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Brettsperrholz für Wand-, Decken- oder Dachbauteile

Brettsperrholz-Rippenelemente
Massiv mit individuellem Potenzial

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Für das Bauen mit Holz gibt es zwei Möglichkeiten: Brettsperrholztafeln als Vollholz-Massenprodukt oder Brettsperrholz-Rippenelemente, die sich durch Flexibilität auszeichnen. Denn sie lassen sich materialeffizient als Wand-, Decken- oder Dachbauteil konfigurieren. Dieser Beitrag beleuchtet Hintergründe, Technik und Potenziale.

Anforderung:

Moderner Holzbau in hochwertiger Ausführung für den Geschossbau

Lösung:

Formstabile Rippen-/Kastenelemente mit konfigurierbarem Mehrfachnutzen: Durchdringung, Schall-/Wärmeschutz


Ralf Harder, M.Sc., Dipl.-Ing., Lignotrend, Waldshut-Tiengen | be

Die Idee, der Architektur mit der kreuzweisen Verklebung von Brettern massive, formstabile Flächenelemente anzubieten, hat sich bereits früh auf zwei Wegen differenziert: Auf der einen Seite haben sich daraus quasi-standardisierte Brettsperrholztafeln als Vollholz-Massenprodukt etabliert und erfreuen sich weltweit wachsender Beliebtheit.

Auf der anderen Seite gehen auch die sogenannten Brettsperrholz(BSP)-Rippenelemente auf die 1990er Jahre zurück und haben sich mit ihren besonderen Kompetenzen in Tausenden von Gebäuden bewährt. Diese Produktvariante hat sich dadurch positioniert, dass sie flexibel und materialeffizient für den jeweiligen Einsatz im Wand-; Decken- oder Dachbauteil konfiguriert werden kann und mit außerordentlichen Eigenschaften oft die Qualitätsführerschaft anvisiert.

Bereits vor etwa 30 Jahren wurden im Holzbau eine ganze Reihe damals neuartiger Flächenelemente eingeführt. Sie versprechen dem Gestalter eine schlichte Klarheit, die der konventionellen Bauweise in Beton und Mauerwerk gleichkommt. Der Bauherrschaft vermitteln sie aufgrund ihrer Massivität ein vergleichbares Robustheitsempfinden und für den Holzbaukonstrukteur bedeutet es eine gewisse Einfachheit in der Anwendung. Sie kann als Basis für die heutige Bauweise in größeren Gebäuden angesehen werden.

Bei Brettsperrholzprodukten sind diese Kompetenzen gegenüber anderen Massivholzelementen um das wesentliche Merkmal Formstabilität ergänzt: Kreuzweise Verklebung behindert die Verformungsbestrebung des Holzes bei natürlicher Änderung der Materialfeuchte. Wo ansonsten über die Gebäudedimension mit einer möglichen Breitenänderung in Größenordnungen von mehreren Zentimetern umgegangen werden muss, entsteht ein kraft- und formschlüssiges Gebäudegefüge, das auch in großen Dimensionen zu hoher bautechnischer Qualität beiträgt.

Geometrie von Brettsperrholz an Einsatz angepasst

Auch bei den Brettsperrholz-Rippen- und Kastenelementen dominiert das Ziel der Formstabilität den Aufbau: Beide besitzen mindestens zwei sogenannte Querlagen mit absperrender Wirkung. Unterschied zu „Standard“-Brettsperrholz ist die Auflösung der Massivplatte im Inneren.

Die Rippenquerschnitte bestehen aus einer Gurtplatte, auf deren Rückseite brettschichtholzartige Stege angeordnet sind. Die Variante mit offenen Längskanälen wird vorwiegend bei Geschossdecken eingesetzt, um Leitungen einbauen und Schüttungen einfüllen zu können.

Kastenquerschnitte sind beidseitig durch Gurtplatten geschlossen. Sie werden typischerweise in Dachbauteilen eingesetzt, wobei die oberseitige Fläche eine nützliche Grundlage für den weiteren Dachaufbau bildet.

Statische Materialeffizienz

Am Beispiel der Geschossdecke als biegebeanspruchtes Bauteil wird der statische Vorteil des Rippenaufbaus deutlich: Die technische Mechanik empfiehlt, in der Nähe der Schwerachse von solchen Querschnitten nur so viel Material anzuordnen, wie für die Aufnahme der Schubbeanspruchung notwendig ist. Auch wenn die Schubfestigkeit von Holz begrenzt ist, reicht dafür bei Platten ein schmaler Steg aus. Durch dieses vom I-Träger im Stahlbau oder von den TT-Platten im Stahlbeton bekannte Prinzip wird eine Materialeinsparung von bis zu 50% möglich. Der erwünschte „massive“ Charakter des Holzbauelements bleibt dabei bewusst erhalten.

Zusatznutzen kompensiert Aufwand

Das Herstellverfahren für Brettsperrholz-Rippenelemente unterscheidet sich vom Standardprodukt. Wo Standard-Brettsperrholz auf modernen Anlagen im Durchlaufverfahren produziert wird, erfordert die Herstellung des aufgelösten Querschnitts von Rippenelementen geeignete Abläufe, bei denen eine flexible Konfiguration möglich ist und die geometrischen Abmessungen präzise eingehalten werden können.

Die aufwändigere Herstellung als Rippen- oder Kastenelement kann nur durch die Kombination aus möglichst vielen Nutzenvorteilen gerechtfertigt werden. Diese variieren je nach Einsatzgebiet wie beispielsweise:

  • Kanäle für flexiblen Einbau von Leitungen, ggf. ohne Durchdringung der brandschutztechnisch wirksamen Lage
  • Kammern der Geschossdecken für Schallschutz-Schüttungen nutzbar
  • Kastenelemente nehmen unter Berücksichtigung der Bauphysik einen Teil der Dach-Dämmung auf
  • Sichtoberflächen oder zusätzliche Schallabsorber für raumakustische Wirksamkeit ab Werk integrierbar, spart Ausbaukosten
  • Innere Oberfläche aktiviert großen Anteil des Holzvolumens für die Raumklimawirksamkeit.

Konstruktive Schwierigkeit?

Bisweilen wird Rippenelementen eine unnötig hohe konstruktive Komplexität attestiert. Da Holzbauten heute mittels CAD längst dreidimensional konstruiert werden, stellt der nicht homogene Aufbau von Rippenelementen aber keine große Herausforderung dar.

Tragwirkung von Brettsperrholz im Detail

Hersteller von BSP-Rippenelementen bieten Software-Lösungen an, mit denen für den komplexen Querschnitt Architekten einfache Vordimensionierungen und Bauingenieure die detaillierte Nachweisführung erstellen können.

Im Hintergrund wird darin unter Berücksichtigung der nachgiebigen Verbindung der Querschnittsteile die Statik der zusammengesetzten Verbundquerschnitte berechnet. Dabei spielt die geringe Schubsteifigkeit der quer zur Holzfaser auf Rollschub beanspruchten Lagen eine Rolle und wird je nach Querschnitt und statischem System durch das g-Verfahren nach Möhler (EC 5 / Anhang B) oder das Schubanalogieverfahren nach Kreuzinger einbezogen (EC 5 / NA).

Auch Brettsperrholz-Rippenelemente können in Plattenebene beansprucht als aussteifende Scheibe angesetzt werden, ohne dass dazu eine Beplankung notwendig ist. Innerhalb der Elemente werden torsionsbeanspruchte Klebeflächen zwischen den kreuzweisen übereinanderliegenden Lagen sowie ggf. vorhandene vollflächige Holzlagen angesetzt.

Bauphysikalische Leistungsfähigkeit öffnet Märkte im Geschossbau

Entsprechend dem hohen Qualitätsanspruch in Technik und Robustheit zielen Hersteller auf besonders hochwertige bauphysikalische Ausführungen. Bei mehrgeschossigen Gebäuden kommen Brettsperrholz-Rippendecken beispielsweise häufig zum Einsatz, weil sie sehr gute Schallschutzeigenschaften haben. Hier gibt es Lösungen, die sogar ohne Verkleidung auskommen und die Echtholzoberfläche direkt am tragenden Element präsentieren. Holzbau kann hier also sichtbar bleiben.


Verwendbarkeitsnachweis

Mit der DIN EN 16351:2015–12 existieren technisch ausgereifte Regeln für Standard-Brettsperrholz, die aber mangels europäischer Anerkennung derzeit nicht zum CE-Zeichen führen. Standard-Brettsperrholz-Produkte werden daher weiterhin über nationale oder europäische Zulassungen geregelt. Für die herstellerspezifischen, sehr individuellen und teils patentgeschützten Brettsperrholz-Rippen- und Kastenelemente wird die klassische bauaufsichtliche Zulassung voraussichtlich dauerhaft der übliche Verwendbarkeitsnachweis bleiben.


 


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