Bauen mit Laubholz: Laubholz in der Tragkonstruktion 9783955535056

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Bauen mit

Laubholz Konrad Merz Anne Niemann Stefan Torno

∂ Praxis

Autoren Konrad Merz Anne Niemann Stefan Torno mit Beiträgen von: Hermann Kaufmann (Vorwort) Markus Lechner (Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft) Stefan Winter (Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft)

Verlag Redaktion, Layout und Lektorat: Steffi Lenzen (Projektleitung und Texte Projektbeispiele); Claudia Fuchs (Projektbeispiele), Jana Rackwitz (Theoriekapitel) Redaktionelle Mitarbeit: Charlotte Petereit Korrektorat: Sandra Leitte Coverdesign nach einem Konzept von: Kai Meyer Zeichnungen: Rana Aminian, Ralph Donhauser, Sandra Gunnermann, Martin Hämmel, Ursula Sparakowski Herstellung und Produktion: Simone Soesters Reproduktion: ludwig:media, Zell am See (AT) Druck und Bindung: Grafisches Centrum Cuno GmbH & Co. KG, Calbe (DE) Papier: Peydur lissé (Umschlag), Profibulk (Innenteil) Verlag: DETAIL Business Information GmbH Messerschmittstr. 4, 80992 München detail.de © 2020, erste Auflage ISBN 978-3-95553-504-9 (Print) ISBN 978-3-95553-505-6 (E-Book) Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet abrufbar über http://dnb.d-nb.de. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, ­der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungs­ anlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werks ­oder von Teilen dieses Werks ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts. Dieses Fachbuch berücksichtigt die bei Redaktionsschluss gültigen Begriffe und den zu diesem Zeitpunkt ­aktuellen Stand der Technik. Rechtliche Ansprüche können aus dem Inhalt dieses Buchs nicht abgeleitet werden. Für Vollständigkeit und Richtigkeit aller Beiträge wird keine Gewähr übernommen.

Inhalt

  4 Vorwort   6 Gestern – Heute – Morgen Historische Verwendung von Laubholz als Baustoff  7 Laubholz im modernen Holzbau  11 Ausblick und Relevanz  15  18 Forstwirtschaftlicher Hintergrund  20 Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft Neu- und Weiterentwicklung tragender Holzbauprodukte auf ­  Laubholzbasis 20 Verklebung von Laubhölzern  21 Verbindungen 21 Dauerhaftigkeit und Feuchte  22 Abbund und Verarbeitung  22 Verwendbarkeit 23  24 Holzarten  30  Bauprodukte aus Laubholz Schnittholz und keilgezinktes Vollholz  30 Brettschichtholz und Hybrid-Brettschichtholz  33 Furnierschichtholz aus Buche  35 Holzwerkstoffe aus Laubholz  37 Anwendungshinweise 39 Dauerhaftigkeit 41 Emissionen 43  44 Konstruieren mit Laubholz Beweggründe für den Einsatz von Laubholz  45 Laubholzprodukte in der Anwendung  47 Verbindungen 52  54

Projektbeispiele Zehn realisierte Beispiele aus der Praxis

104  Anhang Autoren 105 Zulassungen, Normen  106 Literatur, Links  107 Bildnachweis 108 Dank 109 Sachregister 110

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Vorwort

Bauen wird mehr und mehr zur Rohstofffrage, denn der Bedarf an Raum und somit an Baumaterial wird weltweit stark steigen. Die Moderne hat vergessen, dass die Erde über ein riesiges, ständig nachwachsendes Reservoir an Rohstoffen verfügt, die sich auch sehr gut für das Bauen eignen. 100 Jahre Forschung und Entwicklung befassten sich größtenteils mit den modernen Materialien, der einst wichtigste Baustoff Holz wurde nahezu vergessen. Die nachwachsenden Rohstoffe gelten als Hoffnungsträger, denn sie dienen als Versprechen für die Lösung der drängenden Zukunftsfragen im Zusammenhang mit der notwendigen Dekarbonisierung und der Ressourcenverknappung des Bauwesens. Die steigende Nachfrage nach Holzbauweisen ist untrüglicher Beleg einer Renaissance dieses ältesten Bau­stoffs. Nadelholz ist und wird sicher das Hauptmaterial für die konstruktive Anwendung bleiben, denn es hat diesbezüglich hervorragende Eigenschaften und ist leicht zu bearbeiten. Im Vergleich zum Laubholz ist es wirtschaftlicher, denn die Ausbeute der regelmäßigen und gerade gewach­ senen Stämme ist deutlich höher. Andererseits ist das wertvolle Laubholz je nach Baumart in großen Mengen verfügbar, wird aber derzeit zu wenig stofflich ver­ wertet, zu häufig verbrannt oder für die Herstellung von kurzlebigen Produkten vergeudet. Die Gründe hierfür liegen in vermeintlichen Nachteilen bei der Bearbeitbarkeit (durch die Härte des Mate­ rials), in einem größeren Trocknungsaufwand sowie in der fehlenden Maßhaltigkeit der Produkte. Das muss und wird sich ändern. Die hervorragenden Eigenschaften von Laubholz können zur Optimierung bestehen­ der Holzwerkstoffe oder zu ganz neuen Produkten führen. Entwicklungen wie ­Furnierschichtholz aus Buche lassen es

erstmals in der Geschichte zu, dass die zweithäufigste Baumart in Mitteleuropa im konstruktiven Holzbau zum Einsatz kommt. Laubholz ermöglicht verblüffend schlanke und ästhetische Konstruktionen, die sehr wirtschaftlich sind. Auch werden Material­ kombinationen aus Nadel- und Laubholz für die Architektur neue konstruktive und gestalterische Möglichkeiten eröffnen. Das Buch zeigt den Status quo zum Bauen mit Laubholz. Es soll Anstoß zu neuen Ideen geben und einen Beitrag dazu leisten, dass sich die steigende Nachfrage nach ökologischem und klimaneutralem Bauen in Zukunft auf eine brei­ tere Palette an Baumarten stützt.

Hermann Kaufmann

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Gestern – Heute – Morgen

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Man hat den Eindruck, die Verwendung von Laubholz im Bausektor sei eine relativ junge Entwicklung. Erst seit wenigen Jahren werden in Europa in geringem, aber steigendem Umfang moderne Laubholzprodukte im Holzbau eingesetzt. Entsprechend klein ist das Wissen über deren Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten. Unser Bauholz Nummer eins ist die Fichte, die als massive Balken und Bretter, zu Brettschichtholz (BSH) und Brettsperrholz (BSP) verklebt oder in Form von Holzwerkstoffen verwendet wird. Tatsächlich aber war Laubholz historisch gesehen immer Teil des Bauens mit Holz. Diese Erfahrung ist im Laufe der Zeit verloren gegangen.

Historische Verwendung von Laubholz als Baustoff Holz ist der älteste Baustoff. Wald war in den meisten Regionen vorhanden. Zudem lässt sich Holz auch mit einfachen Werkzeugen relativ leicht bearbeiten. Naturgemäß wurde das Holz von heimischen Bäumen verwendet – auch ­aufgrund fehlender Transportwege und -möglichkeiten. So benutzten die Menschen das, was aus klimatischen und geologischen Gründen in der unmittelbaren Umgebung vorhanden war. Schon bei primitiven Bauten zeigt sich, dass die frühen Baumeister aus Erfahrung das Material nach den günstigsten Eigenschaften auswählten. Ein Ausgrabungsfund belegt, dass bei einem Hüttendorf aus der Jungsteinzeit 13 verschiedene Holzarten verbaut wurden [1]. Dabei kamen hauptsächlich Weide, Erle und Haselnuss zum Einsatz, die durch ihre Biegsamkeit leicht zu verarbeiten und dennoch tragfähig genug waren. Im Laufe der Zeit nahmen die Erfahrung mit den Bauhölzern und die Kenntnis ihrer Eigenschaften zu. Vitruv beschreibt in

seinen „10 Büchern über Architektur“, wie die damals verbreiteten Holzarten zu verwenden waren: „Alle Bäume aber, welche vorzüglich zum Bauen brauchbar sind, z. B. die Steineiche, die Ulme, die Pappel, die Cypresse, die Tanne, haben dennoch sehr von einander abweichende, ungleichartige Eigenschaften; denn die Eiche taugt nicht zu dem, wozu die Tanne, noch die Cypresse zu dem, wozu die Ulme, und so weiter mit den übrigen allen. Sie sind sammt und sonders in ihrem Wesen von einander unterschieden, weil sie aus besonderen Bestandtheilen zusammengesetzt sind; daher denn die Einen, vermöge ihrer eigenthümlichen Beschaffenheit, zu diesem, die Anderen zu jenem Gebrauche vorzüglich geschickt sind.“ [2] In der vorindustriellen Zeit war Holz ein unverzichtbarer Rohstoff, der als Baustoff und Brennholz die Kultur nachhaltig prägte. Der Soziologe und Wirtschafts­ historiker Werner Sombart sprach daher von einem „hölzernen“ Zeitalter. Dabei war das Wissen um die besonderen Materialeigenschaften bestimmter Holzsorten entscheidend. 1918 stellte der ­Heimatforscher Josef Blau bei einer volkskundlichen Reise durch den Böhmerwald fest: „Von den aufgezählten 40 Holzarten sind dem Volke demnach 37 bekannt und für 33 davon kennt es eine Verwendung, welche meist, der Eigenart der betreffenden Gattung entsprechend, eine dem jeweiligen Zwecke angemessen besondere ist.“ [3]

 olzpfähle werden so tief in den Untergrund H ­gerammt, bis sie die Lehm- oder Sandschicht ­erreichen. Stich eines Holzfällers, aufgenommen in John Ogilbys Sammlung von Äsops Fabeln, 1664

dass ganze Städte auf Holzpfählen erbaut wurden und diese Konstruktionen die Jahrhunderte nahezu unbeschadet überdauert haben (Abb. 1). Die nord­ italienische Stadt Ravenna lag zur Zeit ihrer Gründung während der römischen Kaiserzeit an der Adria. Ähnlich der Stadt Venedig war sie eine von Wasser umschlossene Lagunenstadt. Zur Befes­ tigung im sumpfigen Untergrund wurden Eichenholzpfähle in den Boden gerammt. Heute lässt sich davon nur wenig erahnen: Aufgrund von Verlandung liegt das Stadtzentrum inzwischen 9 km von der Küste entfernt. Weitere Beispiele sind

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Eichenholz

Unbestritten die wichtigste Holzart unter den für Bauzwecke genutzten Laubbäumen war die Eiche. Städte auf Pfählen Da Eichenholz sehr dauerhaft ist und unter Wasser sogar als „unverwüstlich“ gilt (Abb. 4, S. 8), verwundert es nicht,

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die Städte Amsterdam, Rotterdam, St. Petersburg und Kopenhagen, deren Fundamente ebenfalls auf Hartholzpfählen ruhen. Bis heute wird Venedig zur Hälfte von Eichen- und zur Hälfte von Erlenpfählen getragen. Fachwerkbau Der Fachwerkbau, bereits seit der Antike bekannt, war vom Mittelalter bis ins 19. Jahrhundert hinein weit verbreitet. Erfahrene Zimmerer wussten, dass unter den verfügbaren Hölzern – meist Tannen, Fichten und Eichen, gelegentlich Lärchen – das Holz der Eiche am resistentesten gegenüber Feuchtebeanspruchung ist und man es daher als Schwellenholz nutzen sollte. Auch hochbelastete Bauteile wurden aus Eiche gefertigt, Weichhölzer hingegen im Innenausbau, als Verzierungen und für Bekleidungen eingesetzt. Die bewusste Auswahl der Bauhölzer und die Anwendung gemäß ihrer Eigenschaften zeigt sich sehr eindrücklich am Beispiel eines von 1421 bis 1423 erbauten Wohnhauses in Franken. Für das außen liegende Fachwerk, vor allem für Stützen und Streben, wurde Eiche benutzt, für kleinere, weniger stark belastete Stützen Aspe. Fichte und Tanne kamen für die Innenkonstruktion, für Balken, Pfetten und Holzart

das gesamte Dachwerk zum Einsatz (Abb. 3). Ein besonders prachtvolles ­Beispiel eines Fachwerkhauses ist das Knochenhaueramtshaus in Hildesheim, das sich die Gilde der Fleischer 1529 als Zunfthaus errichtete. Aufwendige Schnitzereien verzieren die Fassade des 26 m hohen Gebäudes und veranschaulichen den damaligen Reichtum der Gilde. Das im Zentrum der Stadt gelegene Bauwerk überdauerte dank der soliden Konstruktion aus Eichenholz mehrere Jahrhunderte. Die treppenförmig auskragenden Stockwerke schützen das darunterliegende Tragwerk vor Regen. Erst 1945 wurde es durch einen Bombenangriff zerstört und brannte komplett aus. Für den originalgetreuen Wiederaufbau in den 1980er-Jahren wurden 400 m3 Eichenholz mit 7500 Holznägeln zu 4300 Verbindun­ gen zusammengefügt (Abb. 5). Kuppeln und Dächer Für große Spannweiten oder in ganz speziellen, hochbelasteten Bereichen half das harte Eichenholz frühen Baumeistern, ihre Werke zu verwirklichen. Die gewaltige Kuppel des Doms Santa Maria del Fiore in Florenz ließ Brunelleschi aus zwei konzentrischen Gewölbeschalen errichten, deren 4 m dicke innere Schale das

enorme Gesamtgewicht trägt. Der Kuppelansatz wird unter anderem von einem Ankerring aus Eichenholz gehalten, das stabil und zugleich elastisch genug ist. Dieses im Vergleich zur Gesamtkonstruktion kleine, aber wichtige Detail findet sich auch in anderen Kuppelbauten. In Großbritannien, wo die Eiche ähnlich wie in Deutschland aufgrund ihrer Wichtigkeit für den Schiffs- und Häuserbau nationa­ les Symbol war, gibt es schöne Beispiele eichener Dachkonstruktionen. Hierunter z. B. die im 13. Jahrhundert errichtete ­Versammlungshalle des Stirling Castle in Edinburgh, dessen Dachtragwerk zur damaligen Zeit als das größte Schottlands galt (Abb. 7). Ähnlich beeindruckend ist diesbezüglich die Westminster Hall in London. Der 73 m lange Versammlungsraum wurde 1395 mit einem stützenfreien Hammerbalkengewölbe aus Eichenholz überdacht. Zahlreiche Lastkähne und Karren waren nötig, um das umfangrei­ che Material aus der Grafschaft Surrey nach Westminster zu bringen. Der 2019 abgebrannte Dachstuhl der Kirche NotreDame in Paris stammte noch original aus dem 13. Jahrhundert. Der Wiederaufbau wird auch dadurch erschwert, dass es keine Eichenstämme in der damaligen Länge und Qualität mehr gibt (Abb. 6).

Lebensdauer bei Lagerung im Freien

Lebensdauer bei Lagerung im Trockenen ­(konstanter Feuchtegehalt)

ungeschützt, ­ ungetränkt

ungeschützt, mit Teeröl getränkt

unter Dach

unter Wasser

Fichte

10 ... 15 ... 30

20 ... 30 ... 50

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100 ... 900

Tanne

5 ... 10 ... 20

10 ... 25 ... 40

15 ... 50 ... 70

30 ... 60 ... 100

100 ... 700

Schwarzkiefer

40 ... 80 ... 100

150 ... 200... 300

350 ... 600 ... 1000

800 ... 1200

Birke

3 ... 8 ... 15

5 ... 20 ... 30

20 ... 40 ... 60

300 ... 500

Eiche

40 ... 80 ... 120

100 ... 150 ... 200

300 ... 500 ... 800

600 ... 1000

Erle

5 ... 15 ... 20

7 ... 20 ... 30

10 ... 30 ... 40

100 ... 400

Rotbuche

10 ... 25 ... 40

20 ... 40 ... 80

30 ... 70 ... 120

200 ... 700

4 Der mittlere Wert beschreibt jeweils den am häufigsten gemessenen Wert.

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nach dem Dämpfen sehr gut biegen lässt. Bekanntestes Beispiel für die Entwicklung des sogenannten Bugholzes ist der T-Stuhl Nr. 14 von Thonet aus dem Jahr 1859, auch als Wiener Kaffeehausstuhl bezeichnet und bis heute milli­ onenfach verkauft [4] (Abb. 8). Die Anfälligkeit der Buche gegenüber Feuchtigkeit und holzzerstörenden Organismen ließ allerdings nicht einmal die Verwendung als Dielenboden zu, wenn dieser nass gescheuert wurde – vom Einsatz im Außenbereich ganz zu schweigen. Das ausgeprägte Quell­verhalten war allenfalls bei der Arbeit in Steinbrüchen von Vorteil: Im Marmor­steinbruch von Carrara trieben schon die Römer in vorhandene Risse im Gestein Holzkeile. Mit Wasser übergossen entwickelte das aufquellende Holz eine solche Sprengkraft, dass sich ein Block vom Stein lösen ließ.

Wiederverwendung Die Beschaffung von Bauholz war in vorindustrieller Zeit eine mühsame Angelegenheit. Gerade das harte Eichenholz war aufwendig in der Verarbeitung. Eine andere Möglichkeit, an Bauholz zu kommen, ergab sich durch die Wiederverwendung von bereits verbautem Holz aus Gebäudeabbrüchen, das zudem durch die lange Zeit trockener Lagerung besonders formstabil war. Zeichen dieser Zweitverwendung finden sich in Form von Zapfenlöchern und anderen Bear­ beitungsspuren an Balken, die offen­ sichtlich aus einer anderen Nutzungs­ periode stammen. Auch heutzutage gibt es Kaufangebote für historische Fachwerkbalken aus Eiche. Für den stolzen Preis von 1750 € pro Stück bekommt man z. B. auf der Internetplattform ebay einen 250 – 350 Jahre alten, 470 cm langen Balken von „toller Qualität, mit Zapfenlöchern und Aussparungen“. Eine Weiternutzung von Bauteilen ist im Sinne der Kreislaufwirtschaft absolut sinnvoll und bietet sich für langlebige Bauteile aus Laubholz geradezu an. Bestenfalls sollte die spätere Wiederverwendung bereits in den aktuellen Entwurf des ­Bauteils einfließen. Einige Verkaufsplattformen wie materialnomaden.at oder salza.ch vermitteln im Internet einzelne rückgebaute Bauteile und -stoffe, die sich rückverfolgen lassen und so dem Planer Informationen zu Materialquellen und -geschichte bieten.

Brennstoff Die großen Buchenbestände wurden hauptsächlich zur Energieversorgung genutzt, da Holz bis zum Aufkommen des industriellen Steinkohlebergbaus der wichtigste Brennstoff war. Der Buche kam aufgrund ihres hohen Heizwerts besondere Bedeutung zu. Ihre Holzasche diente im Mittelalter und in der frühen

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 ölzer aus Eiche (braunrot), Fichte (olivgrün) H und Aspe (gelb) am bauzeitlichen Fachwerk ­(Südgiebel und Querschnitt) des Hauses in der Konrad-Förster-Gasse 5 in Bad Windsheim (DE) Lebensdauer verschiedener Holzarten (in Jahren) bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen Längs- und Querschnitt Knochenhaueramtshaus, Hildesheim (DE) 1529 Schnitt durch die Basis des Turmgebälks der ­Kathedrale Notre-Dame in Paris (FR) Dachstruktur in der großen Halle des Stirling Castle, Edinburgh (GB) 13. Jahrhundert, in jüngster Zeit renoviert Buchenholz lässt sich sehr gut verformen. In den 1850er-Jahren wurden die ersten Wiener Kaffeehausstühle produziert.

Buchenholz

Historisch betrachtet fand Buchenholz keine Verwendung als Baustoff im tragen­ den Bereich. Zu anspruchsvoll war die Verarbeitung des schweren Holzes, das zum Reißen und Werfen neigt, sich bei der Trocknung also ungleichmäßig verzieht. Zu den gebräuchlichen Einsatzbereichen gehörten etwa Treppenwangen, Handläufe und Möbel, da sich Buche

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Neuzeit zur Waschlaugenherstellung und zur Glasproduktion, wofür die Buchen­ bestände massiv abgeholzt wurden. Bis in die 1950er-Jahre trieb Buchenholz in Deutschland sogar Autos an: Etliche Fahrzeuge, u. a. Pkw oder Kleinlastwagen, verfügten über einen Holzvergaser. Dabei wurde Holz unter Sauerstoffmangel verschwelt, was Holzgas erzeugte. Das aus 3 kg Buchenholz gewonnene Gas besaß etwa den Energiewert von 1 l Benzin. Auch heute noch wird Buchenholz, wie auch andere Laubholzarten, zu großen Teilen direkt energetisch verwertet. Unter bestimmten Voraussetzungen (regionale Struktur) ist eine „moderne“ Holzenergie ein wichtiger Baustein der Energiepolitik, da hierbei kein fossiler Kohlenstoff freigesetzt wird. Dennoch sollte aus Gründen der Klimapolitik und der Nachhaltigkeit zukünftig eine Kaskadennutzung Vorrang haben, bei der das

Rohholz 100 % (73,3 Mio. m3)

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Durch die Entwicklung neuer Konservierungstechniken ließ sich die Buche Mitte des 19. Jahrhunderts für Holzpflaster und insbesondere Eisenbahnschwellen verwenden. So bekam eine der am häufigsten in mitteleuropäischen Wäldern vertretene Baumart, damals auch „Mutter des Waldes“ genannt, erstmals eine wirtschaftliche Bedeutung. Der Ausbau des Schienennetzes erforderte große Mengen an Eisenbahnschwellen. In Österreich beispielsweise wurden in den Jahren nach 1945 knapp 900 000 imprägnierte Bahnschwellen aus Buchen- oder EichenSchnittholz

47 % (34,2 Mio. m3)

47 % (34,2 Mio. m3)

Industrieholz 14 % (10,6 Mio. m3) 4 % (3,2 Mio. m3) Brennholz 1)

Laubholz 27 % (19,9 Mio. m3)

Bahnschwellen

Stammholz

4 % (2,7 Mio. m3)

Nadelholz 73 % (53,3 Mio. m3)

Holz vor der Verbrennung über mehrere Stufen möglichst lange stofflich genutzt wird. Denn selbst Holz von hoher Qualität, das für die Verwendung als Bauholz gut geeignet wäre, dient heute häufig „nur“ als Energieträger (Abb. 10) [5].

12 % (8,5 Mio. m3) 19 % (14,0 Mio. m3)

4 % (2,6 Mio. m3) Faser- und Spanplatten 7 % (5,3 Mio. m3) 3 % (2,4 Mio. m3)

Hausbrand 8 % (6,2 Mio. m3) 15 % (11,3 Mio. m3)

Furnier- und Sperrholz 0 % (0,0 Mio. m3) 0 % (0,2 Mio. m3) Holzschliff und Zellstoff 7 % (5,2 Mio. m3) 1 % (0,7 Mio. m3)

holz eingebaut [6]. Anfangs machten Eisenvitriol, Holzteer oder verschiedene Kohleerzeugnisse die Holzschwellen haltbar. Bis vor Kurzem war weltweit eine Druckimprägnierung mit Kreosot üblich – ein aus Kohlenteer gewonnenes Präparat, das Holz vor Witterungsein­ flüssen, Schädlings- und Pilzbefall schützt. Erkennbar ist ­derart behandeltes Holz ­am teerartigen Geruch und an den schwarzen, klebrigen Anhaftungen. Aufgrund seiner ­hautreizenden und krebserregen­ den Inhaltsstoffe wurde Kreosot von der Europäischen Kommission 2018 als ein für Mensch und Umwelt besonders bedenklicher Stoff eingestuft und der Gebrauch seitdem verboten. Obwohl inzwischen aufgrund ihrer längeren Haltbarkeit ein Großteil der Schwellen aus Beton gefertigt wird, kann man auf den Baustoff Holz nicht ganz verzichten. In speziellen Einsatzbereichen wie bei Weichen, engen Bogenradien oder im Rangier- und Schwerlastbereich sind Betonund Stahlschwellen technisch nicht geeignet, Holzschwellen zu ersetzen. Besonders auf hügeligen Bahnstrecken mit der Gefahr von Erdrutschen zahlt sich die Elastizität des Holzes aus. Daher werden verschiedene Produkte getestet, die als alternative Schutzmittel für Holzschwellen in Betracht kommen könnten, darunter beispielsweise Salz-Öl-basierte Präparate (Abb. 9). Weitere Laubhölzer

anderes ­Rohholz 0 % (0,1 Mio. m3) 0 % (0,0 Mio. m3)

Heizkraftwerke 3 % (2,3 Mio. m3) 4 % (2,7 Mio. m3)

Brennholz = energetisch genutztes Rohholz inkl. Rohholz in Holzpellets und -kohle

Neben Eiche spielten andere Laubholzarten im Bauwesen historisch eine untergeordnete Rolle. Je nach regionaler Verfügbarkeit finden sich einige Beispiele, die wohl gezielt aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften oder in Ermangelung des besser nutzbaren Eichenhol­ zes verbaut wurden. Ausgrabungen am Bodensee beweisen, dass vor über 4000 Jahren Pfahlbauten auf dem leichten, jedoch unter Wasser sehr bestän-

Gestern – Heute – Morgen

  9 alte Bahnschwellen im Gleisbett 10 Inlandsverwendung von Rohholz in Deutschland im Jahr 2017 11 Nachbildung von Häusern auf Erlenpfählen im Pfahlbaumuseum in Unteruhldingen (DE) 12 Stabkirche Urnes (NO) 12. und 13. Jahrhundert 13 Haus Sommerfeld, Berlin (DE) 1922, Walter Gropius und Adolf Meyer

digen Holz der Erle gründeten (Abb. 11). Die berühmte Stabkirche von Urnes in Norwegen gilt weltweit als die älteste dieser Art, ihr Ursprung geht auf das Jahr 1100 zurück (Abb. 12). Das heute noch erhaltene Gebäude aus dem 12. und 13. Jahrhundert besteht teilweise aus Ulmenholz, das für die Region typisch ist. Auch von der Verwendung von Eschenholz wird vereinzelt berichtet. So sollen Wandplanken und Fußbodendielen der Kirche von Tävelsas in Schweden (1750) aus diesem Holz bestanden haben. Die Edelkastanie stammt ursprünglich aus Südosteuropa und der Türkei und wurde von den Römern in das Gebiet nördlich der Alpen eingeführt. Neben der Verwendung im Weinbau kam das Holz auch zum Bau von Wohnhäusern und vereinzelt sogar bei Kirchen zum Einsatz. Noch heute finden sich in Spanien, Frankreich und Italien einige Beispiele von Kasta­ nienholz im konstruktiven Bereich als Decken- und Dachbalken oder Terrassenüberdachungen.

fossiler Ressourcen gewinnen nachwachsende Rohstoffe – insbesondere Holz – an Bedeutung, die CO2 aus der Atmosphäre aufnehmen und einlagern. Die deutlich wahrnehmbare Renaissance des Holzbaus ist eng verknüpft mit der Entwicklung von neuen Technologien und Bauprodukten, aber auch mit der Wiederentdeckung alter Bautraditionen, die seither immer weiter entwickelt und neuen Anwendungen zugeführt werden. Die Industrialisierung der Holzverarbeitung erlaubt die Herstellung von Holzwerkstoffen, durch die es möglich ist, größere Dimensionen zu rea­lisieren und uner11 wünschte Eigenschaften zu homogenisieren. Eine rasante Entwicklung im Holzbau mit mehrgeschossigen Bauprojekten bis zur Hochhausgrenze und darüber hinaus ist seitdem die Folge. Im Eiltempo werden inzwischen Höhen­rekorde gebrochen und Normen sowie Gesetze angepasst (siehe Bürokomplex Suurstoffi, S. 76ff.). Potenziale und Hemmnisse für Laubholz im Tragwerk

Laubholz im modernen Holzbau In der klassischen Moderne verwendete man hauptsächlich Stahl, Beton und Glas. Der Holzbau geriet in Vergessenheit, ihm haftete etwas „Rückwärtsgewandtes“ an, da das Material damals nicht so leis­ tungsfähig wie die neuen Materialien und zudem brennbar war. Einst Hauptbaustoff, wurde Holz nun gerade mal für kleinere oder temporäre Bauten verwendet. Das 1922 als Gemeinschaftswerk der Bauhaus-Schule errichtete Haus Sommerfeld in Berlin stellt eine Ausnahme dar. Als Baumaterial kam dabei Teakholz von Schiffswracks zum Einsatz (Abb. 13). Erst seit einigen Jahrzehnten findet eine Rückbesinnung auf Holz als Baustoff von Gebäudetragwerken statt. Angesichts des Klimawandels und der Endlichkeit

Die Verwendung von Laubholz im Gebäudetragwerk ist ein Teil dieser Entwicklung. Sie bietet viele Potenziale, aber auch einige Hemmnisse. 12

Potenziale Die hohe Festigkeit von Laubhölzern hat das Potenzial für neue Hochleistungswerkstoffe, die eine ökologische Alter­ native zu Stahl und Beton in hochbeanspruchten Bauteilen bieten und die Möglichkeiten des bisherigen Holzbaus sig­ nifikant erweitern können. Wie schon in der traditionellen Anwendung werden Laubhölzer dort eingesetzt, wo besondere Eigenschaften, d. h. Tragfähigkeit und Steifigkeit, eine Rolle spielen. Während im Fachwerkbau die hochbelasteten Schwellenhölzer aus Eichenholz gefertigt wurden, sind im modernen Holzbau derzeit weitgespannte Träger, Knotenpunkte

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14 H  olzkirche St. Josef, Holzkirchen (DE) 2018, Eberhard Wimmer Architekten, Tragwerksplanung: Sailer Stepan & Partner, Entwicklung Holzknotenverbindung und Detailstatik: sblumer ZT a Die Buchenholzelemente befinden sich von außen nicht sichtbar in den Knotenpunkten der dreiecksförmigen Fichtenholzkonstruktion der Kuppel. b  Holzknoten aus Buchensperrholz 15 Anwendung von Eschenholz, das für eine bes­ sere Haltbarkeit teilweise thermisch modifiziert wurde. Steampunk Pavillon, Architekturbiennale Tallinn (EE) 2019, Gwyllim Jahn & Cameron Newnham (Fologram), Soomeen Hahm Design, Igor Pantic

b

(Abb. 14) oder schwer belas­tete Stützen typische Einsatzbereiche für Laubholz­ produkte (siehe „Konstruieren mit Laubholz“, S. 45ff.). Durch die im ­Vergleich mit Nadelholz schlanker ausführbaren Querschnitte lassen sich architektonisch anspruchsvolle Konstruktionen realisieren. Zudem zeigt die Sichtober­fläche der Laubhölzer eine besondere Ästhetik. Dank CNC-gesteuerter Fertigung sind selbst freie Formen und Kunstobjekte möglich. Laubholz eignet sich auch für diese experimentellen Bauten aufgrund seiner Festigkeit und den daraus folgen­ den geringen Querschnitten (Abb. 15). Hemmnisse Allerdings sind die Maschinen und Prozesse von Industrie und Handwerk im Holzbau auf die bislang hauptsächlich verwendete Holzart Fichte abgestimmt. Die Verwertung von Laubholz stellt inso-

fern eine technische und wirtschaftliche Herausforderung dar. Während die Eigen­schaften von Nadelhölzern gut vorhersagbar sind und zwischen den Arten wenig variieren, haben Laubholzarten sehr viel unterschiedlichere Eigenschaften. Qualität, Rohdichte und Aussehen unterscheiden sich sogar innerhalb einer Laubholzart von Baum zu Baum signifikant, sodass das entsprechende Holz nur mit viel Erfahrung oder durch Homogenisierungsprozesse (z. B. bei der Herstellung zu Brettschicht- und Furnierschichtholz) zu verarbeiten ist (Abb. 16). Zudem verfügen Laubbäume über ein meist umfangrei­cheres Astwerk und Blätterdach, was zu einem nutzbaren Stammholzanteil von 40 % bis 50 % führt (Abb. 17). Bei Nadelbäumen ist die Ausbeute mit bis zu 80 % weit höher [7]. Laubholz lässt sich aufgrund seiner Härte, seiner meist weniger geradlinigen Stammformen und der

Neigung zur Stark­astbildung schwieriger ­verarbeiten als Nadelholz. Größere Querschnitte zu verwenden ist dadurch fast unmöglich, was die Weiterverarbeitung von kleinen Fügeteilen zu Bauprodukten bedingt. Die für die Nutzung im konstruktiven Bereich vorteilhafte hohe Rohdichte des Laubholzes erweist sich bei der Produktion als Nachteil: Das Zersägen oder Zerspanen benötigt mehr Maschinenkraft und Energie bzw. die Vorschubgeschwindigkeit muss bei gleicher Motorleistung reduziert werden. Ebenso energie- und zeitintensiv und damit teuer ist die technische Trocknung des Laubholzes, das sich zudem oft unerwünscht verformt. In der Weiterverarbeitung erfordert die große Bandbreite verschiedener Inhaltsstoffe oft spezielle Klebstoffe. Dies alles erschwert die Entwicklung standardisierter Massenprodukte. Entwicklung von Laubholzprodukten

Bereits in den 1960er-Jahren wurde in einer Studie an der Materialprüfungsanstalt in Stuttgart die Leistungsfähigkeit von geleimten Trägern und Bindern aus Buchenholz untersucht. In den 1980erJahren vertiefte Prof. Ernst Gehri in der Schweiz das Thema. Ein frühes Beispiel für die Verwendung von verleimter Buche findet sich im Dachtragwerk des Seeparksaals im schweizerischen Arbon. Das Raumfachwerk, 1984 von der ETH Zürich entwickelt, besteht aus Stäben aus Brettschichtholz, vorwiegend in Kiefer. Besonders hochbelastete Teile sind in Buchenbrettschichtholz ausgeführt (Abb. 18). In den 1990er-Jahren befasste sich Prof. Peter Glos am Institut Holzforschung München mit Brettschichtholz aus Buche. Vermehrt in den Fokus rückte die Verwendung von Laubholz für tragende Bauteile im Hochbau allerdings erst in den letzten zehn Jahren. Einer der wesentlichen Gründe dafür ist der Klimawandel: Die Jahresmitteltemperatur steigt weltweit

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Gestern – Heute – Morgen

55 %

45 % Laubbäume

16 Oberflächenrekonstruktionen eines Fichtenstamm­abschnitts (oben) und eines ­Buchenstammabschnitts (unten) ­mittels Lasertriangula­tion für die Analyse der Stammkrümmungen 17 nutzbarer Stammholzanteil von Laub- (oben) und Nadelbäumen (unten) 18 Seeparksaal, Arbon (CH) 1984, ABS Arbeits­ gemeinschaft mit ETH Zürich/Institut für Baustatik und Stahlbau und Ingenieurbüro Wälli a Für die Zug- und Druckstäbe der Tragkonstruktion wurde BSH aus Buche verwendet. b  Untersicht eines Knotenpunkts 19 industrielle Herstellung von Buchenfurnierschichtholz 16

kontinuierlich an, Extremwetterphänomene wie starke Stürme und Hitzesommer nehmen zu [8]. Dies führt in Mitteleuropa zu einem noch rascher voranschrei­ tenden Waldumbau weg von anfälligen ­Fichten-Monokulturen hin zu robusteren Mischwäldern mit höherem Laubholzanteil (siehe „Forstwirtschaftlicher Hintergrund“, S. 18f.). In der Folge arbeiten innovative Unternehmen und Interessenvertretungen intensiv an der stärkeren stofflichen Nutzung von Laubhölzern. ­Seit diese Produkte auf dem Markt erhältlich sind, entstehen immer mehr gebaute Projekte, die das Vertrauen in den konstruktiven Einsatz von Laubhölzern fördern (Abb. 24, S. 16f.). Während seit 2004 Bauschnittholz (Buche und Eiche) und seit 2008 Esche, Ahorn und Pappel in Deutschland bauaufsichtlich zugelassen sind, kamen BSH aus Buche und BSH-Buche-Hybridträger (kombinierte Träger aus hochfesten Buchenholzlamellen als Decklagen und einem Kern aus Fichtenlamellen) 2009 auf den Markt. 2012 folgte BSH aus Eiche eines nordspanischen Herstellers. 2013 erhielt das ebenfalls in Nordspanien hergestellte BSH aus Edelkastanie die Zulassung, ebenso das Pfosten-Riegel-BSH aus Eiche einer deutschen Firma. Das in

18 a

20 %

Nadelbäume

17

Österreich entwickelte BSH aus Birke fand erstmals 2015 Anwendung beim Bau einer Industriehalle. So wie für das BSP aus Birke, das beim Bau eines Einfamilien­ hauses getestet wurde, liegt dafür aktuell noch keine Zulassung vor. Bislang begegnet man den genannten Produkten allerdings eher im Nischenbereich. Weitere Forschung ist nötig, um das Einsatzspektrum zu erweitern und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern (siehe „Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft“, S. 20ff.).

Stammholzanteil Rest (Äste / Blätter)

Lagen zu hochfesten Furnierschichtholzplatten verklebt. Diese Platten werden anschließend in Lamellen aufgetrennt und durch einen zweiten Verklebungsprozess zu Furnierschichtholzträgern weiterverarbeitet. Da sich Äste und andere Unregelmäßigkeiten im Produkt­verbund ausgleichen, ist die Festigkeit wesentlich höher als bei anderen Herstellungsarten. Zudem ermöglicht die Verarbeitung zu Furnierschichtholz (FSH) eine optimale Materialausnutzung der ungeraden Buchenstämme. Letztendlich sind die Bauprodukte immer noch teurer als solche aus Fichtenholz, aber in den Haupt­ anwendungsbereichen wie z. B. Fachwerkträgern bleiben die Preise dank der Materialeinsparung durch die höhere Tragfähigkeit vergleichbar (Abb. 19).

Beispiel 1: Deutschland In Thüringen wird in leistungsfähigen Sägewerken Buchenfurnierschichtholz produziert. Seit der Markteinführung 2014 hat sich das Produkt zu einem beliebten und ernst zu nehmenden Konkurrenten des Stahls entwickelt, wie die Vielzahl der seither damit realisierten Gebäude beweist. Der Firma gelang es mit viel unternehmerischem Geschick, aus dem bis dahin unbeliebten Rohmaterial ein standardisiertes, weltweit vertriebenes Produkt herzustellen. Statt wie für Brettschichtholz (BSH) erforderlich, wird das Rundholz nicht gesägt, sondern gemessert und geschält. Unter hohem Druck werden 3,5 mm dünne Furniere in vielen

b

80 %

Beispiel 2: Schweiz In der Schweiz kommen schon seit knapp 20 Jahren Pfosten-Riegel-Konstruktionen aus Laubholz im Fassadenbau zum Einsatz. Eine Firma produziert dort Brettschichtholz aus Laubhölzern wie Buche, Eiche und Robinie, kombiniert aber auch andere Laubholzarten wie Esche zur partiellen Verstärkung mit Nadelholz-BSH (siehe „Biegeträger“ und Abb. 10, S. 49). Dies wurde z. B. bei der Dachkonstruktion

19

13

20 D  achtragwerk aus Eiche des Portcullis House, London (GB) 2000, Hopkins Architects 21 Eingangshalle mit am Auflager durch Eschenholz verstärkten Fichten-BSH-Trägern, Sporthalle ­Sargans (CH) 2012, HILDEBRAND (bis 2018 blue architects) & Ruprecht Archi­tekten, Tragwerksplanung: WaltGalmarini 22 Hélio Olga House, São Paulo (BR) 1990, Marcos Acayaba, Tragwerksplanung: Hélio Olga 23 Endless Stair, Installation aus Tulpenholz an der Tate Modern, London Design Festival 2013, ­London (GB), dRMM 24 Die Veränderung des Wetters durch den Klimawandel beeinflusst den Zustand und die Zusammensetzung unserer Wälder. Daraus folgt eine Entwicklung von neuen Laubholzprodukten, die vermehrt in realisierten Bauprojekten zum Einsatz kommen.

20

der Parkgarage in Innerarosa (siehe Projektbeispiel S. 90ff.) oder dem Sportzentrum in Sargans gezielt genutzt (Abb. 21). Allerdings ist die Esche durch eine schwere Baumkrankheit, das Eschentriebsterben, in ihrer Exis­tenz bedroht. Ob die Baumart in Zukunft noch in unseren Wäldern zu finden sein wird, ist ungewiss. Auch eine Firma aus dem Kanton Jura hat sich auf die Verwertung von regionalem Laubholz, insbesondere der Buche, spezialisiert. Diese sehr hochwertigen BSHProdukte sind vergleichsweise hochpreisig und werden bisher in kleinem Umfang für Sonderbauten und Leuchtturmprojekte ausgewählt. Hier gilt ebenso, dass noch viel Entwicklungsarbeit notwendig ist, um den Herstellungsprozess so zu optimieren, dass die Produkte in der breiten Masse konkurrenzfähig sind. Beispiel 3: Nordamerika In Nordamerika gibt es großflächige Laubbaumbestände, die durch die Verschiedenartigkeit der Wuchsgebiete zahlreiche

21

14

Holzarten hervorbringen. Schon die ersten europäischen Siedler etablierten eine Laubholzverarbeitung, die sich auch heute noch in einer großen Bandbreite von Sägewerken und holzverarbeitender Industrie mit unterschiedlichen Schwerpunkten widerspiegelt. Laut American Hardwood Export Council, das die internationale Vermarktung von amerikani­ schen Laubhölzern betreibt, sind die USA der größte Laubschnittholzproduzent der Welt. Der Großteil der vor allem im Osten der USA angesiedelten Holzindus­ trie beliefert den Inlandsmarkt. Neben der Nutzung als Brennholz wird das qualitativ hochwertigere Material dort vorwiegend im Möbel- und Innenausbau verwendet. Schon seit über einem Jahrhundert werden amerikanische Laubhölzer auch nach Europa importiert. Dazu gehören vor allem das Holz des Ahornbaums, der Amerikanischen Weißeiche und einiger Kirschenarten. Zu den angebotenen Produkten zählen Laubschnittholz, Furniere, Sperrholz, Leisten und Fußböden.

Die Verwendung von Laubholz im Tragwerk spielt bislang in Nordamerika eine untergeordnete Rolle. 1991 wurde Intrallam LSL (Laminated Strand Lumber) in den USA auf dem Markt eingeführt. Die Idee war, ein leistungsstarkes Produkt aus Bäumen mit kleinem Durchmesser herzustellen, „die allein nicht stark oder gerade genug sind, um als herkömmliche Schnittholzprodukte von strukturellem Wert zu sein“ [9]. Für die Herstellung setzt man als Rohstoff schnellwachsende Laubholzarten wie die Amerikanische ­Zitterpappel und die Großzahnige Pappel ein. In Europa konnte sich das Spanstreifenholz langfristig nicht durchsetzen und wird nicht mehr vertrieben. Seit einigen Jahren versucht die amerikanische Holzbranche, amerikanische Laubhölzer als Bauholz in Europa zu etablieren. Bisher beschränken sich die realisierten Projekte jedoch auf einige wenige Beispiele, die sich aufgrund fehlender Zulassungen in anderen Ländern ausschließlich in Großbritannien bzw. in London befinden. Amerikanische Weißeiche im Tragwerk wurde erstmals 2001 von den Architekten Michael Hopkins & Partner beim Bau des Atriumdachs des Portcullis House verwendet. Umfangreiche Untersuchungen durch die Tragwerks­planer von Arup bewiesen die enorme Tragfähigkeit des Materials und erlaubten es, bei einer Spannweite von 20 m die Trä­ ger mit nur 200 mm zu dimensionieren (Abb. 20). In der Folge ließ der American Hardwood Export Council drei weitere Holzarten – Tulpenholz, Amerikanische Esche und Amerikanische Roteiche – auf ihre spezifischen Eigenschaften hin untersuchen. Das aktuellste Beispiel zum konstruktiven Einsatz von Amerikanischer Weißeiche ist die Überdachung des Lord’s Cricket Ground Stadions (siehe Projektbeispiel S. 96ff.). Hier war nicht nur die Festigkeit entscheidend, sondern vor allem die hohe Dauerhaftigkeit des Holzes,

Gestern – Heute – Morgen

22

das im Außenbereich in Nutzungsklasse 3 Schlagregen standhalten muss. Für die Skulptur Endless Stair wurde 2013 erstmals BSP aus Tulpenholz verwendet. (Abb. 23). Der im Osten der USA weitverbreitete Tulpenbaum ähnelt der Pappel und besitzt ein cremeweißes Holz, das sich leicht maschinell verarbeiten lässt. Seinen Namen verdankt die Magnolienart seinen tulpenartigen Blüten. Ursprünglich heimisch in Europa existiert der Baum seit der letzten Eiszeit nicht mehr. Das Holz eignet sich aufgrund seiner hohen Festigkeitseigenschaften in Relation zum geringen Gewicht gut als Konstruktionsholz. Der weltweit tätige Ingenieurkonzern Arup entwickelte das BSP und rechnete aus, dass die Skulptur mehr als 100 Menschen gleichzeitig tragen könnte. Die meisten realisierten Projekte wurden von der amerikanischen Laubholzindustrie direkt beauftragt oder gefördert. Ob sich die Bemühungen noch auszahlen, amerikanische Laubhölzer dauerhaft auf dem europäischen Markt zu platzieren, wird sich zeigen. In Anbetracht der weiten Transportwege ist dies zumindest ökologisch gesehen fragwürdig.

ist neben der Bedienung der heimischen Märkte der Export nach Nordamerika und Europa. Beispiel 5: Brasilien Heute sind ca. 1 % der Landesfläche Brasiliens mit Eukalyptusplantagen bedeckt. Diese stufen Naturschützer wegen ihrer Monokultur als ökologisch bedenklich ein. Zudem wird oft illegal Regenwald gerodet, um die wirtschaftlich attraktiveren Plantagen anzupflanzen. Die um 1825 eingeführte Baumart wurde erstmals durch die Eisenbahngesellschaften Brasiliens forstlich genutzt. Inzwischen dient das Eukalyptusholz primär der Holzkohlegewinnung für den nationalen Markt und der Zellstoff- und Papierproduktion für den Export. Die Verwendung als Bauholz spielt eine untergeordnete Rolle. Eine Ausnahme ist der brasilianische Ingenieur Hélio Olga. Er verbaut seit knapp 40 Jahren Eukalyptusholz, seit 2008 in Form von Brettschichtholz (Abb. 22).

Ausblick und Relevanz

Der Entwicklungsprozess von LaubholzBeispiel 4: Australien produkten steht erst am Anfang. Noch ist Massives Eukalyptusholz spielt traditionell viel Forschung und Entwicklung nötig, um in Australien im Einfamilienhausbau eine große Rolle. Für größere Bauprojekte bis acht Geschosse, die seit einer Gesetzesänderung 2016 aus Holz möglich sind, wird Brettsperrholz (engl. Cross Laminated Timber – CLT) aus Fichte importiert. In Tasmanien soll eine Laubholz-CLT-Anlage errichtet werden, um Holzprodukte aus australischem Laubholz – hauptsächlich Eukalyptus aus Plantagen, das sonst nur zu hochwertigen Spänen für die Zellstoffund Papierindustrie verarbeitet wird – zu entwickeln. Diese Maßnahme soll eine nachhaltige Holzindustrie unterstützen und dazu beitragen, dass Australien international wettbewerbsfähig wird. Ziel 23

Wissenslücken zu schließen, Erfahrungen zu generieren und Vertrauen in die Fähigkeiten von Laubholz zurückzugewinnen bzw. diese wiederentdeckten Fähigkeiten anzunehmen. Vorteilhaft für den Markt wäre eine größere Anzahl von Anbietern mit einer erweiterten Produktpalette. Infolgedessen und durch die vermehrte Anwendung in Bauprojekten könnte das Laubholz seinen derzeitigen Exotenstatus verlieren und von Bauherren und Planern wieder als Standardprodukt akzeptiert werden. Anmerkungen [1] Zwerger, Klaus: Das Holz und seine Verbindun­ gen. Basel / Wien / Berlin 2012 [2] Vitruv: De architectura libri decem (10 Bücher über Architektur) [3] Bedal, Konrad; Back, Michael: Unter Dach und Fach. Bad Windsheim 2002 [4] Niemz, Peter: Von der Waschlauge bis zum Snowboard-Kern. Verwendungsmöglichkeiten von Buchenholz. In: Wald und Holz 88, 10/2007, S. 35ff. [5] Krackler, Verena; Niemz, Peter: Schwierigkeiten und Chancen in der Laubholzverarbeitung; Teil 1: Bestandssituation, Eigenschaften und Verarbeitung von Laubholz am Beispiel der Schweiz. In: Holztechnologie 52, 2/2011 [6] Simmel, Christina: Wegweisend – Bahnschwellen aus Holz. In: Zuschnitt 64, 2016, S. 26 [7]  wie Anm. 5 [8] The Intergovernmental Panel on Climate Change, ipcc.ch [9] weyerhaeuser.com/woodproducts/engineeredlumber/timberstrand-lsl/ (Zugriff am 23.09.2020)

15

2001

2002

schwere Stürme, die Waldschäden zur Folge hatten

2004

2005

2006

Orkantief Jeanett

Entwicklung der Jahresmittelstemperaturen in Deutschland [1] Wetter

2003

2007

2008

Orkantief Kyrill

Orkantief Emma

2) 2)

°C 11 11°C 11 °C 9,5°C 1)1) 9,5°C

10°C 10 °C 10 °C

9,4°C 9,4°C

9,0 °C 9,0 °C

9,0°C 9,0°C

8,9°C 8,9°C

9,9°C 9,9°C

9,5°C 9,5°C

9,5 °C 9,5 °C

9°C 9 °C 9 °C 8 °C 8°C 8 °C

2. Bundeswaldinventur 2001/02

Lärche Lärche

Tanne Tanne

Kiefer Kiefer

59% 59%

Fichte Fichte

+4% +4%

+2% +2%

Douglasie Douglasie

+ 11 % + 11 %

4) 4) ALN ALN

3) 3) ALH ALH

41% 41%

Veränderung der Waldfläche nach Baumgruppen zwischen 2002 und 2012 [3]

+ 19 % + 19 %

+7% + 7 % + 7 %+ 15 % +7% + 15 %

Eiche Eiche

Entwicklung Wald

10,58 Mio. 10,58 Mio.

Buche Buche

Waldfläche in Deutschland nach Baumgruppen in Hektar [2]

-8 % -8 %

-3 % -3 %

Bauschnittholz Buche, Eiche BSH Dark Red Meranti

deutsche und europäisch verfügbare/geregelte Laubholz-Brettschichthölzer und Bauschnitthölzer mit baurechtlichem Verwendbarkeitsnachweis

Bauschnittholz Esche, Ahorn, Pappel BSH-Kanteln für Pfosten-RiegelFassadenkonstruktionen Eiche

2001

2002

• Skulptur Sclera, London (GB) David Adjaye; Tulpenholz (Tulipwood) • Rathaus, Zalduondo (ES) Iruretagoiena Architects: BSH Eiche

• Downland Gridshell, Singleton (GB) Edward Cullinan Architects: Eiche Vollholz

Projekte mit Laubholz in der Tragkonstruktion

• Portcullis House, London (GB) Hopkins ­Architects; Amerikanische Weißeiche

beispielhafte Projekte

Entwicklung Produkte

‡ Laubholz ‡ Nadelholz

2003

2004

2005

2006

2007

2008

10 der 12 wärmsten Jahre seit 1881 liegen im Zeitraum ab 2000 (nach Statista) 2)  Hitzewelle (drei Tage in Folge mit einer Höchsttemperatur von 30 °C oder mehr; nach Statista) 3)  ALH: andere Laubbäume mit hoher Lebensdauer, z. B. Ahorn, Esche, Kastanie, Linde, Mehlbeere, Speierling, Robinie, Ulme 4)  ALN: andere Laubbäume mit niedriger Lebensdauer, z. B. Birke, Elsbeere, Erle, Pappel, Traubenkirsche, Vogelbeere, Vogelkirsche, Weide, Wildobst 24 1) 

16

• Weingut Vega Sicilia, Valladolid (ES) Arkipolis Arquitectura & Urbanismo: BSH Eiche • Gesamterneuerung Insel Schwanau, Lauerz (CH) Arde Architektur: Vollholz und Dreischichtplatte Eiche

• Ferienheim, Büttenhardt (CH) Berharth+Widmer Architekten: Vollholz Eiche • Forschungspavillon, Stuttgart (DE) Universität ­Stuttgart: BSP Birke

• Timber Wave, London (GB) Amada Levete ­Architects: Amerikanische Roteiche • Parkgarage Innerarosa (CH) Lutz Buss Architekten: BSH Esche und BSH Esche / Fichte

• Sporthalle, Sargans (CH) HILDEBRAND (ehem. blue ­architects) & ­Ruprecht Architekten: BSH Esche-Fichte • Kathedrale Santa Maria, Vitoria-Gasteiz (ES) Leandro Cámara: BSH Eiche

• Tamedia, Zürich (CH) Shigeru Ban Architects: FSH Buche • Neumattbrücke, Kirchdorf (CH) Ingenta, Bern Arn + Partner: BSH Esche

• Rotes Dach, München (DE) Rolf Enzel, Stefan ­Imhof, Florian Nagler Architekten: FSH Buche • Einfamilienhaus Raser, St. Magdalena (AT) ­Wolfgang Raser: BSP Birke

• Industriehalle, Latzendorf (AT) Johann ­Ploessnig Architekt: BSH Birke • House of Natural Resources, Zürich (CH) Andrea Frangi, mml Architekten: Esche / Buche

• Produktionshalle Probstzella (DE) F64 Architekten, FSH Buche • Überdachung Eispavillon, St. Moritz (CH) ­Foster + Partners: BSH Esche

• Art Museum, Aspen (US) Shigeru Ban ­Architects: BSP Birke • Helikopterhalle, Mollis Airfield (CH) Leuzinger Architektur AG: FSH Buche

• Trainingshalle, Davos (CH) Fanzun: BSH Esche / Fichte • Peter Hall Performing Arts Centre, Cambridge (GB) Haworth Tompkins Architects: FSH Buche

•  Bank, Stavanger (NO) Helen & Hard: FSH Buche • Höhentrainings- und Wettkampfzentrum, St. Moritz (CH) Krähenbühl Architekten: BSH Esche

• SWG Schraubenwerk, Gaisbach (DE) Hermann Kaufmann + Partner: FSH Buche

10,63 Mio. 10,63 Mio.

45 % 45 %

Orkantief Ela Orkantief Niklas Orkantief Felix

10,3°C 10,3 °C

8,7 °C 8,7 °C

prognostizierte Verän­de­ rung der Waldfläche nach Baumgruppenarten zwischen 2012 und 2052 gemäß Naturschutzpräfe­ renzszenario [4]

9,9°C 9,9°C 9,5°C 9,5°C

+ 26 % + 26 % + 20 % + 20 % + 13% + 13% + 10% + 10%

55 % 55 % + 0% + 0%

Lärche Lärche

Orkantief Christian Orkantief Xaver

2016

Douglasie Douglasie

2015

Kiefer Kiefer

9,1 °C 9,1°C

2014

Tanne Tanne

Orkantief Xynthia

2013

ALN ALN

9,5 °C 9,5 °C

2012

Fichte Fichte

9,2°C 9,2 °C

2011

Buche Buche

2010

ALH ALH

2009

Eiche Eiche

Gestern – Heute – Morgen

2017 2018

Orkantief Xavier Orkantief Friederike

9,5°C 9,5°C 10,4°C 10,4 °C

2019

3. Bundeswaldinventur 2012

+ 17 % + 17 %

- 14 % - 14 %

2020

Orkantief Sabine

10,2°C 10,2 °C 11 °C 11°C 11 °C

linearer Trend linearer Trend

7,9 °C 7,9 °C

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

10°C 10 °C 10 °C

 9°C 9 °C 9 °C

8 °C  8°C 8 °C

Prognose für 2052 [5]

10,63 Mio. 10,63 Mio. 52% 52%

-1 % -1 %

48% 48%

- 22 % - 22 %

BSH Buche BSH Buche-Hybrid BSH Eiche BSH Edelkastanie BSH Eiche-Pfosten-Riegel

BSH aus FSH Buche

Quellen: [1]  Deutscher Wetterdienst (DWD) [2]  Bundeswaldinventur 2012 [3] ebd. [4] WEHAM 2012 [5]  ebd.

17

Forstwirtschaftlicher Hintergrund

Ohne Einfluss des Menschen würden Laubwälder, insbesondere von Buchen dominierte Mischwälder, das Landschafts­ bild in Mitteleuropa bestimmen (Abb. 1). Doch spätestens seit Beginn des Mittel­ alters hat sich dieses Bild sehr stark ver­ ändert. Das einsetzende Bevölkerungs­ wachstum führte zur Ausweitung der Siedlungstätigkeiten, und es wurde mehr und mehr Ackerfläche zur Sicherstellung der Ernährung benötigt. Dafür musste Wald gerodet werden [1], um zum einen die Fläche für diese neuen Nutzun­gen freizugeben und zum anderen, um Holz als Rohstoff zu gewinnen. Dieses wurde hauptsächlich als Bau- und Brennholz verwendet. Auch der Bedarf an Holzkohle für die Verhüttung von Eisenerz und die Glasherstellung verursachte einen hohen Holzverbrauch, hauptsächlich von Laub­ holz – insbesondere Buche. In der Folge waren gegen Ende des 18. Jahrhunderts weite Teile der Wälder übernutzt. Die beginnende Wiederaufforstung der vastierten Wälder markiert den Startpunkt einer – aus damaliger Sicht – modernen, geregelten und nachhaltigen Forstwirt­ schaft. Ihr ist es zu ­verdanken, dass es heute in Deutschland wieder einen so hohen Waldanteil von 32 % gibt, der trotz regelmäßiger Nutzung insgesamt weiter ansteigt [2]. Damals wurden häufig Nadel­ bäume bevorzugt, da diese in der Regel schneller wachsen als Laubbäume, sehr ertragreich und aufgrund des geradschäf­ tigen Wuchses für viele Einsatzzwecke vorteilhafter in der Anwendung waren, beispeilsweise als tragende Balken und Bohlen im Bauwesen. Diese Praxis brachte – auf lange Sicht gesehen – jedoch auch einige Nachteile mit sich. Nadelbäume waren auf den potenziellen „Laubholzstandorten“ teilweise anfällig gegen Natureinflüsse, wie etwa Stürme oder Krankheiten (Insekten, Pilze). Zudem führten die vielerorts begründeten reinen Nadelbaumbestände zu einer Verringe­ 18

rung des Artenreichtums und begünstig­ ten die starke Vermehrung und Ausbrei­ tung von Schaderregern (z. B. Borken­ käfer). Daher orientierte man sich in Deutschland – beginnend bereits Anfang der 1980er-Jahre – wieder verstärkt an einer naturnahen bzw. naturnäheren Forstwirtschaft. Nach Nutzungen oder Schadereignissen wurde wieder vermehrt auf die ehemalige, standortangepasste und natürliche Zusammensetzung von Baumarten geachtet. Dies bedeutete vor allem das Schaffen artenreicher Misch­ bestände mit einem hohen, also ab die­ sem Zeitpunkt wieder steigenden Laub­ holzanteil. Aufgrund der notwendigen Anpassung an den sich immer deutlicher und rascher abzeichnenden Klimawandel wurden und werden die Anstrengungen zum Umbau der Wälder in den letzten Jahrzehnten verstärkt, d. h. es wird pro Zeiteinheit mehr Waldfläche umgestaltet und die Baumartenzusammensetzung verschiebt sich weiter in Richtung Laubholz. Den­ noch bleibt es bis heute ein wichtiges forstliches Ziel, einen hohen Nadelholz­ anteil in den Wäldern zu erhalten – in gemischten Beständen und auf geeigne­ ten Standorten. Dies wird auch dadurch erreicht, dass alternativ zu den bisher dominanten Holzarten Fichte und Kiefer andere Nadelhölzer wie etwa Tanne, Lär­ che und Douglasie wieder vermehrt bei der Zusammensetzung beteiligt werden. Hintergrund ist – neben der Schaffung stabiler Mischbestände –, dass sich die holzverarbeitende Industrie auf den Roh­ stoff eingestellt und bislang vor allem Technologien für die Nadelholzverarbei­ tung sowie entsprechende Produkte ent­ wickelt hat. Insgesamt jedoch wächst prozentual gesehen der Anteil der Laub­ hölzer – und hier vor allem derjenige der Buche –, während der Nadelholzanteil sinkt. Der Waldumbau ist aus heutiger Sicht damit sehr erfolgreich.

Forstwirtschaftlicher Hintergrund

Diese Entwicklung führt konsequenter­ weise dazu, dass sich auch das Rohholz­ aufkommen aus den mitteleuropäischen Wäldern verschiebt: Das Nadelholz geht zurück, der Anteil an Laubholz erhöht sich. Dabei kommt es jedoch zu einem Absatzproblem: Die stark auf Nadelholz ausgerichtete Holzindustrie und damit verknüpfte Industriezweige, beispiels­ weise die Bauindustrie, besaßen lange keine oder kaum Möglichkeiten, die anfal­ lenden Laubholzsortimente höherwertig zu verwerten. Diese lange Nichtnutzung führte vielerorts zur Überalterung der Bestände mit der Konsequenz hoher bis sehr hoher Stammdurchmesser, für deren effektive Be- und Verarbeitung keine ausgereiften Technologien vor­ liegen. Auf der anderen Seite stehen ­derzeit in großer Menge eher durch­ messerschwache Stämme mit geringer

Qualität aus den Durchforstungen der in den ­letzten Jahrzehnten angelegten Bestände zur Verfügung. Auch hier ist die rationelle sowie effektive und auch kostendeckende bzw. wertschöp­ fende Verarbeitung noch schwierig. Doch die Holzforschung und Holzwirt­ schaft arbeiten gemeinsam an mög­ lichen Lösungen (siehe „Hochleistungs­ werkstoffe mit Potenzial für die Zukunft“, S. 20ff.). Wie genau der zukunftsfähige Wald aussieht, lässt sich derzeit nur schwer einschätzen, zu rasch schreiten bestimmte Entwicklun­gen, z. B. die des Klimas, voran. Sicher jedoch ist, dass ein „gut sortiertes Warenlager“, das ­gleichermaßen Nadel- und Laubhölzer beinhaltet, für die Forstwirtschaft und auch die Verarbeiter und Verbraucher des Rohstoffs Holz die beste Ausgangs­ position darstellt.

Anmerkungen [1] Als Rodung bezeichnet man eine Änderung der Nutzungsart, also beispielsweise die Umwand­ lung von Wald in Ackerland. Ein Kahlschlag ist ­eine Form der Waldbewirtschaftung. Die Fläche bleibt rechtlich gesehen weiterhin Waldfläche und muss wieder aufgeforstet werden. [2] BMEL (Hrsg.): Ergebnisse der Dritten Bundes­ wald­inventur. 2012; online verfügbar unter: bwi.info (letzter Zugriff am 08.04.2020)

1

Mischwald

1

19

Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft Markus Lechner, Stefan Winter, Stefan Torno

Holz ist weltweit der führende biogene Baustoff und aus aktueller Sicht einer der Schlüsselwerkstoffe zur Entwicklung nachhaltiger Lösungen für das Bauen von morgen. Er kann hier einen wesentlichen Beitrag zur notwendigen Dekarbonisierung und der zielgerichteten Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen leisten. Die Herausforderung der Zukunft ist es, schneller für mehr Menschen, mit weniger nachwachsenden Rohstoffen sowie weniger Flächenverbrauch und Emissionen zu bauen. Dazu werden Hochleistungswerkstoffe aus Holz benötigt. Aktuelle Forschungs- und Entwicklungsprojekte zielen häufig noch auf die Erhöhung der Festigkeitseigenschaften ab. Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft müssen dagegen multidimensionale Eigenschaften haben. Dazu zählt beispielsweise eine selbstlöschende Funktion im Brandfall oder die reduzierte Abgabe von VOC-Emissionen an die Raumluft. Im Vergleich zu modernen Holzbauprodukten aus Nadelholz sind dieje­ nigen aus Laubholz noch relativ jung. Entsprechend gibt es, insbesondere aus den Erfahrungen der ersten Anwendungen, noch wesentlichen Bedarf in Forschung und Entwicklung. Und das, obwohl Laubholz bereits seit Langem vom Axtstiel bis zum Eichenbalken und natürlich im Möbelbau stofflich verwendet wird.

Neu- und Weiterentwicklung tragender Holzbauprodukte auf Laubholzbasis Das Bauen mit Brettschicht- und Brett­ sperrholz auf Basis von Nadelholz hat sich in den letzten Jahrzehnten bei Planern und Ausführenden etabliert. Die ­Leistungsgrenzen der aktuell verfügbaren Holzbauprodukte sind einerseits durch die Festigkeiten, andererseits durch den Elastizitätsmodul und die damit verbundene Steifigkeit der Quer20

schnitte beschränkt. Beide Eigenschaften können durch den Einsatz von Laubholz verbessert werden. Die rechnerisch ansetzbaren Festigkeiten von Holzbauprodukten aus Buche im Vergleich zu ­solchen aus Fichte sind beispielsweise zwei- bis dreimal so hoch. Die Steifigkeitseigenschaften lassen sich durch die Verwendung von Buche um bis zu 50 % steigern. Für die Entwicklung von tragenden Holzbauprodukten auf Laubholzbasis sind primär zwei Ansätze denkbar: Der Austausch des Ausgangsmaterials eines Holzbauprodukts von Nadelholz auf Laubholz, wie beispielsweise Brettschichtholz (BSH), Furnierschichtholz (FSH) oder Brettsperrholz (BSP) aus Buche, Eiche und Birke. Dieser Ansatz ist auf den ersten Blick schlüssig. Es stellt sich aber die Frage, ob er auch ressourceneffizient ist, d. h. das Potenzial der Laubhölzer effizient eingesetzt wird. Alternativ kann die gezielte Kombination mit Laubhölzern die Schwächen der aktuellen Holzbauprodukte aus Nadelholz verbessern. Ein gutes Beispiel dafür sind die Kompositträger im International House Sydney (Abb. 2). Die städtebaulich maximal mögliche Gebäudehöhe und die von Bauherrnseite gewünschte Etagenzahl ließ sich mit herkömmlichen Holzbauprodukten nicht realisieren. Daher wurde ein Kompositträger aus Nadelholz-BSH und Buche-FSH entwickelt und geprüft [1]. Bei der Verwendung von Brettsperrholz als Platte ist die Tragfähigkeit meist durch die Rollschubfestigkeit begrenzt. Hier bietet es sich an, die auf Rollschub beanspruchte Querlage durch Laubholz zu ersetzen (Abb. 3) [2]. Ein weiterer vielversprechender Ansatz ist die Verstärkung von Brettschichtholz aus Fichte mit gezielt angeordneten Laubholzfurnieren zu „holzbewehrtem Holz“ (Abb. 1) [3]. Durch Anordnung der Furnierlagen zwischen den Brettschichtholzbauteilen in Winkeln

Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft

1 2 3

 rinzipieller Aufbau von holzbewehrtem Holz mit p gegenläufiger Furnieranordnung Kompositträger, Bürogebäude International House Sydney, Sydney (AU) 2016, Tzannes ­Architects, Tragwerksplanung: DesignMake Lendlease Versuchsaufbau zur Bestimmung der Rollschub­ eigenschaften eines dreilagigen BSP-Querschnitt­ aufbaus mit einer Querlage aus Buche

Brettschichtholz

1

von 0° und 90° lassen sich die stark aniso­tropen Festigkeits- und Steifigkeits­ eigenschaften von Brettschichtholz homogenisieren. Ebenso können die Furniere zusätzlich gezielt so modifiziert werden, dass beispielsweise selbstlöschende Schichten entstehen. Die Kombination von Laubholz mit mineralischen Baustoffen bietet ebenso gro­ ßes Potenzial, beispielsweise für HolzBeton-Verbunddecken. Aufgrund der höheren Zugfestigkeit der Laubhölzer kann die Holzschicht wesentlich dünner ausgeführt werden. Dies ermöglicht einen insgesamt dünneren Deckenaufbau und somit eine bessere Ausnutzung der Raumhöhe bzw. eine Erhöhung der Anzahl der Geschosse bei gleicher Gebäudehöhe [4].

Laubholzfurniere

Verbindungen Im Bereich der Verbindungstechnologie bieten Laubhölzer aufgrund der höheren Rohdichte und Festigkeiten enormes Potenzial. An den Verbindungen wird die Qualität einer Holzkonstruktion sichtbar. Bei Nadelholzkonstruktionen sind ­oftmals die Randbedingungen der Verbindungsmitteltechnologie maßgebend für den Stabquerschnitt. Erste Untersuchungen zeigen, dass es durch den Einsatz von Laubhölzern möglich ist, auf viel kleinerem Raum höhere Kräfte zu über­ tragen. Grund dafür sind bei stiftförmigen

Verbindungsmitteln wie Nägeln, Stab­ dübeln, Schrauben und Bolzen die höhe­ ren Lochlaibungs- und Querzugfestigkeiten der Laubhölzer im Vergleich zu Nadelhölzern. Das Tragverhalten der im Holzbau etablierten Verbindungsmittel ist daher für die Anwendung bei Laub­ hölzern sorgfältig zu erforschen, da teilweise Versagens­mechanismen wie das Abscheren der Verbindungsmittel dominieren können. Neben den klassischen Verbindungs­ mitteln sind beim Einsatz von Laubholz auch neue Fügungstechniken denkbar. Ein wegweisendes Beispiel stellen etwa

Verklebung von Laubhölzern Verklebte Bauteile sind bei der Laubholzverwendung von großer Bedeutung, da hierbei die wachstumsbedingten Bereiche mit verringerten Steifigkeits- und Festigkeitseigenschaften eliminiert werden ­können und so eine Homogenisierung der Eigenschaften erreicht wird. Daher ist es erforderlich, die Verklebung zu optimieren und die Klebstoffe für die Verklebung von Laubholz sowie von Laub- mit Nadelholz neu zu entwickeln, um den Prozess schneller, technisch einfacher und dadurch kostengünstiger zu gestalten. Zwar sind durch die Verwendung von Phenolharzen (PF, PRF) bereits heute sehr sichere Verklebungen möglich, diese Klebstoffgruppe stellt aber bei der Herstellung der Produkte im Werk höhere Anforderungen an den Arbeitsbzw. Gesundheitsschutz. Erweiterte Untersuchungen zur Verwendung anderer Klebstofffamilien, beispielsweise PUR, werden aktuell in verschiedenen Vorhaben bereits durchgeführt [5].

2

3

21

die Steckverbindungen aus Laubholz für ein Bürogebäude in Zürich dar (Abb. 5 und 6). In Kombination mit dem heute durch den Einsatz von Robotik hocheffi­ zienten und präzisen Abbund l­assen sich auch traditionelle Verbindungen – z. B. Trep­pen­versätze oder Schwalbenschwanzverbindungen – w ­ ieder wirtschaftlich herstellen. Abb. 4 zeigt den Fachwerkknoten des neuen Produktionsgebäudes eines Schraubenwerks in Waldenburg (siehe Projektbeispiel S. 56ff.).

Dauerhaftigkeit und Feuchte Eine besondere Herausforderung bei der Verwendung von Laubhölzern im ­konstruktiven Holzbau sind Feuchtebe­ anspruchungen. Diese können bei der Produktion, der Montage, der Nutzung sowie bei Wasserschäden im Betrieb ­entstehen. Vor allem Buchenholz hat ein deutlich stärke­res Schwind- und Quell­ verhalten als Nadelhölzer. Neben einem planmäßi­gen Feuchtemanagement und

dem kon­struk­­ti­ven Holzschutz (siehe „Holzschutz“, S. 39f.) stellen Maßnahmen zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit – auch im Hinblick auf eine Erweiterung des Anwendungsbereichs von Laubholzprodukten – einen wichtigen Baustein im Gesamtkonzept dar. Zur Verwendung von Laubhölzern in der Nutzungsklasse 3 gibt es mehrere Möglichkeiten der chemischen Holz­ modifikation [6]. Ein kostengünstiges Verfahren ist das Imprägnieren des Holzes mit Kunstharzen, z. B. metha­ nolveretherten Melamin-FormaldehydHarzen (MMF) oder Dimethyloldihydroxy­ ethylenurea (DMDHEU, auch als Holzvernetzung bezeichnet). Durch die Behandlung mit DMDHEU quillt die Zellwand dauerhaft auf – eindringendes Wasser hat keinen Platz mehr. Dadurch wird die Dimensionsstabilität erhöht und holzabbauende Pilze stark in ihrer Ausbreitung behindert. Vielversprechend für Laubhölzer im konstruktiven Bereich erscheint derzeit die Behandlung mit Essigsäureanhydrid

(Acetylierung). Das Verfahren wird bisher ausschließlich für Nadelholz (Radiata-­ Kiefer) angewendet, funktioniert jedoch auch bei verschiedenen Laubholzarten sehr gut. Bei der sogenannten Furfurylierung hingegen werden die Zellwände und auch die Zelllumen (die Innenräume der Zellen) des Holzes mit Furfurylalkohol getränkt, der anschließend polymerisiert. Furfuryliertes Holz wird derzeit hauptsächlich für Fassaden und Terrassen­ böden, aber beispielsweise nicht im Ingenieurholzbau eingesetzt. Beide Methoden verringern die Wasseraufnahmefähigkeit des Holzes. Dadurch bleibt die Holzfeuchte konstant niedrig in einem Bereich, der für Schad­organismen (Pilze, Insekten) ungeeignet ist. Zudem verformt sich das Holz weniger, da der Quellungsprozess unterbunden wird (Erhöhung der Dimensionsstabilität). Nachteilig bei beiden Verfahren sind die hohen Prozess­ kos­ten (Acetylierung z. B. > 1000 €/m3) und mögliche Auswirkungen auf die ­Verklebbarkeit und die Dauerhaftigkeit der Verklebung. Hier besteht noch Forschungsbedarf, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern und die dauerhafte Leistungsfähigkeit der Produkte sicherstellen zu können. Weitere Forschungsansätze bestehen in der Holzimprägnierung mit Beton oder mit dem „wiederentdeckten“ Polyethylen­glykol (PEG).

Abbund und Verarbeitung Abbundtechnik und Werkzeuge wurden in den letzten Jahrzehnten für die Verarbeitung von Nadelholz entwickelt und optimiert. Laubhölzer mit diesen Standardwerkzeugen zuzuschneiden und zu bearbeiten, hat sich in der Praxis vor allem bei größeren Projekten nicht bewährt. Der Verschleiß ist deutlich höher. Mit der fortschreitenden Entwicklung von neuen Laubholzprodukten

4

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Hochleistungswerkstoffe mit Potenzial für die Zukunft

4 5 6

­ üssen auch die Anlagen- und Werkm zeughersteller ihre Produktportfolios erweitern. Erste Entwicklungen und Produkte sind bereits auf dem Markt verfügbar, wie beispielsweise spezielle luft­ gekühlte Tiefenlochbohrsysteme für Laubhölzer oder entsprechend angepasste Fräsköpfe.

Technologiefortschritts nicht möglich. Laubhölzer brauchen noch etwas Zeit: Entsprechende Entwicklungen sind nicht zuletzt stark von der zukünftigen Rohstoffverfügbarkeit abhängig – und letztere wiederum stark von den klimatischen Bedingungen, denen unsere Wälder künftig ausgesetzt sind. Robuste Laubhölzer werden daher in Zukunft sicher eine wesentliche Rolle in der Versorgung mit Holzbauprodukten spielen.

Verwendbarkeit Da das Bauen mit modernen Laubholzprodukten zunehmend dem Stand der Technik entspricht, müssen auch die für ihre Verwendung notwendigen Grund­ lagen einer breiten Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Zu den anstehenden Aufgaben gehören: • Erarbeitung der Grundlagen und die Beschleunigung der Prozesse für die allgemeine bauaufsichtliche Regelung von Bauprodukten aus Laubholz, etwa von Brettschichtholz aus Laubholz nach DIN EN 14 080 • Anpassen der Bauordnungen der ­Bundesländer an die bestehende Musterbauordnung. Dadurch würde man Benachteiligungen des Holzbaus gegen­über anderen Bauweisen allgemein aufheben. Die Angleichung bietet insbesondere Vorteile für den mehr­ geschossigen Holzbau, für den sich Laubhölzer aufgrund ihrer höheren Leis­tungsfähigkeit besonders eignen. Laubhölzer werden Nadelhölzer im Bauwesen nicht vollumfänglich ersetzen ­können, aber das Anwendungsspektrum von Holzbauteilen signifikant erweitern. Insgesamt ist zu bedenken, dass die ­Entwicklung des modernen Holzbaus auf der Grundlage von Nadelholz einen Zeitraum von weit über 100 Jahren umfasst. Dies innerhalb einer kurzen Zeitspanne mit Laubhölzern „nachzuahmen“ ist trotz des immer schneller voranschreitenden

 reppenversätze. Produktionshalle eines SchrauT benwerks, Waldenburg (DE) 2020, Hermann Kaufmann + Partner Knotenelement Lager, Bürogebäude Zürich (CH) 2013, Shigeru Ban Architects Europe Knotenelement im eingebauten Zustand, Büro­ gebäude Zürich (CH) 2013, Shigeru Ban Architects Europe 5 Anmerkungen [1] Aicher, Simon; Tapia, Cristóbal: Novel Internally LVL-Reinforced Glued Laminated Timber Beams with Large Holes. In: Construction and Building Materials, 169, April 2018, S. 662– 677 [2] ERA-WoodWisdom: European hardwoods for the building Sector (EU Hardwoods), Teilprojekt 1, 03/2014 – 06/2017 [3] Lechner, Markus; Dietsch, Philipp; Winter, Stefan: Hybride Holzbauteile aus Laubholz-Furnieren und Brettschichtholz aus Nadelholz – Holzbewehrtes Holz, Forschungsprojekt, Laufzeit 1/19 –10/20 [4] Im ETH House of Natural Resources wurden HBVDecken eingebaut. [5] TUM.wood: Entwicklung eines material- und ­energieeffizienten Holzbausystems aus Laubund ­Nadelholz (LaNaSYS), Forschungsprojekt [6] Schwaner, Kurt (Hrsg.): Zukunft Holz – Status­ bericht zum aktuellen Stand der Verwendung von Holz und Holzprodukten im Bauwesen und Evaluierung künftiger Entwicklungspotentiale. Hochschule Biberach 2009

6

23

24

Holzarten

Nachfolgend werden diejenigen europäi­ schen Laubholzarten kurz charakterisiert, deren konstruktive Verwendung in Europa bzw. Deutschland über eine europäische Norm, eine deutsche Zulassung (allge­ meine bauaufsichtliche Zulassung – abZ / allgemeine Bauartengenehmigung – aBG) oder eine europäisch-technische Bewer­ tung (ETA) geregelt ist oder in abseh­ barer Zeit durch Umsetzung von Normen­ entwürfen oder einer beabsichtigten Zulassung geregelt sein wird. Für detail­ liertere Informationen wird auf die Schrif­ tenreihe „Einheimische Nutzhölzer“ des Holzabsatzfonds verwiesen [1]. Allgemein ist das zur Verfügung stehende Artenspektrum bei den Laubhölzern grö­ ßer als bei den Nadelhölzern. Dies ist einerseits vorteilhaft, geht aber anderer­ seits zusätzlich zu den grundsätzlichen Unterschieden zwischen Laub- und Nadel­ holz mit einer hohen Variabilität der tech­ nologischen Eigenschaften zwischen den einzelnen Laubholzarten einher und wirkt sich deutlicher auf die Verarbeitbarkeit und damit letztlich auf die Anwendung im Bauwesen aus, als dies beim Nadelholz der Fall ist. Auch innerhalb derselben Holz­ art streuen die Eigenschaften von Laub­ hölzern stärker als bei Nadelhölzern. All dies führt dazu, dass man bekannte Verarbeitungstechnologien nicht einfach vom Nadelholz übernehmen oder von einer Laubholzart auf eine andere über­ tragen kann, sondern neue Verfahren ent­ wickeln und gleichzeitig auf die einzelnen Laubholzarten individuell anpassen muss. Das stellt sowohl Forschung und Entwick­ lung als auch die Industrie vor eine große Herausforderung.

Anmerkungen [1] Holzabsatzfonds (Hrsg.): Einheimische Nutz­ hölzer. Loseblattsammlung. Bonn 1998

25

Ahorn (Bergahorn: Acer pseudoplatanus L.) Hart und mittelschwer Rohdichte 530 ... 630 ... 960 kg/m3 Holz einfarbig hell gelblich bis fast weiß Bildung eines graubraunen bis braunen Kerns möglich

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

Birke (Betula pendula L.) Weich und mittelschwer Rohdichte 510 ... 650 ... 830 kg/m3 Holz einfarbig gelblich-weiß oder rötlich-weiß bis hell bräunlich Bildung eines gelblich-roten bis braunen Kerns möglich

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

26

Holzarten

Buche (Fagus sylvatica L.) Hart und schwer Rohdichte 540 ... 720 ... 910 kg/m3 Holz einfarbig blass-gelb bis rötlich-weiß Bildung eines braunroten bis graubraunen Kerns möglich

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

Edelkastanie (Castanea sativa Mill.) Hart und mittelschwer Rohdichte 570 ... 630 ... 660 kg/m3 Holz mehrfarbig: Splintholz grau-weiß bis gelblichweiß, Kernholz gelbbraun bis dunkelbraun

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

27

Eiche (Stieleiche: Quercus robur L.; Trauben­eiche: Quercus petraea (Matt.) Liebl.) Hart und schwer Rohdichte 430 ... 690 ... 960 kg/m3 Holz mehrfarbig: Splintholz gelblich-weiß, Kernholz gelbbraun bis graubraun

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

Esche (Fraxinus excelsior L.) Hart und schwer Rohdichte 450 ... 690 ... 860 kg/m3 Holz einfarbig gelblich-hell bis rötlich Bildung eines braunen bis olivfarbenen Kerns möglich

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

28

Holzarten

Eukalyptus (Eucalyptus globulus Labill.) Hart und mittelschwer Rohdichte 480 ... 720 ... 980 kg/m3 Holz mehrfarbig: Splintholz gelblich-grau, Kernholz blass gelblich-grau bis hell-oliv oder rötlich-braun

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

Pappel (Schwarzpappel: Populus nigra L.) Weich und leicht Rohdichte 410 ... 450 ... 560 kg/m3 Splintholz grau-weiß bis gelblich-weiß, Kernholz hellbraun bis grünlich-braun

Querschnitt – Radialschnitt – Tangentialschnitt

29

Bauprodukte aus Laubholz

Eine Übersicht zur Verwendbarkeit und Verfügbarkeit von Bauprodukten aus Laubholz zeigt Abb. 4. Grundsätzlich muss man zwischen der Regelung der Produkte und den zugehörigen Anwen­ dungsregeln unterscheiden. Produkt­ regeln enthalten Informationen zur Her­ stellung, zur Qualitätskontrolle und zur Kennzeichnung. Anwendungsregeln bestimmen, welche Klassen eines Pro­ dukts in welchen Anwendungen zum ­Einsatz kommen können.

Schnittholz und keilgezinktes Vollholz

1

Synonym zum Begriff Vollholz wird der Begriff Schnittholz verwendet. Schnittholz bezeichnet nach DIN 4074-5 ein Holz­ erzeugnis von mindestens 6 mm Dicke, das durch Sägen oder Spanen von Rund­ holz in Stammlängsrichtung hergestellt wird (Abb. 1). Je nach Verhältnis von Querschnittshöhe zu Querschnittsbreite sowie Orientierung des Querschnitts in der späteren Anwendung (hochkant oder flachkant) werden Kanthölzer, Bohlen und Bretter unterschieden. Keilgezinktes Vollholz für tragende Zwe­ cke besteht aus festigkeitssortiertem Schnittholz, das durch Keilzinkenverbin­ dungen (auch Keilzinkung genannt) in Längsrichtung kraftschlüssig zu längeren Teilen zusammengefügt wird (Abb. 2).

2

Produkteigenschaften

1 2 3 4

30

Schnittholz Keilzinkung Maßtoleranzklassen für Schnittholz nach DIN EN 336:2013-12 Übersicht zur Verwendbarkeit und Verfügbarkeit von Bauprodukten aus Laubholz in Deutschland

Schnittholz ist zumeist in Stärken zwischen 20 mm und 120 mm lieferbar. Die Breite richtet sich größtenteils nach dem Durch­ messer des verwendeten Rundholzes. Die Länge liegt überwiegend zwischen 2,5 m und 6 m. Stärkere Kanthölzer bzw. Balken mit Querschnittsabmessungen von jeweils > 120 mm bis zu 300 mm und größeren Längen werden – vor allem aus Gründen der aufwendigen Trocknung und der geringen Verfügbarkeit – in der

Regel nur auf Anfrage produziert und sind daher nur selten als Lagerware vorrätig. Unabhängig vom Querschnitt sind bei der Planung die in DIN 4074-5:2008-12 ange­ gebenen Verhältnisse der Kantenlängen zu beachten (z. B. Kantholz: b > 40 mm und b ≤ h ≤ 3b), da anderenfalls eine Festigkeitssortierung zu falschen Ergeb­ nissen führen kann. Grundsätzlich gelten für Laubschnittholz die Maßtoleranzklassen gemäß DIN EN 336:2013-12 (Abb. 3). Die Anwen­ dung ist jedoch individuell festzulegen. In Anlehnung an DIN 68 365:2008-12 kann beispielsweise Klasse 1 für säge­ raues und Klasse 2 für gehobeltes Holz definiert werden. Anwendbarkeit von Schnittholz

Die europäisch harmonisierte Produkt­ norm für Voll- bzw. Schnittholz ist DIN EN 14 081-1. Sie regelt nach der Festigkeit sortiertes Bauholz für tra­ gende Zwecke mit rechteckigem Quer­ schnitt. Rundholz wird bauaufsichtlich nicht geregelt. Die letzte im Official Journal of the Euro­ pean Union (OJEU) aufgenommene ­Fassung der DIN EN 14 081-1 ist die ­Version vom Mai 2011. Spätere Fas­ sungen aus den Jahren 2016 und 2019 sind damit bauaufsichtlich derzeit nicht verbindlich. Das OJEU ist das Offizielle Amtsblatt der Europäischen Union. Die bauaufsichtliche Verbindlichkeit einer europäisch harmoni­ sierten Norm erfordert eine Aufnahme und Veröffentlichung im OJEU. DIN EN 14 081 behandelt die visuelle und maschinelle Festigkeitssortierung von Nadel- und Laubholz. Eine maschi­ nelle Sortierung führt direkt zur Einstu­ fung in eine Festigkeitsklasse. Eine ­visuelle Sortierung erfolgt in der EU auf Basis nationaler Sortiernormen. In Deutschland ist die visuelle Sortier­ norm für Laubholz DIN 4074-5. Über

Bauprodukte aus Laubholz

Querschnittabmessungen 1

Maßtoleranzklasse 2

≤ 100 mm

+3 / -1 mm

± 1 mm

> 100 mm bis ≤ 300 mm

+4 / -2 mm

± 1,5 mm

> 300 mm

+5 / -3 mm

± 2 mm

Für Maßtoleranzen in Längsrichtung gilt: Negative Abweichungen sind nicht zulässig, positive Abweichungen sind bei Bedarf zu begrenzen. Die Messbezugsfeuchte beträgt ≤ 20 %. Bei Änderungen der Holzfeuchte sind 3 die Maßänderungen in Querrichtung wie folgt zu ermitteln: 0,35 % je 1 % Feuchteänderung.

die „Zuordnungsnorm“ DIN EN 1912 oder über Zuordnungsberichte werden die nationalen, visuellen Sortierklassen europäischen Festigkeitsklassen zuge­ ordnet. Laubholzschnittholz lässt sich derzeit nur visuell sortieren. DIN 20 000-5 ist die zur DIN EN 14 081-1 gehörige Anwendungsnorm. Auch von der DIN 20 000-5 existieren verschiedene Fassungen. Da sich nur die DIN 20 000-5: 2012-03 auf die im OJEU zitierte DIN EN 14 081-1:2011-05 bezieht, ist diese der­ zeit in der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVVTB) für die Anwendung von Vollholz nach DIN EN 14 081-1 gelistet. Damit ist die Anwen­dung derzeit auf Buche und Eiche beschränkt. Für andere Holzarten wäre eine allgemeine Bauartgenehmigung oder eine europäisch-technische Bewer­ tung erforderlich. Holzart

Schnittholz /  keilgezinktes Vollholz Verwendbarkeit 1) 

Verfüg­ barkeit

Anwendungsnormen Für die Anwendung europäischer Normen in Deutschland gibt es Anwendungsnor­ men der Normenreihe DIN 20 000-x. In diesen Anwendungsnormen wird aufge­ führt, welche Regelungen eines Produkts für welche Anwendungen in Deutschland eingesetzt werden können. Anwendbarkeit von keilgezinktem Vollholz

Die europäisch harmonisierte Norm für keilgezinktes Vollholz ist DIN EN 15 497: 2014-07, die zugehörige Anwendungs­ norm DIN 20 000-7:2015-08. Beide Normen berücksichtigen neben Nadelhölzern nur die Laubholzart Pappel. Für keilgezinktes Vollholz darf demnach nur Pappel verwen­ det werden, für andere Holzarten ist eine deutsche allgemeine bauaufsichtliche Zulassung mit allgemeiner bauaufsicht­ licher Bauartgenehmigung oder eine euro­ Brettschichtholz

Verwendbarkeit

Brettsperrholz

Verfüg­ barkeit

Verwend­ barkeit

Verfüg­ barkeit

päisch-technische Bewertung erforderlich. Die nicht-normative Regelung von keil­ gezinktem Vollholz aus anderen Laub­ holzarten als Pappel wäre jedoch eine weitgehend theoretische Lösung, die sich kurz­fris­tig kaum umsetzen lässt. Technische Regeln und Kennzeichnung

Für Schnittholz und keilgezinktes Vollholz sind die im Folgenden aufgeführten tech­ nischen Regeln relevant. Im weiteren Text ist die jeweils gültige (datierte) Fassung angegeben. • DIN 4074-5: Sortierung von Holz nach der Tragfähigkeit – Teil 5: Laubschnitt­ holz • DIN 68 800-1: Holzschutz – Teil 1: Allgemeines • DIN 68 800-2: Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau

Furnierschichtholz Verwendbarkeit

Baufurniersperrholz / OSB

Verfüg­ barkeit

Verwendbarkeit

Verfüg­ barkeit

Ahorn

EN 14 081-1 mit ZiE 2) / –

– / –

ZiE

–

ZiE

–

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000-1

– / –

Birke

EN 14 081-1 mit ZiE 2) / –

x / –

ZiE

x

ZiE

x

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000-1

x / –

Buche

EN 14 081-1 mit DIN 20 000-5

x / –

abZ / aBG Z-9.1-679

x

ZiE

–

aBG Z-9.1-838 ETA-14/0354 ETA-18/1018

x

EN 13 986 mit DIN 20 000-1 abZ Z-9.1-841

x / –

Edelkastanie

EN 14 081-1 mit ZiE 2) / –

x / –

ETA-13/0646

x

ZiE

–

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000-1

– / –

Eiche

EN 14 081-1 mit DIN 20 000-5

x / –

abZ Z-9.1-821 ETA-13/0642

x

ZiE

–

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000-1

– / –

Esche

EN 14 081-1 mit ZiE 2) / –

x / –

ZiE

(x)

ZiE

–

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000 1

– / –

Eukalyptus

EN 14 081-1 mit ZiE 2) / –

– / –

ZiE

(x)

ZiE

–

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000 1

– /

Pappel

EN 14 081-1 mit ZiE 2) / EN 15 497 mit DIN 20 000-7

x / –

EN 14 080 mit DIN 20 000-3

(x)

ZiE

–

ZiE

–

EN 13 986 mit DIN 20 000-1

x / x

1) 

Grundsätzlich sind über eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) alle Holzarten und die daraus hergestellten Produkte für bauliche Zwecke regelbar. Zur DIN EN 14 081-1 existieren verschiedene Fassungen. Für die bauaufsichtliche Verbindlichkeit ist eine Aufnahme im sogenannten Offiziellen Amtsblatt der EU (OJEU) erforderlich. Obwohl es zwischenzeitlich zwei Überarbeitungen der DIN EN 14 081-1 gibt, ist im OJEU weiterhin DIN EN 14 081-1:2011 zitiert und damit ver­ bindlich. Für die zugehörige Anwendungsnorm DIN 20 000-5, existieren verschiedene Fassungen. Da sich spätere Fassungen auf nicht im Amtsblatt der EU zitierte Fassungen der DIN EN 14 081-1 beziehen, ist für die Anwendung in Deutschland weiterhin DIN 20 000-5:2012 gültig.

2) 

4

31

5

 uordnung von nationalen Sortierklassen, Holz­ Z arten und Herkünften zu Festigkeitsklassen nach DIN EN 1912:2013-10 und charakteristische Kennwerte nach DIN EN 338:2016-07 M aßhaltigkeit von Brettschichtholz aus Pappel nach DIN EN 14 080:2013 09 Hybrid-Brettschichtholz Brettschichtholz aus Buche

6 7 8

• DIN EN 336: Bauholz für tragende Zwe­ cke – Maße, zulässige Abweichungen • DIN EN 338: Bauholz für tragende Zwe­ cke – Festigkeitsklassen • DIN EN 350: Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten – Prüfung und Klas­ sifizierung der Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten gegen biologischen Angriff • DIN EN 1912: Bauholz für tragende Zwecke – Festigkeitsklassen – Zuord­ nung von visuellen Sortierklassen und Holzarten • DIN EN 1995-1-1: Eurocode 5: Bemes­ sung und Konstruktion von Holzbauten – Teil 1-1: Allgemeines – Allgemeine Regeln und Regeln für den Hochbau in Verbindung mit DIN EN 1995-1-1/NA: Nationaler Anhang – National festge­ legte Parameter Für Schnittholz gelten zusätzlich folgende Regelungen:

• DIN EN 335: Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten – Gebrauchsklas­ sen: Definitionen, Anwendung bei Voll­ holz und Holzprodukten • DIN EN 14 081-1: Holzbauwerke – Nach Festigkeit sortiertes Bauholz für tra­ gende Zwecke mit rechteckigem Quer­ schnitt – Teil 1: Allgemeine Anforderun­ gen in Verbindung mit DIN 20 000-5: Anwendung von Bauprodukten in Bau­ werken – Teil 5: Nach Festigkeit sortier­ tes Bauholz für tragende Zwecke mit rechteckigem Querschnitt Für keilgezinktes Vollholz gilt zusätzlich: • DIN EN 15 497: Keilgezinktes Vollholz für tragende Zwecke – Leistungsanfor­ derungen und Mindestanforderungen an die Herstellung in Verbindung mit DIN 20 000-7: Anwendung von Bau­ produkten in Bauwerken – Teil 7: Keil­ gezinktes Vollholz für tragende Zwecke nach DIN EN 15 497

fm, k [N/mm2]

Em, 0, mean [N/mm2]

ρk [kg/m3]

C18

18

9000

C22

22

C24

Land, das die Sortiervorschrift erlässt

Sortierklasse 1)

320

Frankreich

10 000

340

24

11 000

C27

27

D24

D30

Festigkeits­ klasse

D35

D40

1) 

Im europäischen System der Festigkeits­ klassen werden nationale Sortierklassen, Holzarten und die Herkunftsgebiete des Holzes mit gleichen Festigkeitseigen­ schaften in Gruppen zusammengefasst, innerhalb derer die Mitglieder gleichwertig und damit untereinander austauschbar sind (DIN EN 1912:2013-10). Dies erlaubt es dem Planer, eine bestimmte Festig­ keitsklasse festzulegen und die charakte­ ristischen Festigkeitswerte dieser Klasse (DIN EN 338:2016-07) als Grundlage für die statische Berechnung zu verwenden. Alternativ zu EN 1912 kann man für die Holzart

Herkunft

botanischer Name

ST-III

Pappel

Populus spec.

Frankreich

Deutschland

LS10+ LS10K+

Pappel

Populus nigra

Deutschland

350

Frankreich

ST-II

Pappel

Populus

Frankreich

11 500

360

Deutschland

LS13 LS13K

Pappel

Populus nigra

Deutschland

24

10 000

485

Italien

S

Edelkastanie

Castanea sativa

Italien

30

11 000

530

Deutschland

LS10+ LS10K+

Eiche

Quercus robur Quercus paetraea

Ahorn

Acer pseudoplatanus

LS10+ LS10K+

Buche

Fagus sylvatica

LS13 LS13K

Buche

Fagus sylvatica

LS10+ LS10K+

Esche

Fraxinus excelsior

MEF

Eukalyptus

Eucalyptus globulus

35

40

12 000

13 000

540

550

Deutschland

Deutschland

„+“ bedeutet „und besser“, „K“ steht für als Kantholz sortierte Brett- / Bohlenquerschnitte

32

Bezeichnung

Trivialname

Spanien 5

Vollholz und keilgezinktes Schnittholz müssen eine CE-Kennzeichnung besit­ zen. Dem Anwender ist zusätzlich eine Leistungserklärung (engl. DoP: Decla­ ration of Performance) mit einer Beschrei­ bung der Produkteigenschaften zur Ver­ fügung zu stellen.

Deutschland

Deutschland

Deutschland

Spanien

Bauprodukte aus Laubholz

Zuordnung von Sortierklassen zu Festig­ keitsklassen auch die entsprechenden Erstprüfungsberichte heranziehen. Die Festigkeitsklassen sind nach der cha­ rakteristischen Biegefestigkeit (hochkant) in N/mm² benannt, dabei ist Nadelhöl­ zern und Pappel ein C (engl. coniferous: Nadelholz), Laubhölzern ein D (engl. deciduous: Laubholz) vorangestellt. In der aktualisierten, jedoch bauaufsichtlich noch nicht verbindlichen DIN EN 338: 2016-07 gibt es für Nadelholz auch Fes­ tigkeitsklassen auf Grundlage von Zug­ prüfungen (T-Klassen). Laubschnittholz wird in die Festigkeits­ klassen D 22 bis D 70 eingeteilt, Nadel­ schnittholz und Pappel in die Festigkeits­ klassen C 14 bis C 45 (siehe „Statische Zusammenhänge“, S. 46). Produkte

Abb. 5 zeigt die in DIN EN 1912:2013-10 enthaltenen europäischen Laubholzarten und deren charakteristische Festigkeits­ eigenschaften nach DIN EN 338:2016-07.

Brettschichtholz und Hybrid-Brett­ schichtholz Brettschichtholz (BSH) aus Laubholz besteht aus mindestens zwei, HybridBrettschichtholz (Hybrid-BSH) aus minde­ stens drei Lamellen aus Schnittholz, die breitseitig flächig und faserparallel mitei­ nander verklebt werden (Abb. 7 und 8). Brettschichtholz aus Laubholz kann kom­ biniert oder homo­gen aufgebaut sein. Kombiniertes Brettschichtholz besteht aus Lamellen unterschiedlicher Festigkeit, homogenes Brettschichtholz aus Lamel­ len der gleichen Festigkeit. Bei HybridBrettschichtholz sind meist die äußeren Lamellen des Trägers aus Laubholz und die Mittellamellen aus Nadelholz. Neben Brettschichtholz aus Laubholz und HybridBrettschichtholz wird auch Brettschicht­

holz aus Nadelholz angeboten, das mit einer 5 mm bis 10 mm dicken Laubholz­ schicht ummantelt ist. Dieses Produkt ist wie Brettschichtholz aus Nadelholz zu behandeln und wird in dieser Publikation nicht weiter betrachtet.

maximal zulässige Abweichung Breite

Produkteigenschaften

Brettschichtholz besteht aus getrockne­ tem, gehobeltem und festigkeitssortiertem Schnittholz oder Furnierschichtholz (siehe S. 35ff.). Zumeist werden Bretter zunächst in Längsrichtung durch Keilzinkungen kraftschlüssig miteinander zu Lamellen verbunden, die anschließend flachseitig miteinander verklebt werden. Bei Brett­ schichtholz nach einer aBG oder ETA ist bislang nur die Herstellung von einfa­ chen, geraden Bauteilen möglich – für Bauteile mit variablem Querschnitt und / oder einfacher bzw. mehrfacher Krüm­ mung ist eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) erforderlich. Brettschichtholz aus Edelkastanie und Eiche ist gemäß Herstellerinformationen in vielen Standardquerschnitten und -län­ gen von 13,5 m bzw. 4 m bis 12 m erhält­ lich. Pappel- sowie Buche- und HybridBrettschichtholz werden ausschließlich mit kundenspezifischen Abmessungen produziert. Generell sind die maximal erlaubten Grenzen aus der Zulassung einzuhalten. Toleranzen zur Maßhaltigkeit für Brett­ schichtholz aus Pappel enthält DIN EN 14 080:2013-09 (Abb. 6). BSH-Pro­ dukte, die über eine Zulassung geregelt sind (aBZ/aBG, ETA) enthalten keine Angaben zur Maßhaltigkeit, teilweise ver­ weisen die Hersteller jedoch in den tech­ nischen Datenblättern auf DIN EN 14 080 (bzw. auf die mittlerweile zurückgezogene DIN EN 390:1995-03).

Höhe

Länge

6

± 2 mm ≤ 400 mm

+ 4 / -2 mm

> 400 mm

+ 1 / -0,5 %

≤2m

± 2 mm

2 m ≤ l ≤ 20 m

± 0,1 %

≥ 20 m

± 20 mm

7

Klebstoffe

Für die Verklebung zugelassene Kleb­ stoffe sind für nationale Zulassungen

8

33

 9 B  rettschichtholzprodukte (BSH) aus Laubholz nach bauaufsichtlicher Zulassung (abZ/aBG, ETA) und ihre Eigenschaften 10 Furnierschichtholz (FSH) aus Buche a  Träger mit quer verlaufenden Lamellen b  Träger mit hochkant verlaufenden Lamellen Hersteller / Zulassungsinhaber

Holz Schiller GmbH

Elaborados y Fabricados Gamiz S.A.

SIERO LAM S.A.

Studiengemeinschaft Holzleimbau e. V.

Produkt

Pfosten-Riegel-­ Brettschichtholz aus Eiche

Brettschichtholz aus Eiche

Brettschichtholz aus Kastanie

Brettschichtholz aus Buche und ­Brettschichtholz-Buche-Hybridträger

Regel / Zulassung

abZ Z-9.1-821

ETA-13/0642

ETA-13/0646

abZ / aBG Z-9.1-679

Holzart 1

Eiche

Eiche 3)

Edelkastanie

Buche

Herkunft Sortierung   visuell (Klasse)   Begrenzung Astgröße   maschinell (E-Modul)

Deutschland, Tschechien DIN 4074-5 LS13 x –

Frankreich DIN 4074-5 LS10, LS13 – –

– DIN 4074-5 LS13 – –

– DIN 4074-5 + E-Modul LS10, LS13 x x

Holzart 2

Fichte, Kiefer, Tanne

Herkunft Sortierung Klasse

– DIN 4074-1 bzw. DIN EN 14 081-1 S10 bzw. C24

Brettschichtholzträger Aufbau

homogen

kombiniert symmetrisch

homogen

Höhe [mm] Breite [mm] Länge [m]

76 – 280 50 – 70 ≤ 12 / ≤ 4 1)

80 – 400 50 –160 ≤ 12

80 – 400 70 – 220 ≤ 13,5

homogen oder kombiniert ­symmetrisch / Hybrid ≤ 600 / ≤ 900 ≤ 160 –

19 – 23 50 – 70 – ≥ 300 4

20 ± 2 ≤ 160 – 300 –1200 4

– – – – 2

≤ 30 / ≤ 42 4) ≤ 160 ≤ 4000 / – 4) – 3 /4 + x 5)

31,5 / 59,0 1)

33

30,0

28,0 – 48,0 6)

28,5 / 29,4 1) 0,6

23,0 0,6

20,0 0,7

21,0 0,5

48,0 9,0 5,5

45,0 8,0 4,0

45,0 5,5 4,2

25,0 8,4 3,4 / 2,5

14 000 800

14 400 850

13 000 810

13 500 –15 100 /13 200 –14 700 6) 1000

Lamellen Dicke [mm] Breite [mm] Querschnitt [mm2] Länge [mm] Mindestanzahl Festigkeit [N/mm²] Biegung fm, k Zug   parallel ft, 0, k   rechtwinklig ft, 90, k Druck   parallel fc, 0, k   rechtwinklig fc, 90, k Schub fv, k Steifigkeit [N/mm²] E0, mean Gmean Rohdichte [kg/m3] ρk

650

690

520

650 / 350

Nutzungsklasse

1, 2 2)

1, 2 2)

1, 2 2)

1

Standard /„Premium“-Produkt ohne Keilzinkenverbindungen in den Decklamellen Die Druckfestigkeit parallel zur Faser ist bei Anwendung in Nutzungsklasse 2 um ein Drittel zu reduzieren. laut Hersteller auch in Buche, Edelkastanie und Esche lieferbar, in Deutschland jedoch nicht zugelassen 4)  Buche / Nadelholz 5)  bei Hybrid mindestens vier Buche-Lamellen 9 6)  niedrigste und höchste Klasse 1)  2)  3) 

34

Bauprodukte aus Laubholz

10 a

(abZ/aBG) bei der darin aufgeführten zuständigen Stelle hinterlegt bzw. für europäische Zulassungen (ETA) in der technischen Dokumentation zur Zulas­ sung aufgeführt. Grundsätzlich werden Aminoplast- und Phenoplast-Klebstoffe (z. B. MUF, PRF) sowie Polyurethan-Kleb­ stoffe (PUR) verwendet. Die Klebfugen sind bei resorcinhaltigen Klebstoffen (PRF) dunkel, sonst transparent bzw. hell. Der Anteil des Klebstoffs am fertigen Produkt liegt in der Regel unter 2 %.

b

schichtholz und Balkenschichtholz nach DIN EN 14 080 • abZ/aBG Z-9.1-679: BS-Holz aus Buche und BS-Holz Buche-Hybridträger und zugehörige Bauarten • abZ Z-9.1-821: Holz Schiller Eiche-­ Pfosten-Riegel-Brettschichtholz • ETA 13/0642: Brettschichtholz aus Laubvollholz – VIGAM-Brettschichtholz aus Eiche • ETA 13/0646: Brettschichtholz aus Laubvollholz – SIEROLAM-Brettschicht­ holz aus Kastanie

Anwendbarkeit

DIN EN 14 080:2013-09 ist die europäisch harmonisierte Norm für Brettschichtholz, DIN 20 000-3:2015-02 die zugehörige An­­ wendungsnorm. DIN EN 14 080:2013-09 erlaubt zur Herstellung außer Nadelholz nur die Laubholzart Pappel. Brettschicht­ holz aus anderen Laubholzarten ist in Deutschland derzeit nur mit einer allge­ meinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ), einer allgemeinen Bauartengeneh­ migung (aBG), einer europäisch-techni­ schen Zulassung (ETA) oder einer Zustim­ mung im Einzelfall (ZiE) verwendbar. Sol­ che Dokumente liegen für die Holzarten Buche, Eiche und Edelkastanie vor. Für Hybrid-Brettschichtholz nach abZ/aBG darf Buche in Verbindung mit Fichte, Kie­ fer und Tanne verwendet werden. Technische Regeln und Kennzeichnung

Für Brettschichtholz aus Laubholz gelten sowohl die meisten der allgemeinen, im Abschnitt „Schnittholz und keilgezinktes Vollholz“ (S. 30ff.) aufgeführten Regeln als auch die produktspezifischen tech­ nischen Regeln im Folgen­den. Im weite­ ren Text ist die jeweils gültige (datierte) Fassung angegeben. • DIN EN 14 080: Holzbauwerke – Brett­ schichtholz und Balkenschichtholz – Anforderungen in Verbindung mit DIN 20 000-3: Anwendung von Baupro­ duk­ten in Bauwerken – Teil 3: Brett­

Für Brettschichtholz nach EN 14 080 oder nach einer ETA sind eine CE-Kennzeich­ nung sowie eine Leistungserklärung (DoP) erforderlich. Für Brettschichtholz nach einer abZ/aBG muss die Überein­ stimmung des Produkts mit den Bestim­ mungen aus der Zulassung durch einen Übereinstimmungsnachweis (Ü-Zeichen) erfolgen. Bezeichnung

Brettschichtholz (engl. Glued Laminated Timber, kurz Glulam) wird, ebenso wie Schnittholz, in Festigkeitsklassen (GL) eingeteilt, die von der charakteristischen Biegefestigkeit (N/mm2) abgeleitet sind, beispielsweise GL24. Der Zusatz h weist auf homogen aufgebautes, der Zusatz c auf kombiniert aufgebautes BSH hin. Diese Bezeichnung gilt auch für Brett­ schichtholz aus Buchenfurnierschichtholz (siehe „Furnierschichtholz aus Buche“, S. 35ff.), da das Endprodukt aus einzel­ nen Furnierbrettern aufgebaut ist. Eine Unterscheidung zwischen Laub- und Nadelholz allein anhand der Bezeichnung GL ist nicht möglich – für beides wird die gleiche Buchstabenbezeichnung ver­ wendet. Produkte

Abb. 9 stellt die nach bauaufsichtlichen Zulassungen in Deutschland verwend­­ba­

ren Brettschichtholzprodukte mit ihren wichtigsten Eigenschaften gegenüber. Die Werte für Brettschichtholz aus Buchen­ furnierschichtholz zeigt Abb. 12 (S. 36).

Furnierschichtholz aus Buche Furnierschichtholz (FSH, engl. LVL – Laminated Veneer Lumber) besteht aus einem Verbund von Furnieren, die vor­ wiegend in derselben Faserrichtung aus­ gerichtet sind (Abb.10). Manche Produkte enthalten auch Querlagen, die 15 % bis 30 % des Querschnitts ausmachen kön­ nen. Furnierschichtholz aus Buche wird bislang nur in Deutschland hergestellt. Produkteigenschaften

Getrocknete Buchenschälfurniere mit ca. 3 mm Dicke werden zu einer ca. 1,8 m breiten Furnierschichtholzplatte als End­ losstrang verklebt. In Faserlängsrichtung sind die einzelnen Furnierlagen mittels Schäftungsstoß [1] miteinander verklebt und die Stöße der Lagen mit Versatz ange­ ordnet. Die Ausrichtung der Furniere ist dabei ausschließlich faserparallel oder faserparallel mit einzelnen um 90 ° gedreh­ ten Lagen. Die Platten stellen als flächi­ges Bauteil entweder das Endprodukt dar oder werden zu stabförmigen Produkten wei­ terverarbeitet. Dies sind entweder Träger aus hochkant gestellten Plattenstreifen oder Brettschichtholz, das aus lagenweise übereinandergeklebten Plattenstreifen besteht. Keilzinkenverbindun­gen in Längs­ richtung der Lamellen sind dabei nicht zulässig. Die Holzfeuchte des Endprodukts liegt nach der Produktion bei ca. 8 %. Furnierschichtholz aus Buche ist in einer Vielzahl individueller Abmessungen ver­ fügbar. Bei Brettschichtholz aus Furnier­ schichtholz beispielsweise reicht der­ zeit die Breite von 50 bis 300 mm und die Höhe von 80 bis 1360 mm. Die maxi­ male Trägerlänge liegt bei 18 m. Die 35

11

­Maß­tole­ran­zen werden herstellerseitig mit ± 5 mm in der Länge, ± 2 mm in der Breite / Höhe und ± 1 mm in der Dicke / Breite angegeben. Klebstoffe

Für die Produktion der Furnierschichtholz­ platten wird ein Phenol-Formaldehyd-Harz (PF) verwendet. Für die Produktion des Brettschichtholzes kommt im Anschluss ein Phenol-Resorcin-Formal­dehyd-Harz (PRF) zum Einsatz. Zugelassene Kleb­ stoffe sind in der technischen Dokumen­

tation zur Zulassung (ETA) aufgeführt bzw. beim DIBt (aBG) hinterlegt. Die Klebfugen sind dunkel, Brettschichtholz ist auch mit beidseitig heller Schäftungs­ fuge der äußeren Furnierlagen erhältlich. Der Anteil des Klebstoffs am fertigen ­Produkt beträgt ca. 6 %.

bauaufsichtlichen Zulassung, da in Deutschland keine Anwendungsnorm ­vorliegt. Furnierschichtholz aus Buche ist derzeit über eine allgemeine Bau­ artengenehmigung (aBG) sowie euro­ päisch-technischen Zulassungen (ETA) geregelt.

Anwendbarkeit

Technische Regeln und Kennzeichnung

Die europäisch harmonisierte Norm für Furnierschichtholz ist die DIN EN 14 374: 2005-02. Allerdings bedarf Furnierschicht­ holz aus Laubholz derzeit noch einer

Für Furnierschichtholz aus Buche gelten sowohl die meisten der allgemeinen, im Abschnitt „Schnittholz und keilgezinktes Vollholz“ (S. 30ff.) aufgeführten Regeln

Hersteller / Zulassungsinhaber

Pollmeier Furnierwerkstoffe GmbH

Hasslacher Holding GmbH

Pollmeier Furnierwerkstoffe GmbH

Produkt

Träger BauBuche GL75

HASSLACHER BauBuche

Furnierschichtholz BauBuche Platte S

Regel / Zulassung

ETA 14/0354

ETA 18/1018

Furnierschichtholz BauBuche Platte Q aBG Z-9.1-838

Träger / Platte Höhe [mm]

80 – 600 / 80 – 2500 1)

21– 66 2)

Breite [mm]

50 – 300 / 50 – 600

1820 3)

≤ 18 / ≤ 36

≤ 35

Dicke [mm]

40 ± 3

–

Breite [mm]

50 – 300

–

3

–

Länge [m] Lamellen

Mindestanzahl Festigkeit [N/mm2]

75,0

80,0 5)

70,0 / 81,0 5), 6)

  parallel ft, 0, k

60

60,0 5)

46,0 / 49,0 5), 6)

  rechtwinklig ft, 90, k

0,6

1,5

15,0 / 8,0 5), 6)

  parallel fc, 0, k

49,5

57,5 5)

57,0 / 62,0 5), 6)

  rechtwinklig fc, 90, k

12,3

14,0 5)

40,0 / 22,0 5), 6)

Schub fv, k

4,5

8,0 5)

7,8 /7,8 5), 6)

E0, mean

16 800

16 800

11 800 /12 800 5), 6)

Gmean

850

760

820 / 820 5), 6)

Biegung fm, k4) Zug

 5)

Druck

Steifigkeit [N/mm2]

Rohdichte [kg/m ] 3

ρk

≥ 730

730

Nutzungsklasse

1, 2 7)

1, 2 7)

regulär / XXL 2)  Breite B, Abmessung in Richtung der Plattendicke, unabhängig von deren Orientierung 3)  Höhe H, Abmessung rechtwinklig zur Faserrichtung der Deckfurniere 4)  Werte gelten für h ≤ 300 mm. Für 300 < h ≤ 1000 mm ist der charakteristische Festigkeitswert mit dem Beiwert kh = (300/h)0,12 zu multiplizieren. h ist die für die Biegebeanspruchung maßgebende Abmessung des Gesamtquerschnitts in mm. 5)  Werte gelten für Beanspruchung als Scheibe 12 6)  Nenndicke 21– 24 mm / Nenndicke 27– 66 mm 7) Die Druckfestigkeit kann bei Anwendung in Nutzungsklasse 1 um 1,2 erhöht werden. 1) 

36

Bauprodukte aus Laubholz

13

als auch die produktspezifischen tech­ nischen im Folgen­den. Im weiteren Text ist die jeweils gültige (datierte) Fassung angegeben. • DIN EN 14 374: Holzbauwerke – Furnier­ schichtholz (LVL) – Anforderungen • aBG Z-9.1-838: Furnierschichtholz aus Buche zur Ausbildung stabförmiger und flächiger Tragwerke „Platte BauBuche S“ und „Platte BauBuche Q“ • ETA 14/0354: Brettschichtholz aus Laubholz – Buchenfurnierschichtholz für tragende Zwecke • ETA 18/1018: Brettschichtholz aus Laubholz – Buchenfurnierschichtholz für tragende Zwecke Für Furnierschichtholz nach einer ETA sind eine CE-Kennzeichnung sowie eine Leistungserklärung (DoP) erforderlich. Für Furnierschichtholz nach einer aBG muss die Übereinstimmung des Produkts mit den Bestimmungen aus der Zulassung durch einen Übereinstimmungsnachweis (Ü-Zeichen) erfolgen. Produkte

Abb. 12 gibt einen Überblick über die wichtigsten Furnierschichtholzprodukte für konstruktive Anwendungen und deren technologische Kennwerte.

Holzwerkstoffe aus Laubholz Als konstruktive Holzwerkstoffe, die ­vollständig aus Laubholz bestehen, ste­ hen zurzeit Sperrhölzer und OSB (engl. Oriented Strand Board; dt. Flachpress­ platten oder OSB-Platten) zur Verfügung (Abb. 11 und 13). Spanplatten werden grundsätzlich aus Nadelholz herge­ stellt, können aber bis zu 40 % Laubholz enthalten. Sie werden hier nicht weiter behandelt. Holzwerkstoffe im eigentlichen Sinne wer­ den durch Zerkleinern von Holz in Partikel unterschiedlicher Größe und Form und ein anschließendes Zusammenfügen, meist unter Zugabe von Bindemitteln, erzeugt. Im Produkt bleibt die ursprüng­ liche Faserstruktur dabei nicht erhalten. Brettschichtholz, Furnierschichtholz und Brettsperrholz fallen in dieser Publikation nicht unter die Definition „Holzwerkstoff“. Sperrhölzer bestehen aus einem Ver­ bund miteinander verklebter Furnierlagen, wobei die Faserrichtungen aufeinander­ folgender Lagen meistens rechtwinklig zueinander verlaufen. Sie sind zu unter­ scheiden von Brettsperrholz (BSP, engl. CLT – Cross Laminated Timber oder X-Lam) nach DIN EN 16 351, dessen ein­ zelne Lagen dicker (in der Regel > 7 mm) und nach der Festigkeit sortiert sind. OSB bestehen aus mehreren Schichten flach ausgerichteter Holzspäne (Strands), die unter Verwendung eines Bindemittels verklebt werden. Produkteigenschaften

11 Buchensperrholz 12 Buchenfurnierschichtholzprodukte nach bauauf­ sichtlicher Zulassung (aBG, ETA) und ihre Eigen­ schaften 13 OSB-Platte aus Pappel mit heller Oberfläche

Sperrhölzer sind überwiegend aus 1,5 mm bis 3 mm starken, getrockneten Schälfurnieren zusammengesetzt und werden daher auch als Furnier-Sperr­ hölzer bezeichnet. Der Herstellungspro­ zess stimmt im Wesentlichen mit dem von Buchenfurnierschichtholz überein. Abweichend von dessen Aufbau sind die aufeinanderfolgenden Lagen jedoch

überwiegend rechtwinklig zueinander angeordnet. Die Anzahl der Lagen ist in der Regel ungerade, die beiden äußeren Lagen weisen immer die gleiche Faser­ richtung auf und bestehen aus dem glei­ chen Material bzw. sind mit der gleichen Beschichtung versehen, um eine Verfor­ mung zu vermeiden. Die Orientierung der einzelnen Lagen rechtwinklig zuei­ nander führt im Gegensatz zu Furnier­ schichtholz nicht zu einer Richtungs­ abhängigkeit der technologischen Eigen­ schaften (Festigkeit, Steifigkeit, Quellund Schwindverhalten) in der Platten­ ebene. Sperrhölzer können durch Zugabe von Flamm- oder Pilzschutzmitteln für die Nutzung in höhe­ren Anwendungsklassen aufgewertet werden. OSB sind schichtweise aufgebaut und bestehen aus großflächigen Langspänen (Strands) mit einer Länge von mehr als 50 mm (im Mittel 75 mm bis 130 mm), einer mittleren Breite von 35 mm und einer Dicke von meist weniger als 2 mm (im Mittel 0,6 mm). Die Strands in den Außenschichten sind größtenteils paral­ lel zur Plattenlänge oder -breite ausge­ richtet; die Strands in der Mittelschicht bzw. in den Mittelschichten sind zufällig oder rechtwinklig (Regelfall) zu den Strands der Außenschichten ausgerichtet. Dadurch weisen die OSB in Längs- und Querrichtung unterschiedliche Eigen­ schaften auf. Sperrholz- und OSB-Platten sind in vie­ len unterschiedlichen Abmessungen erhältlich. Maßtoleranzen (Abmessungen, Gerad­heit der Kanten, Rechtwinkligkeit) enthalten DIN EN 315:2000-10 bzw. DIN EN 300:2006-09. Klebstoffe

Für Sperrhölzer und OSB werden haupt­ sächlich Aminoplast- und Phenoplast­ Klebstoffe verwendet (z. B. MUF, PF, PRF), für OSB zusätzlich Polymeres Diphenylmethandiisocyanat (PMDI). 37

14 S  perrhölzer aus Laubholz und OSB aus Pappel (nach DIN EN 13 986:2015-06) und ihre Eigen­ schaften Hersteller

Metsä Wood Deutschland GmbH

SWISS KRONO Kft.

Blomberger Holzindustrie GmbH

Produkt

Metsä Wood konstruktives Birkensperrholz

SWISS KRONO OSB/3 bright

Delignit Sperrholz BFU 100 Klasse EN 636 2 S

Regel / Zulassung

DIN EN 13 986

DIN EN 13 986

DIN EN 13 986

Holzart

Birke

Pappel

Buche

Klebstoff

Phenol-Formaldehyd-Harz

Polymeres Diphenyl-Diisocyanat

Phenol-Formaldehyd-Harz

Abmessungen Dicke [mm]

12 – 50

8 – 25

15 – 60

Breite [mm]

≤ 1500

1250 (2800)

≤ 1220

Länge [mm]

≤ 3660

2070 – 5000

≤ 2500

9 – 35

3

7 – 22

  parallel fm, 0, k

42,9 – 36,8

18,0 –14,8

50,0 – 40,0

  rechtwinklig fm, 90, k

33,2 – 34,8

9,0 – 7,4

30,0 – 25,0

  parallel ft, 0, k

40,1– 37,0

9,9 – 9,0

20,0 –10,0

  rechtwinklig ft, 90, k

35,0 – 36,9

7,2 – 6,8

25,0 –12,5

Furnierlagen bzw. Schichten Festigkeit [N/mm ] 2

Biegung

Zug

Druck   parallel fc, 0, k

27,7 – 25,6

15,9 –14,8

20,0 –10,0

– / 24,3 – 26,4

12,9 –12,4

25,0 –12,5

  parallel fv, k

9,5

6,8

7,5

  rechtwinklig fr, k

9,5

1,0

1,2

  rechtwinklig fc, 90, k Schub fv, k

Steifigkeit [N/mm ] 2

Biegung   parallel Em, 0, mean

10 700 – 9200

4930

6700 – 5800

6700 – 8300

1980

3300 – 5800

  parallel Et /c, 0, mean

9300 – 8900

3800

3300 –1700

  rechtwinklig Et /c, 90, mean

8100 – 8600

3000

5300 – 2600

  quer zur Plattenebene Gv

620 

1080

550

  in Plattenebene Gr

620

50

110

630

> 600

BFU: 750, FRCW: 840

1, 2, 3

1, 2

1, 2

  rechtwinklig Em, 90, mean Zug + Druck

Schub Gmean

Rohdichte [kg/m ] 3

ρk 14

Nutzungsklasse

38

Bauprodukte aus Laubholz

­ etzteres ist frei von Formaldehyd und L hoch feuchtebeständig. Die Klebstoffe für Produkte nach einer allgemeinen Bau­ artengenehmigung (abG) sind beim DIBt hinterlegt. Die Klebstoffanteile am fertigen Produkt liegen beispielsweise bei BuchenSperrholz zwischen 7,5 % und 9,5 % und bei OSB aus Pappel bei ca. 2,5 %.

ten, Bewertung der Konformität und Kennzeichnung / DIN 20 000 1: Anwen­ dung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 1: Holzwerkstoffe Für Sperrhölzer und OSB nach DIN EN 13 986 sind eine CE-Kennzeichnung sowie eine Leistungserklärung (DoP) erforderlich.

Anwendbarkeit

Die europäisch harmonisierte Norm für Sperrhölzer und OSB ist die DIN EN 13 986:2015-06. Sie gilt in Verbindung mit den produktspezifischen Normen DIN EN 636:2015-05 bzw. DIN EN 300:2006-09. Die zugehörige Anwendungsnorm ist DIN 20 000-1:2017-06. Sperrhölzer und OSB dürfen grundsätz­ lich aus allen Laubholzarten hergestellt werden. Am häufigsten kommen derzeit Birke, Buche und Pappel zum Einsatz. Sperrholz für Aussteifungszwecke muss mindestens drei und für alle sonstigen tragenden Bauteile mindestens fünf Lagen aufweisen, die Mindestdicke tragender Platten beläuft sich auf 6 mm. Die Min­ destdicke tragender OSB-Platten beträgt 8 mm, bei nur aussteifenden Beplankun­ gen von Holztafeln für Holzhäuser in Holz­ rahmenbauweise 6 mm.

Produkte

Einen Überblick über ausgewählte Sperr­ hölzer und OSB-Platten für konstruktive Anwendungen und deren technologische Kennwerte zeigt Abb. 14.

Anwendungshinweise Die Verwendung von Bauprodukten aus Laubholz folgt in den wesentlichen Grund­ zügen den von Nadelholzproduk­ten her bekannten Verfahren und Bearbeitungs­ techniken. In einigen Bereichen ist jedoch eine erhöhte Achtsamkeit und Anpassung erforderlich. Soweit nicht bereits in den vorangehenden Kapiteln erläutert, wer­ den im Folgenden einige wichtige zusätz­ liche Hinweise zusammengefasst. Produkteigenschaften

Technische Regeln und Kennzeichnung

Für Sperrholz und OSB aus Laubholz gelten sowohl die meisten der allgemei­ nen, im Abschnitt „Schnittholz und keil­ gezink­tes Vollholz“ (S. 30ff.) aufgeführten Regeln als auch die produktspezifischen technischen Regeln. Im weiteren Text ist die jeweils gültige (datierte) Fassung angegeben. • DIN EN 300: Platten aus langen, flachen, ausgerichteten Spänen (OSB) – Definiti­ onen, Klassifizierung und Anforderungen • DIN EN 315: Sperrholz – Maßtoleranzen • DIN EN 636: Sperrholz – Anforderungen • DIN EN 13 986: Holzwerkstoffe zur Ver­ wendung im Bauwesen – Eigenschaf­

Holzmerkmale, die keinen Einfluss auf die Festigkeit haben (beispielsweise Verfär­ bungen) werden bei der Festigkeitssortie­ rung nicht berücksichtigt. Zusätzliche Anforderungen an die optische Qualität von Bauprodukten aus Laubholz sind daher individuell zu vereinbaren. Schnittholz für Bauzwecke lässt sich säge­ rau verwenden (Mindestanforderung nach DIN 18 334:2016-09), wird jedoch meist vor der Festigkeitssortierung geschliffen oder gehobelt, um eine bessere Erken­ nung der Holzmerkmale zu ermöglichen. Erfolgt eine nachträgliche Bearbeitung der Oberfläche, darf der ursprüngliche Querschnitt nicht zu stark reduziert wer­

den (DIN 4074-5:2008-12), damit die Festigkeitssortierung ihre Gültigkeit behält. Brettschichtholz wird meistens vierseitig gehobelt und gefast ausgeliefert. Andere Oberflächenqualitäten lassen sich indivi­ duell vereinbaren. Holzschutz

Während der Nutzungsphase ist auf ange­messenen Holzschutz zu achten. Darunter fallen alle Maßnahmen, die eine Beschädigung oder Zerstörung des Hol­ zes durch Pilze und Insekten, aber auch Schäden am Bauwerk verhindern. Diese können durch übermäßiges Quellen und Schwinden des Holzes hervorgerufen werden und eine Verformung der Bauteile und gegebenenfalls eine Beschädigung benachbarter Bauteile bedingen. Hierbei sind vorrangig konstruktive Maßnahmen anzuwenden – nur dort, wo der Schutz gegen biologische Schädlinge nicht aus­ reichend gewährleistet werden kann, sollte man im Ausnahmefall chemische Maßnahmen anwenden. [2] Weitere ­Erläu­terungen finden sich im Abschnitt „Dauerhaftigkeit“ (S. 41f.). Holzschutzmaßnahmen sind auch für den Zeitraum zwischen Fertigung und end­ gültiger Montage auf der Baustelle zu beachten. Vermieden werden sollte eine zwischenzeitliche Erhöhung der Holz­ feuchte der Bauteile durch Bewit­terung – beispielsweise beim Transport, bei der Lagerung auf der Baustelle oder durch Wasserabgabe anderer, im selben Bau­ vorhaben eingesetzter Baustoffe wie z. B. Nassestriche. Droht beispielsweise eine Bewitterung während der Transport- und Montage­ phase, wird die Verwendung eines tempo­ rären Schutzanstrichs empfohlen. Die Hersteller von Laubholzprodukten liefern dazu entsprechende Angaben und ver­ weisen auf geeignete Produkte. 39

NKL

Beschreibung

Holzfeuchte

1

Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchte von 65 % entspricht, die nur für einige Wochen pro Jahr überschritten wird (z. B. Bauteile in allseitig geschlossenen und beheizten Bauwerken)

10 ± 5 %

2

Holzfeuchte, die einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchte von 85 % entspricht, die nur für einige Wochen pro Jahr überschritten wird (z. B. Bauteile in überdachten, offenen Bauwerken)

15 ± 5 %

3

Klimabedingungen, die zu höheren Holzfeuchten führen (z. B. Bauteile, die der Witterung ausgesetzt sind)

18 ± 6 %

15

Baustoffklasse (DIN 4102-4:2016-5) /  Brandverhaltensklasse (DIN EN 13 501-1:2010-01)

B2 (normal entflammbar) /  D-s2, d0 (1); Brettschichtholz aus Buchenfurnierschichtholz: E; Baufurniersperrholz FRCW: B-s1-d0

Abbrandrate ß0 (DIN EN 1995-1-2:2010-12 /  Zulassung)

Schnittholz / keilgezinktes Vollholz Rohdichte ≥ 290 kg/m3: 0,65 mm/min (alle) Rohdichte ≥ 450 kg/m3: 0,50 mm/min (alle außer Buche) Brettschichtholz Edelkastanie, Eiche (Holz Schiller): 0,50 mm/min Eiche (VIGAM): 0,55 mm/min Buche: 0,65 mm/min Furnierschichtholz aus Buche /  Brettschichtholz aus Buchenfurnierschichtholz 0,65 mm/min Sperrholz Rohdichte 450 kg/m3 + Nenndicke 20 mm: 1,0 mm/min andere Werte: Berechnung siehe DIN EN 1995-1-2:2010-12, Kap. 3.4.2 (9) OSB 0,9 mm/min

differenzielles Schwindmaß (DIN EN 1995-1-1/NA:2013-08 /  Zulassung)

Schnittholz / keilgezinktes Vollholz / Brettschichtholz quer zur Faser: 0,35 % je 1 % Feuchteänderung 2) parallel zur Faser: 0,01 % je 1 % Feuchteänderung Furnierschichtholz aus Buche quer zur Faser der Deckfurniere: 0,32 % bzw. 0,03 % je 1 % Holzfeuchte­ änderung (ohne Querlagen bzw. mit Querlagen) parallel zur Faser: 0,01 % je 1 % Holzfeuchteänderung Brettschichtholz aus Buchenfurnierschichtholz quer zur Faser (Richtung Dicke / Richtung Breite): 0,45 % bzw. 0,40 % je 1 % Holzfeuchteänderung parallel zur Faser: 0,01 % je 1 % Holzfeuchteänderung Sperrholz in Plattenebene: 0,02 % je 1 % Holzfeuchteänderung rechtwinklig zur Plattenebene: 0,32 % je 1 % Holzfeuchteänderung OSB 0,03 % je 1 % Holzfeuchteänderung

Wärmeleitfähigkeit λ (DIN EN ISO 10 456:2010-05 /  Leistungserklärung DoP)

Schnittholz / keilgezinktes Vollholz / Brettschichtholz Rohdichte 450 kg/m3: 0,12 W/mK Rohdichte 500 kg/m3: 0,13 W/mK Rohdichte 700 kg/m3: 0,18 W/mK Furnierschichtholz aus Buche / Sperrholz aus Buche Rohdichte 500 kg/m3: 0,13 W/mK Rohdichte 700 kg/m3: 0,17 W/mK Rohdichte 1000 kg/m3: 0,24 W/mK Brettschichtholz aus Buchenfurnierschichtholz /  Sperrholz aus Birke 0,17 W/mK OSB 0,13 W/mK

Wasserdampfdiffusionswider­ standszahl μ (DIN EN ISO 10 456:2010-05 /  Leistungserklärung DoP) – trocken / feucht

1) 

16

2) 

Schnittholz / keilgezinktes Vollholz / Brettschichtholz Rohdichte 450 kg/m3: 50 / 20 Rohdichte 500 kg/m3: 50 / 20 Rohdichte 700 kg/m3: 200 / 50 Furnierschichtholz aus Buche / Brettschichtholz aus ­Buchenfurnierschichtholz / Sperrholz Rohdichte 500 kg/m3: 200 / 70 Rohdichte 700 kg/m3: 220 / 90 Rohdichte 1000 kg/m3: 250 /110 OSB 300 / 200

Schnittholz / keilgezinktes Vollholz: Rohdichte ≥ 350 kg/m3, Dicke ≥ 22 mm Wert gilt nach Norm nicht explizit für Brettschichtholz

40

Auch Laubholz für bauliche Zwecke wird technisch auf die Holzfeuchte getrocknet, die der Gleichgewichts­ feuchte bei der späteren Nutzung ent­ spricht (Abb. 15). Fertiggestellte Bau­ werke sind daher schonend zu klima­ tisieren, weil zumeist durch die Verwen­ dung wasserhaltiger Baustoffe – zumin­ dest in den Randbereichen – zunächst eine gewisse Erhöhung der Holzfeuchte im Bauteil eintritt und eine Klimatisierung anschließend mit einer Senkung der Holzfeuchte verbunden ist. Aufgrund der von Nadelholz abweichen­den Holz­ eigenschaften von Laubhölzern (u. a. höhere Festigkeit und Steifigkeit, höhere Rohdichte und teilweise erhöhte Quellund Schwindmaße, insbesondere bei Buche) sind anderenfalls unerwünsch­ ­te Verformungen oder Rissbildungen möglich. Da Produkte aus Buchenfurnierschicht­ holz mit einer Holzfeuchte von nur ca. 8 % ausgeliefert werden, ist das Quell­ verhalten bei höheren Ausgleichsfeuch­ ten besonders zu beachten. Konkrete Hinweise zum Holz- bzw. Feuch­ teschutz sind zumeist in den bauaufsicht­ lichen Zulassungen enthalten. Zusätzlich stellen die Hersteller Dokumente mit Hin­ weisen zu Verpackung, Transport und Lagerung bereit. Anwendung

Laubschnittholz darf in den Nutzungs­ klassen 1 bis 3 eingesetzt werden, wobei mit Ausnahme der Holzart Eiche eine Ver­ wendung in Nutzungsklasse 3 nicht emp­ fohlen wird. Keilgezinktes Vollholz aus Pappel darf nur in den Nutzungsklassen 1 und 2 verwendet werden. Brettschichtholz aus Eiche, das aufgrund der Dauerhaftigkeit der Eiche für den Ein­ satz bei bewitterten Bauteilen (Nutzungs­ klasse 3) geeignet wäre, ist aufgrund der Zulassung nur in den Nutzungsklassen 1 und 2 einsetzbar.

Bauprodukte aus Laubholz

15 N  utzungsklassen und zugehörige Holzfeuchten 16 bauphysikalische Kennwerte für Bauprodukte aus Laubholz 17 Wasser auf FSH Buche mit Schutzanstrich ­(Hydrophobierung) 18 temporärer Witterungsschutz eines Fachwerk­ trägers aus FSH Buche

Sperrhölzer lassen sich als Konstruk­tions­ material im Trockenbereich (technische Klasse EN 636-1: Nutzungsklasse 1; nicht wetterbeständige Verklebung; frühere Bezeichnung: BFU 20), im Feuchtbereich (technische Klasse EN 636-2: Nutzungs­ klasse 2, begrenzt wetterbeständige Ver­ klebung; frühere Bezeichnung: BFU 100) oder im Außenbereich (technische Klasse EN 636–3: Nutzungsklasse 3; wetterbe­ ständige bzw. begrenzt wasserfeste Ver­ klebung) einsetzen. Bei OSB-Platten sind nur die technischen Klassen 2 bis 4 nach EN 300 für tragen­ ­de Zwecke einsetzbar. OSB/2 darf nur im Trockenbereich (Nutzungsklasse 1), OSB/3 und OSB/4 dürfen auch im Feucht­ bereich (Nutzungsklasse 2) verwendet werden. Bei Einsatz von Holzwerkstoffen in den Nutzungsklassen 2 und 3 ist insbesondere beim großflächigen Einbau zu beachten, dass es durch Schwankun­gen der Luft­ feuchtigkeit bzw. durch direkte Feuchte­ einwirkung zu Quellun­gen kommen kann. Bei der Montage ist daher stets ein Abstand zwischen den Platten bzw. den Platten und dem angrenzenden Bauteil erforderlich. Vor der Montage muss eine Vorkonditio­ nierung von Holzwerkstoffplatten erfolgen. Dazu müssen diese wenige Tage unter den klimatischen Bedingungen des Mon­ tageorts gelagert werden. Diese Anpas­ sung an die Umgebungsfeuchte des späteren Installationsorts verhindert über­ mäßiges Schwinden und Quellen. Bei Kontakt mit Feuchtigkeit (in den Nut­ zungsklassen 2 und 3 oder auch bei kurzfristiger Bewitterung während der Bauphase) kann es bei den gerbstoff­ reichen Holzarten (z. B. Edelkastanie, Eiche, Eukalyptus) zu Auswaschungen von Holzinhaltsstoffen (z. B. Tannine) und in der Folge zu Fleckenbildung auf der Holz­oberfläche und auf umgeben­ den Bau­materialien, beispielsweise Sicht­ 18

mauerwerk oder hellen Putz- und Beton­ oberflächen, kommen. Daher ist bei ­entsprechender Exposition eine allsei­ tige Behand­lung mit sogenannten TanninBlockern (Öl, Lasur, Lack) empfehlens­ wert. Die Fes­tigkeit des Holzes wird durch die Fleckenbildung nicht beein­ trächtigt. Darüber hinaus ist die Korrosionsbean­ spruchung von Verbindungsmitteln zu beachten. Die Verwendung von geeig­ neten korrosionsfreien Stählen (z. B. Edel­ stahl A4) wird empfohlen (siehe auch DIN 1995-1-1/NA und Publikation des Holzabsatzfonds [3]).

17 Bauphysikalische Kennwerte

Für Nachweise des Feuchte-, Holz- und Brandschutzes für Bauprodukte aus Laub­ holz kann der Planer auf die in Abb. 16 aufgeführten Kennwerte zurückgreifen.

Dauerhaftigkeit Holz ist ein natürliches Material und unterliegt, wenn bestehende Regelungen nicht beachtet werden, unter bestimm­ ten Umge­bungs- bzw. Einbaubedingun­ gen Abbauprozessen durch Pilze und Insekten. Wichtige Parameter in diesem

41

19 D  auerhaftigkeitsklassen nach DIN EN 350:2016-12 mit Zuordnung von Holzarten sowie Gebrauchs­ klassen nach DIN 68 800-1:2011-10 für die Anwen­dung im konstruktiven Holzbau 20 Anwendungsbeispiele von Laubholz aufgrund seiner Dauerhaftigkeit a  Terrassenbelag aus Edelkastanie b  Fensterrahmen aus Eichenholz 21 gute Raumluftqualität im Innenraum

Zusam­menhang sind Holzart, Holz­ feuchte, Luftfeuchte und Lufttemperatur. Für eine Beurteilung, welche Holzart an welcher Stelle einer Konstruktion anzu­ wenden ist und ob außer baulichen auch zusätzliche Schutzmaßnahmen notwendig sind, spielen die Begriffe Gebrauchs­ klasse, Dauerhaftigkeitsklasse und Nut­ zungsklasse eine Rolle. Im Abschnitt „Anwendungshinweise“ (S. 39ff.) finden

sich weitere Hinweise zum Thema Holz­ schutz. Gebrauchsklassen

Gebrauchsklassen nach DIN 68 800-1: 2011-10 mit Bezugnahme auf DIN EN 335:2013-06 orientieren sich an der Holz­ feuchte von Bauteilen im eingebauten Zustand. Sie helfen bei der Einschät­ zung, ob und welche Schutzmaßnahmen

Holzart

Dauerhaftigkeitsklasse 1) DC 1 sehr dauerhaft

DC 2 dauerhaft

DC 4 wenig dauerhaft

DC 3 mäßig dauerhaft

DC 5 nicht dauerhaft

Ahorn

‡

Birke

‡

Buche

‡

Edelkastanie

‡

‡

Eiche

‡

‡‡

‡

‡‡

‡

Eukalyptus

‡

Pappel Gebrauchsklasse

ausreichend

1 Innenbereich, immer trocken

3.1 Außenbereich, ohne Erdkontakt, nicht abgedeckt, Befeuchtung möglich 3.2 Außenbereich, ohne Erdkontakt, nicht abgedeckt, Befeuchtung mit Wasseranreicherung möglich

ausrei­ chend

ausrei­ chend

ausrei­ chend

ausrei­ chend

ausrei­ chend

üblicherweise ausreichend 2)

üblicherweise üblicherweise ausreichend 2) ausreichend 3), 4)

üblicher­weise ausreichend 2)

üblicher­weise ausreichend 3), 4)

Das Splintholz aller Holzarten ist Dauerhaftigkeitsklasse 5 zuzuordnen. 2)  üblicherweise ausreichend, Schutzbehandlung bei bestimmten Gebrauchsbedingungen empfehlenswert 3)  üblicherweise ausreichend, Schutzbehandlung bei bestimmten Gebrauchsbedingungen notwendig 4)  Die Anwendung von mit Schutzmitteln behandelten Hölzern der Klassen DC 4 und DC 5 in GK 3.1 und GK 3.2 wird nicht empfohlen. ‡  nach Labor- oder Freilandprüfungen, die einen Einbau in die Erde simulieren ‡ nach Laborprüfungen zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit gegen holzzerstörende Basidiomyceten 19 ­(Ständerpilze) 1) 

42

Dauerhaftigkeitsklassen

Dauerhaftigkeitsklassen nach DIN EN 350:2016-12 spiegeln die natürliche Dauerhaftigkeit von Holzarten gegenüber holzzerstörenden Pilzen wider, die die wichtigste Gefährdungsquelle in Mittel­ europa darstellen. Die Zuordnung gibt dabei nur Richtwerte an, die in erster Linie dazu dienen, das Verhältnis der zu erwartenden Nutzungsdauern verschie­ dener Holzarten untereinander zu beurtei­ len. Die tatsächliche Nutzungsdauer ist entscheidend von der Einbausituation und den natürlichen Schwankungen der Holzeigenschaften abhängig. Der Planer wählt entsprechend der Gebrauchsklasse eines Bauteils die erforderliche Dauerhaf­ tigkeitsklasse aus.

‡‡

Die Dauerhaftigkeitsklasse ... ist für die Gebrauchsklasse ...

0 Innenbereich, immer trocken, Insektenschäden ausgeschlossen

2 Außenbereich, ohne Erdkontakt, abgedeckt, ­gelegentliche ­Befeuchtung möglich

erforderlich sind. Die Zuordnung eines Bauteils bzw. einer Konstruktion zu einer Gebrauchsklasse erfolgt durch den Planer.

Nutzungsklassen

Nutzungsklassen nach DIN EN 1995-1-1: 2010-12 definieren Umgebungsbedin­ gungen für Holzbauteile im eingebauten Zustand. Sie werden durch die Holz­ feuchte bestimmt, die sich über längere Zeitdauer bei der Nutzung aufgrund der gegebenen Luftfeuchte und Temperatur einstellt. Die einzelnen Tragwerke im ­Holzbau sind den Nutzungsklassen zu­­ geordnet. Dies hilft dem Planer bei der Berechnung von Holzbauteilen. Abb. 15 (S. 40) gibt einen Überblick mit näheren Beschreibungen der Nutzungsklassen. Zusammenhang

Für eine Zuordnung von Gebrauchsklas­ sen, Dauerhaftigkeitsklassen und Holz­ arten bietet Abb. 19 eine Übersicht. Dort lässt sich ablesen, in welcher Gebrauchs­ klasse mindestens welche Dauerhaftig­ keitsklasse der Hölzer erforderlich ist, wenn – wie im Regelfall üblich – auf eine

Bauprodukte aus Laubholz

chemische Schutzbehandlung des Hol­ zes verzichtet wird. Die Einbeziehung der Gebrauchsklassen 4 und 5 fehlt, da diese für den konstruktiven Holzbau keine Rele­ vanz aufweisen.

Emissionen Holz enthält generell wenige natürliche flüchtige organische Bestandteile (engl. VOC – Volatile Organic Compounds), Laubhölzer enthalten in der Regel noch deutlich weniger als Nadelhölzer. VOC setzen sich aus einer hohen Anzahl von Substanzen zusammen, die zu den Klas­ sen der Terpene, Aldehyde, Ketone, Alkane, Karbonsäuren und anderen gehö­ ren. Terpen­emissionen (Geruch frisch ein­ geschnittener Nadelhölzer) spielen bei Laubholz kaum eine Rolle, es kommen eher Aldehyde (z. B. Formaldehyd) und Karbon­säuren (z. B. Essigsäure) in sehr geringen Mengen vor. Die meisten Kenn­ werte liegen in einem Bereich, der sich bei ­Verwendung von analytischen Routi­ nemethoden an der Grenze der Messbar­ keit bewegt. Insgesamt sind nach heuti­ gem Erkenntnisstand bei sachgerechter Anwen­dung keine gesundheitlichen Schäden und Beeinträchtigungen durch Emissio­nen von Bauprodukten aus Laub­ holz zu erwarten. Hinsichtlich der Formaldehydabgabe gilt Folgendes: Getrocknete Massivhölzer emittieren nur sehr geringe Mengen. So beträgt etwa die Abgabe von Eiche und Buche 0,004 ppm bzw. 0,003 ppm [4]. ­Bei geklebten Laubholzprodukten geben Aminoplast-Klebstoffe (UF, MUF) und Phenoplast-Klebstoffe (PF, PRF) ebenfalls nur sehr geringe Mengen Formaldehyd ab. Alle Produkte halten die Emissions­ klasse E1 (0,1 ppm bzw. 124 μg/m3) nach DIBt-Richtlinie 100 bzw. den entsprechen­ den Produkt­nor­men ein, was gleichzeitig den Auflagen der Chemikalienverbotsver­

ordnung entspricht. Teilweise liegen auch genauere Werte aus Mess- oder Prüf­ berichten vor. So weist mit MUF-Klebstoff hergestelltes VIGAM-Eichen-Brettschicht­ holz (20 mm Lamellenstärke) laut Mate­ rialkennwertprüfung eine Formaldehyd­ emission von nur 0,025 mg/m3 bzw. 0,02 ppm auf. Mit PF-Klebstoff erzeugte Produkte weisen folgende Emissions­ werte auf: Furnier­schicht­holz aus Buche