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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 3
2. Ziel der Arbeit 3
3. Vorgehensweise 4
4. Stand der Installationstechnik im Leichtbau 4
5. Anforderungen an die Gebäudeinstallation 6
5.1 Brandschutzanforderungen an die Gebäudeinstallation 6
5.1.1 Begriffe und Definitionen 6
5.1.2 Brandschutzanforderungen an Gebäude leichter Bauart 9
5.2 Anforderungen an den Schallschutz 10
5.3 Anforderungen an den Feuchteschutz 14
5.4 Anforderungen an den Wärmeschutz 15
5,5 Anforderungen an die Standsicherheit von Instaltationskernen 15
5.6 Anforderungen an die Sanitäranlage 16
5.7 Anforderungen an die Elektroinstallation 18
5.8 Anforderungen an Lüftungseinrichtungen 18
5.9 Anforderungen an Transport und Montage 18
6. Konstruktionsmöglichkeiten für Installationsmodule 19
6.1 Bauarten vorgefertigter Installationsmodule 19
6.2 Tragwerksysteme vorgefertigter Installationsmodule 20
6.3 Technische Ausstattung von Installationsschächten 23
6.4 Modularer Aufbau eines Installationskernes 24
6.5 Koppelstellen und Anschlüsse 26
6.6 Einbindung des Installationskernes in den Baukörper 27
7. Praktische Umsetzung vorliegender Erkenntnisse in die Konstruktion eines
Installationskernes 28
7.1 Voruntersuchungen an einem Einfamilienhaus leichter Bauart mit
Installationskern 28
7.1.1 Untersuchtes Gebäude 28
7.1.2 Ergebnisse der Schallmessung 30
7.1.3 Bewertung des Gebäudes 31
7.1.4 Bewertung der Sanitärinstallation 31
7.1.5 Schlussfolgerungen 32
7.2 Planung der Sanitärinstallation für das Bauvorhaben Flensburg 33
7.2.1 Baubeschreibung des Bauvorhabens Flensburg 33
7.2.2 Brandschutztechnische Beurteilung des Gebäudes 33
7.2.3 Beschreibung der Gebäudebauteile 34
7.2.4 Gebäudeinstallation 36
8. Bauakustische Untersuchung Flensburg- Weiche 42
8.1 Ziel der schalltechnischen Untersuchung 42
8.2 Grundlagen des Installationsschalls 42
8.2.1 Sanitärgeräusche 42
8.2.2 Schallübertragende Eigenschaften der Gebäudebauteile 45
8.2.3 Schallschutzmaßnahmen 47
8.3 Messobjekte und ihre schallspezifischen Komponenten 49
8.3.1 Das Gebäude 49
8.3.2 Die untersuchten Installationssysteme 49
8.4 Messkonzept und Durchführung der Messungen 52
8.4.1 Messung der Luftschalldämmung 52
8.4.2 Messung der Trittschalldämmung 53
8.4.3 Messung der Geräusche aus der Sanitärinstallation 53
8.4.4 Weitere Messgrößen 56
8.4.5 Ablauf der Messung (Ablaufplan) 57
8.4.6 Fehlerbetrachtung 57
8.5 Messergebnisse und Bewertung 58
8.5.1 Der Baukörper 58
8.5.2 Die Installationskerne 59
8.5.3 Die Sanitärinstallationen 61
8.5.4 Zusätzliche Schalldämm-Maßnahmen 64
8.6 Bauakustische Gesamtbewertung der Sanitärinstallation 67
8.6.1 Statistische Auswertung 67
8.6.2 Vergleich mit vorliegender Messung 67
8.6.3 Bauakustische Beurteilung der Installationskerne 68
9. Empfehlungen für die Konstruktion 69
10. Zusammenstellung verwendeter Kurzbezeichnungen 73
11. Literaturverzeichnis 74
12. Tabellen
13. Bilder

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Bücher, Broschüren

Wolfgang Huß, Matthias Kaufmann, Konrad Merz
Holzbau - Raummodule
Detail Praxis
Raster versus Vielschichtigkeit
2018, 112 S., zahlreiche Abbildungen. 29.7 cm, Hardcover
Detail

 

 

Die anhaltende Urbanisierung verlangt durch den steigenden Wohnungsbedarf schnelle Bauweisen mit geringen Emissionen. Daher suchen Architekten, Investoren und Politiker nach Lösungen, zügig und kostengünstig, aber zugleich nachhaltigen und flexiblen Wohnraum zu schaffen. Klassische Aufgabenfelder der Modulbauweise sind Studentenwohnheime, Hotels, Altenheime, Krankenhäuser, Büro- und Verwaltungsgebäude, aber auch Schulen oder Flüchtlingsunterkünfte. Zeitgemäße Beispiele belegen, dass Bauen mit Raummodulen ungeahnt vielschichtige und differenzierte Architekturen ermöglicht. Raummodule in Holzbauweise bieten all dies: Flexibilität, Variabilität und günstige Bau- und Betriebskosten, kurze Bauzeiten durch hohe Vorfertigung, angenehmes Wohnklima, leichte Rückbaubarkeit durch lösbare Verbindungen und hohe Recyclingfähigkeit sowie eine allgemeine Akzeptanz durch die Nutzer. Holzbau - Raummodule bietet einen Überblick über den gesamten Planungsprozess bis zur Montage. Ein Projektbeispielteil mit gelungenen Gebäuden verschiedener Typologien liefert viele Ideen für die eigene Praxis.

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G. Ulrich Großmann, Hubertus Michels
Fachwerk als historische Bauweise
Materialleitfaden
Ein Materialleitfaden und Ratgeber
2015, 312 S., 213 SW-Abb. 21 cm, Softcover
Edition :anderweit

 

 

Die Grundbaustoffe von Fachwerk sind brennbares Holz und vergänglicher Lehm. Je nach Region kommen Backstein und Naturstein hinzu. Hieraus entstanden Bauten, die ein Alter von bis zu 750 Jahren erreicht haben. Durch Umbauten wurden sie immer wieder den Bedürfnissen ihrer Bewohner angepasst und verändert. Sie sind Jahrhunderte lang ohne moderne technische Hilfsmittel gebaut und ohne Produkte einer chemischen Industrie geschützt worden. Je weiter man sich von den Epochen entfernt, die den Fachwerkbau noch anwendeten, desto mystischer erscheint das Fachwerk, desto weiter entfernen sich die Erklärungen des Fachwerks von der tatsächlichen Geschichte dieser Bauweise. Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurde der Hausbau aus einem hölzernen Skelett und Füllungen aus Lehm oder Stein unüblich, aber gerade in dieser Zeit stieg die Faszination von Fachwerk unaufhörlich bis heute. Fachwerk ist eine solide und logisch konstruierte Bauweise aus einem hölzernen Skelett und Füllungen aus Holzstaken, Lehm oder Stein, die den Anforderungen unserer Zeit genügt und hinsichtlich der Haltbarkeit und der Brandgefahr weitaus sicherer ist als die meisten aus modernen Baustoffen errichteten Gebäude. Allerdings benötigt das Fachwerkhaus Verständnis, Pflege, richtigen Umgang, gelegentliche Reparaturen und auch Restaurierungen.

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Klaus Erler
Kuppeln und Bogendächer aus Holz
Von Arabischen Kuppeln bis zum Zollinger-Dach
2013, 358 S., zahlr. Abb. u. Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Geschichte des Daches ist mehrere tausend Jahre alt und beginnt mit dem Windschutz aus Ästen und einfachen Zeltformen. Über Pfetten- und Sparrendach, Hängewerk und Fachwerk verlief die Entwicklung hin zu immer ausgefeilteren Konstruktionen mit immer größeren Stützweiten. Besonders faszinierende Konstruktionen und Meisterwerke der Bau- und Zimmermannskunst sind die hölzernen Kuppeln, Tonnen und Gewölbe, die für größere Spannweiten, etwa in Kirchen und Hallen, entwickelt wurden, und in denen sich Kunst und Können der Baumeister und Zimmerleute eindrucksvoll widerspiegeln. Ihnen ist dieses Buch gewidmet. Der Autor erläutert das Prinzip der Bauweisen von bogenförmigen Konstruktionen aus Holz und stellt sie und ihre Baumeister in ihrer zeitlichen Entwicklung vor. An über 300 Gebäuden aus verschiedenen Zeitepochen wird die bautechnische Leistung, vor allem aber die Schönheit der Bauwerke selbst dargestellt.

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Deutsche Holz-Fertighäuser
Nachdruck des Originals aus dem Jahre 1928
2013, 72 S., 220 mm, Softcover
Vero Verlag in hansebooks GmbH

 

 

In Niesky in der Oberlausitz hatten zwei Dänen, der Tischler Christoph und der Architekt Unmack, 1887 eine Firma gegründet, die ihr Geld mit der Herstellung zerlegbarer transportabler Baracken für das preußische Militär verdiente. Doch schon um 1900 waren Land- und Familienhäuser aus Holzfertigteilen in vielen Typen im Angebot. In den 20er Jahren wurde das Unternehmen zum größten und bedeutendsten Holzhausproduzenten in Europa, der Export ging auch nach Übersee. Auch Einsteins berühmtes Sommerhaus in Caputh stammte von dieser Firma, deren aufwändig gestalteter Prospekt mit vielen Abbildungen und Raumaufteilungen aus dem Jahre 1928 wieder aufgelegt wurde.

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Holzbau mit System
Tragkonstruktion und Schichtaufbau der Bauteile. Hrsg.: Lignum, Holzwirtschaft Schweiz; DGfH, Deutsche Gesellschaft für Holzforschung
3., , aktualis. Aufl.
2010, 320 S., 310 b/w and 55 col. ill., 61 b/w tbl., 440 b/w ld. 296 x 240 mm, Hardcover
Birkhäuser Berlin

 

 

Der Holzbau hat sich in den letzten Jahren grundlegend erneuert: Er hat gegenüber Konkurrenzbaustoffen deutlich an Marktanteilen gewonnen, die Holzbauten sind bedeutend höher und größer geworden, neue Tragsysteme wurden entwickelt. Neben der Darstellung der Holzbausysteme liefert das Buch detaillierte Informationen zum Baustoff Holz und zu den Rahmenbedingungen seines Einsatzes und beschäftigt sich mit der für das Energiesparen und Gestalten so wichtigen Gebäudehülle sowie den konstruktiv grundlegenden Systemen für Decken und Wände. Anhand von zahlreichen Plänen, schematischen Zeichnungen, Bildern und Grafiken präsentiert die dritte, aktualisierte Auflage des Standardwerks den derzeitigen und zukunftsweisenden Stand der Technik im zeitgenössischen Holzbau.

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Forschungsberichte

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Achim Menges, Oliver Bucklin, Oliver David Krieg, Hans Drexler
Baukonstruktionen aus Massiv-Holz, welche durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energie-effizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3122
2019, 90 S., 36 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die weite Verbreitung, hohe Leistungsfähigkeit, und leichte Bearbeitbarkeit macht Holz zu einem idealen Baumaterial für innovative Konstruktionen. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines Massiv-Holz-Bausystems, bei denen einfache Holz-Elemente durch digitale Fertigungsmethoden so bearbeitet werden, dass sie durch Form und Fügung konstruktive und bauphysikalische Anforderungen des energieeffizienten und nachhaltigen Bauens erfüllen. Am Beispiel eines variablen Prototypen-Gebäudes, das in Partnerschaft zwischen der Universität Stuttgart, der Jade Hochschule und der IBA Thüringen entwickelt und gebaut wird, soll das Bausystem erprobt werden. Als eines der ersten voll parametrisch entworfenen und digital hergestellten Gebäude mit einer Vollholzkonstruktion stellt das Projekt einen wichtigen Schritt für die moderne Architekturforschung dar. Vor allem die praxisnahe Evaluation der Entwurfs- und Fertigungsmethodik hat eine Reihe von wichtigen Erkenntnissen zur Folge. Das Forschungsprojekt kann insofern als ersten Schritt für die Entwicklung eines neuen Bausystems angesehen werden.

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Martin Gräfe, Philipp Dietsch, Andreas Hipper, Matthias Wild, Stefan Winter
Vorspannung von Brettsperrholzkonstruktionen
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3099
2019, 243 S., 134 Abb. u. 38 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Hohe und schlanke Bauwerke werden durch Wind- und Erdbebenlasten horizontal beansprucht. Die daraus entstehenden Kräfte sind häufig eine bemessungsmaßgebende Einwirkung, je mehr, umso geringer das Eigengewicht der Tragstruktur ist. In hohen Geschossbauwerken sind daher häufig erhebliche Zugkräfte aufzunehmen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung von Möglichkeiten, aussteifende Bauteile aus Brettsperrholz vertikal vorzuspannen, um diese Zugkräfte aufnehmen zu können. In diesem Forschungsvorhaben wurde untersucht, wie aussteifende Bauteile im Geschossbau (Wandscheiben und Kerne) aus Brettsperrholz vertikal vorgespannt werden können. Im Einzelnen wurde das mechanische Verhalten von Brettsperrholz bei der Einleitung von konzentrierten Einzellasten in Plattenebene, das Kriechverhalten unter Längsdruckbeanspruchung, sowie die Möglichkeiten der Ausbildung formschlüssiger Bauteilverbindungen untersucht. Dieser Forschungsbericht soll einen Beitrag dazu liefern, die ingenieurmäßige Anwendung des vorgeschlagenen Systems vorgespannter Brettsperrholzbauteile durch Bereitstellung wesentlicher technischer Eigenschaften zu erleichtern, bzw. zu ermöglichen.

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fertighauscity5+ - Typologische und technische Untersuchung zu mehrgeschossigen Holzbauweisen in innerstädtischen Bereichen unter dem Gesichtspunkt der Vorfabrikation und Partizipation der Nutzer (Kundenindividuelle Fertigung). Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2701
2009, 343 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit "fertighauscity5+" werden seriell gefertigte mehrgeschossige Wohnbauten in Holzbauweise mit bis zu 5 Geschossen für den innerstädtischen Bereich entwickelt und realisiert. Unterschiedliche Nutzergruppen sollen hierbei partizipatorisch über den Planer und Hersteller in die Bauprojekte integriert werden. Während beim freistehenden Einfamilienhaus der Bauherr meist auch der Nutzer ist und somit seinen Wohnraum individuell gestalten kann, hat der Nutzer im verdichteten Wohnungsbau wenig Einfluss auf die Konzeption. Dieser Mangel an individuell gestaltbarem Wohnraum im innerstädtischen Bereich führt zu einer Abwanderung vieler Haushalte in suburbane Bereiche. Das durch das Bundesministerium für Bauordnung und Raumwesen geförderte Forschungsvorhaben "fertighauscity5+" schafft entsprechende individuelle Gestaltungsspielräume, mit einer direkten Beteiligung der Bauherren am Planungsprozess. Erstmals ist durch das neue Baurecht in vielen Bundesländern der mehrgeschossige Holzbau möglich. Bauen mit einem nachwachsenden, ökologischen Rohstoff und die Vorteile der Vorfertigung, wie sie im Holzbau möglich sind, werden damit für die Citylagen interessant. Der Prototyp für die serielle Produktion von "fertighauscity5+" ist ein 5-geschossiges Wohnhaus, das je nach Anforderung eine Breite von 15,50 bis 20 m und eine Tiefe von 12-15 m hat. Die Wohnfläche je Etage beträgt zwischen 140 und 230 qm mit 1 bis 3 Wohneinheiten, auch eine Verbindung der Etagen zu Maisonettwohnungen ist möglich. Alle Wohnungen sind barrierefrei zugänglich. Für die Grundriss- und Fassadengestaltung gibt es eine große Bandbreite an Angeboten, die individuell nach den Bedürfnissen der Nutzer gefertigt werden. Singlewohnungen, Wohnungen für Wohngemeinschaften und Großfamilien aber auch Wohnungen für Pflegebedürftige mit zuschaltbaren Einheiten für das Pflegepersonal sind angedacht. Der Prototyp fügt sich in die klassischen innerstädtischen "urbanen" Parzellen, ist aber auch als Reihenhaus und freistehendes Einzelhaus realisierbar. Der Dachgarten, die Logg

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B. Schwarz, M. Leppin, H.R. Porschitz, M. Pütz
Entwicklung von Installationswänden und -systemen im mehrgeschossigen Holzbau. Abschlußbericht
2003, 212 S., Abb., Tab., Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel des Forschungsprojekts war die Entwicklung und Praxiserprobung von vorgefertigten Installationsmodulen für den mehrgeschossigen Holzbau. Die Installationskerne sollten folgende Bedingungen erfüllen: Bereits bei Anlieferung an der Baustelle sollen alle Rohrregister, Leitungen und Montageelemente für die Haustechnik des Gebäudes enthalten sein, die der Konstruktion zugrunde liegende Leichtbauweise muss den derzeit geltenden statischen, bauphysikalischen und haustechnischen Anforderungen genügen, im Bereich des Schallschutzes sollen die möglichen konstruktiven und anlagetechnischen Potenziale zur Geräuschminderung ausgeschöpft werden. An insgesamt sechs unterschiedlichen vorgefertigten Installationsmodulen in zwei Mehrfamilienhäusern leichter Bauart wurden unter baupraktischen Bedingungen Vergleichsuntersuchungen durchgeführt. Die Installationseinheiten unterschieden sich in ihrer Konstruktion (Holz, Metall), in ihrem Einbau in den Baukörper (freistehend, vor einer Trennwand stehend), in der anlagentechnischen Ausstattung und im Einsatz zusätzlicher Schallschutzmaßnahmen. In das Messprogramm einbezogen wurden Installationsschächte eines Fertighausherstellers und die eigene Neuentwicklung eines geschosshohen Installationskernes. Aus den Praxisuntersuchungen wurden Empfehlungen für die Konstruktion vorgefertigter Installationseinheiten für die Holz-Leichtbauweise abgeleitet.

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Josef Schmid, Rolf Schumacher, Peter Niedermaier, Christopher Hoeckel, Martin Götz, Bernd Saß, Ingolf Kotthoff
Entwicklung und Erprobung von Konstruktionsgrundlagen für mehrgeschossige Holzfassaden. Abschlußbericht
Umschlagtitel: Forschungsvorhaben Konstruktionsgrundlagen für mehrgeschossige Holzfassaden. Abschlußbericht Dezember 1999.
1999, 268 S., eingescannte Kopie
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In dem Projekt wurden die Grundlagen geschaffen, welche ein sicheres Konstruieren im Holz-Glas-Fassadenbau unterstützen sollen. Die durchgeführten Untersuchungen haben einerseits den hohen Qualitätsstandard von Konstruktionen aufgezeigt und zum anderen noch untersuchungsrelevante Bereiche verdeutlicht. Hierbei hat sich vor allem die Tragwerksplanung bei Holz-Glas-Fassaden als wesentlicher Bereich herauskristallisiert. Da die Fassadentechnik aus dem Fensterbau heraus entstanden ist, muss der Fassadenbauer in diversen Konstruktionsbereichen noch dahingehend sensibilisiert werden, dass verschiedene Baugruppen von Fassaden durchaus als "tragend" einzustufen sind, obwohl Holz-Glas-Fassaden im Regelfall als "nichttragende Außenwände" angesehen werden. D. h. für den Fall, bei welchem Fassaden die Lasten aus der eigenen Konstruktion in den Baugrund bzw. Baukörper weiterleiten müssen, übernehmen die entsprechenden Bauteile eine tragende Funktion. Dies hat Einfluss auf die Wahl - der zu verwendenden Leimsorten bei den verwendeten Konstruktionsquerschnitten, - der Verbindungsmittel, deren Tragfähigkeit gegebenenfalls durch eine Einzeluntersuchung nachgewiesen wird, - der Glasauflager zur Abtragung der Glasgewichte - u. a. Weiterer Untersuchungsbedarf besteht auch bei der direkten Holz-Glas-Klebung. Der Einfluss der verschiedenen Randparameter ist noch nicht abschließend erforscht, so dass es für die Entwicklung dieser Technik im Fassadenbau bis hin zur Serienreife noch grundsätzlicher Untersuchungen bedarf.

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Zeitschriftenartikel

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Wiegand, Tobias
Besser trocken bauen. Holzbau
DDH Das Dachdeckerhandwerk, 2019

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Mohr, Joachim
Häuser to go. Modulbau
Bauen mit Holz, 2019

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Jacob-Freitag, Susanne
Wohnen mit Weitblick. Statische Lösungen für zweigeschossige Aufstockung
Bauen im Bestand B + B, 2019

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Jacob-Freitag, Susanne
Lückenschließer mit Lichtdurchlass. Holzkonstruktion samt Membran als Überdachung
Deutsches Ingenieurblatt, 2018

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Kayser, Christian
Auf der Almhütte und dem Stadthaus. Historische Konstruktionen: Pfettendächer
db Deutsche Bauzeitung, 2018

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