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Arnold, Matthias; Maderebner, Roland; Dietsch, Philipp; Winter, StefanDiagonallagenholz (DLH) - Ressourceneffizienz durch diagonale Orientierung einzelner Lagen: Bestimmung der Steifigkeitsparameter und VerformungsanalysenBautechnik8/2023444-462Aufsätze

Abstract

Dieser Aufsatz befasst sich mit der Entwicklung von diagonal verklebtem Brettsperrholz (Diagonallagenholz - DLH), einem Laminat aus Massivholzlamellen, welche zur Anpassung der Steifigkeitseigenschaften in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet werden. DLH stellt somit eine anwendungsoptimierte Weiterentwicklung von Brettsperrholz (BSP) dar und erreicht bei gleichem Materialeinsatz verbesserte mechanische Eigenschaften. Der Beitrag beschäftigt sich mit der analytischen Herleitung der Steifigkeitsmatrix, der experimentellen Charakterisierung und numerischen Verformungsanalysen. Die Untersuchungen wurden mit spezifischen DLH-Serien durchgeführt, welche durch die Ausrichtung von Lagen unter Winkeln von ±45° bzw. ±30° (±60°) gekennzeichnet sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die Torsionssteifigkeit im Vergleich zu BSP deutlich erhöht ist. Diese Eigenschaft ist vielversprechend für die Anwendung von DLH in Platten unter zweiachsiger Biegebeanspruchung, wie z. B. punktgestützten Flachdecken. Hierbei verspricht die diagonale Ausrichtung einzelner Lagen zudem Homogenisierungseffekte bei der Verteilung von Biege- und Schubspannungen. Gleichzeitig führt die diagonale Orientierung einzelner Lagen zu einer Erhöhung der Scheibenschubsteifigkeit, welche hinsichtlich aussteifender Wand- und Deckenelemente von großem Interesse ist. Die Forschung an DLH hebt die Relevanz und Eignung diagonal ausgerichteter Lagen in Massivholzelementen für einen effizienteren und damit nachhaltigen Umgang mit der Ressource Holz hervor.

Diagonal Laminated Timber (DLT) - resource efficiency through optimized layer arrangements: determination of stiffness properties and deformation analysis
This paper deals with the development of diagonal laminated timber (DLT), a composite timber product consisting of individual layers, which are rotated to each other at a certain angle to increase stiffness properties. Therefore, DLT represents an application-optimized further development of cross laminated timber (CLT). DLT achieves improved mechanical properties with the same amount of material.

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Chen, Li; Casas, Gonzalo; Kasirer, Chen; Van Mele, TomCOMPAS: Softwarel√∂sung f√ľr komplexe BauprojekteBautechnik8/2023476-482Berichte

Abstract

In einem Bauprojekt arbeiten verschiedene Disziplinen wie Architektur, Ingenieurwesen, Fachplanung und ausführende Bauunternehmen zusammen. Für den Entwurf, die statische Berechnung und die Ausführungsplanung werden unterschiedliche Softwarelösungen eingesetzt. Anpassungen im Entwurf und der Planung müssen zeitaufwendig in jeder einzelnen Softwarelösung manuell eingearbeitet werden. Bei komplexen Geometrien und innovativen Bauweisen sind zusätzliche Analysen und Anpassungen erforderlich, was mit heutigen Softwarelösungen kaum realisierbar ist. Für einen effizienten Datentransfer zwischen verschiedenen Softwareumgebungen wurde COMPAS entwickelt, sodass Innovationen im Bauwesen gefördert werden. COMPAS ist eine Open-Source-Umgebung, welche unabhängig von kommerziellen Softwarelösungen verwendet werden kann. Es verfügt über eine Geometriedatenbank, flexible Datenstrukturen für unterschiedliche Disziplinen und Algorithmen für Berechnungen wie z. B. Tragwerksanalysen. Es gibt zahlreiche COMPAS-Erweiterungen für spezifische Anwendungen wie Montageplanung, Holzbau, Roboterfertigung und additive Fertigung. Anfang 2023 wurde der Verein COMPAS gegründet, um die Weiterentwicklung und Ausbildung voranzutreiben.

COMPAS: software solution for complex construction projects
In a construction project, different disciplines such as architecture, engineering, specialist planning and executing construction companies work together. Different software solutions are used for the design, the static analysis of the structure and for production planning. Adjustments in the design and planning have to be incorporated manually into each individual software solution, which is time-consuming. For complex geometries and innovative construction methods, additional analyses and adjustments are required, which is hardly feasible with today's software solutions. COMPAS was developed for efficient data transfer between different software environments and thus promotes innovation in the construction industry. COMPAS is an open source computational framework that can be used independently of commercial software solutions. It has a geometry database, flexible data structures for different disciplines and algorithms for calculations such as structural analysis. There are numerous COMPAS extensions for specific applications such as assembly planning, timber construction, robotic fabrication and additive manufacturing. In early 2023, the COMPAS association was founded to promote further development and education.

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Bautechnik aktuell 7/2023Bautechnik7/2023437-442Bautechnik aktuell

Abstract

Nachrichten:
Zweiter europäischer Short course “Grouting Fundamentals & Current Practice” in München
Smart Manufacturing Lab der HTWK Leipzig eröffnet
Deutscher Unternehmer führt Europas Ziegler
Bundesbauministerin Geywitz und Bundeslandwirtschaftsminister Özdemir legen Strategie für den Holzbau vor
2. Nachhaltigkeits-Symposium der Bauwirtschaft

Wettbewerbe:
Startschuss zum ersten Gottfried-Böhm-Stipendium

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderheft: Holzbau 1/2023Bautechnik4/20231-72Sonderheft

Abstract

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Bautechnik aktuell 2/2023Bautechnik2/2023109-115Bautechnik aktuell

Abstract

Nachrichten:
Spatenstich für Donautower in Ingolstadt - neues Wahrzeichen der Stadt wird von Hitzler Ingenieure als Projektsteuerer verantwortet
Cube: Neues Bauen mit Carbonbeton
Von der grauen Energie zur goldenen Energie
Kommunalen Holzbau richtig planen und ausschreiben
Bundesbauministerium startet Förderprogramm “Klimafreundlicher Neubau”

Wettbewerbe:
Deutscher Architekturpreis 2023

Empfehlung der Redaktion:
Industrielle modulare Konstruktion mit niedrigem CO2-Fußabdruck - EDGE Suedkreuz Berlin

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Bonfig, Peter; Dehlinger, Christian; Cremers, JanEinfamilienhaus? Du darfst! - Die Typologie des kompakten Hofhauses ermöglicht private Wohnformen auf eigenem Grund bei hoher urbaner DichteBautechnik1/202335-44Berichte

Abstract

Das sog. kompakte Hofhaus wurde als neuartiger Hofhaustyp an der Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) entwickelt und untersucht. Zu Quartieren addiert stellt er den Bewohnern bei geringem Landverbrauch urbane Lebensräume zur Verfügung und kann hohe Dichte, Diversität von Nutzung sowie ein hohes Maß an Privatheit und Wohnqualität in Innen- wie Außenräumen miteinander vereinen - in Neubau- wie in Bestandsituationen. Definitionsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass nicht einsehbare Höfe/Außenräume als ausschließlich private Nutzflächen in die Gebäudestruktur integriert werden (anstelle von exponierten Abstandsflächen mit geringerem Nutzwert außerhalb des Gebäudes) und über diese Bereiche auch die Belichtung und die Belüftung erfolgen können. Innen- und Außenräume können so zu einem geschützten und eng miteinander verzahnten Lebensraum verschmelzen. Die bisherigen Ergebnisse der seit 2017 laufenden DFG-geförderten interdisziplinären Forschungsarbeit weisen mit einer umfangreichen Typologie, allgemeingültigen Lösungsstrategien und vielen Einzeluntersuchungen nach, dass dieser Ansatz bereits auf ungewöhnlich kleinen Parzellen (ca. 60-200 m2) unterschiedlicher Proportion mit bis zu fünfgeschossigen Gebäuden für eine oder mehrere Parteien funktioniert. Einige der aus verschiedenen Grundtypen hervorgehenden Varianten eignen sich als Einfamilienhäuser auf eigenem Grund und können so diese von der Mehrheit angestrebte Wohnform in einem nachhaltigen urbanen Umfeld hoher Dichte und Heterogenität ermöglichen.

Single-family house? You may!
The typology of the compact courtyard house enables private forms of living on one's own land with a high urban density. The so-called compact courtyard house was developed and examined as a new type of courtyard house at the Stuttgart University of Applied Sciences (HFT Stuttgart). Added to neighbourhoods, it provides residents with urban living spaces reducing land consumption and can combine high density, diversity of use and a high degree of privacy and residential quality in both indoor and outdoor spaces - in both new and existing situations. By definition, this is achieved by integrating courtyards/outdoor spaces into the building structure as exclusively private usable areas that can not be looked into (instead of exposed distance areas with lower usable value outside the building) and by providing lighting and ventilation via these areas. Indoor and outdoor spaces can thus merge into a protected and closely interlinked living space. The results to date of the interdisciplinary DFG-funded research work, which has been ongoing since 2017, demonstrate with an extensive typology, generally valid solution strategies and many individual investigations that this approach already works on unusually small plots (approx. 60-200 m2) of varying proportions with up to five-storey buildings for one or more parties. Some of the variants that emerge from different basic types are suitable as single-family houses on their own land and can thus enable this form of housing sought by the majority in a sustainable urban environment of high density and heterogeneity.

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Dietsch, Philipp; Sandhaas, Carmen; Ruff, Daniel; Ummenhofer, Thomas100 Jahre Versuchsanstalt f√ľr Stahl, Holz und Steine KarlsruheBautechnik1/202355-61Berichte

Abstract

Die Berufung von Prof. Dr.-Ing. Ernst Gaber an die Technische Hochschule Karlsruhe im Jahr 1921 markierte den Startschuss des Prüfraums Gaber, aus dem später die Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine hervorging. Heute ist die Versuchsanstalt Teil des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und besteht aus den Abteilungen Holzbau und Baukonstruktion sowie Stahl- und Leichtbau. Der folgende Beitrag blickt auf die Geschichte dieser Einrichtung zurück.

100 years of KIT Research Centre for Steel, Timber and Masonry
The appointment of Prof. Dr.-Ing. Ernst Gaber at the University of Technology Karlsruhe in 1921 gave the go-ahead for the Testing Facility Gaber, from which the Research Centre for Steel, Timber and Masonry developed. Today, the research centre is part of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) and consists of the departments Timber Structures and Building Construction and Steel and Lightweight Structures. In the following contribution, the history of this institution is presented.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderbeilage: Holzbau 2/2022Bautechnik11/20221-92Sonderheft

Abstract

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Autengruber, Maximilian; Lukacevic, Markus; Eberhardsteiner, Josef; F√ľssl, JosefComputergest√ľtzte Modellierung von Feuchtetransportprozessen in Holzwerkstoffen - 25. Dresdner Baustatik-Seminar - "Realit√§t - Modellierung - Tragwerksplanung"Bautechnik10/2022781-788Berichte

Abstract

Dieser Beitrag präsentiert computergestützte Modellierungskonzepte zur Vorhersage von Feuchteverläufen und zugehörigen Spannungsfeldern sowie zur numerischen Bestimmung potenzieller Risstiefen von Holzbauteilen. Die vorgestellten Konzepte werden anhand experimenteller Versuchsprogramme validiert und die damit einhergehenden Herausforderungen diskutiert. Ausgewählte Ergebnisse zeigen letztendlich die Möglichkeiten und auch die Relevanz solcher Methoden für den Ingenieurholzbau auf.

Computer-based modeling of moisture transport in woodbased materials
This article presents computational modeling concepts for predicting moisture gradients, the corresponding stress distributions, and addresses the numerical determination of potential crack depths of wooden components. The concepts presented are validated using experimental test programs, and the associated challenges are discussed. Selected results ultimately show the possibilities as well as the relevance of such methods for timber engineering.

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Werther, Norman; Schmid, Joachim; Fahrni, Reto; Klippel, MichaelHintergr√ľnde und Nachweisgrundlagen zur Brandschutzbemessung von Brettsperrholzkonstruktionen - Teil 1Bautechnik8/2022587-593Aufs√§tze

Abstract

Im Rahmen dieses zweiteiligen Aufsatzes wird auf die brandschutztechnische Bemessung für Brettsperrholzelemente und -konstruktionen eingegangen und deren Besonderheit im Vergleich zu Voll- und Brettschichtholz aufgezeigt. Der nachfolgende erste Teil des Beitrags umfasst die Aspekte der Baustoffklassifikation sowie des Abbrandverhaltens und der Tragfähigkeitsbeurteilung von bekleideten und unbekleideten Brettsperrholzbauteilen im Brandfall. Der zweite Teil erläutert die Nachweisansätze der raumabschließenden Funktion, stellt die Prinzipien zur brandschutztechnisch sicheren Detailausbildung dar und gibt Erläuterungen zum Einfluss von Brettsperrholz auf die Branddynamik.

Background and verification principles for the fire protection design of cross-laminated-timber constructions - part 1
The two-part paper describes the current state of the art about fire design methods for cross-laminated-timber elements and -structures and describe differences in comparison to the design with solid timber. In detail aspects like the reaction to fire classification, charring and load bearing behaviour of protected and unprotected cross laminated-timber elements in the case of fire are discussed within this first part. The second part of the paper explains the approaches for the separating function of cross laminated-timber elements, give design guidance about fire safe detailing and about the influence of visible timber members and elements regarding to the fire dynamic.

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Holzbau: Konstruktion - Bauphysik - ProjekteBautechnik8/2022614Nachrichten

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderbeilage: Holzbau 1/2022Bautechnik4/20221-68Sonderheft

Abstract

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Bleicher, Achim; Schauer, Thomas; Jirasek, Robert; Höltke, Tim; Zhang, Yangwen; Marker, Paul; Wulff, Wulf; Manfrecola, Johannes; Schmidt, ThereseHybride Konstruktionen an der BTU Cottbus-SenftenbergBautechnik12/2021907-920Aufsätze

Abstract

Die angestrebten Ziele einer Ressourcen- und Klimaneutralität erfordern ein radikaleres Umdenken der Bauschaffenden, das mit einer noch viel stärkeren Sensibilisierung der Auftraggeber für die Auswirkungen des Material- und Energieverbrauchs im Bausektor verbunden ist. Ein Ansatz, um diese Ziele zu erreichen, sind hybride Konstruktionen, in denen unterschiedliche Materialien, Elemente, Funktionen und Technologien auf mehreren Konstruktionsebenen ressourcen- und energieeffizient kombiniert sowie im Fall eines Rückbaus sortenrein rezykliert werden. Dieser anspruchsvolle Ansatz ist von Beginn an erklärtes Ziel des Lehrstuhls Hybride Konstruktionen - Massivbau an der BTU Cottbus-Senftenberg und zieht sich durch alle Lehr- und Forschungsaktivitäten. Mit ausgewählten Forschungsprojekten werden Motivation und Methoden hybrider Konstruktionen sowie deren Potenzial für ressourcen- und klimaneutrale Konstruktionen anhand von Prototypen aufgezeigt. Hierbei steht neben der ökologischen Weiterentwicklung klassischer hybrider Konstruktionen aus nachwachsenden und rezyklierten Rohstoffen, bspw. Holz und Recyclingbeton, auch die Entwicklung aktiver hybrider Konstruktionen im Fokus. Die gezielte Integration von aktiven Technologien wie Sensorik, Aktuatorik und Regelungstechnik ermöglicht multifunktionale Konstruktionen, einen hohen Nutzungskomfort, einen geringeren Rohstoffverbrauch bis hin zur Energiegewinnung aus dynamischen Einwirkungen.

Hybrid structures at BTU Cottbus-Senftenberg
The intended objectives of resource and climate neutrality require a more radical rethinking on the part of building professionals, combined with a much greater awareness on the part of clients of the effects of material and energy consumption in the building sector. Achieving these goals is possible using hybrid structures, in which different materials, elements, functions and technologies are combined on different levels of construction in a resource- and energy-efficient way as well as recyclable by type into their components in case of deconstruction. This ambitious approach has been the declared goal of the Chair of Hybrid Structures - Structural Concrete at BTU Cottbus-Senftenberg from the very beginning and runs through all teaching and research activities. With the aid of selected research projects, the motivation and methods of hybrid constructions as well as their potential for resource- and climate-neutral constructions are shown on the basis of prototypes. In addition to the further ecological development of classical hybrid structures made of renewable and recycled raw materials such as timber and recycled concrete, the focus is also on the development of active hybrid structures. The targeted integration of active/adaptive technologies such as sensor, actuator and control systems enables multifunctional constructions, a high level of user comfort, lower raw material consumption and the possibility of energy harvesting from dynamic loads.

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Hegner-van Rooden, Clementine; Christen, JasminMit einem Holzhybrid neue Höhen erreichenBautechnik12/2021938-946Berichte

Abstract

Für das 60 m hohe Holz-Beton-Hybridhochhaus Arbo auf dem Suurstoffi-Areal in Rotkreuz (CH) zeichneten als Holzbauingenieure die Pirmin Jung Schweiz AG verantwortlich. Sie entwickelten ein Stützen-Decken-Kern-System, das einen klassischen Skelettbau bildet und einen hohen sichtbaren Holzanteil aufweist. Einzig der Kern und das Untergeschoss sind in Beton hergestellt. Weil Holz und Beton verschiedene Materialeigenschaften aufweisen, waren kritische Punkte zu lösen. Ebenso bedingt der Kräftefluss an der Schnittstelle von Holz und Beton komplexe Details - aus bauphysikalischen, statischen und brandschutzspezifischen Gründen -, denn neben dem unterschiedlichen Materialverhalten von Beton, Holz oder ihrem Verbund prallen mit den Gewerken auch unterschiedliche Umgangsformen, verschiedene Toleranzen und ein anderes Handling aufeinander. Arbo ist daher ein Lehrbeispiel, wie ein Holzhybridbau aktuell umsetzbar sein kann und das beispielhaft ist für nachfolgende Bauten in der Schweiz und in Europa. Auch solche in einer reinen Holzkonstruktion.

Reaching new heights with a wood hybrid
Pirmin Jung Schweiz AG as the structural timber engineer was responsible for Arbo, the 60 m timber-concrete hybrid high-rise of the Suurstoffi development in Rotkreuz (CH). They developed a column-slab-core system that forms a classic skeleton structure and has a high visible timber content. Only the core and the basement are made of concrete. Because wood and concrete have different material properties, critical issues had to be solved. The connection between the timber construction and concrete core was equally challenging, especially due to the fire protection and the aesthetic requirements. Besides the different material properties of timber, concrete and the composite floor structure, the trades also clash with different ways of handling and different tolerances. Arbo is therefore a teaching example of how a timber hybrid building nowadays can be designed and which is exemplary for subsequent buildings in Switzerland and in Europe. Even those in a pure timber construction.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderbeilage: Holzbau 2021-2Bautechnik11/20211-96Sonderheft

Abstract

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M√ľller, Sabine; Scheibstock, PeterCO2-Reduktion in der gebauten Umwelt - Von der Formulierung strategischer Leitlinien bis zur Planung und UmsetzungBautechnik11/2021887-895Berichte

Abstract

Der Bericht beleuchtet Ansätze, Strategien und Instrumente zur CO2-Reduktion in der gebauten Umwelt. Dabei wird hier die frühzeitige Einbindung der CO2-Thematik in der Leistungsphase 0 bzw. Projektkonzeption betrachtet, in der die Zielsetzung eines Projekts festgelegt wird. In dieser Phase können ausschlaggebende Leitlinien zur Reduktion grauer sowie Betriebsemissionen formuliert werden, die wesentlich die Ausschreibung und Umsetzung eines Projekts beeinflussen. Ebenso wird erläutert, wie im weiteren Fortschritt das Erreichen von CO2-Zielen unterstützt und auch gewährleistet werden kann. Dabei liegt der Fokus auf der Berechnung des globalen Erwärmungspotenzials (GWP) von Tragwerkskonstruktionen, da CO2 hier in besonderem Maße durch seine Baumasse relevant ist. Es wird diskutiert, in welcher Leistungsphase solche Berechnungen und Betrachtungen sinnvoll sind, um einen Beitrag zur CO2-Reduktion zu leisten. Anhand eines aktuell in der Erstellung befindlichen Bürogebäudes werden Tragwerkskonzepte in Bezug auf ihre Ökobilanz gegenübergestellt. Die Bauindustrie ist verantwortlich für ca. 40 % der globalen CO2-Emissionen. Als Ingenieur:innen haben wir die Verantwortung und Möglichkeiten, diesen Wert wesentlich zu beeinflussen. Buro Happold als interdisziplinäres Beratungs- und Planungsbüro kann dabei auf fachübergreifende Expertise zurückgreifen, die es erlaubt, Projekte von der ersten Idee bis zur Umsetzung zu begleiten. Somit kann ein möglichst großer positiver Einfluss hinsichtlich Nachhaltigkeit und CO2-Fußabdruck erzielt werden. Die Autorin und der Autor mit ihrem Hintergrund aus Tragwerksplanung und Nachhaltigkeitsberatung zeigen das Potenzial dieses integrierten Ansatzes auf.

CO2-Reduction in the built environment - from strategic guidelines until planning and implementation
The paper highlights approaches, strategies and instruments for CO2 reduction in the built environment. The authors examine the early integration of CO2 reduction aspects at stage 0 or at concept stage, during which the objective of a project is being determined. At this stage, decisive guidelines for the reduction of embodied and operational emissions can be formulated, which have a significant influence on the tendering process and implementation of a project. It is also explained how the achievement of CO2 targets can be supported and guaranteed throughout further stages. With CO2 being embodied in the construction mass, the particular focus is on the calculation of the Global Warming Potential (GWP) of load bearing structures. It is discussed at what stage such calculations and considerations are meaningful, in order to make a contribution to the CO2 reduction. Based on an office building currently under construction, structural concepts are compared regarding their life cycle assessment. The construction industry is responsible for about 40 % of global CO2 emissions. Engineers have the responsibility and possibilities to influence this value significantly. As an international, integrated engineering consultancy, Buro Happold can draw on interdisciplinary expertise that allows us to accompany projects from the initial idea to implementation. Thus, the greatest possible positive impact in terms of sustainability and carbon footprint can be achieved. The authors with their background in structural engineering and sustainability consulting demonstrate the potential of this integrated approach.

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Bautechnik aktuell 10/2021Bautechnik10/2021807-812Bautechnik aktuell

Abstract

Persönliches:
Honorarprofessur an Dr. Julian Meyer verliehen

Nachrichten:
Brücken weiterbauen: Eisenbahnbrücke Lange-Feld-Straße in Hannover

Veranstaltungen:
3. Symposium Ingenieurbaukunst - Design for Construction am 18. November 2021 in Frankfurt: Wie bauen wir zirkulär?

Rezensionen:
Gerüste und Hilfskonstruktionen im historischen Baubetrieb

Wettbewerbe:
Bei der Nominierung zum Deutschen Nachhaltigkeitspreis Architektur spielt Technik keine Rolle

Veranstaltungen:
Dynamische Lösungen im Holzbau

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Engel, Thomas; Moosm√ľller, Katharina; Werther, NormanBrandgefahr durch Elektroinstallationen in modernen mehrgeschossigen Holzgeb√§udenBautechnik5/2021353-364Aufs√§tze

Abstract

Ein Drittel aller Brände in Gebäuden lässt sich auf sog. Elektrobrände zurückführen. Eine, spätestens seit Einführung der DIN VDE 0100-420 im Jahr 2016 und der allgemeinen Forderung zur Verwendung von Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (AFDDs) in Holzgebäuden, diskutierte Frage ist, ob die brennbare Konstruktion ein erhöhtes Risiko bei Elektrobränden darstellt und folglich Holzgebäude spezieller geschützt werden müssen. Im Rahmen der nachfolgend beschriebenen Untersuchung wurde diese Fragestellung für moderne mehrgeschossige Gebäude aus Holz untersucht. Brennbare Dämmstoffe waren nicht Teil des Untersuchungsumfangs. Im Rahmen der Untersuchung konnte nachgewiesen werden, dass das Risiko eines Auftretens von Elektrobränden innerhalb der Konstruktion verhältnismäßig gering ist und die vorhandenen Schutzeinrichtungen eines Hausanschlusses einen Teil möglicher Defekte bereits abdecken. Als maßgebendes Einwirkungsszenario wurde ein Lichtbogen ermittelt. Bei allen durchgeführten Versuchen trat ein Selbstverlöschen auf. Eine Notwendigkeit von AFDDs in Standardgebäuden ließ sich nach Auswertung der Versuche nicht erkennen.

Fire hazard due to electrical installations in modern multi-storey timber buildings
Currently one third of all fires are due to electrical fires. An relevant question that has been raised, at the latest since the introduction of DIN VDE 0100-420 in 2016 and the general demand for arc fault detection devices (AFDDs) in timber buildings, is whether the combustible construction represents an increased fire hazard in the case of electrical fires and whether timber buildings therefore require more special protection. Within the scope of the study presented in this article that question was investigated for modern multi-storey timber buildings. Combustible insulation materials were not part of the scope of the investigation. In the course of the investigation it could be proven that the risk of an occurrence of electrical fires within the construction is low and that the existing protective devices of a building installation already cover a part of possible defects. An electric arc was determined as the decisive impact scenario. In all tests carried out, self-extinguishing occurred. After evaluation of the tests, it was not possible to identify a need for AFDDs in standard buildings.

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderbeilage: Holzbau 2021-1Bautechnik4/20211-112Sonderheft

Abstract

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Titelbild: Bautechnik 3/2021Bautechnik3/2021Titelbild

Abstract

Zum Titelbild:
Integratives computerbasiertes Planen und Bauen - BUGA Pavillon Heilbronn: Holzbau auf dem Level Industrie 4.0 - Gemeinsam haben die müllerblaustein HolzBauWerke GmbH, das Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD) und das Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart für die BUGA Heilbronn einen Holz-Pavillon entwickelt, geplant und realisiert, der auf den biologischen Prinzipien eines Plattenskeletts basiert. Ziel des Forschungsprojekts war es, die Möglichkeiten digitaler Technologien, computerbasierter Planung und robotergestützter Fertigung für die Zukunft des Bauwesens und der Architektur zu demonstrieren. Mit der Geiger Holzsystembau GmbH & Co.KG führt das Holzbauunternehmen müllerblaustein die revolutionären Erkenntnisse nun weiter fort, um die Kundenanforderungen ganzheitlich, nachhaltig und aus einer Hand erfüllen zu können. (Foto: Roland Halbe)

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Ernst & Sohn (Hrsg.)Sonderbeilage: Holzbau 2020-2Bautechnik11/20201-88Sonderheft

Abstract

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Konopka, Daniel; St√∂cklein, Josef; Kaliske, MichaelNeue numerische Simulation f√ľr alte Holzkonstruktionen - 23. Dresdner Baustatik-Seminar - "Realit√§t - Modellierung - Tragwerksplanung"Bautechnik10/2020708-716Aufs√§tze

Abstract

Holz ist ein Werkstoff mit langer Tradition und breitem Anwendungsspektrum. Der Beitrag gibt einen Einblick in die Methodenentwicklung für die numerische Simulation historischer Kulturgüter aus Holz mit der Finite-Elemente-Methode. Die vorgestellten Ansätze sind konsistent auf alle Klassen von Holzstrukturen übertragbar. Die Materialeigenschaften von Holz sind grundsätzlich nichtlinear, skalen-, richtungs-, klima- und zeitabhängig. In Holzstrukturen tragen u. a. auch Klebfugen, Lackierungen und Furniere wesentlich zum klimaabhängigen Strukturverhalten bei. An Strukturbeispielen werden die Einflüsse des Materials, der mechanischen und insbesondere der klimatischen Beanspruchungen auf das zeitabhängige Strukturverhalten sowie die Ansätze der numerischen Simulation zur Bewertung des Tragverhaltens von Holzstrukturen mit aktuellen Modellen verdeutlicht. Der vorliegende Beitrag wurde am 18. Oktober 2019 im Rahmen des 23. Dresdner Baustatik Seminars präsentiert.

New numeric simulation for old wooden structures
Wood is a construction material with a long tradition and a wide area of application. This contribution gives insight into the numerical simulation of historical wooden cultural heritage objects by means of the Finite Element Method. The material properties of wood are mutually non-linear, scale-, direction-, climate- and time-dependent. Within wood or timber structures, also glued joints, varnishes and veneers contribute to the climate-dependent structural behaviour. The influence of the material, the mechanical and the climate loadings on the time-dependent structural behaviour and the approaches of the numerical simulation for the evaluation of the wooden structures' load-bearing behaviour are represented by current models on structural examples. This contribution has been presented on 18 October 2019 at the “23. Dresdner Baustatik Seminar”.

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Werther, Norman; Matthäus, CarlaWärmeenergie und Holzfeuchte als Einflussgrößen auf das Abbrandverhalten von HolzBautechnik8/2020540-548Aufsätze

Abstract

In diesem Beitrag werden zwei Einflussgrößen betrachtet, die im baupraktischen Anwendungsbereich das Abbrandverhalten von Holz sowie dessen Durchwärmung bei Brandbeanspruchung beeinflussen. Die Kenntnis des Abbrandverhaltens ist eine wesentliche Grundlage für die Bemessung von tragenden Holzbauteilen. Basierend auf Brandversuchen wurde sowohl die Auswirkung von zum Normbrand abweichenden Temperaturbeanspruchungen als auch der Einfluss der Ausgangsholzfeuchte auf das Abbrandverhalten untersucht. In Verbindung mit erweiternden numerischen Untersuchungen wurden hieraus Bemessungsansätze abgeleitet, die die Betrachtung des Abbrand- und Durchwärmungsverhaltens von Holzbauteilen unter Norm- und parametrischer Brandbeanspruchung erlauben.

Factors influencing the charring behaviour of timber
This article focuses on the investigation of internal and external factors that influence the charring of timber and the temperature profiles within timber cross sections when exposed to fire. Based on own and existing fire test results, the influence of temperature time scenarios, relevant for non-standard fire design as well as the influence of the initial wood moisture content on the charring behaviour were investigated. The outcomes of this work, based on the experiments and followed by analytical and numerical investigations, are simplified design approaches that can be used to determine the charring depth and in-depth temperature distribution when designing timber structures for standard and non-standard fire exposure.

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Engel, Thomas; Werther, NormanAnalyse der zul√§ssigen Brandausbreitung √ľber die FassadeBautechnik8/2020558-565Aufs√§tze

Abstract

Aufbauend auf den grundlegenden Forderungen der Bauordnung lassen sich aktuell in Deutschland verschiedene Erläuterungen zur Konkretisierungen des Schutzziels “Begrenzung der Brandausbreitung über die Fassade” finden. Eine allgemeingültige Festlegung gibt es bisher nicht. Diese Festlegung wäre jedoch, insbesondere für die Betrachtung von neuen Fassaden und Außenwandbekleidungen, eine wichtige Basis. Die nachfolgende Studie beschreibt die aktuell in Deutschland zur Verfügung stehenden Grundlagen zur Bewertung “brandschutztechnisch sicherer” Fassaden. Diese sind Prüfverfahren für Fassadenbrandversuche, Hintergründe für die Prüfverfahren, Vorgaben aus bauordnungsrechtlichen Richtlinien und Auslegungen der Bauaufsicht. Weiter werden die Vorgaben der europäischen Nachbarländer, die bereits ein konkretes Schutzziel definiert haben, dargestellt. Als Ergebnis stellt die Studie einen Vorschlag für Beurteilungskriterien für “brandschutztechnisch sichere” Fassaden vor.

Analysis of the acceptable fire spread at the façade
In addition to the fundamental requirements of the German Building Code, there are several mostly contradictory concretizations of the fire safety objective “limitation of fire spread at the facade”. There is currently no universal definition. However, this definition would be an important basis, in particular for the consideration of facades and exterior wall cladding made of combustible building materials. The following article describes the principles to evaluate fire-safe facades currently available in Germany. These comprises, facade fire-test methods, backgrounds about the test methods, specifications from building regulations guidelines and interpretations of the building authorities. Furthermore, the specifications of neighboring European countries, which already have defined a specific fire safety objective for facades, are presented. As a result, the article presents a proposal for assessment criteria for fire-safe facades.

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Lechner, Markus; Lechner, Markus; Kurzer, Christoph; Rauch, MichaelPlanen und Bauen mit Holz - effizient und sicher - Der Brandschutznavigator und dataholz.eu im PraxistestBautechnik8/2020566-574Berichte

Abstract

Das mehrgeschossige Bauen mit Holz erfreut sich steigender Beliebtheit und nimmt in den europäischen und außereuropäischen Ländern in den letzten Jahren stark zu. Diese Entwicklung wird in Deutschland gegenwärtig noch von bauordnungsrechtlichen Einschränkungen für den brennbaren Baustoff Holz gebremst. Abweichungen vom landesspezifischen Bauordnungsrecht sind oftmals die einzige Lösung und stellen eine besondere Herausforderung für die Planer dar. Unabhängig vom Baustoff müssen Planung und Bau immer unter Berücksichtigung der geltenden Gesetze, Verordnungen und Richtlinien erfolgen. Zur Gestaltung eines effizienten und sicheren Planungs- und Bauablaufs stehen dem Bauherren, dem Entwurfsverfasser, den Fachplanern und den ausführenden Firmen praxisorientierte Planungshilfen wie der “Brandschutznavigator” und die Bauteildatenbank “dataholz.eu” zur Verfügung. Während der Brandschutznavigator Hintergründe und Vorgaben in Bezug auf das Bauordnungsrecht für den Baustoff Holz präsentiert, stellt die Bauteildatenbank dataholz.eu eine umfangreiche Auswahl an Bauteilen mit Nachweisdokumenten, Anschlussdetails und Projektbeispielen zur Verfügung. Dieser Beitrag zeigt anhand von ausgewählten Anwendungsbeispielen im Holzbau die bauordnungsrechtliche Sachlage und die zielgerichtete Einbindung der beiden Webseiten in den Planungs- und Bauprozess.

Design and construction with timber - efficient and safe - an application test of the “Brandschutznavigator” and “dataholz.eu”
Multi-storey timber buildings are enjoying increasing popularity, which has been growing rapidly in European and non-European countries in recent years. Due to building regulations in Germany, which are restricting the use of combustible material, this process is being held back. Exceptions from state-specific building law are often necessary and an additional challenge for the designer. Regardless of the used material, current building laws, regulations and guidelines must be taken into account for design and construction. In order to increase efficiency and certainty of the design and construction, the design tool “Brandschutznavigator” and the components database “dataholz” were introduced to building owners, architects, engineers and construction companies. While the “Brandschutznavigator” presents background information and specifications regarding the use of timber within the German building regulations, “dataholz” provides a general selection of building components, which have the required documents for usage, component connections and examples of timber constructions. With selected examples, this article shows the correct handling of the German building regulations and the right integration of “Brandschutznavigator” and “dataholz” into the design and construction process.

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