Im Nationalpark Schwarzwald entsteht ein neues Besucher- und Informationszentrum. Der Standort für das neue, spektakuläre Gebäude-Ensemble liegt auf über 900 m ü. NN. inmitten bewaldeter Hänge. Daher greift der Entwurf die Assoziation von kreuz und quer übereinandergefallener Totholzstämme auf. Dieses Bild wurde in Proportion und Materialbeschaffenheit auf die einzelnen Baukörper des Zentrums unter der Vorgabe umgesetzt, den Baustoff Holz möglichst umfangreich einzusetzen. Die so entstandenen, bis zu 65 m langen Riegel bieten Platz für über 3 000 m2 Ausstellungsfläche, bei der die Besucher in der Dauerausstellung auf eine Reise durch den Wald geführt werden. Auch die Fassade soll sich an der umgebenden Natur des Schwarzwalds orientieren und eine Verkleidung aus Holzschindeln erhalten. Der Bericht über das neue Besucherzentrum gibt Einblick in Planung, Konstruktion und momentan laufende Bauausführung der anspruchsvollen hybriden Tragkonstruktion.

The new Ruhestein Visitor and Information Center
The Black Forest National Park visitor and information center at Ruhestein was designed jointly with Sturm + Wartzeck, EWT engineers and [f] landschaftsarchitektur. The site lies among wooded slopes at more than 900 m above mean sea level (AMSL). The initial inspiration came from seeing fallen tree trunks lying on top of each other, which found architectural expression as a complex of multiple buildings in the form of long, thin bars. Measuring up to 65 m in length, they provide exhibition space totaling 3 000 m2. The natural environment of the Black Forest is reflected in the facades as well, which are clad in wooden shingles. The unconventional architectural concept allows the complex to blend harmoniously into its surroundings, despite its considerable size. The highlight of the visitor center is the open-air skywalk at treetop height, 35 m above the ground, which leads to a tower and lookout platform. The article gives an insight into the planning, design and ongoing construction of the sophisticated, hybrid load-bearing structure of the new visitor center.

Im Zuge des Neubaus des Campus im Olympiapark in München (CiO: Fakultät für Sport- und Gesundheitswissenschaften der TUM sowie Zentraler Hochschulsport) wird eine zweigeschossige Großkonstruktion in Holz mit folgenden Kennzahlen errichtet: 22 000 m2 Dachfläche, 11 000 m2 Decken- und Wandflächen, 5 200 m3 Holzeinsatz. Dabei von besonderer Bedeutung: Hallen für 14 Sportfelder, Integration einer Laufbahn, 300 Büroräume, zahlreiche Seminar- und Vorlesungsräume, Bibliothek, Werkstätten und Prüflabor sowie eine fast 19 m weit auskragende Überdachung der an das Gebäude angrenzenden Laufbahngeraden mit einer Kragdachfläche von rd. 3 000 m2.
Das Gesamtbauwerk muss höchsten gestalterischen und funktionalen Ansprüchen genügen (1. Preis im Architektur-Wettbewerb 2015).
Während die Hallendächer von konventionellen Brettschichtholzkonstruktionen abgeleitet sind und als solche im Tragwerk eine überaus wirtschaftliche Kombination aus Funktionalität und Ästhetik darstellen, folgt die in ihrer Besonderheit alles überragende Vordachkonstruktion in erster Linie der äußeren Gestalt des Gesamtbaukörpers: knapp 19 m Auskragung mit einer Konstruktionshöhe von lediglich 1,60 m - eine extrem schlanke und faszinierende Konstruktion aus verklebten Hohlkästen, werkseitig vorgefertigt in 40 Großelementen, die in Übersicht und Details erläutert wird.

TUM sports campus with large canopy in wood
In the course of the new construction of the campus in the Olympic Park in Munich (CiO: Departement of Sports and Health Sciences of the TUM as well as University Sports Center), a two-storey large-scale construction in wood will be built with the following key figures: 22,000 m2 roof area, 11,000 m2 ceiling and wall surfaces, 5,200 m3 wood in use. Of particular importance: halls for 14 sports fields, integration of an athletic track, 300 offices, lots of seminar and lecture rooms, library, workshops and test laboratory as well as a canopy with an almost 19 m long cantilever and a total canopy-area of around 3, 000m2.
The overall building has to meet the highest design and functional requirements and standards (1st prize in the Architecture Competition 2015).
While the hall roofs are derived from conventional glue laminated timber constructions and, as such, represent an extremely economical combination of functionality and aesthetics in the structure, the unique feature of the entire construction is the canopy with an almost 19 m long cantilever and a construction height of only 1.60 m: a construction made of glued hollow boxes, factory-made in 40 large elements. An extremely slim and fascinating construction, which is explained in overview and details.

Beim Projekt TUM-Campus im Olympiapark wurde die gesamte Leistungsbreite des gegenwärtigen Ingenieurholzbaus abgerufen und umgesetzt. Neben der kompletten Dachkonstruktion sind die Sporthallen und die Institutsbereiche in Holzbauweise errichtet. Zum Einsatz kommen hierbei neben weitspannenden Brettschichtholzträgern auch Hybriddecken in Holz-Beton-Verbundbauweise mit einer Brettsperrholzbasis sowie vorgefertigte Holzrahmenwände und Deckenelemente, die z. T. auch verklebt wurden. Integrierte, deckengleiche Stahlunterzüge, die von BauBuche-Dachträgern abgehängt werden, sind weitere Elemente des Holzbau-Werkzeugkastens, die hier zum Einsatz kommen. Die Holzbauweise ermöglichte einen hohen Vorfertigungsgrad und dadurch kurze Montagezeiten. Mit einer entsprechenden Logistik für Planung, Fertigung, Anlieferung und Montage konnten die Hallencluster in jeweils nur zwei Monaten Bauzeit aufgerichtet werden.
Prägend für die Bauaufgabe war die großzügige Überdachung im Bereich des Leichtathletikstadions: Die Laufbahnen sind auf einer Länge von ca. 150 m mit 40 Elementen großzügig überdacht. Die 28 m langen und 1,60 m hohen Dachelemente haben eine freie Auskragung von 18,3 m und schützen die 100-m-Laufbahn. Durch einen integrierten Querträger über der vorderen Stützenreihe gelingt die Punktlagerung der flächigen Vordachplatte. Die große Auskragung des Holzdachs wird durch verklebte Hohlkastenelemente möglich, die in ihren Dimensionen übliche Abmessungen überschreiten. Die Bauteile mit einer Breite von 3,75 m und der Gesamtlänge von 28 m wurden im Werk Ober-Grafendorf bei St. Pölten in Niederösterreich im Rahmen einer Taktfertigung hergestellt und über Spezialtransporte und Autokräne an Ort und Stelle gebracht. Installationselemente wie Regenrohre und Elektroleitungen wurden bereits im Werk integriert und gewährleisteten so einen reibungslosen Montageablauf auf der Baustelle.
Der Beitrag behandelt in Schlaglichtern die Anforderungen und Lösungen bei der Umsetzung dieser Bauaufgabe.

Technical University of Munich (TUM) Campus in the Olympiapark - implementation of a timber engineering structure including entire range of services
The implementation of the project executed on the Campus of the Technical University of Munich (TUM) in the Olympiapark required the deployment of the full range of services that is presently available in the timber engineering sector. Besides the entire roof construction, Rubner Holzbau also fabricated the sports halls and the university department areas as timber structures. The most varied elements have been used to implement this demanding project: long-span glulam beams, hybrid ceilings as timber-concrete compound structures with cross-laminated timber basis as well as prefabricated timber frame walls and partially glued ceiling elements. Integrated, flush beam ceiling steel joists, suspended from beech-LVL ceiling roof beams, are additional elements of the timber engineering kit that have been used in this particular project. Having opted for a timber construction, high prefabrication degrees and thus short assembly periods were guaranteed. Backed by professionally executed logistics services for design, production, delivery and assembly, the hall clusters were erected within a construction period of only two months.
A distinctive and demanding feature of the construction project was the spaciously designed roof in the track and field athletics stadium: The running tracks are generously roofed by a total of 40 roof elements on a length of approximately 150 m. The 28 m long and 1.60 m high roof elements with the 18.3 m cantilever projection provide the necessary weather-protection for the 100 m running track. An integrated cross girder installed above the front support post provides the spot bearing for the large canopy roof construction. Glued box girder elements, which greatly exceed usual roof element dimensions, provide the required stability for the large cantilever structure of the timber roof. The building elements with a width of 3.75 m and an overall length of 28 m were manufactured - as takt production - in the Ober-Grafendorf factory near St. Polten in Lower Austria and delivered to the construction site by means of special transports and truck-mounted cranes. All installation elements, such as downpipes and electric cables were integrated in the factory thus securing the smooth and rapid assembly process on the construction site.
This article highlights the requirements set by the client and the solutions offered in the implementation of this demanding building project.

In Heilbronn steht das derzeit höchste Holzhochhaus Deutschlands: das zehngeschossige Holz-Hybrid-Gebäude namens Skaio. 34 m hoch und nach den Plänen des Berliner Architekturbüros Kaden+Lager gebaut, gehört es zur Stadtausstellung der Bundesgartenschau (BUGA) 2019. Sockelgeschoss und Treppenhauskern des von Züblin Timber nach dem Skelettbauprinzip errichteten Mischbaus bestehen aus Stahlbeton, die Stützen aus Brettschichtholz, ein Teil der Träger aus Stahlprofilen, für Wände und Decken hat man verschiedene Holzbauweisen genutzt, wie den Holzrahmenbau in Kombination mit Brettsperrholz für die Wandelemente bzw. Brettsperrholz als Holzmassivbauweise für die Deckenscheiben. Als Fassadenbekleidung kamen Leichtmetallplatten zum Einsatz. Insgesamt 5 685 m2 Bruttogeschossfläche verteilen sich auf zehn Stockwerke. Das Brandschutzkonzept ermöglichte es, die Gebäudehülle mit Holzelementen auszuführen.

Hybrid skyscraper sets new standards
Heilbronn is home to the new German height record holder in modern timber high-rise construction: the ten-storey timber hybrid building called Skaio. 34 m high and designed by the Berlin architecture firm Kaden+Lager, it is part of the city exhibition of the Federal Horticultural Show (BUGA) 2019. Built by Züblin Timber, the skeleton construction is a hybrid construction using various building materials. The basement floor and staircase core consist of reinforced concrete, the columns of glulam, a part of the beams are made from steel. For walls and ceilings different timber construction methods were used such as the timber frame construction in combination with cross laminated timber for the wall elements or cross laminated timber as solid timber construction method for the ceiling panels. Aluminium panels were used for the façade cladding. A total of 5,685 m2 gross floor area is spread over ten floors. The fire protection concept made it possible to construct the building shell with wooden elements.

Den Neubau der Synagoge Regensburg überspannt eine filigrane Kuppelschale aus massiven Brettsperrholzelementen, gelagert auf vier Eckstützen. Aus dem massiv gestaffelten Baukörper mit geschlämmten, hochkant verbauten Sichtziegeln erhebt sich ein nach Osten ausgerichteter quadratischer Glaskörper mit 13 m Seitenlänge, dessen oberer Abschluss die Holzschale bildet. Die Schalengeometrie beschreibt den Ausschnitt aus einer Kugel mit dem Radius von 25 m bei einem max. Stich von 1,64 m. Eingerahmt wird die Holzschale von vier kreisförmigen gewalzten Stahlbögen HEB 160, die in den Ecken von eingespannten Rundrohrstützen gehalten werden. Die dünne Schale mit einer Schlankheit von h/L = 100 und flachem Stich ist allein mit auskragenden Stützen nicht zu stabilisieren. Umlaufende Zugstäbe schließen den allseitigen Horizontalschub kurz und verspannen das Gesamtsystem.

A shell with biaxial bended cross laminated timber (CLT)
A filigree dome shell structure made from cross laminated timber elements spans across the construction of the new synagogue in Regensburg. Four columns form the corner supports of the shell. The massive main body shows a facade from washed, upright positioned bricks. On top of the main construction, a quadratic glass member with a side length of 13 m arises in eastern direction, which is concluded by a wooden shell. The geometry of the shell describes an extract from a ball with a radius of 25 m and a maximum height of 1.64 m. The wooden shell is framed by four circular, welded steel arches HEB 160, which are supported by round cantilever columns on the corners. The thin shell with a slenderness of h/L = 100 and a flat arch height cannot be stabilized by the cantilever columns exclusively. Circumferential tension members incorporate the horizontal shear force and brace the entire system.

Die alte Lokhalle 21 im brandenburgischen Wildau wird bald wieder mit Leben gefüllt. In der historischen Industriehalle entsteht eine flexible Mischnutzung aus Verkauf, Gewerbe und Büro- und Praxisflächen sowie individuellen Umgebungen für Künstler und Kreative. Aufgrund der geplanten Nutzungsänderung kann ein Bestandsschutz nicht geltend gemacht werden, sodass die Bauteile nach aktuellem Baurecht beurteilt werden müssen. Im vorliegenden Beitrag wird die brandschutztechnische Bemessung einer Fachwerkstütze aus historischem Stahl beschrieben, die Bestandteil eines bestehenden Tragwerks der Halle ist. Generell besteht die im Bestand vorhandene Hallentragstruktur aus Fachwerkstützen und Fachwerkdachbindern. Die Fachwerkkonstruktion der Stahlstützen soll ohne eine brandschutztechnische Beschichtung oder Bekleidung im Bestand belassen werden. Der Bericht bewertet die Feuerwiderstandsfähigkeit der Stahlstütze auf Grundlage eines repräsentativen Naturbrandszenarios unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften von historischem Stahl. Weiterhin werden Maßnahmen für die Fachwerkstütze entwickelt, um die brandschutztechnischen Anforderungen zu erfüllen.

Fire design of a historical structural steel column
The old Lokhalle 21 in Brandenburg Wildau is soon filled with life again. In the historic industrial hall a flexible mixed use of sales, commercial and office areas as well as individual environments for artists is created. Due to the intended change of use of the building, any grandfather rights for the existing hall structure will be lost. The existing hall support structure consists of truss supports and truss roof. This article describes the fire protection design of a trussed column made of historical steel. The truss structure of the steel column is to be left without any fire protection coating or clothing. The report assesses the fire resistance of the column, based on a representative natural fire scenario, taking into account the material properties of the historical steel. Furthermore, measures for the trussed column are developed to fulfill the fire protection requirements.

Der Neubau der Jugendherberge Bayreuth ist ein Vorzeigeprojekt der Modernisierungs- und Erneuerungsstrategie des Deutschen Jugendherbergswerks. Er ist Bestandteil eines Gesamtkonzepts zur Entwicklung von architektonisch und sozial zeitgemäßen Jugendgästehäusern, das in Form von prototypischen Bauwerken umgesetzt werden und Ausgangspunkt für eine neue Generation von Jugendherbergsgebäuden sein soll. Ziel des Konzepts ist eine funktional und gestalterisch anspruchsvolle Neuinterpretation der Bauaufgabe Jugendherberge. Insbesondere gehören zu dieser Strategie innovative räumliche Konfigurationen, Nachhaltigkeit in funktionaler, baulicher und energetischer Hinsicht sowie die Verbindung von kulturellen und sportlichen Angeboten. Das Tragwerk des Gebäudes ist im Sinne dieser übergeordneten Planungsziele in einer Hybridbauweise aus Holz und Stahlbeton gebaut. In tragwerksplanerischer Hinsicht bemerkenswert sind insbesondere eine geometrisch komplexe, doppelt gekrümmte Dachkonstruktion in Holzbauweise und der Einsatz von parametrischen Planungswerkzeugen.

Youth hostel Bayreuth: conceptually innovative and structurally hybrid
The new youth hostel building is a showcase of the modernisation and renewal strategy of the German youth hostel association. It is part of a master plan to develop youth hostels that are architecturally and socially contemporary. These new prototypic buildings are to be the starting point for a new generation of youth hostels. This concept aims for a demanding reinterpretation of the design of youth hostels with respect to function and architecture. Key parts of this strategy are innovative spatial configurations as well as functional, constructional, and energetical sustainability. It also seeks to combine cultural and sports activities. Following the premises outlined above, the structure of this building was conceived as a hybrid structure made from timber and reinforced concrete. Especially notable in regard to the structural design is the geometrically complex double-curved timber roof structure, and the use of parametric design tools.

Die Realisierung von Schalentragwerken aus Stahlbeton ist anspruchsvoll. Hohe Anforderungen an Planung und Ausführung sowie damit verbundene Kosten führen dazu, dass diese Tragwerkstypologie nur selten realisiert wird. Der Artikel beschreibt das Schalungssystem, das beim Bau des zukünftigen Stuttgarter Hauptbahnhofs zum Einsatz kommt. Zahlreiche Anforderungen führten zu der Entwicklung von massiven Brettsperrholzbauteilen, deren Oberfläche mit faserverstärktem Kunststoff beschichtet wird. Die Fertigung der Bauteile erfolgt in mehreren Stufen. Nach der Herstellung von Brettsperrholzrohlingen werden aus mehreren Schichten Rohkörper zusammengesetzt. Die Formgebung erfolgt in zwei Schritten. Mit einer Plattenbearbeitungsanlage werden die Konturen der einzelnen Schichten gefräst. Die endgültige Form wird von einem Industrieroboter herausgearbeitet. Nach der Beschichtung wird die Form der Bauteile mithilfe eines Laser-Scanners verifiziert. Alle Prozesse während Planung und Fertigung der Schalungselemente sind weitgehend modellbasiert. Mit dem entwickelten Schalungssystem wurden die ersten Elemente des Schalentragwerks aus Weißbeton bereits erfolgreich betoniert.

Timber forms Stuttgart 21 - model-based development and fabrication of a formwork system made of cross laminated timber for the production of reinforced concrete shells
The realization of shell structures made of reinforced concrete is challenging. High demands on design and execution as well as the associated costs led to the fact that this structural typology is rarely realized. The article describes the formwork system used in the construction of the future Stuttgart main station. The numerous requirements led to the development of solid cross laminated timber components whose surface is sealed with a fibre-reinforced polymer coating. The production of the components takes place in several stages. After the production of the cross laminated timber blanks, one raw body is composed of several layers. This is processed in the first step with a panel processing machine and in the second step with an industrial robot. After coating, the shape of the components is verified using a laser scanner. All processes during planning and production of the formwork elements are largely model-based. The first elements of the concrete shell were already poured using the developed formwork system.

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der TU München wurde eine optimierte Bauweise für Windkrafttürme aus Brettsperrholz entwickelt. Der Turmschaft besteht dabei aus Brettsperrholzplatten in straßentransportfähigen Abmessungen, welche in einer Taktstation am Boden zu vieleckigen Turmabschnitten zusammengefügt und anschließend als vorgefertigte ringförmige Elemente vertikal zu einem Turm verbunden werden. Die horizontalen Verbindungen werden über formschlüssige Kontaktstöße realisiert. Biegezugspannungen in Turmlängsrichtung, vor allem infolge von Windeinwirkungen, werden durch dauerhaft wirksame vertikale Vorspannkräfte überdrückt.
Anhand eines Beispielturms mit 100 m Nabenhöhe wurden alle Bauzustände, die Tragfähigkeit und das Langzeitverhalten rechnerisch untersucht. Die Spannkraftverluste sind beherrschbar und liegen nicht wesentlich höher als bei vergleichbaren vertikal vorgespannten Türmen in Spannbetonbauweise.

Prestressed CLT wind-turbine towers
Within a research project at the Technical University of Munich, an optimized construction was developed for wind turbine towers made of cross-laminated timber. The tower shaft consists of panels of cross-laminated timber in transportable dimensions, which are joined in a station at the bottom of the tower to form polygonal tower sections, which are subsequently connected afterwards as prefabricated elements to form the tower. The horizontal joints are realized by form-fitting contact. Stresses in bending tension in the longitudinal direction of the tower, mainly due to the effects of winds, are superposed by permanently effective vertical prestressing forces.
By means of an example a tower with a hub height of 100 m, all building conditions, the load bearing capacity and long-term behavior were investigated and calculated. Prestress losses are predictable and not significantly higher compared to vertically prestressed towers of reinforced concrete.

Beim “Bauen im Bestand” müssen Planer von Baumaßnahmen häufig die Entscheidung treffen, nach welchem Rechtsstand das zu bewertende Gebäude oder Bauteil zu beurteilen ist. Nicht immer muss die Bausubstanz nach den heute geltenden Vorschriften eingestuft werden. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der bauliche Bestand unverändert erhalten bleiben. Beispielhaft wird der “Bestandsschutz” von Holztreppen in diesem Artikel am Berliner Baurecht untersucht. Hierzu werden die Baupolizei- bzw. Bauordnungen im historischen Wandel sowie die Änderungen der geografischen Gültigkeitsbereiche dieser Ordnungen durch die Stadtentwicklung Berlins beschrieben. In praxisbezogenen Beispielen wird die materielle Legalität bzw. Illegalität von Holztreppen aufgrund des zur Zeit der Errichtung gültigen Baurechts überprüft. Die prinzipielle Vorgehensweise, die hier beschrieben wird, kann auch auf andere Bundesländer und andere Bauteile übertragen werden.

Research on the conservation of the status quo of wooden stairs from the fire protection perspective in the Berlin building law
Within the refurbishment of existing buildings, planners often need to decide which legal basis is valid for the relevant building or structural component under consideration. Not necessarily these buildings do always require a classification according to the current building law. The principle procedure described in this article can also be applied to the laws in other German federal states, as well as to different building components. With a focus on wooden stairs this article discusses the aspect of the conservation of the status quo in context of the current Berlin building law.
For this purpose, the development in the historic Berlin construction planning and building regulations, as well as the changes in the geographical scope of these regulations, are described in detail. The legality or illegality of wooden stairs are investigated on basis of the building law valid at the time of erection for real cases.

Einkaufszentren, Sport- und Veranstaltungsgebäude sowie Hallenkonstruktionen des Industrie- und Gewerbebaus weisen durch ihre große Ausdehnung bei gleichzeitiger Anforderung einer barrierefreien Nutzung Brandabschnittsgrößen auf, die baurechtlich definierte Grenzen um ein Vielfaches überschreiten können. Auf Grundlage des § 2 Abs. 4 der Muster-Bauordnung (MBO 2002) werden dementsprechende Gebäude infolge ihrer Nutzung und/oder Brandabschnittsgrößen als Sonderbauten klassifiziert.
Der bauliche Brandschutz für Industriebauten wird auf Grundlage der länderspezifischen Industriebaurichtlinien geregelt. Dabei werden an die Bedachung in Brand- oder Brandbekämpfungsabschnitten mit mehr als 2 500 m2 Anforderungen an eine “behinderte Brandausbreitung” gestellt. Eine Möglichkeit zum Nachweis einer “behinderten Brandausbreitung” erfolgt für diese Bedachungselemente in Deutschland durch die Prüfnorm DIN 18234. Als Beurteilungskriterien in der Brandprüfung werden die Brandweiterleitung, das Abfallen von Bestandteilen des Dachs, fortschreitendes Glimmen innerhalb der Dachkonstruktion und die Tragfähigkeit unter Eigenlast berücksichtigt.
In einem Forschungsprojekt konnten neben den grundlegenden Erkenntnissen zum Baustoff Holz und zu verwendeten Beplankungs- und Bekleidungsmaterialien hinsichtlich des thermischen Verhaltens unter Naturbrandszenarien weiterführende Erkenntnisse zur Brandweiterleitung hölzerner Bedachungen, zum Glimmbrandverhalten biogener Baustoffe und zur brandschutztechnisch sicheren Ausbildung von Elementfugen und Anschlüssen im Holzbau gewonnen werden. Die Untersuchung brandschutztechnischer Ertüchtigungsmaßnahmen zur Gewährleistung des bauaufsichtlich geforderten Sicherheitsniveaus mit anschließender Erstellung eines Bauteilkatalogs stellte den Schwerpunkt der Untersuchungen dar.

Fire protecting solutions relating to large scale wooden roof structures in industrial buildings
According to the German guideline for industrial buildings, like storage and production facilities and German standards, such as DIN 18234-2 the use of timber and wood based products is limited. And erecting of wide span representative timber structures often needs special permission by authorities.
Therefore structural elements have to be designed for a certain fire resistance, depending of building size and further active protection methods. This is also achievable with structural timber elements. However the use of prefabricated timber frame roof elements is currently not allowed, unless passing a specific fire test, if compartment size is excessing 2 500 m2. These elements have to show a limited contribution to flame spread at surface and inside the elements, no further smouldering after fire exposure and a specific fire resistance under natural fire conditions in accordance with the German test standard DIN 18234-1.
Within the scope of a research project the behaviour and performance of timber frame elements for large scale roof systems were examined in the case of fire. In this process the effect of flame spread at exposed lining and inside the elements, the protection capacity of lining under parametric fire exposure as well as measures to avoid glowing combustion inside the elements were analysed, to reach sufficient level of fire safety for the plane elements, junctions, penetration areas and the entire structure.

Im Rahmen eines Forschungsprojekts sollen Grundlagen für eine stärkere Verwendung von Holzbauweisen bei Industriebauten geschaffen werden. Dazu wurden aus der Holzbranche die wesentlichen Hemmnisse identifiziert. Mittels einer Analyse von gebauten Beispielen wurde untersucht, in welchem Umfang eine (brennbare) Holzkonstruktion überhaupt einen Einfluss auf das zu erwartende Brandszenario hat. Die Hallen wurden dazu hinsichtlich ihrer Nutzungen und der vorhandenen Brandlasten im Detail untersucht. Aus den Ergebnissen sollen Vorschläge zur Überarbeitung der Muster-Holzbaurichtlinie abgeleitet werden.

Fundamental investigations for the revision of the model industrial buildings guideline
Principles for an enhanced use of wooden constructions for industrial buildings were investigated in a research project. In a first step fundamental restraints were defined by the woodworking industry. An analysis of built examples was performed, to examine to which extent the combustible construction influences the fire scenario in dependence of utilization and fire load. Based on the results a proposal for the revision of the model industrial construction guideline will be worked out.

Das Bausystem Mobi-Space wurde zunächst als Mobi-Sku:l entwickelt, um während Grundsanierungen von Schulen den Gemeinden einen ansprechenden Ersatzbau mit hohen energetischen und räumlichen Qualitäten anzubieten. Die wesentlichen Anforderungen an das System sind schnelle Errichtung, gute Demontier- und Wiederverwendbarkeit, ein energetischer Standard der Hülle oberhalb des EnEV-Niveaus und in den bis zu dreigeschossigen Gebäuden ein den regulatorischen Anforderungen entsprechender Schall- und Brandschutz. Das System besteht aus 54 m2 großen Raummodulen, die überwiegend aus hoch vorgefertigten Holztafelelementen bestehen. Eine besondere Herausforderung stellt mit Blick auf eine mehrfache Montage und Demontage die Sicherstellung der horizontalen Lastabtragung und räumlichen Aussteifung dar. Dazu wurden zum Teil Steckverbindungen und Verspannungen, ergänzt durch lösbare Verschraubungen, verwendet. Temporäre Gründungen ergänzen das Gesamtkonzept.
Durch die modulare Konzeption können die Erschließungskonzepte den jeweiligen örtlichen Randbedingungen angepasst werden. Die Strom- und Medienversorgung erfolgt über Steckverbindungen von Modul zu Modul.
Das Bausystem wurde bisher nicht nur als temporärer Schulersatzbau, sondern auch als Mobi-Office, z. B. an der TU Darmstadt, umgesetzt. Insgesamt wurden bisher 25 Projekte realisiert, drei davon bereits demontiert und neu aufgebaut. Das Mobi-Space-Konzept zeigt, wie modulares, industrielles Bauen mit hoher architektonischer Qualität realisiert werden kann.

Mobi-Space - a modular, re-usable timber construction system
The construction system Mobi-Space was originally developed as Mobi-Sku:l to offer school communities an attractive replacement building with high energetic and spatial quality during renovation periods of their school facilities. The essential requirements are a short erection time, ability of non-destructive demolition, an energetic standard above regulations and an adequat noise- and fire protection. The system exists out of 54 m2 big modules, created from highly prefabricated timber frame elements. Taking into account a number cycles of erection and demolition design special attention was allocated to horizontal load distribution and spatial stiffening. Special plug connections and tensioning elements are used, combined with solvable screw connections. Temporary foundations complete the system.
Based on the modular conception the configuration of the modules can be adapted to the local requirements. Electrical- and media supply are also solved with plug-in connections.
The concept is not only realised as school replacement buildings, but as Mobi-Office also as office solutions, e. g. at TU Darmstadt. In between 25 projects were realized, three of them were demolished and erected again.
The Mobi-Space concept proofs, how modular and industrial construction is feasible even with high architectural quality.

Als Abstellhalle für Fahrzeuge und als überdachter Arbeits- und Lagerplatz entstand in Andelfingen (Kanton Zürich) 2015 ein neues Werkhofgebäude. Die Halle mit den Abmessungen von 16, 50 × 30 m2 und einer Höhe von etwa 8 m sollte aus Holz konstruiert werden. Einem Bausatz gleich, sind für Wand und Dach flächenartige Konstruktionselemente entwickelt worden, die Tragwerk und Hülle integral vereinen und darüber hinaus einfach und schnell montiert werden können. Denn moderne industrielle Herstellungsmethoden des Holzbaus ermöglichten die Erweiterung der Typologie des traditionellen Strickbaus auf den großmaßstäblichen Industriebau. Das Stapeln und Ineinanderstecken von etwa 2 m hohen Brettschichtholzträgern mit der Länge der ganzen Gebäudeseite, oben in die Wände eingesteckte Dachbinder und darauf aufgesetzte Mehrschichtplatten ermöglichte eine Holzkonstruktion mit nur wenigen zusätzlichen Verbindungsmitteln aus Stahl und eine Montagezeit des Holzbaus von nur 4 d. Durch enge Zusammenarbeit aller Planer vereinen sich Materialeigenschaften, Konstruktion, Tragwerk, Montageprinzip und architektonischer Ausdruck.

Plugged and stacked - the maintenance depot in Andelfingen (CH) as a modern industrial log construction
In 2015 a new maintenance depot for utility vehicles was built in Andelfingen (Canton Zurich). The building is 16.50 m wide and 30 m long with a height of 8 m and was supposed to be constructed in wood. Referring to the simpilicity of an assembly set, planar components have been developed for the roof and the walls integrating both the load bearing structure and the building envelope and allowing for a simple and fast assembly. This was possible because of modern industrial fabrication techniques which allow to transfer the traditional log construction to a large scale industrial building type. The process of stacking and plugging 2 m high laminated timber components with the length of the entire building, the slotting of the roof beams into the wall and the multilayer board on top rendered possible a timber building with only a few additional iron fasteners put together in only 4 d. Only through close cooperation of architects, engineers and contractors a strong relation of the building material, the construction principle, the building structure and its architectural expression is achieved.

Mit der Muster-Holzbaurichtlinie 2004 (M-HFHHolzR) wurde die Möglichkeit geschaffen, Gebäude in Holz bis zu einer Höhe des obersten Geschossfußbodens von 13 m in Holz zu errichten. Die Richtlinie ist in den meisten Bundesländern zwischenzeitlich bauaufsichtlich eingeführt. In der Richtlinie wird allerdings gefordert, dass die hölzernen Tragglieder mit einer nicht brennbaren Bekleidung geschützt werden, die mindestens 60 Minuten lang eine Entzündung des Holzes verhindert. Die Richtlinie beschränkt sich zudem auf die Holztafelbauweise, bei der die Hohlräume vollständig mit nicht brennbarer Wärmedämmung gefüllt sein müssen sowie auf Brettstapeldecken. An der Fassade ist der Einsatz von Holz durch die bauaufsichtliche Anforderung “schwer entflammbar” ohne begründete Abweichung nicht möglich.
Die in den letzten Jahren errichteten mehrgeschossigen Holzbauten weisen häufig erhebliche Abweichungen von diesen Anforderungen auf. Zudem zeigte sich in der baulichen Umsetzung, dass vor allen Dingen die Führung von Installationen und die Ausbildung von Bauteilanschlüssen zu Problemen führten.
In dieser Veröffentlichung werden die wesentlichen Untersuchungen zu diesem Themenfeld aus den letzten Jahren zusammengefasst und Hinweise auf weiterführende Literatur gegeben. Dies betrifft die Optimierung und Reduzierung der Brandschutzbekleidung, die Verwendung brennbarer Dämmstoffe und massiver Holzbauelemente, die Führung von Installationen und die Ausbildung von Bauteilanschlüssen.

State of the art in fire protection of multi-storey timber buildings
With introducing the model guideline for fire protective requirements on multi-storey buildings made of timber in the year 2004 it became possible to construct buildings out of timber up to a height of the upper floor of 13 m. For these types of houses the building code requires a non-combustible cladding to prevent the load bearing timber structure from ignition over 60 minutes time. Furthermore, combustible insulation materials are not allowed inside the timber frame construction.
Multi-storey timber buildings built in the last few years often had significant differences to these regulations. Real building projects show that especially service installations and the joints between building elements cause problems in praxis.
The results of the main research projects in this topic are summarized in this paper and references to further reading are given concerning to optimization of the non- combustible cladding, application of combustible insulation and solid timber constructions, integration of service installations and the jointing of different elements.

Die tragende Verwendung der Buche (Fagus sylvatica) wird gegenwärtig in den deutschsprachigen Ländern intensiv erforscht. Der Grund dafür ist der große, weitgehend ungenutzte Buchenbestand, der im Zuge des Waldumbaus zu Lasten der Fichte (Picea abies) weiter wachsen wird. Heute hängt die Wertschöpfungskette der Forst- und Holzwirtschaft zu 90 % am Nadelbaum. Fast zwei Drittel davon entfallen auf den Bau. Die Struktur der Wälder wird sich in Zukunft ändern und die Industrie vor die Aufgabe stellen, der Ressourcenveränderung mit neuen Verfahren und Produkten zu begegnen. Ein Beispiel dafür ist das Formholzrohr. Dieser Beitrag untersucht das Tragverhalten solcher Rohre, die nach einem speziellen Verfahren aus massiven Platten gerollt wurden.

Molded wooden tubes made of beech
The structural use of beech (Fagus sylvatica) is currently under intensive investigation in the German-speaking countries. The reason is the large, widely unused stock in the forests, which will further increase at the burden of spruce (Picea abies) due to the forest conversion. Today, the value added chain of the forest and timber economy depends to 90 % on softwood. Almost two third thereof are used for the building industry. The structure of the forests will change in the future and it is the task of the industry to react with new methods and products. An example is the molded wooden tube. This contribution investigates the load-bearing behavior of such tubes, which are rolled out of massive timber board following a special technique.

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts erlebt der Holzbau europaweit eine Renaissance und erreicht mit dem Bau moderner Holzbauwerke ganz neue Dimensionen. Bisher werden im konstruktiven Holzbau fast ausschließlich Nadelhölzer eingesetzt. Zwar bieten Laubhölzer wesentlich höhere Festigkeits- und Steifigkeitswerte, doch deren Aufbereitung zu konstruktiven Werkstoffen war bisher zu teuer. Seit August 2014 ist erstmals ein industriell hergestellter, konstruktiver Werkstoff aus Laubholz verfügbar - BauBuche, ein Furnierschichtholz aus europäischer Rotbuche. Dieser neue Werkstoff besitzt eine außergewöhnlich hohe Tragfähigkeit und ermöglicht schlankere Bauteile sowie größere Spannweiten im Holzbau. Im Vergleich zu Nadelholzwerkstoffen führt der Einsatz von BauBuche zu erheblichen Materialeinsparungen. Der Vergleich mit Stahl zeigt, dass BauBuche das Potenzial hat, dem Holzbau neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen. Das Produkt ist bauaufsichtlich zugelassen und die Bemessung erfolgt nach Eurocode 5. Die hohe Festigkeit und die hohe Rohdichte erfordern jedoch punktuelle Sonderregelungen.

BauBuche - the sustainable high-performance material
Since the beginning of the 21st century, timber construction has been experiencing a Europe-wide renaissance, and we are witnessing new dimensions opening up in terms of timber structures. At present, timber construction is limited almost exclusively to softwoods. Although hardwoods offer much greater strength and stiffness, up to now the process of converting them into building materials has been too costly. August 2014 saw the launch of the first industrially manufactured construction material derived from hardwood - BauBuche, a laminated veneer lumber produced from European beech. This new material has an exceptionally high load-bearing capacity, and therefore permits more slender structural components and longer spans in timber construction. Compared with softwoods, BauBuche reduces material consumption considerably, while a comparison with steel shows that BauBuche has the potential to open up completely new applications for timber construction. BauBuche has national technical approval and conforms to the Eurocode 5 rules for the design of timber structures. The high strength and density, however, mean that special rules apply for certain individual aspects.

In den vergangenen Jahrzehnten wurden zahlreiche Untersuchungen zum Trag- und Verbundverhalten von faserverstärkten Holzquerschnitten durchgeführt. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf Glas- und Kohlenstofffaserverstärkungen im Verbund mit Brettschichtholzträgern größeren Querschnitts. Im Zuge eines Forschungsprojekts zu kleinen Gitternetztonnenschalen wurden an der TU-Berlin faserverstärkte Fichtenholzquerschnitte geringer Querschnittsgröße mit Glasfaser- oder Kohlenstofffaserverstärkungen untersucht. In dem vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse zum Trag-, Verbund- und Verformungsverhalten dieser kleinteiligen Lamellenquerschnitte vorgestellt. Im Vergleich zu den bekannten Verstärkungen von Brettschichtholz werden hier sehr hohe effektive Bewehrungsgehalte erreicht. Gleichzeitig ist die zur Verfügung stehende Verbundfläche zwischen Holz und Faserverstärkung deutlich größer.

The efficiency of fibre reinforced timber lamellas with reduced hight
In recent decades the load bearing mechanisms and composite action of fibre reinforced timber beams were investigated in several research projects, with a focus on the reinforcement of larger timber sections, mainly gluelam beams, with a glass or fibre reinforcement glued to the bottom side of the beam. In contrast, the efficiency of a fibre reinforcement for slender timber lamellas was assessed in a recent research project at the Technische Universität Berlin. The load bearing capacity, composite action and the displacements were tested in different test setups and are presented in this paper. In comparison with the previous research, which concentrated on reinforced gluelam beams, the reinforcement ratios are quite high in the current research project. At the same time the area provided for the bond between timber and fibre reinforcement is comparably higher.

Nach drei Jahren Bauzeit öffnete am 7. Juni 2014 der neue “Kaeng Krachan” Elefantenpark im Zoo Zürich (Bild 1). Mit insgesamt etwa 11000 m2 ist er sechsmal so groß wie die alte Anlage. Das darin eingebettete Elefantenhaus ist die neue Unterkunft der bis zu zehn asiatischen Elefanten und bauliche Attraktion des Parks. Neben dem außergewöhnlichen Dachtragwerk, das bereits im Beitrag von WOLFRAM KÜBLER vorgestellt wurde, wird in diesem Fachaufsatz die Fassadenkonstruktion beleuchtet, bei der nahezu jedes Bauteil aufgrund der Dachgeometrie ein Unikat ist.

Highly complex lamella façade for widespread roof-shell
After three years of construction time the new “Kaeng Krachan” Elephant Park at Zoo Zürich opened on the 7th of June 2014 (Photo 1). With about 11000 m2 the park is six times bigger as the old one. The Elephant-House in the middle of the park is the new lodging of the up to ten elephants. The building is a special attraction concerning its structural works: Beside the extraordinary construction of the roof-shell, which was just presented in an article of WOLFRAM KÜBLER, the following pages will illuminate the construction of the facade, in which nearly every structural element is unique due to geometry of the roof-shell.

In diesem Bericht werden Kleinwindkraftanlagen mit Schäften aus Holzrohren und einer äußeren Bewehrung aus glasfaserverstärktem Kunststoff vorgestellt. Zum Antrieb der Generatoren kommen jeweils sich um die Vertikalachse drehende Darrieus-Rotoren zum Einsatz. Das erste Ausführungsbeispiel besitzt einen konischen Schaft aus verleimten Vollholzsegmenten mit einer Höhe von 7,7 m. An diesem Anlagentyp experimentell gewonnene Daten zum Schwingverhalten werden kurz vorgestellt. Als zweites Ausführungsbeispiel wird eine Windkraftanlage mit einem Schaft, bestehend aus einem Bündel von drei Formholzrohren, die über Stahlschellen verbunden sind, beschrieben. Die Höhe des Rohrbündels beträgt 9 m. Beide Anlagentypen ließen sich durch das geringe Eigengewicht des Schafts leicht montieren und verrichten seit ihrer Montage zuverlässig ihren Dienst. Vorteilhaft für die Lebensdauer der Anlagen sind der Witterungsschutz des Holzes durch die äußere Faserbewehrung und die hohe Schwingfestigkeit. Die gute Materialdämpfung des Holzes reduziert gegenüber vergleichbaren Konstruktionen aus Stahl die Geräuschentwicklung und die Ermüdung durch starke Schwingungen in den aufgesetzten Maschinenteilen.

Glass fiber reinforced wooden tubes for small-sized wind power plants
In this report, small-sized wind power plants with towers of wooden tubes and an outer reinforcement of glass fiber reinforced plastic are presented. The power for the generator is produced by vertical axis Darrieus rotors. The first example of application has a shaft of glued laminated solid wood segments. The height is 7.7 m. Experimentally determined data on the vibration behavior of this construction is briefly presented. As a second example of application, a wind power plant with a shaft consisting of a bundle of three moulded wooden tubes, which are connected by steel clamps, are described. The height of the bundle of tubes is 9 m. Both constructions could be assembled easily because of the low deadweight of the shaft and are reliably in service since. The outer coating with fiber reinforced plastic and the high vibration resistance are advantageous for the endurance of the facility. The good material damping of the wood reduces the noise emission and the fatigue of the machine parts due to heavy vibrations compared to similar constructions made of steel.

Integriert in einen Landschaftspark soll das neue Elefantenhaus im Zoo Zürich nicht als technischer Zweckbau erscheinen. Das Schalentragwerk wurde mittels statischer Formfindung entwickelt. Die Holzkonstruktion besteht aus mehrlagigem Aufbau, damit die Materialeigenschaften Anisotropie sowie Festigkeits- und Steifigkeitsverhalten in Abhängigkeit vom Kraftfaserwinkel egalisiert werden und eine duktile und robuste Konstruktion entsteht. Obwohl die 271 geometrisch völlig unterschiedlichen und spitzwinkligen Oblichter mit bis zu 40 m2 Größe keine Regelmäßigkeit vermuten lassen, kann die Konstruktion auf zwei Regelschnitte reduziert werden.

The new elephant house at Zoo Zurich
Integrated into a landscape park the new elephant house at the zoo in Zurich should not appear as a technical and functional building. The shell structure was developed by means of static form-finding. The timber structure consists of a multilayer composite structure, so that the material properties, anisotropy, strength and stiffness-solubility behavior are leveled independent from the strength-fiber angle and a ductile and sturdy construction is developed. Although the 271 geometrically completely different and acute-angled skylights with up to 40 m2 size suggest any regularity, the construction can be reduced to two control sections.

Dieser Beitrag behandelt die zeitlichen, tragfähigkeitsrelevanten Einflüsse auf die Tragsicherheit historischer Dachwerke aus Holz sowie deren Schadenserfassung und Schadensanalyse. Darauf aufbauend wird eine für den Raum Graz entwickelte Methodik für eine nachvollziehbare und dokumentierbare Zustandsbeurteilung von Dachtragwerken dargestellt und anhand von Beispielen illustriert. Das Bewertungsschema ist nicht ohne Weiteres auf andere Bauwerke/Bauwerkstypen übertragbar.

Historic roof structures made of timber in Graz - methodology for site evaluation
This contribution deals with the influences of time and those relevant to bearing capacity on the reliability of historic timber roof structures. Furthermore the evaluation as well as damage analysis of historic roof structures are discussed. Based on this an easily comprehensible and documentable methodology temporarily only for roof structures in the area of Graz is presented and illustrated with examples.

Im Rahmen der Zustimmung im Einzelfall für die Verwendung eines eingeklebten Verbindungsmittels in kreuzweise verklebten Vollholz beim Projekt “Timber Tower” (Windkraftanlage mit Holzturm) wurde von den Autoren eine gutachterliche Stellungnahme zur Tragfähigkeit und zum Ermüdungsverhalten der Verbindung erarbeitet, welche tangierende Fragestellungen beinhaltete, wie zum Beispiel die Festigkeitswerte des Kreuzlagenholzes/Brettsperrholzes bei Beanspruchung als Schubfeld.

Basic test method for valuation of shear strength of cross laminated timber
In the context of the approval in individual cases for application of glued in fasteners in cross laminated timber at the project “Timber Tower” (wind power station with timber tower) the authors have prepared an expertise for the load-bearing capacity and the fatigue behavior of the connection. Thereby some additional questions arose, for example the strength value of the cross laminated timber in case of stress as a shear field.

Seit 1930 werden in Deutschland Fachwerkbinder aus Brettern oder Bohlen und Nagelverbindungen mit Spannweiten bis 30 m hergestellt. Wegen ihrer Wirtschaftlichkeit wurden sie gerade häufig in den Zeiten verwendet, in denen eine sparsame Baustoffverwendung ökonomisch wichtig war. Bestehende Hallenkonstruktionen mit Nagelbindern können heute auch weiterhin ohne Einschränkung genutzt werden, wenn sie vor ihrer Um- und Weiternutzung einer fachkundigen Bauzustandsanalyse unterzogen werden. Der Beitrag befasst sich mit den Fragen der Analyse des Bauzustandes und der Beseitigung von typischen Baumängeln und Bauschäden. Vorgefundene Schäden und Baumängel können, wie die Beispiele zeigen, in aller Regel mit einfachen handwerklichen Methoden beseitigt werden.

Investigationstage of construction and maintenance of nail trusses
Since 1930 in Germany are manufactured trusses made of boards or planks and nail joints in lengths up to 30 m. Due to their efficiency, they were very often used in the days when an economical use of building materials was economically important. Existing indoor structures with nail trusses can now continue to be used without restriction if they are subjected to prior to implementation and continued use of a specialized construction stage analysis. The article deals with the issues of analysis of building condition and the elimination of typical construction defects and structural damages. Corpus of damage and construction defects can, as the examples show, are usually eliminated with simple craft methods.

Die Vorfertigung, eine im Neubau im Holzbau gängige Praxis, benötigt die Implementierung neuer Methoden, wenn sie auf die Modernisierung von Bestandsbauten übertragen wird. Daran forscht seit 2008 ein internationales Konsortium in den Projekten TES EnergyFacade und smartTES. Die TES-Fassadenelemente für die energetische Modernisierung der Gebäudehülle aus vorgefertigten Holzelementen werden seither in mehreren Demonstrationsvorhaben in ihrer Anwendbarkeit erprobt, zudem werden Lösungen für spezifische Problemstellungen entwickelt. Der erste Schritt war die Definition eines integrativen Arbeitsprozesses von der Planung, dem digitalen Aufmaß, über die Vorfertigung zur Montage. Im Besonderen galt es den Verbindungs- und Anschlusspunkt der Fassadenelemente hinsichtlich des Montage- und Tragverhaltens zu entwickeln. Weitere Lösungen betreffen den Brandschutz, das thermisch-hygrische Verhalten unter besonderen Klimabedingungen, die Integration konstruktiver und anlagentechnischer Komponenten, den Umgang mit bestehenden Bautypen und der ökologischen Qualität im Rahmen der Nachhaltigkeit. In diesem Beitrag wird die praktische Anwendung am Beispiel der Modernisierung eines sechsgeschossigen Mehrfamilienhauses im Detail erläutert.

Prefabricated wooden façade elements for energy efficient retrofit
Prefabrication, a well-known concept in new timber construction - still needs the implementation of new methods in order to be applied in refurbishment projects. TES Energy Façade and the follow-up smartTES, two international research consortia, work on this idea since 2008. Since then the TES façade elements for energy efficient retrofit of the building envelope with prefabricated timber-based elements are demonstrated in several projects. A first milestone was the definition of an integrated work process starting from planning, digital survey, prefabrication and assembly. A key feature was the development of the joints of façade elements for certain assembly routines and structural properties. Further solutions are dealing with fire safety, thermal and moisture behavior in specific climate conditions, the integration of other components and building services, the adaption to existing building types, and the ecologic quality for sustainability. This report shows the application of TES in a refurbishment of a six storey dwelling.