Table Of ContentKarin LiBner . Wolfgang Rug
Holzbausanierung
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Karin Lißner
Wolfgang Rug
Holzbausanierung
Grundlagen und Praxis der sicheren Ausführung
Mit 249 Abbildungen und 65 Tabellen
Springer
Dr.-Ing. Karin Lißner
Hauptstraße 7 a
01097 Dresden
e-mail: [email protected]
Dr.-Ing. Wolfgang Rug
Wilhelmstraße 25
19322 Wittenberge
e-mail: [email protected]
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Lißner, Karin:
Holzbausanierung : Grundlagen und Praxis der sicheren Ausführung /
Karin Lißner ; Wolfgang Rug. - Berlin ; Heidelberg ; New York ;
Barcelona; Hongkong ; London ; Mailand ; Paris; Singapur ; Tokio:
Springer, 2000
(VDI-Buch)
ISBN 978-3-642-63112-2 ISBN 978-3-642-56943-2 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-56943-2
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000
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Vorwort
Die Erhaltung historischer Konstruktionen erfordert eine Auseinandersetzung mit
der Geschichte eines Gebaudes bzw. seiner konstruktiven Bestandteile, die stets ei
nen Abri6 der Kulturgeschichte des Menschen vermittelt. Der sorgfaltige Urn gang
mit dieser Geschichte zeigt sich vor all em in einer substanzschonenden Sanierung
und Instandsetzung, die ohne eine genaue Bauzustandsanalyse nicht denkbar ist.
Exakte Aussagen zum Schadigungsgrad und zur Erhaltungswiirdigkeit von his to
rischen Holzkonstruktionen erfordern eine umfangreiche Analyse zum baulichen
Zustand der Konstruktionsglieder und Verbindungen. Dabei geht es nicht nur urn
das Erkennen au6erer Schadigungen am verbauten Holz, sondern urn eine umfas
sende Bewertung im Hinblick auf tragfahigkeitsmindernde und standsicherheitsge
fahrdende inn ere Schadigungen bzw. weitere die Tragsicherheit und bauphysikali
sche Funktionsfahigkeit beeinflussende Bauschaden.
Wieviel der verbauten Substanz am Ende bestehen bleiben kann, ist auch von der
Qualitat der Zusammenarbeit der am Bau Beteiligten, wie Bauherr, Architekten,
Tragwerksplaner, Holzschutzfachmann und dem in der Altbauerhaltung und Denk
malpflege erfahrenen Handwerks- oder Baubetrieb, abhangig. Eine zielorientierte,
enge Zusammenarbeit aller Beteiligten, geleitet von einem fachkundigen Architek
ten, fUhrt hier zu dauerhaften und altbaugerechten LOsungen.
Die Wiederherstellung der Nutzungsfahigkeit eines Gebaudes ist immer wieder
eine erkenntnisreiche Arbeit fur aIle Beteiligten, geschieht sie doch vor dem Hinter
grund der bautechnischen Geschichte eines Gebaudes und der generationsbezoge
nen Nutzung.
Uber fUnfzig Prozent der Bauleistungen im Hochbau werden heute im Bestand
durchgefUhrt. Der Anteil vermeidbarer Bauschaden bei Instandsetzungs- und Mo
dernisierungsma6nahmen betragt nach Expertenschatzung (z.B. Bauschadensbe
richt der Bundesregierung von 1998) 6 bis 10 Mrd. DM pro Jahr. Die Vermeidung von
Fehlern und Mangeln hangt eng mit dem Niveau der Ausbildung, Lehre, Forschung
und Weiterbildung der Baufachleute zusammen.
Dieses Buch will zur fachkundigen Auseinandersetzung mit dem "holzernen" Bau
erbe anregen und schwerpunktmafiig fur die Erhaltung historischer Holzkonstruk
tionen praktisches Wissen vermitteln. Der Leser wird sich fragen, was wir unter einer
"historischen Holzkonstruktion" verstehen? Wie definiert sich der Zeithorizont fUr
die Historie? Fur dieses Buch wollen wir aIle Konstruktionen bis 1960 hinzurechnen.
Der Leser sei zu einem kritischen Studium des Buches aufgefordert. Anregungen
und Hinweise zu Inhalt und Gestaltung werden stets dankbar angenommen und bei
Erweiterungen und Erganzungen des Werkes beachtet.
VI Vorwort
Allen Beteiligten, die zum guten Gelingen dieses Buches beigetragen haben, sei
an dieser Stelle herzlich gedankt. Besonderer Dank gilt Frau Dipl.-Ing. Heidrun
Held. Auch dem Springer-Verlag gilt unser besonderer Dank fUr die Herausgabe
dieses Werkes und die verlegerische Betreuung.
Dresden Karin LiBner
Lenzen, im Mai 2000 Wolfgang Rug
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Holzbau - Eine Geschichte innovativer Bautechnik 4
3 Historische Konstruktionen und Verbindungen 19
3.1 Holzverbindungen ............... . 19
3.2 Typologie der Konstruktionen und Bauweisen 19
3.2.1 Dachtragwerke ................. . 19
3.2.1.1 Typische Dachkonstruktionen/Konstruktionsprinzipien 22
3.2.1.2 Abstutzung der Sparren/Stuhlbildung beim Sparrendach 29
3.2.1.3 Abstutzung der Sparren/Stuhlbildung beim Pfettendach . 33
3.2.1.4 Auflager der Dachkonstruktion, Quer- und Uingsstabilisierung,
Verankerungen . . . . 35
3.2.2 Deckenkonstruktionen . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 35
3.2.2.1 Konstruktionstypen ........................ . 36
3.2.2.2 Auflager der Holzbalken sowie Verankerung mit dem Fach- oder
Mauerwerk ................... . 44
3.2.2.3 EinfluB der Massivdecken auf die Entwicklung
der Holzbalkendecken . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2.2.4 Grundlagen fUr die Berechnung und Konstruktion 49
3.2.3 Holzgebaude 51
3.2.3.1 Fachwerkbau 51
3.2.3.2 Blockbau 72
3.2.3.3 Umgebindebau 76
3.2.3.4 Neue Hausbauweisen 80
4 Schadensanalyse 90
4.1 Einleitung 90
4.2 Methodik 94
4.3 Schadensschwerpunkte 102
4.3.1 Einleitung . . . . . . . . 102
4.3.2 Schadensschwerpunkte an Gebauden 102
4.3.2.1 Mauerwerksbauten mit Holzkonstruktionen 105
4.3.2.2 Fachwerkbauten/-gebaude .......... . 107
VIII Inhaltsverzeichnis
4.3.2.3 Blockhauser . . 120
4.3.2.4 Umgebindebauten 123
4.3.2.5 Neue Hausbauweisen 124
4.3.3 Schadensschwerpunkte an Konstruktionen 126
4.3.3.1 Schadensschwerpunkte an Dachkonstruktionen 126
4.3.3.2 Schadensschwerpunkte an Holzbalkendecken 133
4.3.3.3 Schadensschwerpunkte an Verbindungen 136
4.4 Holzschadigungen nach Schadensarten . 144
4.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.4.2 Feuchteeinwirkung und biologische Schadigung des Holzes 147
4.4.2.1 Holzzerst6rende Pilze ....... . 147
4.4.2.2 Holzzerst6rende Insekten ..... . 150
4.4.3 Mechanische Schadigung des Holzes 156
4.4.4 Chemische Schadigung des Holzes . 156
4.4.4.1 Schadigung des Holzes . . . . . . . . 156
4.4.4.2 Korrosion von Stahlverbindungsmitteln 164
4.4.5 Zusammenstellung typischer Holzschadigungen an Holzbauteilen
in Gebauden ......... . 164
4.5 Schadenserfassungl -kartierung 166
4.6 Hilfsmittel bei der Schadenserfassung - Diagnosetechnik,
Nachweisverfahren . . . . . . . . . . . . . 169
4.6.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
4.6.2 Untersuchungsverfahren, Einsatzbereiche,
wirtschaftliche Gesichtspunkte 171
5 Schadensbewertung ..... . 181
5.1 Bauen im Bestand - Bauordnungsrechtliche Fragen, Denkmal
schutz und Gestaltungssatzungen . . . . . . . . . 183
5.2 Bewertung biologischer Schaden und Holzschutz 193
5.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . 193
5.2.2 Bewertung biologischer Schaden 193
5.2.2.1 Holzzerst6rende Pilze 195
5.2.2.2 Holzzerstorende Insekten 198
5.2.3 Holzschutz ....... . 199
5.3 Bewertung Bauphysik (Warme, Schall, Brand) 205
5.3.1 Einleitung . . . . . . . . . . 205
5.3.2 Warme- und Feuchteschutz 206
5.3.2.1 Einleitung . . . . . . . 206
5.3.2.2 Dachkonstruktionen . 212
5.3.2.3 Deckenkonstruktionen 214
5.3.2.4 Gebaude ....... . 219
5.3.2.4.1 Mauerwerksbauten mit Holzkonstruktionen 219
5.3.2.4.2 Fachwerkgebaude/-bauten 219
5.3.2.4.3 Blockbauten .................. . 223
Inhaltsverzeichnis IX
5.3.2.4.4 Umgebindebauten 223
5.3.2.4.5 Neue Hausbauweisen 226
5.3.3 Brandschutz . . . . . 229
5.3.3.1 Einleitung ...... 229
5.3.3.2 Dachkonstruktionen 239
5.3.3.3 Deckenkonstruktionen 240
5.3.3.4 Gebaude ........ 241
5.3.3.4.1 Mauerwerksbauten mit Holzkonstruktionen 241
5.3.3.4.2 Treppenl -ra ume 241
5.3.3.4.3 Fachwerkgebaude 241
5.3.3.4.4 Blockbauten . . . 242
5.3.3.4.5 Umgebindebauten 242
5.3.3.4.6 Neue Hausbauweisen 243
5.3.4 Schallschutz ..... 243
5.3.4.1 Einleitung ...... 243
5.3.4.2 Dachkonstruktionen 249
5.3.4.3 Deckenkonstruktionen 251
5.3.4.4 Gebaude ........ 252
5.3.4.4.1 Mauerwerksbauten mit Holzkonstruktionen 252
5.3.4.4.2 Fachwerkgebaude 255
5.3.4.4.3 Blockbauten ..... 256
5.3.4.4.4 Umgebindebauten 258
5.3.4.4.5 Neue Holzbauweisen 258
5.4 Bewertung Standsicherheit/statisch-konstruktive
Funktionsfahigkeit . . . 258
5.4.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . 258
5.4.2 Holzbau-Verbindungen ....... . 262
5.4.2.1 ZimmermannsmaBige Verbindungen 263
5.4.2.1.1 Holznagelverbindungen 263
5.4.2.1.2 Zapfenverbindungen 263
5.4.2.1.3 Blattverbindungen ... 263
5.4.2.1.4 Versatzverbindungen . . 264
5.4.2.2 Bewertung der Trag- und Funktionsfahigkeit von ingenieur
maBigen Verbindungen 266
5.4.3 Dachkonstruktionen . 267
5.4.4 Deckenkonstruktionen . 269
5.4.5 Gebaude ........ . 271
5.4.5.1 Mauwerksbauten mit Holzkonstruktionen 271
5.4.5.2 Fachwerkgebaude 271
5.4.5.3 Blockbauten . . . . . 272
5.4.5.4 Umgebindehauser 272
5.4.5.5 Neue Holzbauweisen 272
5.5 Bewertung der Nutzungsfahigkeit einer Konstruktion
bzw. eines Bauwerkes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
X Inhaltsverzeichnis
6 Instandsetzung, Sanierung und nutzergerechte Verbesserungl
Ertiichtigung 274
6.1 Einleitung . . 274
6.2 Dachkonstruktionen (Sanierung, Instandsetzung und Verstarkung) 276
6.2.1 Sanierungs-und Instandsetzungsstrategien . . . . . . . . . . . . 276
6.2.2 Bauphysikalische Sanierung bzw. Instandsetzung (Ertuchtigung) 278
6.2.2.1 Warmeschutztechnische Instandsetzung und Warmedammung
von Dachern ....................... . 278
6.2.2.2 Brandschutztechnische Sanierung und Instandsetzung 282
6.2.2.3 Schallschutztechnische Sanierung und Instandsetzung . 282
6.2.3 Wiederherstellung und Verbesserung der Tragfahigkeit
und Standsicherheit von Dachkonstruktionen 289
6.2.3.1 Nachweis der Tragfahigkeit und Gebrauchstauglichkeit 291
6.2.3.2 Instandsetzungs- und Verstarkungsmethoden . . . . . . 292
6.3 Deckenkonstruktionen (Instandsetzung und Verstarkung) 307
6.3.1 Sanierungs- und Instandsetzungsstrategien . . . . . . . . . 307
6.3.2 Bauphysikalische Sanierung bzw. Instandsetzung (Ertiichtigung) 309
6.3.2.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
6.3.2.2 Warme- und feuchteschutztechnische Sanierung
und Instandsetzung ............... . 309
6.3.2.3 Brandschutztechnische Sanierung und Instandsetzung 310
6.3.2.4 Schallschutztechnische Sanierung und Instandsetzung . 314
6.3.2.5 Wiederherstellung und Verbesserung der statisch-konstruktiven
Funktionsfahigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
6.3.2.5.1 Nachweis der Tragfahigkeit und Gebrauchstauglichkeit 321
6.3.2.5.2 Tragfahigkeitsverbesserung durch Entlastungen 324
6.3.2.6 Spezielle Instandsetzungs- und Verstarkungsmethoden 324
6.3.2.6.1 Balkenkopfinstandsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
6.3.2.6.2 Verstarkungen ...................... . 334
6.4 Sanierungs- und Instandsetzungsstratagie fUr Fachwerkbauten 353
6.4.1 Einleitung ........................ . 353
6.4.2 Bauphysikalische Sanierung bzw. Instandsetzung von
Fachwerkbauten .................... . 353
6.4.2.1 Warme- und feuchteschutztechnische Sanierung und Instand-
setzung von Fachwerkgebauden .............. . 353
6.4.2.2 Brandschutztechnische Sanierung und Instandsetzung von
Fachwerkwanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
6.4.2.3 Schallschutztechnische Sanierung und Instandsetzung von
Fachwerkwanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
6.4.3 Wiederherstellung und Verbesserung der Tragfahigkeit
und Standsicherheit von Fachwerkkonstruktionen . . . 367
6.4.3.1 Fachwerk-/GefUgestruktur - Sanierung und Instandsetzung
des Holzgerustes ... 367
6.4.3.2 FuBschwelle . . . . . . 370
6.4.3.3 StanderfuBerneuerung 370
