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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
Seite 1: INFORMATIONSDIENST HOLZ Dauerhafte
Seite 5 und 6: Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-

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