Bekleidungen erhöht werden.
6
6.4.7 Treppendarstellung 6.4.8 Konstruktionsprinzipien
Bei der Verwendung von Massivhölzern im Treppenbau ist besonders auf die zu erwartenden Kriech- und Schwindverfor mungen zu achten. 1. Aufgesattelte Treppenkonstruktion Bei aufgesattelten Treppen werden die Wangen abgestuft ausgeschnitten oder die Trittstufen werden auf die Wangen mithilfe von Zwischenstücken aufgesetzt (aufgesattelt). Die Wangen oder Holme bestehen aus Vollholz (KVH) oder Brett schichtholz (BSH).
1
2
3
2. Blocktreppenkonstruktion Zu den ältesten Treppenkonstruktionen gehören Blocktrep pen aus Massivholz. Die Massivholzstufen werden mit Holz dübeln auf Tragholme aufgedübelt. Da Massivholz rissgefähr det ist, verarbeitet man heute brettschichtverleimte Stufen. 3. Eingeschobene Treppenkonstruktion Wangentreppe mit Trittstufen von 50 – 60 mm Stärke, die in ausgefräste Nuten eingeschoben werden. Der seitliche Zu sammenhalt der Stufen wird durch schwalbenschwanzförmig ausgefräste Nuten und Zugstäbe gewährleistet. 4. / 5. Gestemmte / halbgestemmte Treppenkonstruktion Bei der gestemmten Konstruktion werden die Einzelteile der Treppen über Nuten oder Schwalbenschwänze ineinander gesteckt. Nuten werden in die Wange gestemmt beziehungs weise gefräst und die einzelnen Tritt- und Setzstufen in die Nuten so eingelassen, dass die Stufenvorderkante hinter der Wangenvorderkante liegt. Die Stärke der Wange beträgt je nach Lauflänge und Treppenbreite 60 – 80 mm. Die Trittstufe steht über die Setzstufe vor und wird mit dem oberen Ende in die Trittstufe eingenutet und mit dem unteren Ende an die Rückseite der unteren Trittstufe genagelt oder geschraubt. Als halbgestemmte Treppen bezeichnet man gestemmte Treppen ohne Setzstufen. Die halbgestemmte Treppe wirkt leichter und transparenter, ist aber statisch ungünstiger, da keine Verspannung zwischen Tritt- und Setzstufen möglich ist. Deshalb werden die Wangen stärker dimensioniert. Als Holz für die Wange eignen sich Kiefer, Lärche, Oregon Pine etc., für die Trittstufe Harthölzer wie Buche und Eiche. Die Setz stufe wird auch als Futterbrett bezeichnet. Das Verspannen von Tritt und Setzstufen erhöht die Stabilität der Treppe.
4
5
6
1 2 3 4 5 6
aufgesattelte Treppenkonstruktion, Trittstufen auf Wangen aufgesattelt und verschraubt aufgesattelte Treppenkonstruktion, Blockstufen aus massivem, meist verleimtem Holz, auf Wange aufgesattelt, gezapft eingeschobene Treppenkonstruktion, Trittstufen in Wangennut eingeschoben, Wangen mit Zugstangen verbunden gestemmte Treppenkonstruktion, Trittstufen in Wange eingestemmt, Wangen mit Zugstangen verbunden gestemmte Treppenkonstruktion, eingestemmte Tritt- und Setzstufen, Wangen mit Zugband zusammengehalten eingespannte Treppenkonstruktion, Stahlkonsole in Wand versetzt und Trittstufen auf Konsole verschraubt
Abb. 40: Konstruktionsbeispiele Holztreppen
385
6 Bauelemente 6.5 Fenster
Festverglasung
Drehflügel
Klappflügel
einflügelig
Der traditionelle Einbau in einer massiven Wand geschieht in einer Öffnung mit Anschlag. Das Prinzip des Anschlags dich tet das Fenster besser ab, da hier eine Kontaktfläche quer zur Öffnung zwischen Anschlagrahmen und Leibung existiert. Ein Fenster mit Außenanschlag wird durch den Wind angedrückt und dadurch gedichtet. Diese Lage des Fensters ist besonders in Norddeutschland verbreitet. In Süddeutschland ist traditio nell der Innenanschlag vorherrschend.
zweiflügelig
Heute wird im konventionellen Mauerwerksbau in einer ein schaligen Wand das Fenster in die stumpfe Leibung einge baut. Beim stumpfen Anschlag kann das Fenster in verschie denen Ebenen der Öffnung liegen. Die mittige Lage ist der heutige Normalfall. Die Homogenität des äußeren Baukörpers unterstützt die außenbündige Lage der Fensterebene. Ein seltener Fall ist die Lage eines Fensterrahmens vor der Wand. Bei der außenbündigen Lage ist das Fenster besonders der freien Bewitterung ausgesetzt. Bei mehrschaligen Wandauf bauten, Wänden mit Sichtmauerwerk oder Vollwärmeschutz, beim Holz- oder Leichtbau ist die Lage des Fensters von den verschiedenen Schichten abhängig. Zur Vemeidung von Tauwasser wird das Fenster üblicherweise in der Ebene der Außenwanddämmung angeordnet.
Kippflügel
Drehkippflügel
Wendeflügel
Schwingflügel
Horizontalschiebefenster
Vertikalschiebefenster
Bei Skelettbauten sind die Fenster Teil der Hülle eines Gebäu des. Die Fenster umhüllen als vorgehängte Fassade das Skelett mit seinen horizontalen Deckenscheiben und den Stützen.
Abb. 26: Öffnungsarten
Blendrahmen, Stock Kämpfer, Riegel
Sturz
6.5.4 Öffnungsarten
Leibung
Neben der Festverglasung, einem Fenster, das sich nicht öffnen lässt, gibt es den Drehflügel und den Kippflügel. Eine Kombi nation dieser beiden ist das sogenannte Drehkippfenster (DK). Das Drehkippfenster kann einflügelig oder zweiflügelig aus gebildet werden. Weitere Öffnungsarten sind der Klappflügel mit der oberen Drehachse (zum Beispiel in Gewächshäusern, Wohnwagen), der Schwingflügel mit der Drehachse in der Mitte des Fensters und der Wendeflügel mit einer senkrechten Drehachse. Diese Fensterarten sind schwieriger abzudichten. Das Faltfenster, bei dem beide Öffnungsprinzipien (Rotation und Translation) eingesetzt werden, ermöglicht es, Bandfens ter vollständig zu öffnen.
Reiber
Pfosten, Mittelstück Flügel
Olive
Sprosse
äußere Fensterbank
innere Fensterbank Brüstung
Abb. 27: Begriffsbestimmung am Beispiel eines typischen Altbaufensters
404
6.5.3 6.5.4 6.5.5 6.5.6
6
Die Lage des Fensters Öffnungsarten Begriffe Das Fensterprofil
6.5.5 Begriffe Das Fenster sitzt in der Leibung der Fensteröffnung. Der Fensterstock oder Rahmen kann vertikal durch einen Pfosten (auch Mittelstück oder Setzholz genannt) unterteilt werden. Wird der Rahmen horizontal duch einen Riegel oder Kämpfer geteilt, entstehen Ober- oder Unterlichter. Die Fensterflügel können ihrerseits durch Sprossen weiter ge gliedert sein. Die Flügel werden mittels des Fenstergriffs, der Griffolive, geöffnet und geschlossen. Die einfachste Art, einen Fensterflügel geschlossen zu halten, ist mittels eines Reibers. Bei Drehkippfenstern werden über umlaufende Treibriegel und Winkeltriebe Rollen in die entsprechenden, am Rahmen befestigten Schließbleche bewegt, so dass die verschiedenen Öffnungsarten ermöglicht werden. Auf der Innenseite wird die Brüstung durch die Fensterbank abgedeckt, auf der Außenseite leitet die Sohlbank das anfal lende Regenwasser ab.
Flügelabdeckprofil
Diffusionsausgleich
Wetterschutzschiene
Dichtstoff
Vorlegeband Glasleiste Brückenklotz
Nut zur Aufnahme des Beschlags Lippendichtung
Fensterbank
Sohlbank
6.5.6 Das Fensterprofil Fensterprofile sind hoch optimierte Bauteile, die entscheiden den Anteil daran tragen, dass das Fenster die vielfältigen An forderungen erfüllen kann, die an das Bauteil gestellt werden. Die Profile müssen so dimensioniert sein, dass die Verglasung sicher in sämlichen Positionen, die der Beschlag erlaubt, gehalten wird. Da keine Kräfte aus dem Bauwerk auf die Glas scheibe übertragen werden dürfen, müssen die Glasfälze groß genug dimensioniert werden. Bei historischen Fenstern mit Einfachverglasung ist die Scheibe im Falz mechanisch fixiert und der Falzraum mit Kitt verfüllt (Abb. 31, nächste Seite). Bei heutigen Mehrscheibenverglasungen, die einen dicht stofffreien Falzraum erfordern, werden Glasleisten eingesetzt. Im Falz wird die Scheibe durch ein System aus Trag- und Distanzklötzchen, die entsprechend der Öffnungsart angeord net werden müssen, fixiert (Abb. 30). Im geöffneten Zustand kann auf diese Weise die Glasscheibe zur Aussteifung des Flügels herangezogen werden. Die Versiegelung erfolgt durch Dichtprofile oder durch Dichtstoffe unter Verwendung von Vorlegebändern. Der Falzraum muss nach oben und unten Bohrungen zum Dampfdruckausgleich und zur Ableitung von Tauwasser aufweisen.
Dampfbremse Abb. 28: Schnitt durch ein unteres Fensterprofil
Verglasungssysteme:
mit ausgefülltem Falzraum mit dichtstofffreiem Falzraum
Abb. 29 + 30: Prinzip der Verklotzung bei einem Dreh- / Kippfenster, Tragklötze (schwarz), Distanzklötze (weiß)
Verklotzung 405
6 Bauelemente 6.6 Türen
5 60
15
60
WÖ BR
5
LD
60
15
WÖ BR
60
15
LD
Umfassungszarge (Futterzarge) Die traditionelle Holzzarge umfasst die Wand an drei Seiten (heute auch als Stahlausführung). Sie besteht aus einem sogenannten Futter, das die Leibungstiefe abdeckt, und Zierbekleidungen, die das Futter und die anschließende Wand abdecken. In den entstehenden Falz zwischen Futter und Bekleidung schlägt das Türblatt ein.
15
B Holzfutterzarge
A Holzfutterzarge
WÖ BR LD
5 32
5 32
Zargen Türzargen nennt man brettartige Verblendungen eines Teils oder der gesamten Leibungstiefe. Diese werden mit Metall schienen oder einem zurückspringenden Blindfutter spaltfrei mit der Leibung verbunden. Die Zargen bestehen aus Massiv holz oder werden aus Holzwerkstoffen zusammengefügt.
WÖ BR LD
Eckzarge Sie umfasst die Wandöffnung nur an einer Seite und dem ihr zugewandten Teil der Leibung (meist aus Stahl / Aluminium). Blockrahmen (regional auch Stockzarge oder Türstock) besitzt einen annähernd quadratischen Querschnitt, der stumpf in der Leibung sitzt. Der Blockrahmen wird nach Ein baulage weiter unterteilt in:
A Holzeckzarge
B Holzeckzarge
WÖ BR LD
5 5
60
45
Abb. 6: Holzzargen Anschluss A Massivwand, Anschluss B Leichtbauwand
WÖ BR LD
5 5
15
A Holzblockzarge
426
15
60
15
60
Blockzarge: Sie wird in der Türleibung montiert wird und füllt diese in ganzer Breite aus. Stockrahmen: Er wird ebenfalls in die Türleibung montiert, ist aber nicht so breit ist wie die Blockzarge. Blendrahmenzarge: Sie wird vor die Wandöffnung montiert.
60
45 B Holzblock
15
Stahlzargen Sie werden als Eck- oder Umfassungszargen, Blockzargen (Schattennutzarge) und Rahmen hergestellt. In die Nuten des Profils können Dämpfungs- und Dichtungsschnüre eingelegt werden. Die Profile werden auf Gehrung geschnitten und verschweißt. Häufig werden Umfassungszargen mit einer Nut für ein dreiseitig umlaufendes Dichtungsprofil und einem Normtürblatt aus Holzwerkstoff verwendet.
6
6.6.4 Konstruktion – Gestaltung
Rohrrahmenzarge Sie besteht aus Stahl, Kunststoff oder Aluminium und wird meist als Blockrahmen ausgebildet (Rahmentür mit Glas füllung). Stahlprofilrahmen und -flügel werden als aufeinan der abgestimmte Systeme hergestellt. Der Türflügel wird von einem Rahmen aus einem Stahlprofil gebildet, das mit Ver glasung, Blechtafeln oder Füllungen aus Holz ausgefüllt wird.
WÖ BR
5 2
30
WÖ BR
5 45
LD
LD
Montage Holzzarge Üblicherweise werden Holzzargen in Schraubbefestigung montiert (Leibungsmontage). In Abhängigkeit der Türfunk tion werden alle unterschiedlichen Zargentypen mit der notwendigen Vorbohrung geliefert. Der Raum zwischen Wand und Zarge wird mit Mineralwolle (Baustoffklasse A) ausgestopft oder mit ZweikomponentenPU-Schaum (Ausnahme T 90) vollvolumig ausgefüllt und die Fuge wird umlaufend mit elastischem Dichtstoff (Silikon etc.) abgedichtet. Holzblock- und Holzstockzargen erfordern beim Einbau in Porenbetonwände mit Schraubankerbefestigung zusätzliche Mauerklammern. Holzzargen werden in der Regel ohne Bodeneinstand geliefert, das heißt, sie werden auf den fertigen Fußboden aufgesetzt. Ausnahme: Bei Verwendung eines Bodentürschließers muss ein Bodeneinstand von 45 mm berücksichtigt werden.
32 15
32 15
A Stahlumfassungszarge
B Stahlumfassungszarge
WÖ BR
5 2
45
WÖ BR
5 15
LD
32 15
Stahlzarge Die Befestigung von Stahlzargen kann auf unterschiedli che Weise erfolgen. Standardmäßig verwendet man für den Anschluss an eine Massivwand eine Dübelanker-Befestigung. Durch Dübeln des entsprechenden Ankers auf die Fläche der Wand wird die Zarge mechanisch befestigt. Anschließend muss die Zarge vollvolumig hintermörtelt werden. Für die Befestigung von Stahlzargen in weniger stabilem Material wie zum Beispiel Porenbeton sind zusätzlich Mauer klammern vorzusehen. Stahlzargen für den Einbau in eine Massivwand werden stan dardmäßig mit einem Bodeneinstand von 30 mm, Zargen für Leichtbauwand ohne Bodeneinstand ausgestattet. Bei Verwen dung von Bodentürschließern muss der Einstand der Zarge, zur Verbindung mit dem Zementkasten 45 mm betragen.
32
A Stahleckzarge
17 15
LD
15
B Stahleckzarge WÖ BR
5
45
LD
32 15 A Stahlblockzarge
WÖ BR
5 17 15
LD
32 15 B Stahlblockzarge in Leichtbauwand
Abb. 7: Stahlzargen Anschluss A Massivwand Anschluss B Leichtbauwand
427
7 Anhang 7.1 Darstellung
7.1.9 Legende / Schraffuren
LEGENDE OK UK VK DV
OBERKANTE UNTERKANTE VORDERKANTE DACHVORSPRUNG HÖHE FFB ü.NN
RFB FFB D DS UZ B BS W BR AUFK BRH FND
OK ROHFUSSBODEN OK FERTIGFUSSBODEN DECKE DECKENSPRUNG UNTERZUG BODEN BODENSPRUNG WAND BRÜSTUNG AUFKANTUNG BRÜSTUNGSHÖHE FUNDAMENT
AD DF AS
ABGEHÄNGTE DECKE DEHNFUGE ANSCHLAGSCHIENE
BD BA BS MD WD WA SWS WWS DD DA RS H L S E
BODENDURCHBRUCH BODENAUSSPARUNG BODENSCHLITZ MAUERDURCHBRUCH WANDDURCHBRUCH WANDAUSSPARUNG SENKR. WANDSCHLITZ WAAGR. WANDSCHLITZ DECKENDURCHBRUCH DECKENAUSSPARUNG ROHRSOHLE HEIZUNG LÜFTUNG SANITÄR ELEKTRO
STAHLBETON STAHLBETON AUSSEN SICHTBETON LIEGENDE, GEHOBELTE SCHALUNGSBRETTER, STUMPF GESTOSSEN AUSSENPUTZ BETONFERTIGTEIL INSTALLATIONSVORMAUERUNG MAUERWERK
BODEN DURCHBRUCH DECKE DURCHBRUCH WAND DURCHBRUCH WANDSCHLITZ
SÄMTLICHE MASSE SIND AM BAU ZU PRÜFEN +/- 0,00 = 107,07 ü.NN
Abb. 28: Legende
Kote OK fertige Höhe
+3,00
Kote UK fertige Höhe
+1,25
STADT Kote HOCHBAUAMT OK rohe Höhe
+1,10
Kote UK rohe Höhe
WERKPLANUNG FRANKFURT A.M. GERBERMÜHLSTRASSE 48, 60594 FFM
BAUHERREN-DEZERNAT
TAG
DEZERNAT V: BAU
TAG
Stadtrat
Kote OK fertige und OK rohe Höhe
Abb. 29: Höhenkoten BEAUFTRAGTER PLANER:
Cheret und Bozic architekten bda dwb Professor Peter Cheret, Jelena Bozic Nägelestraße 7 70597 Stuttgart T 0711-7653715 F 0711-7653714
460 PLANART
ERDGESCHOSS
Dr. Pritzl Kuhlendahl
Magistrat Stadt Frankfurt a. Main vertreten durch das Hochbauamt
GEHÖRT ZU ZEICHNUNG
AMTSLEITER HBA: FACHBEREICHSLEITER 65.A:
BAUHERR:
ENTSTANDEN AUS
Bodenaufbauten sind mit allen Schichten inklusive An- und Abschlüssen zu zeichnen. Falls spezielle Einlagen vorkommen (zum Beispiel Bodenheizrohre), sind diese zu erwähnen. Das Layout der Detailblätter muss systematische Aktuali sierung, Ablage und schnelles Auffinden ermöglichen. Das bedeutet, dass Planbezeichnung, Papierformat und Dar stellungssystematik in Grundriss-, Schnitt- und Ansichts details kongruent sein sollten. Bei Detailplänen mit höheren Genauigkeitsanforderungen (zum Beispiel Metallbaupläne) werden Maßzahlen in Milli meter angegeben. Bei diesen Zeichnungen muss immer die gleiche Maßeinheit verwendet werden und im Plankopf ein entsprechender Vermerk sein. Koten Der Projektnullpunkt ist meist die Höhe des Fertigbodens im Erdgeschoss (OK FFB). Im Plankopf muss als Ausgangspunkt für diese selbst zu bestimmende Kote (± 0,00) der Bezug zum Nullniveau hergestellt werden. Alle weiteren Koten der Zeich nung beziehen sich dann nur noch auf den Projektnullpunkt. Beispiel: ± 0,00 = 114,70 m ü NN
+3,25
±0,00 -0,10
Detailpläne, M 1: 20 bis M 1: 1 Die Detailpläne sind eine weitere Vertiefung der Werkpläne. Jede Materialschicht wird dargestellt und entsprechend schraffiert. Tragende Konstruktionsteile werden fetter ge zeichnet. Übergänge wie Deckenauflager sind detailliert zu zeichnen und zu beschriften. Die Fenster werden mit Rahmen und Flügel dargestellt. Alle Konstruktionsbestandteile wie Führungsschienen für Sonnenschutz, Lattungen, Fenster bänke, Simse etc. müssen ersichtlich sein.
ABTEILUNGSLEITER 65.A2:
Heußer PROJEKTGRUPPENLEITERIN:
Liebs
BLATTGRÖSSE
A1
SCHRANK
FACH
MAPPE
Mit Normalnull (Abkürzung: N.N. oder NN), auch Nullniveau, wird ein Referenzwert für Höhenangaben auf der Erdoberflä che bezeichnet. Die Angabe der Höhe beziehungsweise Tiefe erfolgt dabei meist in einer der folgenden Formen: »Meter über NN« oder »m ü NN« (umgangssprachlich »Meter über (dem) Meer(esspiegel)«, korrekt »Meter über dem mittleren Meeres spiegel«. Koten müssen immer in Meter angegeben werden.
7.1.9 Legende / Schraffuren
Winkel werden in Grad angegeben (360 °). Beispiel: Dachneigung 60 ° Gefälle und Steigung werden in Prozent (%) und Promille (% 0) angegeben. Die Gefälleangabe wird zum Beispiel für die Ent wässerung von Flächen verwendet, Steigung bei Rampen und Treppen. Entsprechend der Verwendung der Begriffe in der Mathematik (Gefälle ist negative Steigung) wird Gefälle mit einem Pfeil nach unten, Steigung mit einem Pfeil nach oben bezeichnet.
AD DF AS
ABGEHÄNGTE DECKE DEHNFUGE ANSCHLAGSCHIENE
BD BA BS MD WD WA SWS WWS DD DA RS H L S E
BODENDURCHBRUCH BODENAUSSPARUNG BODENSCHLITZ MAUERDURCHBRUCH WANDDURCHBRUCH WANDAUSSPARUNG SENKR.WANDSCHLITZ WAAGR.WANDSCHLITZ DECKENDURCHBRUCH DECKENAUSSPARUNG ROHRSOHLE HEIZUNG LÜFTUNG SANITÄR ELEKTRO
DECKE DURCHBRUCH WAND DURCHBRUCH WANDSCHLITZ
SÄMTLICHE MASSE SIND AM BAU ZU PRÜFEN +/- 0,00 = 107,07 ü.NN WERKPLANUNG HOCHBAUAMT STADT FRANKFURT A.M. GERBERMÜHLSTRASSE 48, 60594 FFM BAUHERREN-DEZERNAT
DEZERNAT V: BAU
TAG
TAG
Stadtrat AMTSLEITER HBA:
Dr. Pritzl FACHBEREICHSLEITER 65.A:
BAUHERR:
Kuhlendahl
Magistrat Stadt Frankfurt a. Main vertreten durch das Hochbauamt
ABTEILUNGSLEITER 65.A2:
Heußer PROJEKTGRUPPENLEITERIN:
BEAUFTRAGTER PLANER:
Beispiel: Attikaabdeckung 1,5 % Gefälle
7
BODEN DURCHBRUCH
Liebs
Cheret und Bozic architekten bda dwb Professor Peter Cheret, Jelena Bozic Nägelestraße 7 70597 Stuttgart T 0711-7653715 F 0711-7653714
GEHÖRT ZU ZEICHNUNG
ENTSTANDEN AUS
BLATTGRÖSSE
A1
SCHRANK
FACH
MAPPE
PLANART 10%
ERDGESCHOSS FACHSPARTE
PLANNUMMER
Hochbau
10%
PLANUNGSPHASE
01.1
AUSFÜHRUNG
MASSSTAB
M 1: PROJEKTNUMMER
LIEGENSCHAFT Heimchenweg 8a Unterliederbach 60929 Frankfurt a. M.
50
20869
PROJEKT
Abb. 30: Steigung in Grundriss und Schnitt
Neubau Stand: 27.11.03
Feuerwehrgerätehaus
Abb. 32: Planmusterkopf Beton, bewehrt Beton, bewehrt
Beton, unbewehrt
Beton, unbewehrt Abb. 31: Nivellementpunkt an der St. Alexanderkirche in Wallenhorst, Höhenanschlusspunkt des Deutschen Haupthöhennetzes
Holzwerkstoffplatte Holzwerkstoffplatte
Betonfertigteil
Brettschichtholz
Betonfertigteil
Brettschichtholz
Leichtbeton Leichtbeton
Gips Gips
Estrich Estrich
Kies Kies
Mauerwerk
Mauerwerk In der Praxis entwickelt sich für jedes Projekt eine begrenzte und sinnvolle Auswahl an Schraffuren, Stricharten und Abkürzungen. Diese müssen vollständig in der Legende dargestellt sein.
Vollholz Vollholz
Stahl
Stahl
Erdreich, gewachsen Erdreich, gewachsen Kunststoffdichtung Kunststoff- dichtung
Abb. 33: Typische Schraffuren
461
7 Anhang 7.2 Detailkatalog 7.2.1 Massivbau 7.2.1.1 Sichtmauerwerk, zweischalig mit Kerndämmung Dachaufbau Dachaufbau > 50 mm 2 × 4 mm 150 – 200 mm 4 mm var. mm
> 50 mm Kiesschüttung 16/32 / Gründachaufbau 2x4 mm Dachabdichtung, bituminös, 2-lagig 150-200 mm Gefälledämmung 2% Kiesschüttung 16 / 32, Gründachaufbau 4 mm Dampfsperre bituminös z.B. V60 S4+AL var.bituminös, mm Ortbetondecke, Dimensionierung nach Statik Dachabdichtung, zweilagig Gefälledämmung 2 % Dampfsperre bituminös, z. B. V 60 S4 + AL Ortbetondecke, Dimensionierung nach Statik
Wandaufbau (Kerndämmung) mm 115 mm 10 mm 140 DF Vorsatzschale, Klinker, mm 240 stehende Luftschicht
Wandaufbau (Kerndämmung) 115 10 140 240
mm mm mm mm
Wärmedämmung mineralisch Sichtmauerwerk, tragende Schale, DF
Fußbodenaufbau EG / OG 23 50 0,2 25 / 20 var.
mm mm mm mm mm
Vorsatzschale, Klinker, DF stehende Luftschicht Wärmedämmung mineralisch Sichtmauerwerk, tragende Schale, DF
Fußbodenaufbau EG / OG
23 mm Bodenbelag, z.B. Parkett Bodenbelag, z. B50 . Parkettmm Estrich, Zement oder Anhydrit mm PE-Folie / Trennlage Estrich, Zement0,2 oder Anhydrit 25/20 mm Trittschalldämmung PE-Folie / Trennlage mm Ortbetondecke, Dimensionierung nach Statik var. Trittschalldämmung Ortbetondecke, Dimensionierung nach Statik
Wandaufbau UG 20 mm etwa 100 mm 5 mm 240 mm
Drainmatte Perimeterdämmung bituminöse Dickbeschichtung Sichtmauerwerk, thermische Trennung UG zur BodenplatteWandaufbau durch Kimmstein
20 ca. 100 5 240 Fußbodenaufbau UG 23 80 0,2 25 / 20 100 4 var. 50 var. > 150
466
mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm
mm mm mm mm
Drainmatte Perimeterdämmung bituminöse Dickbeschichtung Sichtmauerwerk, thermische Trennung zur Bodenplatte durch Kimmstein
Bodenbelag, z. B. Parkett Estrich, ZementFußbodenaufbau oder AnhydritUG PE-Folie / Trennlage 23 mm Bodenbelag, z.B. Parkett Trittschalldämmung 80 mm Estrich, Zement oder Anhydrit 0,2 mm PE-Folie / Trennlage Wärmedämmung 25/20 Trittschalldämmung Abdichtung gegen nichtmm drückendes Wasser, z. B. V 60 S4 100 mm Wärmedämmung Ortbeton-Bodenplatte, Dimensionierung nach Statik 4 mm Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser, z.B.V60 S4 Sauberkeitsschicht, var. C 12 / 15 mm Ortbeton Bodenplatte, Dimensionierung nach Statik Vlies / PE-Folie 50 mm Sauberkeitsschicht, C12/15 kapillarbrechende 16 / 32 var. Schicht, mm Grobkies Vlies / PE-Folie
> 150
mm kapillarbrechende Schicht, Grobkies 16/32
7
7.2.1 Massivbau
Dachaufbau var. 24/48
Dachaufbau var. 24 / 48 24 / 48 50
mm mm mm mm
200
mm
0,2 30 24
mm mm mm
mm Ziegeldeckung mm Lattung
Ziegeldeckung 24/48 mm Konterlattung Lattung50 mm paraffinierte weiche Holzfaserplatte / alternativ diffusionsoffene Unterdachbahn Konterlattung Sparren, dazwischen Vollsparrendämmung, 200 weiche mm Holzfaserplatte / paraffinierte Sparrenabstand ca. 60-75 cm alternativ diffusionsoffene Unterdachbahn 0,2 mm Dampfsperre Sparren,30dazwischen mm Vollsparrendämmung, Unterkonstruktion / Lattung Sparrenabstand etwa Deckenbekleidung, 60 – 75 cm mm z.B. Gipskartonplatten, 2-fach 24 Dampfsperre Unterkonstruktion / Lattung Deckenbekleidung (Gipsplatten etc.), zweifach
Wandaufbau (Kerndämmung) 115 10 140 240
mm mm mm mm
Wandaufbau (Kerndämmung) DF Vorsatzschale, Klinker, 115Luftschicht mm Vorsatzschale, Klinker, DF stehende 10 mm stehende Luftschicht Wärmedämmung mineralisch 140 mm Wärmedämmung mineralisch Sichtmauerwerk, tragende Schale, DF 240
mm Sichtmauerwerk, tragende Schale, DF
Fußbodenaufbau OG 23 50 0,2 25 / 20 var.
mm mm mm mm mm
Bodenbelag, z. B. Parkett Estrich, Zement oder Anhydrit PE-Folie / Trennlage Fußbodenaufbau OG Trittschalldämmung mm Bodenbelag, z.B. Parkett 23 Ortbetondecke, Dimensionierung nach Statik
50 0,2 25/20 var.
mm mm mm mm
Estrich, Zement oder Anhydrit PE-Folie / Trennlage Trittschalldämmung Ortbetondecke, Dimensionierung nach Statik
Fußbodenaufbau EG 23 80 0,2 25 / 20 100 4 var. 50 var. > 150
mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm
Bodenbelag, z. B. Parkett Estrich, Zement oder Anhydrit PE-Folie / Trennlage Trittschalldämmung Fußbodenaufbau EG Wärmedämmung mmnicht Bodenbelag, z.B. Parkett 23 gegen Abdichtung drückendes Wasser, z. B. V 60 S4 mm Estrich, Zement oder Anhydrit 80 Ortbeton-Bodenplatte, Dimensionierung nach Statik mm PE-Folie / Trennlage 0,2 Sauberkeitsschicht, 12 / 15 mm CTrittschalldämmung 25/20 -Folie mm Wärmedämmung Vlies / PE 100 kapillarbrechende Grobkies mmSchicht, Abdichtung gegen16 / 32 nicht drückendes Wasser, z.B.V60 S4 4
var. 50 var. > 150
mm mm mm mm
Ortbeton Bodenplatte, Dimensionierung nach Statik Sauberkeitsschicht, C12/15 Vlies / PE-Folie kapillarbrechende Schicht, Grobkies 16/32
Frostschürze / Streifenfundament 20 mm etwa 100 mm 5 mm 400 mm
Drainmatte Frostschürze / Streifenfundament Perimeterdämmung bituminöse 20 Dickbeschichtung mm Drainmatte ca. 100Ortbeton, mm Perimeterdämmung Frostschürze Gründung frostfrei
5 400
mm bituminöse Dickbeschichtung mm Frostschürze Ortbeton, Gründung frostfrei
467
7 Anhang 7.2 Detailkatalog 7.2.3.2 Übersicht weitgespannte Tragwerke
Grundformen und Varianten von Fachwerkträgern und Fachwerkbindern (nach Mönck / Rug: Holzbau, Berlin 1998.)
Bezeichnung
Grundform (Skizze)
h
h h h
Parallelfachwerkträger l l l
h
l
h h h
mit Druckstreben
mit Zugstreben
Parameter / Varianten
Bezeichnung
Spannweite 10 – 30 m Systemhöhe h ≈ l / 6 bis l / 12 (abhängig von Spannweite und Belastung)
DreieckfachwerkBinder mit Zugstreben
Grundform (Skizze)
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
1/6
Parameter / Varianten
Spannweite 12 – 24 m
l l l
l
Strebenfachwerk
DreieckfachwerkBinder
K-Fachwerk
Mischform
1/6
1/6
1/6
Spannweite 12 – 24 m
Pultfachwerkträger hh
mit Druckstreben
Spannweite 10 – 30 m Systemhöhe h ≈ l / 6 bis l / 12
1/6
DreieckfachwerkBinder
mit Zugstreben
1/6
1/4
1/6
Spannweite 18 – 30 m
1/4
»Fink-Binder« Mansard-Binder
h
h
h
mit Druckstreben
Spannweite 15 – 35 m Systemhöhe h ≈ l / 6 bis l / 8
h≥1/6-1/8 l
Trapezfachwerkträger Spannweite 10 – 30 m Systemhöhe h ≈ l / 6 bis l / 10
16-24 m
mit Zugstreben Parabel-Binder (Bogen-Binder)
α
Dreieckfachwerkbinder
α
8-26 m
W-Binder
1/4
a
Spannweite 6 – 12 m Systemhöhe h ≈ l / 6 bis l / 7
1/4
a
h
8-26 m α
1/4 1/4
1/4
1/4 1/4
1/4
478
1/4
1/4
1/4
1/4
4-6 m
4-6 m 4-6 m
12-18 m 12-18 m
4-6 m 4-6 m
3-4 m
16-24 m
3-4 m
3-4 m 3-4 m
16-24 m 16-24 m
3-4 m 3-4 m
1/6
mit Druckstreben 1/4
12-18 m
1/6
1/4
1/4
Spannweite 12 – 24 m
1/4
4-6 m
h≥1/7-1/8 l
Spannweite 12 – 18 m (6 Felder) Systemhöhe h ≈ l / 6 bis l / 7
mit Zugstreben
h≥1/7-1/8 h≥1/7-1/8 l l
Dreieckfachwerkbinder mit Kragarm
1/4
1/4
1/6
1/6
Pultfachwerkbinder mit Kragarm
7
7.2.3 Tragwerke
Spannweiten und Näherungsformeln für Brettschichtkonstruktionen, Binderabstand 5,00 – 7,50 m (nach Mönck / Rug: Holzbau, Berlin 1998.)
a
a
Parameter / Varianten
Statisches System
System ist statisch bestimmt, daher einfach berechenbar
Träger auf zwei Stützen mit parallelen Gurten
Form (Skizze)
Spannweite m
Binderhöhe H bzw. h
12 – 25 (30)
h ≈ l / 17
12 – 25 (35)
H ≈ l / 16 h ≈ l / 30
12,0 – 30,0 (35,0)
H ≈ l / 16 h ≈ l / 30
Träger mit geneigtem Oberund gebogenem Untergurt
12,0 – 30,0
H ≈ l / 16 h ≈ l / 30
DreigelenkBinder, beliebige Dach neigung
15,0 – 35,0
h ≈ l / 18
20,0 – 60,0
h ≈ l / 25
20,0 – 100,0
h ≈ l / 25
15,0 – 40,0
H ≈ l / 20
15,0 – 30,0
H ≈ l / 23
10,0 – 25,0 je Feld
H ≈ l / 20
h h
Dreigelenk-Fachwerk binder
Grundform (Skizze)
hh
Bezeichnung
l l
h h
l
Träger mit geneigten Obergurten (Trapezbalken)
h hh h h h H HH H
l l
hh h h h h HHH H H H
hh
l l l
Träger mit geneigten Oberund Untergurten 16-24 m
16-24 m
Zweigelenk-Fachwerk binder
20-30 m
einfach statisch unbestimmt
20-30 m
l l l l
l l
l
l
Dreigelenk-Bogen
l l l
l l l l
Knicksicherung und räumliche Aussteifung (nach Mönck / Rug: Holzbau, Berlin 1998.)
l
l l l
a) A nordnung von Verbänden
b) Aussteifung durch gekreuzte Diagonalen (nur auf Zug beanspruchbar)
ZweigelenkBogen
l l l l
l
DreigelenkRahmen (mit ausge rundeten Ecken) (mit scharfen Ecken) c)
l l l l l l l l
ZweigelenkRahmen
l l l l l l l l
MehrfeldRahmen
l l
l l
l
l
l
l
l
l
l l l
l l l
479