Bauphysik–Kalender 2022 – Schwerpunkt: Holzbau

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Die aktuelle Ausgabe des Bauphysik-Kalenders behandelt das gesamte bauphysikalische Themenspektrum rund um den Holzbau, welcher seit einigen Jahren eine wachsende Aufmerksamkeit erhält. Die Bauweise zeichnet sich durch geringes Gewicht und kurze Bauzeiten aufgrund der Vorfertigung aus. Energetisch optimierte Holzkonstruktionen mit großen Dämmstoffdicken sind im Holzrahmenbau und Holztafelbau möglich. Im Fokus dieses gewachsenen Interesses steht außerdem die Anwendung des nachwachsenden Rohstoffes Holz, weil das gebundene CO2 aus der Wachstumsphase im Gebäude gespeichert bleibt und ein relativ geringer Einsatz von Energie bei der Herstellung nötig ist. Damit dieser Vorteil gegenüber den Massivbauweisen mit Beton bzw. Mauerwerk tatsächlich zum Tragen kommt, muss die Lebensdauer der Gebäude und Bauwerke in Holzbauweise vergleichbar lang sein. Für die höheren Gebäudeklassen kommt hierbei den bauphysikalischen Aspekten eine entscheidende Rolle zu: Feuchteschutz, Wärmeschutz, Brandschutz müssen die Dauerhaftigkeit der Konstruktion sichern und, zusammen mit dem Schallschutz, die hochwertige Nutzung gewährleisten. Der Einsatz von Naturfaserdämmstoffen zu diesen Zwecken wird gemeinsam mit dem Holzbau ebenfalls attraktiver. Der neue Bauphysik-Kalender 2022 bietet eine solide Arbeitsgrundlage und ein verlässliches aktuelles Nachschlagewerk für die Planung in Neubau und Bestand, alle Kapitel bewegen sich nahe an der Ingenieurpraxis. Das Buch enthält Planungshinweise, Konzepte und Praxisbeispiele für energieeffizientes, schadenfreies, nachhaltiges Bauen mit Holz. Cover Titelseite Copyrightseite Vorwort Inhaltsübersicht Autor:innenverzeichnis A Allgemeines und Normung A 1 Feuchteschutz im Holzbau – Hintergründe und aktuelle Regeln der Technik Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Relevante hygrothermische Beanspruchungen und deren Auswirkungen 2.1 Ursachen für hygrothermische Beanspruchungen 2.1.1 Raumseitige Temperatur- und Feuchtebeanspruchungen 2.1.2 Außenseitige Temperatur- und Feuchtebeanspruchungen 2.1.3 Solare Einstrahlung 2.1.4 Schlagregen 2.1.5 Umkehrdiffusion durch Sonneneinstrahlung nach Regen (Solar Vapour Drive) 2.1.6 Dampfkonvektion durch Undichtheiten in Außenbauteilen infolge von Luftdruckdifferenzen 2.1.7 Anfangsfeuchte 2.1.8 Leitungswasserschäden 2.2 Auswirkungen von Temperatur- und Feuchtebeanspruchungen 2.2.1 Feuchtebedingte Erhöhung des Wärmedurchgangs 2.2.2 Schimmel und holzzerstörende Pilze 2.2.3 Korrosion von metallischen Verbindungen und Befestigungsmitteln 2.2.4 Hygrothermisch verursachtes Quell- und Schwindverhalten 3 Feuchteschutzbemessung anhand von Normen und Richtlinien 3.1 Klimabedingter Feuchteschutz nach DIN 4108-3:2018-10 3.1.1 Nachweisfreie Konstruktionen 3.1.1.1 Holzfachwerkwände 3.1.1.2 Dächer in Holzbauweise 3.1.2 Nachweis mithilfe des Periodenbilanzverfahrens nach Glaser 3.1.3 Feuchteschutznachweis durch hygrothermische Simulation 3.2 Grundlagen, Normen und Richtlinien zur hygrothermischen Simulation 3.2.1 Materialkennwerte für Holz und Holzwerkstoffe 3.2.1.1 Feuchtespeicherung 3.2.1.2 Feuchtetransport dampfförmig und flüssig 3.2.1.3 Diffusionswiderstand 3.2.1.4 Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität 3.2.1.5 Generische Datensätze für Holzwerkstoffe 3.2.2 Rand- und Anfangsbedingungen 3.2.2.1 Außenklimabedingungen 3.2.2.2 Raumklima 3.2.2.3 Anfangsbedingungen 3.2.3 Wärme- und Feuchteübergang 3.2.4 Hilfsmodelle zur vereinfachten Berücksichtigung spezieller hygrothermischer Effekte 3.2.4.1 Berücksichtigung von Konvektionseffekten 3.2.4.2 Berücksichtigung von Regenwasserpenetration 3.2.5 Simulationsergebnisse und deren Interpretation 3.2.5.1 Feuchtebilanz 3.2.5.2 Relevante Bewertungskriterien für den Holzbau 3.2.5.3 Feuchteverhältnisse an den Oberflächen 3.2.5.4 Holzfeuchte 3.2.5.5 Holzwerkstofffeuchte 3.2.5.6 Tauwasserbildung innerhalb des Bauteils 3.2.5.7 Wassergehaltsgrenzwerte für mineralische Baustoffe 3.3 Feuchteschutz nach Holzschutznorm DIN 68800-2 3.3.1 Berücksichtigung und Gründe für eine Trocknungsreserve 3.3.2 Hygrothermische Simulation für außen dampfdichte Bauteile 3.4 Regeln für die hygrothermische Simulation von Holzbauteilen nach WTA 3.4.1 Verschattung 3.4.2 Bewertung von Holz durch die Porenluft- und Holzfeuchte 3.4.3 Bewertung von Holzwerkstoffen durch Materialfeuchte 4 Schlussfolgerungen und Ausblick 5 Literatur B Materialtechnische Grundlagen B 1 Dämmstoffe im Bauwesen Inhaltsverzeichnis 1 Physikalische Grundlagen 1.1 Wärmeschutz 1.1.1 Wärmeleitfähigkeit λ 1.1.2 Wärmedurchlasswiderstand R 1.1.3 Spezifische Wärmekapazität c 1.1.4 Temperaturleitzahl a 1.1.5 Physik der Wärmedämmung 1.2 Feuchteschutz 1.2.1 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ 1.2.2 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke sd 1.2.3 Auswahl der Wasserdampf- Diffusionswiderstandszahl μ für den Nachweis nach Glaser 1.3 Schallschutz 1.3.1 Schallabsorptionsgrad 1.3.2 Schallabsorptionsfläche A 1.3.3 Längenbezogener Strömungswiderstand r 1.3.4 Dynamische Steifigkeit s' 1.3.5 Dynamischer Elastizitätsmodul EDyn 1.4 Brandschutz 1.4.1 Baustoffklassen nach DIN 4102-1 1.4.2 Benennung des Brandverhaltens nach DIN EN 13501-1 1.5 Rohdichte 2 Dämmstoffe im Bauwesen 2.1 Dämmstoffübersicht 2.2 Aspekte für die Auswahl von Dämmstoffen 2.2.1 Baukonstruktive Aspekte 2.2.2 Bauphysikalische Aspekte 2.2.3 Ökologische Aspekte 2.2.4 Ökonomische Aspekte 2.3 Zusatzstoffe 2.3.1 Treibmittel 2.3.2 Bindemittel 2.3.3 Stützfasern 2.3.4 Zusätze für Brand- und Feuchteschutz 2.4 Entwicklung der Dämmschichtdicken in Dach und Wand in den europäischen Ländern 3 Beschreibung von Dämmstoffen 3.1 Aerogel 3.1.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.1.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.1.3 Charakteristische Kenngrößen „Aerogel“ 3.1.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.2 Baumwolle 3.2.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.2.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.2.3 Charakteristische Kenngrößen „Baumwolle“ 3.2.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.3 Blähglas 3.3.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.3.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.3.3 Charakteristische Kenngrößen „Blähglas“ 3.3.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.4 Blähton 3.4.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.4.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.4.3 Charakteristische Kenngrößen „Blähton“ 3.4.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.5 Flachs 3.5.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.5.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.5.3 Charakteristische Kenngrößen „Flachs“ 3.5.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.6 Getreidegranulat 3.6.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.6.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.6.3 Charakteristische Kenngrößen „Getreidegranulat“ 3.6.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.7 Hanf 3.7.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.7.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.7.3 Charakteristische Kenngrößen „Hanf“ 3.7.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.8 Holzfaser 3.8.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.8.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.8.3 Charakteristische Kenngrößen „Holzfaser“ 3.8.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.9 Holzwolle-Leichtbauplatten und Holzwolle-Mehrschichtplatten 3.9.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.9.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.9.3 Charakteristische Kenngrößen „HWL“ 3.9.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.10 Kalziumsilikat 3.10.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.10.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.10.3 Charakteristische Kenngrößen „Kalziumsilikat“ 3.10.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.11 Kokos 3.11.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.11.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.11.3 Charakteristische Kenngrößen „Kokos“ 3.11.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.12 Kork 3.12.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.12.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.12.3 Charakteristische Kenngrößen „Kork“ 3.12.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.13 Melaminharzschaum 3.13.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.13.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.13.3 Charakteristische Kenngrößen „Melaminharz“ 3.13.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.14 Mineralschaum 3.14.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.14.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.14.3 Charakteristische Kenngrößen „Mineralschaum“ 3.14.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.15 Mineralwolle 3.15.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.15.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.15.3 Charakteristische Kenngrößen „Mineralwolle“ 3.15.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.16 Perlite 3.16.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.16.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.16.3 Charakteristische Kenngrößen „Perlite“ 3.16.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.17 Phenolharz 3.17.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.17.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.17.3 Charakteristische Kenngrößen „Phenolharz“ 3.17.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.18 Polyesterfaser 3.18.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.18.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.18.3 Charakteristische Kenngrößen „Polyesterfaser“ 3.18.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.19 Polystyrol, expandiert (EPS) 3.19.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.19.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.19.3 Charakteristische Kenngrößen „EPS“ 3.19.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.20 Polystyrol, extrudiert (XPS) 3.20.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.20.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.20.3 Charakteristische Kenngrößen „XPS“ 3.20.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.21 Polyurethan (PUR, Hartschaum und Ortschaum) 3.21.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.21.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.21.3 Charakteristische Kenngrößen „PUR“ 3.21.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.22 Pyrogene Kieselsäure 3.22.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.22.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.22.3 Charakteristische Kenngrößen „Pyrogene Kieselsäure“ 3.22.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.23 Schafwolle 3.23.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.23.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.23.3 Charakteristische Kenngrößen „Schafwolle“ 3.23.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.24 Schaumglas 3.24.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.24.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.24.3 Charakteristische Kenngrößen „Schaumglas“ 3.24.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.25 Schilfrohr 3.25.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.25.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.25.3 Charakteristische Kenngrößen „Schilfrohr“ 3.25.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.26 Seegras 3.26.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.26.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.26.3 Charakteristische Kenngrößen „Seegras“ 3.26.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.27 Stroh 3.27.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.27.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.27.3 Charakteristische Kenngrößen „Stroh“ 3.27.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.28 Transparente Wärmedämmung 3.28.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.28.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.28.3 Charakteristische Kenngrößen „TWD“ 3.28.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.29 Vacuum Insulating Sandwich (VIS) 3.29.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.29.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.29.3 Charakteristische Kenngrößen „VIS“ 3.29.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.30 Vakuumisolationspaneele (VIP) 3.30.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.30.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.30.3 Charakteristische Kenngrößen „VIP“ 3.30.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.31 Vermiculite 3.31.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.31.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.31.3 Charakteristische Kenngrößen „Vermiculite“ 3.31.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.32 Zellelastomere 3.32.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.32.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.32.3 Charakteristische Kenngrößen „Zellelastomere“ 3.32.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 3.33 Zellulose 3.33.1 Herstellung und Hintergrundinformationen 3.33.2 Anwendungsbereiche und Verarbeitung 3.33.3 Charakteristische Kenngrößen „Zellulose“ 3.33.4 Gesundheitliche und ökologische Aspekte 4 Literatur B Materialtechnische Grundlagen B 2 Naturfaserdämmstoffe Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Rohstoffe 2.1 Forstwirtschaft 2.1.1 Nadelholzfasern 2.1.2 Nadelholzspäne 2.1.3 Holzwolle 2.1.4 Kork 2.2 Landwirtschaft 2.2.1 Flachs 2.2.2 Hanf 2.2.3 Schilf/Reet 2.2.4 Stroh 2.2.5 Wiesengras/Wiesengras-Zellulose 2.3 Sonstige 2.3.1 Seegras 2.3.2 Zellulose 2.3.3 Schafwolle 3 Dämmstoffe 4 Anwendungen 5 Bauphysik 5.1 Feuchteschutz 5.2 Wärmeschutz 5.3 Brandschutz 5.4 Schallschutz 6 Literatur B Materialtechnische Grundlagen B 3 Bauprodukte aus Rinde Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Baumrinde – allgemeine Eigenschaften 2.1 Anatomie der Baumrinde 2.2 Chemische Zusammensetzung von Baumrinde 2.3 Tannine 2.3.1 Tannin-basierte Klebstoffe 2.3.2 Tannin-basierte Schäume 3 Vorbereitung des Rohstoffes 3.1 Entrindungsmethoden 3.1.1 Trommelentrindung 3.1.2 Cradle-Entrindung 3.1.3 Fräskopfentrindung (Rosserkopfentrindung) 3.1.4 Kettenschlagentrinder 3.1.5 Hochdruck-Wasserstrahl-Entrindung 3.1.6 Kompressionsentrinder 3.1.7 Bio-Entrindung 3.2 Zerkleinern der Rinde 3.3 Sichtung der Rindenpartikel 3.4 Trocknung der Rinde 4 Produkte aus Baumrinde 4.1 Spanplatten aus Baumrinde 4.2 Mitteldichte Faserplatten mit Baumrinde 4.3 Oriented Strand Boards 4.4 Dämmplatten aus Rinde 4.5 Dekorative und Dämmplatten aus Baumrinde mit geringem Formaldehydgehalt 4.6 Rinde-Ton-Verbundwerkstoffe mit feuerhemmenden Eigenschaften 4.7 Verbundplatten aus Baumrinde und deren Schallabsorptionsvermögen 4.8 The “living wall” – decorative bark-based panels 5 Kork 5.1 Die Makrostruktur von Kork 5.2 Die Mikrostruktur von Kork 5.3 Eigenschaften von Kork 6 Produkte auf Korkbasis 6.1 Agglomerierte Korkverbundwerkstoffe 6.2 Expandierte Korkagglomerate 6.3 Kork-Kautschuk-Verbundwerkstoffe 6.4 Kork-Sandwich-Verbundwerkstoffe 6.5 Kork-Mineralien-Verbundwerkstoffe 6.6 Korkböden und Wandverkleidungen 6.7 Umweltaspekte von Korkprodukten 7 Literatur C Nachweisverfahren C 1 Energetisch optimierte Holzkonstruktionen Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 Anforderungen und Regelwerke 3 Bauweisen und Konstruktion 3.1 Typische Merkmale und Vorteile der Holzbauweise 3.2 Blockbauweise 3.2.1 Klassische Blockbauweise 3.2.2 Moderne Blockhäuser 3.2.3 Abdichtung der Fugen 3.2.4 Vorfertigung und Güteüberwachung 3.2.5 Sonstige Massivholzbauweisen 3.3 Holzrahmenbau und Holztafelbau 3.3.1 Konstruktionsprinzip 3.3.2 Entwurfsgrundlagen und Rastermaß 3.3.3 Vorteile der Holztafelbauweise 3.3.4 Güteüberwachung 3.4 Holzskelettbau 4 Energetische Ausbildung von Baukörper und Bauteilen 4.1 Einflussgrößen auf den Energiebedarf von Gebäuden 4.2 Baukörper und Grundstück 4.3 Bauteile 4.3.1 Dach 4.3.2 Außenwände 4.3.3 Fenster und Verglasungen 4.3.4 Unterer Gebäudeabschluss (Bodenplatte und Kellerdecke) 4.3.5 Bauteile zu unbeheizten Räumen 4.4 Sonstige Anforderungen 5 Anschlüsse und Details 5.1 Wärmebrücken 5.2 Luftdichtheit 5.3 Ausgewählte Anschlüsse und Details 6 Sommerlicher Wärmeschutz 6.1 Gebäudestandort und Ausrichtung des Gebäudes 6.2 Fenster 6.3 Sonnenschutzmaßnahmen 6.4 Lüftung und passive Kühlung 6.5 Interne Wärmequellen 6.6 Wirksame Wärmespeicherfähigkeit 7 Anlagensysteme 7.1 Heizungsanlage 7.2 Trinkwarmwasser 7.3 Solarthermieanlage 7.4 Lüftungsanlage 7.5 Sonstige Anlagenkomponenten 8 Zusammenfassung 9 Literatur C Nachweisverfahren C 2 Dokumentation einer Energiebilanz nach DIN/TS 18599 Beiblatt 3 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 Entstehungshistorie 2.1 Das Beiblatt von 2015 2.2 Förderprojekt BMU und DIBt 2.3 Projektgruppe und Arbeitstreffen 2.4 Überführung in ein Normungsvorhaben 3 Struktur des Beiblattes 3.1 Gliederung der Dokumentation 3.2 Allgemeine Festlegungen 3.3 Erläuterungstext und Zielgruppe 4 Beispielprojekt mit Dokumentation 4.1 Vorstellung des Bürogebäudes mit Zonen und Versorgung 4.2 Dokumentation der Verfahren und Randbedingungen 4.3 Dokumentation der Nutzung und Konditionierung 4.4 Dokumentation der Gebäudegeometrie und Qualitäten der Bauteile 4.5 Dokumentation von Heizwärme- und Kühlbedarf 4.6 Dokumentation der RLT- und Lüftungsanlagen 4.7 Dokumentation der statischen Heizsysteme 4.7.1 Wärmeübergabe 4.7.2 Wärmeverteilung 4.7.3 Wärmespeicherung 4.7.4 Wärmeerzeugung 4.8 Dokumentation der Beleuchtung 4.9 Dokumentation der Stromerzeugung 5 Fazit und Ausblick 6 Dank 7 Literatur C Nachweisverfahren C 3 Erfassen der Feuchtespeicherung in Holz und Potenzial für Messsysteme zur Bauwerksüberwachung Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Feuchtetransport in Vollholz und Holzwerkstoffen 2.1 Feuchteaufnahme durch Sorption 2.1.1 Chemisorption 2.1.2 Physisorption 2.1.3 Kapillarkondensation 2.2 Kapillare Wasseraufnahme 2.3 Flüssigkeitstransport im Holz 2.4 Einflüsse auf die Wasseraufnahme 2.4.1 Änderungen des Umgebungsklimas 2.4.2 Unterschiede aufgrund der Holzstruktur 2.4.3 Einfluss von Verklebungen und Beschichtungen 2.5 Berechnung der Holzfeuchteverteilung 2.5.1 Feuchteaufnahme aus der Luft 2.5.2 Feuchtetransport im Holz 3 Ermittlung der Holzfeuchte über den elektrischen Widerstand 3.1 Feuchte 3.1.1 Temperatur 3.1.2 Holzeigenschaften 3.1.3 Prüfkörperform 3.1.4 Faserrichtung 3.1.5 Feuchteverteilung im Holz 3.1.6 Elektroden und Widerstandsmessgerät 3.2 Kalibrierung von zwei Hygrometern 3.2.1 Versuchsaufbau 3.2.2 Referenzmessungen 3.2.3 Ergebnisse der Versuchsreihe A 3.2.4 Ergebnisse der Versuchsreihe B 3.2.5 Aufwand der Kalibrierung 4 Holzfeuchtebestimmung über Sorptionskurven im Gebäudemonitoring 4.1 Versuchsaufbau und Ergebnisse 4.2 Kalibrierung und Genauigkeit 4.3 Mögliche Einbauvarianten 4.4 Anwendungsbereiche 5 Fazit und Ausblick 5.1 Genauigkeit des Sensors 5.2 Sensitivität und Ansprechverhalten 6 Literatur C Nachweisverfahren C 4 Rechnerische Simulation zeitlicher Holzfeuchteverläufe im Vergleich zu langjährigen Messreihen Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Motivation 2 Physikalische Grundlagen 2.1 Feuchte- und Wärmespeicherung 2.1.1 Feuchtespeicherung 2.1.2 Wärmespeicherung 2.2 Transportvorgänge 2.2.1 Feuchtetransport 2.2.2 Wärmetransport 2.2.3 Gekoppelter Wärme-Feuchte-Transport 3 Materialmodell 3.1 Materialspezifische Kennwerte für den Baustoff Holz 3.1.1 Allgemeine und thermische Kennwerte 3.1.2 Hygrische Materialparameter 3.2 Anpassung des Materialmodells 3.2.1 Ergänzende Versuche 3.2.2 Parameterstudie 4 Klimadaten 4.1 Einfluss der Messfrequenz 4.2 Einfluss des Messzeitpunktes 4.3 Einfluss der Datenquelle 4.3.1 Anpassung der Außenklima-Daten 4.3.2 Ergebnisse der Simulationen aus den Klimadaten 5 Vergleich der Simulationen mit den gemessenen Langzeitwerten 6 Fazit 7 Literatur C Nachweisverfahren C 5 Schallschutz im Holzbau Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Schallprüfungen, Begriffsdefinitionen 1.2 Schalldämmung zwischen Räumen in Gebäuden 1.2.1 Luftschalldämmung 1.2.2 Trittschalldämmung 1.3 Nationale Anforderungen, DIN 4109 1.4 Grundlagen der Bauakustik 1.4.1 Massegesetz 1.4.2 Koinzidenzfrequenz 1.4.3 Platten-Eigenfrequenz 1.4.4 Masse-Feder-Masse Resonanz 1.4.5 Entkopplung 1.4.6 Dämpfung/Schallabsorption 2 Holzdecken 2.1 Konstruktionsregeln 2.1.1 Estrichaufbauten 2.1.2 Rohdeckenbeschwerungen 2.1.3 Schwingungstilger 2.1.4 Tragstruktur und Dämmung im Balkenzwischenraum 2.1.5 Unterdecken 2.1.6 Gehbeläge 2.2 Konstruktive Optimierung von Holzdecken 2.2.1 Einfluss von Estrichaufbauten 2.2.2 Einfluss durch Rohdeckenbeschwerung 2.2.3 Verbesserung durch federnd abgehängte Unterdecke 2.3 Bauteilsammlung für Holzdecken 2.4 Flankenübertragung 2.4.1 Flankenübertragung bei vertikaler Trittschallübertragung 2.4.2 Flankenübertragung bei vertikaler Luftschallübertragung 2.4.3 Horizontale Flankenübertragung von Decke und Boden 2.4.4 Massivholzelemente als flankierende Bauteile 2.5 Berechnungsbeispiel und Genauigkeit des K1, K2-Verfahrens für die Trittschalldämmung 2.6 Berechnungsbeispiel und Genauigkeit des differenzierten Berechnungsverfahrens 2.7 Schalldämmung der Decken bei tiefen Frequenzen 2.8 Hinweise zur Bauausführung 3 Wände in Holzbauweise 3.1 Konstruktive Details von Wandkonstruktionen 3.1.1 Holzständerkonstruktionen 3.1.2 Massivholzkonstruktionen 3.2 Holzwände in unterschiedlichen Anwendungsbereichen 3.2.1 Innenwände 3.2.2 Außenwände 3.2.3 Gebäudetrennwände in Holzbauweise 3.2.4 Flankenschalldämmung von Holzständerwänden 3.2.5 Flankenschalldämmung von Massivholzwänden 3.2.6 Bauteilsammlung für Holzwände 3.3 Berechnungsbeispiel 3.4 Genauigkeit des Prognoseverfahrens 3.5 Schalldämmung von Holzwänden bei tiefen Frequenzen 3.5.1 Anwendung für Gebäudetrennwände 3.5.2 Anwendung für Außenwände 4 Dächer 4.1 Steildachkonstruktionen 4.1.1 Steildächer mit Zwischensparrendämmung 4.1.2 Steildächer mit Aufsparrendämmung 4.1.3 Trennwandanschluss an Steildächer 4.1.4 Transmissionsschalldämmung von Steildächern 4.1.5 Flankenschalldämmung von Steildächern 4.2 Flachdachkonstruktionen 4.2.1 Einfluss der Dämmung bei Flachdächern 4.2.2 Abdichtung, Dachdeckung und Gehbelag 4.2.3 Unterdecke und raumseitige Bekleidung 4.3 Bauteilsammlung für Steildächer 4.4 Bauteilsammlung für Flachdächer 4.5 Schalldämmung von Steildächern bei tiefen Frequenzen 4.6 Hinweise zur Bauausführung 5 Treppen in Reihenhäusern in Holzbauweise 5.1 Stahl-Holz-Treppen 5.2 Massivholz-Treppen 5.3 Einfluss der Trennwand auf die Trittschalldämmung der Treppe 5.4 Verbesserung der Trittschalldämmung von Treppen 6 Literatur C Nachweisverfahren C 6 Entwicklung und experimentelle Untersuchung einer neuartigen Holzleichtbauwand für Schulen Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Akustische Grundlagen 2.1 Schall und Schalldruckpegel 2.2 Raumakustik 2.3 Bauakustik 2.4 Resonanzfrequenz und Koinzidenzgrenzfrequenz 3 Normative Anforderungen der DIN 4109 an Leichtbautrennwände 3.1 Mindestanforderungen und erhöhte Anforderungen nach DIN 4109 3.2 Rechnerische Nachweisverfahren für Leichtbautrennwände nach DIN 4109-2 3.3 Daten für die rechnerischen Nachweisverfahren 3.3.1 Daten für Metallständerwände 3.3.2 Daten für Holztafelwände 4 Normative Vorgaben für experimentelle Untersuchungen im Labor 4.1 Normative Anforderungen an einen akustischen Wandprüfstand 4.2 Anforderungen an das Messequipment 4.3 Kontrolle der Umgebungsbedingungen und des Hintergrundgeräuschpegels 4.4 Experimentelle Messung der Nachhallzeit 4.5 Experimentelle Messung des Schalldämm-Maßes 5 Entwicklung einer Holzleichtbauwand 5.1 Entwicklungsziele und Projektpartner 5.2 Simulationstechnische Prognose des Schalldämm-Maßes 5.3 Prognose des bewerteten Bauschalldämm-Maßes nach DIN 4109 5.4 Entwicklung von Prototypvarianten 5.5 Experimentelle Untersuchung im Wandprüfstand 5.6 Auswertung der Labormessungen 5.6.1 Bau- und Raumakustische Eigenschaften 5.6.2 Vergleich zwischen den Prototypvarianten 5.6.3 Vergleich mit anderen Trennwänden 6 Zusammenfassung und Fazit 7 Literatur C Nachweisverfahren C 7 Luftdichtheit in Planung, Ausführung und Messung Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Antriebskräfte, die Luftströmungen durch Lecks bewirken 3 Gründe für eine luftdichte Gebäudehülle 3.1 Funktion von Lüftungsanlagen sicherstellen 3.2 Bauschäden durch konvektiven Feuchteeintrag vermeiden 4 Überprüfung der Gebäudehülle mit einer Luftdurchlässigkeits-messung (Blower-Door-Messung) 5 Luftdichtheitskonzept: Der erfolgreiche Weg zur vereinbarten Luftdichtheit 5.1 Luftdichtheit bei der energetischen Sanierung 5.2 Luftdichtheitskonzept bei der Sanierung von kleinen Wohnungsbauten 5.2.1 Grobkonzept 5.2.2 Hinweise: Einbindung haustechnischer Anlagen 5.2.3 Relevante Details 5.2.4 Detailplanung 5.2.5 Angebotsanfrage, Ausschreibung 5.2.6 Gewerkeübergreifendes Koordinierungsgespräch 5.2.7 Überprüfung der Ausführung 5.3 Luftdichtheitskonzept im Neubau 5.4 Luftdichtheitskonzept bei großen Gebäuden 5.4.1 Detailplanung 5.4.2 Detailoptimierung mittels Luftdichtheitstest in einem Musterraum 5.4.3 Eigenüberwachung der Luftdichtheitsebene 5.4.4 Schlussmessung im fertiggestellten Gebäude 6 Arten von Luftleckagen 7 Messzeitpunkt 7.1 Messung am Bestandsgebäude 7.2 Messung bzw. Untersuchung während Bauprozess 7.3 Schlussmessung 7.4 Messung nach einigen Betriebsjahren 8 Luftdurchlässigkeitsmessung nach DIN EN ISO 9972: 2018-12 8.1 Grenzwerte für kleine Gebäude ( 1500 m3) 8.2.1 Ermittlung der Hüllfläche AE 8.3 Schlussmessungen 8.3.1 Messzeitpunkt 8.3.2 Die Luftdichtheitsschicht ist überdeckt – das Gebäude ist fertiggestellt 8.3.2.1 Leckageortung 8.4 Der Messablauf 8.5 Luftdurchlässigkeitsmessung in Mehrfamilien- und Laubenganghäusern 8.6 Blower-Door-Messung bei großen Gebäuden 8.6.1 Festlegung des Prüfumfangs 8.6.2 Preiskalkulation der Blower-Door-Messung 8.6.3 Nachströmwege der Luft zu den Blower-Door-Messgeräten 8.6.4 Baubegehung vor der Messung 8.6.5 Vorbereitung der Messung 8.6.6 Gebäuderundgang 8.6.7 Messung – Aufnahme der Messreihen 8.6.8 Beispiele von Messungen an großen Gebäuden 8.7 Messung hoher Gebäude 9 Beurteilung von Luftleckagen in der Luftdichtheitsebene 10 Literatur Weiterführende Literatur C Nachweisverfahren C 8 Zerstörungsfreie/-arme Prüfmethoden für Bestandsuntersuchungen im Holzbau: Wellenbasierte Methoden – Stand der Technik und Untersuchungsergebnisse Inhaltsverzeichnis 1 Theoretische Grundlagen 1.1 Physikalische Grundlagen – Wellen 1.1.1 Mechanische Wellen 1.1.2 Elektromagnetische Wellen 1.2 Grundlagen zum Baustoff Holz 1.2.1 Holzanatomie 1.2.1.1 Struktur und Aufbau 1.2.1.2 Eigenschaften des Holzes 1.2.1.3 Strukturveränderungen 1.2.1.4 Pilze und Mikroorganismen 1.2.1.5 Insekten und Meeresorganismen 1.3 Schlussfolge 2 Wellenbasierte zerstörungsfreie Baustoffprüfmethoden für Holz 2.1 Radar 2.1.1 Grundlagen der Radartechnik 2.1.2 Physikalisches Messprinzip 2.1.3 Holzspezifische Einflüsse auf Radarmessungen 2.1.4 Aussagekraft über mechanische Eigenschaften 2.2 Terahertz-Strahlung 2.2.1 Grundlagen der Terahertz-Strahlungstechnik 2.2.2 Physikalisches Messprinzip 2.2.3 Holzspezifische Einflüsse auf Terahertz-Strahlungsmessungen 2.2.4 Aussagekraft über die mechanischen Eigenschaften 2.3 Schallwellenbasierte Messsysteme 2.3.1 Grundlagen der Schalltechnik 2.3.2 Physikalisches Messprinzip 2.3.3 Holzspezifische Einflüsse auf Terahertz-Strahlungsmessungen 2.3.4 Aussagekraft über mechanische Eigenschaften 3 Experimentelle Ergebnisse zum Einfluss der Holzmerkmale auf die Schallgeschwindigkeit 3.1 Problembeschreibung 3.2 Methode 3.3 Materialien und Sortierung 3.3.1 Geometrie 3.3.2 Sortierung der Proben 3.4 Messung der Proben 3.5 Auswertung der Versuchsergebnisse 3.5.1 Fichtenholz 3.5.2 Eichenholz 3.5.3 Zusammensetzung von bereichsweise ermittelten Schallwellengeschwindigkeiten 3.6 E-Modul 3.6.1 Fichtenholz 3.6.2 Eichenholz 3.6.3 Schädigungstabellen 4 Anwendungsbeispiel in der Praxis 4.1 Einteilung der Messreihen auf der Balkenunterseite 4.2 Bestimmung der Roh-, Darrdichte und Holzfeuchte 4.3 Berechnung der Schallwellengeschwindigkeit und E-Modul 4.4 Korrektur der Schallwellengeschwindigkeit 4.5 Bewertung des Holzzustands 4.6 Bewertung der Tragfähigkeit über den dynamischen E-Modul 4.7 Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse 5 Schlussfolgerung und Ausblick 6 Literatur C Nachweisverfahren C 9 Berechnungsverfahren von Holzrahmenbauteilen mit brandschutztechnischer raumabschließender Funktion Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Grundlagen 2.1 Brandschutz 2.2 Holzbau 3 Additive Berechnungsverfahren 3.1 Additive Berechnungsverfahren 3.1.1 Britisches Berechnungsverfahren 3.1.2 Kanadisches Verfahren 3.1.3 Dänisches Verfahren 3.2 Verfahren nach Joakim Norén 4 Aktuelle, europäische additive Berechnungsverfahren 4.1 Verfahren nach DIN EN 1995-1-2:2010 Anhang E 4.2 Component Additive Method 4.3 Berechnungsverfahren nach DIN ENV 1995-1-2 5 Anwendung in der Praxis 6 Untersuchungen zu additiven Berechnungsverfahren 6.1 Hintergrund 6.2 Brandversuche 6.2.1 Versuchsaufbau Brandversuche 6.2.2 Ergebnisauswertung Brandversuche 6.3 Berechnungsverfahren 6.3.1 Nach DIN EN 1995-1-2 Anhang E 6.3.2 Nach Component Additive Method 6.3.3 Ergebnisauswertung Berechnungsverfahren 6.4 Simulationen 6.4.1 Modulbeschreibung 6.4.2 Simulationsergebnisse 6.5 Auswertung der Ergebnisse 7 Weitere Schritte und Ausblick 8 Fazit 9 Literatur D Konstruktive Ausbildung/Ausführungsplanung D 1 Aufstockungen von Bestandsbauten Inhaltsverzeichnis 1 Aufstockungen – Allgemeines 2 Bestandsgebäude 2.1 Potenzial verschiedener Bestandsgebäude für Aufstockungen 2.2 Eigenschaften von Bestandsgebäuden 3 Anforderungen an Aufstockungen 3.1 Wärmeschutz nach GEG 3.1.1 Winterlicher Wärmeschutz 3.1.2 Sommerlicher Wärmeschutz 3.2 Feuchteschutz 3.3 Schallschutz 3.4 Brandschutz 4 Anschlusssituationen 4.1 Allgemeine Hinweise 4.2 Planungsaufwand von Anschlussdetails 4.3 Außenwand Aufstockung/Bestand 4.4 Loggien und Balkone 5 Ökobilanzierung 5.1 Grundlagen/ökologische Vorteile von Aufstockungsmaßnahmen 5.2 Ökologische Bilanzierung von Gebäuden 5.3 Ökobilanz Aufstockungen 5.4 Berechnungsbeispiel 5.4.1 Beschreibung der Aufstockungsmaßnahme 6 Literatur D Konstruktive Ausbildung/Ausführungsplanung D 2 Leichtes und nachhaltiges Bauen – Erfahrungen und Analysen im Kontext des Wettbewerbs Solar Decathlon Europe Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 Modulares und elementiertes Bauen 2.1 Randbedingungen beim Wettbewerb 2.1.1 Anforderungen an den Transport 2.1.2 Zeitliche Beschränkung für Auf- und Abbau 2.2 Datenbasis und Auswertungsmethodik 2.3 Ergebnisse 2.4 Projektbeispiele 2.4.1 IKAROS Bavaria – Team Rosenheim SDE 2010 2.4.2 Nottingham H.O.U.S.E – Team Nottingham SDE 2010 2.4.3 home+ – Team Stuttgart SDE 2010 2.4.4 Urcomante – Team Valladolid SDE 2010 2.4.5 Lumen House – Team Blacksburg SDE 2010 2.5 Zusammenfassung 3 Nachhaltiges und recyclinggerechtes Bauen 3.1 Der Gebäudebestand als Rohstofflager – Urban Mining 3.2 Nachhaltigkeit als Disziplin im Solar Decathlon 3.3 Projektbeispiele 3.3.1 Ecolar – Team Konstanz SDE 2012 3.3.2 Counter Entropy House – Team Aachen SDE 2012 3.3.3 Habiter 2030 – Team Lille SDE 2019 3.4 Der Urban Mining Index zur Bewertung der Kreislaufkonsistenz 3.4.1 Systematik 3.4.2 Qualitätsstufen 3.4.3 Bewertungsebenen 3.4.4 Umsetzung als Berechnungswerkzeug 3.4.5 Beispielhafte Ergebnisse 3.5 Zusammenfassung 4 Ausblick 5 Danksagung 6 Literatur D Konstruktive Ausbildung/Ausführungsplanung D 3 Brandschutz bei hölzernen Bauteilen nach den nationalen Regeln und Brandschutzkonzepte bei hölzernen Bauwerken Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Bauteile und Außenwandbekleidungen in Holzbauweise – MHolzBauRL, Fassung Oktober 2020 2.1 Allgemeines 2.2 Neuerungen der MHolzBauRL 2.3 Anforderungen an Gebäude der Gebäudeklassen 4 und 5 in Massivholzbauweise 2.4 Oberflächen von Massivholzbauteilen 2.5 Rauchdichtigkeit von raumabschließenden Massivholzbauteilen 2.5.1 Rauchdichtigkeit von Massivholzwänden 2.5.1.1 Rauchdichtigkeit von Elementfugen 2.5.1.2 Rauchdichtigkeit von Bauteilfugen 2.5.2 Rauchdichtigkeit von Geschossdecken 2.6 Anforderungen an Außenwandbekleidungen aus Holz und Holzwerkstoffen bei Gebäuden der Gebäudeklasse 4 und 5 2.6.1 Konstruktive Grundsätze für Holzfassaden in der Gebäudeklasse 4 und 5 2.6.1.1 Hinterlüftung/Nichtbrennbare Trägerplatte 2.6.1.2 Horizontale Brandsperren 2.6.1.3 Vertikale Brandsperren 2.6.2 Wirksame Löscharbeiten für die Feuerwehr 2.7 Installationen 2.7.1 Allgemeines 2.7.2 Elektrische Leitungen 3 Projektbeispiel: Brandschutzkonzept für ein Hochhaus in Holz-Hybrid-Bauweise in Heilbronn 3.1 Beschreibung des Gebäudes 3.2 Erschließung für die Feuerwehr 3.3 Flucht- und Rettungswege 3.4 Anforderungen an die Konstruktion 3.5 Anlagentechnischer Brandschutz 4 Zusammenfassung 5 Literatur D Konstruktive Ausbildung/Ausführungsplanung D 4 Nachhaltige Holzbrücken für Geh- und Radwege Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Motivation 3 Bestandsuntersuchungen 3.1 Holzbrücken in Deutschland 3.2 Holzbrücken in NRW 3.3 Analyse der NRW-Datenbasis 3.4 Analyse des Brückenzustands 4 Invention der Standardbrücken 4.1 Anforderungen und Anwendungsbereiche 4.2 Standardtypen und Ausführungsvarianten 4.3 Bauteile und Anschlüsse 5 Betrachtungen zur Nachhaltigkeit 5.1 Grundlagen 5.2 Umweltindikatoren 5.3 Ökobilanz der Standardbrücken 6 Leitfäden für Planer und Bauherren 7 Zusammenfassung 8 Literatur E Materialtechnische Tabellen E 1 Materialtechnische Tabellen für den Brandschutz Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Relevanz von Materialdaten 1.2 Prüfverfahren ausgewählter Materialdaten 1.3 Einheiten und Einheiten-Konvertierung 2 Stoffdaten 2.1 Zündtemperaturen und Entzündungskriterien 2.2 Abbrand 2.3 Brandausbreitung 2.4 Heizwerte 2.5 Lagerungsdichte und m-Faktoren 2.6 Luftbedarf 2.7 Verbrennungseffektivität und Verbrennungsanteile 2.8 Zusätzliche Stoffdaten für Kunststoffe 2.9 Flächenbezogene Brandleistung und Brandentwicklung 3 Literatur E Materialtechnische Tabellen E 2 Materialtechnische Tabellen Inhaltsverzeichnis 1 Vorbemerkungen 2 Wärme- und feuchtetechnische Kennwerte 3 Schallschutztechnische und akustische Kennwerte 4 Literatur Stichwortverzeichnis