GK 1 Üben

Baukonstruktion Grundlagen

• Ein Haus besteht aus Fundament, Außenwand, Fenster, Decke und Dach.
• Die DIN 276 befasst sich mit Baukosten und der Benennung von Hauselementen.
• Vitruv definierte Architektur durch Nutzen (Utilitas), Festigkeit (Firmitas) und Schönheit (Venustas).

Maßstäbe in der Bauplanung

• Entwurfsmaßstäbe: 1:2000/1:5000 (Schwarzplan), 1:500 (Lageplan), 1:200 (Entwurfsmaßstab), 1:100 (Bauvorlage).
• Konstruktionsmaßstäbe: 1:50 (Werkplanungsmaßstab), 1:20 (Detail), 1:5 (Detail), 1:1 (Detail).

Leistungsphasen

• Leistungsphasen umfassen Grundlagenermittlung (LP 1) bis Objektbetreuung (LP 9).

Baurichtmaß und Mauerwerksabmessungen

• Vielfache von 12,5 mm dienen als Rastermaß für Bauteillänge, -breite und -höhe.
• Tatsächliche Maße, die in Bauplänen angegeben werden, sind die Baurichtmaße mit Toleranzen (Fugen).
• 12,5 mm = 1/8 m bilden die Basis des oktametrischen Maßsystems.
• Lagerfuge: 1,23 cm, Stoßfuge: 1 cm

Mauerwerksbau

• Die Abmessungen eines Ziegels definieren die Maßordnung eines Hauses.
• Ziegelstein und Mauermasse sind auf ein 125 cm Raster abgestimmt, basierend auf dem oktametrischen System (1/8 m = 125 cm).
• Werte dieser Zahlenreihe werden als Baurichtmaß bezeichnet.
• Horizontale Fugen sind Lagerfugen, vertikale sind Stoßfugen; Stoßfugen sind ca. 1 cm breit, Lagerfugen ca. 1,2 cm hoch.
• Das Baunennmaß, entscheidend für Planung/Ausführung, entspricht dem Baurichtmaß +/- Fugenmaß.
• Das Baunennmaß gibt das tatsächliche Sollmaß an.

Struktur und Konstruktion

• Bauweisen: Massivbau (Ziegel, Beton) und Skelettbau (Holz, Stahl) werden unterschieden.
• Massivbau-Baustoffe sind Naturstein, Backstein, Lehm, Gasbeton- und Kalksandstein, Hochziegel, Beton, Betonstein.

Gebäudehülle und Außenwände

• Die Gebäudehülle bildet die Grenze zwischen Innen- und Außenraum, ihre Leistung hängt vom Klima ab.
• Aufgaben: Niederschlagswasser abhalten, Wärmeverlust minimieren, Schutz vor Lärm/Gefällen.
• Einschaliges Mauerwerk erfüllt Anforderungen an Tragfähigkeit, Wärme-, Feuchte- und Schallschutz, Brand- und Regenschutz; bei hohen Anforderungen ist es zweischalig.

Mauerwerk Details

• Mauerwerk Begriffe: Läufer, Binder, Lagerfuge.
• Mauerwerk Begriffe: Stoßfuge, Längstfuge, Mörtelbett, Kopf.
• Mauerwerkschichten: Rollschicht, Läuferschicht, Genadierschicht, Bindeschicht.
• Das Überbindemaß ist der Mindestabstand zwischen Stoßfugen übereinanderliegender Steinschichten (Faustregel: mind. ¼ Stein).
• Mauerwerksverbände: Läufer-, Binder-, Block-, Kreuz-, Wilder, Märkischer Verband.

Bodengutachten

• Bodengutachten untersucht die Beschaffenheit, die Tragfähigkeit/Setzungsverhalten, den Grundwasserstand, die Versickerungsfähigkeit und Schadstoffbelastung.
• Bodengutachter erstellen Gutachten mit Infos zu Tragfähigkeit, Lösbarkeit und Grundwassersituation, inklusive Gründungsempfehlung (Flach- oder Tiefgründung).

Fundamente

• Die Unterseite des Hauses ist das Fundament, es leitet Gebäudelasten in den Baugrund.
• Fundamenttypen unterscheiden sich nach Lasteinleitung: Einzelfundamente (Punktlasten), Streifenfundamente (Linienlasten), Plattenfundamente (Flächenlasten).
• Die Fundamentunterkante ist mind. 80 cm unter Geländeoberkante anzuordnen, um Frostschäden vorzubeugen.

Baugrube

• Baugruben sind aus Kostengründen möglichst klein, mit einem seitlichen Arbeitsraum von 50 cm zu aufgehenden Kellerwänden.
• Ab 1,25 m Höhe wird die Baugrube abgeböscht, bei bindigem Boden mit 45-60° Neigungswinkel.
• Bei nicht bindigem Boden oder Platzmangel werden Baugrubenränder durch senkrechte, wandartige Konstruktionen gesichert.
• Alle erdberührten Bauteile müssen abgedichtet werden.

Abdichtungen

• Schwarze Wanne: Gebäudeteile erhalten eine flächige Bitumen- oder Kunststoffabdichtung auf allen Seiten, kann zu Verzögerungen im Bauablauf führen.
• Weiße Wanne: Besteht aus wasserundurchlässigem Beton, ist aber nicht 100% dicht (Frischbetonverbundfolie ist keine Abdichtung).

Zusätzliche Informationen zur Bauwerksabdichtung

• Einwirkung von Spritz- & Sickerwasser auf Außenwand, Sockel und Fundament.
• Wasser kann kapillar in/unter Wänden aufsteigen (= Sockel- & Querschnittsabdichtung notwendig).
• Wenn 30cm Abdichtung nicht möglich ist, dann Entwässerungsrinne.
• Zwei Prinzipien, um Wassereintritt in die Konstruktion zu verhindern: Dichten oder Ableiten.
• Überall, wo Wasser auf die Konstruktion drückt, muss abgedichtet werden.
• Die Art der Abdichtung hängt von der Bodenbeschaffenheit und der entsprechenden Wasserwirkungsklasse nach DIN 18533 ab.
• Die Abdichtung des Sockels muss bis 30 cm über Oberkante Geländer geführt werden.

Fensterdetails

• Fenstergesimse = Blechabdeckung an der Seite von Fenstern müssen mind. 1cm eingelassen & abgedichtet werden.
• Tropfkante 2 – 4 cm Abstand von Außenwand

Anforderungen an Fenster

• Fensterbrüstungshöhe: Mind. 80 cm bei Absturzhöhe bis 12 m, mind. 90 cm bei über 12 m Absturzhöhe.
• Im Mauerwerksbau legt man Fenster durch Auslassen von Mauersteinen an und überdeckt die Öffnung mit einem Sturz.
• Die Fensterbank, mit Gefälle nach außen, sollte über die Wandvorderkante überstehen, sodass Niederschlagswasser nicht an der Fassade herunterläuft.
• Anforderungen: Tageslichtversorgung, Aus- und Einblick, Lüftung, Schutz vor Kälte, Feuchte, Sonne, Lärm, Brand, Einbruch, Wind.

Fensterbauarten

• Einfachfenster (Innenanschlag), Verbundfenster (Stumpfer Anschlag), Kastenfenster (Außenanschlag).
• Die Schalldämmwirkung steigt mit jedem Fenster.

Fensterbauart Kastenfenster

• Die Schalldämmwirkung steigt von Einfach- über Verbund- bis Kastenfenster deutlich an.
• Moderne Kastenfenster können hochschalldämmende Konstruktionen realisieren.
• Der windgeschützte Zwischenraum zwischen den Flügeln kann für Sonnenschutzeinrichtungen genutzt werden.
• Kastenfenster sind wichtig im Bestandbau, wenn z.B. das äußere Fenster keine Wärmedämmwirkung hat, aber aus Denkmalschutzgründen erhalten bleiben muss.
• Ein Fenstersturz ist ein besonderes, tragfähiges Bauteil des Mauerwerks über Fensteröffnungen.
• Fensterlaibung ist die Seitenfläche in der Wand neben der Fensteröffnung.
• Ein Kastenfenster besteht aus zwei in der Laibung verbundenen Einfachfenstern mit getrennt beweglichen Fensterflügeln.
• Bauen im Bestand, wenn z. B. das äußere Fenster keine Wärmedämmwirkung hat, aber aus Gründen des Denkmalschutzes erhalten bleiben muss.

Fensterdetails und Terminologie

• Am häufigsten ist das Dreh-Kipp-Fenster.
• Fenstertypologien: Flügel-, Scheibe-, Außentüre, Pfosten-Riegel-Fassade.
• Fenster werden hauptsächlich nach Öffnungsart, Rahmenmaterial und Verglasung kategorisiert.
• Das gebräuchlichste Fenster ist das Dreh-Kipp-Fenster.
• Fenster werden im Wesentlichen nach der Öffnungsart, dem Rahmenmaterial und der Verglasungsart kategorisiert.
• Die gebräuchlichste Fensterart ist das Dreh-Kipp-Fenster, dessen Flügel man kippen und drehen kann.
• Übliche Rahmenmaterialien: Holz, Aluminium, Kunststoff; Kunststoff ist kostengünstig, aber ökologisch ungünstig.
• In DIN 68121-1 sind Holzprofile für Fenster nach Konstruktion/Profilquerschnitten klassifiziert.
• Häufig bei Isolierverglasung (IV): Profilreihen IV 56 bis IV 92.
• Heutzutage wird meist Doppel- oder sogar Dreifachisolierglas verbaut, da Glas eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt.

Isothermenverlauf

• Der Isothermenverlauf ist eine grafische Darstellung, die zur Simulation der Temperaturverteilung in einem Bauteil oder Übergang zwischen Bauteilen verwendet wird.
• Isothermen verbinden Punkte gleicher Temperatur innerhalb von Bauteilen, und stellen die berechnete Temperaturverteilung dar.
• Der Verlauf der 10°-Kurve ist wichtig, da bei 20°C Raumtemperatur und 50% Luftfeuchtigkeit Tauwasserausfall unter 9,3°C auftritt.
• Wenn die 10°-Isotherme innerhalb eines Bauteils liegt, ist kein Tauwasserausfall zu erwarten; liegt sie außerhalb im Raum, ist Kondensat möglich, und die Einbausituation muss überdacht werden.

Kostengruppe Dachaufbau

• Dachbeläge: Dachziegel, Lattung, Konterlattung, Unterspannbahn.
• Dachbekleidung: Dampfsperre, Gipskarten, u.a.
• Flachdach < 10° = Prinzip Abdichtung (Trichter), Wasser wird auf Dachfläche gesammelt.
• Leicht geneigtes Dach: 10° - 20°.
• Steildach ab 20° = Ableitung (Schirm), leitet Wasser ab.
• Das Dach nimmt Vertikal- & Horizontallasten auf (Eigengewicht, Schneelast etc.).
• Es schützt vor Wind, Niederschlag, Sonne, Kälte, Lärm, Tiere.
• Es schützt auch vor Wärmeverlust, Brand und trägt zur Alterungsbeständigkeit und Schönheit bei.
• Dachformen: Pult-, Scheddach, Sattel-, Walm-, Zelt-, Küppelwalm-, Giebelwalm-, Mansard-, Mansardwalmdach.

Dachdetails

• Steildach: aufgelöste Konstruktion aus Stab-/Flächenelementen
• Holz-Dachkonstruktionen werden als Dachstuhl bezeichnet
• Dach ist ein komplexes Bauelement
• Dachstuhl von Zimmerleuten.
• Pfettendach: Fuß-/Firstpfetten übernehmen vertikale Lasten, Kopfbänder nehmen Horizontalkräfte auf, kein stützenfreier Raum, hohe Spannweiten durch mehrfach stehende Stühle.
• Sparrendach: Sparren bilden mit Balken ein Dreieck, stützenfreier Raum, aber geringe Spannweite, es treten vertikale und horizontale Kräfte am Auflager auf, kostengünstig, mehr Platz.
• Kehlbalkendach: Im oberen Drittel ist ein Balken eingezogen, der die Sparren gegeneinander abstützt.
• Dadruch ergibt sich eine Höhere Spannweite aber wenige Decke
• Der freie Dachraum wird durch den Kehlbalken eingeschränkt.
• Gewinn von Raumhöhe durch Auflager des Dachstuhls auf Dempel / Kniestock.
• Steildächer sind belüftet, während ungenutzte Kaltdächer ungelüftet sind.
• Dachfläche eines Sparrendachs muss wie eine Scheibe wirken, um horizontale Kräfte abzuleiten; Verstärkung durch Windrispenbänder, Holzwerkstoffplatten oder Brettschalungen.

Dachkonstruktionen

• Bei Stirnversatz erhält das Kantholz eine keilförmige Ausklinkung zur Aufnahme des Druckstabs.
• Ingenieurmäßige Verbindungen (mechanische Verbindungen) im Holzbau verwenden Dübel, Stahlblechformteile, Schrauben/Nägel.
• Zimmermannsmäßige Verbindungen haben lange Tradition, verbinden Holzbauteile ohne zusätzliche mechanische Verbindungsmittel dauerhaft.
• Bei sichtbaren Konstruktionen wirken zimmermannsmäßige Holzverbindungen ohne sichtbares Metall hochwertiger sind sind kosten aufwändig.
• Bei Steildächern handelt es sich immer um aufgelöste Konstruktionen aus Stab- und flächenförmigen Teilen.
• Dachkonstruktionen aus Holz heißen Dachstuhl; übliche Arten sind Pfetten-, Sparren- und Kehlbalkendach.
• Das statische Prinzip der Dachstuhlarten ist unterschiedlich: Pfettendach = vertikale Lasteintragung, Sparrendach = vertikale/horizontale Lasten.

Anforderungen und Aufbau von Dächern

• Horizontalkräfte beim Sparrendach müssen durch die Dachfläche als Scheibe aufgenommen werden, beim Pfettendach durch Kopfbänder.
• Dachanforderungen: Wind-, Regenschutz, Kälte-, Sonnenschutz, Schallschutz, Vermeidung von Tauwasserbildung.
• Seildachkonstruktionen 3 Varianten = Haus mit ungenutztem „kalten“ Dachraum, Steildach belüftet, Steildach unbelüftet
• Dachziegel - Lattung - Konterlattung - Unterspannbahn - Wärmedämmung - Dampfbremse - Dachbekleidung - Schalung. Dachsystem wichtig Elemente:
• Dachziegel
• Unterspannbahn diffusionstoffen
• Lattung und Konterlattung zur Durchlüftung
• Wärmedämmung als Zwischensparrendämmung
• Dampfsperre
• Dachbekleidung als innerer Raumabschluß

Zusätzliche Stichpunkte zum Dachbau

• Die Schichten eines Daches hängen davon ab , wie der Dachraum genutzt wird.
• Bei Nutzung als Aufenthaltsraum ist eine Wärmedämmung notwendig.
• Nach Errichtung des Dachstuhls wird eine Unterspannbahn aufgebracht, die während der Bauzeit Regenwasser abführt.
• Parallel zu den Sparren folgen Konterlattung und die Querlattung, auf welche dann die Dachziegel gelegt werden
• Die Wärmedämmung ist zwischen den Sparren fixiert und raumseitig von einer Dampfsperre und der Dachbekleidung bedeckt
• Dachbeläge: Schilf, Holzschindeln, Dachziegel, Schiefer, Metall, etc.

Wichtige Faktoren und Prinzipien bei Dächern

• Wasser ist der größte Feind des Bauwerks.
• Zwei Prinzipien zur Vermeidung von Wassereintritt: Dichten oder Ableiten.
• Geneigte Dächer funktionieren nach dem Prinzip des Ableitens. Dachbeläge überlappen sich schuppenförmig.
• Da geneigte Dächer nicht komplett abgedichtet sind, ist eine gute Hinterlüftung wichtig.

Treppen

• Anforderungen an Treppen: Sicherheit, Brandschutz, Barrierefreiheit, Schallschutz, Zweck: Vertikale Erschliessung des Raumes, architektonisches Element.
• Notwendige Treppe: In der Landesbauordnung erwähnt als Teil des ersten Rettungsweges.
• Die DIN 18065 behandelt alle wichtigen Regeln zu Treppen. Sie unterscheidet notwendige und nicht-notwendige Treppen.
• Schrittmaßregel: 2 s + a = 63 cm, Bequemlichkeitsregel: a - s = 12 cm, Sicherheitsregel: a + s = 46 cm.
• Das ideale Steigungsverhältnis ist s = 17 cm / a = 29 cm.
• Die lichte Breite wird zwischen den Handläufen gemessen, um die nutzbare Laufbreite zu berechnen.
• Mindesthöhe: 2 m Treppenduchgangshöhe, nach 18 Stufen ist ein Zwischen Podest nötig.
• Treppengeländer: Abstand zwischen Stäben < 12 cm (Baby), Höhe des Treppengeländers = 90cm bis 12m Absturzhöhe, 110cm über 12m Absturzhöhe.
• Die Höhe wird ab Stufenvorderkante gemessen.
• Treppen benötigen mindestes einen Handlauf und der Abstand Stufen mit leeren Zwischenraum < 15
• Beispiele sind Treppentypen: Beton-, Stahl-,Holz und Mauerwerktreppen .

Treppenkonstruktionen aus Holz

• Bei einer Wangentreppe sind die Tritt- und Setzstufen an ihren Enden 15 mm bis 20 mm tief in Wangen eingebunden.
• Je nach Art der Fügung der Stufen in die Wangen wird zwischen aufgesattelten, eingeschobenen, halbgestemmten, gestemmten Treppen unterschieden.

Arten von Holztreppe

• Aufgesattelte Treppe: Bei der aufgesattelten Treppe liegen die Trittstufen auf den Wangen.
• Wichtige Daten: Einfache Montage, größere Konstruktionshöhe
• Eingeschobene Treppe: hier verlaufen die Aussparungen für die Trittstufen waagerecht über eine Teil der Wange.
• Die Trittstufen stehen vorne an der wange einige Zentimeter vor
• Halbgestemmte Wangentreppe (unsere) = Bei der eingeschobenen Treppe verlaufen die Aussparungen für die Trittstufen waagerecht über eine Teil der Wange.
• Die Trittstufen stehen vorne an der wange einige Zentimeter vor
• Gleichmäßigere Verteilung der Lasten auf alle Treppenteile