Kastendecke (Hohlkastendecke) – Holz-Verbundsystem

Aufbau und Einsatzmöglichkeiten

Gallerie

Anwendung

Die Kastendecke oder Hohlkastendecke ist ein vorgefertigtes Element, welches sich in seinem Aufbau an der Holzbalkendecke orientiert. Der Verbund aus Rippen und Beplankung bildet ein flächiges und leistungsfähiges Bauteil aus. Dabei wird die Konstruktionshöhe der Decke minimiert, und die Vorteile der Materialeigenschaften werden optimal ausgenutzt.

Abb. 1: Darstellung Kastendecke

Aufbau und Funktion
Die Randbalken bilden mit den Rippen einen Rahmen aus. Der statisch wirksame Verbund des Rahmens und der oberen und unteren Beplankungsebene wird als Kasten bezeichnet. Die Rippen und Randbalken einer Kastendecke bestehen i.d.R. aus Konstruktionsvollholz oder Brettschichtholz und die Beplankung aus Plattenwerkstoffen wie OSB-, Dreischicht- oder FSH-Platten. Elementhohlräume lassen sich in Abhängigkeit von den bauphysikalischen Anforderungen mit Dämmung oder einer Schüttung füllen.

Abb. 2: Bauteile eines Kastenelementes

Der Verbund zwischen Rahmen und Beplankung wird durch Verleimung oder Schraubpressverleimung realisiert. Die Verbindung innerhalb eines Rahmens ist sekundär und wird vornehmlich durch Verschraubung oder CNC-gefräste zimmermannsmäßige Verbindungen hergestellt. Die Auflagersituation entscheidet über den Einbau zusätzlicher Querträger bzw. Wechsel im Element. Partiell lassen sich Kastenelemente durch Stahlträger verstärken, um Anschlüsse herzustellen oder die Tragfähigkeit zu erhöhen.

Abb: 3: Beispiel Kastendecke

Fertigung und Montage
Die Abmessungen der Elemente orientieren sich an den technischen Möglichkeiten der Vorfertigung, Begrenzungen aus dem Transport und der Montage sowie statischen und bauphysikalischen Anforderungen. Die Produktion der Elemente beinhaltet i.d.R. den Einbau der Dämmung oder Schüttung sowie die Montage der inneren und äußeren Beplankungsebene.

Statische Wirkungsweise

Kastenelemente sind flächige Bauteile und können wie Holztafelelemente gleichermaßen als Platte und/oder Scheibe beansprucht werden. Die Haupttragrichtung verläuft parallel zur Achsrichtung der Rippen. Die Verbundwirkung der Komponenten reduziert die notwendige Bauteilhöhe und wird durch die Kombination der stabförmigen Rippen mit der plattenförmigen Beplankung erreicht. Gleichzeitig trägt die Verbundwirkung zur Formstabilität bei und ermöglicht neben der linearen auch die punktuelle Auflagerung der Bauteile.

Die Beplankung behindert das Kippen bzw. Knicken der stabförmigen Rippen und ermöglicht somit die Verwendung schlanker Rippenquerschnitte in einem geringen Achsabstand. Der horizontale Lastabtrag erfolgt ebenfalls über die Beplankungsebene, wobei diese über den Verbund ein schubfestes Feld ausbildet. So lassen sich mittlere bis große Spannweiten in Form eines Einfeld- oder Durchlaufträgers realisieren. Zudem können auch Auskragungen ausgeführt werden. Öffnungen werden durch Wechsel realisiert.


Tabelle: Horizontale Bauelemente (Decken, Dächer)

Kennzeichnungen
Die Verwendbarkeit von Kastenelementen ist über Zulassungen oder Europäische Technische Bewertungen (ETAs) geregelt.

Autor: Max Köhnken (HDI); Quellen: Kaufmann, H., Krötsch, S., Winter, S.: Atlas Mehrgeschossiger Holzbau, Detail Business Information, München (2017)

Fachwissen zum Thema

Verbindungen fügen die Einzelteile des Bauwerks zu einer statisch wirksamen Konstruktion zusammen (im Bild: Himmelstreppe „Belvedere”, Zollikon, 2013; Architekturexperiment der ETH Zürich und der Vereinigung Zolliker Kunstfreunde).

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Verbindungen

Allgemeines zu Verbindungen im Holzbau

Verbindungen fügen die Einzelteile des Bauwerks zu einer statisch wirksamen Konstruktion zusammen, es gibt sie aber auch innerhalb eines Bauteils.

Holzbalkendecke in einem Altbau: Je größer der Balkenabstand, desto stärker ist die Schalung.

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Bauteile

Balkendecke – Stabförmiges System

Eine Balkenlage überspannt die Decke, die aufliegende Schalung überspannt den Balkenzwischenraum: eine  einfache und wirtschaftliche Deckenkonstruktion.

Tabelle 1: Vertikale Elemente (Wände, Stützen)

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Bauteile

Übersicht

Holzbausysteme beinhalten größtenteils flächige Decken-, Dach- und Wandelemente, die in der Regel aus vorgefertigten Bauteilen zusammengesetzt sind.

Die Grundrissstruktur ist im Holzbau stark geprägt durch die Deckenkonstruktion (im Bild: Wohnblock Wylerpark in Bern; Architekt: Rolf Mühlethaler)

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Holzbausysteme

Vorgefertigte Deckensysteme

Brettstapeldecke, Kastendecke, Brettsperrholzdecke: Was sind die Besonderheiten, welche Einsatzbereiche bieten sich an, wie aufwändig sind Herstellung und Einbau?

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Übersicht

Tabelle 1: Vertikale Elemente (Wände, Stützen)

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Holzbausysteme beinhalten größtenteils flächige Decken-, Dach- und Wandelemente, die in der Regel aus vorgefertigten Bauteilen zusammengesetzt sind.

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Holztafel – Beplankte Systeme

Holztafeln sind komplett vorgefertigte Bauteile.

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Die Vorfertigung der Elemente im Werk umfasst in der Regel den Einbau von Dämmung, Fenster und Türen; je nach Bauvorhaben ist die Vorfertigung weiterer Schichten zu prüfen.

Brettstapelelemente – Massivholzsysteme

Beim Projekt „Anbau und Sanierung Waschhaus” in Steffisburg nach Plänen von Dällenbach Ewald Architekten kam eine Brettstapelwand zum Einsatz.

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Die flächigen Bauteile bestehen aus massiven, hochkant nebeneinanderstehenden Holzquerschnitten, die nachgiebig über Nägel, Hartholzdübel oder Verklebung miteinander verbunden sind.

Brettsperrholz (BSP) - Massivholzsysteme

Brettsperrholz eignet sich sehr gut für Wandelemente. Um vertikale Lasten optimal abtragen zu können, müssen die Decklagen stehend angeordnet sein.

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Brettsperrholzelemente eignen sich gut für hohlraumfreie, kompakte Wandaufbauten. In Kombination mit Brettsperrholzdecken sind die Verbindungsdetails einfach ausführbar.

Kastendecke (Hohlkastendecke) – Holz-Verbundsystem

Beispiel Kastenelement: Der statisch wirksame Verbund des Rahmens und der oberen und unteren Beplankungsebene wird als Kasten bezeichnet.

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Bei diesem vorgefertigten Element wird der statisch wirksame Verbund des Rahmens und der oberen und unteren Beplankungsebene als Kasten bezeichnet.

Holz-Beton-Verbunddecke (HBV-Decke) – Holz-Beton-Verbundsysteme

Untersicht einer Holz-Beton-Verbunddecke: Die hybriden Bauteile ermöglichen eine ideale Ausnutzung der Eigenschaften von Holz und Beton.

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Die hybriden Bauteile bestehen aus Holzelementen, die mit einer darüber liegenden Stahlbetonplatte einen schubfesten Verbund herstellen.

Außenwandaufbau: Beispiele

Fassade in Holztafelbauweise beim temporären Holzbau B-Part am Gleisdreieck in Berlin (Scharabi Architekten, 2019)

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Die Ständer der Tafelbauwände bieten eine leistungsfähige Unterkonstruktion für hinterlüftete oder kompakte Fassadenaufbauten.

Geneigte Dächer

Geneigte Dächer werden meist als hinterlüftete, diffusionsoffene Konstruktion ausgeführt, unabhängig vom Tragwerk des Daches.

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Meist werden geneigte Dächer als hinterlüftete, diffusionsoffene Konstruktion ausgeführt. Die Neigung ermöglicht den thermischen Auftrieb der unter der Dachhaut erwärmten Luft.

Flachdächer

Der Werkstoff Holz wird bei flach und flach geneigten Dächern seit Jahrzehnten eingesetzt.

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Die Planung und Ausführung eines Flachdachs in Holzbauweise setzt eine umfassende Kenntnis über das Materialverhalten, insbesondere des Feuchte- und Holzschutzes voraus.

Bodenplatte und Auskragungen

Bodenplatten und Kellerdecken von Holzbauten sind meist aus Stahlbeton und unterscheiden sich nicht von konventionellen Konstruktionen.

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Die Bodenplatten von Holzbauten sind meist aus Stahlbeton. Bei Auskragungen eines Gebäudes wie beispielsweise Erkern ist auf die Anschlüsse besonders zu achten.

Treppen

Holz ist im Treppenbau eines der ältesten verwendeten Materialien (Bild: Holztreppe in einem Berliner Altbau).

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Holz ist neben Naturstein das älteste verwendete Material im Treppenbau. Als Bauarten unterschieden werden aufgesattelte Treppen und Blocktreppen.

Bodenbeläge aus Holz

Bodenbeläge aus Holz verfügen über viele gute Eigenschaften: Sie sind langlebig, robust und beeinflussen das Raumklima positiv.

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Sie sind sehr haltbar, lassen sich abschleifen und wieder aufarbeiten: Welche Arten gibt es und worin unterscheiden sie sich?

Neue Broschüre

Aktuelle Ingenieurholzbauten im Kontext von Projekt- und Stadtentwicklung werden im neuen Heft der Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V. beleuchtet. Jetzt kostenfrei herunterladen!

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