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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Schnider, Thomas; Niemz, Peter; Steiger, Benjamin; von Arx, UrsUntersuchungen zum Versagen von Klebfugen unter klimatischer LangzeitbeanspruchungBauphysik1/201127-32Fachthemen

Kurzfassung

An Klebverbindungen werden im Konstruktiven Holzbau hohe Anforderungen hinsichtlich Güte und Dauerhaftigkeit gestellt. Mit 1-K PUR, MUF und PRF verklebte Lamellen aus Rotbuche und Fichte wurden einer Freibewitterung, einer künstlichen Bewitterung und einem feucht-trocken Wechselklima ausgesetzt. Nach einer abgestuften Behandlungsdauer wurden die Zugscherfestigkeit sowie die Schalllaufzeit senkrecht zur Klebfuge und die Eigenfrequenz bei Biegeschwingungen bestimmt. Ergänzend wurde die Delaminierungsbeständigkeit an Brettschichtholz aus Fichte nach DIN EN 302-2 durchgeführt. Im untersuchten Behandlungszeitraum wurde bei allen Proben keine erkennbare Delaminierung festgestellt. Ein Zusammenhang zwischen Behandlungsdauer und Zugscherfestigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Ebenso bestand keine gesicherte Korrelation zwischen der Zugscherfestigkeit und der Schalllaufzeit sowie der Eigenfrequenz.

Investigations on the failure of bond lines under long-term climatic stress.
With 1-K PUR, MUF and PRF parallel to the grain glued lamellas of spruce and beech were exposed to different climatic loads (natural and artificial weathering, controlled alternating moist-dry climate). All adhesives are approved for use in timber construction. After shortening the weathering duration running time of ultrasonic, vertical to the bonding layer and tensile shear strength were measured. In addition, delamination tests of glued spruce wood were carried out according to DIN EN 302-2. Investigation of the samples after the test period revealed no signs of delamination. No correlation was verified between the number of cycles and tensile shear strength and NDT methods.

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Jo ák, M.; Sonderegger, W.; Niemz, P.Wärme- und Feuchtetransport in Holzbauelementen unter freier BewitterungBauphysik5/2010308-318Fachthemen

Kurzfassung

Es wurden vergleichende Untersuchungen des Wärme- und Feuchtetransportes in unterschiedlichen Holzbaukonstruktionen unter freier Bewitterung durchgeführt. Insgesamt wurden fünf Konstruktionen an Versuchsbauten auf dem Gelände der ETH Zürich getestet. Neben einer verdübelten Massivholzkonstruktion wurden zwei Ständerkonstruktionen und zwei weitere Vollholzkonstruktionen untersucht. Aus den gewonnenen Daten wurden dynamische Parameter der Gebäudehüllen ermittelt. Zusätzlich wurden Messungen an drei realen Bauten (zwei verdübelte Massivholzkonstruktionen, eine Ständerkonstruktion) durchgeführt. Die gemessenen Daten der Versuchsbauten wurden mit den Daten der Messungen an realen Bauten verglichen. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass die Vollholzkonstruktionen sehr ausgewogene, hygrothermische Eigenschaften aufweisen.

Heat and moisture transfer in wood-based constructions under natural weathering.
In this project comparative measurements of heat and moisture transfer in wood-based constructions were carried out under natural weathering conditions at the campus of ETH Zurich. Altogether, five different constructions designed as small test buildings were investigated. In the first observation, the solid wood construction connected with wooden dowels  -  without any further binders is compared to two conventional wood frame constructions with one and two insulation layers. In the second observation, the mentioned solid wood construction is compared to one log construction and one solid wood construction with slotted wood elements. From the data, the dynamic parameters of the heat and moisture transfer of these building envelopes were determined. Additionally, the heat and moisture data of three real used buildings (two solid wood constructions with wooden dowels and one conventional wood frame construction) were measured. These data were compared with the data measured on the small test buildings. The results, inter alia, are showing that the solid wood constructions achieve a good balance in hygrothermal properties.

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Kehl, D.; Weber, H.; Hauswirth, S.Ist die Hinterlüftung von Holzfassaden ein Muss?Bauphysik3/2010144-148Fachthemen

Kurzfassung

Nach Durchführung einer großen Schweizer Forschungsinitiative zum Thema “Brandschutz im Holzbau” sind seit 2005 Außenwandbekleidungen aus Holz unter Zuhilfenahme von bestimmten Brandschutzmaßnahmen bis zur Hochhausgrenze (22 m) möglich [1]. Dazu zählen unter anderem auch Außenwandbekleidungen, deren Hinterlüftungsraum geschossweise unterbrochen und oben verschlossen wird. Solche Fassaden weisen brandschutztechnische Vorteile auf, da sie die Brandweiterleitung hinter der Bekleidung reduzieren bzw. verhindern. In diesem Zusammenhang stellte sich die Frage, ob eine Hinterlüftung von Holzfassaden aus bauphysikalischer Sicht überhaupt notwendig ist. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der Berner Fachhochschule  -  Architektur, Holz und Bau in Biel/Bienne wurde dieser Frage nachgegangen [2].

Is ventilation of timber façades essential?
Following a major Swiss research initiative, “Fire protection in Timber Structures”, exterior timber wall claddings incorporating specific fire protection measures have been permitted up to the high-rise limit of 22 m since 2005 [1]. This includes exterior wall claddings with a ventilation space that is interrupted and closed off from above at each storey level. Such façades have advantages when it comes to fire protection as they reduce or prevent the spread of fire behind the cladding. This has raised the question of whether the ventilation of timber façades is necessary at all from a building physics perspective. This matter was investigated as part of an Architecture, Timber and Construction research project at Bern University of Applied Sciences [2].

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Werther, N.; Winter, S.Klimatische Verhältnisse in Kriechkellern unter gedämmten HolzbodenplattenBauphysik2/200959-64Fachthemen

Kurzfassung

Hochgedämmte Holzbodenplatten über Kriechkellerkonstruktionen als unterer Abschluss eines Gebäudes kamen in den letzten Jahren im Bereich des Wohn- und Zweckbaus in Holzbauweise vermehrt zur Anwendung. Fehlende Kenntnis zu den im Kellerbereich herrschenden Mikroklimabedingungen und die sich daraus ergebenden Nutzungsrandbedingungen für Holz und Holzwerkstoffe führten zu unterschiedlichen Konstruktionsformen. Mittels Langzeitmessungen im Feld- und Laborversuch wurden Konstruktionsprinzipien entwickelt, die einen dauerhaften Einsatz von Holzbodenplatten über belüfteten Kriechkellern sicherstellen.

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Frangi, A.; Fontana, M.; Bochicchio, G.Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Brandverhalten von BrettsperrholzplattenBauphysik6/2007387-397Fachthemen

Kurzfassung

Brettsperrholzplatten stellen ein technisch und wirtschaftlich interessantes Produkt für den ?modernen? Massivholzbau dar und finden in den letzten Jahren einen vermehrten Einsatz als großformatige Wand- und Deckenelemente im Wohnungsbau. Im Rahmen von zwei am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich und am Institut CNR-IVALSA in San Michele all?Adige, Italien, laufenden Forschungsprojekten wurde das Brandverhalten von Brettsperrholzplatten mit mehreren experimentellen und numerischen Untersuchungen analysiert. Der vorliegende Artikel stellt die brandschutztechnisch relevanten Erkenntnisse aus den Untersuchungen dar und analysiert die grundsätzliche Fragestellung, ob sich im Brandfall Brettsperrholzplatten ähnlich wie Vollholzplatten verhalten. Die durchgeführten Untersuchungen haben gezeigt, dass das Brandverhalten von Brettsperrholzplatten durch das Verhalten der einzelnen Bretterlagen charakterisiert ist. Falls sich die einzelnen verkohlten Schichten frühzeitig ablösen, geht die Schutzwirkung der sich bildenden Holzkohleschicht verloren. Nach der Verkohlung und dem Abfallen jeder einzelnen Schicht ist in diesem Fall wegen der steigenden Brandraumtemperatur mit einem erhöhten Abbrand zu rechnen, ähnlich wie für geschützte Holzbauteile nach dem Versagen der Brandschutzbekleidung. Das Brandverhalten von Brettsperrholzplatten kann somit durch die Plattenschichtigkeit und die Dicke der einzelnen Schichten stark beeinflusst werden. Das Ablösen der Holzkohleschicht könnte für horizontale Bauteile (Decken) kritischer sein als für vertikale Bauteile (Wände).

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Hosser, D.; Kampmeier, B.Anwendung brennbarer Dämmstoffe im mehrgeschossigen HolzbauBauphysik4/2007313-318Fachthemen

Kurzfassung

In einem Verbundforschungsvorhaben wurde mit Hilfe von Brandversuchen im Labormaßstab und im Realmaßstab untersucht, ob brennbare Dämmstoffe auch im mehrgeschossigen Holztafelbau der Gebäudeklasse 4 eingesetzt werden können. Im Vergleich zu Gebäuden mit nichtbrennbarer Dämmung erhöht sich das Brandrisiko nicht, wenn durch Einhaltung bestimmter konstruktiver Randbedingungen eine Entzündung der brennbaren Dämmung und eine kritische Rauchgasentwicklung verhindert werden.

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Bietz, H.; Scholl, W.Zur Überarbeitung der DIN 4109 "Schallschutz im Hochbau" unter besonderer Berücksichtigung des Holz-/ LeichtbausBauphysik6/2006349-355Fachthemen

Kurzfassung

Die Norm DIN 4109 - Schallschutz im Hochbau regelt alle Belange rund um den baulichen Schallschutz. Hierzu gehören sowohl die Festlegung von Anforderungen, als auch die Beschreibung von Verfahren, mit denen ein geforderter Schallschutz vorhergesagt werden kann (sog. Prognoseverfahren). Weiterhin wird beschrieben, wie ein meßtechnischer Schallschutznachweis grundsätzlich durchzuführen ist. Die Prognoseverfahren beinhalten auch einen Bauteilkatalog mit der Beschreibung der bauakustischen Kenngrößen üblicher Bauteile. DIN 4109 wird zur Zeit aus verschiedenen Gründen komplett überarbeitet. Es werden die Hintergründe der Überarbeitung erläutert sowie die Struktur der neuen Norm vorgestellt. Insbesondere wird auf die Erarbeitung eines neuen Bauteilkataloges für den Bereich der im Holzbau bzw. Leichtbau üblichen Bauteile eingegangen, wobei der jetzt erstellte Bauteilkatalog auch anhand von Beispielen vorgestellt wird. Weiterhin wird auf den aktuellen Sachstand der Überarbeitung von DIN 4109 eingegangen.

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Frangi, A.; Fontana, M.Bemessung von Holzdecken aus Hohlkastenelementen im BrandfallBauphysik4/2005217-227Fachthemen

Kurzfassung

Der Beitrag stellt eine vereinfachte Berechnungsmethode zur Bemessung von Holzdecken aus Hohlkastenelementen bei Normbrandbeanspruchung vor. Die vereinfachte Berechnungsmethode orientiert sich an der vereinfachten Bemessungsmethode mit reduziertem Querschnitt für Holzbauteile im Brandfall gemäß Eurocode 5 und berücksichtigt zwei Brandphasen - vor und nach der vollständigen Verkohlung der unteren, direkt dem Feuer ausgesetzten Holzlamelle. Es werden die vereinfachte Berechnungsmethode vorgestellt und die Resultate von Brandversuchen mit der Bemessungsmethode verglichen.

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Frangi, A.; Fontana, M.Brandverhalten von Hohlkastendecken aus HolzBauphysik1/200542-51Fachthemen

Kurzfassung

Der vorliegende Artikel dokumentiert die wesentlichen Resultate von experimentellen Untersuchungen zum Brandverhalten von Holzdecken aus Hohlkastenelementen und schafft Grundlagen für die Beurteilung des Brandverhaltens von Deckenkonstruktionen aus Holz bei längerer Branddauer für Geschoßbauten. Die Versuche sind Teil der längerfristig angelegten Forschungen zum vermehrten Einsatz der ökologischen Holzbauweise in mehrgeschossigen Bauten. Im Vordergrund der Untersuchungen standen daher die experimentelle Überprüfung des Brandverhaltens der Hohlkastendecken insbesondere des Tragwiderstandes für längere Feuerwiderstandszeiten. Im Weiteren wurde auch der Einfluss von unterschiedlichen Fugenkonstruktionen, der Einsatz von Akustik-Lochungen sowie auch die Brandschutzwirkung verschiedener Dämmaterialien untersucht.

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Korjenic, A.; Zach, J.; Dreyer, J.; Stastnik, S.Untersuchung der thermisch-hygrischen Eigenschaften von Ziegeln mit Hohlraumfüllung aus RecyclingmaterialBauphysik1/20041-5Fachthemen

Kurzfassung

In dem Forschungsprojekt wurde untersucht, ob Ziegel mit einfacher Hohlraumstruktur durch Verwendung einer wärmedämmenden Hohlraumfüllung einen höheren Wärmedurchlaßwiderstand haben. Als Dämmstoff wurde ein Recyclingdämmaterial aus Reststoffen aus der Produktion von Polystyrolplatten sowie Holzbauteilen, die mittels Zementlein zu einem Gemisch verarbeitet wurden, verwendet. Es wurde der Einfluß von Anordnung und Stärke der Dämmschicht sowie von Lage und Geometrie der Hohlräume des Ziegelbausteines auf die thermisch-hygrischen Zustände untersucht. Für die Untersuchung der thermischen Eigenschaften und der Ermittlung der Wärmedurchgangskoeffizienten wurde das Programm THERM verwendet, das den Wärmetransport durch Wärmeleitung im Ziegelscherben und die Transportmechanismen Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung in den luftgefüllten Hohlräumen berücksichtigt. Zur Untersuchung des Feuchtigkeitstransports in den Ziegelsteinen wurde das Programmpaket WUFI 2D verwendet. Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die so strukturierten Ziegel-Verbundsteine einen etwa doppelt so hohen Dämmwert haben, wie der ursprüngliche Ziegelstein. Die hygrischen Zustände können im Ziegel teilweise über 80 % Luftfeuchtigkeit betragen. Diese Belastung wird als unkritisch eingeschätzt, weil die Holzpartikel mit Zementschlämme umhüllt sind.

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Schneider, U.; Oswald, M.Brandrisiko in Wohngebäuden unterschiedlicher Bauart, Teil 2Bauphysik4/2003177-186Fachthemen

Kurzfassung

Die aktuelle Musterbauordnung vom Oktober 2002 sieht die Gleichstellung tragender Baukonstruktionen in der neuen Gebäudeklasse 4 vor, d. h. bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m dürfen diese Konstruktionen in Massivbauweise oder Holzbauweise errichtet werden. Aufgrund des damit verbundenen erhöhten Brandrisikos im Geschoßwohnbau wurde die Erarbeitung einer Muster-Holzbaurichtlinie mit neuen Konstruktionsvorschriften für den mehrgeschossigen Holzwohnbau notwendig. Damit sollen die bestehenden Schwachstellen im Geschoßwohnbau beseitigt werden. Daß diese Vorgehensweise dringend erforderlich ist, haben die vorliegenden Untersuchungen an bestehenden Gebäuden bestätigt. Die vorgestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Risikopotential durch das Ereignis "Brand" im Wohnbau in starker Abhängigkeit von der Art der Bauweise steht. Die Möglichkeit der gestalterischen Freiheit, die Planern und Bauherren mit den neueren Entwicklungen in den Rechtsgrundlagen geboten werden, erfordern verantwortungsbewußte Planung, um nicht ein Absinken des Sicherheitsniveaus zu riskieren. Die Verwendung von brennbaren Stoffen in mehrgeschossigen tragenden Gebäudekonstruktionen erfordert die Betrachtung der Tragfähigkeit des Gesamtsystems und nicht der Brandwiderstandsdauer einzelner Bauteile. Dies betrifft vor allem den Mehrgeschoßbau, da das Versagen einzelner Bauelemente und deren Verbindungen katastrophale Folgen für das gesamte Gebäude haben kann. Die gültigen Normen DIN 4102 und ÖNORM B 3800 sowie die betreffenden Eurocodes berücksichtigen bereits weitgehend, daß Bauteile nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Dazu sind grundlegende Kenntnisse über den Brandschutz erforderlich, insbesondere sind die konstruktiven Schwachpunkte wie Anschlüsse und Verbindungen zu beachten und zu bewerten.

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Schneider, U.; Oswald, M.Brandrisiko in Wohngebäuden unterschiedlicher Art, Teil 1Bauphysik3/2003122-130Fachthemen

Kurzfassung

Die aktuelle Musterbauordnung vom Oktober 2002 sieht die Gleichstellung tragender Baukonstruktionen in der neuen Gebäudeklasse 4 vor, d. h. bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m dürfen diese Konstruktionen in Massivbauweise oder Holzbauweise errichtet werden. Aufgrund des damit verbundenen erhöhten Brandrisikos im Geschoßwohnbau wurde die Erarbeitung einer Muster-Holzbaurichtlinie mit neuen Konstruktionsvorschriften für den mehrgeschossigen Holzwohnbau notwendig. Damit sollen die bestehenden Schwachstellen im Geschoßwohnbau beseitigt werden. Daß diese Vorgehensweise dringend erforderlich ist, haben die vorliegenden Untersuchungen an bestehenden Gebäuden bestätigt. Die vorgestellten Untersuchungsergebnisse zeigen, daß das Risikopotential durch das Ereignis "Brand" im Wohnbau in starker Abhängigkeit von der Art der Bauweise steht. Die Möglichkeit der gestalterischen Freiheit, die Planern und Bauherren mit den neueren Entwicklungen in den Rechtsgrundlagen geboten werden, erfordern verantwortungsbewußte Planung, um nicht ein Absinken des Sicherheitsniveaus zu riskieren. Die Verwendung von brennbaren Stoffen in mehrgeschossigen tragenden Gebäudekonstruktionen erfordert die Betrachtung der Tragfähigkeit des Gesamtsystems und nicht der Brandwiderstandsdauer einzelner Bauteile. Dies betrifft vor allem den Mehrgeschoßbau, da das Versagen einzelner Bauelemente und deren Verbindungen katastrophale Folgen für das gesamte Gebäude haben kann. Die gültigen Normen DIN 4102 und ÖNORM B 3800 sowie die betreffenden Eurocodes berücksichtigen bereits weitgehend, daß Bauteile nicht isoliert betrachtet werden dürfen. Dazu sind grundlegende Kenntnisse über den Brandschutz erforderlich, insbesondere sind die konstruktiven Schwachpunkte wie Anschlüsse und Verbindungen zu beachten und zu bewerten.

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Famers, G.Die Brandschutzvorschriften der neuen MusterbauordnungBauphysik3/2003131-136Fachthemen

Kurzfassung

Die ARGEBAU (Konferenz der für das Bauwesen zuständigen Minister und Senatoren der Länder) hat im November 2002 eine neue Musterbauordnung verabschiedet. Neben der Änderung der Verfahrensvorschriften wurden auch die Brandschutzvorschriften der Musterbauordnung überprüft. Ziele waren dabei die Angleichung der Ländervorschriften, die Berücksichtigung der harmonisierten europäischen Brandschutznormen und der Abbau ungerechtfertigter Hindernisse für den Holzbau auf der Basis von Forschungsvorhaben über die Holzbauweise.

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Herlyn, J. W.Simulationsmodelle für Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen von Holzbauteilen durch künstliche BewitterungBauphysik3/2002157-160Fachthemen

Kurzfassung

Die Eignung neu entwickelter Holzbauteile oder Holzwerkstoffe ist häufig nur über lang andauernde und entsprechend kostenintensive Praxisversuche nachzuweisen. Die Untersuchungsdauer kann durch Bewitterungssimulationen in Doppelklimaanlagen verkürzt werden. Voraussetzung für eine künstliche Bewitterung ist ein geeignetes Simulationsmodell. In dem Modell müssen die natürlichen Klimabelastungen in der Art nachgestellt werden, daß die Beanspruchungen des Bauteils im Versuch denjenigen in der Natur entsprechen. Zu diesem Zweck sind die Wirkungspfade der Klimabelastungen auf das Holzbauteil aufzustellen. Anschließend wird mit Hilfe des Test Tailoring ein Modell entwickelt, in dem die Belastungen zur Verkürzung der Versuchsdauer zeitgerafft und beschleunigt werden. Hierfür wird ein Computerprogramm zur Berechnung instationärer gekoppelter Wärme- und Feuchteströme in Bauteilen eingesetzt. Die Zeitstraffung und Beschleunigung von Bewitterungsmodellen sind in erster Linie von der Reaktionsgeschwindigkeit des Holzes oder der Holzwerkstoffe bei Feuchteänderungen abhängig. Diese Geschwindigkeit wird von der Geometrie sowie der Feuchteleit- und Feuchtespeicherfähigkeit beeinflußt. Anhand von unterschiedlichen Holzbauteilen werden die jeweils entwickelten Simulationsmodelle mit exemplarischen Ergebnissen vorgestellt. Dabei wird die jeweilige Vorgehensweise zur Entwicklung der Modelle erläutert. Die Simulationsmodelle enthalten neben den Belastungen aus Lufttemperatur und relativer Luftfeuchte auch Belastungen aus Niederschlag und Sonnenstrahlung.

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Gösele, K.Verbesserung des Schallschutzes von Holzbauteilen durch Schwingungstilger ("akustische Blutegel")Bauphysik2/200293-1001Fachthemen

Kurzfassung

Im folgenden wird über einen neuen Effekt berichtet, mit dessen Hilfe bei leichten doppelschaligen Bauteilen, vor allem im Holzbau, durch eingebrachte Dämmschichten eine große Körperschalldämpfung der Schalen erreicht werden kann. Der Effekt beruht darauf, daß man die Dämmschicht so mit den Schalen verbindet, daß sich einzelne Resonatoren innerhalb der Dämmschicht bilden, die zu einem verstärkten Entzug von Körperschall-Energie aus den Schalen führen (Schwingungstilger).

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Müller, J.; Peylo, A.Nachträglicher Holzschutz durch die Diffusion von Bor aus borhaltigen DämmstoffenBauphysik1/200043-49Fachthemen

Kurzfassung

In einigen Kreisen der Bauwirtschaft besteht die Tendenz, auf einen chemischen Holzschutz zu verzichten und die Möglichkeiten des konstruktiven Holzschutzes voll auszuschöpfen. Treten dann aber unvorhergesehene Befeuchtungen auf, können erhebliche Schäden entstehen. Bei bewußtem Verzicht auf chemische Schutzmaßnahmen werden gleichzeitig häufig Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen verwendet, die gegen Insektenbefall geschützt und mit einem Feuerschutzmittel ausgestattet sein müssen. Hier werden meist Borsalze eingesetzt, die beide Aufgaben hervorragend bewältigen können und auch als Holzschutzmittel seit Jahrzehnten bewährt sind. Für den Brandschutz werden dabei vielfach höhere Mengen an Borsalzen benötigt als für den Holzschutz erforderlich sind. Daher soll in der vorliegenden Arbeit untersucht werden, ob bei außerplanmäßiger Befeuchtung ein ausreichender Holzschutz durch die Diffusion von Bor aus borhaltigen Dämmstoff in die angrenzenden, befeuchteten Holzbauteile erreicht werden kann. Die Untersuchungen wurden an praxisgerechten Rahmenelementen durchgeführt.

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Schulze, H.Dampfsperren in Holzaußenbauteilen - Erfordernis und RisikoBauphysik6/1996175-183Fachthemen

Kurzfassung

Am Beispiel mehrerer ausgewählter Wand- und Dachquerschnitte wird rechnerisch sowie mit Meßergebnissen von Austrocknungsversuchen gezeigt, daß die Austrocknungskapazität eines Bauteilquerschnitts bei ausgenommener außenplanmäßiger Feuchte und damit seine feuchtetechnische Robustheit stark von der Dampfsperre beeinflußt wird. Und zwar wird die Empfindlichkeit des Bauteils gegenüber ungewollter Feuchte mit wachsender dampfsperrender Wirkung der Dampfsperre größer. Im Extremfall, d. h. bei Holzbauteilen mit beidseitig dampfdichter Abdeckung, liegt ein hohes Gefahrenpotential vor.

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Hauser, G.; Stiegel, H.Pauschalierte Erfassung der Wirkung von WärmebrückenBauphysik3/199565-68Fachthemen

Kurzfassung

Die Wirkung von Wärmebrücken kann zwar mittels geeigneter Rechenprogramme oder Verwendung von Wärmebrücken-Atlanten quantifiziert werden, jedoch ist damit ein erheblicher Aufwand verbunden. Mit Hilfe einer pauschalen Erfassung der Wirkung von Wärmebrücken in Abhängigkeit von der verwendeten Baukonstruktion soll eine grobe Beschreibung der Wärmebrückenwirkung ermöglicht werden. Zur Beschreibung wird ein Wärmebrückenkorrekturwert vorgeschlagen, um den der mittlere Wärmedurchgangskoeffizient der wärmetauschenden Hüllfläche zu erhöhen ist. Aus der Untersuchung eines konkreten Einfamilienhauses sowie synthetischer Gebäude mit variablen Raummodulen werden je nach Bauart Wärmebrückenkorrekturwerte von 0,2 für die Massivbauart und 0,1 für die Holzbauart bei Verwendung von Innenmaßen und von 0,14 bzw. 0,03 W/(m²K) bei Verwendung von Außenmaßen abgeleitet.

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Klingsch, W.; Tavakkol-Khah, M.Physikalisch orientierte Simulation des Brandverhaltens von HolzbauteilenBauphysik2/199538-43Fachthemen

Kurzfassung

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden die Grundlagen für die physikalisch orientierte numerische Simulation brandbeanpruchter Holzbauteile entwickelt. Die Temperatur- und Zeitabhängigkeit der physikalischen Stoffwerte werden ebenso berücksichtigt wie Massenverlust und Feuchteänderungen. Die Verifizierung der Rechenmodelle erfolgte mittels experimenteller Daten zum Brandverhalten von Holzbauteilen bei Normbrandbeanspruchung. Eine Reihe bislng z. T. nur empirisch begündeter Daten zum Brandverhalten von Holzbauteilen konnte abgesichert bzw. präzisiert werden. Eine Erweiterung bzw. Anwendung des Rechenmodells auf natürliche Brände ist möglich.

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Koch, Heiko; Seim, WernerUntersuchungen an traditionellen Holzverbindungen - Der abgestirnte ZapfenBautechnik1/201215-25Fachthemen

Kurzfassung

Traditionelle Holzverbindungen mit abgestirnten Zapfen finden sich häufig bei historischen Holztragwerken zur Verbindung zweier schräg aufeinandertreffender Stäbe, wenn Druckkräfte zu übertragen sind. Bei einer Umnutzung oder bei Schäden wird ein Tragsicherheitsnachweis für diese Verbindungen erforderlich. Um das Tragverhalten dieser Verbindungen besser abschätzen zu können, wurden experimentelle Untersuchungen an Verbindungen mit abgestirnten Zapfen durchgeführt. Ausgehend von diesen Untersuchungen wurde ein Modell entwickelt, mit dem die Tragfähigkeit dieser Verbindungen berechnet werden kann. Dabei werden verschiedene Bruchmechanismen - Abscheren der Lamellen (Rollschubversagen), Versagen der Stirn- und Grundfläche - betrachtet, wobei der Einfluss der Reibung in den Kontaktflächen berücksichtigt wurde. Aufgrund der guten Übereinstimmung der Versuchsergebnisse mit den mithilfe des Modells ermittelten Tragfähigkeiten kann das Modell für die Bemessung von Verbindungen mit abgestirnten Zapfen vorgeschlagen werden. Die relevanten Bemessungsschritte werden dargestellt und an einem Beispiel erläutert.

Investigation on traditional carpentry joints - The tapered tenon.
Traditional carpentry joints with tapered tenons had been used widely in traditional timber structures in middle Europe to connect two structural parts under compression loads, that concur in a somehow diagonal angle. When a change of use is required or when damages are obviously, then an analytical model is needed to prove the structural safety. Experimental investigations were accomplished and an analytical model was developed for this type of joinery. Three types of failure were considered - rolling shear failure, failure of the front side and failure of the bottom face. The influence of friction was observed and determined. Because of the good accordance of the experimental and the analytical results it can be recommended to use the model for structural calculations on tapered tenon joints. The design-steps are documented and explained. A practical example for the calculation is given.

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Rug, Wolfgang; Thoms, Frank; Grimm, Uwe; Eichbaum, Guido; Abel, StephanUntersuchungen zur Biegetragfähigkeit von verzahnten BalkenBautechnik1/201226-36Fachthemen

Kurzfassung

Die Verzahnung ist eine historische Verbindungstechnik, um einzelne Balken schubfest über ihre Längsseite zu einem Träger zu verbinden. Diese Zahnbalken treten heute nur noch im Zuge von Erhaltungsarbeiten an alten Gebäuden in Erscheinung. Aus denkmalpflegerischen Gründen sollen derartige Konstruktionen immer öfter substanzschonend erhalten, repariert oder instandgesetzt werden.
In der modernen Holzbauliteratur fehlen allerdings Angaben zu Entwurf, Herstellung und Berechnung der verzahnten Balken. Regeln zur statischen Berechnung und Konstruktion derartiger Träger finden sich in der Holzbauliteratur im Zeitraum zwischen 1830 und 1970.

Flexural load-bearing capacity of composite beams with teeth joints.
The dovetail connection is a historical joining technology to avoid thrust by joining scantlings to beams. Nowadays those beams are only appearing during renovations of historical buildings. By preservations of monuments and historical buildings these old joinings should be repaired or restored.
There are no codes of practice to these special composite beams in modern literature of timber work. Rules for static calculations are recorded in timber work literature in the period between 1830 to 1970.

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Kampmeier, Björn; Hosser, DietmarGrundlagenuntersuchungen für einen Vorschlag zur Überarbeitung der Muster-HolzbaurichtlinieBautechnik10/2011677-686Fachthemen

Kurzfassung

Mit der Muster-Holzbaurichtlinie 2004 (M-HFHHolzR) wurde die Möglichkeit geschaffen, Holz als tragendes Element bis zu einer Gebäudehöhe von 13 m einzusetzen. Allerdings wurde gefordert, dass die hölzernen Tragglieder mit einer nichtbrennbaren Bekleidung geschützt werden, die im Normbrand mindestens 60 Minuten lang eine Entzündung des Holzes verhindert. Zudem ist der Einsatz auf die Holztafelbauweise mit nichtbrennbarer Wärmedämmung beschränkt.
Die in den letzten Jahren errichteten mehrgeschossigen Holzbauten wiesen jedoch häufig aus verschiedenen Gründen erhebliche Abweichungen von diesen Anforderungen auf. Um diese Abweichungen auf Basis wissenschaftlicher Untersuchungen beurteilen zu können, wurden am Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz der TU Braunschweig (iBMB) aus Brandversuchen und theoretischen Überlegungen Mindestanforderungen für die Konstruktionen abgeleitet. Mit Hilfe einer Risikoanalyse wurde untersucht, wie die mit der Reduktion der Leistungsfähigkeit der Brandschutzbekleidung einhergehende Erhöhung des Gesamtbrandrisikos im Rahmen von ganzheitlichen, zielorientierten Brandschutzkonzepten durch andere Maßnahmen kompensiert werden kann. Solche Brandschutzkonzepte wurden für den Holztafelbau sowohl mit nichtbrennbarer als auch mit brennbarer Dämmung, mit reduzierter Bekleidung sowie für die Holzmassivbauweise ohne Bekleidung erarbeitet. Die Ergebnisse sind in einem Vorschlag zur Überarbeitung der Muster-Holzbaurichtlinie zusammengefasst worden.

Investigations for a proposal to revise the model guideline for fire protective requirements on multi-storey timber buildings.
With the 2004 model guideline for fire protective requirements on multi-storey buildings made of timber it is now possible to construct buildings out of timber up to a height of 13 m. The building code requires for these types of houses, that the load bearing timber elements are protected by a non-combustible cladding against ignition over a standard fire exposure of 60 minutes (classification K260). Furthermore, combustible insulation materials are not allowed inside the timber frame construction.
Multi-storey timber buildings which were built in the last few years often had significant differences to these regulations. To evaluate these differences on the basis of scientific research many fire tests and theoretical considerations were made at the iBMB which resulted in a catalogue of minimum requirements for the constructions. With a risk index method it was analyzed how it is possible to reduce the non-combustible cladding of the timber elements so the fire risk of the building does not increase. Based on these studies, different fire safety concepts for timber structures have been elaborated which compensate for a decrease of the cladding and the related increase of the fire risk by other preventive measures and therefore avoid a reduction of the presently accepted fire safety level. The results are summarized in a proposal to rework the model guideline for fire protective requirements on multi-storey buildings made of timber.

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Wetzig, Melanie; Haß, Philipp; Niemz, Peter; Hänsel, AndreasUntersuchungen zur Verklebung dreischichtiger Massivholzplatten unter Verwendung von LaubholzBautechnik10/2011687-693Fachthemen

Kurzfassung

Aufgrund ansteigender Nutzlaubholzbestände sind die physikalisch-mechanischen Eigenschaften sowie mögliche Verwendungsbereiche von Laubholz in den letzten Jahren wieder verstärkt Inhalt verschiedener Forschungsarbeiten. Die meisten Laubholzarten haben einen wesentlich höheren Elastizitätsmodul und deutlich höhere Quell-und Schwindmaße als Nadelhölzer, was in Klebfugen bei Feuchteänderungen zu höheren Spannungen führt. Die nachfolgenden Untersuchungen wurden an dreischichtigen Massivholzplatten durchgeführt, die völlig bzw. teilweise aus Laubholz gefertigt wurden. Die Einzellagen der Platten wurden sowohl in den Holzarten als auch in den Schichtdicken variiert. Kern der Untersuchungen war, ob und in welchem Maße durch Variation der Klebstoffart und der Fugendicke feuchteinduzierte Spannungen kompensiert werden können, die aufgrund unterschiedlicher Plattenaufbauten hervorgerufen werden. Die im Zuge erhöhter relativer Luftfeuchten auftretenden Dehnungen und Spannungen innerhalb der Massivholzplatten wurden durch drei Versuchsanordnungen geprüft. Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Einfluss der Verklebung auf das Quellverhalten der Platten.

Investigation on bonding of three-layer cross laminated timber using hardwood.
Because of growing hardwood quantity the physical-mechanical properties as well as possible application areas of hardwoods are increasingly topic of different research projects. The following investigations were carried out on three-layer cross laminated timber which was partially or totally made from hardwood. The respective layers were varied in wood species as well as in thickness. The main point of the work was to determine how far strains, induced by the bigger swelling of hardwood compared to softwood, can be compensated in elastic glue joint. Occurred strains into the panels were determined by three test set-ups. The results showed influences of the used glue joint on swelling behaviour of the panel configurations.

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Schmid, Volker; Koppitz, Jan-Peter; Thurik, AnjaNeue Konzepte im Holzbau mit Furnierschichtholz - Die Holztragkonstruktion des Metropol Parasol in SevillaBautechnik10/2011707-714Fachthemen

Kurzfassung

Der aus Sicht der Tragwerksplaner interessanteste und auch für die Besucher spektakulärste Teil des Projekts Metropol Parasol ist die 150 m lange und bis zu 28 m hohe, begehbare Holzkonstruktion aus mehrlagig verklebten Furnierschichtholzscheiben. Die Realisierung gelang nur dank einiger konstruktiver Innovationen, wie der 2 bis 3 mm dicken Polyurethan-Beschichtung, montageoptimierten Verbindungsdetails und der weltweit erstmals im Holzbau eingesetzten Temperung des für das Einkleben der Gewindestangen verwendeten Epoxid-Harzes. Außerdem erläutert der Bericht besondere Fragestellungen zur statischen Berechnung, der Herstellung und der Montage.

New concepts in timber structures with LVL plates - The timber structure of Metropol Parasol in Seville.
The most impressive part of the Metropol Parasol from a structural engineer’s point of view as well as from the visitor’s perspective is the 150 m long and up to 28 m high timber structure of the parasols made of multi-glued laminated veneer lumber (LVL) panels. Realisation succeeded due to several constructive innovations like 2-3 mm thick polyurethane coating, easy to install node details and the world premiere of tempered epoxy resin for glued-in rods in a timber construction. Beyond this, the article elucidates special questions concerning the structural design, production and assembly.

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Tasche, Martin; Baumgarten, Henrik; Zinnert, GunterTypisierte Stabtragwerke aus Holz in der DDR von 1955 bis 1990Bautechnik9/2011646-650Fachthemen

Kurzfassung

Der Aufsatz behandelt typisierte Stabtragwerke aus Holz, die in der DDR ab 1955 entwickelt wurden. Als Anwendungsgebiete galten überwiegend landwirtschaftliche Nutzbauten, aber auch Lagerhallen und Dächer von Schulen und anderen Gesellschaftsbauten. Nach Kenntnis der Autoren handelt es sich um den ersten Versuch, derartige typisierten DDR-Tragkonstruktionen vergleichend darzustellen. Dieser Aufsatz schließt sich thematisch dem Aufsatz im Heft 8/2011 der BAUTECHNIK über typisierte stählerne Stabtragwerke in der DDR an.

Typified wooden frame structures in the GDR from 1955 until 1990.
This article outlines typified wooden frame structures, which were developed in the former GDR from 1955 until 1990 primarily for farming facilities, but also for storage buildings and roofs of social buildings. From the level of the author’s awareness this is the first publication discussing typified structures of the GDR in a comparative way. This article completes the article published in the issue No. 8/2011 of BAUTECHNIK about typified steel frame structures in the GDR.

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