Bereits in anderen Industriezweigen, wie zum Beispiel im Fahrzeugbau oder in der Luftfahrttechnik, ist es immer bedeutsamer, den richtigen Werkstoff zu wählen, der an Eigengewicht einspart, jedoch bezüglich seiner Langlebigkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in nichts nachsteht. Im Bereich der Gebäudeaufstockung ist der Holzbau als breit vertretene Variante vorhanden. Eine Alternative hierzu bietet die Aufstockung in Stahlleichtbauweise. Gerade in Ballungszentren bietet sich oft die Möglichkeit, in die Höhe aufzustocken, was unter Umständen jedoch mit hohen Kosten aufgrund der Fundament- oder Tragwerksertüchtigung in Zusammenhang steht.
Ziel dieser Arbeit ist es, anhand einer realen Aufstockung, die in Holzbauweise geplant wurde, herauszufinden, wieviel Eigengewicht mit der Stahlleichtbauweise wirklich eingespart werden hätte können und ob die gegebenen Rahmenbedingungen wie Anforderungen an z.B. Brandschutz als auch die Wirtschaftlichkeit im Einklang mit der Alternativen Bauweise des Stahlleichtbaus stehen.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
1. Wohnraum
2. Anforderungen
2.1 EnEV – Energieeinsparverordnung
2.2 DIN 4109 – Schallschutz im Hochbau
2.3 Brandschutzanforderung
3. Stahlleichtbau
3.1 Allgemeines
3.2 Systeme
3.2.1 Tragende Außenwand
3.2.2 Tragende Innenwand
3.2.3 Geschossdecke
4. Berechnungsbeispiel Aufstockung
4.1 Beschreibung
4.2 Holzbauweise
4.3 Stahlleichtbauweise
4.4 Gegenüberstellung
5. Wirtschaftlichkeit
6. Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial der Stahlleichtbauweise für Gebäudeaufstockungen im Vergleich zur konventionellen Holzbauweise. Ziel ist es, anhand eines realen Projekts zu analysieren, welche Einsparungen hinsichtlich des Eigengewichts erzielt werden können und ob die bauphysikalischen sowie wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, insbesondere im Hinblick auf Brandschutzanforderungen und die Energieeinsparverordnung (EnEV), für diese alternative Bauweise erfüllt werden.
- Vergleich von Stahlleichtbau- und Holzbauweise bei Aufstockungen.
- Analyse des Eigengewichtseinsparpotenzials.
- Untersuchung der Erfüllung von Brandschutz- und EnEV-Anforderungen.
- Wirtschaftliche Bewertung und Kalkulation der Tragkonstruktion.
- Konstruktive Lösungen für tragende Außenwände, Innenwände und Geschossdecken.
Auszug aus dem Buch
3. Stahlleichtbau
In Deutschland findet die Aufstockung von Wohngebäuden in Form von Stahlleichtbau derzeit noch wenig Anerkennung im Gegensatz zu anderen Ländern (Abb. 3).
In Bezug auf den Wohngebäudebestand in Deutschland besteht hier noch Potential dieses auszubauen, vor allem unter dem Aspekt des geringen Eigengewichtes und des Raumgewinnes. Die Tragkonstruktion entspricht der klassischen Ständerbauweise, indem Ständer am Fuß- und Kopfpunkt in eine U-Schiene gestellt werden. Durch die aufgebrachte Beplankung sind die Bauteile in der Lage, Horizontal- als auch Vertikallasten abzutragen. Grundlegend werden für den Stahlleichtbau kaltgeformte U-, C—und Z- Profile mit Stahlstärken von 0,6 – 3,0 mm verwendet. Je nach Spannweite der Decke, Höhe der Wände oder besondere Lasten können gegebenenfalls Stahlträger, z.B. I-Profile zum Einsatz kommen. Bekannte Systeme sind z.B. „Transformer“ von Knauf/ Cocoon oder „EDIFICIO“ von Protektor. Beide Hersteller verwenden hauptsächlich U- und C-Profile, die einzeln oder doppelt angewendet werden und unterscheiden sich im Detail, wie für ein Profil nachfolgend Beispielhaft dargestellt wird.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Wohnraum: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über den deutschen Wohngebäudebestand und unterstreicht die Notwendigkeit von energetisch optimierten Gebäudehüllen aufgrund des hohen Energieverbrauchs für Raumwärme.
2. Anforderungen: Hier werden die gesetzlichen Rahmenbedingungen, insbesondere die EnEV-U-Werte, DIN 4109 zum Schallschutz und die brandschutzrechtliche Einteilung in Gebäudeklassen, erläutert.
3. Stahlleichtbau: Dieses Kapitel führt in die Grundlagen des Stahlleichtbaus ein, vergleicht verschiedene Profile und beschreibt den Aufbau von tragenden Außen- und Innenwänden sowie Deckenelementen.
4. Berechnungsbeispiel Aufstockung: An einem realen Bauvorhaben erfolgt die rechnerische Gegenüberstellung von Holz- und Stahlleichtbauweise hinsichtlich Statik, Gewicht und EnEV-Standards.
5. Wirtschaftlichkeit: Dieses Kapitel widmet sich der Kostenkalkulation der Stahlleichtbau-Aufstockung und vergleicht diese mit den geplanten Aufwendungen der Holzbauvariante.
6. Fazit: Das Fazit fasst die Vorteile des Stahlleichtbaus bei Aufstockungen zusammen und betont das Potenzial bei wachsenden Anforderungen an Gewichtseinsparung und Brandschutz.
Schlüsselwörter
Stahlleichtbau, Gebäudeaufstockung, Eigengewichtseinsparung, Holzbauweise, Brandschutz, EnEV, Energieeffizienz, Tragkonstruktion, Kaltgeformte Profile, Wirtschaftlichkeit, Schallschutz, Nachhaltiges Bauen, Bauphysik, Statische Berechnung, Wohngebäudebestand
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundlegend?
Die Arbeit befasst sich mit der Eignung der Stahlleichtbauweise als Alternative zur Holzbauweise bei Gebäudeaufstockungen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Zentral sind der Vergleich der Eigengewichtslasten, die Einhaltung von Brandschutzanforderungen und die energetische Optimierung gemäß EnEV.
Welches primäre Ziel verfolgt der Autor mit dieser Untersuchung?
Das Ziel ist es, auf Basis eines realen Projekts zu quantifizieren, wie viel Eigengewicht durch Stahlleichtbau im Vergleich zum Holzbau eingespart werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird in dieser Arbeit verwendet?
Die Arbeit nutzt ein reales Berechnungsbeispiel, um Konstruktionsvarianten statisch zu bemessen und wirtschaftlich zu vergleichen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit detailliert behandelt?
Der Hauptteil umfasst die bauphysikalischen Grundlagen, die statische Auslegung der verschiedenen Bauteile sowie die detaillierte Kostenkalkulation der Tragkonstruktion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die vorliegende Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Stahlleichtbau, Aufstockungspotenzial, Eigengewichtseinsparung, Brandschutzkonzept und wirtschaftliche Tragkonstruktion.
Warum ist das Thema Brandschutz bei diesem Projekt besonders relevant?
Da das Projekt in die Gebäudeklasse 5 eingestuft wurde, sind hohe Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer (F90) zu erfüllen, was bei Holzbauweise bauliche Mehrkosten verursachen würde.
Welchen Vorteil bietet die Stahlleichtbauweise laut der Untersuchung beim Bauablauf?
Ein wesentlicher Vorteil ist die wetterunabhängige Ausführung, da die verwendeten Materialien und Profile bei Niederschlag keine Feuchtigkeit aufnehmen.
Welches Ergebnis liefert die Kostenanalyse zwischen den beiden Bauweisen?
Die Analyse zeigt eine moderat höhere Kostensumme für die Stahlleichtbauweise von etwa 9 % gegenüber der geplanten Holzbauvariante.
- Arbeit zitieren
- Daniel Gause (Autor:in), 2017, Gebäudeaufstockung in Stahlleichtbauweise, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/427166
