HOLZ Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver ...

INFORMATIONSDIENST HOLZ
Dauerhafte Holzbauten
bei chemisch-aggressiver Beanspruchung
holzbau handbuch Reihe 1 Teil 8 Folge 2

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
Inhalt
1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Schnellüberblick
für den eiligen Leser. . . . . . . . . 3
2 Naturtalent:
Der Werkstoff Holz . . . . . . . . . . 4
2.1 Chemischer Aufbau . . . . . . . . . . . 4
2.2 Anatomischer Aufbau . . . . . . . . . 4
2.3 Technische Eigenschaften . . . . . . 5
2.3.1 Verhalten von Holz gegenüber
Temperatureinflüssen . . . . . 5
2.3.2 Verhalten von Holz gegenüber
Feuchteeinflüssen . . . . . . . . 6
2.3.3 Verhalten von Holz bei chemischaggressiver
Beanspruchung . . . . . 6
2.3.4 Antibakterielle Wirkung
von Holz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 Konstruktive Vollholzprodukte.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1 Baurundholz. . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2 Bauschnittholz . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3 Brettschichtholz . . . . . . . . . . . . . . 10
3.4 Weitere Vollholzprodukte . . . . . . 10
4 Konstruktive Holzwerkstoffe . 10
5 Verbindungsmittel
und Anschlussarten . . . . . . . . . 11
5.1 Unlegierter Stahl . . . . . . . . . . . . . 11
5.2 Nichtrostender Stahl . . . . . . . . . . 11
5.3 Gusswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . 12
5.4 Kunststoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.5 Einspannung von Holz in Beton. . 13
5.6 Holz-Holz-Verbindungen . . . . . . . 13
6 Empfehlungen für
die Planung und Ausführung . 14
6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
6.2 Chemisch-aggressive Beanspruchung
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
6.3 Innenraumklima. . . . . . . . . . . . . . 14
6.4 Architektur und Funktion. . . . . . . 14
6.5 Holzarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
6.6 Baulicher Holzschutz . . . . . . . . . . 14
2
6.7 Chemischer Holzschutz . . . . . . . . 15
6.8 Verbindungsmittel . . . . . . . . . . . . 15
7 Ausführungsbeispiele . . . . . . . 16
7.1 Solebad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.2 Kompostieranlagen . . . . . . . . . . . 17
7.3 Chemie-Umschlaghallen . . . . . . . 18
7.4 Salzlagerstätten . . . . . . . . . . . . . . 19
7.5 Solebecken. . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.6 Streuguthallen . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.7 ICE-Waschstraße . . . . . . . . . . . . . 21
7.8 Landwirtschaftliche Bauten . . . . . 22
8 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.1 Weiterführende Literatur . . . . . . . 23
8.2 Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.3 Bildquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Die technischen Informationen dieser
Schrift entsprechen zum Zeitpunkt der
Drucklegung den anerkannten Regeln der
Technik. Eine Haftung für den Inhalt kann
trotz sorgfältigster Bearbeitung und Korrektur
nicht übernommen werden.
In diese Broschüre sind Ergebnisse aus zahlreichen
Forschungsprojekten eingeflossen.
Für deren Förderung danken wir der
Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
(AiF), der Arbeitsgemeinschaft
Bauforschung (ARGE BAU),
den Forst- und Wirtschaftsministerien des
Bundes und der Länder und der Holzwirtschaft.
Impressum
Das holzbau handbuch ist eine gemeinsame
Schriftenreihe von
• Holzabsatzfonds, Bonn
• Entwicklungsgemeinschaft Holzbau
(EGH) in der Deutschen Gesellschaft für
Holzforschung e.V., München
Herausgeber:
DGfH Innovations- und Service GmbH
Postfach 31 01 31, D-80102 München
mail@dgfh.de
www.dgfh.de
(089) 51 61 70-0
(089) 53 16 57 fax
Aus Mitteln des Bayerischen Ministeriums
für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
gefördert.
Bearbeitung:
Josef Egle, Dipl.-Ing., Übersee/Chiemsee
Der Verfasser bedankt sich herzlich bei den
Herren Prof. Dr.-Ing. Colling,
Dipl.-Ing. Dittrich, Dipl.-Ing. Hölzl,
MinRat Meyer, Dr.-Ing. Rapp, Schaffitzel
und Dipl.-Ing. Wiegand, welche ehrenamtlich
in der begleitenden Arbeitsgruppe
tätig waren und die Erstellung der Schrift
mit konstruktiven Beiträgen unterstützt
haben.
Erschienen: Dezember 2002
ISSN-Nr. 0466-2114
holzbau handbuch
Reihe 1: Entwurf und Konstruktion
Teil 8: Industrie- und Gewerbebauten
Folge 2: Dauerhafte Holzbauten
bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
1 Einführung
Was haben französische Edelweine,
schottischer Whiskey und skandinavischer
Aquavit gemeinsam? Neben der weithin
bekannten Tatsache, dass sich der Mensch
ihrer nur in sehr angemessenen Mengen
bedienen sollte, erreichen diese Spezialitäten
das begehrte Spitzenaroma erst
durch intensive Lagerung in Holzfässern.
Weit weniger spektakulär, jedoch ebenso
konsequent wird Holz im Bauwesen dann
bevorzugt eingesetzt, wenn aggressive
chemische Substanzen in Form von Gasen,
Flüssigkeiten oder Festkristallen dauerhaft
auf die Bausubstanz einwirken. Dabei
machen wir uns zu Nutze, dass Holz eine
erstaunliche Widerstandsfähigkeit gegen
vielfältige chemische Verbindungen aufweist.
Holz rostet nicht. Dieser Werkstoff
besitzt zudem geringes Gewicht bei hoher
Festigkeit, lässt sich gut und wirtschaftlich
bearbeiten und wird als Gegenpol zu den
gigantischen Kohlendioxid-Emissionen unserer
Wohlstandsgesellschaft von der Natur
in reichlicher Menge, dazu mit ausgeglichener
CO2-Bilanz, zur Verfügung gestellt.
Die Gesamtkosten für Bauwerke werden
durch Aufsummierung der Teilbereiche
– Neubau-/Errichtungskosten,
– allgemeine Betriebskosten,
– Reparatur- und Instandhaltung sowie
– Rückbau nach Ende der Nutzungszeit
ermittelt. Die Wirtschaftlichkeit von Bauten
insbesondere bei erhöhter Beanspruchung
durch chemisch-aggressive Substanzen
resultiert in hohem Maße aus den Betriebsund
Instandhaltungskosten.
Über die Widerstandsfähigkeit des Bauund
Werkstoffes Holz gegen chemischaggresive
Beanspruchung liegen seit langer
Zeit Untersuchungen und Erfahrungen vor
[siehe Kapitel 8.1 Weiterführende Literatur].
Schon vor Jahrhunderten wurden
Metallerze verhüttet, Schmieden und
Eisenhämmer gaben Gase und Dämpfe ab.
Bei der Salzgewinnung in Salinen entstanden
nicht nur aggressive gasförmige
Substanzen, es erfolgt zudem eine Anlagerung
von festem kristallinem Material
an den Oberflächen der Tragwerkskonstruktion.
Als Beispiel hierzu kann die
hölzerne Fachwerkkonstruktion einer Salzlagerhalle
in Salzdethfurth dienen, die seit
Errichtung im Jahre 1911 der direkten
Oberflächenbelastung durch Salzkristalle
widersteht.
Abbildung1.1 Detailaufnahme Fachwerkkonstruktion
Salzlagerhalle (Baujahr 1911)
Zusätzlich zur Widerstandsfähigkeit gegen
aggressive Chemikalien fördert der Baustoff
Holz die Einheit von Funktion und
Gestaltung. Er stellt auf diese Weise interessante
und wiederkehrend neue Anforderungen
an Architekten und Ingenieure.
Die vorliegende Schrift dient zunächst der
technischen Information von Architekten,
Tragwerksplanern, Ingenieuren und ausführenden
Unternehmen im Holzbau.
Zugleich möchte sie Gestaltungsmöglichkeiten
und Wirtschaftlichkeitsaspekte vermitteln
und wendet sich hiermit an Bauherren
und Auftraggeber.
Der Inhalt der Schrift befasst sich mit wichtigen
konstruktiv-baulichen Anwendungen
von Gebäuden, Behältern oder Überdachungen.
Für ergänzende Einsatzgebiete
z.B. für Lärmschutz [9], Brücken [22] oder
Wasserbau [8] stehen in der Schriftenreihe
des INFORMATIONSDIENSTES HOLZ weitere
Fachbroschüren zur Verfügung und
sind in Kapitel 8 dargestellt.
Schnellüberblick
für den eiligen Leser
Nachstehend findet sich eine Übersicht
der wichtigsten Inhalte dieser Schrift. Die
einzelnen Kapitel und die enthaltenen
Informationen finden sich in Stichpunkten:
Die außerordentlich hohe Widerstandsfähigkeit
des Bau- und Werkstoffes Holz
gegen aggressive Chemikalien ist in dessen
chemischer und anatomischer
Grundstruktur begründet. In Kapitel 2
finden sich wichtige Angaben hierzu,
ebenso das Verhalten von Holz bei
Umwelteinflüssen wie Temperatur,
Feuchte und chemischen Stoffen.
Im modernen Holzbau werden über den
Einsatz von Vollholz hinaus zunehmend
weiterveredelte Produkte eingesetzt.
Kapitel 3 beschreibt die wichtigsten Arten
von konstruktiven Holzprodukten mit
den zugehörigen Kenndaten.
Die Auswahl von konstruktiven Holzwerkstoffen
und Verbindungsmitteln,
Stoßausbildungen und Anschlüssen
entscheidet in hohem Maße über die
Beständigkeit von Bauwerken bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung.
Hinweise finden sich in den Kapiteln 4
und 5.
Kapitel 6 behandelt Kenngrößen, welche
die Wirtschaftlichkeit und Dauerhaftigkeit
von Holzbauten bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung in der Praxis beeinflussen.
Für die Zielgruppen Architekten, Fachingenieure
und Holzbau-Unternehmen
sind Empfehlungen für die Planung
und Ausführung dargestellt.
Ausführungsbeispiele von Holzkonstruktionen
in der Chemischen Industrie,
für Salzlagerung, Landwirtschaft, Sonderanwendungen
und Freizeitbereich werden
in Kapitel 7 gezeigt.
Kapitel 8 listet Literaturquellen und
weiterführende Schriften des INFOR-
MATIONSDIENSTES HOLZ, welche den
Einsatz von Holz bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung in Spezialgebieten darstellen.
Ebenso sind hier wichtige Richtlinien
und Normen angegeben.
3

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
2 Naturtalent:
Der Werkstoff Holz
2.1 Chemischer Aufbau
Der chemische Aufbau von Holz wird nach
stehend unter den Aspekten Elementarzusammensetzung
und Bestandteile betrachtet.
Die Elementarzusammensetzung,
somit die enthaltenen chemischen Substanzen,
ist für unterschiedliche Holzarten
sowie für verschiedene Bestandteile eines
Baumes wie Stamm, Äste oder Wurzel
weitgehend konstant. Es kann von nachstehenden
Durchschnittswerten ausgegangen
werden:
Tabelle 2.1 Elementarzusammensetzung von Holz
4
Chemisches Element Anteil
Kohlenstoff ca. 50%
Sauerstoff ca. 43%
Wasserstoff ca. 6%
Stickstoff und Mineralien ca. 1%
Die chemischen Bestandteile von Holz
umfassen im wesentlichen die drei zellwandaufbauenden
Stoffe Cellulose, Polyosen
und Lignin. Diese drei Substanzen
sind hochmolekular und verleihen aufgrund
ihrer Struktur den Zellwänden des
Holzes ihre Festigkeit.
Cellulose
Sie stellt die Gerüstsubstanz der Holzzellwände
dar und dient vornehmlich der Zugfestigkeit.
Die langen fadenförmigen
Molekülketten sind zu Einheiten, den
sogenannten Fibrillen, zusammengelagert.
Die Funktion der Cellulose kann vereinfacht
mit der Wirkung der Bewehrung in
Stahlbeton verglichen werden.
Lignin
Lignin ist die eigentliche „verholzende“
Komponente der Zellwand. Es besteht aus
vernetzten Makromolekülen, die den Zellwänden
des Holzes durch Ausfüllen der
Hohlräume zwischen den Fibrillen der Cellulose
die Druckfestigkeit verleihen.
Polyosen
Polyosen sind kurzkettige Moleküle. Ihre
Funktion kann verallgemeinert als Kittsubstanz
oder Verbindungsmittel zwischen den
Gerüstsubstanzen Cellulose und Lignin
angesehen werden.
Neben den zellwandaufbauenden Molekülen
kommen eine Reihe von Inhalts-
Kollabierte Siebzellen
Bastparenchym
Tätige Siebzellen
Kambium
Frühholz mit dünnwandigen Tracheiden
Jahrringgrenze
Spätholz mit dickwandigen
Tracheiden und Harzgang (HZ)
Mehrreihiger Holzstrahl
mit Harzgang
Tangentialschnitt
Einreihiger Holzstrahl (HS)
Abbildung 2.1 Räumliche Darstellung Nadelbaum [24]
stoffen wie u.a. Harze, Öle, Fette, Gerbstoffe,
Kautschuk oder Säuren vor. Diese
Stoffe weisen in den jeweiligen Nadel- und
Laubholzarten sehr unterschiedliche
Zusammensetzung auf und sind verantwortlich
z.B. für Farbgebung, Geruch,
Oberflächenbeschaffenheit oder Widerstandsfähigkeit
gegen Pilze und Insekten.
2.2 Anatomischer Aufbau
Holz im Sinne des technischen Bau- und
Werkstoffes wird durch das sekundäre
Dauergewebe von Stämmen und Ästen
gebildet. Der Holzkörper besteht aus
Millionen einzelner Zellen mit unterschiedlicher
Größe, Art und Verteilung. Gleichartige
Zellen können in größeren Verbänden,
dem Gewebe, auftreten.
Hinsichtlich ihrer Funktion werden die
Gewebearten in drei Gruppen unterschieden:
• mechanische Festigung
• Nährstoffleitung und -transport
• Speicherfunktion
Bei Nadelhölzern wird das Festigungsgewebe
durch Tracheiden gebildet, die
zugleich dem Nährstofftransport dienen.
Laubhölzer hingegen besitzen als festigende
Struktur Libriformfasern und teils Fasertracheiden,
während der Nährstofftransport
durch separate Gefäße übernommen
wird.
Radialschnitt
ML
Querschnitt
Mittellamelle ML Sekundärwände S1 und S2
Primärwand P Tertiärwand T
Abbildung 2.2 Submikroskopischer Zellenaufbau [1]
Abbildung 2.2 zeigt schematisch die verschiedenen
Schichten von Holzzellwänden
(Tracheiden des Nadelholzes sowie Libriformfasern
bei Laubhölzern). Diese Darstellung
lässt die hohe Resistenz von Holz
als „High-Tech-Verbundwerkstoff“ in
besonderer Weise erahnen. Die einzelnen
Wandschichten (Mittellamelle ML, Primärwand
P, Sekundärwände S1 und S2,
Tertiärwand T) mit unterschiedlicher Richtung
der Holzfasern umschlingen und
festigen sich gegenseitig.
T
S2
S1
P

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
Das Speichergewebe besteht bei allen
Hölzern aus den sog. Parenchymzellen
(= Speicherzellen). Größtenteils verlaufen
die Holzfasern in Längsrichtung zur
Stammachse. In Querrichtung hierzu
(„radial“) zeigen sich als Holzstrahlen
bezeichnete Zellbänder. Diese Zellen übernehmen
die radiale Leitung und Speicherung
von organischen Stoffen.
2.3 Technische Eigenschaften
Für die physikalischen und technologischen
Eigenschaften des Holzes sind zunächst
das Festigkeits- und Nährstoffleitgewebe
verantwortlich. Insbesondere bei Anwendungen
in chemisch-aggressiven Medien
verleihen weitere technische Eigenschaften
dem Werkstoff Holz im Vergleich mit konkurrierenden
Bau- und Werkstoffen eine
herausragende Stellung.
Hierzu zählen Dauerhaftigkeit, thermisches
Verhalten, Resistenz gegenüber festen,
flüssigen und gasförmigen Umgebungsstoffen
oder antibakterielle Wirkung.
2.3.1 Verhalten des Holzes
gegenüber Temperatureinflüssen
Bei Temperaturschwankungen unterliegen
Stoffe jeglicher Art Dimensionsschwankungen.
Der materialspezifische Längenausdehnungskoeffizient
ist bei Holz im Vergleich
zu anderen Werkstoffen sehr gering
und braucht für Standsicherheitsbetrachtungen
daher im Regelfall nicht berücksichtigt
zu werden.
25
20
15
10
5
0
0
Alu V2A Guss Holz Poly- Poly- PVC Guss Holz
amid äthylen
Abbildung 2.3.a Längenausdehnungskoeffizienten
konstruktiver Baustoffe
Auch bei hohen Temperaturen tritt über
längere Zeiträume hinweg keine thermische
Zersetzung ein. Erst oberhalb von
60–80 °C finden allmähliche, mit steigender
Temperatur sich beschleunigende chemische
Veränderungsprozesse statt. Bei
den behandelten Bauwerksarten in der
vorliegenden Schrift treten über längere
Zeiträume im Regelfall Temperaturen bis zu
60 °C auf. Hieraus resultieren keinerlei
negative Auswirkungen auf Festigkeitsverhalten
und Dimensionsstabilität des Baustoffes
Holz.
Aus den Abbildungen 2.3.a und 2.3.b ist
zu erkennen, dass das Längenausdehnungsverhalten
bei Werkstoffen aus
Kunststoff gegenüber Metall und Holz
erheblich abweicht. So wird etwa im Automobilbau
ein verstärkter Einsatz von neu
entwickelten Holz- und Holzverbundwerkstoffen
angestrebt.
Chemisch-aggressive Medien wirken häufig
in Gasform bzw. in Verbindung mit
Wasserdampf auf die umgebende Baukonstruktion
ein. Bei der Entstehung von
Tauwasser unterliegen konstruktive Werkstoffe
einer nochmalig verstärkten chemischen
und mechanischen Beanspruchung.
Die Bildung von Tauwasser hängt
von den Faktoren Oberflächentemperatur
Hüllfläche, Innentemperatur sowie relative
Luftfeuchte im Innenraum ab.
Aufgrund seines anatomischen Aufbaues
mit dünnen Zellwänden und zwischenliegenden
Hohlräumen ist der Werkstoff Holz
das Vorbild vieler synthetischer Dämmstoffe.
Neben hoher Festigkeit besitzt er
Längenausdehnungskoeffzient a [10 –6/K] Längenausdehnungskoeffzient a [10 –6/K]
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
Abb. 2.3.b Vergleich Längenausdehnungskoeffizienten
Kunststoffe, Guss und Holz
Tabelle 2.2 Raumseitige Oberflächentemperatur und
Grenzfeuchte für Tauwasserausfall an verschiedenen
Baustoffen bei ϑa = 0 °C, ϑ l = 20 °C, Materialstärke
100 mm
Baustoff Wärmeleit- Oberflächen- Grenzfeuchte
fähigkeit λ temperatur rel. Luftf.
[W/mK] innen ϑi [°C] ϕ [%]
Aluminium 200 4,7 36,7
Stahl 60 4,8 37,0
Guss 50 4,8 37,0
V2A-Stahl 15 5,3 38,1
Beton 2,1 8,2 46,1
Polyethylen 0,4 13,8 67,6
Nadelholz 0,13 17,1 84,1
hiermit sehr gute Wärmedämmeigenschaften.
Tabelle 2.2 verdeutlicht diese Zusammenhänge.
Ausgehend von einer Temperatur
innen 20 °C und außen 0 °C werden die
Oberflächentemperaturen für mehrere
Baustoffe mit einer Materialstärke von
100 mm ausgewiesen. Zugleich ist jeweils
der Grenzfeuchtegehalt der Innenluft enthalten,
ab welcher mit Tau- bzw. Schwitzwasserbildung
gerechnet werden muss.
Unter diesen vorgegebenen klimatischen
Voraussetzungen wäre beispielsweise bei
Einsatz von Stahl oder Guss ab einer Luftfeuchte
von 37–38%, welche durchaus als
„trocken“ gilt, mit Schwitzwasser an Bauteiloberflächen
zu rechnen. In nahezu allen
Anwendungsfällen dieser Schrift werden
solche Grenzwerte deutlich überschritten.
Bei Verwendung von Holz ist bei den obigen
Klimabedingungen mit Tauwasser beginnend
ab ca. 84% Luftfeuchte zu rechnen.
Dieser als „schwül“ empfundene
Wert wird in vielen Anwendungen in Industrie,
Technik und Freizeit höchstens
kurzfristig erreicht. Konstruktionen in Holz
bleiben daher in vielen Anwendungsfällen
auch ohne zusätzliche Wärmedämmschichten
tauwasserfrei.
5

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
2.3.2 Verhalten des Holzes
gegenüber Feuchteeinflüssen
Der Feuchtegehalt von Wasser in Holz
hängt insbesondere von den beiden Faktoren
Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit
ab. Holz nimmt Wasser in zwei verschiedenen
Arten auf. Zunächst reichern
sich die Zellwände damit an. Sind diese
gesättigt, füllen sich alsdann die Zellenhohlräume.
Der Zustand, wenn die Hohlräume
gerade kein Wasser mehr enthalten,
wird als Fasersättigungsbereich bezeichnet.
Er liegt bei Nadelhölzern etwa bei 30%
Holzfeuchte.
An überdachten oder gegen Bewitterung
geschützten Holzkonstruktionen stellen
sich Holzfeuchtewerte ein, welche deutlich
niedriger sind als bei Fasersättigung. Bei
Feuchteaufnahme oder -abgabe unterhalb
des Fasersättigungsbereiches treten bei
Holz in radialer und tangentialer Richtung
(entlang der Jahrringe und in Querrichtung
hierzu) Quell- und Schwinderscheinungen
auf, die konstruktiv berücksichtigt werden.
In Faserlängsrichtung sind diese Verformungen
vernachlässigbar gering.
Abbildung 2.4 Ausgleichsfeuchte von Holz in Abhängigkeit zu Umgebungstemperatur und relativer Luftfeuchte
6
In Abhängigkeit zur baulichen Situation
und Feuchtebeanspruchung werden daher
Nutzungsklassen definiert, welche die klimatischen
Verhältnisse der Umgebung des
Bauwerks während seiner Lebensdauer
kennzeichnen und für die Konstruktion
und statische Bemessung berücksichtigt
werden:
Nutzungsklasse I
Feuchtegehalt in Holzbaustoffen, der einer
Temperatur von 20 °C und einer relativen
Luftfeuchte entspricht, die nur für einige
Wochen pro Jahr einen Wert von 65%
übersteigt (z.B. beheizte Innenräume).
Nutzungsklasse II
Feuchtegehalt in Holzbaustoffen, der einer
Temperatur von 20 °C und einer relativen
Luftfeuchte entspricht, die nur für einige
Wochen pro Jahr einen Wert von 85%
übersteigt (überdachte, offene Tragwerke,
z.B. Stallungen, industrielle Löse- und
Tränkprozesse).
Nutzungsklasse III
Klimabedingungen, welche regelmäßig zu
höheren Feuchtegehalt in Holzbaustoffen
führen als in Nutzungsklasse II (der Witterung
ausgesetzte Baustoffe oder z.B. intensiv
genutzte Nassräume bzw. industrielle
Verfahren mit ständig hohem Wasserdampfanfall).

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
2.3.3 Verhalten des Holzes
bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung
Holz als Werkstoff besitzt im Vergleich zu
vielen anderen Materialien wie z.B. Beton
oder unlegiertem Stahl eine sehr hohe
natürliche Resistenz gegen die Einwirkung
unterschiedlicher Chemikalien. Die Beanspruchung
hängt dabei dabei insbesondere
von den nachstehenden Faktoren ab:
• Art der Chemikalie
• Konzentration
• Aggregatszustand (Gas, Flüssigkeit,
Festkörper)
• pH-Wert Chemikalie
• Umgebungstemperatur
• relative Luftfeuchte
Der pH-Wert beschreibt die Konzentration
freier Wasserstoff-Ionen in Lösungen. Chemisch
neutrale Lösungen besitzen einen
pH-Wert von 7. Unterhalb pH = 7 liegt der
saure, oberhalb der basische Bereich. Mit
sinkendem pH-Wert nimmt der saure, mit
steigendem der basische Bereich zu.
Im Rahmen von wissenschaftlichen Untersuchungen
[3] wurden Teststäbe aus Fichtenholz
1 Jahr lang in unterschiedlichen
Industriehallen mit chemisch-aggressiver
Beanspruchung gelagert und anschließend
die pH-Werte ermittelt mit folgendem
Ergebnis (Probe Nr. 0 ist als Vergleichsprobe
unbelastet):
Tabelle 2.3 pH-Werte von Industrieproben im Vergleich
mit unbelasteter Vergleichsprobe (0)
Nr. Produktion Atmosphäre pH-Wert
im Holz
0 Vergleichs- 5,1
probe
1 Ammonium- SO2/NH3/ 5,7
Thiosulfat H2O-Dampf
2 Natrium- SO2/H2O-Dampf 5,3
Thiosulfat
3 Sulfat HCl/H2SO4/ 3,3
H2O-Dampf
4 Beizerei Mischatmosphäre 3,7
sauer HF/HNO3/
HCl/H2O-Dampf
5 Bleicherei Mischatmosphäre 5,2
Cl2/H2O2/NaOH/
SO2/H2SO4/
H2O-Dampf
Allgemein gültige Angaben zu unbedenklichen
pH-Grenzwerten bei Holz im sauren
und basischen Bereich sind für unterschiedliche
Chemikalien wegen verschiedener
Einflussfaktoren nur eingeschränkt
möglich. In der Literatur wird verschiedentlich
ein Bereich von 2 < pH < 9 als unbedenklich
erwähnt. Insbesondere im sauren
Bereich besitzt Holz eine erheblich höhere
Widerstandskraft als Beton und Stahl. Aufgrund
von Korrosionserscheinungen können
hier bereits bei pH = 5 Schädigungen
eintreten.
Ein möglicher Abbau von Cellulose im Holz
hängt in besonderer Weise mit der Intensität
der chemischen Beanspruchung
zusammen. Handelt es sich um gasförmige
Substanzen, welche allenfalls mit dem in
den Holzfasern enthaltenen Wasser in
Lösung gehen können, bleibt die Beanspruchung
selbst bei hoch aggressiven
Chemikalien in der Regel gering.
Sie steigt an, wenn Holzfeuchtewerte
vorliegen, die über dem Fasersättigungsbereich
liegen und somit Wasser in den
Zellhohlräumen vorhanden ist. Eine nochmalige
Erhöhung der Beanspruchung tritt
ein, wenn an Holzoberflächen wiederkehrend
Wasser abläuft (Undichtigkeiten,
Tauwasser etc.), welches in Lösung gehen
kann. Hieraus resultiert ein Auswaschungsprozess,
womit die Wirkung von chemischen
Substanzen durch physikalische
und mechanische Vorgänge verstärkt wird.
In einer Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen
zur Beständigkeit in chemischaggresiven
Medien [u.a.2,3,7] konnte die
außerordentlich hohe Resistenz des Werkstoffes
Holz nachgewiesen werden. Es
wurde bereits ausgeführt, dass zur Bewertung
im Einzelfall eine Vielzahl von Einflussparametern
zu erfassen und zu
berücksichtigen sind. Weitere Ausführungen
hierzu, insbesondere zur Ausschreibung,
Planung und Konstruktion, finden
sich in Kapitel 6 der vorliegenden Schrift.
Aufgrund von Untersuchungen sowie
umfangreicher Erfahrungen in der Praxis
können dabei über sehr unterschiedliche
Anwendungsgebiete hinweg die nachstehenden
Grundregeln abgeleitet werden:
a) Sofern Schädigungen an Holzkonstruktionen
aufgetreten sind, waren
diese in der überwiegenden Zahl auf
bautechnische bzw. bauphysikalische
Mängel zurückzuführen. Vermeidbarer
hoher Holzfeuchtegehalt etwa
aufgrund von Undichtigkeiten oder
unzureichendem Tauwasserschutz
stellt die häufigste Schadensursache
dar.
b) Auch bei hoher Beanspruchung,
somit hoher Holzfeuchtegehalt in
Verbindung mit stark sauren oder
alkalischen Substanzen, bleibt die
Schädigung der Holzstruktur nahezu
vollständig auf die äußeren Schichten
beschränkt. Viele Untersuchungen
zeigen, dass sich auch bei intensiver
chemischer Beanspruchung
über Jahrzehnte hinweg die Störungen
auf die Randzonen des Holzes
beschränken.
c) Bauliche Schädigungen durch Säuren,
Basen oder Salze in kristalliner
Form betreffen in besonderer Weise
metallische Verbindungsmittel, die
Holzkonstruktion selbst hingegen
nur in seltenen Fällen.
d) Wenn durch ordnungsgemäße technische
Maßnahmen eine überhöhte
Holzfeuchtigkeit vermieden wird, so
führen chemisch-aggressive Innenraumbelastungen,
die entsprechend
den Arbeitsschutzvorschriften für
den Aufenthalt von Menschen
geeignet sind, zu keinen Schädigungen
an Holzkonstruktionen.
7

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
2.3.4 Antibakterielle Wirkung von Holz
Für die Bemessung, Konstruktion und Ausführung
von Holzbauwerken in chemischaggressiven
Medien ist im Regelfall die
Resistenz von Holz gegen chemische Einflüsse
maßgeblich. In Sonderfällen, etwa
zur Lagerung von hochreinen Speisesalz-
Sortimenten, für Transportpaletten oder
allgemein bei Kontakt mit Lebensmitteln,
ist darüber hinaus das hygienische Verhalten
zu berücksichtigen. Gleiches gilt für
spezielle bauliche Anwendungen im landwirtschaftlichen
Bereich.
Zur bakteriellen bzw. antibakteriellen Wirkung
von Holz im Vergleich mit Werkstoffen
aus Stahl oder Kunststoff herrschen
in Fachkreisen durchaus erhebliche Meinungsverschiedenheiten.
Für eine sachgerechte
Beurteilung sind die nachstehenden
Randbedingungen stets zu beachten:
• Holzart
• Holzzone (Kern- und Splintbereich, insbesondere
bei Kiefer- und Lärche)
• Ausrichtung der beanspruchten Kontaktflächen
zur Wuchsrichtung des Baumes
• Holzfeuchtigkeit
• Vorbehandlung des Holzes (Trocknung,
Dämpfung, Anstriche, Imprägnierung
usw.)
• Äußere Einwirkungen auf das Holz (Luftfeuchtigkeit,
Temperaturen, Kontakt mit
Chemikalien u.a.m.)
Im Rahmen eines Forschungsprojektes [4]
wurden daher die hygienischen Eigenschaften
verschiedener mitteleuropäischer
Holzarten mit mikro- und molekularbiologischen
Methoden untersucht und Kunststoffen
vergleichend gegenüber gestellt. Es
sollten Wirkmechanismen zwischen Holz
und Bakterien ermittelt werden, auch eine
mögliche antibakterielle Wirkung von
Holz.
Der Keimgehalt an mehreren Proben aus
Holz- und Kunststoffspänen über einen
Zeitraum von 4 Tagen ist in Abbildung 2.5
wiedergegeben. Die wesentlichen Ergebnisse
der Untersuchungen lassen sich wie
folgt zusammenfassen:
a) Hygroskopische Wirkung
von Holz
Bakterien bzw. Keime benötigen
zum Wachstum ausreichende Temperatur-
und Feuchteverhältnisse.
Das hygroskopische Verhalten von
Holz, also die Fähigkeit, an Ober-
8
Abbildung 2.5 Bestimmung des Keimgehaltes von Holz- und Kunststoffspänen nach Beimpfung mit E.coli
plE639 (5 x 109 KBE/g), T= 21 °C, Luftfeuchte = 55% [4]
flächen schnell Feuchtigkeit aufzunehmen,
erschwert Keimen somit
deren Entwicklungsfähigkeit. Die
poröse Oberfläche von Holz sorgt
dabei für größere Berührungsflächen
mit den anliegenden Keimen als dies
bei glatter Ebene der Fall ist. Der
Feuchteentzug der Keime wird hierdurch
verstärkt. Feuchteundurchlässige
Oberflächen, wie sie bei vielen
Kunststoffarten (und auch Metallen)
vorliegen, begünstigen das Wachstum
von Bakterien.
b) Antibakterielle Wirkung von Holz
Neben der hygroskopischen Wirkung
sind auch Holzinhaltstoffe für die
Reduktion der Keime verantwortlich.
Besonders extraktstoffreiche Hölzer
wie Kiefer- und Lärchenkernholz,
weiterhin Eiche besitzen antibakterielle
Wirkung.
Die in Abbildung 2.6 erkennbare Abnahme
der Keime innerhalb von 24 h ist primär
auf den stattfindenden Trocknungsprozess
und dem damit verbundenen Feuchteentzug
zurückzuführen.
Auf extraktstoffarmen Oberflächen von
Kunststoffen oder den Laubhölzern Ahorn
und Buche bleiben die restlichen Bakterien
danach über längere Zeiträume erhalten.
Im Vergleich dazu schreitet die Keimzahlreduktion
an Kiefern- und Lärchenholz
(ebenso Eiche) rasch voran. In Folge einer
Interaktion mit Holzinhaltstoffen werden
Bakterien abgetötet.
Abbildung 2.6 Vergleich des Überlebens von E.coli plE639 nach 24 h auf Kunststoff (links) und Kiefernspänen
(rechts), Inokulum = 1 x 10 9 cfu/g, RT = 21 °C, Luftfeuchte = 55% [4]

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
3 Konstruktive Vollholzprodukte
Der moderne Holzbau ist gekennzeichnet
durch die Verwendung variantenreicher
und vielfältiger Holzsortimente. Dies trifft
in besonderer Weise für Bauwerke mit chemisch-aggressiver
Beanspruchung zu.
Beginnend bei Rundholzsortimenten und
Schnittholz bis hin zu weiterveredelten
Massivholz- und Holzwerkstoffprodukten
finden Auftraggeber und Planer vielfältige
Konstruktions- und Gestaltungsmöglichkeiten.
Weiterführende Schriften des
INFORMATIONSDIENSTES HOLZ zu Materialien
und Werkstoffen sind in Kapitel 8
angegeben.
3.1 Baurundholz
Die Verwendung von Rundstämmen vorzugsweise
in den Holzarten Fichte, Kiefer,
Tanne, Lärche und Eiche kann auf eine
Jahrhunderte alte Bautradition zurückblicken.
Abbildung 3.1 zeigt eine historische
Scheune in Blockbauart, die Rundbohlen
stehen in direktem Kontakt mit
Streu- und Futtermitteln.
Abbildung 3.1 Historische Scheune in Rundstamm-
Blockbauweise, Sölden (Tirol)
Der moderne Holzbau hat Rundstämme
für besonders wirtschaftliche Konstruktionen
wieder entdeckt.
Abbildung 3.2 zeigt die Verwendung von
Rundholzsortimenten an einem landwirtschaftlichen
Betriebsgebäude neueren
Datums.
Abbildung 3.2 Außenklimastall mit Stützen und Pfetten aus Rundstämmen
Abbildung 3.3 Einschnittarten für Massivholzprodukte
[16]
3.2 Bauschnittholz
Bauschnittholz aus Nadel- oder Laubholzarten,
je nach Art der Bearbeitung und
Querschnittsabmessungen als Latte, Brett,
Bohle oder Kantholz hergestellt. Unter
Berücksichtigung von Rissfreiheit oder
Formstabilität sind verschiedene Einschnittarten
möglich, vgl. Abbildung 3.3.
Die Hölzer werden für überdachte Anwendungen
im Regelfall technisch getrocknet.
Die Oberflächen reichen von sägerauh bis
gehobelt, gefräst oder profiliert. Konstruktionsvollholz
ist eine veredelte Form des
Nadel-Bauschnittholzes mit Unterscheidung
in sichtbare (KVH-Si) und nicht sichtbare
(KVH-Nsi) Anwendung. In Abhängigkeit
zu Gefährdungsklassen und
Baukonstruktion werden Schnittholzprodukte
im Bedarfsfalle mit einem vorbeugenden
chemischen Holzschutz versehen.
Baulich-konstruktive Maßnahmen zur dauerhaften
Sicherstellung des Holzschutzes
besitzen dabei Vorrang.
9

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
3.3 Brettschichtholz (BSH)
Brettschichtholz als veredeltes Holzprodukt
besteht aus mindestens drei faserparallel
verklebten, technisch getrockneten Brettern
oder Brettlamellen aus Nadelholz.
Die maximal zulässige Dicke der einzelnen
Bretter oder Lamellen beträgt 42 mm bzw.
33 mm bei klimatisch beanspruchten Bauteilen.
Brettschichtholz lässt sich industriell
in sehr großen Dimensionen herstellen,
aufgrund der flächigen Verklebung einzelner
Lamellen sind Sonderformen sowie
gekrümmte oder verdrehte Bauteile möglich.
Durch die Vorfertigung zusammengesetzter
Teile lässt sich im Falle chemischer
Beanspruchungen die Anzahl notwendiger
metallischer Verbindungsmittel auf ein
Minimum reduzieren. Abbildung 3.4 zeigt
das Ausführungsschema für die Tragkonstruktion
einer Streuguthalle. Die einzelnen
Gelenkrahmen sind in Brettschichtholz
errichtet, die Rahmenecken wurden keilgezinkt
ausgeführt. Der Einsatz metallischer
Verbindungsmittel konnte somit auf die
Bereiche Fundamentanschluss und Firstpunkt
reduziert werden.
Im Bedarfsfalle kann ein vorbeugender
chemischer Holzschutz ausgeführt werden.
Die Hersteller von Brettschichtholz unterliegen
einer Eigen- und Fremdüberwachung.
Die üblichen Klebstoffarten sind Harnstoffharz,
modifiziertes Melaminharz, Phenol-
Resorcinharz sowie Polyurethan. Für Bauteile,
welche chemisch-aggressiv stark
beansprucht werden, kann die Klebstoffgattung
auf die zu erwartende Beanspruchung
abgestimmt werden. Zur Herstellung
von Brettschichtholz sind die
Holzarten Fichte, Lärche, Douglasie, Kiefer,
Tanne und Yellow Cedar zugelassen.
3.4 Weitere Volholzprodukte
Weitere industriell hergestellte geklebte
Nadel-Vollholzprodukte sind Balkenschichtholz
aus zwei oder drei faserparallel
verklebten Bohlen oder Kreuzbalken.
Letztere sind ebenfalls faserparallel verklebt
und setzen sich aus vier Viertelholz
ähnlichen Segmenten zusammen.
10
Abbildung 3.4 Schematische Darstellung Gelenkrahmen einer Streuguthalle in BSH. Reduzierung von metallischen
Verbindungsmitteln durch keilgezinkte Rahmenecken
4 Konstruktive Holzwerkstoffe
Holzwerkstoffe werden in Pressen aus
unterschiedlich großen Holzteilen wie Brettern,
Stäben, Furnieren, Furnierstreifen,
Spänen oder Holzfasern unter Zugabe von
Klebstoffen oder mineralischen Bindemitteln
in Platten- oder Trägerform hergestellt.
Holzwerkstoffe weisen eine große Homogenität
auf mit nur geringer Streuung der
Materialeigenschaften.
Durch gezielte Anordnung der einzelnen
Holzbestandteile können Belastungen in
den einzelnen Bauteilebenen optimiert
werden. Das Quell- und Schwindverhalten
bei Holzwerkstoffen fällt in der Regel deutlich
geringer aus als bei Massivholz.
Holzwerkstoffe werden im Regelfall in
Standardabmessungen hergestellt, dabei
können auch sehr große Formate realisiert
werden. Die Herstellung unterliegt einer
Eigen- und Fremdüberwachung, alle Produkte
sind kennzeichnungspflichtig. Entsprechend
den technisch-physikalischen
Anforderungen sowie möglichen ästhetischen
und gestalterischen Gesichtspunkten
kann aus einer großen Zahl unterschiedlicher
Produktgattungen ausgewählt
werden:
• Mehrschichtplatten 3- oder 5-lagig
• Bau-Furniersperrholz
• Bau-Furniersperrholz aus Buche
• Furnierschichtholz
• Brettsperrholz
• Furnierstreifenholz
• Spanstreifenholz
• OSB-Platten
• Flachpressplatten
• Harte Holzfaserplatten
• Mittelharte Holzfaserplatten
• Weiche Holzfaserdämmplatten
• Zementgebundene Flachpressplatten
• Gipsgebundene Flachpressplatten
• Gipsfaserplatten
• Gipskartonplatten
• Holzwolle-Leichtbauplatten
• weitere Sonderausführungen.
Für den Einsatz von Holzwerkstoffen in
chemisch-aggressiver Umgebung lassen
sich je nach Medium und Beanspruchungsgruppe
gezielt Sortimente auswählen.
Dabei sind Plattenwerkstoffe in der Lage,
Aufgaben zu Standsicherheit, Raumteilung
und Gestaltung in sich zu vereinen und
ermöglichen auch deshalb besonders wirtschaftliche
Bauten.

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
5 Verbindungsmittel
und Anschlussarten
Verbindungen und Anschlüsse an tragenden
Holzbauteilen sind gemäß DIN 1052
rechnerisch nachzuweisen. Im dort enthaltenen
Kapitel „Anforderungen an die Dauerhaftigkeit“
findet sich der Hinweis, dass
ausgehend von der zu erwartenden Beanspruchung
an metallische Bauteilen Maßnahmen
gegen Korrosion zu ergreifen
sind. Zu diesen Maßnahmen zählen u.a.
Metallüberzüge, Beschichtungen, nichtrostende
Stähle, Gussteile oder Kunststoffe.
Überdies sind konstruktive Abdeckungen
oder der primäre Einsatz von Holz-Holzoder
Klebstoff-Verbindungen im Einzelfall
zu prüfen.
Die Erfahrung zeigt, dass an Bauten mit
chemisch-aggressiver Beanspruchung der
Auswahl der Verbindungsmittel eine übergeordnete
Bedeutung zukommt. Bereits in
der Tragwerksplanung sollte soweit als
möglich auf einen geringen Anteil von
Stahl-Verbindungsmitteln geachtet werden.
Bei deren Auswahl sind die jeweils
gültigen bauaufsichtlichen Zulassungen als
Arbeitsgrundlage zu verwenden. Die Wirtschaftlichkeit
von Bauwerken in chemischaggressiver
Umgebung wird durch die
Kosten der Neuanschaffung sowie in
besonderer Weise durch Wartungs- und
Instandhaltungsaufwendungen bestimmt.
Die Auswahl eines „billigen“ Verbindungsmittels
kann, bezogen auf die Lebensdauer
eines Bauwerkes, teuer zu stehen kommen.
Auftraggeber und Fachplaner sollten
bereits in der Projektierungs- und Ausschreibungsphase
die Gesamtbilanz aus
Anschaffungs- und Unterhaltskosten bei
Festlegung der Konstruktion einbeziehen.
Bei der Anordnung von metallischen Verbindungsmitteln,
insbesondere für Stahlblechformteile,
sollten Aspekte der späteren
Wartung und Instandhaltung
berücksichtigt werden. Je nach Art der
Beanspruchung in chemisch-aggressiven
Medien können Verbindungsmittel und
Anschlüsse etwa mit einer Holzabdeckung
versehen werden. Auch ist eine gezielt
offene Anordnung für Kontrollzwecke
oder einfachen Austausch denkbar.
Abbildung 5.1 stellt drei Ausführungstypen
eines biegesteifen Längsstoßes von Holzträgern
dar.
In Variante a) ist eine Stoßausbildung mit
Dübeln und einem eingeschlitzten Blech
dargestellt, wie sie im Ingenieurholzbau
häufig Anwendung findet.
Variante b) zeigt einen zweiseitigen Holzanschluss
mit Nägeln oder Dübeln. Die
offenliegenden punktförmigen Metalloberflächen
können in sehr einfacher
Weise mit einer Abdeckung versehen
werden.
Variante c) zeigt seitlich aufgenagelte
Blechlaschen, die sehr gut optisch kontrolliert
werden können. Zugleich ist ein späterer
Austausch der Verbindung ohne
Lageveränderung der Holzteile möglich.
Variante a) Eingeschlitzte Blechlasche mit Dübel
Variante b) Zweiseitige Holzlasche angenagelt
Variante c) Seitlich aufgenagelte Blechlaschen
Abbildung 5.1 Ausführungsvarianten von biegesteifen
Zuganschlüssen
5.1 Unlegierter Stahl
Bei aggressivem Innenklima ist an unlegierten
Stählen ein besonderer Korrosionsschutz
erforderlich. Der Katalog für
zulässige Beschichtungen und Schutzmaßnahmen
ist sehr umfangreich und kann
den jeweils zutreffenden Normen entnommen
werden. Tabelle 5.1 zeigt einen Auszug
aus E DIN 1052, hier sind mögliche
Schutzmaßnahmen in Abhängigkeit zu
den klimatischen Bedingungen gelistet.
Die Verarbeitung feuerverzinkter Verbindungsmittel
wie auch von zusätzlichen
Beschichtungen oder Abdeckungen erfordert
Erfahrung und Sorgfalt bei der Ausführung.
Wenn auch bei ordnungsgemäßem
Einbau der Verbindungsmittel
und bei planmäßiger Nutzung des Bauwerkes
eine Beschädigung der Schutzschichten
nicht ausgeschlossen werden kann, ist
der Einsatz alternativer Verbindungen etwa
aus nichtrostendem Stahl zu überprüfen.
5.2 Nichtrostender Stahl
Nichtrostender Stahl kann bei korrosiven
Beanspruchungen Vorteile gegenüber
unlegierten Stählen besitzen, da ein zusätzlicher
Korrosionsschutz in aller Regel
nicht erforderlich ist.
Nichtrostende Stahlsorten bestehen vornehmlich
aus Eisen, Chrom und Nickel. Für
die Korrosionsbeständigkeit ist insbesondere
Chrom von Bedeutung. In Verbindung
mit Chemikalien kann eine Veränderung
der Feinstruktur von Stahl eintreten. In
Abhängigkeit zur Beschaffenheit der Chemikalien
können sich am Stahl durch chemische
Reaktionen Säuren bilden, welche
den Korrosionsprozess nochmals verstärken.
Deshalb ist auch bei der Verwendung
von nichtrostenden Stählen im Einzelfall
die bauaufsichtliche Zulassung zu prüfen.
So darf rostfreier Stahl grundsätzlich nicht
in chlor- oder chlorwasserstoffhaltiger
Atmosphäre eingesetzt werden. Weitere
Einschränkungen können an geschweißten
Stahlteilen oder bei Verankerungen in
Beton vorliegen. Bei direktem Kontakt
zwischen nichtrostendem und unlegiertem
Stahl und dem Vorhandensein von Lösungen,
z.B. Wasser, besteht in den Berührungsflächen
Korrosionsgefahr am
unlegierten Stahl. Solche direkte Kontaktflächen
sollten deshalb vermieden werden.
11

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
Tabelle 5.1 E DIN 1052, Mindestanforderungen an den Korrosionsschutz für metallische Bauteile
und Verbindungsmittel
12
mittlere Zinkschichtdicke in µm
und/oder andere Schutzmaßnahme
1 2 3
1 Nutzungsklasse 1 Nutzungsklasse 2 Nutzungsklasse 3
sowie Nutzungsklasse 2 bei mäßiger sowie Nutzungsklasse 2
bei geringer Korrosionsbelastung 2) bei starker
Korrosionsbelastung 1) Korrosionsbelastung 3)
2 Nägel, Stabdübel,
Schrauben, Bolzen, keine 4), 5) keine 4), 5) 55 6)
Scheiben, Muttern,
Dübel
3 Eingeklebte keine 7 keine 7 55 6)
Stahlstäbe
4 Klammern 7 geeigneter geeigneter
nichtrostender Stahl 8) nichtrostender Stahl 8)
5 Nagelplatten 9) 20 25 geeigneter
plus Gelbchromatierung nichtrostender Stahl 8)
6 Stahlbleche 20 20 geeigneter
mit einer Dicke plus Beschichtung nach nichtrostender Stahl
bis zu 3 mm 9), 10) DIN 56928-8 oder oder
25 Kurrosionsschutz
plus nach DIN 55928-8
Gelbchromatierung
7 Stahlbleche 7 11) 30 12) geeigneter
mit einer Dick nichtrostender Stahl 8)
zwischen 3 und oder
5 mm Korrosionsschutz
nach
DIN EN ISO 12944-6
1) Umgebungsbedingungen C1 und C2 nach DIN EN ISO 12944-2,
2) Umgebungsbedingung C3 nach DIN EN ISO 12944-2.
3) Umgebungsbedingungen C4 und C5-I nach DIN EN ISO 12944-2,
4) Bei einseitigen Dübeln aus Stahlblech muss eine mittlere Zinkschichtdicke von mindestens 55 µm
aufgebracht werden,
5) Bei Stahlblech-Holzverbindungen mit außenliegenden Blechen müssen Nägel und Schrauben eine
mittlere Zinkschichtdicke von mindestens 8 µm aufweisen,
6) Bei sehr starker Korrosionsbelastung (z.B. Umgebungsbedingung C5-M nach DIN EN ISO 12944-2) sind
zusätzliche Maßnahmen erforderlich,
7) Stahlstäbe mit außenliegenden Abschnitten müssen eine mittlere Zinkschichtdicke von mindestens 40 µm
aufweisen,
8) Z.B. nichtrostende Stähle für die Widerstandsklassen III und IV nach allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung,
9) Statt feuerverzinktem Blech darf auch Blech mit Zink-Aluminium-Oberzügen gleicher Schichtdicke
verwendet werden,
10) Stahlbleche mit einer Dicke bis zu 3 mm dürfen auch mit geschnittenen, unverzinkten Kanten eingesetzt
werden,
11) Die übliche Mindestschichtdicke beim Stückverzinken beträgt 50 µm.
Aufgrund von Erfahrungen ist es dabei
unbedenklich, nichtrostende und verzinkte
Stähle gleichzeitig zu verwenden, wenn
die Oberfläche des nichtrostenden Stahls
im Verhältnis zur Oberfläche des verzinkten
Stahlteils gering bleibt. Dies trifft beispielsweise
zu bei dickeren Stahlplatten
und stabförmigen Verbindungsmitteln wie
Stabdübeln, Nägeln usw.
Informationen über korrosionsbeständige
Holzverbindungsmittel können u.a. bei den
nachstehenden Produktherstellern auf
deren Homepages abgerufen werden
(Stand 12.2002):
Schürmann & Hilleke GmbH & Co.KG
www.baer-original.de
Bierbach GmbH & Co.KG
www.bierbach.de
BMF-SIMPSON GmbH
www.bmf-simpson.de
GH Baubeschläge Hartmann GmbH
www.gh-bau.de
ABC Verbindungstechnik
www.spax.de
5.3 Gusswerkstoffe
Hierunter fallen metallische Verbindungsarten
aus Eisen-, Stahl- oder Aluminiumguss.
Für Verbindungsmittel dieser Art, soweit
sie noch nicht zu den „anerkannten Regeln
der Technik“ zählen, ist eine bauaufsichtliche
Zulassung im Einzelfall erforderlich.
Gussformteile werden zwischenzeitlich
auch in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich
hergestellt und können im Holzbau neue
und interessante Einsatzgebiete erschließen.
Bei Aluminium-Gusswerkstoffen
wurden Legierungen speziell für unterschiedliche
aggressive Medien entwickelt.
Dabei gilt, dass Festigkeitsverhalten und
Gusseigenschaften in weiten Bereichen
variieren können. Auch hier ist neben einer
Objekt bezogenen Festlegung häufig eine
Zustimmung im Einzelfall einzuholen.
Abbildung 5.2 Auflagersockel aus Aluminiumguss
Abbildung 5.2 zeigt einen Auflagersockel
aus Aluminiumguss für einen Randträger
des Solebades Bad Dürrheim (siehe auch
Kapitel 7). Neben hohen Kräften waren die
unterschiedlichen Auflagerwinkel für die
Bemessung maßgeblich.
5.4 Kunststoffe
Verbindungsmittel aus Kunststoff bieten
sich wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit
für chemisch-aggressiv beanspruchte Holztragwerke
an. Die Verarbeitung von Kunststoffen
(z.B. Kunstharz-Pressholz, faserverstärkte
Duroplaste) erfordert im
allgemeinen ein hohes Maß an Erfahrung
und Sorgfalt. Entsprechend der Orientierung
der Armierung von faserverstärkten
Materialien sind bei unterschiedlichen
Kraftrichtungen bisweilen stark voneinander
abweichende Festigkeiten zu beachten.
Hohen Druck- und Zugkräften steht
häufig eine große Sprödigkeit des Werk-

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
stoffes gegenüber, der für die Montage
von Bauteilen wie Bolzen oder Scheiben zu
beachten ist. Wiederum ist bei der Verwendung
in vielen Fällen eine bauaufsichtliche
Zulassung im Einzelfall erforderlich.
5.5 Einspannung von Holz in Beton
Biegesteife Anschlüsse von Holzstützen an
Fundamente erfolgen weitgehend unter
Verwendung von Stahlteilen. Zur Vermeidung
von Korrosion an metallischen
Baustoffen und Verbindungsmitteln bei
chemisch-aggressiver Beanspruchung
können Stützen durch Verguss unmittelbar
in die Fundamente eingespannt werden.
Abbildung 5.3 zeigt eine mögliche Ausführungsvariante
hierin.
Im Fundamentbereich ist eine allseitig
angeordnete Beschichtung als Feuchtigkeitsschutz
erforderlich. Die Stützen
werden vorzugsweise in Brettschichtholz
ausgeführt.
Im Rahmen einer Forschungsarbeit wurden
konstruktive Vorgaben sowie Bemessungsverfahren
für solche eingespannte Stützen
erarbeitet [6]. Bei Anwendung dieser
Konstruktion sollten die nachstehenden
technischen Grundregeln eingehalten
werden:
a) Die mittlere Holzfeuchte der Stützen
sollte bei Montage den Wert von
10% nicht überschreiten.
b) Sofern aufgrund der baulichen
Gegebenheiten ein vorbeugender
chemischer Holzschutz erforderlich
ist, muss die Verträglichkeit des Holzschutzmittels
mit dem Anstrich nachgewiesen
sein.
c) Die Beschichtung darf bei Transport,
Montage und Vergießen im Fundament
nicht beschädigt werden.
d) Eingespannte Stützen an Außenbauteilen
sind konstruktiv so auszuführen,
dass keine direkte Schlagregenbeanspruchung
vorliegt.
e) Die Ausführung der Holzbauarbeiten
darf nur von zugelassenen Fachfirmen
übernommen werden (große
Leimgenehmigung).
Außenhaut
Lattung
Wärmedämmung
Wandriegel
mind. B 15
Verguss nach
Montage mit
Zementmörtel
Abbildung 5.3 Prinzipskizze einer im Betonfundament eingegossenen Holzstütze [6]
Abbildung 5.4 Ausführungsbeispiele Holz-Holz-Verbindungen
5.6 Holz-Holz-Verbindungen
Tragwerke wurden in früheren Epochen
überwiegend in zimmermannsmäßigen
Holz-Holz-Verbindungen hergestellt. Viele
dieser Bauwerke sind bis in unsere Zeit
erhalten. Bei chemisch-aggressiver Beanspruchung
finden solche Verbindungsarten
bei Holzkonstruktionen wieder verstärkt
Anwendung. Abbildung 5.4 zeigt mehrere
Ausführungsbeispiele von Holz-Holz-Verbindungen
wie Versätze, Zapfen oder
Rechteckdübel. Sinnvolle Anwendungen
von Holz-Holz-Verbindungen ergeben sich
Innenhaut
Beschichtung
≥ 5 cm
dabei nicht nur bei Massivholz, sondern
wegen der erhöhten Querdruckfestigkeiten
auch bei vergüteten Holzwerkstoffen.
Im modernen Holzbau werden sowohl in
industrieller als auch handwerklicher Fertigung
zunehmend CNC-gesteuerte Fertigungs-
und Abbundanlagen eingesetzt.
Kraft- und formschlüssige Holzverbindungen
können damit wirtschaftlich und
zugleich in höchster Präzision hergestellt
werden. Der Einsatz von metallenen Verbindungsmitteln
lässt sich auf ein Minimum
reduzieren.
13

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
Abbildung 5.5 Mehrachsen-CNC-Abbundanlage
6 Empfehlungen für die Planung
und Ausführung
6.1 Allgemeines
Der Bau- und Werkstoff Holz wird in chemisch-aggressiven
Medien in sehr vielfältiger
Weise eingesetzt. Für die Planung,
Ausschreibung, Vergabe und Ausführung
ist neben den baulichen Voraussetzungen
insbesondere das zu erwartende Innenraumklima
sowie die Art der chemischen
Beanspruchung von Bedeutung. Die nachstehenden
Empfehlungen können deshalb
als Leitfaden bzw. Checkliste bei der Planung
und Ausführung dienen.
6.2 Chemisch-aggressive
Beanspruchung
Die Art der chemischen Beanspruchung hat
unmittelbare Auswirkung auf die Konstruktion
sowie die zu wählenden Baustoffe und
Verbindungsmittel. Insbesondere sind Vorgaben
über die zu erwartenden chemischen
Verbindungen (Säuren/Basen, Mischatmosphären,
pH-Werte) hilfreich. Gleiches
gilt für die Aggregatszustände der chemischen
Substanzen (fest, flüssig, gasförmig)
während der Nutzung des Bauwerkes.
6.3 Innenraumklima
Raumfeuchte und Raumtemperatur
schwanken bei vielen industriellen Anwendungen.
Hilfreich für die Planung ist die
Definition von Mittelwerten unter Angabe
der voraussichtlichen Schwankungsbereiche.
Mit diesen Daten kann eine korrekte
Zuordnung in die jeweilige Nutzungsklasse
erfolgen.
Beim Auftreten von Tauwasser können im
Bedarfsfalle Gegenmaßnahmen ergriffen
werden, etwa durch Anhebung der raum-
14
seitigen Oberflächentemperatur (zusätzliche
Wärmedämmung) oder mit besonderen
Vorkehrungen für dauerhaft luftdichte
Anschlüsse.
Erhöhte Betriebstemperaturen wirken sich
auch bei chemisch-aggressiver Beanspruchung
nicht nachteilig auf die Dauerhaftigkeit
und Festigkeit von Holzbauteilen aus.
Erst oberhalb von 60–80 °C findet eine allmähliche,
mit steigender Temperatur zunehmende
chemische Veränderung statt.
6.4 Architektur und Funktion
Geringes Eigengewicht, hohe Festigkeit,
CO2-Reduktion und weitgehende Vorfertigung
in überdachten Produktionsstätten
kennzeichnen den modernen Holzbau.
Zusätzlich zur planmäßigen Nutzung
werden für Anwendungen etwa im Freizeitbereich,
aber auch bei Gewerbe- und
Zweckbauten verstärkt architektonische
bzw. gestalterische Anforderungen
gestellt. Tragwerke in Holzkonstruktion
ermöglichen eine Vielzahl unterschiedlicher
Grundkonstruktionen und Ausführungsvarianten.
Insbesondere werden bei
chemisch-aggressiven Medien wirtschaftliche
und dauerhafte Bauwerke möglich.
Sonderformen, weit ausladende Vordächer
oder großflächige stützenfreie Innenüberdachungen
werden vielfach in Holz realisiert.
In der Fassadengestaltung stehen
eine Fülle von Holzbaustoffen zur Verfügung,
beginnend vom naturnahen Vollholz
Abbildung 6.1 Wiederkehrende Tauwasserbeanspruchung
in einer Salzlagerhalle: Nur oberflächige
Verfärbungen und Feuchteränder an Holzbauteilen,
fortgeschrittene Korrosion an metallischen Sparren-
Pfetten-Verbindern
bis hin zu veredelten Holzwerkstoffprodukten
für vielfältige Aufgabengebiete. Holzwerkstoffe
vereinigen in vielen Anwendungen
mehrere Funktionen in sich wie
Aussteifung/Standsicherheit, Raumteilung
und optisches Erscheinungsbild. Auch
lassen sich interessante Verbund-Lösungen
etwa mit Fassadenplatten oder Glas herstellen.
6.5 Holzarten
In allen baunahen Bereichen setzt der
Holzbau überwiegend die Nadelholzarten
Fichte, Tanne, Kiefer und Lärche ein. Diese
Hölzer sind reichlich verfügbar, haben ein
geringeres spezifisches Gewicht als Laubhölzer
und weisen darüber hinaus hervorragende
Bearbeitungsmöglichkeiten auf.
Im Hinblick auf chemisch-aggressive Beanspruchung
besitzen Laubhölzer (z.B. Buche,
Eiche, Ahorn) im baunahen Bereich keine
Vorteile gegenüber den genannten Nadelholzarten.
Die antibakterielle Wirkung insbesondere
von Kiefern- und Lärchenholz ist
in Kapitel 2.3.4 ausführlich dargestellt.
In Abhängigkeit zur Art der chemischaggressiven
Belastung kann auf Holzsortimente
mit geringer Rissneigung
zurückgegriffen werden. Hierzu zählen
kernfreie bzw. schichtverklebte Sortimente,
auch Holzwerkstoffe.
6.6 Baulicher Holzschutz
Unter bestimmten baulichen Voraussetzungen,
die bei der Fachplanung zu
berücksichtigen sind, kann auf den chemischen
Holzschutz verzichtet werden.
Regelungen hierzu sind in DIN 68800-2
enthalten. Wiederum ist die bauliche Konstruktion
in Abhängigkeit zur Bewitterung
von der Außenseite maßgeblich.
Bei Bauwerken mit chemisch-aggressiver
Beanspruchung sollten die Grundzüge des
baulichen Holzschutzes stets auch im Innenbereich
Anwendung finden. Dies erhöht die
Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit
der Konstruktion insgesamt. Nachstehend
einige wesentliche Grundregeln:
a) Vermeidung von stehendem
Wasser und Feuchtenestern
Sofern Feuchtigkeit an Bauteiloberflächen
entstehen kann (Spritzwasser,
Tauwasser usw.), sind Pfützenbildung
und stehendes Wasser zu

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
Abbildung 6.2 Einhaltung der Grundlagen des baulichen Holzschutzes durch ausreichenden Luftaustausch
an einem Stalldach [23]
Abbildung 6.3 Negativbeispiel: Fehlende Hinterlüftung an einem Stalldach, fortgeschrittener Pilzbefall
an Holzoberflächen
vermeiden. Dies wird erreicht durch
Abdeckungen, abgeschrägte Oberflächen
oder diffusionsoffene, dabei
luftundurchlässige Abdichtungen.
b) Hinterlüftung
Sofern Feuchtebildung an Oberflächen
aufgrund der baulichen Nutzung
nicht vermieden werden kann,
sind baulich-konstruktive Maßnahmen
für eine ungehinderte Abtrocknung
zu ergreifen. An senkrechten
oder schrägen Flächen wird dies im
einfachsten Fall durch ausreichende
Hinterlüftungsquerschnitte erreicht.
Weitere technische Möglichkeiten
sind z.B. Ventilatoren oder mechanische
Lüftungsanlagen.
Als typisches Anwendungsbeispiel hierzu
gelten Wand- und Dachkonstruktionen
von Stallungen in der Landwirtschaft.
Abbildung 6.2 zeigt eine Dachkonstruktion
mit Tonpfannen ohne Schalung und Unterdeckung.
Die Luftaustauschrate durch die
Dachebene ist ausreichend, um die raumseitigen
Bauteiloberflächen trotz starker
Feuchtebelastung trocken zu halten
(< 20% Holzfeuchte).
Abbildung 6.3 zeigt bei gleichartiger
Nutzung ein Blechdach mit zusätzlicher
Unterdeckung aus Schalung und Dachunterspannbahn.
Die gemessene Holzfeuchte
an den Dachsparren betrug 35–45%, nach
wenigen Jahren Nutzungszeit ist bereits ein
umfangreicher Befall durch holzverfärbende
und holzzerstörende Pilze gegeben.
c) Gehobelte Holzoberflächen
Rauhe Oberflächen begünstigen die
Ansammlung von Feuchtigkeit und
Feststoff-Kristallen. Diese Belastungen
können durch glatt gehobelte
Oberflächen in erheblichem Umfang
reduziert werden.
d) Technische Holztrocknung
Nachträgliche Verformungen oder
Rissbildungen an Holzbauteilen lassen
sich durch technische Trocknung
auf ein Minimum reduzieren. Die
Auswahl vorgetrockneter Sortimente
ist Stand der Technik und besonders
bei chemisch-aggressiver Beanspruchung
unverzichtbar.
e) Abrasive Beanspruchung
Bei Umlade- oder Transportvorgängen
können Flüssigkeiten oder Feststoffe,
insbesondere in kristalliner
Form, die Oberflächen von umgebenden
Bauteilen mechanisch beanspruchen
oder gar schädigen. Sofern
solche Prozesse aufgrund der Nutzung
nicht zu vermeiden sind, können
Bauteile mit statischer Funktion
mit zusätzlichen Schutz- oder Prallflächen
ausgestattet werden. Bei solchen
vorgesetzten Bauteilen sollte
auf leichte Kontrolle und Austauschbarkeit
geachtet werden.
6.7 Chemischer Holzschutz
Für den vorbeugenden chemischen Holzschutz
ist DIN 68800-3 maßgeblich. Die
Einteilung in Gefährdungsklassen ergibt
sich aufgrund von Bewitterung und baulicher
Situation, nicht wegen der Art der
chemisch-aggressiven Beanspruchung.
Wechselwirkungen zwischen chemischem
Holzschutz und den einwirkenden aggressiven
Medien sind dabei nicht bekannt.
6.8 Verbindungsmittel
In Kapitel 5 wurde dargelegt, dass die Auswahl
und Anordnung der Verbindungsmittel
bei chemisch-aggressiver Beanspruchung
erhebliche Auswirkungen auf die
Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit der
Bauwerke besitzt. In zahlreichen industriellen
Anwendungen werden metallische Verbindungsmittel
durch Holz-Holz-Verbindungen
ersetzt. Die Verwendung von
Edelstählen, Guss oder Aluminium kann im
Hinblick auf Wartung und Instandhaltung
dennoch wirtschaftlich sein.
15

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7 Ausführungsbeispiele
7.1 Solebad
Die mehrfach preisgekrönte Holzkonstruktion
des SOLEMAR in Bad Dürrheim wurde
im Jahr 1987 fertiggestellt. Die Holzschalenkonstruktion
bedeckt weite Teile
der ca. 2.500 m 2 großen Badelandschaft
wie ein feinmaschiges Netz. Wegen der
Unempfindlichkeit gegenüber der aggressiven
Sole wurde als Baumaterial Holz
gewählt (Abbildungen 7.1–7.2).
Abbildung 7.1a Dachform [25]
Abbildung 7.2 Innenaufnahme [25]
16
Bei der Detailausbildung wurde so weit als
möglich auf traditionelle zimmermannsmäßige
Holz-Holz-Verbindungen zurückgegriffen.
Die Randträger liegen auf einem
Aluminium-Guss-Sockel auf, siehe auch
Kapitel 5.3. Insgesamt gelang es, die Verwendung
metallischer Verbindungsmittel
auf ein Minimum zu reduzieren.
Bauherr: Kur- und Bäder GmbH
Bad Dürrheim
Baujahr: 1985–87
Gesamtplanung: Rudolf und Ingeborg
Geier, Stuttgart
Tragwerks- Prof. Wenzel – Frese –
planung Holzbau: Pörtner – Haller mit
R.Barthel, Karlsruhe
Abbildung 7.1b Innenstützen in baum-ähnlicher Struktur [25]

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7.2 Kompostieranlagen
Neben aggressiven Gasen, welche beim
Kompostiervorgang entweichen, benötigt
der biologische Abbau des Kompostgutes
erhebliche Mengen an Feuchtigkeit, die
teils künstlich zugeführt werden muss. Im
Hinblick auf die Baukonstruktion sind weiterhin
Selbsterhitzung des Kompostmaterials
und somit hohe Innentemperaturen
zu beachten. Der Jahresinput
des Kompostwerkes Leonberg (Abbildungen
7.3, 7.4) beträgt ca. 18.350 to/a, die
Absaugung der geschlossenen Hallen ist
mit einem Biofilter kombiniert. Die Abluftmenge
beträgt ca. 91.500 m 3/h. Wegen
der hohen Resistenz wurde die stark belastete
Dachkonstruktion in Holz ausgeführt,
sämtliche Stahlteile wurden aus Edelstahl
gefertigt.
Bei der Gestaltung des Bauwerkes wurde
in besonderer Weise eine harmonische Einbettung
in die umgebende Landschaft
beachtet. Hierzu zählt auch die geschwungene
Dachform, hergestellt aus Trägern in
Brettschichtholz.
Abbildung 7.3 Dachträger in Brettschichtholz
Bauherr: Landkreis Böblingen
Baujahr: 1993–94
Planung: Ingenieurbüro u.e.c Berlin
Ausführung Schaffitzel Holzindustrie
Holzbauarbeiten: Schwäbisch Hall
Abbildung 7.4 Der hügeligen Umgebung angepasste Architektur der Kompostieranlage
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Abbildung 7.5 Dachträger in Brettschichtholz
Abbildung 7.6 Knoten und Aussteifungsverbände in Holzkonstruktion
Abbildung 7.7 Dachträger in Brettschichtholz mit abgehängten Befülleinrichtungen
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7.3 Chemie-Umschlaghallen
Raumabschließende Konstruktionen für
Chemie-Umschlaghallen sind stark wechselnden
Mischatmosphären ausgesetzt.
Die Abschätzung des Risikos aus chemischaggressiver
Belastung für die Tragkonstruktion
ist hier mit besonderen Schwierigkeiten
behaftet.
Neben geschwungenen Satteldachträgern
in Brettschichtholz (Abbildung 7.5) wurden
weiterhin die Aussteifungsverbände der
Dachkonstruktion in Holz errichtet (Detailaufnahme
Abbildung 7.6). Die Anschlussknoten
wurden aus Sperrholzlaschen hergestellt,
um auch hier den Einsatz
metallischer Verbindungsmittel auf ein
Minimum zu reduzieren.
Die Dachträger in Brettschichtholz ermöglichen
zugleich die einfache Aufnahme von
Abeitsbrücken, Transportvorrichtungen
oder weitere Abhängungen (Abbildung
7.7).
Bauherr: Brenntag AG, Heilbronn
Baujahr: 1990
Planung: Arch.-Büro Mögel,
Stuttgart
Ausführung Schaffitzel Holzindustrie
Holzbauarbeiten: Schwäbisch Hall

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
7.4 Salzlagerstätten
Sowohl in flüssigen Medien (Sole) als auch
zur Lagerung von Festkristallen (z.B. Speise-,
Tier- oder Streusalz) spielt der Bauund
Werkstoff Holz seit Jahrhunderten
eine wichtige Rolle. Neben Dauerhaftigkeit
und Wirtschaftlichkeit sind insbesondere
die hygroskopischen Eigenschaften von
Holz zu nennen. Bei der Trockenlagerung
von Salzkristallen können überhöhte
Wasserdampfkonzentrationen in der
umgebenden Luft ausgeglichen werden.
Die Abbildungen 7.8–7.11 zeigen eine
Salzlagerhalle in Bad Reichenhall.
Salzkristalle lagern sich an Holzoberflächen
an. Bei wiederkehrender Tauwasserbildung
ergibt sich eine erhöhte Belastung der
Oberflächen durch Auswaschungsprozesse.
Während der ca. 35-jährigen Nutzung
waren Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten
an metallischen Verbindungsmitteln
sowie Dacheindeckung
erforderlich. Die Holzkonstruktion mit Dreigelenkrahmen
in Brettschichtholz Fichte
(Resorcinharz-Verleimung) blieb trotz der
chemisch und mechanisch belasteten
Oberflächen wartungsfrei.
Abbildung 7.10 zeigt Spuren gelegentlicher
Tauwasserbelastung an den
Holzoberflächen der Gelenkrahmen im
bodennahen Bereich. Eine strukturelle
Schädigung der Holzkonstruktion ist nicht
erkennbar.
Nach dem Abwischen der Salzkruste an
einer Stelle (Abb. 7.11) ist eine leicht faserige
bzw. wollige Oberfläche der Brettschichtholzträger
zu erkennen. Mit Hilfe
von Bohrproben wurde eine optische Überprüfung
der Holzbeschaffenheit im Oberflächen
nahen Bereich durchgeführt. Nach
mehr als 35-jähriger Nutzung war lediglich
eine unbedeutende, 1–2 mm tief gehende
Aufweichung der Holzstruktur zu erkennen.
Bauherr: BHS Bayr. Hütten-
und Salzwerke,
Bad Reichenhall
Baujahr: 1967
Architektur: Bauabteilung der BHS
Tragwerksplanung: Fa. Goldes, München
Abbildung 7.8 Außenansicht Salzlagerhalle mit tonnenförmigem Dreigelenkrahmen in Brettschichtholz
Abbildung 7.9 Innenraum Salzlagerhalle, Beaufschlagung der Holzoberflächen mit Salzkristallen erkennbar
Abbildung 7.10 Belastung der Holzoberfläche
durch Salzkristalle in Verbindung mit gelegentlicher
Tauwasserbildung
Abbildung 7.11 Salzkruste an der Holzoberfläche,
stellenweise manuell entfernt
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Abbildung 7.12 Historisches Solebecken, erbaut ca. 1845–1850, nach über 150-jähriger Nutzungsdauer
Abbildung 7.13.a und b Streugut- und Lagerhalle, Wandrippen und Dachträger in Brettschichtholz,
keilgezinkte Rahmenecken, aussteifende Beplankung mit Sperrholz
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7.5 Solebecken
Die Dauerhaftigkeit von Holzkonstruktionen
in salzhaltigem Wasser (Sole) kann
auf sehr eindrucksvolle Weise an der Abbildung
7.12 abgelesen werden. Es handelt
sich um Sole-Vorratsbehälter, welche in der
Saline Bad Reichenhall im Zeitraum
ca. 1845–1850 errichtet wurden. Über
150 Jahre (!) hinweg ermöglichte die
Holzkonstruktion (Fichte/Lärche) einen
sicheren und störungsfreien Betrieb. Der
Vorratsbottich, bestehend aus senkrechten
Brettern, wurde an den Stirnflächen der
Holzteile zusätzlich mit Hanfschnüren
abgedichtet. Mit Hilfe von nachjustierbaren
Holz-Holz-Verbindungen wurde eine
dauerhafte Dichtigkeit der Becken sichergestellt.
Die erkennbaren Salzablagerungen
stammen von gelegentlichen Überflutungen
der Vorratsbecken.
7.6 Streuguthallen
Chemisch-aggressive Beanspruchungen
bei Streuguthallen ergeben sich ähnlich
den vorigen Beispielen insbesondere durch
die Anlagerung fester Salzkristalle an Holzoberflächen
in Verbindung mit Tauwasser-
Beanspruchung. Eine Vielzahl von realisierten
Projekten belegen die hohe Resistenz
von Holz in solchen Anwendungen.
Eine Lager- und Streuguthalle nahe der
Autobahn bei Münchberg Abbildung 7.13
wurde in Brettschichtholz mit keilgezinkten
Rahmenecken ausgeführt. Die außen sichtbaren
Tragrippen der Außenwände wurde
mit Holzwerkstoffplatten beplankt. Zusätzlich
zur raumabschließenden Funktion dienen
die Platten der Gebäudeaussteifung
sowie als vorgesetzte Prallzone für das
Ladegut. Die durch das Vordach weitgehend
geschützten Außengefache zwischen
den Tragrippen werden als „Sortierfächer“
genutzt.
Bauherr: Autobahnmeisterei
Münchberg
Baujahr: 1996
Ausführung: Schaffitzel Holzindustrie
Holzbauarbeiten: Schwäbisch Hall

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Abbildung 7.14 zeigt eine Streuguthalle,
deren Tragkonstruktion überwiegend mit
naturgewachsenen Rundstämmen errichtet
wurde. Die Dachbinder wurden in
Fachwerkskonstruktion errichtet. Die
Abtragung von Horizontallasten in Wandebene
erfolgt durch Holzwerkstoffplatten,
welche bereichsweise in den Wandsegmenten
eingebaut wurden und zugleich
als Wandung und Prallschutz im Innenbereich
dienen.
Bauherr: Staatliches Hochbauamt
Passau
Baujahr: 1992
Tragwerks- Planungsgesellschaft
planung: Dittrich mbH, München
7.7 ICE-Waschstraße
Ein gleichermaßen „exotisches“ wie technisch
interessantes Holzbauwerk für
chemisch-aggressive Beanspruchung stellt
die ICE-Waschstraße (Abbildung 7.15) dar,
errichtet auf dem Werksgelände der Deutschen
Bahn AG in Cottbus.
Die Baulänge beträgt ca. 150 m.
Beim Waschbetrieb für vollständige Zuggarnituren
ergeben sich allerhöchste
Beanspruchungen aufgrund von chemischaggressiven
Mischmedien und Spritzwasser.
Die Tragkonstruktion ist als Zweigelenkrahmen
ausgeführt. Die Innenschale
des Bauwerkes besteht aus Kesseldruck
imprägnierten Furnierschichtholzplatten.
Diese dienen sowohl der Längsaussteifung
als auch zur Abdichtung. Die Dachkonstruktion
wurde mit Rippenplatten hergestellt.
Bauherr: Deutsche Bahn AG
Baujahr: 1997
Gesamtplanung: ITEG GmbH,
Hallbergmoos
Ausführung Merk Holzbau, Aichach
Holzbauarbeiten:
Abbildung 7.14 Streugut- und Lagerhalle, Wandstützen und Fachwerk-Dachbinder in Rundholz,
Wandaussteifung und Prallschutz durch bereichsweise Beplankung mit Sperrholz
Abbildung 7.15 ICE-Waschstraße Innenansicht mit Betriebseinheit, Innenbeplankung aus kesseldruckimprägnierten
Furnierschichtholzplatten
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Abbildung 7.16 Landwirtschaftliches Betriebsgebäude als Außenklimastall [23]
Abbildung 7.17 Laufhof und Außenfuttertisch einer Rinderzuchthalle [23]
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7.8 Landwirtschaftliche Bauten
Für die Errichtung von Bauwerken mit
landwirtschaftlicher Nutzung blickt der
Werkstoff Holz auf eine Jahrtausende alte
Tradition zurück. Die chemisch-aggressive
Beanspruchung ergibt sich zunächst aus
Mischatmosphären, hervorgerufen durch
Futter-, Einstreu- und Abfallstoffe. Bei der
Tierhaltung sind weiterhin hohe Wasserdampfkonzentrationen
zu beachten, die in
vielen baulichen Anwendungen zu einer
starken Tauwassergefährdung führen.
Außenklimaställe wie in Abbildung 7.16
dienen der naturnahen Tierhaltung,
zugleich wird die Gefahr von Tauwasserbildung
an Bauteiloberflächen durch hohe
Luftaustauschraten stark reduziert.
Anhand von Untersuchungen in der Praxis
an stark wasserdampf-beanspruchten Konstruktionen
kann die besondere Eigung
von regendichten, dabei luftdurchlässigen
Dachdeckungen nachgewiesen werden.
Weitgehend luftdichte Abschlüsse hingegen
können in Abhängigkeit zur baulichen
Nutzung zu regelmäßigem Tauwasserausfall
führen. Feuchtewerte an Holzoberflächen
von 25% und höher unterstützen
die Ansiedlung von Holz verfärbenden
oder zerstörenden Pilzgattungen. Die
Feuchtesituation wird auch dann verschärft,
wenn als Dacheindeckung Blechtafeln
oder andere Bedachungsarten ohne
ausreichende Hinterlüftung eingesetzt
werden.
Hinweise zur fachgerechten Errichtung von
landwirtschaftlichen Betriebsgebäuden in
Holz sind in [23] enthalten.

Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2
8 Anhang
8.1 Weiterführende Literatur
[1] Fengel, Wegener
Wood; Chemistry, Ultrastructure,
Reactions
Walter de Gruyter, 1984
[2] Besold, Fengel
Systematische Untersuchungen
der Wirkung aggressiver Gase auf
Fichtenholz; Teil 1: Begasungsversuche
und Untersuchung der
Extrakte
Holz als Roh- und Werkstoff 41
(1983) 227–232
[3] Wegener, Fengel
Untersuchungen zur Beständigkeit
von Holzbauteilen in aggressiven
Atmosphären
Holz als Roh- und Werkstoff 44
(1986) 201–206
[4] Schönwälder, Kehr, Wulf, Smalla
Antibakterielle Eigenschaften von
Holz beachtenswert
Holz-Zentralblatt 147, 8.12.2000
[5] Dietrichs
Zum chemischen Verhalten von
Nutzhölzern
Holz-Zentralblatt 108, 8.9.1972
[6] Heimeshoff/Eglinger
Einspannung von Stützen aus
Brettschichtholz durch Verguss in
Betonfundamenten
HOLZBAU-STATIK-AKTUELL Folge 7
Juli 1983
[7] Erler
Vergleichende Betrachtungen
europäischer Bauprodukten-
Normen mit nationalen Bestimmungen;
Chemische Korrosion
von Holz und Holzkonstruktionen
Forschungsvorhaben, Schlussbericht
2000
[8] Brüninghoff, Luther
Heimisches Holz im Wasserbau
Informationsdienst Holz, 1990
[9] Illner
Lärmschutzwände
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 1, Teil 6,
Folge 1, 2000
[10] Radovic, Cheret, Heim
Konstruktive Holzwerkstoffe
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 4, Teil 4,
Folge 1, 1997
[11] Sell
Eigenschaften und Kenngrößen
von Holzarten
Baufachverlag, Zürich, 1989
[12] Klos, Petrik, Radovic, Winter
Konstruktionsvollholz
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 4, Teil 2,
Folge 1, 1997
[13] Seidel, Wiegand
Duo- und Triobalken
Informationsdienst Holz, holzbau
handbuch,1999
[14] Studiengemeinschaft Holzleimbau
BS-Holz-Merkblatt
Informationsdienst Holz, 1999
[15] Müller
Ausschreibung von BS-Holz-
Konstruktionen
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 7, Teil 2,
Folge 1, 1999
[16] Kuhweide, Wagner, Wiegand
Konstruktive Vollholzprodukte
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 4, Teil 4,
Folge 1, 1997
[17] Lewitzki, Kuhl
Bauen mit Holz ohne Chemie
Informationsdienst Holz, 1998
[18] Radovic, Cheret, Heim
Konstruktive Holzwerkstoffe
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 4, Teil 4,
Folge 1, 1997
[19] Schulze
Baulicher Holzschutz
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 3, 1991
[20] Schulze
Baulicher Holzschutz
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 3, Teil 5,
Folge 2,1997
[21] Brüninghoff, Bosenius, Jacobs
Konstruktion von Anschlüssen
im Hallenbau
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 1, Teil 7,
Folge 2, 2000
[22] Augenstein, Dittrich, Goehl
Details für Holzbücken
Informationsdienst Holz,
holzbau handbuch, Reihe 1, Teil 9,
Folge 2, 2000
[23] Nürnberger, Stockinger, Stark, Weiß
Landwirtschaftliche Betriebsgebäude
in Holz
Informationsdienst Holz, 2001
[24] Lohmann
Handbuch Holz
DRW-Verlag, 1990
[25] Baradoy, Nebgen
Dokumentation Holzbauten
in Baden Württemberg;
Solebad in Bad Dürrheim
Informationsdienst Holz
[26] Informationsdienst Holz
Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung,
1989
8.2 Normen
DIN EN 335 (09/92)
Definition der Gefährungsklassen für einen
biologischen Befall
DIN EN 350 (10/94)
Natürliche Dauerhaftigkeit von Holz
DIN EN 460 (10/94)
Natürliche Dauerhaftigkeit von Vollholz;
Leitfaden für die Anforderungen an die
Dauerhaftigkeit von Holz für die Anwendung
in den Gefährdungsklassen
DIN 1052 in der aktuellen Fassung
Holzbauwerke
DIN 4074-1 (09/89)
Sortierung von Nadelschnittholz nach der
Tragfähigkeit; Nadelschnittholz
DIN 17440 (12/72)
Nichtrostende Stähle
DIN 18334 VOB Teil C; Zimmer- und Holzbauarbeiten
DIN 68364 (11/79)
Kennwerte von Holzarten
DIN 68800-2 (1996)
Holzschutz; Vorbeugende bauliche Maßnahmen
im Holzbau
DIN 68800-3 (1990)
Holzschutz; Vorbeugender chemischer
Holzschutz
8.3 Bildquellen
Nachstehend finden sich Angaben zu Bildquellen,
sofern diese nicht im Text angegeben
sind:
1.1 Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver
Beanspruchung,
Informationsdienst Holz, Ausgabe
1989
3.1 Phleps; Holzbaukunst Der Blockbau,
Bruderverlag 1942
3.4 Schaffitzel Holzindustrie
5.1 Götz, Hoor, Möhler, Natterer, Holzbauatlas,
CMA, 1980
5.5 Hundegger, Werksfoto
6.1 Egle, Sachverständigengutachten
6.3 Egle, Sachverständigengutachten
7.3 Schaffitzel Holzindustrie
7.4 Landkreis Böblingen; Das Kompostwerk
Leonberg
7.5–
7.7 Schaffitzel Holzindustrie
7.9–
7.12 Egle, Sachverständigengutachten
7.13 Schaffitzel Holzindustrie
7.14 Dittrich Planungsgesellschaft mbH
7.15 Merk Holzbau/Finnforest
23

EGH
Entwicklungsgemeinschaft Holzbau
in der
Deutschen Gesellschaft für Holzforschung
Eloxalwerk
Durch anodische Oxydation entsteht auf
Aluminium oder dessen Legierungen eine
chemisch und mechanisch sehr feste
Schutzschicht. Die Gegenstände werden in
ein elektrolytisches Bad aus verdünnter
Chrom-, Oxal- oder Schwefelsäure
gehängt. Die aufsteigenden Gase sind
besonders aggressiv. Wegen der hohen
Resistenz gegen solche Beanspruchungen
ist Holz in diesen Bereichen universell einsetzbar.
[26]
Graphitierwerk
Bei der Produktion von Graphit entweicht
aus den Fertigungsöfen zeitweilig sehr
heiße mit Wasserdampf gesättigte Luft, die
Spuren von Schwefelsäure enthält. Das
Holz des Tragwerkes kann zusätzlich beim
Öffnen der Öfen einem Funkenflug ausgesetzt
sein.
[26]
Gerberei
Alle Stahlverbindungsmittel bei diesem
Dachtragwerk sind verdeckt angebracht.
Damit wird verhindert, dass metallische
Partikel in die Gerbflüssigkeit fallen
können. Die Walkung der tierischen Häute
zusammen mit der Gerbbrühe erfolgt aufgrund
guter Erfahrungen in rotierenden
Holzfässern.
[26]
Und Deine Welt
hat wieder ein Gesicht.
®