Bewitterte Bauteile

Grundlegende Maßnahmen und ein Beispiel

Vor allem bei frei der Witterung ausgesetzten Holzbauteilen (Gebrauchsklasse GK 3 nach DIN 68800-1: Holzschutz – Teil 1: Allgemeines) sind zur Gewährleistung der Dauerhaftigkeit umfangreiche Holzschutzmaßnahmen erforderlich. Dies bedeutet, dass Wasser auf horizontalen Holzoberflächen und Hirnholzflächen, Wassereintritt in Knotenverbindungen und wasserspeichernde Verschmutzungen (Laub, Erde, Schmutz) auszuschließen sind. Ebenso ist Wasser in Kapillarfugen, das bei faserparallelen Rissen durch Querzugversagen bei Schwindbeanspruchungen entsteht oder in Knotenverbindungen enthalten sein kann, durch bauliche Maßnahmen zu verhindern.

Gallerie

Niederschlagswasser ist direkt abzuführen und Spritzwasserfreiheit zu gewährleisten. Spritzwasserfreiheit ist definiert als 30 cm Abstand von Hirnholz zum Boden. Soll dieser Abstand bis auf 15 cm reduziert werden, sind Zusatzmaßnahmen notwendig. Das können z.B. breite Gitterroste oder auch breite Kiesschüttungen mit Korngröße ≥ 16/32 sein (DIN 68800-2: Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau). Sind diese Anforderungen erfüllt, kann nach DIN 68800-1 das Farbkernholz von Douglasie und Lärche in GK 3.1 und das Farbkernholz von Eiche, Robinie und Edelkastanie in GK 3.2 verbaut werden.

In der Nutzungsklasse NKL 1 beträgt die Gleichgewichtsfeuchte meist 12% (entspricht 65% relative Luftfeuchtigkeit bei 20°C), in NKL 2 beträgt sie maximal 20% (entspricht 85% relative Luftfeuchtigkeit bei 20°C). Für die maßgebenden Holzarten für Bauprodukte im Ingenieurholzbau, Fichte, Tanne und Buche, liegt der Fasersättigungsbereich oberhalb 30% Holzfeuchtigkeit. Holzbauteile in Nutzungsklasse NKL 1 und 2, entsprechend GK 0 / GK 1 nach DIN 68800-1, werden durch Holz zerstörende Pilze nicht befallen. Oder umgekehrt betrachtet: Wenn wir Außenbauteile baulich vor direkter Bewitterung schützen, bestimmt nur noch die Umgebungsfeuchte die Holzfeuchte im Bauteil.

Beispiel Holz-Beton-Verbundbrücken (HBV-Brücken)
Untersuchungen von überdachten, offenen Tragwerken (Definition für NKL 2 und GK 2) in unterschiedlichen klimatischen Gebieten haben z.B. für Hamburg gezeigt, dass die Jahres-Durchschnitts-Holzfeuchtigkeit bei ca. 17% liegt. Holz-Beton-Verbundbrücken (HBV-Brücken) sind ein typisches Beispiel für den Einsatz von Holz in NKL 2 bei bewitterten Tragwerken. Bei den beiden 2012 gebauten HBV-Brücken in Schwäbisch Gmünd (siehe Abb. 5) beispielsweise schützt baulich die Stahlbetonplatte, die gleichzeitig als abriebfeste Fahrbahn dient, den darunterliegenden blockverleimten Brettschichtholzträger vor direkter Bewitterung. Der Brettschichtholzträger ist in NKL 2 einzustufen, ist unbehandelt, dunkelt nach und vergraut nicht, weil die Holzoberfläche nicht bewittert wird – es entsteht ein „Stadtmöbel“, welches holzbautypisch in diesem Zustand erhalten über Jahrhunderte Bestand haben wird.

Grundlegendes zum Ingenieurholzbau
Zusammenfassend lässt sich für Ingenieurholzbauten feststellen, dass ungünstige Laststellungen sowie Feuchteeinwirkungen, die zu Holzfeuchtigkeiten von >20% führen, zu vermeiden sind. Bauliche Holzschutzmaßnahmen sind zu berücksichtigen. Bei direkt bewitterten Bauteilen muss das Wasser schnell abfließen, müssen Hirnholzflächen abgedeckt sein und der Holzquerschnitt aus Kernhölzern bestehen und austrocknen können. Außerdem sind statisch geplante Querzugbeanspruchungen gänzlich auszuschließen. Verformungen aus Schwinden und Quellen sowie Rissbildungen infolge innerer Spannungen aus Holzfeuchteänderungen sind bei der Konstruktion von Bauteilen und Bauteilverbindungen zu berücksichtigen bzw. einzuschränken. Tragwerke sind torsionsfrei auszuführen, das anisotrope Materialverhalten muss in der Konstruktion und der Bemessung von Holztragwerken berücksichtigt werden.

Autoren: Jürgen Graf, Reiner Klopfer

Fachwissen zum Thema

Bogenbrücke bei Lohmar Höngesberg / Kreuznaaf: Das Haupttragwerk – die beiden Bögen – besteht aus blockverleimten Brettschichtholz (BSH)-Balken (Fichte), die seitlich mit Lärchenholz verkleidet sind. Auch die beiden Vorlandbrücken sind aus blockverleimten Fichten-BSH gefertigt. Den statische Verbund zur oberseitigen Ortbetonplatte gewährleisten in das Holz eingeklebte Verbindungsmittel. Um das Bauwerk vor Witterungseinflüssen zu schützen, sind die Bögen oberseitig mit Titanzinkblechen abgedeckt und seitlich verkleidet. Exponierte Bauteile wie zum Beispiel die Hänger und das Geländer sind aus Stahl hergestellt. Der Handlauf besteht aus Accoya-BS-Holz.

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Holzarten und spezifische Eigenschaften

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Holz ist hygroskopisch, es nimmt Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf.

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Grundlagen

Holzfeuchtigkeit und Nutzungsklassen

Was ist mit Gleichgewichtsfeuchte gemeint und nach welchen Kriterien werden Holzbauprodukte in Nutzungsklassen eingeordnet?

Tragwerk der Multihalle in Mannheim (Carlfried Mutschler und Frei Otto, 1974): Lattengitterschale mit einer Spannweite von 85 Metern

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Ingenieurholzbau

Immer mehr traditionell handwerkliche Verbindungstechniken können maschinell hergestellt werden. Konstruktive Vielfalt und Leichtigkeit zeichnen die effizienten Strukturen im Ingenieurholzbau aus.

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Allgemeines zum konstruktiven Holzschutz

Der konstruktive Holzschutz greift auf den Erfahrungsschatz einer Jahrtausende alten Bautradition zurück. Für Holzhäuser in alpiner Region typisch sind weite Dachüberstände.

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Der konstruktive Holzschutz greift auf den Erfahrungsschatz einer Jahrtausende alten Bautradition zurück; heute zählen Energieverluste und Langlebigkeit.

Baulicher Holzschutz

Grundsätzliche und besondere bauliche Maßnahmen

Bewitterte Bauteile

Holz-Beton-Verbundbrücken in Schwäbisch Gmünd, 2012: Integrale HBV-Brücken mit 28 und 26 Meter Spannweite; 20 cm starke und 3,40 m breite Stahlbetonplatte C 40/50; indirekte Lagerung der Holzplatte in der Stahlbetonplatte; Holzplatte als blockverleimter Brettschichtholzträger aus NH GL 32c, im Querschnitt schlagregensicher mit > 30° zur Vertikalen gestuft, 22 m lang, 60 cm hoch und 2,80 m breit.

Holz-Beton-Verbundbrücken in Schwäbisch Gmünd, 2012: Integrale HBV-Brücken mit 28 und 26 Meter Spannweite; 20 cm starke und 3,40 m breite Stahlbetonplatte C 40/50; indirekte Lagerung der Holzplatte in der Stahlbetonplatte; Holzplatte als blockverleimter Brettschichtholzträger aus NH GL 32c, im Querschnitt schlagregensicher mit > 30° zur Vertikalen gestuft, 22 m lang, 60 cm hoch und 2,80 m breit.

Welche grundlegenden Maßnahmen sind zu beachten, damit frei der Witterung ausgesetzte Holzbauteile dauerhaft sind?

Gebrauchsklassen und Dauerhaftigkeit

Dauerhaftigkeitsklassen nach DIN EN 350 gegen Holz zerstörende Pilze und mechanische Eigenschaften nach DIN EN 68364 für ausgesuchte Holzarten. 5 Dauerhaftigkeitsklassen von 1 = sehr dauerhaft bis 5 = nicht dauerhaft – Farbkernholz ohne Erdkontakt von Eiche, Robinie und Edelkastanie sind dauerhafte Hölzer.

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Welche Gruppen von Holz zerstörenden Organismen gibt es, und ab welcher Holzfeuchte besteht die Gefahr eines Pilzbefalls?

Fachberatung Holzbau

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