Holzbau

Cradle to Gate - A1-A3

Cradle to Grave - A1-A3 + C3

Verhältnis der molaren Massen ist 3,66

(ergibt sich aus Periodensystem)

1 kg C entspricht 3,66 kg CO2

1 kg CO2 entsricht 1/3,66 kg C (etwa 0,273 kg)

KFZ: ab 2021 95g-Ziel -> 4,0l /100km

95g CO2/km * 100km/100km = 9,5 kgCO2/100km

: 3,66kg CO2 / kgC = 2,596 kgC /100km

: 0,65 kgC/ L = 4,0L /100km

C Senke: Wald, Ozean

C Quelle: fossile Brennstoffe verbrennen, industrielle Herstellungsprozesse

C Speicher: Ozean, Land (Permafrostböden), Atmosphäre, Biosphäre (Wald, Vegetation)

Kohlendioxid + Wasser -> Traubenzucker + Sauerstoff

Tagsüber CO2 Aufnahme und O2 Abgabe

Nachts: C Freisetzung, O2 Aufnahme

C Bindung erzeugt Baumwachstum = Bildung oberirdischer Biomasse

C Freisetzung durch herabfallendes Laub und Zweige

C Bindung in Holzmasse

Verrottung -> langsame und zeitverzögerte C-Freisetzung aus Humusschicht (CO2 Quelle)

nasse Verrottung -> dauerhafte C Bindung im Boden (C- Senke) -> Gefahr der CO2 Quelle

Verbrennung -> sofortige C Freisetzung (CO2 Quelle)

Deponierung -> dauerhafte C Bindung in lang- oder kurzlebigen Holzprodukten (Holzspeicher) (CO2 Senke)

Mengen mittels Schätztabellen

bsp:

Baumhöhe 30m

Brusthöhendurchmesser 50cm

-> 2550kg CO2

Umtriebsalter (Erntealter) 100Jahre

2,5t / 100Jahre

25,5kg CO2 / Jahr

70g CO2 / Tag

täglich: im Mittel 75g CO2

im Jahr: Im Mittel 27kg CO2

im Baumleben bis zu 3t CO2

ein Festmeter Holz (1m3) im Mittel 1t CO2

Amazonasregenwald

CO2 Senke wird CO2 Quelle

Boreale Wälder (größtes zusammenhängendes Waldgebiet) hauptsächlich Nadelwälder

gestresst durch Trockenheit, kurze milde Winter, Brände, Insektenbefall

CO2 Aufnahme geht zurück

Flächennutzung: Wald 1/3 Fläche in BW

Waldzustandsbericht

1/3 der Bäume Nadel- und Blattverlust

50% Fläche bereits geschädigt

Schädigung durch Borkenkäfer, Misteln oder Pilze

durch Schädigung -> klimabedingtes Waldsterben und reduzierte CO2 Aufnahme

schnellwachsendster Laubbaum der Welt

Ernte bereits nach 5 Jahren möglich

durch Nachtreiben auch mehrmalige Ernte möglich

4fache CO2 Aufnahmen gegenüber Mischwald

sehr leichtes Holz - 250kg/m3 (1/3 von Eiche)

hohe Formstabilität

hohe Dauerhaftigkeit

schwer entflammbar

geeignet für:

Modulbau, Tinyhouses, Messebau, Fassaden

wirtschaftlicher Anbau, Pflege, Nutzung und Erzeugung von Rohholz

nachhaltige Forstwirtschaft - Hans Carl von Carlowitz

in D: Holzzuwachs 8,5m3 / ha a

Holznutzung 7,2m3 / ha a

ergibt eine aufforstung von 1,3 m3 / ha a

Kahlschlag:

großflächige Holzernte

schnellere C Freisetzung aus Boden

reduzierte Bodenfruchtbarkeit

zerstörtes Waldökosystem

in Europa nur bei Kalamitätsschäden wie Sturm oder Käfer

Plenterwald:

einzelbaumweise bis kleinfächige Ernte

permanenter artenreicher Hochwald bleibt erhalten

Bodenfruchtbarkeit maximal schonen erhalten bleiben

Holzpolter

mit Rinde: kurze Lagerzeiten

ohne Rinde: lange Lagerzeiten

weltweit 23% der Holzmenge und in D 65% der Holzmenge für Bauwesen

Holz als Brennstoff ist nicht klimaneutral

mehr CO2 pro MWh als Kohle oder Gas

Vermeidung von prozess- und energiebedingten CO2 Emissionen druch Substituition mineralischer Baustoffe

Dauerhafte C Aufnahme druch Baumwachstum

Dauerhafte C Bindung durch langfristige Deponierung in Holzgebäuden

alle Gebäude könnten in D aus Holz gebaut werden, da Bedarf unter Angebot liegen würde

Brettschichtholz: 38% Ausbeutungsgrad

Brettsperrholz: 40%

Furnierschichtholz: 70%

im Mittel nicht mehr als 60%

Subtraktive Fertigung:

Fertigung durch Materialentfernung

Sägen, Bohren, Fräsen

oft durch CNC Abbundmaschinen (Fa. Hundegger)

Additive Fertigung:

Fertigung durch Materialzufügung

zusammenfügen vorkonfektionierter Bauteilstücke

Verbindung mittels Schrauben und Nägel

(Riegelwerkstation oder Multifunktionsbrücke)

• gesamtökologische Bewertung

• hervorragende statische Eigenschaften

• günstiges Verhätlnis von Gewicht zu Festigkeit

• einfache Bearbeitbarkeit

• hoher Wasserdampfdifussionswiderstand

• gute (regionale) Verfügbarkeit

• universelle Einsetzbarkeit

• großes ästhetisches Potenzial

• Anisotropie (= Richtungsbahängigkeit der Materialeigenschaften)

• Hygroskopie (= bindet oder gibt Feuchtigkeit aus Umgebung rasch ab)

• Volumenveränderungen (infolge Feuchtigkeitsänderungen wie Quellen oder Schwinden)

• Schadeinflüsse (Holzschädlinge, Pilze, Insekten)

• Brennbarkeit

Feuchteschutz und Brandschutz!!!!

Nadelholz (85%):

Fichte

Kiefer

(Weiß)Tanne

Douglasie

…

Laubholz(13%):

Buche

Eiche

Esche

Ahorn

Tropenholz(2%):

Teak

Bongassi

…

Reindichte: p rein = m0 / V fest

für alle Holzarten etwa gleich mit 1500kg/m3

Rohdichte: Verhältnis von Masse und Volumen bei Holzfeuchte von 12%

p roh = p roh 12 = m12 / Vges

Darrdichte: Rohdichte bei trockenem Holz (0%)

p darr = p roh 0 = m0 / V0

bei Hartholz > 550kg/m3

bei Weichholz < 550kg/m3

Schadeinflüsse:

Pilze

• Bläue (holzverfärbend)

• Hausschwamm (holzzerstörend)

Insekten

• Hausbock

• Borkenkäfer

Vorbeugende Maßnahmen:

baulicher und chemischer Holzschutz

so wenig chemischer Holzschutz wie möglich, so viel wie nötig

• konstruktiver Holzschutz umfasst planersiche, konstruktive, bauphysikalische und organisatorische Maßnahmen

• verhindern Minderung der Funktionstüchtigkeit von Holzbauteilen

• Ziel ist Schutz der Holzbauteile vor dauerhafter Feuchteerhöhung

• Abdeckung Hirnholz, Dachüberstand, Ausschalten von Spritzwasser, Sperrpappe

Holz brennbar (B) und normalentflammbar (B2) mit Flammpunkt bei 280°C

Überdimensionierung

Kapselung durch nicht brennbare Platten

Holz als Leichtbau fehlt die Masse

Einbringen von zusätzlicher Masse

• Betonschicht oder Estrich, Schüttung

• massive Ausführung statt Rahmen/Rippen

Schallentkopplung durch mehrschichtigen Aufbau

Schallentkopplung

Vollholz

Konstruktionsvollholz

(Duo-/Triobalken)

Brettschichtholz

Brettsperrholz (immer ungerade Anzahl an Lagen)

(Dreischichtplatte - Schaltafeln)

Furnierschichtholz

Oriented Strand Board (OSB)

zementgebundene Spanplatte

MDF (mitteldichte Faserplatte)

Holzwolle-Leichtbauplatte (Sauerkrautplatten)

Lignotrend = Rippenelement aus geschichteten Brettlamellen

Lignatur = Trogelemente aus kombinierten Vollholzquerschnitten

Triqbriq

mikro-modulares Bausystem aus standardisierten Holzbausteinen

Stecksystem im Verband leimfrei gemauert

flexible Wandöffnungen

regionales Schwach und Schadholz aus Nadelholz C24 und Laubholzdübel

Standardstein 30 hoch, 30 dick, 60 lang

• substituition mineralischer Baustoffe

• C Speicherung

• regionales Schwach und Schadholz

• CO2 negative Herstellung mit Roboter und erneuerbarem Strom

• keine Nachbehandlung

• 100% recyclebar, sortenrein trennbar

• gesundes Wohnklima

• hervorragende Wärmespeicherfähigkeit

• verbesserter Schallschutz

• kurze Bauzeit (5 bis 10 fach ggü StB)

• geringe Kosten und quasi selbst Stapelbar

handwerklich aufwändig

Formschluss durch Druckkontakt

fast ohne metallische Verbindungsmittel (maximal zur Lagesicherung)

gerades Blatt

glattes Eckblatt

Kreuzblatt

abgestirnter Strebenzapfen

glatter Stirnversatz

Überblattung

Im Mittel 0,3 kg/m2 Befestigungsmittel

Schrauben

Klammern

Nägel

Stabdübel

Dübel besonderer Bauart

eingeklebte Gewindestange

Winkelverbinder

Gerberverbinder

Balkenschuhe

Stützenfüße

HE-Anker

Zuganker

Lochbleche / Nagelplatten

keine Montageverbindungen

ausschließlich im Werk bei kontrollierten Bedingungen

stabförmige Bauteile: BSH, Duo/Triobalken, zusammengesetzte Träger

flächige Bauteile: BSPH, Furnierschichtholz, OSB

verbindungsmittel: Gewindestangen, Betonrippenstahl

Klebefläche längs zur Faser

Schäftung (diagonal)

Keilzinken

Blockbau

Bohlenständerbau

Fachwerkbau

Rippen- und Rahmenbau, Tafelbau

Platten- Blocktafelbau, Massivholzbau

liegend gestapelte Hölzer (horizontal)

Lastabtrag über Querpressung

Verbrauch an geraden Hölzern hoch (€€€)

Wärmeschutz 2schalig, innenwände meist 1 schalig

tragende Hölzer und nichttragende Wandfüllungen

Wandelemente geschosshoch

Decken als Holzbalkendecken

Diagonale übernehmen Aussteifung

geschossweise Holzrippenkonstruktion

variable und vielseitige Rasterung

Rahmen werden auf Baustelle liegend montiert und als Wandelement aufgestellt

Holzverbindung ist genagelter stumpfer Holzstoß

Aufbau von Tafelelementen

tragende Beplankung am besten beidseitig aus OSB oder Spanplatten

OSB Platten in Stärken 12,15,18 oder 22mm

je nach Projekt verschiedenen Vorfertigungsgrade realisierbar und sinnvoll

Konstruktionsraster von 62,5 -> vielfaches als Plattengrößen

Wandrippen i.d.R. aus KVH, in sonderfällen aus BSH

übliche Geschosszahl 1-3, in Ausnahmen 5-7

aufgestellte Wandelemente müssen über Zuganker mit Boden verschraubt werden (bspw über Anker in StB Bodenplatte)

Tafeldecken spannen vorzugsweise in Rippenrichtung (einachsig)

Ständer immer im Raster von 62,5 (oder 125 oder 250cm) Achsabstand -> Standard Plattenbreiten

Stahlverstärkungen bei höheren Lasten, sodass Holzquerschnitte nicht vergrößert werden müssen

Achtung Brandschutz Stahl!

Holzbau entwickelte sich von Stab zu Massivbauweise

Platten aus Holzwerkstoffplatten (BSPH) oder fix verbundenen Brettern (BSH, Brettstapelelemente)

Maximalabmessungen von Transportbestimmungen abhängig

Brettstapelkonstruktion

Holzbretter stehend nebeneinander gestellt (meist Nadelholz C24)

bei Verbindung mit Hartholzdübel -> recyclierbarkeit

zur besseren Luftdichtheit sind Bretter profiliert

Wandstärken zwischen 12 und 24 cm

Nadelholz C24

mindestens 3 Lagen kreuzweuse verleimt

Dicke 6 bis 28 cm bei 3 bis 7 Lagen

max Abmessungen 4 x 22 m

Öffnungen können ausgesägt oder durch Wandhohe Öffnungen vorgesehen werden

Wandecken werden mechanisch verbunden (Eckverbinder, Schrauben, Längsverbinder,…)

Wärmeschutz zweischalig, wie Massivbau

Kann verputzt oder verkleidet werden

kreuzweise verleimte Schälfurnierlagen von 3 bis 6 mm Stärke

hoher Leimanteil aufgrund vieler Lagen

i.d.R aus Nadelholz, neu auch aus Buchenholz

siehe BSH Wand

gleiche Spezifikationen, nur liegend

“stehende Bretteranordnung”

benötigt zwei Linienauflager

Tragelemente: Träger und Platten oder Bretter von Träger zu Träger

Stützweiten 4-5m besonders wirtschaftlich

Trägerabstand zwischen 60 und 90 cm üblich, da mit OSB gut beplankbar

Aussparungen möglichst zwischen den Trägern anordnen

Kastendecke

leichte Vorfertigbarkeit

schlanke Rippen und beidseitige Beplankung

meist verschraubt

Hohlräume können mit Dämmung oder Schüttung verfüllt werden

bspw Lignatur oder Lignotrend als große Hersteller

ähnlich BSPH Wand

ähnlich Furnierschichtholzwand

Vorteile im Schall und Brandschutz sowie im Schwingungsverhalten

große Spannweiten ggü reinem Holz

Beton auf Druck, Holz auf Zug

Holzgurt aus BSH, BSPH, Furnierschichtholz

Balkendecke oder Vollmaterial mit Aufbeton

Stützweiten bis 9m

Linienauflager aus Holz oder Stahl

Deltabeam “unsichtbare” Träger, da Deckengleich

Brettschichtholzdecke -> verleimt

Brettstapeldecke -> leimfrei

Module A1-A3 und C3 berücksichtigen