Bau-ko

Schutz vor Witterungseinflüssen

1) Material

2) Herstellungsmethode

3) Baustruktur

1) Massivbau

2) Bauen in Scheiben

3) Skelettbau

- wird von den Wänden her bestimmt

- raumbildende Bauteile werden tragend und massiv (in Mauerwerk, Stahlbeton, auch in Holz) ausgeführt

- Decken können allseitig aufliegen

- 4-seitig aufliegend = zweiachsig gespannt

> ungerichtetes System

- spezielle Form des Bauens mit Scheiben (Flächenbau)

- tragende Scheiben stehen parallel Decken spannen von Wand zu Wand

- Deckenplatten haben 2 freie Ränder und liegen zweiseitig auf

- 2-seitig aufliegend = einachsig gespannt

> gerichtetes System

- wird vom Stützraster bestimmt

- Lastabtragung erfolgt über einzelne Punkte = Stützen

- Auflösung des TW in stabförmige Bauteile

- Trennung von tragender und raumumschließender Funktion (Tragwerk + Hülle)

- Decken einachsig oder zweiachsig

> gerichtet oder ungerichtetes System

Die Auflösung der lastabtragenden Konstruktionen in Stäbe, die Zug- und Druckkräften ausgesetzt sind, erfordert im Unterschied zum Massivbau Materialien die neben Druck- auch Zugkräfte aufnehmen können.

Für den Skelettbau geeignete Materialien sind:

1) Holz

2) Stahl 

3) Stahlbeton

4) bedingt auch neuere Materialien wie Aluminum, Carbon und Glas

Materialgerechtes Konstruieren heißt:

1) die spezifischen Eigenschaften der Werkstoffe werden nicht nur berücksichtigt, sondern möglichst intelligent genutzt.

2) Die jeweils unterschiedlichen spezifischen Materialeigenschaften bedingen wesenstypische Dimensionierungen, Anschlüsse und Details

> dies führt zu Erscheinungsformen und einer materialspezifischen Gestalt

- gerichtete, anisotrope Struktur

- unterschiedliche Leistungsfähigkeit längs und quer zur Faser

- mittlerer Festigkeit geeignet für geringere bis mittlere Spannweiten

- einfache Bearbeitung

- leicht verformbar

- nachwachsend, recycelbar

- gut wärmedämmend

weil schlecht wärmeleitend

- brennbar

- geringer Feuerwiderstand

- eingeschränkte Witterungsbeständigkeit

- ungerichtete Struktur

- längs und quer gleich leistungsfähig

- hohe Zug- und Druckfestigkeit

> hohe Tragfähigkeit

- große Spannweiten; bzw. sehr filigrane Bauteile möglich

- in standardisierten Halbzeugen erhältlich

- Bearbeitung aufwändig

> hohe Planungsdisziplin erforderlich

- nicht brennbar

- Verbundwerkstoff (Stahl/ Beton)

- hohe Zug- und Druckfestigkeit

> hohe Tragfähigkeit

- notwendige Stahlüberdeckung erzeugt massigere Querschnitte

- gegossenes Material

> plastisch formbar

- einfache Anpassung an statisch notwendige Querschnitte

- Verwendung als Ortbeton oder Fertigteil

- hoher Feuerwiderstand

- preisgünstig

- notwendige Stahlüberdeckung erzeugt massigere Querschnitte

- bei Ortbeton ggf. große Toleranzen

- meist nur für spezielle Anwendungen und Sonderkonstruktionen

Spannweiten sind abhängig von der Bauhöhe.

- Funktion

- Brandschutz

- Wartung

- Fügung

- Herstellung und Montage

- Verfügbarkeit

nachgucken

- stabförmige Bauteile

- punktweise Lastabtragung durch Stützen

- Trennung von Tragwerk und Hülle

- teilweise Auflösung

> Stützen stabförmig / Decken massiv

- vollständige Auflösung

> alles stabförmig / Stützen und Träger

Große Spannweiten sind durch hohe Zug- und Druckfestigkeit der Bauteile möglich.

Eine Vielzahl von Stockwerken ist durch geringere Eigenlast (punktuelle Tragstruktur) möglich.

- Effizienz und Ökonomie der Konstruktion

- Flexibilität in der Nutzung

- architektonisch räumliche Möglichkeiten

- viele Elemente und Schichten

- zahlreiche Fügungen

>viele Details

- geringe Masse, dadurch andere bauphysikalische Eigenschaften

- als Massivbau

- Materialersparende Konstruktion

- gewichtsparende Konstruktion

- weniger Konstruktionsfläche, mehr Nutzfläche

- höhere Präzision durch Vorfertigung möglich

- Zeitersparnis

- räumliche Ordnung wird nicht bereits durch Tragsystem festgelegt

- Fassade wird nicht durch Tragsystem festgelegt

- Veränderbarkeit der Räume

- freie Grundrissgestaltung

- offene Raumfolgen

- freie Anordnung von Öffnungen

- starker Bezug innen/ außen

 Gebäuden

Durch die Trennung von Tragen und Raumabschluss, bzw. Tragwerk und Hülle/Ausbau entsteht ein sehr komplexes Gesamtsystem aus verschiedenenartigen Bauteilen. Das hohe Maß an Komplexität bedarf der Ordnung und Gliederung in Subsysteme. Ein Bauwerk lässt sich konstruktiv als Gesamtsystem aus Subsystemen definieren.

Bauwerk = Gesamtsystem aus Subsystemen:

1. Tragsystem

2. Hüllsystem

3. Ausbausystem

4. Technische Ausrüstung

Die Koordination aller Planungsgewerke zu einem stimmigen Gesamtsystem ist eine zentrale Aufgabe des Architekten.

Das Zusammenwirken der Subsysteme bestimmt Gebrauch, Ökonomie, Ökologie und Gestalt eines Gebäudes.

- vertikal: System von Stützen (einschließlich Gründung)

- horizontal: System von Trägern und Eindeckung (oder massive Platte)

- Aussteifungsmaßnahmen

- Fassade und Dach

- auch unterirdische Außenwände und unterer Gebäudeabschluss (Bodenplatte)

- nichttragend / ggf. selbsttragend

- inneres nichttragendes System der Raumbildung

- Wände / Türen

- Decken / Böden

Technische Systeme die die Nutzbarkeit des Gebäudes sicherstellen: Heizung, Lüftung / Klima, Sanitär, Beleuchtung, Elektro, Steuerung, etc.

Skelettbau =

komplexes, leistungsfähiges System aus verschiedenartigen Subsystemen und Bauteilen. Die Vielzahl an zu kontrollierenden Fügungen erhöht die Anforderungen an Entwurf und Planung.

Die Komplexität der Konstruktion erfordert ein intelligentes Ordnungssystem, welches auf die Gesetzmäßigkeiten des Skelettbaus reagiert, die geometrische Ordnung.

Geometrische Ordnung =

immaterielles Ordnungsprinzip, das alle Bauteile im räumlichen System Bauwerk definiert und koordiniert. Ein geometrisches Ordnungssystem ist die Grundlage zur Integration der einzelnen Systeme des Bauwerks.

Vermaßung tatsächlicher Raumkanten: Außenmaß, lichtes Raummaß und Wandstärke (Lagefixierung bauteilbezogen)

- Vermaßung basiert auf Achsen (Lagefixierung rasterbezogen).

- Achsen sind reine Hilfslinien und müssen daher zeichnerisch deutlich von Bauteilen differenziert werden (dünne Strichstärke).

- Achsen werden mit Zahlen/ Buchstaben Koordinaten bezeichnet.

Gedachtes Koordinatensystem zur Fixierung von Materie im Raum. Festlegung der Lage von Stützen, Trägern, Fassadenbauteilen, etc..

Modul bestimmt die Grundmaße/ Abmessungen und Lage einzelner Bauteile = Teiler/ kleinstes gemeinsames Vielfaches aller Bauteile Die Grundeinheit ist das Grundmodul.

1) Linienraster

2) Bandraster

- beschreibt/ bestimmt die Achsen von Tragund Ausbaustrukturen = Achsbezug

> bei achsbezogenen Maßsystemen ergeben sich Sonderlängen von raumbegrenzenden Elementen (Ausbausystem, Hüllsystem/ Fassade)

Pro System werden mindestens 3 Elementgrößen benötigt A = Achsmaß B = A - b (Elementbreite) C = A - 1/2b + Eckelement b x b

beschreibt/bestimmt die bauteilbegren zenden Kanten/geometrischen Räume = Grenzbezug

> bei kantenbezogenen Maßsystemen ergeben sich keine Sonderlängen

Optimale Austauschbarkeit

Nur 1 Elementgröße (B) + Füllelement Zwischen den 2 Elementen Fugen Optische Erscheinung der Bandrasterelemente Aus der Vielzahl der Fugen und der notwendigen Füllelemente resultieren höhere Kosten

- Geometrie

- Tragverhalten

- Bezug Tragwerk - Hülle

Für alle Tragwerke gilt, die Anzahl der unterschiedlichen Tragwerksteile zu begrenzen und möglichst repetitive Elemente zu entwickeln, die als System intelligent zusammenwirken.

1) gerichtetes System

2) ungerichtetes System

3) zentrierte Systeme

unterschiedliche Beanspruchung der beiden Tragrichtungen Haupt- und Nebentragrichtung führt zu einer hierarchischen Ordnung

> Struktursymbol Rechteck

gleichmäßige Beanspruchung in beiden Richtungen führt zu einer nichthierarchischen Ordnung

> Struktursymbol Quadrat

auf ein Zentrum hin ausgerichtete Tragsysteme

Zusammenwirken von Geometrie und Beanspruchung:

Geometrie:

- linienförmige Tragsysteme (gerade/gekrümmt)

- flächige Tragsysteme (eben/gekrümmt)

Beanspruchungsart:

- Biegung (Querkraft)

- Normalkraft (Druck/Zug)

- Hybrid (Biegung und Normalkraft)

Die Lagebeziehung bestimmt:

- Flexibilität / Ausbauanschlüsse

- konstruktive Durchdringungen

- Gestalt: Ablesbarkeit des Tragwerks und Fassadenteilung

Hülle in Ebene Stützenraster:

- Tragwerk ausfachend

- Tragwerk gliedert Fassade

- Bauphysik beachten

Hülle hinter Ebene Stützenraster

- Tragwerk aussenliegend

- Tragwerk gliedert Fassade

- Übergang innen / außen

- Bauphysik/Korrosion beachten

Hülle vor Ebene Stützenraster

- Tragwerk innenliegend

- ungegliederte Fassade

keine Trennung von Tragwerk und Hülle

Gegen den Angriff von Horizontalkräften (Windkräfte) muss eine Gebäudekonstruktion ausgesteift werden. Die Aussteifung nimmt Wind- und Stabilisierungslasten aus dem Haupt- und Nebentragwerk auf und leitet sie in die Fundamente.

Wesentliches Kriterium für die Aussteifung eines Skelettbaus ist die Ausbildung der Knotenpunkte. Diese sind zunächst nicht als steif sondern als beweglich zu betrachten.

Die Aussteifung allein durch vertikale Elemente, bei der jede Rasterachse sowohl längs als auch quer ausgesteift sein muss erschwert offene und flexible Grundrisse. In der Regel erfolgt die Aussteifung daher durch vertikale und horizontale Elemente.

Je höher ein Gebäude ist, desto größer sind die Windkräfte, desto bestimmender werden die Aussteifungssysteme.

- Verbände / Wandscheiben

- aussteifende Kerne

- Rahmen/biegesteife Ecken

- eingespannte Stützen

- Anordnung in mind. 3 Konstruktionsachsen (mind. 2 nicht parallel) - zusätzlich komplett aussteifende, horizontale Decken- oder Dachscheiben

- Stäbe werden auf Druck und/oder Zug belastet

- Vorteil: schlanke Tragwerksteile

> wirtschaftlich

- Nachteil: ggf. Nutzungseinschränkungen

- besonders bei mehrgeschossigen Gebäuden

- Zusammenfassung vertikaler Funktionselemente z.B. Treppen, Schächte, Aufzüge, Nebenräume, durch alle Geschosse massiv und biegesteif ausgebildet

> Kern nimmt Horizontalkräfte aus Decken auf

- biegesteife Verbindung der vertikalen und horizontalen Tragglieder

- Dimensionierung der Rahmenstäbe (Riegel und Stiel) nach den im Knoten auftretenden Momenten

> massivere Querschnitte als gelenkiger Stütze-Träger-Anschluß

- besonders bei Hallen gebräuchlich

- Stützenfußpunkte werden eingespannt

> hoher konstruktiver Aufwand

- Verformungen innerhalb der Konstruktion müssen begrenzt werden

Lehre vom Zusammenfügen von Bauteilen zu einem Gefüge

Skelettbauten sind komplexe Systeme aus Subsystemen. Diese Subsysteme müssen sinnvoll gefügt und integriert werden, ebenso die vielen Bauteile und Elemente, die diese Subsysteme bilden.

Im Gegensatz zum Massivbau dominiert beim Skelettbau das Konstrukt des Gerüstes mit Stäben/ Gittern und Füllungen. Die Art und Weise wie diese Fügungen erfolgen ist nicht nur technisch bezüglich Lastabtragung, Dauerhaftigkeit und Bauphysik, etc. von größter Bedeutung. Die Ausformung der Fügungen bestimmt die gestalterische Qualität eines Bauwerks mindestens so sehr wie die Gebäudeform oder das gewählte Material.

- Knotenpunkte

> stabförmige Bauelemente oder Bauteile

- Fugen

> Stösse flächiger Elemente/Bauteile

Jede Art der Fügung entwickelt eigene Gesetzmäßigkeiten abhängig von Material, Halbzeug/Bauelement und geometrischer Ordnung.

Kriterien, die sich auf das Fügen der Bauteile auswirken sind:

- Kraftübertragung

- Befestigung

- Witterungsschutz/ Dichtigkeit

- Herstellungsmethode, Fertigung, Montage

- Verformungen/ Toleranzen

Parameter für die Bauteilfügung

- Bauteil Material/ Form

- Geometrische Ordnung

- Fügungsart

- Verbindungsprinzipien

Beim Konstruieren ist darauf zu achten, daß für Abweichungen von theoretischen Planmassen im Einzelfall eine Toleranzaufnahme im Bereich von Fügungen vorzusehen ist. Ziel ist es Abweichungen von den Nennmaßen der Grösse, Gestalt und der Lage von Bauteilen und Bauwerken soweit als möglich zu begrenzen (DIN 18202/3).

- Herstellungstoleranzen

- Bau-/ Montagetoleranzen

- Toleranzen durch Formänderungen von Bauteilen.

Handwerkliche Ausführungen weisen oft größere Toleranzen auf und sind leichter vor Ort anpassbar. Industrielle Fertigungen sind meist präziser jedoch vor Ort nur schwer anpassbar. Toleranzen treten insbesondere dann auf wenn beide Herstellungsmethoden zusammentreffen.

früher beruhten alle Holzbauten auf der natürlichen Stabform des Holzes: Blockbau und Fachwerkbau

- ursprünglichste Bauweise

- Hölzer wie gewachsen (Rundhölzer, krummer Wuchs) horizontal zu massiver Wand geschichtet

> Rundholzblockbau

- erst bessere Werkzeuge ermöglichen Besäumen der Hölzer oder Zuschnitt zu Kanthölzern

> Kantholzblockbau

- Merkmale: auf Holzlänge beschränkte Größe, aufwändige Eckverbindungen

- Nachteile: hohes Setzmaß, hoher Holzverbrauch, geringe Luftdichtigkeit, aufwändige Details

- in holzreichen Gegenden mit starken Witterungsinflüssen (Skandinavien + Alpen)

- stabförmige Holzkonstruktion aus vertikalen Stützen und horizontalen Trägern

- Öffnungen ausgefacht mit Lehm + Stroh

- Aussteifung durch Diagonalhölzer

- Entwicklung von Pfahlbau (eingegrabenen Stützen) zu mehrgeschossigen Holzkonstruktionen auf massiven Sockeln

- Merkmale: geschossweißer Aufbau, sichtbares Traggerüst

- Nachteile: aufwändige Holzverbindungen, Setzungen durch horizontale Schwellen

- Fachwerkbau: niedrigerer Holzverbrauch, in Städten bzw. holzarmen Gegenden

- bis Mitte 19. Jh. sind in Europa die meisten Gebäude aus Holz - neue technische Entwicklungen während der Industrialisierung vereinfachen Fachwerkbau

> verbesserte Sägetechnik: Dampfmaschinen treiben Sägewerke an (ab 1814) > neue Werkzeuge verringern den Holzverbrauch

> Massenproduktion von Nägeln (ab 1800) vereinfachen HolzverbindungenIndustrialisierung führt zur Verstädterung

> Massivbau verdrängt Holzbau als bevorzugte Bauweise

> Gründe: geänderte Anspruchshaltung (Holz als ́billiges` Material), Brandgefahr steigt (Holz stärker gefährdet als Stein)

- Japan hat die längste Holzbautradition aller Industrieländer

- 14. Jhd Mönche des Zen -Buddhismus entwickeln organische Architektur

> offener Grundriss, als additives Gefüge von einzelnen Räumen bei denen Beziehungen und Übergänge streng geregelt sind

> Räume beruhen auf Modulsystem (Größe einer Tatami / Papier-Schiebetür) aus filigranen Holzkonstruktionen

> Gebäude und Umwelt treten in Dialog

> dieselbe Forderung wie in der Moderne das 20. Jhd.

- Kaiserpalast Kioto (Mitte 17.Jh.) bekanntestes Beispiel - bis 1950 fast 100% der Wohnbauten in jap. Großstädten aus Holz

Ausgewanderte europ. Siedler entwickeln unter Druck der Kolonisation Fachwerkbauweiter zu Rippenbauweisen:

- Vernageln dünner Querschnitte (two by four) auf der Baustelle zu engmaschigen Tragstrukturen

- Aussteifung durch BeplankungVorteile:

- kleine, leichte Holzquerschnitte, einfache Verbindungen (Nägel)

- Standardisierung der Querschnitte (Two-by-four)

- individuelle Grundrisse möglich

- einfach für jedermann

Vorfertigung:

- F. Lloyd Wright: erste Überlegungen zur Vorfertigung von Rippenbauten

- Gropius und Wachsmann nehmen Ideen auf, entwickeln 1942 das ́General Panel System` (komplett vorgefertigtes Holzbausystem)

> Vorteile: bessere Präzision und Qualität, Witterungsunabhängig

- Rückbesinnung auf Holzbau v. a. aus ökologischen Gründen

- Klimakonferenz 1992 in Rio de Janeiro

> Verpflichtung zur nachhaltigen Entwicklung

- Holz ist vollständig recyclebar

- energiesparend zu bearbeiten

- nachwachsendes Material

- Holzwachstum bildet Sauerstoff und
bindet CO²

- neue Entwicklungen (Holzwerkstoffe, Verbindungen, Herstellverfahren) forcieren den Holzbau

porige Struktur des Holzes durch unterschiedliche Zellen (Art, Größe und
Funktion) und Gefäße zur Versorgunggleichartiger Zellen zu Gewebe zusammen-gefasst bestehend aus Festigungsgewebe, Leitgewebe, Speichergewebe

- Markröhre - Kernholz mit Jahresringen Splintholz- Kambium - Rinde

- Jahresringe entstehen durch ausgeprägte Jahreszeiten (großporigen Frühholzzellen zum Wassertransport und dickwandige Spätholzellen (Herbst) zur Festigkeit

- im Kambium werden die Zellen eines Stammes gebildet, (Rindenzellen nach außen, Holzzellen nach innen)

- Rinde unterteilt sich in Borke (äußere tote Rindenzellen) und Bast (innere lebende Rindenzellen)

- hohe Zug- und Druckfestigkeit (durch Zel-lulose + Lignin)

- guter Wärmedämmstoff (durch Poren) bei geringer Wärmeausdehnung

- geringes Gewicht

- leicht zu bearbeiten

- dauerhaft

- lebender Stamm besteht zu 60% aus Wasser, durch Fällen und Trocknung verliert er Feuchtigkeit , aber Holz bleibt hygroskopisch = nimmt Wasser auf und gibt wieder ab

> Volumenänderung (Quellen + Schwinden

> Risse, Verzerrungen

> uneinheitlich in vers. Richtungen (tangen-tial, radial, längs)

> uneinheitlich über Stammquerschnitt (Kern-, Splintholz)

- schwankende Eigenschaften (abhängig von Rohdichte)

- zu hohe Feuchtigkeit des Holzes führt zu Pilzbefall/ Fäulnis

- Schädlinge: Insekteneier, geschlüpfte Larven durchfressen Holz (Zersetzung der Holz-struktur)

> Abhilfe: der Feuchtigkeitsgehalt das Holzes muss seiner Verwendung entsprechen

(1/5 der Luftfeuchtigkeit - 9-12% im Innenbereich, 15-18% im Aussenbereich)

konstruktiver Holzschutz:

- Distanzhalten zu feuchten Bereichen (Sockel)

- Abweisen/ Ableiten von Feuchtigkeit (Bleche, Dachüberstände)

- Durchlüftung/ Hinterlüftung der Holzbauteile (Entfeuchtung)

chemischer/ biologischer Holzschutz:

- nur zur Unterstützung des konstruktiven Holzschutzes

- Streichen/ Imprägnieren/

- natürl. Feinde der Schädlinge

1) Konstruktionsvollholz (KVH)

2) Kreuzbalken (Leimholz)

3) Brettschichtholz (BSH Leimholz)

- Vergütung (Holzfehler wie Äste, Risse, Drehwuchs werden neutralisiert)

- Homogenisierung der Eigenschaften

- Dimensionsstabilität (Verhindern von Quellen und Schwinden)

- mögliche Großformate (Abmessungen über den Rohstoff Baum hinaus)

- statische Optimierung

- wirtschaftlichere Nutzung des Holzes (Verarbeitung der Reststoffe)

> Lagen-/ Schicht-/ Sperrhölzer (Furniere)

> Holzspanplatten (Holzspäne)

> Holzfaserplatten (Holzfasern)

- oder Einteilung nach Art der Bindemittel

1) Schicht- und Sperrholz Drei-/ Fünfschichtplatten

2) Furnierschichtholz FSH (z.B. Kerto)

3) Furniersperrholz

4) Holzspanplatten

5) OSB (Oriented Strand Board)

6) Zementgebundene Spanplatte

7) Holzfaserplatten

- entwickelt mangels Verfügbarkeit von Eisen und Stahl

- dem Baustoff Holz gut angepasst

- passgenaue Bearbeitung ermöglicht Kontaktstoß

- Schwächung der Hölzer

- hoher Holzverbrauch

- hoher Arbeitsaufwand

- schwierige handwerkliche Herstellung

- unklare Spannungslinien

- Stoßverbindung (Längsverbindung mit Klammern, Holzhaken)

- Verzapfung (rechtwinkliger Anschluss mit Zapfenschnitt, Zapfenloch)Verblattung (Eck-verbindung mit überlagerten Hölzern)

- Versatz (schräge Verbindungen)

Die Ausbildung des Knotens ist immer eine Entscheidung wie die Kraft von einem
Element in das andere übertragen wird:

> Axialer Knoten

- Wirkungslinien der angreifenden Kräfte schneiden sich in einem Punkt (zentrische Lastabtragung)

- bei zimmermannsmäßigen Verbindungen führt dies zu großen Querschnitts- schwächungen (siehe Versatz)

> Nichtaxiale Einleitung der Kräfte (exzentrische Lastabtragung)

z.B. Verbreiterung des Auflagers, kleiner nichtmittiger Einschnitt, Übergang aus Hartholz

> kleine Querschnittsschwächunge

werden als tragende Verbindungsteile im konstruktiven Holzbau verwendet.

Verbindungsmittel aus Stahlblech

- Winkelverbinder

- Knaggen

- Balkenschuhe

- Stützenfuss

Vorteile

- leicht zu verarbeiten

- keine Schwächung der Hölzer

- geringer Holzverbrauch

- preiswertes Massenprodukt

1) Balkenträger /Stützenfuß

2) Gussformteile

1) Sparrennägel

2) Kammnägel

3) Holzschrauben

4) Stabdübel

1) Nagelbrettbauweise

2) Nageltechniken mit eingeschlitztem Blechen

3) Nagelplatten

1) Holz - Holz - Verbindungen

2) Stahlblech - Holz - Verbindungen

1) Einlassdübel

2) Einpressdübel

3) Multikrallendübel

> diese Dübelverbindungen führen zu exzen-
trischen Knotenpunkten

1) Kopfband

2) Nagelplatte

3) Schlitzblech mit Stabdübeln

- filigranste Holzbauweise

- Tragstruktur auf großem, meist orthogonalem Grundraster

- vertikale Struktur aus Stäben, horizontale aus Balken oder Platten - Aussteifung über diagonale Zug- und Druckglieder

- Raumabschluss unabhängig von Tragkonstruktion

- große Flexibilität im Grundriss und in der Fassadengestaltung

- unterschiedliche Ausbildung der Knoten (Konstruktionsweisen)

> Art der Knotenausbildung bestimmt den tektonischen Ausdruck:

> Zangenkonstruktion

> geteilte Stütze

> Träger auf Stütze

> Pfosten- Riegel-Konstruktion

- Hauptträger liegt auf (gestossener) Stütze

- Nebenträger meist stirnseitig an Hauptträger befestigt; bei eingeschossigen Strukturen auch aufgelegt

- gerichtetes System

- Hauptträger als Durchlaufträger bemessbar (günstige Querschnitte)

- Auskragung möglich (Hauptträger bis 1,5m)

- Kraftfluss Stütze / Stütze über eingeschlitzte Stahlplatte (Querpressung!!)

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Lage des Raumabschluss variabel Vorteil:

- geringe Konstruktionshöhe durch gleiche Trägerebenen möglich

- doppelter Hauptträger (Zangen) seitlich an Stütze befestigt, Nebenträger aufgelegt

- gerichtetes System

- Zange spannt über große Spannweite, Nebenträger über kleinere Spannweite

- Haupt- und Nebenträger als Durchlaufträger bemessbar (günstige Querschnitte)

- Auskragungen in beide Richtungen (Hauptträger bis 1,5 m)

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Lage des Raumabschluss variabel

Nachteile:

- große Konstruktionshöhe durch gestapelte Trägerlagen

- komplizierter Raumabschluss (Hohlräume, Durchdringungen)

- Umkehrung des Prinzips der Zangenkonstruktion

- Hauptträger mittig zwischen geteilten Stützen befestigt

- Nebenträger meist aufgelegt

- gerichtetes System

- Hauptträger als Durchlaufträger bemessbar (günstige Querschnitte)

- Auskragungen möglich
(Hauptträger bis 1,5 m)

- Fußpunkt: Übergangsstück zwischen Stützen verbolzt

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Lage des Raumabschluss variabelNachteile:

- große Konstruktionshöhe bei gestapelten Trägerlagen

- durchgehende Stütze

- Hauptträger stirnseitig an Stütze befestigt

- Nebenträger stirnseitig an Hauptträger befestigt

- keine Auskragungen möglich

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Raumabschluss: Lage variabel, unkompliziert durch höhengleiche Lage der Träger

- Vorfertigung möglich

- schnelle Montage

- umseitig gleiches Fassadenbild möglich

Nachteil:

- aufwändige, stumpfe Anschlüsse

- kleine, leichte Holzquerschnitte zu engmaschigen Tragstrukturen gefügt

- Aussteifung durch Beplankung

- einfache Nagel- oder Schraubverbindungen

- lastabhängiger Abstand der Hölzer

- Entwicklung aus der Balloonbauweise

- Prinzip: engstehende Holzstützen werden mit Platten verkleidet, dazwischen sitzt die Wärmedämmung

- Beplankung und Ständer bilden statische Einheit

- Vorfertigung in großem Maße möglich

- Aussteifung über diagonale Bretter oder Platten
- Verbindungen nur genagelt oder geschraubt

- Tragstruktur und raumabschließende Elemente ebenengleich

- Fassadengestaltung gebunden an Raster, Öffnungen in Größe begrenzt (Scheibenwirkung erhalten)

- große Flexibilität im Grundriss

- Entwicklung aus der Platformbauweise

- Konstruktion basiert auf einem engen Raster aus regelmäßigen gleichen Holzprofilen

– Schwellen, Ständer und Rähm bilden abgeschlossenen Rahmen

- Träger und Unterzüge werden aus einem Vielfachen des Grundprofils gebildet

- Aussteifung wird von einer flächigen Verschalung oder von Beplankungen übernommen

- ungerichtetes System

- alle Ständer, Träger, Schwellen und Unterzüge sind tragend und bilden mit dem Verbund der Platte ein in sich ausgesteiftes und geschlossenes System

- alle Anschlüsse können über Nagelungen oder Schraubungen erfolgen

- individuelle Grundrisse sind möglich

- Raster von mehr als 62,5cm sollte nicht überschritten werden

- freie Grundrissformen sind möglich

- Auskragungen sind möglich

- handwerklich unkompliziert

> ökonomisch

- Spannweiten bis 6m sind möglich

- Auskragungen der Geschosse möglich

- Fassadenöffnungen über die Breite des Rasters hinaus verursachen eine Störung auf die das System mit Auswechslungen reagieren muss

- auch Rippenbauweise genannt

- aktuellste Entwicklung führt zu einer Umkehrung des Prinzips der Holzrahmenbauweise

- tragendes Element ist die Platte und nicht mehr die Stäbe

- die Platte muss eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweisen um eine statische Scheibenwirkung zu entfalten

- Querrippen aus dem selben Material
stabilisieren die Platte gegen Knicken

- die Platte ist richtungsneutral

> neue Möglichkeiten

> Öffnungen sind nicht mehr abhängig vom Raster und den tragenden Elementen

> können beliebig in die Flächen ein- geschnitten werden

- die Verbindungen sind mit Nägeln oder Schrauben zu bewerkstelligen

- hohe Vorfertigung möglich

- lange Tradition, gilt als Vorläufer für den Holzbau mit Massivholzplatten

- Hölzer in Form von Bohlen od. Kanthölzern werden mit speziellen Profilen, Nuten oder Doppelnuten übereinander geschichtet

- in den Ecken kraftschlüssig durch Verkämmung

> bekleidende, raumabschließende und tragende Funktion

- Aussteifung durch Scheibenwirkung der Vollholzwand

- nach der Montage kommt es zu großen Setzungen

(max. 25mm pro Geschoss)

- natürlicher Dämmwert reicht heute nicht mehr

> zweischalig mit Kerndämmung

- Öffnungen nur in Feld möglich

- Bretter oder Lamellen in mehreren Schichten zu beliebigen, flächigen Querschnitten verleimt

- einachsige Verformung möglich

- Bauphysik:

gute Wärmedämmung, Schallschutz, Brandschutz, hoher Dampf

- diffusionswiderstand (keine Dampfsperre nötig)

- Brettschichtholzelemente als Wandelement oder einachsig gespannte Decke

Vorteile:

- leichte Bearbeitung (kein Metall);

- bessere Scheibenwirkung

- Hölzer + Leim:

Nadelhölzer; Polyurethankleber

- Stärke: 80 – 240 mm

- Brettstapelelemente als massive, flächige Elemente aus vertikal angeordneten, zusammengenagelten, -gedübelten Brettern

- kostengünstige Bretter

- 24 bzw. 33 mm stark

- Brettstöße durch Versatz ermöglichen große Abmessungen

- Brettstapel als Wandelement oder einachsig gespannte Decke

- gute Wärmedämmung, Schallschutz, Brandschutz

- hoher Dampfdiffusionswiderstand (keine Dampfsperre)

- Vorfertigung oder handwerklich vor Ort

- Hölzer + Verbindung: Nadelhölzer; Nägel, Hartholzdübel

- Stärke: 80 – 240 mm

- Bretterlagen in großen Wannen kreuzweise unter Vakuum verleimt - lastabhängige Konstruktion möglich

- individuelle Öffnungen oder Profilierungen mittels CNC-Fräsen, veredelte Decklagen

- massive Holzscheibe:

gute Wärme- und Schalldämmung, hoher Feuer + Dampfdiffusi-onswiderstand (keine Dampfsperre nötig)

- Brettsperrholz als Wandelement oder mehr-achsig gespannte Decke - Hölzer + Leim:

billige Nadelhölzer, Holzwerkstoffe; Resorcin-Kleber

- Stärke: 60 – 300 mm

- Masse: max. 4,8 m x 20 m (transportabl.)

- Kasten-, Flächen- oder Schalenelemente aus verleimten Brettern (= verleimtes Holzverbundbauteil)

- geringes Gewicht, Hohlraum zur Dämmung oder für Schüttungen

- optimierter Querschnitt:

große Spannweiten möglich

- Verbindung der Elemente über Nut und Feder

- Hölzer + Leim:

Nadelhölzer; Hochfrequenz-
verklebung

- Stärke: 80 – 320 mm

- Hohlkastenelemente als Boden-, Dach- und Wandelemente

- Wandtafeln: Bretter auf Abstand kreuzweise in mehreren Lagen verklebt

- Deckenelemente:

untere Gurtplatte, auf geklebte Brettschichtholzstege, obere Gurtplat-te oder Querholzrost

- geringes Gewicht

- Hohlkammern für Installation, Schüttungen (Schall)

- Verbindung der Elemente über Nut und Feder

- Hölzer + Leim:

Nadelhölzer; PUR - Klebstoff

- Stärke: 70 – 280 mm

- Decken im Holzbau meist als Holzdecken konstruiert

Vorteil:

- trockene Bauweise

> keine Feuchtigkeit im Bauwerk

> kein Quellen + Schwinden

- neue Entwicklungen im Holzbau ermöglichen den Einsatz von massiven Betondecken

1) Balkendecke

2) Plattendecke

3) Verbunddecken

Systemkomponenten (Aufbau):

- Rohdecke (Deckenbalken + oberseitige Beplankung)

>horizontale Aussteifung durch diagonale Bretterschalung oder versetzt angeordnete Holzwerkstoffplatten

- Bodenaufbau (Schallschutz)

- Unterdecke/ Abhangdecke (Schallschutz, Raumeindruck)

- Anschluss auf den Hauptträgern einfach, preiswert, unkomplizierte Verbindungen (Nägel, Schrauben, Winkelverbinder)

- Deckenbalken können als Durchlaufträger bemessen werden

(> geringere Querschnitte)

- mögliche Auskragungen

Nachteile:

- große Konstruktionshöhe, unterschiedliche, komplizierte, Wandanschlüsse (Hohlräume),

- größeres Schwundmass durch Stapeln der Querschnitte

- Deckenbalken liegen auf Hauptträger oder Deckenbalken liegen oberkantenbündig zum Hauptträger

- Anschluss über ingenieursmäßige Verbindungsmittel in Abhängigkeit von Gestaltung, Stützweiten und Brandschutz,

z.B. Balkenschuhe, Z-Winkel, T-Profile mit Passbolzen, Hirnholzverbinder etc.

> bevorzugter Einsatz wegen einfachen Ausbauanschlüssen

- Öffnungen in Spannrichtung stellen nur eine geringe Beeinträchtigung der Deckenkonstruktion dar

- Öffnungen gegen die Spannrichtung, verändern die Spannrichtung der Konstruktion grundlegend

- über Wechselbalken werden die Lasten punktförmig in die begrenzenden, durchlaufenden Balken geführt, dies kann durch gesonderte Maßnahmen ausgeglichen werden

- flächige Elemente (Tafeln, Platten) bis komplette Raumzellen

- witterungsunabhängig, kontrollierte, ideale Bedingungen (Verleimung), hoher Maschineneinsatz

> präzise, mögliche Serienproduktion

- maximale Abmessungen beachten

- je nach Grad der Vorfertigung ist im Zusammenhang mit der Größe von (Halb-)Fertigteilen auf eine ausreichende Stabilität der Bauteile beim Transport, sowie in Bezug auf die Kräfte beim Versatz auf der Baustelle, zu achten

- kurze Montagezeit (erfordert im Vorfeld erhöhten Planungsaufwand)

- spezielle Fugen- und Verbindungstechnik (bauphysikalische Schichten)

- Dampfdiffusionsdichtigkeit innen und Schlag-regendichtigkeit außen müssen über den Bauteilstoß hinweg funktionieren

- Modulbauweise / raumhaltige Elemente

- raumweise können Oberflächen und Anschlüsse vorgefertigt werden

- Montagezeit auf ein Minimum reduziert

- Ausstattung und Installationen können in den Raumzellen bereits ab Werk integriert sein

- die Planung mit Modulen aus Raumzellen beeinflusst die Planung ab der Entwurfs- phase maßgeblich

- Grundrissstruktur, Raumabmessung (Transport) etc.

- Tragwerkshierarchien bewegen sich zwischen Varianten mit selbst lastabtragenden Raummodulen und einer primären Tragstruktur mit eingestellten Modulen

- grundsätzliche Unterscheidung:

Raum=Modul oder Modul eingesetzt in den Raum (z.B. Nasszelle)

- Größere Räume lassen sich aus mehreren Raummodulen zusammensetzen

- ebenso sind Kombinationen von Raum- und Flächenmodulen möglich

- Konstruktiver Nachteil der Dopplung, kann aus bauphysikalischer Sicht, insbesondere in Bezug auf den Schallschutz, ein Vorteil sein

- Verbindungen sollten durch Zwischenlagen aus elastischen Materialien entkoppelt werden, dies kann auch zur Erleichterung der exakten Positionierung beitragen

- konstruktiver Mehraufwand durch gedoppelte Schalen kann über schlanke mehrschichtige Aufbauten relativiert werden

- Modulstöße müssen auch in der Fassadenplanung berücksichtigt werden und können zu verschienden Lösungen führen

1) Träger

2) Stabzüge

3) Rahmen

4) Bogen

5) Binder

6) Fachwerkträger

7) Zweigelenkrahmen

8) Stabzug

9) Dreigelenkrahmen

10) Dreigelenkrahmen, räumlich

11) Fachwerkroste

12) Raumfachwerk Knotenstabwerk

13)Trägerroste, gestapelt

14) Tonnenschalen

15) Hängewerke

16) Faltwerke

17) Sattelschalen

18) Kuppelnetzwerke

1) Vollholz

2) Konstruktionsvollholz

3) Brettschichtholz

4) Furnierschichtholz

5) Träger mit Vollquerschnitt

6) Kastenträger

7) Stegträger

8) Fachwerkträger

9) unterspannter Träger

10) vorgespannter Träger

- Mehrgeschossiger Holzbau war in Regionen, in denen Holz der maßgebliche Baustoff war, schon immer von Bedeutung

- oftmals aus der Konstruktionsmethode des Blockbaus entwickelt - In Europa weiterentwickelt über den Fachwerkbau z.B. zu mehrgeschossigen Speichergebäuden

- In Asien spielt das Holzhandwerk bereits seit dem 6. Jahrhundert eine besondere Rolle

- Skelett-Konstruktionen mit Holz

-Holz-Verbindungen zwischen Stützen und Trägern zu steifen Strukturen gefügt (z.B. buddhistischen Tempelarchitektur)

- In der Moderne unterrepräsentiert, hat sich der mehrgeschossige Holzbau seit den 2000er Jahren immer weiter entwickelt, so dass, tlw. über hybride Bauweisen, Holzbauten mit um die 20 Geschosse möglich wurden

- Problem:

Holz ist ein Konstruktionswerkstoff der selbst brennbar ist; entsprechend sind weiterreichende Maßnahmen zu treffen

- Anforderungen an den Feuerwiderstand von Gebäuden je nach Gebäudeklasse in Bezug auf Baustoffklassen

(Brennbarkeit der Baustoffe) und Bauteilklassen (Feuerwiderstand der Bauteile)

- Beispiel:

Eine Stütze aus Brettschichtholz ist zwar brennbar kann aber, bei richtiger Bemessung, 90 Minuten Standsicherheit gewährleisten (im Gegensatz zur offenliegenden Stahlstütze)

- insbesondere Flure und Treppenräume im Bereich von Fluchtwegen sind im Normalfall mit Hilfe von nicht brennbaren Beplankunge brandlastfrei zu halten

- Zwischen Geschossen lassen sich durch-gehende nicht brennbare Flächen über Holz-Beton-Verbunddecken herstellen

Kombinationen von Holzbauelementen und Materialkombinationen - Die vorab beschriebenen Holz-Bauelemente werden in der Praxis, je nach spezifischer Anforderung (Statik, Brand- und Schall-schutz), oftmals zu Mischkonstruktionen zusammengefügt

- Durch die Kombination aus flächigen und stabförmigen Bauelementen wird, wie im traditionellen Skelettbau

(Tragwerk + Aus-fachung/Aussteiffung), eine größtmögliche Entwurfsfreiheit gewährleistet

- Im mehrgeschossigen Holzbau werden, neben den materialimmanenten Bauelementen, auch Materialkombinationen zur gezielten Optimierung von Bauteileigenschaften für das Gesamtsystem angewendet

- es entstehen Hybride Bauweisen - Die Materialkombination kann sich auf der Ebene des Bauwerks, der Bauweise und des Bauteils stattfinden

Kombinationen von Holzbauelementen und Materialkombinationen - Die vorab beschriebenen Holz-Bauelemente werden in der Praxis, je nach spezifischer Anforderung (Statik, Brand- und Schall-schutz), oftmals zu Mischkonstruktionen zusammengefügt

- Durch die Kombination aus flächigen und stabförmigen Bauelementen wird, wie im traditionellen Skelettbau (Tragwerk + Aus-fachung/Aussteiffung), eine größtmögliche Entwurfsfreiheit gewährleistet

- Im mehrgeschossigen Holzbau werden, neben den materialimmanenten Bauelementen, auch Materialkombinationen zur gezielten Optimierung von Bauteileigenschaften für das Gesamtsystem angewendet

- es entstehen Hybride Bauweisen - Die Materialkombination kann sich auf der Ebene des Bauwerks, der Bauweise und des Bauteils stattfinden

- In Bezug auf die Tragwerksplanung ist es im Holzbau möglich verschiedene Systeme umzusetzen, da über diverse Holz- bzw. Verbundwerkstoffe die anisotropen Eigen-schaften des Holzes ausgeglichen werden können

- Holz ist ein anisotropes Material:

Zug- und Druckfestigkeit längs zur Faser hoch; Druck-festigkeit- und Steifigkeit quer zur Faser eher gering

- Geringe Querdruckfestigkeit und -steifigkeit bedingt beim mehrgeschossigen Bauen die Notwenigkeit, möglichst keine Vertikallasten über Bauteile zu führen die quer zur Faser belastet werden; entsprechende Einbauteile bzw. alternative tektonische Fügungen sind zu berücksichtigen (siehe Grafiken unten)

- Lasten sollten nicht von unten, sondern von oben in Holzbauteile eingeleitet werden; ggf. über Verstärkungen

- Neben Stahlbetonkernen, können auch Kerne aus Massivholztafeln z.B. aus Brettsperrholz hergestellt werden und zur Gebäude- aussteifung dienen

- Grundsätzlich nehmen die Anforderungen an die Steifigkeit von Aussteifungselementen mit der Geschossigkeit zu und sind über Brettsperrholz- und Stahlbetonwände einfacher zu gewährleisten

- Es ist sinnvoll die Elemente zur Aufnahme von horizontalkräften möglichst weit aussen zu planen, um lastquerverteilende Holzbauteile zu vermeiden; damit wird die vollständige Öffnung von Fassaden ohne aussteifende Flächen erschwert

- Anforderungen:

Witterungsschutz, Wärmeschutz, Tauwasserschutz, Brandschutz, Schallschutz

- Die Funktionen der Bauteilschichten sind festzulegen:

Bekleidung - Winddichtheit/Wasserschutz
- Dämmschicht - Tragschicht - Luftdichtheit - Dampfbremse - Installationsschicht/Innere Bekleidung

- einige der Schichten können gleichzeitig mehrere Funktionen übernehmen

- die Kontinuität der funktionalen Schichten ist in der Fügung gleicher oder unterschiedlicher Bauteile zu beachten

- Die Anordnung der Dämmebene unterschei-det grundsätzlichen in Bezug auf die Lage zur Tragschicht (zwischen/in oder aussen/auf) der Tragkonstruktion

- Die Anforderungen an Innenbauteile liegen insbesondere im Brandschutz, Schallschutz und Luftdichtheit

- Die Bauteilschichten vom Bodenaufbau, über die Tragschicht, bis zur Unterdecke können Schall- und Brandschutz in unterschiedlichen Ausführungen gewährleisten

- zu beiden Aspekten ist das eher geringe Eigengewicht der Holzkonstruktion zu berücksichtigen und mit entsprechender Masse im Bodenaufbau oder einer Mehrschichtigkeit gegenzusteuern

- Bei der Fügung von Innen- und Aussenbauteilen sind die Bauteilschichten entsprechend der geometrischen Anforderungen fortzuführen (Bsp. s.u. Aussenwand-Geschossdecke)

- In Abhängigkeit von der Gebäudeklasse ändern sich die Brandschutzanforderungen an die Fassadenbekleidung

- GK 1-3 keine besonderen Anforderungen - B2 Baustoffe; GK 4 und 5 (vier bis sieben Geschosse) - B1 Baustoffe

- mit Holzbekleidungen lässt sich hier nur unter bestimmten Voraussetzungen einsetzen

- z.B. Brandbarrieren vor den Geschossebenen

- klassischerweise werden hinter- oder belüftete Systeme eingesetzt

- Wird der Konstruktive Holzschutz berücksichtigt (Tropfkanten etc.) ist die Verwendung unbehandelter Holzhalbzeuge möglich

- Starke Farbveränderung muss in der Gestaltung berücksichtigt werden, da ein gleichmäßiges Vergrauen nicht möglich ist

- Lasuren als farbliche Vorbehandlung (grau pigmentiert)

- Deckend pigmentierte Lacke (auch Feuchteschutz)

- thermische Modifizierung der Holzstruktur

- EN 927 -1/2 Holzaussenbeschichtungen

- Stahl ist kein natürliches Material, wie z.B. Holz, das direkt als Baustoff verwendet werden kann

- Eisen ist in der Natur nur in Verbindung im Eisenerz vorhanden, es muss aus Erz heraus-geschmolzen werden

- als Stahl bezeichnet man eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und weiteren Begleit- und Legierungsbestandteilen, deren Zusammensetzung bestimmen die Qualität und die Verwendungsmöglichkeiten

- Stahl ist als Material nicht beliebig form- und bearbeitbar

- zur Verfügung stehende Elemente sind vorge-prägt und typisiert

- durch seine Eigenschaften liegt es als lineares Element in verschiedenen Größen, Materialstärken und Profilierungen vor (Halbzeuge)

- Halbzeuge sind vorkonfektionierte Elemente, die in ihrer Länge wählbar sind

- Halbzeuge sind durch ihre Vorfertigung ent-sprechend maßhaltig und vereinfachen die Planung und Verarbeitung in der Schlosserei und auf der Baustelle

- Verwendung von Halbzeugen erhöht allerdings den Planungsaufwand und die notwendige Disziplin bei der Planung

- Stahl ist nicht brennbar, allerdings verändern sich bei hohen Temperaturen seine mecha-nischen Eigenschaften

> bei Hitzeeinwirkung lässt die Tragfähigkeit abrupt nach

- Landesbauordnung:

„jede tragende Stahlkonstruktion mit mehr als einem Geschoss muss vor Feuereinwirkung geschützt werden“.

- DIN 4102: Klassifizierung von Baustoffen

- ausreichende Fluchtmöglichkeiten

- Begrenzung des Brandes durch Unterteilung in Brandabschnitte

- Verzicht des Einbaues von stark rauchenden Materialien

- Abführen von Rauch und Wärme

- Rauch- und Brandmelder

- selbsttätige Feuerlöscheinrichtungen (z.B. Sprinkleranlagen)

- Schutz der Bauteile vor dem Brand bzw. Verlangsamen der Wärmeeinwirkung auf die Bauteile

- Konstruktive Maßnahmen wirken dämmend, wärmeabführend oder durch Abschirmung

1. Dämmschichtbildende Anstriche oder Folien schäumen im Brandfall auf und schützen durch eine mehrere Zentimeter dicke Schicht.

2. Profilfolgende Ummantelungen erfolgen durch Spritzputze oder Spritzbetone, die im Brandfall veraschen.

3. Durch Abschirmung vor direkter Hitzeeinwirkung durch kastenförmige Verkleidung aus vorgefertigten Plattenelementen oder komplettes Verdecken unter abgehängten Decken bzw. Wandvorsatzschalen. Der Nachteil ist, dass die Stahlkonstruktion als gestaltendes Element nicht mehr sichtbar ist.

4. Kernfüllung mit Beton:

die zugeführte Wärme fließt im Brandfall in den Beton ab, dadurch verlängert sich die Feuerwiderstandsdauer.

5. Wasserfüllung:

Wasser zirkuliert in einem System, wird fortlaufend gekühlt und erneuert und transportiert so die Wärme ab.

Oberflächenbehandlung

- Stahl ist ab einer Luftfeuchtigkeit von 65% durch Korrosion gefährdet.

- Der Schutz von Stahlbauteilen erfolgt durch Beschichtungen, metallische Überzüge oder Veredlungen.

1) Beschichtungen

2) Metallische Überzüge

3) Veredelungen mit hochwertigeren Materialien (Legierungen)

1) Walzprofile

2) Hohlprofile

3) Vollprofile

4) Kaltgeformte Profile

5) Trapezprofile

6) Kassettenprofile

7) Sonderprofile

1) IPE - Profil

2) HE - Profil (früher IPB)

3) L - Profil (auch: Winkelstahl)

4) U - Profil

5) T - Profil

6) Z - Profil

1) Planung

2) Detaillierung

3) Fertigung

Wirtschaftlich ist die Anlieferung möglichst großer, zusammenhängender Bauteile für die Montage auf der Baustelle (zulässige Trans-portmaße und -gewichte sind zu beachten).

Bei Überschreitung dieser Obergrenzen, werden Schwer-/Spezialtransporte nötig, die eine spezielle Genehmigung erfordern.Bei großen Bauteilen sind Montagestöße vorzusehen; optimal ist, wenn diese auf das Konstruktionssystem abgestimmt werden(z.B. Stoß im Momentennullpunkt).

Alle Bauteile und Bauwerke sind herstellungs- und montagebedigt mit Maßungenauigkeiten behaftet.

Diese tolerierbaren Abweichungen (Toleranzen) müssen an den Fügepunkten von Bauteilen aufgenommen werden können.

Im Stahlbau sind deutlich höhere Präzisionsgrade möglich und üblich, als in anderen Werkstoffen (z.B. Stahlbeton).

Insbesondere für Fügepunkte mit Werkstoffübergang müssen daher montagegerechte Detailierungen entwickelt werden, die die Aufnahme dieser Toleranzen berücksichtigen.

1) Nieten

2) Schweißen

3) Schrauben

4) Rohe Schrauben

5) Paßschrauben

6) Blechschrauben ( Gewindeschrauben, Bohrschrauben)

1) Einteilige Stützen

2) Verbundstützen

3) Mehrteilige Stützen

Einteilige Träger:

1) Vollwandträger

2) Wabenträger

3) Lochstegträger

1) Fachwerkträger

2) Vierendeelträger (Sonderform)

3) Unterspannter Träger

1) Gelenkige Anschlüsse

2) Biegesteife Anschlüsse

1) Steglaschenanschluss

2) Dünnwandige Hohlprofile

3) Zweischnittige Verbindung

4) Kopfplattenanschluss

5) Bausystem ARBED

1) Kaltgeformte Profile

2) Warmgeformte Profile

1) gelenkiger Anschluss

2) biegesteifer Anschluss

1) Gelenkige Lagerung

2) Einspannung

1) Rahmen

2) Diagonalverbände/Fachwerke

3) Eingespannte Stützen

4) Scheiben/Scherwände

5) Kerne

Tragwerke entstehen durch Fügen der elementaren Bauteile und HalbzeugeTragsysteme werden definiert durch:

- Hauptragelemente (Stützen und Träger)

- Nebentragelemente (Pfetten bzw. flächige Tragelemente, z.B. Trapezblech)

- systembedingte Art der Aussteifung

1) Ausrichtung der Struktur

2) Aussteifungsmaßnahmen

1) Gerichtete Strukturen

2) Ungerichtete Strukturen

3) Zentrierte Strukturen

1) Stütze-Träger-Systeme und Räumliche Tragwerke

2) Rahmen- und Bogentragwerke

- gerichtete Systeme

- unterschiedliche Anschlussbedingungen für Hülle in Haupt- und Nebenrichtung

1) Einfeldträger

2) Mehrfeldträger

Im Rahmentragwerk wird die Lastaufnahme auf Stiel und Riegel verteilt. Rahmenstiel (Stütze) und -riegel (Träger) bilden eine Einheit, sie sind biegesteif miteinander verbunden.

- Riegelquerschnitte können deutlich geringer bemessen werden, als bei Stütze-Träger-Systemen

- Rahmenstiele müssen größer dimensioniert werden als bei Stütze-Träger-Systemen (besonders in Rahmenrichtung)

- Rahmenkonstruktionen bilden deutlich gerichtete Räume

- Detailausbildung der biegesteifen Verbindung von Stiel und Riegel hat sowohl in technischer als auch gestalterischer Hinsicht eine besondere Bedeutung

- zur Aufnahme der horizontalen Schubkräfte werden an gelenkigen Fußpunkten Schubknaggen angeordnet und / oder Zugbänder in der Bodenplatte integriert

Bei großen Spannweiten eignen sich:

- Schweißkonstruktionen von nichtparallel-flanschigen Stielen und Riegeln (besserer Kraftverlauf)

- Fachwerkkonstruktionen für extreme Spannweiten

Überschlägige Bemessung Rahmen (H/L):

Vollwandträger l/30 - l/40, Spannweite L = 5 - 40m

Fachwerkträger l/10 - l/20, Spannweite L = 8 - 55m

- besonders leistungsfähiges Tragwerk in der Relation von Spannweite zu Materialver-brauch (Wirtschaftlichkeit)

- je flacher der Bogen, desto größer die Horizontalkräfte am Auflager

- Aufnahme durch entsprechende Fundamente oder Zugbänder in Höhe des Auflagers

- Auflagerung der Bögen auf Stützen möglich (mehrschiffige Bogenhallten), dann Zugseile zur Aufnahme der H-Kräfte im Raum sichtbar

- gelenkig gelagerte Bögen unempfindlicher gegenüber Temperaturspannungen, Setzungen und Lastwechseln

- eingespannte Bögen steifer

- Dreigelenk-Bogen:

statisch bestimmtes Tragwerk mit minimierten Spannungen und drittem Gelenk am Scheitel des Bogens

Überschlägige Bemessung Bogen (H/L):

Vollwandbogenl/50 - l/70, Spannweite L = 25 - 70m

Fachwerkbogenl/30 - l/50, Spannweite L = 40 - 120m

1) Trägerrost

2) Faltwerk

3) Raumfachwerk

4) Schale

1) Hybride Konstruktionen

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit eines Tragwerks ist die Reduzierung der Anzahl der Bauglieder, die am Abtragen der Lasten beteiligt sind.

Das Ziel sind möglichst kurze Lastwege.Entscheidend ist die Wahl des richtigen Stüt-zenrasters, um damit optimale Stützweitenund dadurch eine wirtschaftliche Gesamtbau-höhe der Träger der 1. / 2. / 3. Ordnung zuerreichen.

Eine funktionale und effektive Grundrissgestal-
tung wird in hohem Maße durch das Deckensystem bestimmt. Das Strukturraster legt Stützen- und Trägerabstände fest.

1) Längsträgersysteme

2) Querträgersysteme

3) Längs- und Querträger als Hauptträger

4) Trägerlose Systeme

1) Rechteckraster aus langen Trägern und kurzen Unterzügen

2) Rechteckraster aus kurzen Trägern undlangen Unterzügen

3) Quadratraster

4) Alternative Stützenstellungen

5) Dreieckiges Stützenraster

1) Preußische Kappendecke

2) Betondecken

3) Stahlblechdecken

4) Stahlblechverbunddecken

5) Schlanke Deckensysteme

1) Fertigteilplattendecke

2) Betonfertigteildecke mit Verbund

3) Flachdeckensystem (Ortbeton) mit Stahlpilz

Genell zwei Typen:

- Tragendes Stahlblech:

Auf Beton oder Estrich dienen nur der Lastverteilung, dem Schall- oder Brandschutz

- Stahlblech als verlorene Schalung:

bewehrter Aufbeton der Decke trägt allein

1) Stahltrapezblechdecke

1) Trapezblech

2) Holoribblech

1) ARBED
Betonfertigteildecke mit Spannbetonhohlplat-ten (Deckensystem der Firma ARBED).

- Vorgespannte Hohlplatten liegen auf dem unteren, verbreiterten Flansch des Trägers auf. Dadurch entsteht eine sehr kompakte Konstruktion mit niedriger Bauhöhe.

- Hohlräume zwischen den Platten werden anschließend vergossen, auf den Verbund mit den Stahlträgern ist zu achten (Scheibenwir-kung) der Decken.

2) Slimfloor

- Installationsführung in Deckenebene

- Vermeidung von Unterzügen

Offenes Stahlskelett bietet Vorteile für vertikale und horizontale Installationsführung

- Tragwerk / Installation beeinflussen sich

- Übersichtliche Leitungsführung z.B. für Labor / Krankenhäuser

- Flexibel anpassungsfähig

Aufgabe von Bauwerken ist es, Teile der Erd-oberfläche für bestimmte Funktionen, meist Wohnen und Arbeiten, zu konditionieren. Die Gebäudehülle als Grenzschicht zwischen Innen und Außen.

1) Hülle als Schutz

( 1. Dem Schutz vor Wind + Wetter, Regen + Kälte, Hitze + Sonne )

2) Hülle als Kommunikationsmittel

( 2. Der Abgrenzung von Eigentum und der Schaffung von Privatsphäre )

Curtain Wall

Für die für Qualität einer Gebäudehülle gelten die gleichen Grundlagen wie für das Gesamt-system Gebäude / Bauwerk wie sie bereits vom römischen Architekturtheoretiker Vitruv definiert wurden:

1) Nutzung

2) Konstruktion

3) Gestalt

4) Ökologie

- die Hülle kontrolliert Belichtung und Ausblick

- die Hülle ermöglicht natürliche Belüftung

- sie hat Einfluss auf Flexibilität und Variabilität der Räume (Raster, Modul)

z.B. durch mögliche Trennwandanschlüsse und Anordnung offen oder geschlossen ausgebildeter Fassadenflächen

- Die Nutzungsanforderungen gelten meist nur zum Zeitpunkt ihrer Erstellung.

Nutzungen ändern sich jedoch immer schneller und erfordern daher möglichst flexible und anpassungsfähige Konzeptionen.

- Herstellungstechnik, Materialentwicklung, Abläufe in Bauindustrie

- Bauprozess wird immer komplexer (und schneller)

> Auswirkung auf Konstruktionsweisen von Fassaden

- Möglichkeiten für Lastabtragung und Befestigung und Toleranzaufnahme sind zu berücksichtigen

- fast 50% des Gesamtenergiebedarfes benötigen wir für den Betrieb von Bauten

- Die Hülle hat den größten Einfluss auf den Energieverbrauch von Gebäuden (Heizenergie, Kühlenergie, künstliche Beleuchtung)

- architektonisch-gestalterische Konzepte können nicht ohne Berücksichtigung ökologische Aspekte entwickelt werden

- Wie beim Bauwerk insgesamt und beim Tragwerk besteht auch bei der Gebäudehülle ein direkter Zusammmenhang zwischen der Konstruktion (Machart) und der Gestalt (Erscheinungsbild).

- Das Erscheinungsbild der Hülle und damit auch des Gebäudes wird bestimmt von der Wahl der tragenden Struktur, Material, Oberfläche, Farben, Qualität der Fügungen und Details und ganz wesentlich von den Proportionen innerhalb der Fassade.

- Sowohl in der Erstellung (Investkosten) als auch im Unterhalt (Betriebskosten) ist die Hülle wegen der vielfältigen an sie gestellten Anforderungen und der zum Teil extremen klimatischen Belastungen meist das aufwändigste und kostspieligste Bauteil eines Gebäude.

- Die aus den funktionalen Anforderungen abzuleitenden Behaglichkeitsfaktoren bestimmen die energetischen und bauphysikalischen Aspekte der Fassadenkonstruktion ganz wesentlich (z.B. sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz, Tageslichtnutzung, Schallschutz, Feuchteschutz, Brandschutz, etc.).

- Maßgeblich bestimmend für den Wärme-schutz sind der Eintrag von Solarstrahlung (z.B. Schutz vor Überhitzung im Sommer, solare Gewinne im Winter) und die Dämmwirkung der Hülle

- Die termische Behaglichkeit eines Raumes wird maßgeblich durch die Raumlufttemperatur, die Oberflächentemperatur der umgren-zenden Bauteile und die relative Luftfeuchte beeinflusst

- Tageslicht hat zentralen Einfluss auf der Wohlbefinden in Innenräumen
- Tageslichtquotient (TLQ) dient dem Vergleich zwischen der horizontalen Beleuchtungsstärke E0 im Freien und der Beleuchtungsstärke EI im Rauminneren

- TLQ von 10 % wird als sehr hell empfunden

- TLQ von 3 % gilt als nicht ausreichend

- die natürliche Beleuchtungstiefe beträgt max. etwa das Doppelte der Beleuchtungshöhe

- Schallschutzanforderungen ergeben sich durch interne Schallquellen (z.B. Nutzung, Technik) oder durch externe Schallquellen (z.B. Verkehr)

- erreichen der Schallschutzanforderungen durch

a) entwurfliche / planerische Maßnahmen

(z.B. Grundrisszonierung)

b) technisch / konstruktive Maßnahmen in der Fassade

- Die Planung einer Gebäudehülle ist ein langwieriger Entwicklungsprozess von Konzeption, Entwurfsplanung und Werk-/ Detailplanung über Muster/ Prototypen, Werkstattplanung der ausführenden Firmen bis zur Ausführung am Bau.

- Mit Hilfe von Varianten und Alternativen in Entwurf und Planung und deren Vergleich und Bewertung ist es möglich, schrittweise die unterschiedlichen Anforderungen zu einem sinnvollen Ganzen zu integrieren.

1) Modulare Ordnung

2) Bezug Tragwerk / Hülle

3) Rastersysteme

4) Bezug Tragwerksraster / Fassadenraster

Geometrische Ordnungssysteme wie Raster / Achsen dienen nicht nur als plantechnisches Ordnungssystem, das den Planungs- und Bauablauf wesentlich erleichtert (z.B. die Kommunikation mit Planungsbeteiligten und der Baustelle).

Es besteht auch eine Wechselbeziehung zwischen konstruktiver Ordnung (z.B. Tragwerks-raster) und Fassade (Fassaden-/ Ausbauraster).Die geometrische Ordnung eines Gebäudes bestimmt auch den Lagebezug von Hülle und Tragwerk und hat damit erheblichen Einfluss auf die weitere konstruktive Ausbildung der Fassade.

Sie kann nicht abstrakt und ohne Bezug zum Entwurf und zur konstruktiven Konzeption des Gebäudes festgelegt werden, es empfiehlt sich aber frühzeitig im Entwurfsprozess alternative Überlegungen zur geometrischen Ordnung anzustellen.

1) Fassade in Tragwerksebene integriert (Stützen in Fassade)

2) Fassade hinter Tragwerksebene (Stützen aussenliegend)

3) Fassade vor Tragwerksebene (Stützen hinter Fassade)

Vorteil

- Nutzung/ Möblierung wird kaum beeinträchtigt,

- Tragwerk bleibt ablesbar und trägt zur Gliederung des Baukörpers bei

Nachteil

- zahlreiche Anschlusspunkte Fassade/ TW

- Anpassung von seriell gefertigten, präzisen Außenwandelementen an unpräzisen Rohbau

- erhöhter Aufwand für Fugendichtigkeit, Wärmedämmung und Verformungsaufnahme

Vorteil

- Fassade frei aufteilbar

> wenig geometrische Probleme

Nachteil

- Tragwerk ist völlig exponiert

- unterschiedliche Materialverformung aufgrund Temperaturschwankungen

- Durchdringung Tragwerk/ Hülle mit Decke und
Tragelementen erfordert besondere Aufmerksamkeit und Aufwand bezüglich Fügung und Bauphysik

- Tragwerk komplett im Gebäudeinneren, glatte vorgehängte Haut

- Fassade nur punktuell am TW befestigt

Vorteil

- Anpassung Fassade an Tragwerk problemlos

- Toleranzen können in Anschlüssen aufgenommen werden

- Primärkonstruktion vollkommen witterungsgeschützt

> keine temperaturbedingten Verformungen

Nachteil

- Nutzungseinschränkung:

Stützen stehen im Raum (Problem bei kleinen Räumen)

- Behinderung Trennwandanschlüsse

- Tragwerk nicht ablesbar

> Fassade muss in sich gegliedert werden um monotone Flächen zu vermeiden

1) Achsraster

2) Bandraster

beschreibt / bestimmt die Achsen von Trag- und Ausbaustrukturen = Achsbezug

> bei achsbezogenen Maßsystemenergeben sich Sonderlängen von raumbegrenzenden Elementen (Ausbausystem,Hüllsystem / Fassade)

beschreibt / bestimmt die bauteilbegrenzenden Kanten / geometrischen Räume = Grenzbezug

> bei kantenbezogenen Maßsystemenergeben sich keine Sonderlängen

Neben der Lage der Fassade vor, in und hinter der Stützenebene, haben die Wahl des Rastersystems und die Beziehung von Trags-werksraster und Fassadenraster maßgeblichen Einfluss auf Erscheinungsbild und Konstruktion der Fassade.

Die Außenwand ist dabei Teil eines dreidimensionalen räumlichen Gefüges, womöglich mit Vor- und Rücksprüngen. Insbesondere an den Ecken zeigen sich formale und konstruktive Probleme. Bei der Planung von Fassaden ist daher frühzeitig um die Ecke zu denken.

Fassaden sind im Skelettbau in der Regel nicht tragend.

Sie müssen dennoch Lasten aus Eigengewicht (vertikal) und Wind sowie Anpralllasten (horizontal) aufnehmen und an das Primärtragwerk weiterleiten können.

Insofern stellen auch Fassadenkonstruktionen Tragsysteme dar, die statisch berechnet und dimensioniert werden müssen.

Für die Konzeption der Lastabtragung insbesondere hoher Fassaden gelten ähnliche Prinzipien wie für Tragwerke.

Grundsätzlich bestehen Fassadenkonstrukti-onen meist aus in Vertikal- und Horizontalrich-tung aufgelösten stabförmigen Tragkonstruktion mit darauf linear befestigten Verglasungen oder Füllungen (Paneele / Ausfachungen).

Die Arbeitsteilung in tragende und ausfa-chende Elemente ermöglicht den spezifischen Einsatz von Werkstoffen:

- Holz, Stahl und Aluminium (Glas) können Druck, Zug und Biegung aufnehmen und Kräfte mittels Befestigungstechnik und geeigneten Anschlüssen an das Tragwerk der Primärstruktur weitergeben

- plattenfömige Materialien wie Glas, Holzwerkstoffe, Dämmstoffe, dünne Metalltafeln eigenen sich für die AusfachungMaterial, Profildimension und Form müssen den spezifischen Beanspruchungen (Gebäu-de- und Fassadenhöhe, Windlasten, etc.) und Anschlussbedingungen (an das Tragwerk) entsprechen.

Es werden zwei grundsätzliche Konstruktions-prinzipien für Fassaden unterschieden:

- Elementkonstruktion und - Pfosten-Riegel-Konstruktion:

Ihr Hauptunterschied liegt in Fertigung, Montage und Verglasungsart.

1) Elementbauweise

2) Pfosten - Riegel - Fassade

- werkseitig vorgefertigte Rahmenelemente

- Größe ist Transport und Montage bedingt

- 1 bis 2 Geschoße hoch, 1 bis mehrere Ausbauachsen breit

- umlaufender Rahmen ergibt geteilten / doppelten Pfosten mit Stossfuge, die nach unterschiedlichen Prinzipien dicht ausgeführt werden muss

- Fügung:

Stoß oder Steckverbindung

- Dichtigkeit und thermische Trennung, Aufnahme thermischer Längenänderungen und Toleranzen erfolgt in der Fuge

- Ausfachungen werden werkseitig oder vor Ort von innen eingesetzt

- die Verglasung erfolgt mittels Glashalteleiste von innen, ebenso die Integration von Öffnungselementen und Paneelen

- auf der Baustelle montiertes (oder vormontiertes) Skelett aus werkseitig vorbereiteten einzelnen Stäben (Pfosten vertikal, Riegel horizontal)

- mittels Knoten, Kreuzungspunkten, Steckverbindungen und Verschraubung

- Aufnahme thermischer Längenänderungen und Toleranzen erfolgt durch Dilatationspfosten und verschiebliche Befestigungen

- Ausfachungen werden vor Ort eingesetzt und durch Pressleisten befestigt und gedichtet

- mittels Press- oder Klemmleiste von außen

- ebenso Integration von Öffnungselementen und Paneelen

Toleranzen können sich in 3 Richtungen ergeben:

- vertikal infolge Setzung / Durchbiegung

- horizontal infolge Windlasten TW / Hülle oder thermischer Längendehnung (Dilatation)

- in drei Richtungen infolge Rohbautoleranzen

Da Öffnungen die Erfüllung der Fassadenanforderungen zu hohem Maße beeinflussen, fällt ihnen in der Planung ein gewichtige Rolle zu.

Größe, Proportion und Lage bestimmen maßgeblich sowohl die bauphysikalischen Eigenschaften als auch die Gestalt der Fassade.

1) Drehfenster

2) Wendefenster

3) Kippfenster

4) Klappfenster

5) Schwingflügel

6) Horizontalschiebefenster

7) Vertikalschiebefenster

8) Ausstellfenster

Das bauphysikalische Leistungsprofil einer Fassade wird bestimmt durch den Aufbau ihrer Schalen und Schichten sowie deren Kopplung untereinander senkrecht zur Fassadenebene.

Grundsätzlich werden folgende Typen unter-schieden:

Massivwand

- monolithisch oder aus Elementen zusammengesetzt

- evtl. mit separater Wetterschutzschicht (z.B. Außenputz)

Warmfassade

- wärmedämmende Schicht direkt auf/in Konstruktionsebene

- Außendämmung feuchtebeständig oder durch äußere Wetterhaut gegen Witterungseinflüsse abgedichtet

Kaltfassade

- hinterlüfteter Hohlraum

- Trennung in Dämmung und Wetterschutzschicht

Ein entscheidendes Kriterium für die Funktion und den konstruktiven Aufbau der Gebäudehülle ist ihre Strahlungsdurchlässigkeit.

Diese wirkt:

- bauphysikalisch (Behaglichkeit)

- gestalterisch (Außenfassade)

- räumlich (Tageslichteintrag)

1) Materialwahl der Ausfachung

2) Anzahl und Anordnung der Schichten und Schalen

3) Einsatz von Manipulatoren, also zusätzlichen konstruktiven Elementen, die bauphysikalische Eigenschaften der Hülle verbessern

1) opak:

bei nicht-tragenden Fassadenschichten ist eine Vielzahl undurchsichtiger Materialien möglich (z.B. Holz, Metall, Keramik, Natur-stein, Fasenzement, Beton...)

2) tranparent:

durchsichtige Gläser wie Isolier- oder Sonnenschutzgläser

3) transluzent:

lichtdurchlässige aber nicht durchsichtige Materialien (z.B. durchscheinend behandelte Gläser, Kunststoffe, mehrschichtige Bauelmenete

1) Einschichtige Fassade

2) Mehrschichtige Fassade

3) Manipulatoren

Manipulatoren sind zusätzliche Komponenten zur flexiblen Regelung der funktionalen Fassadeneigenschaften in Bezug auf

- Wärmeschutz

- Schallschutz

- Sonnenschutz

- Blendschutz

- Sichtschutz

Unterschiedlichste Werkstoffe und Systeme haben erheblichen Einfluss auf die Leistungsformen der Hülle.

Sie werden entwickelt aus den Anforderungen an

- Eignung des Systems / Werkstoffs

- Gebrauch

- Integration

- Wartung / Reinigung

- Glas ist eine strukturlos erstarrte Flüssigkeit.

Die Moleküle sind völlig ungeordnet und bilden kein Kristallgitter.

Dies ist der Grund für die Transparenz des Glases

- Glas hat keinen Schmelzpunkt, sondern geht bei Erwärmung kontinuierlich von einem festen Zustand in den plastisch-viskosen und später in den flüssigen Zustand über.

- Durch die Erhitzung und das anschließende Abkühlen während des Herstellungsprozesses von Glas haben die Moleküle und Ionen keine Möglichkeit sich zu Kristallen zusammenzuschließen, der ungeordnete Molekülzustand wird „eingefroren“.

- Erhitzt man Glas über einen längeren Zeitraum auf ca. 800 – 1100 C, tritt eine sogenannte Entglasung ein, d.h. es entstehen Siliziumkristalle, die von der eigentlichen Glasmasse abgesondert werden.

Dies führt zu opakem Glas.

- Dichte (bei 18°C) von Glas beträgt 2,5 g/cm³.

- Daraus ergibt sich für Flachglas eine Masse von 2,5 kg /m²/mm Druckfestigkeit

- Die Druckfestigkeit ist mit 700 N/mm² sehr hoch

- Dies bedeutet, dass man eine Last in der Größenordnung von 7 Tonnen benötigt, um einen Glaswürfel 1 x 1 cm zu zerbrechenBiegefestigkeit

- Beim Biegen von Glas wird die eine Seite verdichtet und die andere gedehnt.

- Die Biegebruchfestigkeit liegt in der Größenordnung von 40 N/mm² für Floatglas, bzw. 120-200 N /mm² bei vorgespanntem Glas.Härte / Ritzhärte

- 6 Einheiten auf der Mohsschen HärteskalaElastizitätGlas ist ein vollkommen elastischer Werk-stoff. Nach einer Biegung weist Glas keinerlei bleibende Verformungen auf. Glas ist aber zerbrechlich

– der Bruch tritt ab einem bestimmten Punkt ohne vorherige Anzeichen ein.

Wärmeverhalten / Längenausdehnung

- Der Längenausdehnungskoeffizient von Glas beträgt 9 x 10-6

- Beispiel : eine Glasscheibe von 2 m , die um 30°C erhitzt wird, dehnt sich folgendermaßen aus: 2000 x 9 x 10-6 x 30 = 0,54 mm

- In einer groben Annäherung kann man sagen, dass eine Temperaturdifferenz von 100°C einen Meter Glas (theoretisch) um 1mm ausdehnt.

- Holz dehnt sich nur halb so stark aus (Faktor 0,5), Stahl mit einem Faktor von 1,4 und Aluminium mit einem Faktor von 2,5, d.h. zweieinhalb mal soviel wie Glas.
Beständigkeit - Spitze, harte Gegenstände können Haarkrat-zer auf der Glasoberfläche verursachen.

- Gegen Laugen und Säuren ist Kalk-Natron-Glas im allgemeinen beständig. Steht über einen längeren Zeitpunkt Wasser auf einer Glasoberfläche, so bilden sich Auslaugungen. Kann das Wasser von horizontalen Flächen nicht ablaufen, beginnt das Glas zu korrodieren. Auswaschungen werden auch verursacht durch den Kontakt mit Mineralputzen oder frischem Beton.

Bei der Einteilung der Glasarten nach ihrerchemischen Zusammensetzung kann man drei Hauptgruppen eingrenzen, auf die 95% der gesamten Glasherstellung entfallen:

Im Bausektor kommen nur 2.2.1. und 2.2.2. zum Einsatz.

1) Alkali-Kalk-Silikatglas / Kalk Natrongläser

2) Bor(o)silikatglas

1) Floatglas

2) Fensterglas

3) Gussglas

- Es gibt eine Vielzahl von Beschichtungen, um den Gläsern bestimmte Eigenschaften zugeben. Die Beschichtungen können auf allen Seiten / Positionen einer Verglasung aufgebracht werden. - Es gibt eine Klassifizierung der Beschichtungen: Klasse A, B, C, D, S.

- Die wichtigsten Beschichtungsverfahren sind:

Online- und Offline-Verfahren (Kathoden-strahlverfahren/Sputtering).

- Online-Verfahren:

Beim Herstellungsprozeß für Floatglas wird auf die obere, noch heiße Glasoberfläche ein
Metalloxid aufgebracht und so fest mit dem Glas verbunden.

Diese beschichteten Gläser können zum Beispiel durch eine das Sonnenlicht reflektierende Metalloxidschicht den Sonnenschutz verbessern, oder durch eine emissionsminderde Zinnoxidschicht die Emissivität des Glases deutlich verringern (von ca.90% auf ca.13%) und so zum Wärmeschutz beitragen.

Um diesen Effekt beizubehalten, dürfen die Beschichtungen nicht verschmutzen. Die Beständigkeit der Beschichtung entspricht der Glasoberfläche.

- Offline-Verfahren (Kathodenstrahlverfahren/Sputtering):

Das Verfahren erfolgt nach dem Glasherstellungsprozeß und dem Glaszuschnitt.

Das Glas, welches das Sputtering-Verfahren durchläuft wird einseitig, ebenfalls mit Metalloxiden beschichtet.

Je nach Material, welches aufgebracht wird, sind diese Schichten mehr oder weniger haltbar.

Sie erreichen nicht die Beständigkeit einer Floatglasoberfläche bzw. einer Beschichtung im Online-Verfahren.

Die im Sputtering beschichteten Gläser können nur ca. drei Monate der freien Atmosphäre ausgesetzt werden

– sie müssen demnach im Isolierglas mit der Schichtseite zum Scheibenzwischenraum verwendet werden.

- Als weiteres Verfahren ist das sog. Sol-Gel-Verfahren zu nennen: Hierbei wird das Glas in eine Flüssigkeit getaucht. Dabei haften die metallischen Ver-bindungen auf den Oberflächen und Kanten und werden durch zugeführte Hitze in Oxide zersetzt. Sonnenschutzgläser oder Gläser mit geringem Reflexionsgradkönnen so herge-stellt werden.

1) Emaillierung

2) Ätzung

3) Sandstrahlmattierung

1) ESG (Einscheiben - Sicherheitsglas)

2) TVG (Teilvorgespanntes Glas)

1) Verbundglas

2) Verbundsicherheitsglas

3) Mehrscheibenisolierglas (MSG)

1) U-Wert (früher k-Wert) Wärmedurch-gangskoeffizient Glas in W/m²K

2) g-Wert

1) Wärmeschutzglas

2) Schallschutzglas

3) Brandschutzglas

1) lineare Auflagerung

2) punktuelle Auflagerung

3) kombinierte Auflagerung (punktuell - linear)

Neben dem im vorangegangenen Kapitel be-handelten Glas sind weitere Bauelemente zum Erstellen von Fassaden erforderlich.

1) Aluminiumprofile

2) Holzprofile

3) Stahlprofile

1) EPDM - Profile (Ethylen-Propylen- Terpolymer-Kautschuk)

2) APTK - Profile

3) Silikon - Kunststoff (Silicium - Sauerstoffketten)

- Fassaden (Pfosten-Riegel-Fassaden genauso wie Elementfassaden) enthalten nicht nur transparente, gläserne Füllungen, sondern können auch mit Paneelen ausgefüllt wer-
den. Man spricht von einer Warmfassade.

- Da bei der Warmfassade der Wärmeschutz durch das Paneel gewährleistet wird, ist die Wärmedämmung des Paneels entsprechend zu dimensionieren.

- Die Ränder der Paneele können Abkantungen haben. - Bautiefe des Paneels sollte zur Fassadentiefe passen, z.B.außen glasbündig - innen bündig mit Pfosten oder Rahmen.

- Die Paneele besitzen auf der Innenseite eine Dampfsperre.

- Es gibt auch vorfabrizierte Holzpaneele.

- Aluminium – Paneele finden z.B. beim Sainsbury Center (Arch.N.Foster) Anwendung.

- Es wurden spezielle Eckpaneele für den Übergang zwischen Wand und Dach ausgebildet.

- Die Paneele sind an den Rändern so abgekantet, dass sie wie Glas in eine Pfosten-Riegel bzw. Elementfassade eingesetzt werden können.

- Die Paneele haben eine Öffnung zum Dampfdruckausgleich. Diese müssen nach unten eingebaut werden und in einen belüfteten Glasfalz übergehen.

Zur Vermeidung des Wärmedurchgangs von innen nach außen werden Innen- und Außenbauteile von einander getrennt und nur (punktuell oder linear) durch ein nicht leitfähiges Bauteil miteinander verbunden. Warum?

1. Tauwasserbildung vermeiden

2. Wärmeverluste begrenzen

- Elementare Grundregel jeder Verglasung ist die Notwendigkeit einer freien Lagerung, so dass sich keine unkontrollierten Spannungen aus der Unterkonstruktion auf das Glas über-tragen können (vgl.Klotzung / Verglasungs-richtlinien).

- Die Spannungen können aus statisch und thermisch bedingten Verformungen herrühren. - Bei den klassischen Verglasungsarten mit Glashalteleiste oder Pressleiste spielt die Verklotzung des Glases eine wesentliche Rolle.

- Verklotzung des Glases bedeutet eine definierte Auflagerung der Glasscheiben auf speziellen Unterklotzungen.

- Unterklotzungen bestehen id.R. aus Kunststoffplatten, auf denen die Glasscheiben aufliegen.

- Die Unterklotzung sorgt für eine Übertragung der Glaslasten auf den Rahmen.

- Die Länge der Glasklötze beträgt i.d.R. 100 mm. Sie werden mit einem Abstand von 100 mm vom Rand des Glases eingebaut.

- Wesentlich ist eine Auflagerung der gesamt-en Glasscheibenstärke.

- Bei der Klotzung wird unterschieden in Trag-klötze und Distanzklötze.

- Tragklötze übertragen die Glaslasten in den Rahmen, Distanzklötze dienen der Lagefixie-rung des Glases.

- Die Art der Verklotzung ist abhängig von der Öffnungsart des Fassadenelements.

1) Kittverglasung

2) Glashalteleisten

3) Pressleistenverglasung

4) Structural Glazing

5) Punktgehaltene Verglasung

- Grundlegendes Bauprinzip von Elementfassaden ist die Reihung und/oder Stapelung vorgefertigter Fassadenelemente

- Die vorgefertigeten Elementen werden incl. Verglasung auf die Baustelle geliefert werden und dort untereinander und gegen das Bau-werk gedichtet

- Die Verglasung erfolgt im Allgemeinen von innen. Die Glashalteleiste sichert die Dich-tung und nimmt die Horizontallasten auf – Windlasten –, die vertikalen Eigenlasten des Glases werden über die Verklotzung in das Tragprofil geleitet.

- Die Konstruktionsweise führt zu Elementstößen mit Ansichtsbreiten von ca.70 mm in Stahl/Aluminium und ca.90 mm in Holz.

- Elementfassaden sind sinnvoll bei großen Wiederholungsraten der Elemente - Die Elemente selber bestehen i.d.R. aus einem Elementrahmen und Füllungen

- Elementrahmen können aus Aluminium, Stahl oder Holz hergestellt werden

- Füllungen können transparent (Glas), transluzent (Mattglas, Kunststoffe, Gläser mit transparenter Wärmedämmung) oder geschlossen (Paneele, siehe Abschnitt 4.3) sein

- Die einfachste Form der Elementfassade ist die sog. Fensterfassade, bei der einfache Fensterelement aneinander gereiht werden

- Die Verwendung einfacher Fensterelemente zur Bildung von Elementfassaden wird limitiert durch die Anforderungen z.B. aus Windlasten und die Anschlussituation an der Tragkonstruktion

- Bei höheren Anforderungen z.B. bei Hochhäusern werden daher spezielle Elementrahmenprofile verwendet

- Die Befestigung der Elemente erfolgt i.d.R. an den Geschossdecken

- Meist werden die Elemente an den Geschossdecken hängend gelagert (Vorhangfas-sade)

- Anwendungsfälle der Elementfassade stellen neben dem traditionellen Einzelfenster Bandfassaden und Fensterwände dar, d.h. Reihungen von Einzelfenstern, im Falle von Fensterwänden von geschosshohen Elementen, die zwei- bzw. dreiseitig an das Bauwerk angedichtet werden.

Anwendungen im Hallenbau sind eher unüblich

- Bei Hochhaus- und geschosshohen Bürohausfassaden werden diese Reihen dann auch vertikal untereinander gedichtet.

- Die Länge oder Höhe der Fassade bedingt hier immer eine Elementierung.

- Die Vorfertigung in der Elementfassade bietet den Vorteil, Öffnungs- und Sonnenschutzelemente, Putzbalkone und Kragarme auch z. B. für Doppelfassaden integrieren zu können.

- Da das Tragprofil von innen nach außen durchführt, ist dies konstruktiv einfacher als bei der Pfosten-Riegel-Konstruktion.

- Fassadenelemente müssen gelagert werden, d.h. Eigenlasten und Windlasten müssen auf die Tragkonstruktion übertragen werden

- Bei der stehenden Lagerung werden die Eigenlasten und ein Teil der Windlasten auf die unteren Auflagerpunkte (Festlager) übertragen.

Im oberen Auflagerpunkt (Lospunkt) werden nur anteilige Windlasten übertragen.

- In den Lospunkten werden vertikale Bewegungen aus Tragwerk und Fassade aufgenommen

- Bei der hängenden Lagerung sind die Auflagerverhältnisse genau umgekehrt (Festpunkt oben, Loslager unten)

- Befestigungsbauteile (Fassadenadapter) müssen die Aufnahme von Toleranzen in allen drei Raumrichtungen ermöglichen.

- Elementfassaden werden üblicherweise geschossweise gelagert, während Pfosten-Riegel-Konstruktionen auch über mehrere Geschosse durchlaufen können.

- Im Verwaltungsbau und Hochhausbau werden häufig Elementfassaden eingesetzt

- Aluminium ist hier das vorwiegend verwen-dete Material

- Aufgrund der Geschosshöhe (ca. 3,50 m im Verwaltungsbau) und der hohen Windlasten bei Hochhäusern kommen hier Elementrahmen mit größerer Tiefe, d.h. größerer statischer Höhe zum Einsatz

- Im Fügepunkt zweier Elemente werden i.d.R. drei Dichtungsebenen vorgesehen

- In den Elementrahmenprofilen befinden sich spezielle Nuten zur Aufnahme von Dichtungsprofilen

- I.d.R. werden im Elementstoß drei Dichtungsebenen angeordnet

- Die Verglasung erfolgt wie bei normalen Fensterelementen mit Glashalteleisten.

Diese können je nach System außen liegen.

- Aufgrund der im Vergleich mit Aluminium höheren Festigkeiten von Stahl können Elementfassaden hier bis zu einer normalen Geschosshöhe (3,50 m) als Fensterfassade, d.h. als Addition von Fensterelementen ausgeführt werden

- Im Stoß werden mindestens zwei Dichtungsebenen ausgeführt

- Anwendungsbeispiel:

Schulerweiterung Cazis, Architekt:

Urs Zinsli. System: Jansen Janisol

- Auf der Innenseite befindet sich im Anschlussbereich an die Decke ein Blendschutz.

Die Führungsschienen sind auf die Element-rahmen montiert.

1) Profilgeometrie

2) Elementstoß

- Im Gegensatz zu Aluminium werden von Her-stellern keine „fertigen“ Elementfassaden-Systeme aus Holz angeboten

- Holz eignet sich jedoch aufgrund seiner einfachen Bearbeitbarkeit gut für die Herstellung von Elementfassaden

- Falze, Nuten und Ausparungen lassen sich mit modernen, computergestützten Bearbei-tungsmaschinen leicht herstellen

- D.h. Elementfassaden aus Holz sind immer objektbezogene, technisch-konstruktive Systeme
- Zur Aufnahme von Windlasten sind die schlanke, tiefe Profile als Elementpfosten erforderlich. Maße z.B. 60/150 mm.

- Durch Subtraktion (Fräsen) aus dem Grundprofil lassen sich Falze zur Aufnahme von Glasscheiben und Glashalteleisten erzeugen.

- Aufgrund der höheren Maßhaltigkeit und Formstabilität werden verleimte Profile aus Brettschichtholz oder Furnierschichtholz verwendet.

- Abb. 7.5.1 zeigt verschiedene Veränderungen der Profilgeometrie im Horizontalstoß zweier Elemente:

- Nuten zur Verbindung der Elementrahmen im Rahmenstoß

- Falze zur Aufnahme von Verglasungen und Glashalteleisten

- Additiv angebrachte Konstruktionshölzer zur Befestigung von flächigen Bekleidungen

- Der Elementstoß zwischen zwei Fassadenelementen kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgeführt werden.

- Wesentliche Anforderung ist dabei die Herstellung der Dichtigkeit auf der Innen- und Außenseite.

- I.d.R. sind hier zwei mindestens Dichtungse-benen vorzusehen

- Abb. 7.5.2 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Elementfügung im Horizontalstoß zweier Elemente:

- Nuten und Federn zur Verbindung der Ele-mentrahmen im Rahmenstoß

- Größere Nuten zur Aufnahme von Koppelprofilen

- Verschränkt angeordnete Profile (Elementstoßfuge liegt nicht auf Fassadenachse!)

- Falze zur Aufnahme von Deckleisten über der Elementstoßfuge
- In den Elementstößen werden keine Lasten abgetragen.

D.h. die Elemente werden nie kraftschlüssig miteinander verbunden.

Vielmehr wird die Fügung so ausgeführt, dass beispielsweise thermisch bedingte Bewegungen aufgenommen werden können.

- Die Anbindung an das Tragwerk erfolgt i.d.R. oben und unten an den Elementen.

- Die Befestigung am Tragwerk kann mit ver-schiedenen Verbindungsmitteln erfolgen.

- Bei der Befestigung mit Winkeln können keine Bewegungen in Fassade und Tragwerk aufgenommen werden. Daher bietet sich diese starre Befestigung nur bei kleinen Elementen an, bei denen nur geringe thermische Längenänderungen zu erwarten sind - Bei der Befestigung mit senkrechten An-schlussblechen in der Elementfuge können Bewegungen in Fassade und Tragwerk durch die Ausbildung von Langlöchern im oberen Anschlusspunkt aufgenommen werden.

Bei dieser Befestigungsart ist zu beachten, dass die Verbindungsmittel (Schrauben / Bolzen)
durch den Elementpfosten geführt werden.

Dessen Innenseite muss also bei der Montage frei zugänglich sein.

- Darüber hinaus dürfen die Dichtungsebenen nicht durch die Anschlussbleche unterbrochen werden.

- Bei der Verwendung U-förmiger Anschlussbauteile werden jeweils zwei Elementpfosten umfasst und mit Schraubbolzen gesichert.

- Auch hier können Bewegungen in Fassade und Tragwerk durch die Ausbildung von Langlöchern im oberen Anschlusspunkt aufgenommen werden

- Die Elementrahmen können mit unterschied-lichen Füllungen versehen werden. Auf diese Weise entstehen Elementtypen unterschied-licher Funktion und Erscheinung

- Abb 7.5.4 zeigt vier alternative Elementtypen auf Basis des gleichen Elementrahmens

- Es gibt eine große Anzahl unterschiedlicher Typen von öffenbaren Elementen in Fassaden.

Sie unterscheiden sich im wesentlichen durch:

- die Öffnungsrichtung (innen, außen)

- Art der Bewegung (Drehung, Verschieben parallel zur Fassade, Verschieben orthogonal zur Fassade)

- Öffnungselemente können nicht beiliebig groß sein

- Limitierender Faktor ist in i.d.R. das Gewicht des Öffnungsflügels, das wiederum stark vom Gewicht des Glases abhängt.

- Die Hersteller geben i.d.R. in den technischen Beschreibungen die maximalen Flügelgrößen für Fenster- und Türflügel an

1) Kippen

2) Schwingen

3) Drehen

4) Klappen

5) Parallel ausstellen

6) Wenden

7) Vertikal schieben

8) Horizontal schieben

9) Lamellen

- wird in Einzelteilen auf die Baustelle geliefert.

Vorort werden zunächst die Pfosten montiert, dann die Riegel und zuletzt die Verglasung.

- Verglasung wird von außen durch Pressleisten aufgebracht.

- Ansichtsbreiten von etwa 45 - 70 mm

- Es stehen eine Vielzahl von Systemen ver-schiedener Hersteller zur Verfügung.

Neben Holz werden die Tragprofile aus Aluminium, Stahlrohrprofilen und warmgewalzten Stahlprofilen gefertigt.

- Bei Stahlprofilen wird ähnlich wie beim Holz ein Aufsatzsystem

z. B. aus Aluminium montiert.

Daher kann das eigentliche

Tragprofil relativ frei gewählt werden:

T-Profile, L-Profile, Quadrat- und Rechteckprofile oder auch individuell zusammengesetzte oder geschweißte Querschnitte sind denkbar.

- Je nach Material sind eloxierte, pulverbeschichtete, lackierte und feuerverzinkte Oberflächen realisierbar.

- Die Hersteller bieten meist Angaben zur Vordimensionierung der Tragprofile an.

- Die Glashalteleiste bzw. Pressleiste kann je nach System in Aluminium, Stahl, Kunststoff als Integralprofil oder wie angesprochen in Holz montiert werden.

Wird kein Abdeckprofil verwendet so bleibt die Verschraubung im Abstand von ca. 20 cm sichtbar.

Hersteller bieten darüberhinaus unterschiedlich geformte und oberflächenbehandelte Abdeckprofile an.

großflächige, filigrane Verglasungen

Vorteile:

- schmale Ansichtsbreiten

- großflächige Verglasungen

Nachteile:

- geringer Vorfertigungsgrad

- längerer Montagezeitraum auf der Baustelle

- additiven Einsetzen von Öffnungselementen

- breitere Ansichtsbreite bei Öffnungselementen

- Die auftretenden Bewegungen sind zu berücksichtigen:

Neben den temperaturbedingten Längenausdehnungen der Fassade, sind alle Längenausdehnungen und Bewegungen der tangierenden Bauteile zu beachten.

Zusätzliche Lasten durch Zwängung sind zu verhindern.

- Stehende Fassade - Loslager oben - Bewegungen und Längenänderungen (Dilatationen) durch Temperatur- schwankungen und Durchbiegung im Tragwerk, werden über Langlöcher (Loslager) aufgenommen.

- Bewegunen horizontal zum Dachrand werden über schlaufenförmig geführte Folie aufgenommen.

- Vermeidung von Wärmebrücken

- Luftdichtigkeit - Vermeidung von Kondensat in der Dämmebene

- Durchgehende Feuchtigkeitsisolierung und Schlagregendichtigkeit

- Die Verglasung wird mit Hilfe der Pressleiste an das Tragprofil gepresst.

Diese nimmt die Wind- und Eigenlasten des Glases auf und leitet sie an die Pfosten oder direkt an Stützen weiter.

- Die gebogenen Ecken des Tragprofils deuten darauf hin, dass es sich hierbei um ein Stahlprofil handelt (kaltverformt).

- Der Anschluss der Geschossdecken an den Riegel erfolgt mittels Gleitlager.

Hierüber werden Bewegungen und Dilatationen aufgenommen.

- Am Fußpunkt der Fassade muss nach DIN 18195 die Abdichtung 150 mm über die was-serführende Schicht hinaus hochgeführt werden.

Eine Dichtungsfolie wird im Allgemeinem mit der Pressleiste geklemmt (außenseitig der Verklotzung) und an das Bauwerk angedichtet.

Bei gesicherter Entwässerung, wie z. B. einer vorgelagerten Rinne, kann dieses Maß auf 50 mm reduziert werden.

Der Zwischenraum zwischen Dichtungsfolie und Bodenplatte wird ausgedämmt.

- Die Dampfsperre wird an den Riegel geklebt oder ebenfalls in die Pressleiste geklemmt (innenseitig der Verklotzung).

- In den Abbildungen 1, 2, 3 und 4 werden vier Standardkonstruktionen zur Befestigung des Fußpunktes gezeigt.

- Vermeidung von Wärmebrücken.

- Luftdichtigkeit und Vermeidung von Kondensat in der Dämmebene.

- Durchgehende Feuchtigkeitsisolierung und Schlagregendichtigkeit

- Verschiedene Öffnungselemente lassen sich in Pfosten-Riegel-Konstruktionen integrieren. Ein eigenständiger Rahmen wird in die Glasfalz statt einer Glasscheibe eingebaut.

- Mit jedem Öffnungsflügel kommen ca.70 – 80 mm Ansichtsbreite hinzu.

Somit addieren sich mehrere Öffungsflügel zu breiten Rahmenansichten auf.

Daher werden Pfosten-Riegel-Konstruktionen im Allgemeinen verwendet, wenn ein geringerer Öffnungsanteil notwendig ist.

Bei dem Beispiel des Bürgerforums in Geldern von den Architekten Philipp von der Linde und Uli Baierlipp soll der Montageablauf einer Pfosten-Riegel-Fassade veranschaulicht werden:

- Die Pfosten werden durch Einschlieblinge (Abb. 1, Abb 2) gesteckt und auf dem Rohbeton verdübelt. Zwischen die Pfosten werden die Riegel montiert. Die äußere Abdichtung wird im Sockelbereich hoch-gezogen und in die Deckleiste des Riegels eingeklemmt.

- Die Scheiben werden mit Hilfe von Vakuumkrallen auf die Glashalteleisten der Riegel aufgesetzt. Da die sehr hohen Vertikallasten nicht allein durch die Riegel gehalten werden können, nehmen in diesem Fall gesonderte Stahlwinkel die Vertikalkräfte auf und leiten diese direkt ins Fundament. (Abb 3)

- Das Fassadenraster wird bis zur Ecke gleichmäßig fortgeführt. Die Ecke wird als Ganzglasecke ausgebildet. (Abb 4) Die Verglasung erhält ihre endgültige Steifigkeit erst durch Verpressen mit der Pressleiste.

- Die Deckleisten der Pfosten-Riegel- Konstruktion sind eloxiert

– in Aluminium natur.

Der Rahmen der Öffnungselemente ist grau.

Je nach Einblick verbinden sich die Öffnungselemente in der Tageslichtansicht mit der dunklen Verglasung.

Das Netz der hellen Deckleisten tritt deutlich hervor. In der Nachtansicht kehrt sich die Wirkung um. Die hinterleuchteten Rahmen der Öffnungselemente treten deutlich hervor und scheinen in der ansonsten filigranen Verglasung zu schweben.

- Es wird ersichtlich, dass die Montage von Pfosten-Riegel-Fassaden sehr zeitaufwendig ist, da die Bestandteile separat angeliefert und nacheinander montiert werden müssen.

- Elementfassaden bieten den Vorteil, dass die Elemente (einschl. Öffnungsflügel, Verglasung, Sonnenschutz etc.) in der Werkstatt vorgefertigt werden können und auf der Baustelle schneller montiert werden können.

Dies setzt jedoch einen hohen Wiederholungsgrad innerhalb der Elementfassade voraus.

In Kauf genommen werden muss eine doppelte Rahmenbreite (7 - 12 cm) an den Elementstössen.

Geometrische Entwicklung einer Ecke in Grundriss und Ansicht

- Bei einer tragenden und dichtenden Klebeverglasung (Structural Sealant Glazing) werden die Gläser auf sogenannte Adapterrahmen oder direkt auf die tragenden Fassadenkonstruktion mittels Silikonkleber geklebt.

In der Regel werden die Rahmen auf einer Pfosten-Riegel-Konstruktion befestigt.

- Bei der Verwendung von Adapterrahmen lassen sich bei gleicher Ansichtsbreite Öffnungselemente integrieren. Allerdings entsteht insgesamt ein hoher Rahmenanteil (ca. 10 cm).

Ohne diese Rahmen lassen sich schmalere Ansichtsbreiten realisieren. Die Integration von Öffnungselementen erfolgt hier dann analog zur Pfosten-Riegel-Fassade, d.h. mit einem zusätzlichen Festrahmen.

- Bei allen Ganzglasfassaden gilt für den Randverbund der Isolierverglasung, dass nur eine gegen UV-Strahlung widerstandsfähige Verklebung zulässig ist.

Verklebungsmittel müssen beständig gegen Feuchte, Licht- und Temperatureinflüsse sein.

- Bei den punktförmig geklemmten Fassaden spricht man auch von einer Punktlagerung am Rand.

- Es handelt sich um eine einfache und materialsparende Möglichkeit der Glaslagerung, ohne Kantenkontakt.

- Die Fugen zwischen den Scheiben können offen gelassen oder mit Silikon geschlossen werden.

- Die Gläser dürfen nicht eingespannt werden, d.h. das Glas muss bei Belastung und Durchbiegung der Konstruktion seiner natürlichen Biegelinie folgen können.

- Punktförmig geklemmte Glasfassaden werden oft als äußere, einfachverglaste Schicht in einer Doppelfassade verwendet.

- Dabei können die Klemmverbindungen als Gestaltungselemente herangezogen werden.

- Öffnungsflügel müssen in der punktgehaltenen Fassaden als feste Rahmen befestigt werden.

- Häufig wird die Verwendung von Öffnungselementen stark reduziert oder vermieden.

- Die geklemmte Punkthalterung hat den Vorteil, dass sie kostengünstiger ist als die punktförmige Lagerung in der Scheibe, da keine teuren Bohrungen und bei Isolierverglasung kein Randverbund um das Bohrloch herum notwendig sind.

Patch Fitting

- Erstmals entwickelt wurde diese Konstruktion 1971-1975 von dem Büro Foster Associates in Zusammenarbeit mit dem Glashersteller Pilkington bei dem Verwaltungsgebäude Willis Faber & Dumas in Ipswich.

Hier wurde eine hängende Glashaut über die gesamte Fassadenhöhe als Ganz-glaskonstruktion angewendet.

Alle Anschlüsse an das Bauwerk mussten daher vertikal verschieblich ausgeführt werden.

Auch die Aussteifungsschwerter, die die Horizontallasten aufnehmen sind gläsern.

- Die Glasscheiben hängen an 165 x 165 mm großen Eckbeschlägen. Die durch die Glasscheiben gebohrten Schrauben sind an der Kraftübertragung nicht beteiligt.

Sie dienen lediglich dazu, die Eckbeschläge aufeinanderzupressen, um die Klemmwirkung zu erzeugen.

- Die Planar Fittings sind eine Weiterentwicklung der Patch Fittings.

- Die Eckbeschläge sind verschwunden und die Verschraubungen halten das Glas vollständig. Sichtbar ist von außen nur noch der in das Glas flächenbündig eingelassene Schraubenkopf mit seiner dunklen Neoprenhülse.

- Die erste Anwendung der Planar Fittung erfolgte 1982 im Renault Centre in Swindon von Foster Associates.

- Die Planar Fittings sind weiterentwickelt worden, sodass mittlerweile auch Isolierglasscheiben eingesetzt werden.

- Um mögliche Zwängungen zu vermeiden, muss jede Scheibe an einem Fest- und mehreren Loslagern befestigt werden.

- Hängend sind Fassadenhöhen bis über 10 m erreichbar.

- Es ist möglich, Glas nicht nur als Klimagrenze zu verwenden, sondern auch als Tragkonstruktion. Aus VSG-Scheiben lassen sich Träger und Stützen herstellen, indem die Gläser untereinander verklebt oder verschraubt werden.

- Die hüllenden Isolierglasscheiben werden durch Silikon auf die Glastragkonstruktion aufgeklebt.

An den Kleber werden gleiche Anforderungen gestellt wie an Kleber bei Structural-Glazing-Fassaden.

- Die Erweiterung des Glasmuseums in Kings-winford des Büros Design Antenna von 1994 kann als eine Demonstration glastechnischer Möglichkeiten gelesen werden. Die Tragkonstruktion und die Hülle besteht vollständig aus Glas.

- Stützen und Träger bestehen aus drei vorgespannten Glasscheiben, die mit Hilfe von Gießharz untereinander verklebt sind. An den Eckbereichen sind die Sützen mit den Träger verzapft und bilden zusammen biegesteife Halbrahmen.

- Die Halbrahmen dienen als Auflager für die Fassaden- und Dachverglasung.

Die Dachverglasung kragt über die Fassadenverglasung aus und ist auf der Unterseite mit einer keramischen Beschichtung versehen, die als Sonnenschutz wirkt

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Baukonstruktion

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Pia Ol130 22 hours ago

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Nach welchen Kriterien kann man Bauwerke und Konstruktionen unterscheiden? (drei)

1) Material

2) Herstellungsmethode

3) Baustruktur

Welche Materialunabhängige Unterscheidung nach den Elementen der Baustruktur gibt es?

1) Massivbau

2) Bauen in Scheiben

3) Skelettbau

Was definiert den Massivbau?

- wird von den Wänden her bestimmt

- raumbildende Bauteile werden tragend und massiv (in Mauerwerk, Stahlbeton, auch in Holz) ausgeführt

- Decken können allseitig aufliegen

- 4-seitig aufliegend = zweiachsig gespannt

> ungerichtetes System

Was definiert den Schottenbau?

- spezielle Form des Bauens mit Scheiben (Flächenbau)

- tragende Scheiben stehen parallel Decken spannen von Wand zu Wand

- Deckenplatten haben 2 freie Ränder und liegen zweiseitig auf

- 2-seitig aufliegend = einachsig gespannt

> gerichtetes System

Was definiert den Skelettbau?

- wird vom Stützraster bestimmt

- Lastabtragung erfolgt über einzelne Punkte = Stützen

- Auflösung des TW in stabförmige Bauteile

- Trennung von tragender und raumumschließender Funktion (Tragwerk + Hülle)

- Decken einachsig oder zweiachsig

> gerichtet oder ungerichtetes System

Welche Materialien sind für den Skelettbau geeignet?

Die Auflösung der lastabtragenden Konstruktionen in Stäbe, die Zug- und Druckkräften ausgesetzt sind, erfordert im Unterschied zum Massivbau Materialien die neben Druck- auch Zugkräfte aufnehmen können.

Für den Skelettbau geeignete Materialien sind:

1) Holz

2) Stahl 

3) Stahlbeton

4) bedingt auch neuere Materialien wie Aluminum, Carbon und Glas

Was bedeutet Materialgerechtes Konstruieren?

Materialgerechtes Konstruieren heißt:

1) die spezifischen Eigenschaften der Werkstoffe werden nicht nur berücksichtigt, sondern möglichst intelligent genutzt.

2) Die jeweils unterschiedlichen spezifischen Materialeigenschaften bedingen wesenstypische Dimensionierungen, Anschlüsse und Details

> dies führt zu Erscheinungsformen und einer materialspezifischen Gestalt

Nenne die Vorteile des Materials Holz

- gerichtete, anisotrope Struktur

- unterschiedliche Leistungsfähigkeit längs und quer zur Faser

- mittlerer Festigkeit geeignet für geringere bis mittlere Spannweiten

- einfache Bearbeitung

- leicht verformbar

- nachwachsend, recycelbar

- gut wärmedämmend

weil schlecht wärmeleitend

Nenne die Nachteile von Holz

- brennbar

- geringer Feuerwiderstand

- eingeschränkte Witterungsbeständigkeit

Nenne die Vorteile von Stahl

- ungerichtete Struktur

- längs und quer gleich leistungsfähig

- hohe Zug- und Druckfestigkeit

> hohe Tragfähigkeit

- große Spannweiten; bzw. sehr filigrane Bauteile möglich

- in standardisierten Halbzeugen erhältlich

- Bearbeitung aufwändig

> hohe Planungsdisziplin erforderlich

- nicht brennbar

Nenne die Nachteile von Stahl

- niedriger Feuerwiderstand

- schlecht wärmedämmend, weil gut wärmeleitend

- Korrosionsanfälligkeit erfordert Schutzmassnahmen

Nenne die Vorteile von Stahlbeton

- Verbundwerkstoff (Stahl/ Beton)

- hohe Zug- und Druckfestigkeit

> hohe Tragfähigkeit

- notwendige Stahlüberdeckung erzeugt massigere Querschnitte

- gegossenes Material

> plastisch formbar

- einfache Anpassung an statisch notwendige Querschnitte

- Verwendung als Ortbeton oder Fertigteil

- hoher Feuerwiderstand

- preisgünstig

Nenne die Nachteile von Stahlbeton

- notwendige Stahlüberdeckung erzeugt massigere Querschnitte

- bei Ortbeton ggf. große Toleranzen

Für was wird Carbon/Alu/Glas verwendet?

- meist nur für spezielle Anwendungen und Sonderkonstruktionen

Von was sind Spannweiten abhängig?

Spannweiten sind abhängig von der Bauhöhe.

Welche weiteren Einflussfaktoren auf Materialauswahl und Dimensionierung gibt es neben der Statik/Fenstigkeit?

- Funktion

- Brandschutz

- Wartung

- Fügung

- Herstellung und Montage

- Verfügbarkeit

Welche Verwendungen haben welche Materialien?

Nenne die wichtigsten Merkmale des Skelettbaus

- stabförmige Bauteile

- punktweise Lastabtragung durch Stützen

- Trennung von Tragwerk und Hülle

Welche beiden Strukturformen gibt es?

- teilweise Auflösung

> Stützen stabförmig / Decken massiv

- vollständige Auflösung

> alles stabförmig / Stützen und Träger

Durch welche Voraussetzungen werden Hallenbauten möglich?

Große Spannweiten sind durch hohe Zug- und Druckfestigkeit der Bauteile möglich.

Durch welche Voraussetzungen werden Geschossbauten/Hochhäuser möglich?

Eine Vielzahl von Stockwerken ist durch geringere Eigenlast (punktuelle Tragstruktur) möglich.

Welche Vorteile hat der Skelettbau?

- Effizienz und Ökonomie der Konstruktion

- Flexibilität in der Nutzung

- architektonisch räumliche Möglichkeiten

Welche Nachteile hat der Skelettbau?

- viele Elemente und Schichten

- zahlreiche Fügungen

>viele Details

- geringe Masse, dadurch andere bauphysikalische Eigenschaften

- als Massivbau

Warum ist der Skelettbau so effizient?

- Materialersparende Konstruktion

- gewichtsparende Konstruktion

- weniger Konstruktionsfläche, mehr Nutzfläche

- höhere Präzision durch Vorfertigung möglich

- Zeitersparnis

Inwiefern ist der Skelettbau flexibel?

- räumliche Ordnung wird nicht bereits durch Tragsystem festgelegt

- Fassade wird nicht durch Tragsystem festgelegt

- Veränderbarkeit der Räume

Welche räumlichen Möglichkeiten hat der Skelettbau?

- freie Grundrissgestaltung

- offene Raumfolgen

- freie Anordnung von Öffnungen

- starker Bezug innen/ außen

Definiere den Begriff Gesamtsystem von Gebäuden

Durch die Trennung von Tragen und Raumabschluss, bzw. Tragwerk und Hülle/Ausbau entsteht ein sehr komplexes Gesamtsystem aus verschiedenenartigen Bauteilen. Das hohe Maß an Komplexität bedarf der Ordnung und Gliederung in Subsysteme. Ein Bauwerk lässt sich konstruktiv als Gesamtsystem aus Subsystemen definieren.

Nenne die Subsysteme des Gesamtsystems

Bauwerk = Gesamtsystem aus Subsystemen:

1. Tragsystem

2. Hüllsystem

3. Ausbausystem

4. Technische Ausrüstung

Was ist die zentrale Aufgabe des Architekten?

Die Koordination aller Planungsgewerke zu einem stimmigen Gesamtsystem ist eine zentrale Aufgabe des Architekten.

Was bestimmt das Zusammenwirken der Subsysteme?

Das Zusammenwirken der Subsysteme bestimmt Gebrauch, Ökonomie, Ökologie und Gestalt eines Gebäudes.

Was definiert das Tragwerk?

- vertikal: System von Stützen (einschließlich Gründung)

- horizontal: System von Trägern und Eindeckung (oder massive Platte)

- Aussteifungsmaßnahmen

Was definiert die Hülle?

- Fassade und Dach

- auch unterirdische Außenwände und unterer Gebäudeabschluss (Bodenplatte)

- nichttragend / ggf. selbsttragend

Was definiert den Ausbau?

- inneres nichttragendes System der Raumbildung

- Wände / Türen

- Decken / Böden

Was definiert die technische Ausrüstung?

Technische Systeme die die Nutzbarkeit des Gebäudes sicherstellen: Heizung, Lüftung / Klima, Sanitär, Beleuchtung, Elektro, Steuerung, etc.

Definiere den Skelettbau hinsichtlich der geometrischen Ordnung

Skelettbau =

komplexes, leistungsfähiges System aus verschiedenartigen Subsystemen und Bauteilen. Die Vielzahl an zu kontrollierenden Fügungen erhöht die Anforderungen an Entwurf und Planung.

Die Komplexität der Konstruktion erfordert ein intelligentes Ordnungssystem, welches auf die Gesetzmäßigkeiten des Skelettbaus reagiert, die geometrische Ordnung.

Was ist die Definition einer geometrischen Ordnung?

Geometrische Ordnung =

immaterielles Ordnungsprinzip, das alle Bauteile im räumlichen System Bauwerk definiert und koordiniert. Ein geometrisches Ordnungssystem ist die Grundlage zur Integration der einzelnen Systeme des Bauwerks.

Wie vermaße ich einen Massivbau?

Vermaßung tatsächlicher Raumkanten: Außenmaß, lichtes Raummaß und Wandstärke (Lagefixierung bauteilbezogen)

Wie vermaße ich einen Skelettbau?

- Vermaßung basiert auf Achsen (Lagefixierung rasterbezogen).

- Achsen sind reine Hilfslinien und müssen daher zeichnerisch deutlich von Bauteilen differenziert werden (dünne Strichstärke).

- Achsen werden mit Zahlen/ Buchstaben Koordinaten bezeichnet.

Was ist ein Raster?

Gedachtes Koordinatensystem zur Fixierung von Materie im Raum. Festlegung der Lage von Stützen, Trägern, Fassadenbauteilen, etc..

Was ist ein Modul?

Modul bestimmt die Grundmaße/ Abmessungen und Lage einzelner Bauteile = Teiler/ kleinstes gemeinsames Vielfaches aller Bauteile Die Grundeinheit ist das Grundmodul.

Welche Rastersysteme gibt es?

1) Linienraster

2) Bandraster

Was ist ein Linienraster?

- beschreibt/ bestimmt die Achsen von Tragund Ausbaustrukturen = Achsbezug

> bei achsbezogenen Maßsystemen ergeben sich Sonderlängen von raumbegrenzenden Elementen (Ausbausystem, Hüllsystem/ Fassade)

Pro System werden mindestens 3 Elementgrößen benötigt A = Achsmaß B = A - b (Elementbreite) C = A - 1/2b + Eckelement b x b

Was ist ein Bandraster?

beschreibt/bestimmt die bauteilbegren zenden Kanten/geometrischen Räume = Grenzbezug

> bei kantenbezogenen Maßsystemen ergeben sich keine Sonderlängen

Optimale Austauschbarkeit

Nur 1 Elementgröße (B) + Füllelement Zwischen den 2 Elementen Fugen Optische Erscheinung der Bandrasterelemente Aus der Vielzahl der Fugen und der notwendigen Füllelemente resultieren höhere Kosten

In welche Ordnungsprinzipien werden Tragstrukturen unterschieden?

- Geometrie

- Tragverhalten

- Bezug Tragwerk - Hülle

Was gilt für alle Tragwerke hinsichtlich der unterschiedlichen Tragwerksteile?

Für alle Tragwerke gilt, die Anzahl der unterschiedlichen Tragwerksteile zu begrenzen und möglichst repetitive Elemente zu entwickeln, die als System intelligent zusammenwirken.

Welche geometrischen Systeme gibt es?

1) gerichtetes System

2) ungerichtetes System

3) zentrierte Systeme

Was definiert ein gerichtetes System und welches Struktursymbol hat es?

unterschiedliche Beanspruchung der beiden Tragrichtungen Haupt- und Nebentragrichtung führt zu einer hierarchischen Ordnung

> Struktursymbol Rechteck

Was definiert ein ungerichtetes System und welches Struktursymbol hat es?

gleichmäßige Beanspruchung in beiden Richtungen führt zu einer nichthierarchischen Ordnung

> Struktursymbol Quadrat

Was definiert ein zentriertes System?

auf ein Zentrum hin ausgerichtete Tragsysteme

Was ist das Tragverhalten und welche zwei Dinge müssen dabei zusammenwirken ?

Zusammenwirken von Geometrie und Beanspruchung:

Geometrie:

- linienförmige Tragsysteme (gerade/gekrümmt)

- flächige Tragsysteme (eben/gekrümmt)

Beanspruchungsart:

- Biegung (Querkraft)

- Normalkraft (Druck/Zug)

- Hybrid (Biegung und Normalkraft)

Was bestimmen die Lagebeziehungen von Tragwerk zu Hülle?

Die Lagebeziehung bestimmt:

- Flexibilität / Ausbauanschlüsse

- konstruktive Durchdringungen

- Gestalt: Ablesbarkeit des Tragwerks und Fassadenteilung

Wie beeinflussen Stützen in der Fassadenebene die Tragstruktur?

Hülle in Ebene Stützenraster:

- Tragwerk ausfachend

- Tragwerk gliedert Fassade

- Bauphysik beachten

Wie beeinflussen Stützen vor der Fassadenebene die Tragstruktur?

Hülle hinter Ebene Stützenraster

- Tragwerk aussenliegend

- Tragwerk gliedert Fassade

- Übergang innen / außen

- Bauphysik/Korrosion beachten

Wie beeinflussen Stützen hinter der Fassadenebene die Tragstruktur?

Hülle vor Ebene Stützenraster

- Tragwerk innenliegend

- ungegliederte Fassade

Wie beeinflusst eine tragende Fassade die Tragstruktur?

keine Trennung von Tragwerk und Hülle

Warum muss ein Gebäude ausgesteift werden?

Gegen den Angriff von Horizontalkräften (Windkräfte) muss eine Gebäudekonstruktion ausgesteift werden. Die Aussteifung nimmt Wind- und Stabilisierungslasten aus dem Haupt- und Nebentragwerk auf und leitet sie in die Fundamente.

Welche Prinzipien gibt es hinsichtlich der Aussteifung?

Wesentliches Kriterium für die Aussteifung eines Skelettbaus ist die Ausbildung der Knotenpunkte. Diese sind zunächst nicht als steif sondern als beweglich zu betrachten.

Die Aussteifung allein durch vertikale Elemente, bei der jede Rasterachse sowohl längs als auch quer ausgesteift sein muss erschwert offene und flexible Grundrisse. In der Regel erfolgt die Aussteifung daher durch vertikale und horizontale Elemente.

Je höher ein Gebäude ist, desto größer sind die Windkräfte, desto bestimmender werden die Aussteifungssysteme.

Zähle die Systeme von Aussteifungen auf (4)

- Verbände / Wandscheiben

- aussteifende Kerne

- Rahmen/biegesteife Ecken

- eingespannte Stützen

Was definieren Verbände und Wandscheiben?

- Anordnung in mind. 3 Konstruktionsachsen (mind. 2 nicht parallel) - zusätzlich komplett aussteifende, horizontale Decken- oder Dachscheiben

- Stäbe werden auf Druck und/oder Zug belastet

- Vorteil: schlanke Tragwerksteile

> wirtschaftlich

- Nachteil: ggf. Nutzungseinschränkungen

Was definieren aussteifende Kerne?

- besonders bei mehrgeschossigen Gebäuden

- Zusammenfassung vertikaler Funktionselemente z.B. Treppen, Schächte, Aufzüge, Nebenräume, durch alle Geschosse massiv und biegesteif ausgebildet

> Kern nimmt Horizontalkräfte aus Decken auf

Was definiert Rahmen?

- biegesteife Verbindung der vertikalen und horizontalen Tragglieder

- Dimensionierung der Rahmenstäbe (Riegel und Stiel) nach den im Knoten auftretenden Momenten

> massivere Querschnitte als gelenkiger Stütze-Träger-Anschluß

Was definiert eingespannte Stützen?

- besonders bei Hallen gebräuchlich

- Stützenfußpunkte werden eingespannt

> hoher konstruktiver Aufwand

- Verformungen innerhalb der Konstruktion müssen begrenzt werden

Was ist die Tektonik?

Lehre vom Zusammenfügen von Bauteilen zu einem Gefüge

Was sind die Kriterien der verschiedenen Fügeprinzipien?

Skelettbauten sind komplexe Systeme aus Subsystemen. Diese Subsysteme müssen sinnvoll gefügt und integriert werden, ebenso die vielen Bauteile und Elemente, die diese Subsysteme bilden.

Im Gegensatz zum Massivbau dominiert beim Skelettbau das Konstrukt des Gerüstes mit Stäben/ Gittern und Füllungen. Die Art und Weise wie diese Fügungen erfolgen ist nicht nur technisch bezüglich Lastabtragung, Dauerhaftigkeit und Bauphysik, etc. von größter Bedeutung. Die Ausformung der Fügungen bestimmt die gestalterische Qualität eines Bauwerks mindestens so sehr wie die Gebäudeform oder das gewählte Material.

Wie werden die verschiedenen Verbindungen grundsätzlich unterschieden?

- Knotenpunkte

> stabförmige Bauelemente oder Bauteile

- Fugen

> Stösse flächiger Elemente/Bauteile

Welche Kriterien wirken sich auf die Bauteilfügung aus?

Jede Art der Fügung entwickelt eigene Gesetzmäßigkeiten abhängig von Material, Halbzeug/Bauelement und geometrischer Ordnung.

Kriterien, die sich auf das Fügen der Bauteile auswirken sind:

- Kraftübertragung

- Befestigung

- Witterungsschutz/ Dichtigkeit

- Herstellungsmethode, Fertigung, Montage

- Verformungen/ Toleranzen

Welche Parameter gibt es bei der Bauteilfügung?

Parameter für die Bauteilfügung

- Bauteil Material/ Form

- Geometrische Ordnung

- Fügungsart

- Verbindungsprinzipien

Warum solllte man Toleranzen bei Fügungen einplanen?

Beim Konstruieren ist darauf zu achten, daß für Abweichungen von theoretischen Planmassen im Einzelfall eine Toleranzaufnahme im Bereich von Fügungen vorzusehen ist. Ziel ist es Abweichungen von den Nennmaßen der Grösse, Gestalt und der Lage von Bauteilen und Bauwerken soweit als möglich zu begrenzen (DIN 18202/3).

Woher rühren die Abweichungen bei Toleranzen?

- Herstellungstoleranzen

- Bau-/ Montagetoleranzen

- Toleranzen durch Formänderungen von Bauteilen.

Was ist der Unterschied zwischen handwerklicher und industrieller Fertigung hinsichtlich der Toleranzen?

Handwerkliche Ausführungen weisen oft größere Toleranzen auf und sind leichter vor Ort anpassbar. Industrielle Fertigungen sind meist präziser jedoch vor Ort nur schwer anpassbar. Toleranzen treten insbesondere dann auf wenn beide Herstellungsmethoden zusammentreffen.

Auf welchen zwei Holzbauten beruhten der europäische Holzbau?

früher beruhten alle Holzbauten auf der natürlichen Stabform des Holzes: Blockbau und Fachwerkbau

Was definiert den Blockbau?

- ursprünglichste Bauweise

- Hölzer wie gewachsen (Rundhölzer, krummer Wuchs) horizontal zu massiver Wand geschichtet

> Rundholzblockbau

- erst bessere Werkzeuge ermöglichen Besäumen der Hölzer oder Zuschnitt zu Kanthölzern

> Kantholzblockbau

- Merkmale: auf Holzlänge beschränkte Größe, aufwändige Eckverbindungen

- Nachteile: hohes Setzmaß, hoher Holzverbrauch, geringe Luftdichtigkeit, aufwändige Details

- in holzreichen Gegenden mit starken Witterungsinflüssen (Skandinavien + Alpen)

Was definiert den Fachwerkbau?

- stabförmige Holzkonstruktion aus vertikalen Stützen und horizontalen Trägern

- Öffnungen ausgefacht mit Lehm + Stroh

- Aussteifung durch Diagonalhölzer

- Entwicklung von Pfahlbau (eingegrabenen Stützen) zu mehrgeschossigen Holzkonstruktionen auf massiven Sockeln

- Merkmale: geschossweißer Aufbau, sichtbares Traggerüst

- Nachteile: aufwändige Holzverbindungen, Setzungen durch horizontale Schwellen

- Fachwerkbau: niedrigerer Holzverbrauch, in Städten bzw. holzarmen Gegenden

- bis Mitte 19. Jh. sind in Europa die meisten Gebäude aus Holz - neue technische Entwicklungen während der Industrialisierung vereinfachen Fachwerkbau

> verbesserte Sägetechnik: Dampfmaschinen treiben Sägewerke an (ab 1814) > neue Werkzeuge verringern den Holzverbrauch

> Massenproduktion von Nägeln (ab 1800) vereinfachen HolzverbindungenIndustrialisierung führt zur Verstädterung

> Massivbau verdrängt Holzbau als bevorzugte Bauweise

> Gründe: geänderte Anspruchshaltung (Holz als ́billiges` Material), Brandgefahr steigt (Holz stärker gefährdet als Stein)

Was sind die Eckpfeiler des japanischen Holzbaus?

- Japan hat die längste Holzbautradition aller Industrieländer

- 14. Jhd Mönche des Zen -Buddhismus entwickeln organische Architektur

> offener Grundriss, als additives Gefüge von einzelnen Räumen bei denen Beziehungen und Übergänge streng geregelt sind

> Räume beruhen auf Modulsystem (Größe einer Tatami / Papier-Schiebetür) aus filigranen Holzkonstruktionen

> Gebäude und Umwelt treten in Dialog

> dieselbe Forderung wie in der Moderne das 20. Jhd.

- Kaiserpalast Kioto (Mitte 17.Jh.) bekanntestes Beispiel - bis 1950 fast 100% der Wohnbauten in jap. Großstädten aus Holz

Was definiert den Holzbau in Amerika?

Ausgewanderte europ. Siedler entwickeln unter Druck der Kolonisation Fachwerkbauweiter zu Rippenbauweisen:

- Vernageln dünner Querschnitte (two by four) auf der Baustelle zu engmaschigen Tragstrukturen

- Aussteifung durch BeplankungVorteile:

- kleine, leichte Holzquerschnitte, einfache Verbindungen (Nägel)

- Standardisierung der Querschnitte (Two-by-four)

- individuelle Grundrisse möglich

- einfach für jedermann

Vorfertigung:

- F. Lloyd Wright: erste Überlegungen zur Vorfertigung von Rippenbauten

- Gropius und Wachsmann nehmen Ideen auf, entwickeln 1942 das ́General Panel System` (komplett vorgefertigtes Holzbausystem)

> Vorteile: bessere Präzision und Qualität, Witterungsunabhängig

Wie ist der Ausblick auf den aktuellen Holzbau?

- Rückbesinnung auf Holzbau v. a. aus ökologischen Gründen

- Klimakonferenz 1992 in Rio de Janeiro

> Verpflichtung zur nachhaltigen Entwicklung

- Holz ist vollständig recyclebar

- energiesparend zu bearbeiten

- nachwachsendes Material

- Holzwachstum bildet Sauerstoff und
bindet CO²

- neue Entwicklungen (Holzwerkstoffe, Verbindungen, Herstellverfahren) forcieren den Holzbau

Wie ist der Aufbau von Holz?

porige Struktur des Holzes durch unterschiedliche Zellen (Art, Größe und
Funktion) und Gefäße zur Versorgunggleichartiger Zellen zu Gewebe zusammen-gefasst bestehend aus Festigungsgewebe, Leitgewebe, Speichergewebe

Wie ist der Stammquerschnitt?

- Markröhre - Kernholz mit Jahresringen Splintholz- Kambium - Rinde

- Jahresringe entstehen durch ausgeprägte Jahreszeiten (großporigen Frühholzzellen zum Wassertransport und dickwandige Spätholzellen (Herbst) zur Festigkeit

- im Kambium werden die Zellen eines Stammes gebildet, (Rindenzellen nach außen, Holzzellen nach innen)

- Rinde unterteilt sich in Borke (äußere tote Rindenzellen) und Bast (innere lebende Rindenzellen)

Nenne die Vorteile von Holz

- hohe Zug- und Druckfestigkeit (durch Zel-lulose + Lignin)

- guter Wärmedämmstoff (durch Poren) bei geringer Wärmeausdehnung

- geringes Gewicht

- leicht zu bearbeiten

- dauerhaft

Nenne die Nachteile von Holz

- lebender Stamm besteht zu 60% aus Wasser, durch Fällen und Trocknung verliert er Feuchtigkeit , aber Holz bleibt hygroskopisch = nimmt Wasser auf und gibt wieder ab

> Volumenänderung (Quellen + Schwinden

> Risse, Verzerrungen

> uneinheitlich in vers. Richtungen (tangen-tial, radial, längs)

> uneinheitlich über Stammquerschnitt (Kern-, Splintholz)

- schwankende Eigenschaften (abhängig von Rohdichte)

- zu hohe Feuchtigkeit des Holzes führt zu Pilzbefall/ Fäulnis

- Schädlinge: Insekteneier, geschlüpfte Larven durchfressen Holz (Zersetzung der Holz-struktur)

> Abhilfe: der Feuchtigkeitsgehalt das Holzes muss seiner Verwendung entsprechen

(1/5 der Luftfeuchtigkeit - 9-12% im Innenbereich, 15-18% im Aussenbereich)

Unterscheide den konstruktiven vom chemischen/biologischen Holzschutz

konstruktiver Holzschutz:

- Distanzhalten zu feuchten Bereichen (Sockel)

- Abweisen/ Ableiten von Feuchtigkeit (Bleche, Dachüberstände)

- Durchlüftung/ Hinterlüftung der Holzbauteile (Entfeuchtung)

chemischer/ biologischer Holzschutz:

- nur zur Unterstützung des konstruktiven Holzschutzes

- Streichen/ Imprägnieren/

- natürl. Feinde der Schädlinge

Welche stabförmigen Querschnitte besitzt Vollholz?

1) Konstruktionsvollholz (KVH)

2) Kreuzbalken (Leimholz)

3) Brettschichtholz (BSH Leimholz)

Was sind die Ziele der Werkstoffentwicklung?

- Vergütung (Holzfehler wie Äste, Risse, Drehwuchs werden neutralisiert)

- Homogenisierung der Eigenschaften

- Dimensionsstabilität (Verhindern von Quellen und Schwinden)

- mögliche Großformate (Abmessungen über den Rohstoff Baum hinaus)

- statische Optimierung

- wirtschaftlichere Nutzung des Holzes (Verarbeitung der Reststoffe)

Welche drei Gruppen von Werkstoffen gibt es?

> Lagen-/ Schicht-/ Sperrhölzer (Furniere)

> Holzspanplatten (Holzspäne)

> Holzfaserplatten (Holzfasern)

- oder Einteilung nach Art der Bindemittel

Welche Holzwerkstoffplatten gibt es? (7)

1) Schicht- und Sperrholz Drei-/ Fünfschichtplatten

2) Furnierschichtholz FSH (z.B. Kerto)

3) Furniersperrholz

4) Holzspanplatten

5) OSB (Oriented Strand Board)

6) Zementgebundene Spanplatte

7) Holzfaserplatten

Was sind Zimmermannsmäßige Verbindungen?

- entwickelt mangels Verfügbarkeit von Eisen und Stahl

- dem Baustoff Holz gut angepasst

- passgenaue Bearbeitung ermöglicht Kontaktstoß

Was sind die Nachteile einer Holzverbindung?

- Schwächung der Hölzer

- hoher Holzverbrauch

- hoher Arbeitsaufwand

- schwierige handwerkliche Herstellung

- unklare Spannungslinien

- Stoßverbindung (Längsverbindung mit Klammern, Holzhaken)

- Verzapfung (rechtwinkliger Anschluss mit Zapfenschnitt, Zapfenloch)Verblattung (Eck-verbindung mit überlagerten Hölzern)

- Versatz (schräge Verbindungen)

Welche Kraftübertragungen gibt es bei Knoten? (2)

Die Ausbildung des Knotens ist immer eine Entscheidung wie die Kraft von einem
Element in das andere übertragen wird:

> Axialer Knoten

- Wirkungslinien der angreifenden Kräfte schneiden sich in einem Punkt (zentrische Lastabtragung)

- bei zimmermannsmäßigen Verbindungen führt dies zu großen Querschnitts- schwächungen (siehe Versatz)

> Nichtaxiale Einleitung der Kräfte (exzentrische Lastabtragung)

z.B. Verbreiterung des Auflagers, kleiner nichtmittiger Einschnitt, Übergang aus Hartholz

> kleine Querschnittsschwächunge

Welche Verbindungsmittel aus Stahlblech gibt es?

werden als tragende Verbindungsteile im konstruktiven Holzbau verwendet.

Verbindungsmittel aus Stahlblech

- Winkelverbinder

- Knaggen

- Balkenschuhe

- Stützenfuss

Welche Vorteile haben die Verbindungsmittel aus Stahlblechen?

Vorteile

- leicht zu verarbeiten

- keine Schwächung der Hölzer

- geringer Holzverbrauch

- preiswertes Massenprodukt

Was für individuelle Stahlverbinder für axiale Knotenpunkte gibt es?

1) Balkenträger /Stützenfuß

2) Gussformteile

Welche einteiligen Verbindungsmittel gibt es?

1) Sparrennägel

2) Kammnägel

3) Holzschrauben

4) Stabdübel

Was für Nagelbauweisen gibt es?

1) Nagelbrettbauweise

2) Nageltechniken mit eingeschlitztem Blechen

3) Nagelplatten

Was für Stabdübelbauweisen gibt es?

1) Holz - Holz - Verbindungen

2) Stahlblech - Holz - Verbindungen

Welche mehrteiligen Verbindungsmittel gibt es und zu was führen sie?

1) Einlassdübel

2) Einpressdübel

3) Multikrallendübel

> diese Dübelverbindungen führen zu exzen-
trischen Knotenpunkten

Auf welche drei Weisen kann ich folgendes Problem lösen?

Holz quer zur Faserrichtung ist wesentlich schwächer als in Faserrichtung

> Gefahr, dass der Balken zusammen- gedrückt wird

1) Kopfband

2) Nagelplatte

3) Schlitzblech mit Stabdübeln

Welche Merkmale hat der Holzskelettbau?

- filigranste Holzbauweise

- Tragstruktur auf großem, meist orthogonalem Grundraster

- vertikale Struktur aus Stäben, horizontale aus Balken oder Platten - Aussteifung über diagonale Zug- und Druckglieder

- Raumabschluss unabhängig von Tragkonstruktion

- große Flexibilität im Grundriss und in der Fassadengestaltung

- unterschiedliche Ausbildung der Knoten (Konstruktionsweisen)

> Art der Knotenausbildung bestimmt den tektonischen Ausdruck:

> Zangenkonstruktion

> geteilte Stütze

> Träger auf Stütze

> Pfosten- Riegel-Konstruktion

Welche Merkmale besitzt die Konstruktion "Träger auf Stütze" und welche Vorteile hat diese?

- Hauptträger liegt auf (gestossener) Stütze

- Nebenträger meist stirnseitig an Hauptträger befestigt; bei eingeschossigen Strukturen auch aufgelegt

- gerichtetes System

- Hauptträger als Durchlaufträger bemessbar (günstige Querschnitte)

- Auskragung möglich (Hauptträger bis 1,5m)

- Kraftfluss Stütze / Stütze über eingeschlitzte Stahlplatte (Querpressung!!)

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Lage des Raumabschluss variabel Vorteil:

- geringe Konstruktionshöhe durch gleiche Trägerebenen möglich

Welche Merkmale besitzt die Zangenkonstruktion und welche Nachteile hat diese?

- doppelter Hauptträger (Zangen) seitlich an Stütze befestigt, Nebenträger aufgelegt

- gerichtetes System

- Zange spannt über große Spannweite, Nebenträger über kleinere Spannweite

- Haupt- und Nebenträger als Durchlaufträger bemessbar (günstige Querschnitte)

- Auskragungen in beide Richtungen (Hauptträger bis 1,5 m)

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Lage des Raumabschluss variabel

Nachteile:

- große Konstruktionshöhe durch gestapelte Trägerlagen

- komplizierter Raumabschluss (Hohlräume, Durchdringungen)

Welche Merkmale besitzt die Konstruktion "Geteilte Stütze" und welche Nachteile hat diese?

- Umkehrung des Prinzips der Zangenkonstruktion

- Hauptträger mittig zwischen geteilten Stützen befestigt

- Nebenträger meist aufgelegt

- gerichtetes System

- Hauptträger als Durchlaufträger bemessbar (günstige Querschnitte)

- Auskragungen möglich
(Hauptträger bis 1,5 m)

- Fußpunkt: Übergangsstück zwischen Stützen verbolzt

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Lage des Raumabschluss variabelNachteile:

- große Konstruktionshöhe bei gestapelten Trägerlagen

Welche Merkmale besitzt die Pfosten - Riegel - Konstruktion und welche Nachteile hat diese?

- durchgehende Stütze

- Hauptträger stirnseitig an Stütze befestigt

- Nebenträger stirnseitig an Hauptträger befestigt

- keine Auskragungen möglich

- Aussteifung:

Diagonalkreuze, Wandscheiben

- Raumabschluss: Lage variabel, unkompliziert durch höhengleiche Lage der Träger

- Vorfertigung möglich

- schnelle Montage

- umseitig gleiches Fassadenbild möglich

Nachteil:

- aufwändige, stumpfe Anschlüsse

Welche Merkmale besitzt der Holzrahmenbau/Holzständerbau?

- kleine, leichte Holzquerschnitte zu engmaschigen Tragstrukturen gefügt

- Aussteifung durch Beplankung

- einfache Nagel- oder Schraubverbindungen

- lastabhängiger Abstand der Hölzer

Welche Merkmale besitzt der Ständerbau?

- Entwicklung aus der Balloonbauweise

- Prinzip: engstehende Holzstützen werden mit Platten verkleidet, dazwischen sitzt die Wärmedämmung

- Beplankung und Ständer bilden statische Einheit

- Vorfertigung in großem Maße möglich

- Aussteifung über diagonale Bretter oder Platten
- Verbindungen nur genagelt oder geschraubt

- Tragstruktur und raumabschließende Elemente ebenengleich

- Fassadengestaltung gebunden an Raster, Öffnungen in Größe begrenzt (Scheibenwirkung erhalten)

- große Flexibilität im Grundriss

Welche Merkmale besitzt der Rahmenbau?

- Entwicklung aus der Platformbauweise

- Konstruktion basiert auf einem engen Raster aus regelmäßigen gleichen Holzprofilen

– Schwellen, Ständer und Rähm bilden abgeschlossenen Rahmen

- Träger und Unterzüge werden aus einem Vielfachen des Grundprofils gebildet

- Aussteifung wird von einer flächigen Verschalung oder von Beplankungen übernommen

- ungerichtetes System

- alle Ständer, Träger, Schwellen und Unterzüge sind tragend und bilden mit dem Verbund der Platte ein in sich ausgesteiftes und geschlossenes System

- alle Anschlüsse können über Nagelungen oder Schraubungen erfolgen

- individuelle Grundrisse sind möglich

- Raster von mehr als 62,5cm sollte nicht überschritten werden

- freie Grundrissformen sind möglich

- Auskragungen sind möglich

- handwerklich unkompliziert

> ökonomisch

- Spannweiten bis 6m sind möglich

- Auskragungen der Geschosse möglich

- Fassadenöffnungen über die Breite des Rasters hinaus verursachen eine Störung auf die das System mit Auswechslungen reagieren muss

Welche Merkmale besitzt der Tafelbau?

- auch Rippenbauweise genannt

- aktuellste Entwicklung führt zu einer Umkehrung des Prinzips der Holzrahmenbauweise

- tragendes Element ist die Platte und nicht mehr die Stäbe

- die Platte muss eine hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweisen um eine statische Scheibenwirkung zu entfalten

- Querrippen aus dem selben Material
stabilisieren die Platte gegen Knicken

- die Platte ist richtungsneutral

> neue Möglichkeiten

> Öffnungen sind nicht mehr abhängig vom Raster und den tragenden Elementen

> können beliebig in die Flächen ein- geschnitten werden

- die Verbindungen sind mit Nägeln oder Schrauben zu bewerkstelligen

- hohe Vorfertigung möglich

Welche Merkmale besitzt der Blockbau/Strickbau?

- lange Tradition, gilt als Vorläufer für den Holzbau mit Massivholzplatten

- Hölzer in Form von Bohlen od. Kanthölzern werden mit speziellen Profilen, Nuten oder Doppelnuten übereinander geschichtet

- in den Ecken kraftschlüssig durch Verkämmung

> bekleidende, raumabschließende und tragende Funktion

- Aussteifung durch Scheibenwirkung der Vollholzwand

- nach der Montage kommt es zu großen Setzungen

(max. 25mm pro Geschoss)

- natürlicher Dämmwert reicht heute nicht mehr

> zweischalig mit Kerndämmung

- Öffnungen nur in Feld möglich

Was ist das Brettschichtholzelemente System Haas und welche Vorteile hat dieses ?

- Bretter oder Lamellen in mehreren Schichten zu beliebigen, flächigen Querschnitten verleimt

- einachsige Verformung möglich

- Bauphysik:

gute Wärmedämmung, Schallschutz, Brandschutz, hoher Dampf

- diffusionswiderstand (keine Dampfsperre nötig)

- Brettschichtholzelemente als Wandelement oder einachsig gespannte Decke

Vorteile:

- leichte Bearbeitung (kein Metall);

- bessere Scheibenwirkung

- Hölzer + Leim:

Nadelhölzer; Polyurethankleber

- Stärke: 80 – 240 mm

Was sind die Merkmale von Brettstapel-/ Dübelholzkonstruktionen ?

- Brettstapelelemente als massive, flächige Elemente aus vertikal angeordneten, zusammengenagelten, -gedübelten Brettern

- kostengünstige Bretter

- 24 bzw. 33 mm stark

- Brettstöße durch Versatz ermöglichen große Abmessungen

- Brettstapel als Wandelement oder einachsig gespannte Decke

- gute Wärmedämmung, Schallschutz, Brandschutz

- hoher Dampfdiffusionswiderstand (keine Dampfsperre)

- Vorfertigung oder handwerklich vor Ort

- Hölzer + Verbindung: Nadelhölzer; Nägel, Hartholzdübel

- Stärke: 80 – 240 mm

Was sind die Merkmale der Brettsperrholz-/ Dickholz-Konstruktionen LenoTec, Fa. Merck ?

- Bretterlagen in großen Wannen kreuzweise unter Vakuum verleimt - lastabhängige Konstruktion möglich

- individuelle Öffnungen oder Profilierungen mittels CNC-Fräsen, veredelte Decklagen

- massive Holzscheibe:

gute Wärme- und Schalldämmung, hoher Feuer + Dampfdiffusi-onswiderstand (keine Dampfsperre nötig)

- Brettsperrholz als Wandelement oder mehr-achsig gespannte Decke - Hölzer + Leim:

billige Nadelhölzer, Holzwerkstoffe; Resorcin-Kleber

- Stärke: 60 – 300 mm

- Masse: max. 4,8 m x 20 m (transportabl.)

Was sind die Merkmale der Hohlkasten Systeme des System Lignatur?

- Kasten-, Flächen- oder Schalenelemente aus verleimten Brettern (= verleimtes Holzverbundbauteil)

- geringes Gewicht, Hohlraum zur Dämmung oder für Schüttungen

- optimierter Querschnitt:

große Spannweiten möglich

- Verbindung der Elemente über Nut und Feder

- Hölzer + Leim:

Nadelhölzer; Hochfrequenz-
verklebung

- Stärke: 80 – 320 mm

- Hohlkastenelemente als Boden-, Dach- und Wandelemente

Was sind die Merkmale der Hohlkammer Systeme des System Lignotrend ?

- Wandtafeln: Bretter auf Abstand kreuzweise in mehreren Lagen verklebt

- Deckenelemente:

untere Gurtplatte, auf geklebte Brettschichtholzstege, obere Gurtplat-te oder Querholzrost

- geringes Gewicht

- Hohlkammern für Installation, Schüttungen (Schall)

- Verbindung der Elemente über Nut und Feder

- Hölzer + Leim:

Nadelhölzer; PUR - Klebstoff

- Stärke: 70 – 280 mm

Wie werden Decken im Holzbau konstruiert und welche Vorteile besitzen diese?

- Decken im Holzbau meist als Holzdecken konstruiert

Vorteil:

- trockene Bauweise

> keine Feuchtigkeit im Bauwerk

> kein Quellen + Schwinden

- neue Entwicklungen im Holzbau ermöglichen den Einsatz von massiven Betondecken

Welche Bauweisen gibt es bei Holzdecken?

1) Balkendecke

2) Plattendecke

3) Verbunddecken

Wie sind Balkendecken aufgebaut?

Systemkomponenten (Aufbau):

- Rohdecke (Deckenbalken + oberseitige Beplankung)

>horizontale Aussteifung durch diagonale Bretterschalung oder versetzt angeordnete Holzwerkstoffplatten

- Bodenaufbau (Schallschutz)

- Unterdecke/ Abhangdecke (Schallschutz, Raumeindruck)

Wie werden Anschlüsse von Nebenträgern ausgebildet und welche Nachteile haben diese?

- Anschluss auf den Hauptträgern einfach, preiswert, unkomplizierte Verbindungen (Nägel, Schrauben, Winkelverbinder)

- Deckenbalken können als Durchlaufträger bemessen werden

(> geringere Querschnitte)

- mögliche Auskragungen

Nachteile:

- große Konstruktionshöhe, unterschiedliche, komplizierte, Wandanschlüsse (Hohlräume),

- größeres Schwundmass durch Stapeln der Querschnitte

Wie werden Anschlüsse zwischen den Hauptträgern ausgebildet ?

- Deckenbalken liegen auf Hauptträger oder Deckenbalken liegen oberkantenbündig zum Hauptträger

- Anschluss über ingenieursmäßige Verbindungsmittel in Abhängigkeit von Gestaltung, Stützweiten und Brandschutz,

z.B. Balkenschuhe, Z-Winkel, T-Profile mit Passbolzen, Hirnholzverbinder etc.

> bevorzugter Einsatz wegen einfachen Ausbauanschlüssen

Wie werden Öffnungen bei Balkendecken ausgebildet?

- Öffnungen in Spannrichtung stellen nur eine geringe Beeinträchtigung der Deckenkonstruktion dar

- Öffnungen gegen die Spannrichtung, verändern die Spannrichtung der Konstruktion grundlegend

- über Wechselbalken werden die Lasten punktförmig in die begrenzenden, durchlaufenden Balken geführt, dies kann durch gesonderte Maßnahmen ausgeglichen werden

Was passiert bei der Werkstattfertigung und welche Vorteile hat diese?

- flächige Elemente (Tafeln, Platten) bis komplette Raumzellen

- witterungsunabhängig, kontrollierte, ideale Bedingungen (Verleimung), hoher Maschineneinsatz

> präzise, mögliche Serienproduktion

Was ist beim Transport zu beachten?

- maximale Abmessungen beachten

- je nach Grad der Vorfertigung ist im Zusammenhang mit der Größe von (Halb-)Fertigteilen auf eine ausreichende Stabilität der Bauteile beim Transport, sowie in Bezug auf die Kräfte beim Versatz auf der Baustelle, zu achten

Was ist bei der Montage zu beachten?

- kurze Montagezeit (erfordert im Vorfeld erhöhten Planungsaufwand)

- spezielle Fugen- und Verbindungstechnik (bauphysikalische Schichten)

- Dampfdiffusionsdichtigkeit innen und Schlag-regendichtigkeit außen müssen über den Bauteilstoß hinweg funktionieren

Was definiert das Bauen mit Raumzellen?

- Modulbauweise / raumhaltige Elemente

- raumweise können Oberflächen und Anschlüsse vorgefertigt werden

- Montagezeit auf ein Minimum reduziert

- Ausstattung und Installationen können in den Raumzellen bereits ab Werk integriert sein

- die Planung mit Modulen aus Raumzellen beeinflusst die Planung ab der Entwurfs- phase maßgeblich

- Grundrissstruktur, Raumabmessung (Transport) etc.

- Tragwerkshierarchien bewegen sich zwischen Varianten mit selbst lastabtragenden Raummodulen und einer primären Tragstruktur mit eingestellten Modulen

Wie ist das Verhältnis von Raum - Modulen bei Raumzellen?

- grundsätzliche Unterscheidung:

Raum=Modul oder Modul eingesetzt in den Raum (z.B. Nasszelle)

- Größere Räume lassen sich aus mehreren Raummodulen zusammensetzen

- ebenso sind Kombinationen von Raum- und Flächenmodulen möglich

Was für Verbindungen von Modulen gibt es beim Raumzellen?

- Konstruktiver Nachteil der Dopplung, kann aus bauphysikalischer Sicht, insbesondere in Bezug auf den Schallschutz, ein Vorteil sein

- Verbindungen sollten durch Zwischenlagen aus elastischen Materialien entkoppelt werden, dies kann auch zur Erleichterung der exakten Positionierung beitragen

- konstruktiver Mehraufwand durch gedoppelte Schalen kann über schlanke mehrschichtige Aufbauten relativiert werden

- Modulstöße müssen auch in der Fassadenplanung berücksichtigt werden und können zu verschienden Lösungen führen

Welche Tragwerkssysteme gibt es beim Hallenbau?

1) Träger

2) Stabzüge

3) Rahmen

4) Bogen

5) Binder

6) Fachwerkträger

7) Zweigelenkrahmen

8) Stabzug

9) Dreigelenkrahmen

10) Dreigelenkrahmen, räumlich

11) Fachwerkroste

12) Raumfachwerk Knotenstabwerk

13)Trägerroste, gestapelt

14) Tonnenschalen

15) Hängewerke

16) Faltwerke

17) Sattelschalen

18) Kuppelnetzwerke

Welche Varianten von Holzträgern gibt es beim Hallenbau?

1) Vollholz

2) Konstruktionsvollholz

3) Brettschichtholz

4) Furnierschichtholz

5) Träger mit Vollquerschnitt

6) Kastenträger

7) Stegträger

8) Fachwerkträger

9) unterspannter Träger

10) vorgespannter Träger

Wie hat sich der mehrgeschossige Holzbau entwickelt?

- Mehrgeschossiger Holzbau war in Regionen, in denen Holz der maßgebliche Baustoff war, schon immer von Bedeutung

- oftmals aus der Konstruktionsmethode des Blockbaus entwickelt - In Europa weiterentwickelt über den Fachwerkbau z.B. zu mehrgeschossigen Speichergebäuden

- In Asien spielt das Holzhandwerk bereits seit dem 6. Jahrhundert eine besondere Rolle

- Skelett-Konstruktionen mit Holz

-Holz-Verbindungen zwischen Stützen und Trägern zu steifen Strukturen gefügt (z.B. buddhistischen Tempelarchitektur)

- In der Moderne unterrepräsentiert, hat sich der mehrgeschossige Holzbau seit den 2000er Jahren immer weiter entwickelt, so dass, tlw. über hybride Bauweisen, Holzbauten mit um die 20 Geschosse möglich wurden

Wie ist der Brandschutz des mehrgeschossigen Holzbaus?

- Problem:

Holz ist ein Konstruktionswerkstoff der selbst brennbar ist; entsprechend sind weiterreichende Maßnahmen zu treffen

- Anforderungen an den Feuerwiderstand von Gebäuden je nach Gebäudeklasse in Bezug auf Baustoffklassen

(Brennbarkeit der Baustoffe) und Bauteilklassen (Feuerwiderstand der Bauteile)

- Beispiel:

Eine Stütze aus Brettschichtholz ist zwar brennbar kann aber, bei richtiger Bemessung, 90 Minuten Standsicherheit gewährleisten (im Gegensatz zur offenliegenden Stahlstütze)

- insbesondere Flure und Treppenräume im Bereich von Fluchtwegen sind im Normalfall mit Hilfe von nicht brennbaren Beplankunge brandlastfrei zu halten

- Zwischen Geschossen lassen sich durch-gehende nicht brennbare Flächen über Holz-Beton-Verbunddecken herstellen

Wie ist die Struktur und das Tragwerk des mehrgeschossigen Holzbaus?

Kombinationen von Holzbauelementen und Materialkombinationen - Die vorab beschriebenen Holz-Bauelemente werden in der Praxis, je nach spezifischer Anforderung (Statik, Brand- und Schall-schutz), oftmals zu Mischkonstruktionen zusammengefügt

- Durch die Kombination aus flächigen und stabförmigen Bauelementen wird, wie im traditionellen Skelettbau

(Tragwerk + Aus-fachung/Aussteiffung), eine größtmögliche Entwurfsfreiheit gewährleistet

- Im mehrgeschossigen Holzbau werden, neben den materialimmanenten Bauelementen, auch Materialkombinationen zur gezielten Optimierung von Bauteileigenschaften für das Gesamtsystem angewendet

- es entstehen Hybride Bauweisen - Die Materialkombination kann sich auf der Ebene des Bauwerks, der Bauweise und des Bauteils stattfinden

Kombinationen von Holzbauelementen und Materialkombinationen - Die vorab beschriebenen Holz-Bauelemente werden in der Praxis, je nach spezifischer Anforderung (Statik, Brand- und Schall-schutz), oftmals zu Mischkonstruktionen zusammengefügt

- Durch die Kombination aus flächigen und stabförmigen Bauelementen wird, wie im traditionellen Skelettbau (Tragwerk + Aus-fachung/Aussteiffung), eine größtmögliche Entwurfsfreiheit gewährleistet

- Im mehrgeschossigen Holzbau werden, neben den materialimmanenten Bauelementen, auch Materialkombinationen zur gezielten Optimierung von Bauteileigenschaften für das Gesamtsystem angewendet

- es entstehen Hybride Bauweisen - Die Materialkombination kann sich auf der Ebene des Bauwerks, der Bauweise und des Bauteils stattfinden

Wie sind Tragwerk und Konstruktion im Holzhochbau gestaltet?

- In Bezug auf die Tragwerksplanung ist es im Holzbau möglich verschiedene Systeme umzusetzen, da über diverse Holz- bzw. Verbundwerkstoffe die anisotropen Eigen-schaften des Holzes ausgeglichen werden können

Wie sind die Grundprinzipien des Holzhochbaus?

- Holz ist ein anisotropes Material:

Zug- und Druckfestigkeit längs zur Faser hoch; Druck-festigkeit- und Steifigkeit quer zur Faser eher gering

- Geringe Querdruckfestigkeit und -steifigkeit bedingt beim mehrgeschossigen Bauen die Notwenigkeit, möglichst keine Vertikallasten über Bauteile zu führen die quer zur Faser belastet werden; entsprechende Einbauteile bzw. alternative tektonische Fügungen sind zu berücksichtigen (siehe Grafiken unten)

- Lasten sollten nicht von unten, sondern von oben in Holzbauteile eingeleitet werden; ggf. über Verstärkungen

Wie ist die Gebäudeaussteifung des Holzhochbaus gestaltet?

- Neben Stahlbetonkernen, können auch Kerne aus Massivholztafeln z.B. aus Brettsperrholz hergestellt werden und zur Gebäude- aussteifung dienen

- Grundsätzlich nehmen die Anforderungen an die Steifigkeit von Aussteifungselementen mit der Geschossigkeit zu und sind über Brettsperrholz- und Stahlbetonwände einfacher zu gewährleisten

- Es ist sinnvoll die Elemente zur Aufnahme von horizontalkräften möglichst weit aussen zu planen, um lastquerverteilende Holzbauteile zu vermeiden; damit wird die vollständige Öffnung von Fassaden ohne aussteifende Flächen erschwert

Wie ist der Schichtenaufbau von Bauteilen bei Gebäudehülle und Außenwand beim Holzhochbau?

- Anforderungen:

Witterungsschutz, Wärmeschutz, Tauwasserschutz, Brandschutz, Schallschutz

- Die Funktionen der Bauteilschichten sind festzulegen:

Bekleidung - Winddichtheit/Wasserschutz
- Dämmschicht - Tragschicht - Luftdichtheit - Dampfbremse - Installationsschicht/Innere Bekleidung

- einige der Schichten können gleichzeitig mehrere Funktionen übernehmen

- die Kontinuität der funktionalen Schichten ist in der Fügung gleicher oder unterschiedlicher Bauteile zu beachten

- Die Anordnung der Dämmebene unterschei-det grundsätzlichen in Bezug auf die Lage zur Tragschicht (zwischen/in oder aussen/auf) der Tragkonstruktion

Wie sind die Innenbauteile und Fügungen des Holzhochbaus gestaltet?

- Die Anforderungen an Innenbauteile liegen insbesondere im Brandschutz, Schallschutz und Luftdichtheit

- Die Bauteilschichten vom Bodenaufbau, über die Tragschicht, bis zur Unterdecke können Schall- und Brandschutz in unterschiedlichen Ausführungen gewährleisten

- zu beiden Aspekten ist das eher geringe Eigengewicht der Holzkonstruktion zu berücksichtigen und mit entsprechender Masse im Bodenaufbau oder einer Mehrschichtigkeit gegenzusteuern

- Bei der Fügung von Innen- und Aussenbauteilen sind die Bauteilschichten entsprechend der geometrischen Anforderungen fortzuführen (Bsp. s.u. Aussenwand-Geschossdecke)

Wie ist die Fassade beim mehrgeschossigen Holzbau gestaltet?

- In Abhängigkeit von der Gebäudeklasse ändern sich die Brandschutzanforderungen an die Fassadenbekleidung

- GK 1-3 keine besonderen Anforderungen - B2 Baustoffe; GK 4 und 5 (vier bis sieben Geschosse) - B1 Baustoffe

- mit Holzbekleidungen lässt sich hier nur unter bestimmten Voraussetzungen einsetzen

- z.B. Brandbarrieren vor den Geschossebenen

- klassischerweise werden hinter- oder belüftete Systeme eingesetzt

Wie wird das Holz der Fassade des mehrgeschossigen Holzbaus geschützt?

- Wird der Konstruktive Holzschutz berücksichtigt (Tropfkanten etc.) ist die Verwendung unbehandelter Holzhalbzeuge möglich

- Starke Farbveränderung muss in der Gestaltung berücksichtigt werden, da ein gleichmäßiges Vergrauen nicht möglich ist

- Lasuren als farbliche Vorbehandlung (grau pigmentiert)

- Deckend pigmentierte Lacke (auch Feuchteschutz)

- thermische Modifizierung der Holzstruktur

- EN 927 -1/2 Holzaussenbeschichtungen

Was sind die Eigenschaften des Werkstoffs Stahl?

- Stahl ist kein natürliches Material, wie z.B. Holz, das direkt als Baustoff verwendet werden kann

- Eisen ist in der Natur nur in Verbindung im Eisenerz vorhanden, es muss aus Erz heraus-geschmolzen werden

- als Stahl bezeichnet man eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff und weiteren Begleit- und Legierungsbestandteilen, deren Zusammensetzung bestimmen die Qualität und die Verwendungsmöglichkeiten

- Stahl ist als Material nicht beliebig form- und bearbeitbar

- zur Verfügung stehende Elemente sind vorge-prägt und typisiert

- durch seine Eigenschaften liegt es als lineares Element in verschiedenen Größen, Materialstärken und Profilierungen vor (Halbzeuge)

- Halbzeuge sind vorkonfektionierte Elemente, die in ihrer Länge wählbar sind

- Halbzeuge sind durch ihre Vorfertigung ent-sprechend maßhaltig und vereinfachen die Planung und Verarbeitung in der Schlosserei und auf der Baustelle

- Verwendung von Halbzeugen erhöht allerdings den Planungsaufwand und die notwendige Disziplin bei der Planung

Wie verhält sich Stahl im Brandfall?

- Stahl ist nicht brennbar, allerdings verändern sich bei hohen Temperaturen seine mecha-nischen Eigenschaften

> bei Hitzeeinwirkung lässt die Tragfähigkeit abrupt nach

- Landesbauordnung:

„jede tragende Stahlkonstruktion mit mehr als einem Geschoss muss vor Feuereinwirkung geschützt werden“.

- DIN 4102: Klassifizierung von Baustoffen

Was für planerische Maßnahmen gilt beim Brandschutz von Stahl?

- ausreichende Fluchtmöglichkeiten

- Begrenzung des Brandes durch Unterteilung in Brandabschnitte

- Verzicht des Einbaues von stark rauchenden Materialien

- Abführen von Rauch und Wärme

- Rauch- und Brandmelder

- selbsttätige Feuerlöscheinrichtungen (z.B. Sprinkleranlagen)

Welche passiven bzw. konstruktiven Maßnahmen werden beim Brandschutz von Stahl angewandt?

- Schutz der Bauteile vor dem Brand bzw. Verlangsamen der Wärmeeinwirkung auf die Bauteile

- Konstruktive Maßnahmen wirken dämmend, wärmeabführend oder durch Abschirmung

1. Dämmschichtbildende Anstriche oder Folien schäumen im Brandfall auf und schützen durch eine mehrere Zentimeter dicke Schicht.

2. Profilfolgende Ummantelungen erfolgen durch Spritzputze oder Spritzbetone, die im Brandfall veraschen.

3. Durch Abschirmung vor direkter Hitzeeinwirkung durch kastenförmige Verkleidung aus vorgefertigten Plattenelementen oder komplettes Verdecken unter abgehängten Decken bzw. Wandvorsatzschalen. Der Nachteil ist, dass die Stahlkonstruktion als gestaltendes Element nicht mehr sichtbar ist.

4. Kernfüllung mit Beton:

die zugeführte Wärme fließt im Brandfall in den Beton ab, dadurch verlängert sich die Feuerwiderstandsdauer.

5. Wasserfüllung:

Wasser zirkuliert in einem System, wird fortlaufend gekühlt und erneuert und transportiert so die Wärme ab.

Was ist der Korrosionsschutz von Stahl und welche Möglichkeiten gibt es?

Oberflächenbehandlung

- Stahl ist ab einer Luftfeuchtigkeit von 65% durch Korrosion gefährdet.

- Der Schutz von Stahlbauteilen erfolgt durch Beschichtungen, metallische Überzüge oder Veredlungen.

1) Beschichtungen

2) Metallische Überzüge

3) Veredelungen mit hochwertigeren Materialien (Legierungen)

Welche Profile/Halbzeuge gibt es im Stahlbau?

1) Walzprofile

2) Hohlprofile

3) Vollprofile

4) Kaltgeformte Profile

5) Trapezprofile

6) Kassettenprofile

7) Sonderprofile

Welche Walzprofile gibt es im Stahlbau?

1) IPE - Profil

2) HE - Profil (früher IPB)

3) L - Profil (auch: Winkelstahl)

4) U - Profil

5) T - Profil

6) Z - Profil

Was sind die Voraussetzungen von Bauteilfügungen im Stahlbau?

1) Planung

2) Detaillierung

3) Fertigung

Wie gestaltet sich der Transport von Stahlbauteilen?

Wirtschaftlich ist die Anlieferung möglichst großer, zusammenhängender Bauteile für die Montage auf der Baustelle (zulässige Trans-portmaße und -gewichte sind zu beachten).

Bei Überschreitung dieser Obergrenzen, werden Schwer-/Spezialtransporte nötig, die eine spezielle Genehmigung erfordern.Bei großen Bauteilen sind Montagestöße vorzusehen; optimal ist, wenn diese auf das Konstruktionssystem abgestimmt werden(z.B. Stoß im Momentennullpunkt).

Was ist bei Toleranzen im Stahlbau zu beachten?

Alle Bauteile und Bauwerke sind herstellungs- und montagebedigt mit Maßungenauigkeiten behaftet.

Diese tolerierbaren Abweichungen (Toleranzen) müssen an den Fügepunkten von Bauteilen aufgenommen werden können.

Im Stahlbau sind deutlich höhere Präzisionsgrade möglich und üblich, als in anderen Werkstoffen (z.B. Stahlbeton).

Insbesondere für Fügepunkte mit Werkstoffübergang müssen daher montagegerechte Detailierungen entwickelt werden, die die Aufnahme dieser Toleranzen berücksichtigen.

Welche Verbindungstechniken gibt es im Stahlbau?

1) Nieten

2) Schweißen

3) Schrauben

4) Rohe Schrauben

5) Paßschrauben

6) Blechschrauben ( Gewindeschrauben, Bohrschrauben)

Welche Stahlstützen gibt es?

1) Einteilige Stützen

2) Verbundstützen

3) Mehrteilige Stützen

Welche Stahlträger gibt es?

Einteilige Träger:

1) Vollwandträger

2) Wabenträger

3) Lochstegträger

Welche zusammengesetzten Stahlträger gibt es?

1) Fachwerkträger

2) Vierendeelträger (Sonderform)

3) Unterspannter Träger

Welche Anschlüsse gibt es?

1) Gelenkige Anschlüsse

2) Biegesteife Anschlüsse

Welche gelenkigen Anschlüsse gibt es?

1) Steglaschenanschluss

2) Dünnwandige Hohlprofile

3) Zweischnittige Verbindung

4) Kopfplattenanschluss

5) Bausystem ARBED

Welche biegesteife Anschlüsse gibt es?

1) Voll verschweißte Rahmenecke

2) Geschraubte Rahmenecke

3) Geschraubter Stockwerksrahmenanschluß

4) Geschraubter Anschluss bei Hohlprofilen

Welche gestapelte Trägerlagen gibt es beim Stahlbau?

1) Kaltgeformte Profile

2) Warmgeformte Profile

Welche ebenengleiche Trägerlagen gibt es beim Stahlbau?

1) gelenkiger Anschluss

2) biegesteifer Anschluss

Welche Stützenfußpunkte gibt es beim Stahlbau?

1) Gelenkige Lagerung

2) Einspannung

Welche Aussteifungen gibt es beim Stahlbau?

1) Rahmen

2) Diagonalverbände/Fachwerke

3) Eingespannte Stützen

4) Scheiben/Scherwände

5) Kerne

Wie definieren sich die Tragsysteme für Hallenbauten?

Tragwerke entstehen durch Fügen der elementaren Bauteile und HalbzeugeTragsysteme werden definiert durch:

- Hauptragelemente (Stützen und Träger)

- Nebentragelemente (Pfetten bzw. flächige Tragelemente, z.B. Trapezblech)

- systembedingte Art der Aussteifung

Welche Kriterien bei der Einteilungen von Tragwerken gibt es bei Hallenbauten?

1) Ausrichtung der Struktur

2) Aussteifungsmaßnahmen

Welche strukturelle Ausrichtungen gibt es bei Tragwerken von Hallenbauten?

1) Gerichtete Strukturen

2) Ungerichtete Strukturen

3) Zentrierte Strukturen

Welche Aussteifungsmaßnahmen gibt es bei Tragwerken von Hallenbauten?

1) Stütze-Träger-Systeme und Räumliche Tragwerke

2) Rahmen- und Bogentragwerke

Welche Linientragwerke gibt es?

- gerichtete Systeme

- unterschiedliche Anschlussbedingungen für Hülle in Haupt- und Nebenrichtung

Welche Träger gibt es beim System Stütze - Träger?

1) Einfeldträger

2) Mehrfeldträger

Welche Maßnahmen besitzt die Rahmenbauweise?

Im Rahmentragwerk wird die Lastaufnahme auf Stiel und Riegel verteilt. Rahmenstiel (Stütze) und -riegel (Träger) bilden eine Einheit, sie sind biegesteif miteinander verbunden.

- Riegelquerschnitte können deutlich geringer bemessen werden, als bei Stütze-Träger-Systemen

- Rahmenstiele müssen größer dimensioniert werden als bei Stütze-Träger-Systemen (besonders in Rahmenrichtung)

- Rahmenkonstruktionen bilden deutlich gerichtete Räume

- Detailausbildung der biegesteifen Verbindung von Stiel und Riegel hat sowohl in technischer als auch gestalterischer Hinsicht eine besondere Bedeutung

- zur Aufnahme der horizontalen Schubkräfte werden an gelenkigen Fußpunkten Schubknaggen angeordnet und / oder Zugbänder in der Bodenplatte integriert

Welche Konstruktionen eignen sich für große Spannweiten bei der Rahmenbauweise?

Bei großen Spannweiten eignen sich:

- Schweißkonstruktionen von nichtparallel-flanschigen Stielen und Riegeln (besserer Kraftverlauf)

- Fachwerkkonstruktionen für extreme Spannweiten

Überschlägige Bemessung Rahmen (H/L):

Vollwandträger l/30 - l/40, Spannweite L = 5 - 40m

Fachwerkträger l/10 - l/20, Spannweite L = 8 - 55m

Was sind die Merkmale der Bogentragwerke?

- besonders leistungsfähiges Tragwerk in der Relation von Spannweite zu Materialver-brauch (Wirtschaftlichkeit)

- je flacher der Bogen, desto größer die Horizontalkräfte am Auflager

- Aufnahme durch entsprechende Fundamente oder Zugbänder in Höhe des Auflagers

- Auflagerung der Bögen auf Stützen möglich (mehrschiffige Bogenhallten), dann Zugseile zur Aufnahme der H-Kräfte im Raum sichtbar

- gel

Bei Hallentragwerken muss zunächst der Anschluss der Fassade an die Tragstruktur geklärt werden:

- Wenn Haupt- und Nebenträger nicht auskragen, können die Pfosten jeweils an den Haupt- und Nebenträgern angeschlossen werden.

Um einen gleichhohen Befestigungspunkt zu ermöglichen, kann ein Randträger entlang des Randhauptträgers eingeführt werden. Das Fassadenraster kann unabhängig vom Tragraster festgelegt werden.

- Bei auskragenden Tragsystemen kann zunächst die Fassade an den Randnebenträgern und an den Köpfen der Nebenträger befestigt werden. Dies führt zur Übereinstimmung von Nebenträger- und Fassadenraster. Frei vom Tragraster wird das Fassadenraster auch hier durch Einführung eines Randträgers.

- Angenommen wird eine Hallenstruktur mit einem Achsraster von 7,20 m bei einer Geschosshöhe von 6,00 m.

Die Horizontallasten werden über die kürze Spannweite, also in vertikaler Richtung, abgeleitet.

Hierfür werden im Achsraster von 1,80 m vertikale Pfosten an der Geschossdecke und Bodenplatte befestigt (Abb. 1). Die Vertikallasten der Fassade werden ebenfalls über die Pfosten in die Bodenplatte geführt.

- Horizontale Riegel unterteilen die Fassade in 6 Felder.

Die auf die Riegel treffenden Horizontal- und Vertikallasten werden an die Pfosten weitergeleitet (Abb. 2).

- Angenommen wird eine Hallenstruktur mit einem Achsraster von 4,80 m bei unveränderter Geschosshöhe von 6,00 m.

- Nun ist der Achsabstand von 4,80 m die kürzere Spannweite, sodass die Horizontallasten in horizontaler Richtung abgetragen werden.

Im Abstand von 1,00 m spannen die Riegel und geben die Horizonallasten an die Primärstruktur weiter (Abb. 3).

- Die Abtragung der Vertikallasten wird nach wie vor über die Pfosten in die Bodenplatte sichergestellt (Abb. 4).

- Zuletzt werden die Öffnungselemente eingeplant (Abb. 5).

- Moderne Außenwandkonstruktionen müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Diese beruhen auf externen und internen Einflußfaktoren.

Anforderungen aus externen Einflüssen:

- Schutz vor Niederschlag, Wind, Strahlung, Temperaturschwankungen

Daneben auch anthropogene (vom Menschen gemachte)

Einflüsse:

- Schutz vor Schall, EinblickAnforderungen aus internen Einflüssen sind i.d.R. nutzungsbedingt:

- Brandschutz, Möglichkeit der Integration von Öffnungen, thermische Speicherfähigkeit, Dampfdiffusion, Lastabtragung (Statik)

Dies führt seit den sechziger Jahren zu im-mer komplexeren, mehrschichtigen Außenwandkonstruktionen.

- Durch die Kombination unterschiedlichster Funktionsschichten ist Reaktion auf vielfältige Anforderungen möglich.

Nachteil:

- hoher Planungs- und Herstellungsaufwand mit entsprechender Gefahr von Planungs- und Ausführungsfehlern.

- Aufgrund sich stetig verschärfender Anforderungen an den Wär meschutz lassen sich kaum noch vollständig verglaste Gebäude konzipieren.

Ein hoher Anteil geschlossener Fassadenfläche kann sich hier positiv auswirken.

Grundsätzlich heute zwei Bauweisen bei geschlossenen Fassaden vorherrschend:

- Hinterlüftete Systeme (Kaltfassade)

- Sandwi

- Wesentlicher Unterschied der beiden Syste-me in der Montage und im Schichtenaufbau begündet.

- Hinterlüftete Systeme aus einzelnen zeitlich und räumlich separat montierten Schichten aufgebaut.

Äußere Schicht (Wetterhaut) durch Luftschicht (Hinterlüftung) von den restlichen Schichten getrennt.

- Sandwichsysteme aus vorgefertigten Elementen aufgebaut. Funktionsschichten alle direkt miteinander verbunden.

Keine trennende Luftschicht.

- Hinterlüftete Systeme auf massiven Untergründen (Mauerwerk o. Beton) oder in Skelettkonstrutkionen möglich.

- Sandwichsysteme i.d.R. vor skelettartigen Untergründen aus Holz o. Stahl.

Montage vor massiven Untergründen möglich aber unüblich

- Grundsätzliches Problem der Tauwasserbildung.

Hier insbesondere hinterlüftete Systeme vorteilhaft, da Taupunkt nach außen verlagert wird.

Eventuell anfallende Feuchte kann durch Hinterlüftung wieder abtrocknen.

- Bei leichten Außenwandsystemen (z.B. Holzständerbau) innenliegend Dampfsperre notwendig.

- Bei Sandwichsystemen Innenschale = Dampfsperre.

Guter Luftschallschutz im wesentlichen durch zwei Maßnahmen erreichbar:

- große Masse

- mehrere Schichten unterschiedlicher Materialdichte

- Daher hinterlüftete Fassaden vor Massivkonstruktionen schalltechnisch sehr gut.

- Sandwichfassaden i.d.R. mit sehr schlechten Schallschutzeigenschaften, da zu geringe Masse vorhanden.

- Anforderungen in DIN 4109 definiert.

- Anforderungen in Vielzahl von Regelwerken definiert:

DIN-Normen, LBO, TÜV, VdS (Ver-band der Sachversicherer)

An Fassadenbekleidungen gemäß LBO § 28 relativ geringe Anforderungen:

- Bei Gebäuden der Gebäudeklassen 1 bis 3 keine Anforderungen, jedoch bei Verwendung normalentflammbarer Baustoffe (B2) Maßnahmen gegen Brandausbreitung auf Nachbargebäude notwendig.

- Bei Gebäuden der Gebäudeklassen 4 und 5: B1

Auszug aus der Landesbauordnung NRW§ 28 Außenwände

- (1) Außenwände und Außenwandteile wie Brüstungen und Schürzen sind so auszubilden, dass eine Brandausbreitung auf und in diesen Bauteilen ausreichend lang begrenzt ist.

- (3) Oberflächen von Außenwänden sowie Außenwandbekleidungen müssen einschließlich der Dämmstoffe und Unterkonstruktionen schwerentflammbar sein. Unterkonstruktionen aus normalentflamm-baren Baustoffen sind zulässig, wenn die Anforderungen nach Absatz 1 erfüllt sind.

Balkonbekleidungen, die über die erforderliche Umwehrungshöhe hinaus hochgeführt werden , und mehr als zwei Geschosse über-brückende Solaranlagen an Außenwänden müssen schwerentflammbar sein.

Baustoffe, die schwerentflammbar sein müssen, in Bauteilen nach den Sätzen 1 und 3 dürfen nicht brennend abfallen oder abtropfen.

- (4) Bei Außenwandkonstruktionen mit geschossübergreifenden Hohl- oder Lufträumen wie hinterlüftete Außenwandbekleidungen sind gegen die Brandausbreitung besondere Vorkehrungen zu treffen. Satz 1 gilt für Dop-pelfassaden entsprechend.

- Für die Wetterhaut von hinterlüfteten Fassa-densystemen unterschiedlichste Werkstoffe in Verwendung.

- Mineralische: Naturstein, Beton, Faserzement, Keramik - Metall: Stahl, Aluminium, Zink, Kupfer, Blei, Metallgewebe (Edelstahl)

- Holz tritt als Wetterhaut im wesentlichen in tafelförmigen, brettartigen und schindelförmigen Halbzeugen in Erscheinung.

Die wesentlichen Materialien sind bei Tafeln FSH (Furnierschichtholz) und Dreischichtplatten.Materialstärken:

- FSH: 27, 33, 39, 45, 51, 57, 63, 69, 75 mm

- Dreischichtplatten: 12, 16, 19, 22, 27 mmAbmessungen:

- FSH:

Breiten 1800 mm, Längen bis 24000 mm

- Dreischichtplatten:

Breiten: 1250, 2000 mm, Längen bis 5000 mm

- Bretter sind als gerade beschnittene oder profilierte Halbzeuge vorhanden.

Materialstärken (europ. Hölzer):

- Gerade Bretter: 13,5; 15,5; 19,5; 25,5; 35,5; 41,5; 45,5 mm

- Breiten: 75 - 300 mm

- Längen: 1500 - 6000 mm

- Profilierte Bretter: 12,5; 15,5; 19,5 mm

- Breiten: 96, 111 mm

- Längen: 1500 - 6000 mm

- Metall tritt als Wetterhaut im wesentlichen in tafelförmigen, profilierten und gewebeartigen Halbzeugen in Erscheinung.

- Verwendete Materialien:

Stahl, Aluminium, Zink, Kupfer, Blei

- Blechtafeln werden glatt und als Lochblech verwendet.

Die am häufigsten verwendeten Halbzeuge sind profilierte Bleche (Trapez, Welle, Bänder) aus Stahl, Aluminium oder Zink.

- Faserzement:

Verbundwerkstoff aus Zementgebundener Matrix und Bewehrung aus Kunststoffkurzfasern.

Bekannt unter dem Produktnamen „Eternit“. Gute Formbarkeit vor dem Aushärten führt zu Verwendung im Möbelbau.

- Regelmaterialdicken für Fassadentafeln: 8 und 12 mm

- max. Plattengröße: 1220 x 3050 mm

- Erscheinungsformen: Tafeln, Bretter, Wellen, Schindeln

- Oberflächen: natur (zementgrau) o. eingefärbt

- Verwendung von plattenförmigen Betonfertigteilen.

Mindestdicke 8 cm kann wegen Korrosionsgefahr des Bewehrungsstahls nicht unterschritten werden.

Nachteil:

Hohes Gewicht.

- Unterschiedlichste Oberflächenbehandlungen und Erscheinungsbilder möglich.

- Halbzeuge aus gebranntem Ton.

Regelabmessungen: 200 x 400 mm.

Jedoch auch Überlängen bis 1400 mm möglich.

Unterschiedliche Oberflächengestaltungen:

- natur, gekratzt, geschliffen und profiliert

- Durch Einfärbung auch andere Farbtöne als Naturton möglich.

- Unterkonstruktionen (UK) für hinterlüftete Fassaden bilden das tragende Gerüst für die Wetterhaut.

Sie stellen die konstruktive Verbindung zwischen Aussenhaut und Tragkonstruktion her.

- UK müssen Toleranzausgleich, einfache Montage und die Vermeidung von Wärmebrücken ermöglichen.

- I.d.R. bestehen UK aus einer Kombination von linearen Halbzeugen und Befestigungse-lementen wie Winkeln und U-Profilen.

- UK können ein- oder mehrteilig ausgebildet werden.

Bei einteiligen UK Vorteil der einfachen Montage, jedoch schlechter Tole-ranzausgleich und lineare Wärmebrücken.

- Bei mehrteiligen UK hingegen guter Toleranzausgleich und nur punktuelle Wärmebrücken.

Montage hier aufwändiger.

- Als Materialien für UK werden i.d.R. Holz, Stahl oder Aluminium verwendet.

- Bei Holz werden Kanthölzer und Latten unterschiedlicher Abmessungen verwendet.

Hölzerne UK sind geeignet für Bekleidungen aus Holz, Faserzement, Profilblech, Kunststoff.

Verbindungsmittel: Nägel o. Schrauben aus nichtrostendem Stahl.

- Bei metallischen UK werden Winkel, Z- und U-Profile verwendet. Sie sind geeignet für Bekleidungen aus Faserzement, Naturstein, Profilblech, Kunststoff.

- Verbindungsmittel: Schrauben o. Nieten aus nichtrostendem Stahl.

- Die meisten handelsüblichen UK bestehen aus Aluminium

- Aufgrund stetig steigender Anforderungen bezüglich des Wäremschutzes sind insbesondere bei Passivhäusern Dämmschichtdicken von 25 bis 30 cm Stärke nicht ungewöhnlich.

- Hier bieten verschiedene Hersteller UK mit entsprechend weiter Ausladung an. (siehe Abb. 2.3.1 bis 2.3.4

- Zur weiteren Reduktion von Wärmebrücken bieten einige Hersteller mehrteilige UK an, bei denen Halter und Schwert nochmals durch Kunststoffbauteile voneinander thermisch getrennt werden.

- Darüber hinaus werden diese UK aus Edelstahl gefertigt, da hier die Wärmeleitfähigkeit geringer ist als bei Aluminum.

- Außenwandkonstruktionen sind heute nicht mehr ohne Dämmung denkbar.

- Bei hinterlüfteten Systemen Dämmung i.d.R. in der Ebene der UK. Dämmung liegt meist in Form von Platten vor.

- Befestigung auf massiven Untergründen mit Tellerankern.

- Bei Skelettkonstruktionen oder kassetierten Untergründen einfaches Einklemmen der Dämmplatten zwischen die Konstruktionsglieder.

- Als Dämmstoffe kommen mineralische Stoffe (Glasfaser o. Mineralfaser) und Schaumkunststoffe (Polystyrol o. Polyuretan) zum Einsatz

- Zu beachten sind die unterschiedlichen Wärmeleitzahlen und Baustoffklassen.

- Hinterlüftete Systeme mit Aussenbekleidung aus Holz auf massiven Untergründen und auf Skelettkonstruktionen möglich.

- Holzbekleidung verformt sich unter Temperatur- und Feuchteeinflüssen, was zu Rissen führt.

Bei Niederschlägen kann Holzverkleidung durchfeuchten.

Daher bei Holzbekleidungen Hinterlüftung besonders wichtig.

- Breite des Lüftungsraumes min. 20 mm

- Im Sockelbereich Spritzwasserhöhe von 30 cm einhalten. Geringere Spritzwasserhöhe von 5 cm möglich, wenn gesicherte Wasserabfuhr vorhanden, z.B. Gitterrost.

- An allen Anschlusspunkten Zu- und Abluft der Hinterlüftung sicherstellen.

Grundsätzlich sind folgende Regeln zu beachten:

- Dicht- und Dämmebene muß durchlaufen und darf nirgendwo unterbrochen werden.

- Luftschicht muss durchlaufen.

- Dampfsperre muss durchlaufen.

- Profilbleche (Trapez o. Welle) die am häufigsten verwendeten Halbzeuge.

Insbesondere im Industrie- und Gewerbebau lassen sich in Kombination mit kassettenartigen UK aus Stahlblech schnell und einfach große Fassadenflächen herstellen.

- Prinzip:

Horizontal laufende Kassetten an Tragkonstruktion (z.B. Stahlpfosten) befestigt und mit Dämmung gefüllt. Vertikal laufendes Trapezblech als Bekleidung.

- Gefahr linearer Wärmebrücken kann durch Dämmstreifen auf den freien Kassettenflächen verhindert werden.

- Umlaufend gekantete Kassetten eher eine Anwendung im Geschoßbau.

Blechtafeln durch vierseitiges Abkanten zu Kassetten umgeformt.

Daurch größere Steifigkeit der einzelnen Kassetten.

Ausparungslöcher in den seitlichen Abkantungen ermöglichen Einhängen in Tragbolzen der UK. UK besteht i.d.R. aus U-Haltern und vertikalen Hutprofilen aus Aluminium.

- Entwässerung über intelligente Kantung bzw. vertikal laufende Hutprofile der UK.

Keine weiteren Dichtungsmaßnahmen in der Ebene der Wetterhaut notwendig.

- Bandartige Halbzeuge aus Aluminium o. Zink werden bei Gewerbe- und Geschossbauten eingesetzt.

Als UK wird i.d.R. ein System aus vertikalen Winkelprofilen in Kombination mit Befestigungswinkeln verwendet.

- Im Sockelbereich bestehen keine Anforderungen bezüglich der Spritzwasserhöhe.

- Sicherstellung der Zu- und Abluft an Anschlußstellen (z.B. Fenster) durch perforierte Spezialprofile.

- Für die vertikalen Stoßfugen unterschiedliche Ausbildungen möglich:

- Verdeckt durch Einschubblech

- Schattenfuge

- Betonte durch vertikale Blechlisene

- Eckausbildung durch speziell gekantete Blechprofile.

- Faserzementbekleidungen auf UK aus Holz o. Metall möglich. Verwendung von Holz eher bei kleinformatigen Teilen (Schindeln). Bei metallischen UK Möglichkeit, Bekleidung sichtbar o. verdeckt zu befestigen.

- Bei sichtbarer Befestigung meist Verwendung von Nieten.

- Unsichtbare Befestigung mittels rückseitig aufgeschraubter Agraffen. Agraffen werden in identisches Gegenstück eingehängt.

- Fugenbreite zwischen den Tafeln min. 10 mm. Fugenausbildung dicht z.B. durch hinterliegendes T-Profil oder offen möglich.

- Plattengrößen begrenzt durch Lastaufnahme der Traganker, da grundsätzlich nur zwei symmetrisch angeordnete Lastanker pro Platte.

- Aufhängung mittels Lastankern und Haltean-kern. Lastanker

- in drei Raumrichtungen justierbar

- nehmen Vertikal- und Horizontal-lasten auf. Halteanker nehmen nur Horizon-tallsten auf.

- Fugenbild muss sorgfältig geplant werden. - Fugenbreite abhängig von Plattengröße

- Tontafeln oben und unten profiliert zur Integration in Aufhängungssystem.

- UK aus Aluminium o. Holz.

- Horizontalfugen durch Überlappung der Profilierung gegen eindringende Feuchtigkeit gedichtet.

Dadurch starke Schattenbildung in den Fugen.

- Vertikalfugen durch gesonderte Dichtprofile gedichtet.

- Öffnungen bei hinterlüfteten Fassaden entweder eingerückt oder flächenbündig mit Wetterhaut.

- Bei eingerückten Öffnungen starke Schattenbildung. Leibungen müssen ausgebildet werden.

- Bei flächenbündigen Öffnungen rücken Öffnungselemente aus der Dämmebene.

Zur Vermeidung von Kältebrücken Ausbildung zargenartiger Anschlusskonstruktionen notwendig.

- Im Gegensatz zu den einzeln und unabhängig montierten Schichten von hinterlüfteten Systemen sind bei Sandwichsystemen Aussenhaut, Dämmschicht und Innenschale fest miteinander verbunden.

- Vollständige Vorfertigung der Fassadenbauteile.

Vorteil:

schnelle Montage, gute Oberflächenqualität und geringe Fertigungstoleranzen.

- Materialien für Aussen- und Innenschale: Metall, Kunststoff, Beton, Holz.

Bei Aussenschale zusätzlich noch Glas.

- Dämmstoffe:

Polyuretan-Hartschaum o. Mineralwolle.

- Dampfsperre kann bei den meisten Sandwichtypen entfallen, da Innenschale dampfdicht.

Nur bei prorösen Materialien wie Holz zusätzliche Dampfsperre notwendig.

- Häufigste Anwendungen sind Betonsandwichelemente und Metallsandwichelemente.

1) Betonsandwichelemente sehr schwer und große Gesamtbauteilstärke 33 - 44 cm

2) Metallsandwichelemente sehr leicht und geringe Gesamtbauteilstärke 40 - 140 mm

- Deckschichten aus dünnen Aluminium- o. Stahlblechen (0,55 - 0,65 mm).

Deckschichten durch Schaumkern (Polyuretan) nicht lösbar miteinander verbunden.

Dies führt zu Erhöhung der Biege-Tragfähigkeit.

- Produktion kontinuierlich.

Verformte Blechdeckschichten werden in Produktionsstraße auf definiertem Abstand gehalten und Zwischenraum mit flüssigem Polyuretan gefüllt.

Chemische Reaktion führt zu Schaumbildung, Ausdehnung und schließlich Verfestigung des Polyuretans.

Dadurch Deckschichten dauerhaft und unlösbar mit Schaumkern verklebt.

- Bauphysik:

wärmebrückenfreier Bauteilquerschnitt.

- Sandwichelemente als Serienprodukte mit festgelegten Abmessungen erhältlich.

- Aber auch objektbezogene Sonderfertigung möglich.

- Serienprodukte i.d.R. mit unterschiedlich verformten Blechdeckschichten erhältlich.

- Verformung führt zu Erhöhung der Bauteilsteifigkeit.

- Verschiedenste Bauteilgeometrien möglich:

Tafel, Eckelemente in beliebigen Winkeln, abgerundete Elemente, Kalotten.

- Befestigung durch Verschraubung auf skelettartiger UK aus Holz, Stahl o. Beton (mit integrierten Befestigungsschienen).

- Bei Dachelementen Verschraubung immer in den Hochpunkten.

- Befestigung sichtbar o. verdeckt im Elementstoß möglich.

- Elementstoßausbildung nach dem Nut- und Feder- Prinzip mit integrierten Dichtungen.

Herstellungsprozess ermöglicht Umformen des Blechs in komplexe Geometrien.

- Fügung der offenen, gerade beschnittenen Elementkanten durch Klemmleisten und entsprechende Gegenprofile auf UK.

- Standarddetailausbildungen von Herstellerseite meist sehr schematisch und baukonstruktiv und gestalterisch nur bedingt brauchbar.

- Die gezeigten Details stellen daher nur Prinzipien dar.

- Integration von Öffnungen entweder durch Integration in UK

(z.B. Pfosten-Riegel-Konstruktion) oder durch Integration direkt im Element.

- Gute Integrierbarkeit von Sandwichelementen in andere Systeme (z.B. Pfosten-Riegel-Konstruktion).

- Umweltverschmutzung

- Abholzung der Wälder

- Verknappung fossiler Rohstoffe

- Weltklimaerwärmung

- Häufung von Klimakatastrophen

Haus des Sokrates / Megaronhaus

Überliefertes Prinzip:

- strikte Südausrichtung

- trichterförmiger Grundriss und Schnitt

- massive Umfassungswände (Stein) > zeitverzög. Wärmespeicherung/Kühlung

- Zonierung der Räume n. Sonneneinstand

- Vordach/Loggia > Verschattung/Kühlung

1) Standortwahl

2) Natürliche Kühlung

3) Mehrschichtigkeit

4) Wintergarteneffekt

5) Zonierung / Grundrissplanung

6) Gebäudeform

- Holzbauweise > positive Dämmeigenschaften von Holz

- flachere Dachneigung > positive Dämmwirkung von Schnee

- massive Bauweise > Speichermassen

- steilere Dachneigung > schnellere Ableitung von Niederschlägen

- massive Bauweise

> Speichermasse

> vorhandenes Baumaterial überwiegend Stein/Lehm

- Flachdach

> wenig/keine Niederschläge

- Holzskelettbauweise

> überwiegend vorhandenes Baumaterial

> konstruktiver Holzschutz durch Loslösung vom Boden/Erdreich

> gute Durchlüftung

- steile Dächer

> schnelle Ableitung starker und häufiger
Niederschläge

- Gebäudehülle als Trennung zwischen Innen und Außen

> definiert den Energieverbrauch eines Gebäudes

- Gebäudehülle regelt Außenbedingungen entsprechend den Komfortansprüchen im Inneren (Behaglichkeitsfaktoren)

1) U-Wert (früher k-Wert)

- Wärmedurchgangskoeffizient in W/m²K eines Bauteils

2) g - Wert:

- Gesamtenergiedurchlassgrad

3) fc-Wert (früher z-Wert):

- Abminderungsfaktor einer Sonnenschutz-einrichtung von 0 bis 1

4) T(vis)- oder TL-Wert:

- Lichttransmission in %

5) D-Wert (Daylight factor):

- Tageslichtquotient in %

- Direkt / passive Nutzung

- Indirekt / aktive Nutzung

Verschiedene Systeme in der Gebäudehülle (Fassade / Dach) reagieren flexibel auf unterschiedliche Anforderungen und regeln Behaglichkeitsfaktoren.

1) Energie-, Wärmeschutz- und Sonnenschutzsysteme

2) Tageslichtsysteme

3) Lüftungssysteme

1) Außenliegende Systeme

2) Innenliegende Systeme

3) Systeme im SZR

1) Nachführbare Systeme:

- Lamellenraffstore

- Markisen

- Klappläden

2) Starre Systeme:

- Sonnenschutzverglasung

- Siebdruck Verglasung

- Einlagen im SZR

- vertikale/ horizontale „Screens“

- Vordächer/ Auskragungen

- Klappläden

Lamellenraffstore

1) Lochfassade

2) Homogen

3) Mehrschichtig

4) Filtersystemtiefe

5) Rolladenwelle mit Gurt

Flexible Filter

6) Rolladen

7) Außenraffstore

8) Markise

9) Vorhang

10) Innenrollo

Fixierte Filter

11) Außenlamellen fest

Integrierte Filter

12) Glas mit Funktionsschicht

Vermeidung von zu hohen Leuchtdichtekontra-sten durch Lichtdämpfung und Lichtstreuung (z.B bei Bildschirmarbeit).

1) Vorhänge, Raffstores, Rollos

2) transluzente Verglasungen

3) Elektrochrome Gläser

1) Innenliegende Systeme

2) Stores

3) Vorhänge

4) starre Textilien

- Abnahme der Tageslichtkurve über Raumtiefe

> Tageslichtsysteme bei großen Raumtiefen
und speziellen Lichtanforderungen (Bildschirmarbeit)

Faustregel:

Fensterhöhe x 2 = ca. max. Raumtiefe für ausreichendes Tageslicht an einem klaren Sonnentag

1) Natürliche Lüftung

2) Nachtlüftung

3) kontrollierte Lüftung

Dämmvorschriften + techn. Anforderungen (thermischer, visueller Komfort; Energiegewinn und –verbrauch)

- Entwicklung der Hülle vom einschaligen,
statischen zum mehrschaligen, dynamischen System mit Steuerungsfunktionen

> Manipulatoren (thermischer, visueller Komfort; Energiegewinn und –verbrauch)

- Anwendung im Neubau und zur Sanierung bestehender Gebäude

- zweite Fassade ohne horizontale / vertikale Abschottungen über mehrere Geschosse oder gesamtes Gebäude

- großzügige Zu- und Abluftöffnungen im Boden- und Dachbereich

> wenig Öffnungen über Fassade nötig (guter Schallschutz gegen Außenlärm)

- bei Lüftung in den Zwischenraum ist Schallübertrag zu beachten

- Außenfassade z.T. variabel (öffenbare Lamellen)

- einfach verglaste Außenfassade mit Zu- und Abluftöffnungen

- Innenfassade (Isolierglas) mit Öffnungsflügeln

- Fassadenzwischenraum geschoss- und achsweise getrennt

- umlaufende Schottung gegen Schall-, Brand-, Geruchsübertragung

- Fassadenzwischenraum geschossweise getrennt, horizontal durchlaufend

- achsweise versetzte Zu- und Abluftöffnungen um Vermischung von Frischluft und verbrauchter Luft zu vermeiden

- möglicher Schallübertag von angrenzenden Räumen

Stahlbeton ist ein Verbundwerkstoff beste-hend aus einer zementgebundenen Matrix mit Zuschlägen unterschiedlicher Größe und Dichte (Kies / Sand) und einer Bewehrung aus stabförmigen Stählen.

I.d.R. werden tragende Bauteile auf Druck oder Biegung beansprucht.

Da der Beton alleine eine geringe Zugfestigkeit aber hohe Druckfestigkeit besitzt, müssen die in der Zugzone auftretenden Kräfte von einer Stahlbewehrung aufgenommen werden. Voraus-setzung ist hierbei der gleiche Wärmeausdeh-nungskoeffizient von Beton und Stahl und ein guter Verbund.

Zur Steuerung des Verbundes sind die Stähle auf der Oberfläche profiliert.

Die verwendeten Bewehrungsstähle liegen in Form von Stäben oder Matten vor. Um sie vor Korrosion zu schützen sind abhängig von den Umweltbedingungen und der Stabdicke Mindestüberdeckungen mit Beton notwendig.

Um diese zu gewährleisten, werden Abstandhalter aus Kunststoff verwendet. Weiterhin ist eine gute Verdichtung des Betons durch Rütteln notwendig.

Betone liegen in unterschiedlichen Festigkeitsklassen vor.

Die Wahl der Festigkeitsklasse hängt ab von den statischen und konstruktiven Erfordernissen. Im Regelfall werden Betone mit Festigkeiten von C 25/30 bis C 35/45 eingesetzt.

Neueste Entwicklungen sind hier die sogenannten Reaktion-pulverbetone bei denen Festigkeiten von bis zu 300 N/mm2 erreicht werden.

Betonarten unterscheiden sich im wesentlichen durch die Art der Zuschläge.

Diese werden in Abhängigkeit von der Anwendung gewählt und führen zu unterschiedlichen Rohdichten und damit zu unterschiedlichem bauphysikalischen Verhalten.

Stahlbeton wird als konstruktiver Baustoff im wesentlichen in drei Arten verwendet:

1) Ortbeton

2) Fertigteil

3) Halbfertigteil

Die Schalung ist gestalterisch maßgeblich, da sie die spätere Oberfläche des Betons bestimmt.

Sichtbetonoberflächen erfordern daher ein hohes Maß an Vorplanung bezüglich der Schalungsmaterialien und des Fugenbildes.

Als Materialien für die Schalhaut werden Bretter und beschichtete Holzwerkstoffplatten (Betoplan) verwendet.

1) Rundstütze mit Flachdecke

2) Pilzstütze mit Flachdecke

1) Unterzugdecke (Plattenbalken)

2) Kassettendecke

Schotten

- Übliche Konstruktion bei Addition immer gleicher Einheiten (Hotels, Wohnen)

- Spannweiten: bis ca. 4 -6 m - Decken einachsig gespannt

1) Kerne

2) Scheiben

Alle strukturbildenden Bauteile können als Betonfertigteile hergestellt werden. Dies sind im wesentlichen:

- Fundamente

- Stützen

- Binder (Hauptträger)

- Pfetten (Nebenträger)

- Decken- und Dachplatten

- Wand- und Fassadentafeln

- Treppen

Übliche Querschnitte [cm]

- Quadratstützen: 20 x 20, 30 x 30, 40 x 40, 50 x 50

- Rechteckstützen: 20 x 30, 30 x 40, 30 x 50, 40 x 60

- Rundstützenstützen: Durchmesser = 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60

- Für den Anschluss von anderen Bauteilen werden Stützen im Schaft oder am Kopf geometrisch modifiziert.

- Konsolen sind eine geometrische Erweiterung des Schaftes

- Am Stützenkopf können subtraktiv Anschlussmöglichkeiten geschaffen werden.

1) Binder (Hauptträger)

2) Pfetten (Nebenträger)

3) Unterzüge

4) Decken- / Dachplatten

5) Wandtafeln

1) Geometrische Fügung

2) Konstruktive Fügung

3) Konstruktive Fügung Halbfertigteile

- Sichtbare Betonfassaden können auf drei Arten hergestellt werden:

1) Mehrschalige Ortbetonkonstruktion mit Kerndämmung

2) Fertigteile als Sandwichkonstruktion

3) Fertigteile als hinterlüftete Fassade

Erdberührte Bauteile sind i.d.R. mit Feuchte beaufschlagt und machen daher Abdichtungsmaßnahmen notwendig.

Die stabile, dauerhafte Erstellung eines Bauwerks aber nicht nur eine Konstruktion zu finden die dieses ermöglicht, sondern ebenso eine Vorstellung von Gestalt und Raum zu entwickeln und eben baulich umsetzbar zu machen.

1) Programm

2) Ort

3) Funktion - Nutzung - Gebrauch

4) Baukörper

5) Geometrische Ordnung

6) Tragwerk

7) Hülle

8) Integration

9) Wirtschaftlichkeit / Flexibilität

10) Tragstruktur und Gestalt

1) gerichteten - hierarchischen Systemen
2) ungerichteten - nicht hierarchischen Systemen

Die Kategorien haben entscheidenden Einfluss auf die strukturelle Form:
1) Linienförmig

- gerade / einachsig gekrümmt

2) Flächenförmig

- eben / zweiachsig gekrümmt

aussenliegend / innenliegend / tlw. aussenliegend / „Haus im Haus“ und weitere Mischformen

1) Stützen + Träger

2) Stützen + Träger Mehrfeldträger

3) Rahmen

4) Bögen

5) Bögen Hängedächer / Seiltragwerke

6) Flächentragwerke Räumliche Tragwerke

7) Abgespannte Konstruktionen Punktgestützte Gitterschalen

1) Flachdach: Neigung < 5°

2) flach geneigtes Dach: Neigung 5° - 22°

3) Steildach: Neigung > 22°

1) Beanspruchungen durch Feuchtigkeit

2) Beanspruchunge durch Umwelteinflüsse

3) Thermische Beanspruchungen

4) Mechanische Beanspruchungen

5) Konstruktiv bedingte Beanspruchungen: Verformungen

1) Wärmeschutz

2) Brandschutz

3) Schallschutz

4) Standsicherheit

1) Art der Nutzung:

- Nicht genutzt / genutzt

2) Art der Tragschicht:

- massiv (Stahlbetonkonstruktionen)

- leicht (Trapezblech, Holzwerkstoffe)

3) Konstruktionsart:

- Belüftet / nicht belüftet

4) Lage der Abdichtung (Schichtenaufbau)

- Warmdach

- Kaltdach

- Umkehrdach

5) Material der Abdichtung:

- Bitumenbahnen

- Kunststoff- / Elastomer-(Kautschuk)bahnen

- Flüssigabdichtungen

6) Art der Windsogsicherung:

- Verklebung

- mechanisch

- Auflast

7) Art der Dachentwässerung:

- Innenentwässerung

- Außenentwässerung

8) Art der Ausbildung des Dachrandes:

- Attika

- Dachüberstand

1) Warmdach

2) Kaltdach

- Flachdachkonstruktionen können auf mas-siven und leichten Tragschichten erstellt werden

- Massive Tragschichten sind i.d.R. aus Beton und werden als Ortbeton-, Halbfertigteil- oder Fertigteilkonstruktion ausgeführt

- Sie können gleichzeitig unter Berücksichtigung von Spannweiten / Tragfähigkeit das Dachtragwerk bilden

- Leichte Tragschichten bilden i.d.R. den oberen Abschluss des Tragwerks. Zum Einsatz kommen überwiegend:

- Trapezbleche

- Holz (Brettschalungen)

- Holzwerkstoffplatten (BFU, FSH, OSB)

- Brettstapelelemente

- Brettsperrholzelemente

- Holzhohlkastenelemente

- Kombinatioen (Trapezblech mit Aufbeton sind ebenfalls möglich )

1) Warmdach (konventionelles Flachdach):

- Ohne Luftschichten folgen Tragschicht, Dampfsperre, Wärmedämmung und Abdich-tung aufeinander.

Vorteile:

- kompakt

- leicht

- preisgünstig

2) Kompaktdach:

- Kompaktdach ist ein Variante des Warmdachs

- Auch hier folgen alle Schichten ohne Luftschicht direkt aufeinander

Vorteile:

- kompakt

- dauerhaft

- sehr druckbelastbar

3) Umkehrdach:

- Bei dieser alternativen Ausführung des nicht belüfteten Daches befindet sich die Abdichtung unter der Wärmedämmung und ist so-mit vor Temperaturschwankungen geschützt.

Vorteile:

- kompakt

- Dichtungsebene durch Dämmung geschützt

- sehr druckbelastbar

4) Nacktdach:

- Abdichtung bildet oberen Abschluss des Daches

- kein Oberflächenschutz

- Abdichtung beständig gegen UV und andere Umwelteinflüsse

1) Genormte Bitumenbahnen

2) Kunststoff- und Elastomerdichtungsbahnen

3) Flüssigabdichtungen

4) Dämmstoffe

1) DAD:

Außendämmung von Dach und Decke vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Deckung

 2) DAA:

Außendämmung von Dach und Decke vor Bewitterung geschützt, Dämmung unter Abdichtung

 3) DUK:

Außendämmung des Daches, der Be-witterung ausgesetzt, (Umkehrdach)

1) dm:

mittlere Druckbelastbarkeit (z.B. nicht genutztes Dach)

2) dh:

hohe Druckbelastbarkeit (genutzte Dachflächen, Terrassen)

3) ds:

sehr hohe Druckbelastbarkeit (Industrieböden, Parkdecks)

4) dx:

extrem hohe Druckbelastbarkeit (hochbelastete Industrieböden, Parkdecks)

Die Oberfäche der Dachabdichtung ist vor atmosperischen Einwirkungen (große Temperaturschwankungen, UV-Strahlung) durch einen Oberflächenschutz zu schützen.

Dies erhöht die Nutzungsdauer der Abdichtung.

Flachdachaufbauten sind gegen Windeinwirkung, speziell Windsog zu schützen.

Eine Windsogsicherung durch Verklebung, punktuelle oder lineare Befestigung oder Auflast, schützt die Dachabdichtung vor Abheben.

- Ein Gefälle von 2% Neigung soll zur Ableitung von Niederschlagwasser eingeplant werden.

Dachflächen und Dachbereiche (z.B: Kehlen) mit einem Gefälle unter 2% sind Sonderkonstruktionen, die entsprechende Ausgleichsmaßnahmen erfordern.

Bei Dachneigungen bis 5% ist mit behinderten Wasserablauf und Pfützenbildung zu rechnen

- Die Gefälleausbildung kann durch ein konstruktives Gefälle, d.h. Gefälle in der Tragschicht, einem Gefälleestrich oder einer Gefälledämmung erreicht werden.

Dachabläufe üblicherweise zweiteilig:

Dachablauf mit Andichtflansch für den Einbau in die Dampfsperrebene.

Aufstockelement mit Andichtflansch für den Einbau in die Dich-tungsebene.

Wärmedämmung liegt dazwischen.

Für die Notentwässerung kommen häufig Attikaabläufe zum Einsatz. Sie treten nach außen als Durchdringungen des Dachrandes in Erscheinung und sind daher sorgfältig zu planen und in die Geamterscheinung zu intergrieren.

- Als Attika ausgebildete Dachränder erhalten häufig als oberen Abschluss eine Abdeckung aus Blech (Aluminum, Titanzink o. Kupfer)

- Die Abdeckung wird als mehrfach gekantetes Profil hergestellt

- Die Befestigung erfolgt nicht sichtbar mit Haltern oder Haftblechen, die auf einer Unterkonstruktion (Holzwerkstoffplatte oder Bohle)
befestigt werden

- Attikaabdeckungen sollten ein Gefälle nach innen (zur Dachfläche) von 3° aufweisen

- Der äußere vertikale Schenkel der Abdeckung überdeckt die Fassadenkonstruktion

- Das Maß dieser Überdeckung hängt von der Gebäudehöhe ab

1) Nutzung der Dachfläche

2) Temperaturausgleich für die darunterliegende Konstruktion (bis auf 12°C bei 20°C Außentemperatur)

3) eine ausgeglichene Feuchtigkeit auf der Dachdichtung (kein Wechsel naß/trocken)

4) Regenrückhaltung

5) Grün für die Bewohner/Nutzer und eine Ersatzfläche für verlorenen Raum in der Stadt

6) Man unterscheidet zwischen extensiver und intensiver Begrünung

1) Extensiv

2) Intensiv

1) Punktförmig (Lichtkuppeln)

2) Linienförmig (Lichtbänder)

1. Nutzung / Gebrauch

2. Konstruktion

3. Form / Gestalt

Der Begriff „Dachkonstruktion“ bezeichnet das Traggerüst eines Daches, also die für seine Standsicherheit notwendige Konstruktion.

Geometrisch unterscheidet man zwischen ebenen und gekrümmten Tragwerken.

1) Es eignen sich verschiedene Materialien so-wie die Form in der sie vorliegen bzw. in die sie gebracht werden können für den Einsatz auf unterschiedliche Geometrien.

2) Bei der Deckung gelten grundsätzlich die Regeln:

Je kleinteiliger die Dacheindeckung ist, desto steiler muss die Dachneigung sein.

Je geringer die Dachneigung ist, desto leistungsfähiger muss die Eindeckung sein.

Unter dem Dachüberstand versteht man den Teil des Daches, der über die Außenwand eines Gebäudes herausragt.

An der Giebelseite bildet der Ortgang den Dachüberstand

Der primäre Zweck des Dachüberstandes ist der Schutz der Außenwand vor Feuchtigkeit durch Niederschlag, besonders in Kombination mit Holzkonstruktionen sorgt dies für den sog. konstruktiver Holzschutz

Die hier als Metalldachkonstruktionen bezeichneten Dächer stellen eine industrielle Variante des handwerklich hergestellten Blechdachs dar, wobei die traditionelle Verlegeart industriell umgesetzt und weiterentwickelt wird.

Es existieren verschiedene Profiltafel-Systeme in Form von Trapez- oder Stehfalzprofilen, die maschinell verbördelt/verformt werden.

Stehfalzprofiltafel zeichnen sich bei einem geringen Gewicht durch große Festigkeit aus, wodurch sie sich für die Realisierung große Spannweiten anbieten.

Sie sind in der Regel:

- korrosionsfest

- witterungsbeständig

- unempfindlich gegen UV-Strahlung

- resistent gegenüber Mikroorganismen

- alterungsbeständig

Elementierte Dächer bestehen aus möglichst einheitlichen Elementen, die entweder für das einzelne Projekt entwickelt werden, oder bereits als System am Markt verfügbar sind.

Die Hülle des SCVA wird durch 5 Varianten dieser Elemente gebildet:

- gebogene

- verglaste

- geschlossene

- mit Lüftungslamellen versehene Elemente

“dichtend” Dachneigungen von mindestens 10°

“deckend” Dachneigungen von mindestens 30° erforderlich.

Die Kunststoffe zeichnen sich durch gute Bearbeitbarkeit aus und bieten viele gestalterische Möglichkeiten.

- Acryl-Glas (Polymethylmethacrylat, PMMA)

- Polyvinylchlorid (PVC)

- Polycarbonat (PC)

- Polyethylenterephthalat (PET-A)

- Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE)

Bei der Verwendung größerer Glasflächen sind insbesondere bei Dachkonstruktionen- zusätzliche Sonnenschutzmaßnahmen erforderlich.

1) außen liegender Sonnenschutz

2) Sonnenschutzglas (mit Edelmetallen oder Metalloxiden beschichtetes Glas)

3) reflektierende oder absorbierende Folie auf der Glasaußenfläche

4) Sonnenschutz im Scheibenzwischenraum

5) schaltbare Gläser (schalt- und regelbaren Sonnenschutzgläser)

6) innen liegender Sonnenschutz

Ein Innenraum stellt nicht nur eine Abgrenzung nach Außen dar, sondern er sollte besonders Schutz und Privatsphäre bieten.

1) ruhig und sachlich

2) Technisch und funktional

Raumbegrenzende Materialien geben den Dimensionen und Proportionen des Raums eine besondere Wirkung.

Gebäude betrachtet man als ein Gesamtsystem aus Subsystemen:

1) Tragwerk

2) Hülle

3) Ausbau

4) technische Ausrüstung

Man kann diese Subsysteme strengen Strukturvorgaben unterwerfen, die dazu führen, dass das endgültige System ein auf sich abgestimmtes Bild ergibt.

Nichttragende Innenwände sind nichttragende Strukturen, die der Raumbildung bzw. Raumtrennung dienen.

1) Raumbildung bzw. -trennung

2) Gestaltung und Haptik

3) Schallschutz und Akustik

4) Feuchteschutz

5) Wärmeschutz

6) Brandschutz

7) Integration von technischen Einbauten

8) Demontage und Umsetzbarkeit

- Gewicht (Leichte Trennwände 150 kp/m²)

- Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigung (Gesamtkonstruktion und Deckschichten)

- Pflegeeigenschaften

- Alterungsbeständigkeit

- Volumenbeständigkeit (Dehn- und Schwundeigenschaften)

- Einfache Montage

- Demontage / Versetzbarkeit / Flexibel

- Toleranzaufnahme

- Integration von transparenten Flächen

- Abstimmung auf geometrische Ordnung

- Integration von Installationen

- Nichttragend bedeutet, dass keine Vertikallasten aus dem Gebäude aufgenommen werden und dass sie nicht zur Aussteifung des Gebäudes herangezogen werden,

- Allerdings müssen nichttragende Wände auch Lasten aus Mobiliar und aus Stoßbeanspru-chung aufnehmen können.

- Übertragen von Lasten auf tragende Bauteile

- Konsollasten (Mobiliar, Sanitärgegenstände, etc.)

- Neben all diesen Anforderungen gibt es natürlich noch die individuellen gestalterischen Anforderungen.

- z.B. mit Schattenfuge

– um zu zeigen, dass Wand nicht trägt

– oder mit integrierter Sockelleiste

- geometrische Anforderungen entstehen bei der Planung durch Vorgaben aus den verwendeten Ausbaurastern:

- Linienraster

- Bandraster

- Kreuzbandraster

- Dadurch entstehen:

- Normalelement

- Eckelement

- Anschlusselement

1) Massive Innenwände

2) Innenwände aus Glasbausteinen

3) Ständerwände in Trockenbauweise

1) Unterkonstruktion:

- Die Unterkonstruktion besteht aus Metall- oder aus Holzständern.

2) Hohlraumdämmung:

- Die Hohlraumdämmung besteht aus organischen oder mineralischen Stoffen

3) Beplankung:

Ständerwände werden am häufigsten mit Plattenwerkstoffen beplankt.

Ausführung stumpf gestoßen, Nut- und Feder oder mit sichtbarer Fuge.

4) Sonderprofile:

- Offene Ecken und Kanten der Ständerwände mit Beplankungen aus nicht stoßfesten Materialien wie Gipskartonplatten sind mit Kantenschutzprofilen zu schützen.

) Ständerwand an Ständerwand

2) Ständerwand an Massivwand

3) Ständerwand an Boden

4) Ständerwand an Decke

- In Ständerwänden werden häufig auch Installationen geführt, die in ihrer Dimension über Elektroleitungen hinausgehen.

- Hier muss die Unterkonstruktion darauf reagieren.

- Installationswände sind Doppelständerwände, bei denen der Abstand der Ständerreihen untereinander durch die vertikal und horizontal laufenden Installationen bestimmt werden.

1) Systemwände:

Einige Sanitärhersteller, die auf Installationen spezialisiert sind, liefern auch ganze Systemunterkonstruktionen.

2) Feuchteschutz:

Der Feuchteschutz spielt vor allem in Hinsicht auf die Dauerhaftigkeit von Beplankungen eine große Rolle, da einige Baustoffe wie Gipskartonplatten unter lang anhaltender Feuchteinwirkung zerstört werden können. Zudem ist mit Schimmelbildung zu rechnen.

Besondere Trennwände sind Systemtrennwände oder auch umsetzbare Trennwände genannt.

Unter umsetzbaren Trennwänden versteht man objektbezogene, industriell vorgefertigte Wandsysteme, die aufgrund ihres Aufbaus aus Standardelementen mit begrenztem Aufwand montiert, demontiert und remontiert werden können.

Auch Glastrennwände gelten als Systembauwände.

Glastrennwände werden als oberflächenfertiges, umsetzbares System mit integrierter Verglasung geliefert.

Glasbauwände können auch als Ganzglaskonstruktionen ausgebildet werden.

Diese Wände erzeugen einen filigranen unscheinbaren Raumabschluss, weißen aber bei weitem nicht den Schallschutz auf, wie Rahmensysteme.

1) Schiebe- / Faltwände

2) Textile Raumteiler

3) Möbelwände

- Raumseparierung > Zimmertür

- Sicherheit > Wohnungstür, Haustür

- Schallschutz > Schallschutztüren

- Rauch > Rauchschutztüren

- Brandschutz > Brandschutztüren

- Durchgang > Krankenhaustüren

- Raumverbindung > Falttüren, Schiebetüren

- Sichtverbindung > Glastüren

- Zusatzfunktionen werden durch spezielle Einlagen oder die Abfolge mehrerer Türen erreicht

Eine Tür besteht aus:

- Türblatt

- Zarge

- Beschläge

- Bänder

- Griff

1) Einlagige Türblätter

2) Mehrlagige Türblätter

1) Blockzarge

2) Blockrahmen

3) Blendrahmen

1) Drehflügeltüren

2) Pendeltüren

3) Schwenktüren

4) Schiebetüren

5) Falttüren

6) Dreh- / Karusseltüren

- Raumgestaltung

- Integration von Technik

- Schallschutz

- Raumakkustik

- Brandschutz

- Nachhaltigkeit

werden unmittelbar an der Tragkonstruktion befestigt und weisen keine Abhangkonstruktion auf

a) sichtbare Unterkonstruktion

b) verdeckte Unterkonstruktion

c) teilweise verdeckte Unterkonstruktion

1. Tragendes Bauteil

2. obere Halterung

3. Abhänger
4. Grundprofil

5. Decklage

1) Plattendecken

2) Akustikdecken

3) Brandschutzdecken

werden eingesetzt zur Verbesserung der Raumakustik durch Minderung der Schalle-nergie in einem Raum

1) Schallabsorptionsgrad a

2) Nachhallvorgang

3) Nachhallzeit (in dB)

zusammenhängende Fläche aus einer o. mehreren zusammengesetzten Bahnen, die an ihren Rändern durch Befestigung faltenfrei auf Spannung gehalten werden

Materialien:

- Kunststofffolien

- Gewebe (Textilien)

- beschichtetes Gewebe

Was sind die Vorteile von gerasterten Deckensystemen?

Vorteile von Rasterdecken sind die Wirtschaftlichkeit durch hohen Vorfertigungsgrad und trockene Montage sowie einfache Revisio-nierbarkeit des gesamten Deckenhohlraumes

A. Geschlossene Deckensysteme

B. Offene Deckensysteme (nicht als Brandschutzdecken)

1. Mineralwolle- / Mineralfaserdecken

2. Metalldecken

3. Holzrasterdecken

4. Lichtdecken

1) Linienraster

2) Längs-Bandraster (auch: Parallel-Bandraster)

3) Kreuz-Bandraster (auch: Knotenraster)

Die Plattenmaße können individuell gefertigt und unterschiedlich auf die baulichen Gegebenheiten reagieren oder

- Die Plattenmasse sind Standardformate oder durch das Raster des Architekten im voraus festgelegt.

Konstruktionsvarianten:

- Tragprofile sichtbar

- Tragprofile halbverdeckt

- Tragprofile verdeckt

- Tragprofile sind Z- oder T-förmig profiliert

- Anordnung von Grund- und Tragprofilen sowohl in niveaugleicher als auch versetzter Ebene möglich

- Lage und Abstand der Tragprofile entsprechen dem Verlauf der Längs- bzw. Querfugen der Deckenplatten

Konstruktionsvarianten:

- eingelegt (Z- oder T-Tragprofile)

- eingehängt (Z- oder T-Tragprofile)

- geklemmt (Klemmschienen)

- abklappbar (Klemmschienen)

- Anordnung von Grund- und Tragprofilen sowohl in niveaugleicher als auch versetzter Ebene möglich

Bandrasterprofile dienen der Auflager der Decklagenelement sowie als Befestigungsmöglichkeit für Trennwände

Unterkategorien:

1. Mineralwolle- / Mineralfaserdecken

2. Metalldecken

3. Holzrasterdecken

- Lamellendecken

- Rasterdecken

- Gitterdecken

- Paneeldecken

- Wabendecken

- Lichtrasterdecken

- Metall-Lamellen aus Blechkantungen

- Metall-Walzprofile

- Gitterplatten aus Kunststoffen

- Aluminiumraster

- Holzwerkstoffplatten

- offene Systeme:

->Lichtrasterdecken = Gitterdecken

- geschlossene Systeme:

->Rasterdecken mit VSG- oder transluzenten Kunststoffplatten oder - paneelen

- fugenlose Systeme:

->Spanndecken aus transluzenten PVC-Folien

von unten nach oben

1. Tragschicht

2. Zwischenschicht
Glätte- und Ausgleichsschicht

Abdichtende Schicht / AbdichtungWärmedämmschicht

Schallschutzschicht

Abdeckschichten (Abdeckungen)

Trennschicht

Lastverteilende Schicht

3. Nutzschicht (Bodenbelag)

1) Verbundestriche / Monolithische Estriche

2) Estriche ohne Verbund / Estriche auf Trennschicht

3) Estriche auf Dämmschicht / Schwimmende Estriche

4) Estricharten nach Bindemittel (Baustellenestriche)

     A. Nassestriche

     B. Fließestriche

5) Heizestriche

6) Trockenestriche (Fertigteilestriche)

> Integration von Technik in Estrichkonstruktionen- werden unterteilt in:

a) Estrichbündiger Kanalboden (offenes System)

b) Estrichüberdeckter Kanalboden (geschlossenes System)

- überwiegender Einsatz in hochinstallierten Gebäuden, bei denen die Raumnutzung flexibel sein soll (z.B. Büro- bzw. Verwaltungsbau)

1. Hohlraumböden

2. Doppelböden

Bodensystem mit integrierten Hohlräumen von bis zu 20cm zur Leitungsführung

Unterkategorien:

A. Monolitischer Hohlraumboden

B. Mehrschichter Hohlraumboden

werden bei großer Installationsdichte mit hohen Anforderungen an die Revisionierbarkeit und Nachinstallation gewählt

Systemaufbau:

1. Trägerplatte

2. Ausgleichsplättchen

(Ausgleich von zulässigen Toleranzen werden Aluminiumplättchen in unterschiedlichen stärken verwendet)

3. Schalldämmauflageplättchen

(hochleitfähiges PE oder PA mit rutschhem-mender Oberfläche)

4. Doppelbodenstützenoberteil

5. Gewindesicherung

(verhindert das ungewollte Lösen der Mutter, welche zur stufenlosen Höhenjustierung dient)

6. Stützenkleber

7. Doppelbodenstützenunterteil

8. Randdämmstreifen