Grundlagenwissen

Auch ein Synonym ür “Baustoff”.

Beschreibt im Allgemeinen die Rohstoffe und Hilfsstoffe.

Umgangssprachlicher Begriff da ungenau.

Baustoffe sind für den bau bestimmte Werkstoffe

Häufig in Gesetzes zur Beschreibung von Baustoffen verwendet.

Nach §2 MBO:

• Bauprodukte sind 1. Produkte, Bauteile und Anlagen sowie Bausätze gemäß Art. 2 Nr. 2 der Verordnung (EU) Nr. 305/2011, ide hergestellt werden, um dauerhaft in bauliche Anlagen eingebaut zu werden.

Ein Stoff der in der Natur vorkommt und sich für die industrielle Bearbeitung und Verarbeitung eignet.

Unterscheidung in Nachwachsende und nicht erneuerbare Rohstoffe.

Begriff aus Architektur.

Beschreibt die bewusste Wahl und zusammenstellng von materialien die dann eine bestimmte wirkung erzielen.

Beispiel von Stein der häufig für Macht und Reichtum steht, siehe Banken oder Regierungsgebäude.

Mit den neuen Baustoffen sind auch viele neue Gestalltunsmöglichkeiten gegeben. Auch durch die größeren Spannweiten, der neuen Festeren Baustoffe.

Bis zur Industriealisierung war die Zahl der verfügbaren Baustoffe sehr begrenzt, Hauptsächlich Rohstoffe aus der näheren Umgebung, Holz, Lehm, Kalk- und Sandstein.

Mit Industrialisierung neue Baustoffe durch technischen Fortschirtt und neue fertigungsarten. Verfügbarkeit und menge der Baustoffe stieg rasant an. Exponentieller anstieg standardsiert hergestellter Baustoffe.

Einfluss der Architektur über die Sinneswahrnahmeung auf den Menschen

• visuell(Sehen)

• taktil(Fühlen/Tasten)

• thermisch(Temperatur)

• auditiv(Hören)

• olfaktorisch(Geruch)

Faktoren sind dabei

• Baustoffe, Materialität

• Raum Volumen

• Raum Geometrie

• Lichteinfall

• Raumklima

Mit Computern und High-Tech Industrie weitere Extrembaustoffe mit unglaublichen eigenschaften. Durch Computer auch neue entwurfmöglichkeiten komplexerer Architektur.

Architektur als begehbare Skulpturen:

• Zaha Hadid

• Frank Owen gehry

• Coop Himmelblau

Baustoffkunde ist ein “weitees Feld”

Nicht jeder muss die Eigenschaften aller Baustoffe kennen, aber jeder sollte ein verständnis für die Zusammenhänge und die Konsequenzen haben. Ziel ist die Materialgerechte und dauerhafte Konstruktion, dazu ist frühzeitiger Austausch der Dachkräfte unterschiedlicher Disziplinen erforderlich.

Umfassende optimaler Einsatz einzelner Baustoffe oder Baustoffe im Systemzusammenhang wird angestrebt.

Baubranche hat unbestreitbare Rolle im klimawandel.

40% des Energiebedingten CO2-Ausstoß.

• Stromverbrauch

• Produktionsenergie der Materialien

Gerade Beton gilt aufgrund von CO2-Emission und Materialverbauch als sehr klimaschädlich.

Umdenken ist notwendig, bisher keine universallösungen.

Einzellfallbetrachtung von Bauprojekten.

Nach Stofflichen Aufbau

“Unbelebter” Teil der Natur

chemisch, alles was keinen Kohlenstoff enthält

Mineralische Stoffe

• Natursteine, keramsiche Baustoffe, Glas, Ziegel und Beton

• mittlere DDichte

• Hohe Druckfestigkeit

• geringe Zugfestigkeit

• mittlere Wärmeleitfähigkeit

• Spröde

• nicht brennbar

Metallische Stoffe

• Gusseisen, Stahl, Aluminium und Kupfer

• Hohe Dichte

• Hohe druck- und Zugfestigkeit

• Hohe wärmeleitfähigkeit

• zäh, duktil

• nicht brennbar

Grundlegendes verständnis durch einteilung in gruppen

geläufigste Stofflicher oder Struktureller Zusammenhang:

• natürlich

• künstlich

• nachwacshend

• nicht nachwachsend

Nach Sturkturellen Aufbau

Dreidimensionale regelmäßige Anordnung von Atomen, bilden ein Raumgitter.

• Granit, Sandstein

• Metalle wie Stahl

• Keramische Bauprodukte wie ziegelstein.

• Meist spröde

• hohe Wärmeleitfähigkeit

• hohe Dichte

Nach Stofflichen Aufbau

“belebter” teil der Natur

chemisch aus Kohlenstoff verbindungen, makromoleküle

• Holz, Holzwerkstoffe, Mitumen, Kunststoffe und Stroh

• geringe Dichte

• niedrige Wärmeleitfähigkeit

• Festigkeit bedingt der inneren Struktur

• generel zäh

• weitgehend brennbar

Nach Strukturellen Aufbau

Unregelmäßige Anordnung.

• Glas, einige Kunststoffe

• “unterkühlte Schmelzen”

• zäher als kristalle

• geringe Wärmeleitfähigkeit

Kunststoffe die in Berecihe kristallin und anderen Amorph sind nennt man teilkristallin

Nach Strukturellen Aufbau

Faserige Baustoffe.

Baustoffe wie Holz bestehen aus amorphen (Lignin, Heimzellulose) und teilkristallinen(zellulose).

Hauptsächlich Charakterisiert durch Fadenförmige ungeordnete Makromoleküle. Deshalb eine eigene Klassifizierung

In Faserrichtung deutlich höhere festigkeit und Zugfstigkeit als quer zur Faser.

Leichtes eindringen von Flüssigkeiten, langsame abgabe dieser.

Nach Herstellung und Gewinnung

Verwendung wie sie in der Nator vorkommen

• Holz, Naturstein, Ton, Eisen, Kupfer

• weitere Unterteilung in erneuerbar und nicht erneuerbar

• geringere Umweltbelastung als bei künstlichen Baustoffen , abbauud verarbeitung

• Erneuerbare sind super, aber die Nutzungsrate übersteigt die regeneartion.

Nach Herstellung und Gewinnung

Keine Rohmaterialien sondern aus Rohstoffen produziert.

• Glas, Beton, Ziegel, Baustahl, Kunststoffe usw.

• Oft Umweltbelastetnd und schwer der Naturrückführbar.

Eigenschaft Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen oder abzugeben.

Sorption

• Adsorption, Feuchtigkeit aus der Luft an der Oberfläche anlagern

• Absorption, Feuchtigkeit aus der Luft oder der Oberfläche bis in die Poren zu lagern.

• Desorption, Umgekehrt die Abgabe von Feuchtigkeit aus den Poren oder von der Oberfläche an die Luft

Materialien trocknen nicht gleichmäßig, so kann im inneren noch Feuchtigkeit sein währned die Oberfläche trockener ist.

Quell und Schwindmaß

• prozentuale Volumenänderung einen unbeanspruchten MAterials bei Wasseraufnahme und im Trockenen

AUsgleichsfeuchte

• Prozentuale Menge der Feuchtigkeit in Stoff

• gemessenbei 20°C zbd 65% rel. Luftfeuchte

Absolute Luftfeuchtigkeit

• Menge von Wasserdampf in der Luft, [g/m³]

rel. Luftfeuchtigkeit

• Verhältnis Menge Wasserdampf zur maximalien Menge an Wasserdampf bei der jeweiligen Temperatur in [%]

Kapillare Wasseraufnahme

• Kapillarkräfte aus Adhäsion und Kohäsion können Volumensdtröme von Flüssigkeit entgegen der Gewichtskraft bringen.

Wasserundurchlässigkeit und Wasserdichtigkeit

• undruchlässig, Wasser kann eindringen aber nicht hindurch

• Wasserdicht, Wasser kann nicht in der Stoff eindringen

Wasserdampfdiffusion

• Durch einen Baustoff hindruch wenn auf den beiden Seiten des Baustoffes unterschiedliche Luftfeuchtigkeiten

Körperschall

• Schall durch in Schwingung versetzte Körper

trittschall

• Körperschall der durch das Begehen eines Körpers entsteht

Luftschall

• Schall druch die Luft

Elektrische Leitfähigkeit abhängig von der beweglichkeit geladener Teilchen im Stoff. Beispiel Elektronen in Metall(auch als Elektronen-Gas bekannt)

Klassifiziert in

• Leiter (Metalle)

• Halbleiter (z.B. Wasser, Silizium)

• Nichtleiter (z.B. Glas oder Keramiken)

Allgemein

• korrosion

• UV-StraHLUNG

• Reaktionen mit anderen Stoffen, z.b. KLebstoffen oder BEton mit Meersalz

pH-Wert

• Maß für Säure/Base eigenschften einer wässrigen Lösung

• Beton ist Stark alkalisch mit pH-Wert von 12+

Beschreibt die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen äußere Einflüsse mit Werten, die zwischen den MAteriealien verglichen werden können.

Lebensdauer von Bauteilschichten nach Prof. Florian NAgler

• Konsturktionen +- 100 Jahre

• Hülle +-50 Jahre

• technische Systeme +-20 Jahre

• Raumnutzung +-10 Jahre

• Einrichtung +-5 Jahre

entscheidend ist ein möglicher Austausch beschädigter Bauteile ohne Beschädigungen an anderen.

Abnutzung ist hauptsächlich mechanischer Natur

Überwiegender Anteil der Bauschäden.

Feuchtigkeits bedingte Schäden und verformungen:

• Schwinden

• Quellen

• Spannungsrisse

• VErfärhbungen

• bauschädigendem Pilzbefalll und Algenwachstum

• Frost- und Tausalzschäden

• Kondensation

• Bauteilzersetzung

Frost-Tau-Wechselprüfung

Tausalz-Beständigkeit

“Ausblühungen” weiße Oberflächenablagerungen, austragen von Stoffen bei Desorption

Schutz

• Sperrschichten

• Schutzanstriche

• Dampfdichte Schichten

• richtiger Lüften

• 
  

Verhindert Feuchtigkeitsschäden durch Wärmebrücken

Sparsame Heizenergie

konstante Temperaturen

witterungsbeständige Materialien für die Gebäudehülle.

Witterungsbeständigkeit Ein Baustoff wird als witterungsbeständig bezeichnet, wenn er unter bestimmten Klima- und Witterungsbedingungen ein unverändertes Verhalten zeigt.

Neigung der Oberfläche für schnelle Abfluss

Sauerer Regen, durch aufnahme von Luftverschmutzung.

Säureschutz auch häufig der Schutz vor Korrosion(wie rost)

Korrosionsbeständigkeit abhängig von

• Dicteigkeit

• elektrochemisches Potenzial (Oxidation)

• chemische Beschaffenheit der Oberfläche

Beschichtungen als Schutz

Vorzugsweise nicht leicht brennabre Baustoffe.

Historisch sind teilweise ganze NAchbarschaften oder SStädte niedergebrannt.

Brandsichere Trennwände zur Verhinderunge der Ausbreitung

Stand- und Tragfestigkeit muss unter BRandbelastung mindestens so lange erhalten bleiben bis Tier und Mensch das Gebäude Sicher verlassen konnten.

Abschirmung von Außenlärm zum Gebäudeinneren.

Schallübertragung zwischen den Räumen

Schall vin Innen nach Außen

Optimales akustisches Raumklima, Säle, Konzerthallen, Bar…

Schalldämmung “bei: durch”

• einschalige Bauteile: Flächenbezogne Masse, scxhwerer = besser, Luftdicht gegen Luftschall daher dichter Putz um Luftkanäle zu schließen

• zwei oder merhschalig: unabhängige schwingungen der Bauteile. Schalldämmung druch de Matereialeigenschaften der einzelnen Schichten, anbindung(entkoppelt und Luftdicht) und befüllung des Hohlraumes mit Dämmstoffen. Weniger Masse als Einschalige

Biegesteifigkeit ist auch wichtig da dann keine schwingungen.

Sporen, Wurzeln, mirkoorganismen, Tiere, BAkterien, Algen, Flechten, und Pilze

Wirkt oft nur im inneren und ist nicht erkennbar. Wird meistens durch Geruch identifiziert.

• Schimmelpilze, hohe Luftfeuchtigkeit lokal ist ausreichend, auf organischen MAterialien, kann auh auf schmutz, leicht sauer 5-7 pH

• echte Hausschwamm, großes Zerstörungspotenzial. Sucht nach Holz und geht dabei durch risse in Beton, Dämmung, Mauerwerk usw. . Zerstört Holz enorm schnell. Will es Feucht in Luft und Matereial, Temperasturen 0-35°C, suaerstof und kaum luftbewegugn

Bewertungsmethode zur ökologischen Bewertung eines Gebäudes:

• Bestimmung des Ziels udn des Untersuchungsrahmens (Gebäudefunktione sowie die Annahme einer nutzungsdauerr des Gebäudes von in der Regel 80 bis 100 Jahren)

• der Sachbilanz (quantitative Aussage über Stoff- und Energieströme sowie Emmissionswerte entlang des gesamten Lebensweges.)

• Der Wirkungsabschätzung (Zuordnugn von Emissionen zu den einzelnen Stoff- und Energieumwandlungsprozessen der Sachbilanz

• der Ausweertung (Ermittlung der ökologischen Bilanz)

wichtigste Indikatoren

• GEsamtenergieverbrauch bzw. Primärenergieverbrauch, mit unterscheidung erneuerbare und nciht erneuerbare Energie

• Treibhauspotenzial

• ozonabbauendes potenzial

• Versauerungspotenzial

• CO2-Speicherung

• Beanspruchung des NAturraumes

Wiederverwendung von BAuteilen.

Keine Stoffliche veränderung des Bauteils

Werkstoffkreislauf mit abnehmender Werksotffqualität

Werkstoffkreislauf mit gleichbleibernder Materialqualität.

Meist auch energieteuer durch einschmelzen o. ä.

Materkialkreislauf mit Stofflicher aufwertung

Erschwernisse:

• Rückbau einzelner Bauteile oder Baustoffe ist vielafach sehr Zeit intensiv und damit kostenaufwendig

• Verbundbaustoffe verhidnern die sortenreine Rückgewinnung und damit die WIederverwertung von MAterialien

• Alte Bauelemente erfüllen oft nicht die aktuellen Standards, was ihre Wiederverwendung einschränkt

• Der Ausbau und die ZWischenlagerung von Bauteilen zur WIederverwendung sind arbeitsintensiv und erfordern einen hohen Platzbedarf. Wenn die Menge und Qualität der verwendetetn Materialien nicht im Voraus bekannt sind, wird dieser Ansatz zusätzlich erschwert

Wissenschaftliche fundierte dokumentation der Umweltauswirkungen einzelner Bauprodukte über den gesamten HErstellungsprozess.

Geregelt durch die ISO

Viele Gütesiegel vorhanden sodass es nicht überschaubar was ggf. die qualität der Siegel angeht.