Neue Daten sollen stabilen Holzbau effizienter machen
Schweizer Forscher verbessern die Berechnungen für den Bau von Holzhäusern, indem sie eine bisher vernachlässigte Komponente berücksichtigen.
Schweizer Forschende wollen eine zentrale Lücke bei der Berechnung von Holzbauten schliessen. Bisher werden Wände mit Fensteröffnungen für die horizontale Stabilität nicht berücksichtigt, weil Daten zu ihrem Tragverhalten fehlen.
Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa), die Berner Fachhochschule und die ETH Zürich haben nun mit Experimenten dieses Tragverhalten genau analysiert, wie die EMPA am Donnerstag mitteilte. Die Ergebnisse sollen in die Baupraxis und die Normung einfliessen.
Gebäude müssen nämlich nicht nur den vertikal wirkenden Lasten standhalten, wie Schnee und Eigengewicht, sondern auch solchen, die von der Seite auf sie einwirken, etwa durch den Wind an der Fassade oder durch Erdbeben. Diese horizontalen Lasten müssen Bauingenieure im Planungsprozess berechnen, um ausreichend steife und tragsichere Bauten zu entwerfen.
Beim Holzrahmenbau gebe es hier allerdings eine entscheidende Wissenslücke. Eine Regelung dazu, wie viel Horizontallast eine Holzrahmenwand trägt, wenn sie eine Fensteröffnung enthält, gebe es nicht.
Forschung fokussiert auf Fensteröffnungen
«Sobald ein Fenster in der Fassade eingeplant ist, muss das ganze Wandsegment vom planenden Ingenieur so behandelt werden, als sei dort nur Luft. Das ist nicht effizient», erklärte die EMPA-Forscherin Nadja Manser in der Mitteilung. Da Holz als klimafreundliche Alternative zu Beton gilt und im Schweizer Bauwesen zunehmend nachgefragt werde, sei diese Information wichtig.
Um herauszufinden, wie viel solche horizontalen Lasten Holzwände mit Fenstern aushalten, bauten die Forscherinnen und Forscher solche Wände auf, und belasteten sie, bis sie unter der Last einbrachen. Das Versagen der hölzernen Hauswände massen sie mit zahlreichen Kameras und Sensoren.
Auf Grundlage der Ergebnisse wird nun ein vereinfachtes mathematisches Modell entwickelt, das Planerinnen und Planern die Integration von Fensterwänden in die Statik erleichtert.
Bevor das neue Berechnungsmodell in der Industrie zum Einsatz kommen kann, wird es noch vereinfacht. Dadurch könnten Holzbauten künftig effizienter geplant und Material gezielter eingesetzt werden
