Materialeffizienz 01.10.2021, 08:34 Uhr

Freiformplatten aus Wandbau-Abfall

Ein außergewöhnlicher Pavillon steht im Diemersteiner Tal in der Nähe von Kaiserslautern. Er bildet den Eingang zum neuen Holz-Forschungscampus-Gelände des Fachbereichs Architektur der Technischen Universität Kaiserslautern. Die Tragkonstruktion besteht ausschließlich aus Holz und kommt ohne ein einziges metallisches Verbindungsmittel aus.

Innenansicht des Holzpavillons Foto: Pirmin Jung

Innenansicht des Holzpavillons

Foto: Pirmin Jung

Statik und Konstruktion des Bauwerks wurden von Pirmin Jung geplant. Für die Bemessung der Brettsperrholzflächen sowie der Anschlüsse kam das Finite-Elemente-Programm RFEM zum Einsatz. Verantwortlich für das Projekt war die Forschungsgruppe Digital Timber Construction DTC an der TU Kaiserslautern, geleitet von Christopher Robeller, die eine Software entwickelt hat, mit der aus Brettsperrholzabschnitten leichte Flächentragwerke aus Holz gefertigt werden können.

10 Zentimeter dicke Brettsperrholzplatten

Der fast vier Meter hohe Holzpavillon spannt über 12 Meter frei. Drei Flügel reichen vom Kuppeldach vorbei an drei großen bogenförmigen Eingängen bis auf das Fundament. Das Schalentragwerk besteht aus nur 10 Zentimeter dicken Brettsperrholzplatten. Die hohe Materialeffizienz entsteht, weil die Bauteile kaum auf Biegung, sondern hauptsächlich auf Druck beansprucht sind.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Airbus-Firmenlogo
Program Certification Engineering (d/m/f) Airbus
Manching Zum Job 
INOTEC GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Nahrungsmittelindustrie INOTEC GmbH
Reutlingen Zum Job 
Bühler Motor GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Vorentwicklung - Mechatronische Systeme Bühler Motor GmbH
Nürnberg Zum Job 
Dohm Pharmaceutical Engineering-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Verfahrenstechnik, Pharmatechnik Dohm Pharmaceutical Engineering
Mannheim Zum Job 
Dohm Pharmaceutical Engineering-Firmenlogo
Prüfingenieure (m/w/d) Dohm Pharmaceutical Engineering
Ulm, Ludwigshafen am Rhein Zum Job 
MAXIMATOR GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur / Sales Engineer (m/w/d) Schwerpunkt Wasserstofftechnik MAXIMATOR GmbH
Sinsheim Zum Job 
Dohm Pharmaceutical Engineering-Firmenlogo
Ingenieur Verfahrenstechnik, Pharmatechnik, Prozesstechnik, TGA, Bauwesen (m/w/d) Dohm Pharmaceutical Engineering
Leverkusen Zum Job 
ASK GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) im Bereich Automatisierung und Steuerungstechnik ASK GmbH
Wolfenbüttel bei Braunschweig Zum Job 
RheinEnergie-Firmenlogo
Gruppenleiter Maschinen- und Verfahrenstechnik (m/w/d) RheinEnergie
Köln (Niehl) Zum Job 
WACKER-Firmenlogo
Procurement Manager (m/w/d) CSA / Bauleistungen WACKER
Burghausen Zum Job 
EUROVIA Verkehrsbau Union GmbH-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) für den Bereich Straßen- und Tiefbau EUROVIA Verkehrsbau Union GmbH
Berlin, Michendorf Zum Job 
Eurovia Verkehrsbau Union GmbH-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) für den Bereich Asphaltstraßenbau Eurovia Verkehrsbau Union GmbH
Berlin, Michendorf Zum Job 
agap2 - HIQ Consulting GmbH-Firmenlogo
Junior Technical Business Manager (m/w/d) agap2 - HIQ Consulting GmbH
Frankfurt am Main, München, Mannheim Zum Job 
agap2 - HIQ Consulting GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur:in Automatisierungs- & Elektrotechnik agap2 - HIQ Consulting GmbH
Mannheim, Frankfurt oder München Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Bausachverständiger Immobilien (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
agap2 - HIQ Consulting GmbH-Firmenlogo
Testingenieur:in Mechatronik & Elektrotechnik agap2 - HIQ Consulting GmbH
Großraum Frankfurt am Main, Mannheim oder München Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Experte Digitale Markenführung (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Stuttgart Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
SAP & Salesforce Service Manager (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Stuttgart Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Sachverständiger Umweltschutz & Emission (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Karlsruhe Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Fachkraft Arbeitssicherheit & Gesundheit (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Oberfranken, Oberpfalz Zum Job 
Freiformplatten aus Wandbau-Abfall
Der mit Holz gebaute Pavillon steht am Eingang zum neuen Holz-Forschungscampus-Gelände des Fachbereichs Architektur der Technischen Universität Kaiserslautern im Diemersteiner Tal in der Nähe von Kaiserslautern.

Foto: Pirmin Jung

Freiformplatten aus Wandbau-Abfall
Das Verformungsbild des Holzpavillons in RFEM.

Foto: Pirmin Jung

Freiformplatten aus Wandbau-Abfall
Für die Bemessung der Brettsperrholzflächen sowie der Anschlüsse kam die Finite-Elemente-Software RFEM zum Einsatz.

Foto: Pirmin Jung

Freiformplatten aus Wandbau-Abfall
Die Parameter des 3D-Modells für die Simulation finden Sie unten im Kasten zu diesem Artikel.

Foto: Pirmin Jung

Die Form der fünf- bis siebeneckigen Bauteile wurde mithilfe eines Algorithmus eingeteilt. Über 200 dieser jeweils nur etwa 60 cm großen Flächen, von denen jede in ihrer Geometrie einzigartig ist, wurden dazu computergestützt hergestellt. Alle Bauteile konnten durch ihre kleine Geometrie aus Abschnitten hergestellt werden, die als Abfall bei der Herstellung von Wandbauteilen mehrgeschossiger Gebäude anfallen.

Spaltfreie Verbindung

Verbunden sind die Platten untereinander durch eingeklebte Buchendübel und X-Fix-Verbinder, also schwalbenschwanzförmige Holz-Holz-Verbinder in Keilform aus Sperrholz. Die X-Fix-Verbinder übernehmen in diesem Zusammenspiel die Verbindung von Zug- und Scheibenschubkräften, also derjenigen Kräfte, die aus einer Verschiebung der Flächen innerhalb ihrer Ebene gegeneinander resultieren. Sie sorgen außerdem für eine spaltfreie Verbindung der Platten während der Montage. Die eingeklebten Buchendübel fixieren die Platten und übertragen die senkrecht zu den Platten wirkende Querkraft.

Das gesamte Projekt wurde in nur acht Wochen realisiert, von Beginn der Ausführungsplanung bis hin zur tatsächlichen Ausführung. Die Herstellung bzw. der Abbund und die Montage dauerten sogar lediglich acht Werktage. Belastungstests durch sechs Hub OSB-Platten mit einer Höhe von je 1,40 m (entsprechend einem Gewicht von etwa 17 Tonnen!) konnten nach Fertigstellung der Konstruktion die rechnerisch nachgewiesene hohe Tragfähigkeit der Kuppel in der Praxis verifizieren.

Weitere Beiträge aus unserem Special Holzbau

Von Dlubal / Karlhorst Klotz