8 vorschriften/normen/verordnungen

8 Vorschriften/Normen/Verordnungen

DIN 1052: HolzbauwerkeDIN 1055: Lastannahmen für Bauten;

Einwirkungen auf TragwerkeDIN 4074: Sortierung von Holz

nach der TragfähigkeitDIN 4102: Brandverhalten von Baustoffen

und BauteilenDIN 4108: Wärmeschutz im Hochbau und

ergänzende Bestimmungen DIN 4109: Schallschutz im Hochbau

und ergänzende Bestimmungen DIN 68800: HolzschutzEnEG 1976: Gesetz zur Einsparung von

Energie in Gebäuden(Energieeinsparungsgesetz –EnEG) vom 22. Juli 1976

EnEV 2002: Verordnung über energiesparen-den Wärmeschutz und energie-sparende Anlagentechnik beiGebäuden(Energieeinsparverordnung –EnEV) vom 16. November 2001

Bildnachweis

Abb. Titel- und Rückseite, Abb. 2.6, 2.8, 2.9,3.12, 3.13, 5.2: Holzabsatzfonds, Bonn

Abb. 0.1, 1.2, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.10, 2.11,3.2, 3.3, 3.8, 3.9, 3.10, 3.11, 3.14, 4.1, 4.4,4.6, 4.7, 4.8, 4.12, 4.13, 5.6, 5.10: Prof. Dr.-Ing. W. Rug,Eberswalde/Wittenberge

Abb. Beispiel 6.1: Holzbau E. Scharpf, Esslingen

Abb. Beispiel 6.2:ibs Ingenieurbüro für Baustatik, Dahlwitz-Hoppegarten

Abb. Beispiel 6.3:K. Schulze, Schulze & Partner, Dresden

EEGGHHEntwicklungsgemeinschaft Holzbauin derDeutschen Gesellschaft für Holzforschung

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Erneuerung von Fachwerkbauten

INFORMATIONSDIENST HOLZ

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Erneuerung von FachwerkbautenInhaltsverzeichnis, Impressum

holzbau handbuchReihe 7Teil 3Folge 1

2

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Grundlagen/Begriffe . . . . . . . . . . . . . 42.1 Entwicklung des Fachwerkbaus . . . . 42.2 Terminologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Konstruktiver Aufbau . . . . . . . . . . . . 83.1 Dächer/Dachkonstruktionen. . . . . . . 83.2 Balken/Balkenlage/

Deckenkonstruktionen . . . . . . . . . . . 103.3 Wandgefüge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113.4 Sockel/Keller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.5 Typische Verbindungen . . . . . . . . . . . 12

4 Instandsetzung und Erneuerung . . . 144.1 Bauordnungsrecht

und Denkmalschutz. . . . . . . . . . . . . . 144.2 Schadensschwerpunkte/

Schadensdarstellung . . . . . . . . . . . . . 14 4.3 Schadenskartierung. . . . . . . . . . . . . . 15 4.4 Bauliche Maßnahmen . . . . . . . . . . . . 154.5 Hilfskonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . 184.6 Dauerhaftigkeit

(Holzschutz/Feuchteschutz/Oberflächenschutz) . . . . . . . . . . . . . . 18

5 Nutzung von Fachwerkbauten . . . . . 205.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.2 Wärmeschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205.3 Schallschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225.4 Brandschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.5 Fenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.6 Treppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.7 Wandaufbauten/Instandsetzungs-

bzw. Ertüchtigungsmaßnahmen. . . . 245.8 Deckenaufbauten/

Ertüchtigungsmaßnahmen . . . . . . . . 285.9 Instandsetzung von Bauteilen/

Berechnungsbeispiele . . . . . . . . . . . . 30

6 Ausgeführte Beispiele . . . . . . . . . . . . 366.1 Rathaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366.2 Umnutzung eines Wohngebäudes

zur Begegnungsstätte . . . . . . . . . . . . 376.3 Umgebindehaus . . . . . . . . . . . . . . . . 38

7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

8 Vorschriften/Normen/Verordnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Die technischen Informationen dieser Schriftentsprechen zum Zeitpunkt der Drucklegungden anerkannten Regeln der Technik. EineHaftung für den Inhalt kann trotz sorgfäl-tigster Bearbeitung und Korrektur nicht über-nommen werden.

In diese Broschüre sind Ergebnisse aus zahl-reichen Forschungsprojekten eingeflossen.Für deren Förderung danken wir der Arbeits-gemeinschaft industrieller Forschungsvereini-gungen (AiF), der Arbeitsgemeinschaft Bau-forschung (ARGE BAU), den Forst- undWirtschaftsministerien des Bundes und derLänder und der Holzwirtschaft.

Gestaltung:Creativ Mediendesign GmbH, Ottobrunn

Erschienen: 12/2004ISSN-Nr. 0466-2114

holzbau handbuchReihe 7: Bauwerkserhaltung

und ModernisierungTeil 3: Erhaltung und ModernisierungFolge 1: Erneuerung von Fachwerkbauten

Herausgeber:Absatzförderungsfonds der deutschen Forst- und Holzwirtschaft– HOLZABSATZFONDS –Anstalt des öffentlichen RechtsGodesberger Allee 142–148D-53175 Bonnund

DGfH Innovations- und Service GmbHPostfach 31 01 31D-80102 Mü[email protected]

Redaktion:Dipl.-Ing. (FH) Architekt Ludger Dederich,Dipl.-Ing. (FH) Jens Koch, BonnDipl.-Ing. (FH) Martin Fischer, München

Bearbeitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Rug,FH EberswaldeDipl.-Ing. H. Held, Dipl.-Ing. Ch. Stützer,Ingenieurbüro Prof. Dr. Rug & Partner,Wittenberge Abschnitt Umgebindehäuser: Dipl.-Ing. Karl Schulze, Schulze & PartnerArchitekten, Dresden

Begleitende Arbeitsgruppe:Dr.-Ing. R. Görlacher, KarlsruheDipl.-Ing. J. Herlyn, BraunschweigDipl.-Ing. R. Klopfer, GleiszellenProf. Dipl.-Phys. F. Holtz,Dipl.-Ing. A. Rabold, StephanskirchenZimmermeister E. Scharpf, Esslingen

Technische Anfragen an:Überregionale Fachberatung:018 02-46 59 00(0,06 e/Gespräch)[email protected]

Hinweise zu Änderungen, Ergänzungen und Errata unter: www.informationsdienst-holz.de

Impressum

Abb. 0.1: Fachwerkfassade eines Hauses aus dem 16. Jahrhundert

Erneuerung von Fachwerkbauten1 Einführung

Über zwei Millionen bestehende Fachwerk-gebäude zeugen in Deutschland von derkulturgeschichtlichen Bedeutung dieser Holz-bautechnik. Die historischen Wurzeln dieserBautechnik reichen zurück bis in die Steinzeit.Über Jahrhunderte war der Fachwerkbau dietraditionelle Bauweise für städtische unddörfliche Gebäude.

Die lange Geschichte dieser Bauweise steht imdirekten Zusammenhang mit der Verwen-dung regional verfügbarer Baustoffe. Ausdem Holz der nahen Kiefern-, Fichten-, Tan-nen- oder Eichenholzwälder wurde ein tragendes und standfestes Gerüst aus mitein-ander verbundenen senkrechten, waage-rechten und schrägen Hölzern gezimmert unddie zwischen den Hölzern entstandenenGefache füllte man mit Holzbohlen, Lehm-stakung, Lehmziegeln, gebrannten Ziegelnoder Natursteinen aus.

Daraus resultierte über Jahrhunderte dieWirtschaftlichkeit der Fachwerkbauweise ge-genüber dem Steinbau. Dieser war bis in dieNeuzeit weitaus teurer, so dass die Fach-werkbauweise bis in die erste Hälfte des 19.Jahrhunderts die dominierende Bauweise aufdem Lande und in der Stadt war. Auch warenFachwerkbauten behaglicher als Steinbautenund ihre Errichtung war in kürzeren Bauzeitenmöglich. Noch im 18. Jahrhundert wohnten90% der Bevölkerung Deutschlands in Fach-werkhäusern.

Je nach finanziellen Möglichkeiten und Nut-zeransprüchen entwickelte jede Bevölke-rungsschicht den für sie passenden Ge-bäudetyp und beauftragte den zumeist orts-ansässigen Zimmerer mit der Errichtung ihresGebäudes (Abb. 1.1).Aber auch Kirchen, Rathäuser, Gerichtshäu-ser, Burgen und Schlösser sowie später ganzeFabrikhallen wurden in Fachwerkbauweiseerrichtet. Noch in der Neuzeit, als der Massiv-bau den Fachwerkbau verdrängte, wurdenhäufig die tragenden Innenwände (Bund-wände) oder die rückseitigen Außenwände inFachwerkbauweise ausgeführt.

Modernisierungsmaßnahmen an historischenGebäuden zielen immer auf die Erhaltung derGebäudesubstanz. Die geplanten Maßnah-men zur Erhaltung müssen sich an der his-torischen Bauweise orientieren. Gleichzeitigsoll aber auch eine Anpassung an die ge-stiegenen Ansprüche einer modernen Nut-zung erreicht werden. Maßnahmen zurModernisierung bzw. Erhaltung müssen alsogenerell aktuellen Ansprüchen an die Bau-physik und die Standsicherheit genügen.

Gleichzeitig wird erwartet, dass, je nachDenkmalwert des Gebäudes, die historischeBausubstanz möglichst substanzschonendinstandgesetzt oder rekonstruiert wird. In derPlanung und Ausführung von Erneuerungs-maßnahmen erfordert dies ein differenziertesEingehen auf die vorgefundene Bausubstanz.

Den Ansprüchen aus der künftigen Nutzungstehen die jeweiligen Eigenschaften derhistorischen Bauweise gegenüber, beeinflusstdurch den Erhaltungszustand des Gebäudesund vorgefundene Schädigungen. Für die„bewahrende Erneuerung“ sind elementareKenntnisse über die historischen Fachwerk-techniken, die verwendeten Werkstoffe, die

3holzbau handbuchReihe 7Teil 3Folge 1

1 Einführung

typischen Schädigungen mit ihren Ursachensowie die baugeschichtlichen Zusammen-hänge der einzelnen Gefügeformen uner-lässlich, wenn der substanzschonende Erhaltder kulturhistorisch außerordentlich wert-vollen Fachwerktraditionen gelingen soll.

Das holzbau handbuch „Erneuerung vonFachwerkbauten“ will hierzu einen Beitragleisten. Wenn nachfolgend vor allem dassichtbare Fachwerk (Abb. 1.2) im Mittelpunktder Betrachtung steht, so darf das nichtdarüber hinweg täuschen, dass über 80%aller Fachwerkgebäude verputzt sind undebenfalls gemäss den dargelegten Grund-lagen erneuert werden können.

Abb. 1.2: Historisches Fachwerk, wiederaufgebaut im Freilichtmuseum Hessenpark

(1) Ackerbürger (2) Patrizier (4) Tagelöhner(3) Handwerker

Abb. 1.1: Gleicher Haustyp aller Bevölkerungsschichten in Goslar nach H.-G. Griep (aus [1])

Erneuerung von Fachwerkbauten2 Grundlagen/Begriffe


4

ihre mündliche Wiedergabe sind Ausdruckder Qualität der Zimmermannskunst [2].

Zwischen dem 11. und 15. Jahrhundert er-richtete man die Fachwerkbauten häufig inGeschossbauweise. Hierbei gehen dieStänder von der Schwelle bis zur Traufe ohneUnterbrechung durch und die Deckenbalkender einzelnen Etagen sind mit den Ständernverzapft, verblattet oder durchgezapft. DiesesKonstruktionsprinzip wird regional auch alsStänderbau bezeichnet.

Für Gebäude mit mehr als zwei Etagen wardiese Bauweise wegen der begrenzten Längeder Hölzer und der schwierigen Aussteifungdes Gerüstes nicht geeignet. Sehr viel prak-tischer war dagegen die im 14. Jahrhundertaufkommende Stockwerksbauweise, beider die einzelnen Etagen als in sich abgezim-mertes Gebinde (Fachwerkwand) Stockwerkfür Stockwerk übereinander gestellt wurden.Die Deckenbalken legte man vor der Errich-tung des nächsten Stockwerkes auf die Räh-me der Wände, ohne dass wie beim Ge-schossbau komplizierte Verbindungen zumStänder notwendig wurden. Jedes Geschosswurde durch eine ausreichende Verstrebungder Wände in sich standsicher konzipiert(Abb. 2.7). Damit konnten beliebig vieleStockwerke übereinander angeordnet wer-den. Vom 14. bis 16. Jahrhundert verdrängtedie Stockwerksbauweise den Geschossbau.Aus dieser Zeit sind aber auch Gebäude unterAnwendung beider Prinzipien bekannt (Bei-spiel 5 in Abb. 2.1 und Abb. 2.2).

Ab dem 16. Jahrhundert sind keine wesent-lichen Änderungen im Konstruktionsprinzipder Fachwerkgebäude mehr feststellbar.

2 Grundlagen/Begriffe

2.1 Entwicklung des Fachwerkbaus

Der Fachwerkbau entwickelte sich aus denFrühformen der menschlichen Behausung,dem primitiven Windschirm, aus dem durchzusätzliche Wände die Pfahlbauhütte ent-stand (Abb. 2.1).

Durch die Einführung eines Fundamentesunter den Wänden entstand schon in derSteinzeit das Grundprinzip des heutigen Fach-werkbaus. Dieser Entwicklungsschritt war einewichtige bauliche Holzschutzmaßnahme, diedas schnelle Verfaulen der Holzständer ver-hinderte. Allerdings konnte damit die Ein-spannung der Ständer im Erdreich nicht mehrfür die Standsicherheit der tragenden Holz-bauteile genutzt werden. Zur Aufnahme derHorizontalkräfte mussten nun in das gelenkigverbundene Fachwerkgerüst Verstrebungeneingebaut werden.

Die Zimmerleute entwarfen und dimensio-nierten die Fachwerkbauten bis zum 20.Jahrhundert nach handwerklichen Bauregeln.Empirisches Wissen und Erfahrungen über die geometrischen Ordnungsprinzipien und

Abb 2.2: Fachwerk in gemischter Bauweise; Vorderseite Stockwerkbauweise mit Auskragungen, LängsseitenGeschossbau, Wetzlar, erbaut im 14. Jahrhundert (Zeichnung aus [5])

Abb. 2.1: Entwicklung des Fachwerkbaus (nach [1])1 Windschirm und Nurdachhütte mit Urform des Pfettendaches2 Pfahlbau, Standsicherheit durch eingespannte Stäbe 3 Blockbau, Massivholzbau durch übereinandergeschichtete Hölzer4 Zweigeschossiger Geschossbau mit Oberrähmverzimmerung (s. auch Abb. 3.7)5 Zweigeschossiger Geschossbau mit aufgesetztem Stockwerk6 Dreistöckiger Stockwerkbau mit weiten Auskragungen und Knaggen

4 5

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1 2 3

Die Entwicklung des Fachwerkbaus ist ge-prägt von einer Differenzierung und Ver-feinerung der Gefügebilder aufgrund regio-naler Gegebenheiten. Bestimmend hierfürwaren die jeweiligen klimatischen und landschaftlichen Unterschiede sowie stam-mesmäßigen Eigenarten der einzelnen Volks-gruppen. Der stammesgeschichtlichen Prä-gung des Fachwerkbaus im deutschenSprachraum folgend unterteilt man denFachwerkbau in drei typologische Gruppen [5,7, 8, 15-24]: • oberdeutsches (auch alemannisches)

Fachwerk,• mitteldeutsches (auch fränkisches)

Fachwerk, • niederdeutsches (auch niedersächsisches)

Fachwerk.

Die Verbreitungsgebiete der einzelnen Fach-werkgruppen entsprechen allerdings nichtmehr exakt den Siedlungsbereichen der Volks-gruppen. Die oberdeutsche Fachwerkbau-weise wurde sogar vom mitteldeutschenFachwerkbau verdrängt, so dass die Mehrzahlder Fachwerkgebäude ab dem 17. Jahrhun-dert nur noch von zwei Gefügebildern ge-prägt wird.

Oberdeutsches FachwerkCharakteristisch für das Gefügebild des ale-mannischen Fachwerks ist die weite Ständer-stellung (Abb. 2.3). In vielen Fällen stehen dieStänder im Abstand von 4 bis 6 Decken-balken. Die Entwicklung des Gefüges gehtzurück auf den Ständerbohlenbau, dessenGefach aus senkrecht oder waagerecht ver-legten Bohlen weite Ständerstellungen ge-


stattete. Jeder Ständer ist einzeln durch ein-oder mehrfache Kopf- und Fußbänder (zu-meist mit den Ständern verblattet) verstrebt.Daraus entstehen die das Aussehen des Fach-werkes prägenden sogenannten Mannfigu-ren.

Wegen der weiten Ständerstellung sind dieRähmhölzer zumeist als doppelter Balken-querschnitt ausgeführt worden. Auf ihnenliegen die Deckenbalken, häufig mindestenseine Balkenbreite auskragend. Bei größerenAuskragungen werden unter den Balken-köpfen Knaggen oder Konsolen angeordnet.

Ab dem 16. Jahrhundert werden die Stän-derstellungen enger und es werden zuneh-mend Gefügeelemente des mitteldeutschenFachwerks übernommen, bis etwa zu Beginndes 17. Jahrhunderts die ursprünglich eigen-ständige oberdeutsche Fachwerkentwicklungim mitteldeutschen Fachwerkgefüge aufgeht.

Mitteldeutsches FachwerkKennzeichnend für das Gefügebild des mittel-deutschen Fachwerks ist bei der Stockwerks-bauweise eine unregelmäßige Ständerstel-lung. Damit ergibt sich für jedes Stockwerkeine andere Gefügegliederung, die sich aufdie Fensteranordnung auswirkt (Abb. 2.4).

schmückenden Elementen sehr lebhaftgestaltet. Kunstvoll wurden die Verstrebun-gen zu einem dekorativen Gesamtbild gefügt,so dass häufig die ganze Fassade mitVerstrebungen belegt ist. Gekrümmte Stre-ben, geschweifte Kopf- und Fußstreben,Rauten sowie kreisförmige Hölzer bildetenvielfältig gestaltete Muster, die zusätzlichnoch mit Schnitzereien verziert wurden.Wegen der Vielzahl der Verstrebungen wur-den für die statisch erforderlichen Hölzerkleinere Querschnitte gewählt.

Niederdeutsches FachwerkBeim niederdeutschen Fachwerk stehen dieStänder regelmäßig im Abstand der Decken-balken (Abb. 2.5). Diese Regelmäßigkeit wirdüber alle Stockwerke aufrechterhalten. Diestets gleiche Anordnung über alle Stock-werkswände verleiht dem niederdeutschenFachwerk ein eher nüchternes bzw. strengesAussehen. Fuß- oder Kopfbänder, teilweise injedem Gefach angeordnet, sichern eine aus-reichende Aussteifung.

Durch die Anordnung von kunstvoll geschnitz-ten oder farbig bemalten Fächerrosetten wirddas Aussehen des Gefüges im 16. und 17. Jahr-hundert wesentlich belebt. Rautenartige Ver-strebungen sollen die Fassade gestalten, ausFußbändern entstehen die Fächerrosetten,zwischen den auskragenden Balkenköpfenwerden Treppenfriese gestaltet, Knaggen undBalkenköpfe werden kunstvoll beschnitzt.

Ab dem 18. Jahrhundert dominiert wieder dieschlichtere Fachwerkfassade.

5holzbau handbuchReihe 7Teil 3Folge 1

Abb. 2.4: Mitteldeutsches Fachwerk in Melsungen

Abb. 2.3: Oberdeutsches Fachwerk, Rathaus Esslingen,erbaut 1432

Abb. 2.5: Niederdeutsches Fachwerkin Hannoversch-Münden

Auch beim mitteldeutschen Fachwerk findenwir häufig die Mannfigur. Charakteristisch istaber auch die Verwendung der K-Figur oderganz häufig das Andreaskreuz.

In der Folge der Entwicklung wurden ab Mittedes 16. Jahrhunderts die Gefügebilder durchzahlreiche aufwendig angeordnete Verstre-bungen zusammen mit vielfältigen weiteren



6

UmgebindehäuserEine Sonderform im Fachwerkbau bilden dieUmgebindehäuser, die eine Mischung derBlockbauweise mit der Fachwerkbauweisedarstellen (Abb. 2.6). Beim Umgebinde wirdum einen eingeschossigen ebenerdigen Block-bau (Blockstube) eine gesonderte Konstruk-tion aus Ständern, Spannriegeln und Winkel-hölzern aufgerichtet, die auf einem häufig

verdoppelten Rahmen (Umschrot/Umgebin-de) ein Dachgeschoss oder ein weiteres Fach-werkgeschoss trägt. Kennzeichnend ist dieAbleitung der Obergeschoss- und Dachlastdurch Ständer oder Holzsäulen auf denBaugrund, bei der die Blockwand nicht be-ansprucht wird.

Die Blockstube steht einschließlich Decke(Deckendoppelung) vollkommen unabhängigim Umgebinde. Zwischen Blockstubenwandund Umgebindeständern wird gegebenenfallsauf einer oder mehreren Seiten ein Ganggebildet, über den dann das darüberliegendeFachwerk- bzw. Dachgeschoss auskragt.

Die Umgebindebauweise ist seit dem 16.Jahrhundert bekannt und besonders in denBundesländern Brandenburg und Sachsen(Ober- und Niederlausitz) sowie Thüringen(Raum Altenburg) verbreitet [2, 54-56].

2.2 Terminologie

Die Bezeichnungen für Baustoffe, Bauteile,Werkvorgänge und Geräte entstanden, bevorallgemeingültige Fachausdrücke durch Ver-ordnungen und Normen geschaffen wurden.Zum Teil haben unterschiedliche Bezeichnun-gen für das gleiche Gewerk noch heuteGültigkeit.

Die Forschung zum Fachwerkbau der letztendreißig Jahre in Deutschland führte zurSchaffung einheitlicher Bezeichnungen undBegriffe. Dabei ging es vordringlich darum,die grundlegenden Fachausdrücke ungeach-tet räumlich und örtlich verschiedener Son-derarten aufzuzeichnen und allgemein ver-bindlich zu definieren. Abb. 2.7 zeigt diewichtigsten Begriffe am Beispiel des Ge-schoss- und Stockwerkbaus. (Definition imEinzelnen siehe [3])

Abb. 2.7: Fachbegriffe im Fachwerkbau (Zeichnung nach Schauer [3])

Abb. 2.6: Umgebindehaus

A. GeschossbauweiseB. Stockwerksbauweise

1. Sparren2. Hahnenbalken3. Kehlbalken4. Rähm5. Stuhlsäule/stehender Stuhl6. Drempel/Hoch-Rähm-Verzimmerung7. Deckenbalken/Anschluss Zapfenschloss8. Brustriegel9. Schwelle/Sockelschwelle

10. Kopfriegel

11. Strebe/geblattet oder gezapft12. Ständer13. Sockelmauerwerk14. Aus-/Vorkragung15. Dachschwelle16. Kopfstrebe/-band17. Dachbalken18. Stuhlsäule/liegender Stuhl19. Spannriegel20. Rähm

21. Balkenkopf22. (Stock-)Schwelle23. Konsole24. Füllholz25. Winkelholz26. Fächerrosetten27. Eckständer28. Gefach/verputzt29. Gefach/vermauert

2.3 Werkstoffe

Die Baustoffe des Fachwerkbaus übernehmenunterschiedliche Funktionen. Das räumlicheGefüge aus Holz ist für die Aufnahme undAbleitung der horizontalen und vertikalenLasten und Beanspruchungen zuständig.

Die Gefachmaterialien übernehmen über-wiegend bauphysikalische Aufgaben wie denWärme-, Feuchte- und Witterungsschutz so-wie Aufgaben des Schall- und Brandschutzes.Ziegelausfachungen tragen auch zur Aus-steifung des Holzgefüges bei. Die Dicke derFachwerkwände war abhängig von der Wahldes Ausfachungsmaterials. Wurden unregel-mäßige Bruchsteine verwendet, so betrug dieWanddicke mindestens 180 bis 210 mm, umeine einigermaßen dichte Wand zu bekom-men. Bei Lehmziegeln oder Ziegelsteinenergab sich die Wanddicke entweder aus derhalben oder seltener aus der ganzen Stein-länge. Eine Lehmausfachung realisierte man

Ab dem 16. Jahrhundert verwendete man zu-nehmend gebrannte Ziegelsteine (Abb. 2.11).

Ein weiteres verfügbares Material war Natur-stein, zumeist als Bruchstein in Kalkmörtelvermauert.

Tabelle 5.1 zeigt die gebräuchlichsten Aus-fachungsmaterialien und gibt eine Bewertungder bauphysikalischen Eigenschaften imVergleich zu den geltenden Normen undVorschriften (s. Abschnitt 5).

7Erneuerung von Fachwerkbauten2 Grundlagen/Begriffe


häufig mit einer Wanddicke von 120 bis 160mm.

Die Schwellen, Ständer und Rähme des Fach-werks legte man in einer einheitlichen Dickefest, die im Allgemeinen der gewünschtenWanddicke entsprach (Tabelle 5.1). Bis zum18. Jahrhundert wurde hauptsächlich bebeil-tes Holz verwendet.

Soweit regional verfügbar, kam Eichenholzzur Anwendung. In Gegenden, in denen derKiefern-, Fichten- und Tannenwald vor-herrschte, wurde für das Holzgefüge auchNadelholz eingesetzt. Allerdings wurde danndie stark feuchtigkeitsbeanspruchte Schwelledes Fachwerks in Eichenholz ausgeführt.

Häufig hat man die durch Schlagregen hochbeanspruchte Wetterseite des Gebäudes, z.B.durch eine vorgehängte Holz-, Schiefer- oderZiegelbekleidung, vor der direkten Bewitte-rung geschützt (Abb. 2.8).

Die Ausfachung der Außen- und Innenwändeerfolgte in der Regel in Lehmbauweise, ent-weder mit senkrechten Holzstäben (Stakungmit Strohlehmbewurf) oder horizontalemWeidengeflecht um Staken mit Strohlehm-bewurf (Abb. 2.9, 2.10).

Eine andere Lehmbauart waren Strohlehm-wickel auf Stakhölzern. Auch kamen langeZeit Ausfachungen mit Lehmziegeln zur Anwendung. Der Verputz bestand aus Kalk-mörtel, im Unterputz mit Lehm versetzt.

Abb. 2.8: Wetterschutz durch Verschieferung imhochbeanspruchten Bereich der Bewitterung

Abb. 2.9: Gefache aus Stakung, Weidengeflecht und Strohlehm

Abb. 2.10: Gefache aus Stakung mit Strohlehmbewurfmit Reparaturgefachen aus Lehm- und Ziegelsteinen

Abb. 2.11: Ausfachung mit Ziegelsteinenals Sichtmauerwerk, Fachwerkhaus Perleberg, erbaut im 16. Jahrhundert

Fachwerkbauten wirken statisch wie räum-liche Tragwerke, deren Stäbe gelenkig ange-schlossen sind.

Die Verbindungen stellte der Zimmermannnach althergebrachter Tradition her. Zimmer-mannsmäßige Verbindungen übertragen imAllgemeinen nur Druckkräfte. Deshalb kön-nen die Stäbe im historischen Fachwerkbauan den Anschlusspunkten Druckkräfte auf-nehmen. Beschränkt lassen sich auch Zug-kräfte durch Verkämmung, Verblattung,Dübel oder Holznägel übertragen.

3.1 Dächer/Dachkonstruktionen

Zur Zeit der Bildung von Städten standen dieBürgerhäuser frei mit dem Giebel zur Straße,seitlich durch schmale „Bauwiche“, die Trauf-gässchen, getrennt.

Mit fortschreitender Arbeitsteilung, größerenWerkstätten, Lagerräumen, Räumen für Ge-sellen und Lehrlinge und mit steigendenWohnansprüchen wuchs das Gebäudevolu-men. Die Traufgässchen wurden überbaut.

Es kam zur Reihenhausbebauung durch dieFirstschwenkung, besonders nach Stadtbrän-den. Bei der Reihenhausbebauung konnte dieBeschickung der Lagerflächen im Dachraumnicht mehr durch Aufzugseinrichtungen unterden Giebelnasen über Kragbalken erfolgen.Es mussten zusätzliche Ladeerker, Zwerch-giebel, Zwerchhäuser (Querhäuser) mit Lade-luken geschaffen werden. Diese Querbautenüberspannten oft große Teile der Traufseitenund vermitteln weiter den Eindruck dergewohnten Giebelstellung.

Dachaufbauten (Gauben oder Zwerchgiebel)waren bei der Giebelstellung äußerst selten,die Belichtung erfolgte auch bei großenStadthäusern von den Giebelflächen aus. Beider Reihenhausbauweise in Traufstellung ge-nügten für Licht und Belüftung in der Regeleinfache Schleppgauben.

Die Konstruktion des Daches übernimmt dieAufgabe, alle anfallenden Lasten des Dachesund der Giebelwände aufzunehmen und indie Unterstützungen weiterzuleiten.

Entwicklungsgeschichtlich unterscheidet manbei Dachkonstruktionen zwei Konstruktions-prinzipien – das Sparrendach und das Pfet-tendach.

SparrendachDas Konstruktionsprinzip des Sparrendacheshat sich vor allem im mittel- und nieder-deutschen Raum entwickelt.

Beim Sparrendach bilden die Sparren mit demDachbalken ein unverschiebliches Dreieck. DieUnverschieblichkeit wird durch kraftschlüssigezimmermannsmäßige Verbindungen zwi-schen den Sparren und den Dachbalkenerreicht. Im First sind die Sparren verblattetoder verzapft und je nach Entstehungszeitsind die Sparren mit den Dachbalken ver-blattet (Romanik und Gotik), verzapft oderversatzt (ab Renaissance). (Abb. 3.1)

Aus seiner statischen Wirkungsweise herausüberträgt das Sparrendach die Dachlastenunmittelbar auf die Außenwände. Die sehrsteilen Dächer des Mittelalters erfordertenjedoch große Sparrenlängen. Zur Vermin-derung der Sparrendurchbiegungen stützteman die Sparren mit Kehlbalken (Abb. 3.1und 3.2) oder scherenartig angeordnetenVerstrebungen, die mittels Verblattung oderZapfen mit den Sparren verbunden wurden.

In Längsrichtung war die Holzkonstruktionnicht nur gegen Verformungen zu sichern,sondern die horizontalen Kräfte der Giebel-wände waren ebenfalls aufzunehmen. Die

8 holzbau handbuchReihe 7Teil 3Folge 1

Erneuerung von Fachwerkbauten3 Konstruktiver Aufbau

3 Konstruktiver Aufbau

Abb. 3.1: Sparrendach mit Kehlbalken und liegendem Stuhl (Hinweise zu den Begriffen siehe [3])

PfettendachDie Sparren eines Pfettendaches (auch regio-nal als Rofen bezeichnet) tragen die Dach-eindeckung und liegen auf parallel zum Firstverlaufenden Pfetten durch z.B. Aufklauungauf (Abb. 3.5). Die Sparren des Pfettendachessind statisch als biegebeanspruchte „frei auf-liegende“ Träger anzusehen. Sie werden zu-sätzlich gegen Windsog über Nägel gesichert.Die Pfetten sind somit ein wichtiges statischesBindeglied zur Verteilung der Dachlasten. InDachquerrichtung werden Pfetten alle 4 bis 5m zur Stützung der Dachsparren erforderlich.In Dachlängsrichtung bedarf es zur Weiter-leitung der Pfettenlasten spezieller Dachge-

9Erneuerung von Fachwerkbauten3 Konstruktiver Aufbau


Abb. 3.4: Sparrendach mit Kehlbalken, einfachstehendem Stuhl und Umgebindekonstruktion [5]

Abb. 3.3: Sparrendach mit liegendem Stuhl

Abb. 3.5: Pfettendach mit stehendem Stuhl (Hinweise zu den Begriffen siehe [3])

Abb. 3.2: Sparrendach mit Kehlbalken

notwendigen Maßnahmen für eine aus-reichende Längsstabilität der gesamten Dach-konstruktion führten zwangsläufig zu einerStuhlbildung. Durch parallel zum First ange-ordnete Stuhlsäulen und auf den Säulen an-geordnete Rähme wurde zusammen mitVerstrebungen (Fuß- und Kopfbänder, An-dreaskreuze) eine wirkungsvolle Stabilisierungin Längsrichtung erreicht.Bei senkrechter Stellung der Säulen entstehtein stehender Stuhl und bei schräger An-ordnung ein liegender Stuhl (Abb. 3.3), dereine freiere Nutzung des Dachraumes ge-stattet. Zusammen mit den Stuhlsäulen, Räh-men, Spannriegeln und Streben erhält mandann an dieser Stelle das Dachgebinde.Dachgebinde stehen in Dachlängsrichtungalle 4 bis 5 m. Zwischen den Dachgebindenliegen die Leergespärre.

binde mit Stuhlbildung. Alle Sparren zwischenden Gebinden nennt man auch Leersparrenoder Leergespärre.Sollen keine Pfettenlasten über Stuhlsäulen indie Deckenbalken übertragen werden, sowerden die Pfetten durch Hängewerke ab-gestützt, eine Maßnahme, die gerade beigrößeren Stützweiten der Dächer erforderlichwurde. Gleichzeitig konnte dann auch dieBelastung der Dachbalken reduziert werden.

In Deutschland sind mittelalterliche Pfetten-dächer im Fachwerkbau eher selten.

Traditionell kommen sie bei den Bundwerk-Häusern im oberdeutschen Raum und beiHallenhäusern in niederdeutschen Gebieten(Abb. 3.6) vor. Häufiger sind dagegen Misch-formen, bestehend aus einem Sparrendach,dessen First durch eine Pfette gestützt ist undbei dem die Stuhlsäule vom Erdgeschoss bis indas Dach durchgeht.

3.2 Balken/Balkenlage/Decken-konstruktionen

Die frühen Fachwerkkonstruktionen wareneingeschossig und hatten zuerst keine Tren-nung zwischen Erdgeschoss und Dach.Bei den bis in das 13./15. Jahrhundert errich-teten Bauten in Geschossbauweise trug dasRähm direkt den Dachbalken des Sparren-daches. Man nannte diese Konstruktion auchUnterrähmverzimmerung.

Sollte ein Kniestock hergestellt werden, so lagdas Rähm im Abstand oberhalb des Dach-balkens, auch als Hochrähmverzimmerungbezeichnet. Der Deckenbalken wurde dannmit einem Zapfenschloss mit dem Ständerverbunden.

Lag das Rähm direkt über dem Dachbalkendes Sparrendaches, sprach man von einerOberrähmverzimmerung (Abb. 3.7).

Im Stockwerkbau wurden die Deckenbalkenauf die Rähme gelegt. Die Balken im Stock-werkbau sicherten zugleich die Stellung derLängswände durch Dübel (Dorne), Knag-genverriegelung oder Verkämmung (Abb.3.15). Die Verkämmung wurde bereits um1300 genutzt.

Als man jedoch begann, das Dach als Speicherzu nutzen, war es notwendig, den darüberbefindlichen Raum durch eine Decke zutrennen. Die einfachste Lösung für eine solcheTrennung war das Füllen oder Überdecken derBalkenzwischenräume mit Holz (Dübelboden-

Die Dübelbodendecke besteht aus dichtnebeneinander gelegten verdübelten Balkenmit Höhen zwischen 150 und 250 mm. Manfindet sie vor allem bei Speicherbauten oderals Dachgeschossdecke in Handelshäusern,die als Warenspeicher genutzt wurden.

Windelbodendecken besitzen eine Füllungaus „gewindelten“ Stakhölzern, die im Be-reich der Balkenunterseite in Nuten einge-schoben sind. Die Unterseite der Decke ist mitLehmputz versehen. Bis zur Balkenoberseitewurde die Decke mit Lehm ausgefüllt. Wegenihrer hohen Eigenlast entwickelte man den„gestreckten Windelboden“, bei dem dieLehmstaken auf den Balken liegen, und den

Hildesheim ergab die 5-fache Giebelauskra-gung 2,70 m Gesamtauskragung (Abb. 3.8).Die Balkenköpfe wurden bei weitem Über-stand durch Kopfstreben (Bügen), bei ge-ringem Überstand durch Knaggen gestützt.An den Gebäudeecken unter den Gratstich-balken wurden Knaggenbündel gebildet(Abb. 3.9).

Bei der später im Stockwerkbau üblichenQuerbalkenlage war die Auskragung nicht



decke) oder Lehmwickeln (Windelboden-,Kreuzstakendecke) (Tabelle 5.2). Je nach Bedarf füllte man die Decke bis zurBalkenhöhe mit einer Strohlehmschicht auf,um einen Fußboden aufzubringen. Aufgrunddes sehr massiven Lehmeinsatzes haben dieseDecken eine hohe Eigenlast. Ab 1870 wurdenDecken mit Lehmfüllungen durch die sehr vielleichteren Einschubdecken ersetzt.

Abb. 3.6: Pfettendach bei einem ostfriesischenHallenhaus nach [57]

Abb. 3.7: Verzimmerungsarten der Rähme imGeschossbau

Abb. 3.8: Knochenhaueramtshaus Hildesheim, nieder-deutsches Fachwerk mit Auskragungen, 1529 errichtet,1945 zerstört, 1987/90 originalgetreu wiederaufgebaut

„halben Windelboden“, bei dem die Stak-hölzer im Bereich der Balkenoberseite inNuten oder auf seitlich an die Balken ge-nagelten Leisten liegen, so dass die Dickeeiner notwendigen Auffüllung wesentlich re-duziert wurde. Die Balken sind unterseitighäufig sichtbar und die Gefachunterseitewurde mit Lehmputz abgeschlossen.

Kreuzstakendecken kamen immer dann zumEinsatz, wenn größere Balkenspannweiten zurealisieren waren. Durch den gekreuzten Ein-bau der Wickelstaken sollte die Quersteifig-keit der Decke verbessert werden.

Tabelle 5.2 zeigt die im Fachwerkbau ge-bräuchlichen Decken mit ihren bauphysika-lischen Eigenschaften in Bezug auf dieheutigen bauaufsichtlich geregelten Mindest-anforderungen (s. Abschnitt 5).

AuskragungenIm Mittelalter versuchte man den Nutzraumder oberen Geschosse durch Auskragung zuvergrößern. Die Auskragungen waren teil-weise beträchtlich, sie betrugen je Stockwerkbis zu 80 cm. Beim Knochenhaueramtshaus in

nur zur Giebelseite, sondern auch zu denLängsseiten möglich. Für die drei- oder vier-seitige Auskragung wurde für die Giebelsei-ten das Stichgebälk mit Gratstichbalkenerforderlich. Die über die Giebelwand vor-stehenden Kragbalken werden in den letztenQuerbalken mit Zapfen eingestochen. Diesesorgfältigste Zimmererarbeit erfordernde Kon-struktion wurde bereits um 1300 ausgeführt.

Balkenlagen über KellerräumenDiese waren im Allgemeinen nicht Teil derSkelettkonstruktion. Verfaulte Balken konn-ten ohne Eingriff ins Gefüge ausgewechseltwerden. Über Kellergewölben wurden Lehm-stampfböden, Steinplattenbeläge oder Die-lung auf Lagerhölzern eingebracht.

3.3 Wandgefüge

Das sichtbare Fassadenbild des Wandgefügeswird bei unverputzten Gebäuden vom ge-wählten Konstruktionsprinzip des Fachwerk-baus wesentlich geprägt. Es macht die tra-genden Elemente erlebbar. Der Betrachtererlebt die meisterliche Zimmererarbeit alskunstvolles Gefügebild, bestehend aus vertikal,horizontal und schräg angeordneten Hölzern,Schwertungen, Fuß- und Kopfbändern, kunst-voll geformten Ständerfiguren und ergänztdurch das Fassadenbild schmückende Profi-lierungen oder Schnitzereien an den Hölzern.Mit der Strebefigur „Mann“ wird bis Mittedes 16. Jahrhunderts im fränkischen und alemannischen Raum die Vollendung imSchmücken der Fassade durch statisch not-wendige Gefügeelemente erreicht.

Die Bereicherung in der Spätrenaissance mitMotiven des Steinbaus und die malerischenZierhölzer im Barock sind im Allgemeinenstatisch ohne Funktion.

3.3.1 Vertikalhölzer

Die auf Sockel oder Schwelle stehenden, übermehrere Geschosse reichenden Vertikalhölzer– die Ständer – bilden die Hauptelemente desStänderbaus. Auch die in hallenartigen Räu-men freistehenden Säulen zeugen von derhohen mittelalterlichen Zimmermannskunst(Abb. 3.10). Firstsäulen, durch mehrere Ge-schosse führend, hatten viele Anschlussver-bindungen.

Auch die für den Stockwerkbau abgelängtenVertikalhölzer werden als Ständer bezeichnet.Die Ständer wurden als Zwischen- oder Feld-ständer an Schwelle und Rähm angeblattet.Der Einbau war nach dem Richten der Eck-und Bundständer und des Rähms nochmöglich. Später (ab dem 16. Jahrhundert)verdrängte die Zapfenverbindung die Blatt-verbindung und fortan sind die Ständerzwischen Rähm und Schwelle gefügt.

SchwellenSchwellen sind als wandtragende Hölzer einwichtiges Bauteil im Fachwerkbau. Häufigliegen sie auf einem Sockel. Dann werden sieals Grundschwelle bezeichnet. Seltener sindsie zwischen die Ständer gezapft, dannheißen sie Schwellriegel.

Riegel/AusriegelungZwischen Schwelle und Rähm sind zurBegrenzung der Fensteröffnungen, zur Wand-aussteifung und sinnvollen Gefachteilung aufdie Ständer Horizontalhölzer, die Riegel,geblattet oder zwischen die Ständer gezapft(Abb. 3.11). Auf die Sturzriegel wurde beigeringen Geschosshöhen oft verzichtet.

Im mitteldeutschen Raum baute man um1500 in den Endfeldern anstatt Riegeln hoheAndreaskreuze oder gekreuzte V-Streben ein.

RähmeDas Rähm dient dem oberen Abschluss derWand. Es ist mit den Ständern verzapft undarretiert die Ständer in ihrer vertikalen Lage.

Beim Geschossbau unterscheidet man imZusammenhang mit der Gestaltung des Auf-lagers für das Sparrendach die Hoch-, Ober-und Unterrähmverzimmerung (Abb. 3.7)

3.3.3 Diagonalhölzer

Fachwerkgefüge aus Vertikal- und Horizon-talhölzern sind wegen ihrer gelenkigen Ver-bindungen zunächst labile Gebilde. Auftre-tenden Horizontalkräften (Wind/Druck oderSog/Verkehrsbewegungen) kann Fachwerknicht standhalten.

Für die Standsicherheit hat der Zimmermanndeshalb Verstrebekonstruktionen entwickelt,die je nach Art und Anordnung zusätzlich dasErscheinungsbild des Fachwerkgefüges we-sentlich prägen. Sie werden in der Zeit derRenaissance und des Barockes in höherer Zahlals statisch erforderlich eingebaut, um dasAussehen des Gebäudes künstlerisch zu be-einflussen. Auch bei den in der Zeit zwischen1470/1550 häufig verwendeten gekrümmtenStreben stand neben der statischen Funktiondas kunstvoll gestaltete Gefügebild im Vor-dergrund.

Bei Fachwerk ohne Diagonalstreben (streben-loses niederdeutsches Fachwerk) wird dieStandfestigkeit weitgehend durch die Ver-blattungen und die Ziegelausfachungen ge-sichert.



Abb. 3.9: Knaggenbündel bei einem beidseitigauskragenden Eckhaus in Stockwerkbauweise

3.3.2 Horizontalhölzer

Horizontale Hölzer wie Schwellen und Rähmedefinieren die Grundrissabmessungen einesFachwerkbaus. Zwischen ihnen sind die Stän-der in regelmäßigem Abstand eingearbeitet.Die so entstandenen rechteckigen Gefach-flächen des Gefüges werden durch Riegelweiter unterteilt. Die kraftschlüssige Verbin-dung der Riegel mit den Ständern verbessertedie Standfestigkeit des Gefüges.

Abb. 3.10: Mittlere Stütze im Erdgeschoss desRathauses Esslingen (Skizze [29])

SchwertungenSchwertungen bestehen aus aufgesetztenoder geblatteten Hölzern, mit denen Wand-bereiche ausgesteift werden sollen. Bohlen-artige Schwertungen konnten im Mittelalterund danach von der Grundschwelle bis zu denSparren reichen (Abb. 3.11 und 2.2).

3.3.4 Zierhölzer/Dekoration

Nach der konstruktiven Vollendung des Fach-werkes ab Mitte des 16. Jahrhunderts beginntwie in den Stilendphasen der Steinbaukunst dieformale Bereicherung. In den mitteldeutschenLandschaften werden Motive aus dem Steinbaubevorzugt und auf den Brüstungsbereichübertragen. Die Formen – Lisenen, Pilaster,Halbsäulen, Konsolen, Friese – wurden als demHolz wesensfremd unterschiedlich bewertet.

In den mitteldeutschen Gebieten wurdengeometrisch geordnete Zierhölzer bevorzugt.Die Holzarchitektur wird im Rhein-Main-Ge-biet oft als „malerisch“ bezeichnet. Bevorzugtwird der geschnitzte Fenstererker. BeliebteSchnitzmuster auf den kräftigen Eckständernwerden meist mit Farbe gefasst. Nur wenig auskragende Balkenköpfe werdenmit Profilbrettern verschalt oder die Balken-felder mit Hölzern geschlossen. Rähm, Bal-ken, Schwelle ergeben Gesimse von 45–60 cmHöhe. Bei reicher Dekoration ist der Holz-flächenanteil manchmal größer als der Ge-fachanteil. Er kann dann einen Anteil von biszu 65% erreichen. Im oberdeutschen Raumverläuft die Entwicklung ähnlich. Die bereitsnach 1700 beginnende Vereinfachung istnicht in allen Landschaften gleichzeitig wirk-sam. Während der Hinwendung zum Histo-rismus kommt nochmals eine kurze Blüte desFachwerkbaus, die letztlich in Jugendstil-formen endet. (weiterführende Literatur zuSchmuckformen im Fachwerkbau siehe in [4,5, 7, 15-19, 21-24]).

3.4 Sockel/Keller

Der massive Unterbau wurde für die Fach-werkgebäude aus Findlings- oder Bruchstei-nen in Kalk- oder Trassmörtel ausgeführt, insteinarmen Gegenden auch in Ziegelmauer-werk errichtet. Die Keller waren tonnen-förmig, häufig in Sandsteinmauerwerk,eingewölbt oder mit Holzbalken überdeckt.Im Hochwasserbereich der Flusslandschaftenwurden die Erdgeschosse oft massiv erstellt.Nach Stadtbränden forderten die Bauver-ordnungen massive Gebäude, zum Beispiel anden Straßenecken oder zumindest die Unter-geschosse sollten in massiver Bauweise aus-geführt werden (Abb. 3.13).



Abb. 3.13: Fachwerk auf einem Erdgeschoss ausNatursteinen

Abb. 3.11: Oberdeutsches Fachwerk mit Riegeln, Kopf- und Fußbändern und Schwertungen (über dieStänder durchgehend und angeblattet)

Fuß- und KopfbänderDem Wortsinn nach sollen Bänder bindenbzw. zusammenhalten. Fuß- und Kopfbänderaus Bohlen oder Kanthölzern sollten dieStänder am Fuß- oder am Kopfende aus-steifen. Bänder konnten nach dem Richtenaufgebracht werden, desgleichen Bandstre-ben mit Zapfen- und Blattanschluss. Wenn sieangeblattet waren, wie zum Beispiel imalemannischen Fachwerkbau, so waren sieauch in der Lage, in beschränktem MaßeZugkräfte aufzunehmen. Bei Fachwerkbautenohne Sockelschwelle waren Bänder oderStreben nur am Rähm möglich. ObwohlSchwellen bereits um 1300 bekannt waren,wurden noch 400 Jahre später Ständer aufSockel gestellt.

Aus der gemeinsamen Verknüpfung vonKopf- und Fußbändern mit dem Ständer ent-standen das ganze Fachwerkbild prägendeGefügebilder. Die Entwicklung wird erkenn-bar an Verschwertungen, kurzen Fußstreben,kurzen Fuß- und Kopfstreben (Strebefigur„Schwäbisches Weible“), gekreuzten V-Stre-ben (Strebefigur „Wilder Mann“), niederenund hohen Andreaskreuzen. Die in gewisserWeise vollendete Strebenkombination „Mann“kennzeichnete für mehrere hundert Jahre dasmittel- und oberdeutsche Fachwerk (Abb. 2.3und Abb. 3.12).

Abb. 3.12: Mitteldeutsch-hessisches Fachwerk,Strebenfigur „Mann“

3.5 Typische Verbindungen

Ein standfestes Fachwerkgefüge bedarf derfunktionsfähigen Verbindung. Über die Jahr-hunderte der Fachwerkentwicklung hat sichder Zimmermann altbewährter Verbindungenbedient, wie Blatt, Zapfen, Versatz, Kammund Klaue. Abb. 3.15 zeigt eine Zusammen-stellung der für den Fachwerkbau wichtigstenVerbindungen. Zur Lagesicherung dientenhauptsächlich Holznägel, Keile und Dollen.

Verblattungen sind unverschiebbare, win-kelfeste gegenseitige Verlängerungen, Über-kreuzungen oder auch Eckverbindungen(Abb. 3.14) von in gleicher Ebene liegendenHölzern. Das Blatt sitzt im zu verbindendenHolz in einer Blattsasse. Die Verzapfung isteine Verbindung, bei der in der Schnittflächeeines der Hölzer ein Zapfen ausgearbeitetwurde, der passgerecht in einem im anderenHolz ausgearbeiteten Zapfenloch sitzt.Versatzungen sind Verbindungen zweierschiefwinklig in einer Ebene zusammen-

treffender Hölzer, die erhebliche Druckkräfteüber die flachen Einschnitte der Hölzerübertragen können. Verklauungen sindQuerverbindungen von Hölzern, bei denendas eine schräg gegen zwei Längsseiten desanderen Holzes gesetzt ist. Die Verkämmungist ebenfalls eine Querverbindung, bei derallerdings die Hölzer nicht bündig über-einander liegen und der an der Unterseite desoben liegenden Holzes ausgeschnitteneKamm in die auf der Oberseite des unterenHolzes passgerecht eingeschnittene Sasseeingreift. Im Geschossbau kam für den Anschluss desDeckenbalkens an den Ständer häufig dasZapfenschloss zur Anwendung. An das Bal-kenende wurde ein langer Zapfen angear-beitet, der durch ein Zapfenloch im Ständerhindurchreichte. Druck- und zugfest wurdedie Verbindung gesichert, indem der Zapfenmittels Splint (Keilen) mit dem Ständer verkeiltwurde (s. Abb. 3.7). Zur Berechnung der Trag-fähigkeit von historischen Verbindungen sindGrundlagen in [11], [43] und [53] enthalten.Aussagen zum Tragverhalten enthält der Be-richt über durchgeführte Versuche [26].

Für den Nachweis der Tragfähigkeit von zim-mermannsmäßigen Verbindungen ist es erfor-derlich, das Altholz einer Sortierklasse nachDIN 4074-1:2003 bzw. DIN 4074-5:2003zuzuordnen. Im Allgemeinen lässt sich z.B.vorhandenes Nadelholz in die SortierklasseS10 nach DIN 4074-1:2003 einordnen. Wirdder Nachweis der Tragfähigkeit für die



Abb. 3.15: Verbindungen im Fachwerkbau

zugeordnete Sortierklasse nicht erfüllt, solltedurch genauere Untersuchungen geklärtwerden, ob das verbaute Holz eine höhereFestigkeit aufweist (s. [2] und [11]). Hat das verbaute Holz eine höhere Rohdichteund ist es frei von festigkeitsbeeinflussendenHolzfehlern, wie zum Beispiel Rissen odergroßen Ästen, so kann auch eine höhereFestigkeit attestiert werden. In [11] wird z. B.für Versatzverbindungen mit Stirnversätzendie Möglichkeit der Festlegung einer zuläs-sigen Druckspannung von 14 N/mm2 em-pfohlen, wenn keine Äste im Bereich der Ver-bindung vorhanden sind und eine Rohdichtenachweisbar ist, die größer als 0,45 g/cm3 ist.Für den Nachweis des Vorholzes bei Versätzenkann bei Rissfreiheit im Bereich des Vorholzesmit einer zulässigen Schubspannung von 1,6N/mm2 gerechnet werden. Die in [53] em-pfohlene Bedingung nach Einhaltung einerVorholzlänge bei Versätzen von mindestens200 mm muss bei trockenem und rissfreiemHolz nicht eingehalten werden. GenauereUntersuchungen lohnen sich, können dochdamit unter Umständen kostenintensive Ver-stärkungen vermieden werden.

Abb. 3.14: Hakenförmiges Eckblatt;Fachwerkhaus, errichtet Ende des 17. Jahrhundert

Längsverbindungengerades Blatt

gerades Hakenblatt

schräges Hakenblatt schräge Brust

gerader Zapfen schrägesEckblatt

hakenförmigesEckblatt

QuerverbindungenbeidseitigerSchwalben-schwanz

Eckverbindungengerades Eckblatt

4.1 Bauordnungsrecht undDenkmalschutz

Bauaufsichtliches GenehmigungsverfahrenWelche bauaufsichtlichen Anforderungen andie Planung und Durchführung eines Mo-dernisierungs- und Instandsetzungsvorhabensgelten, ist in den einschlägigen Landesbauord-nungen festgelegt. Prinzipiell gilt, dass Altbau-ten Bestandsschutz genießen, da sie aufgrundfrüherer Baubestimmungen und Genehmigun-gen errichtet wurden. Damit müssen sie nichtgenerell geänderten Baubestimmungen ange-passt werden. Dies gilt immer dann, wennÄnderungen am Gebäude durchgeführt wer-den, die keiner Baugenehmigung bedürfen.Bestandsschutz kann jedoch nicht in Anspruchgenommen werden, wenn:• die Nutzung geändert wird (z.B. Nutzung als

Gaststätte, Abb.5.2),• die Änderungen die Stand- und Funktions-

sicherheit des Gebäudes berühren (z.B. Ent-fernen von tragenden Teilen),

• durch die notwendige Beseitigung von Bau-schäden in das statisch-konstruktive Gefügeeingegriffen wird (z.B. bei Sparren- und Bal-kenkopfinstandsetzungen),

• aufgrund des Bauzustandes Gefahren für dieöffentliche Sicherheit und Ordnung bestehen(z.B. wenn Gebäudebereiche oder das ge-samte Gebäude einsturzgefährdet sind),

• die Gestaltung bzw. das Erscheinungsbilddes Gebäudes verändert wird.

Bauordnungsrechtlich wird der Altbau dannwie ein Neubau behandelt und alle neu ein-gebauten und alle verbleibenden Bauteilemüssen den aktuell geltenden Baubestim-mungen entsprechen. In wie weit Bestands-schutz in Anspruch genommen werden kann,ist mit dem zuständigen Bauordnungsamt ab-zustimmen. Dabei ist zu beachten, dass eineUmsetzung der im Allgemeinen für Neubau-ten geltenden Vorschriften auf Altbautenkeinesfalls immer angeraten ist. Hohe Bau-kosten und wenig dauerhafte Lösungen oderauch Bauschäden wären die Folge.

Bei der Behörde sollte stattdessen eine injeder Landesbauordnung zulässige Abwei-chung von den gesetzlichen Anforderungenim Einzelfall beantragt werden. Es kommtdann darauf an, die Abweichungen vom ge-forderten Neubaustandard gegenüber dergenehmigenden Behörde fachlich fundiert zubegründen und nachzuweisen ([2] und [9]).

Wesentliches Ziel ist der Nachweis, dass diegesetzlichen Schutzziele (bauaufsichtlichenMindestanforderungen) durch die vorgeschla-genen Lösungen dauerhaft erreicht werden.

DenkmalschutzDie Schutzziele für Denkmale definiert das je-weilige Landesgesetz. Der Denkmalschutz ver-pflichtet den Eigentümer zur Abstimmung mitder Behörde bei Um- und Ausbauten, aber

auch bei Instandsetzungen. Eine rechtzeitigePlanung, welche die Belange des Denk-malschutzes berücksichtigt, ist in jedem Falldurchzuführen und verhindert spätere Zeitver-luste und Kostenerhöhungen. Auch wenn dasGebäude nicht in einer Denkmalliste steht,können Anforderungen des Denkmalschutzesgelten, so zum Beispiel, wenn eine von derGemeinde verabschiedete Gestaltungssatzungfür den Gebäudestandort gilt, deren Bestim-mungen dann zwingend zu beachten sind. Diezuständigen Denkmalämter der einzelnenBundesländer und die gesetzlichen Grund-lagen findet der Leser über die Internet-Adres-sen der einzelnen Landesregierungen [58].

4.2 Schadensschwerpunkte/Schadensdarstellung

Ohne eine gründliche und fundierte Scha-densanalyse ist keine mängelfreie Planungund Ausführung von Umbau-, Modernisie-rungs- und Instandsetzungsmaßnahmen anFachwerkgebäuden gewährleistet. Bei Denk-malen kommt noch eine fachkundige Baufor-schung zur Geschichte des Gebäudes undseiner Nutzung hinzu. Unter Bauforschungversteht man die Erforschung der grundle-genden statischen und kulturhistorischenStrukturen eines historischen Gebäudes unterBerücksichtigung der Nutzungsgeschichteund baulicher Veränderungen [65].


Erneuerung von Fachwerkbauten4 Instandsetzung und Erneuerung

4 Instandsetzung und Erneuerung

Abb. 4.1: Schadensschwerpunkte an Fachwerkbauten

Nassfäuleschäden an Schwelleund Stielen, Schäden durchErosion der Gefachmaterialien

Nach neuer Fundamentierungund Ersatz der Grundschwelle,Instandsetzung der Stiele, neueGefache aus Ziegel

1. Dacheindeckung: – undicht/schadhaft

2. Dachentwässerung: – schadhaft/nicht vorhanden

3. Fenster: – undicht/geringere

Wärmedämmung4. Traggerüst:

– Feuchteanreicherung undtierischer bzw. pflanzlicher Befall

– Brüche– schadhafte Veränderungen– Oberflächenerosionen– Überbeanspruchung von Bauteilen

5. Balkenköpfe: – Schäden durch pflanzlichen und

tierischen Befall– Querschnittsverminderung

6. Gefach: – schadhafte Gefache– Abplatzungen– Erosion der Gefachmaterialien– fehlende Gefachmaterialien– nicht fachgerechte Reparaturen

7. Schwelle: – nicht vorhanden– durchfeuchtet– pflanzlicher und tierischer Befall– Längsverbindungen schadhaft

8. Sockel: – nicht vorhanden– durchfeuchtet– Verputz schadhaft– nicht mehr tragfähig

Grundsätzlich verlangt der Bauherr eine män-gelfreie Bauleistung unter Beachtung moder-ner Nutzeransprüche. Maßstab hierfür bildetdie juristisch einklagbare Forderung nach Ein-haltung der „Allgemein anerkannten Regelnder Technik“.Diesen Nutzeransprüchen sind die bautech-nischen Eigenschaften der vorgefundenenBau- und Konstruktionsarten gegenüberzu-stellen. Nur dadurch kann die Erhaltungs- undInstandsetzungswürdigkeit der verbautenKonstruktionen exakt bewertet werden.Hierzu gehört auch eine sachkundige Scha-densanalyse zur Feststellung der Schädigun-gen und der Schadensursachen sowie not-wendiger Wege zur Schadensbehebung.Grundlage ist hier zunächst die Kenntnistypischer Schadensschwerpunkte an unsa-nierten Fachwerkgebäuden (Abb. 4.1). Me-thodisch kann nach den in [2], [6] dargelegtenArbeitsschritten vorgegangen werden.

4.3 Schadenskartierung

Die historische Bausubstanz wird vor Beginnder eigentlichen Planungsarbeiten einer gründ-lichen Bestandsuntersuchung unterzogen. ImSinne der Bauforschung wird die Substanzhistorisch untersucht, gleichzeitig erfolgt einestatisch-konstruktive sowie eine bauphysika-lische Bestandsuntersuchung und die Ergeb-nisse der einzelnen Untersuchungen werdendokumentiert (s. [2,13, 64, 65, 68]).

Steht das Gebäude unter Denkmalschutz, soist der Bauherr in jedem Fall per Landesgesetzzur Erstellung einer Bestandsdokumentationverpflichtet. Auch sind dann die Anforderun-gen an die Bauaufnahme bzw. Bestandsdo-kumentation der zuständigen Denkmalpfle-gebehörden zu beachten. Die Anforderungenunterscheiden im Umfang der zu erstellendenUnterlagen und in der Genauigkeit zu er-

stellender Bestandspläne (s. [69], [70]). Für dieGenauigkeit der Bestandspläne existieren imAllgemeinen vier Genauigkeitsstufen – sche-matisches Aufmass (Stufe I), annähernd wirk-lichkeitsgetreues Aufmass (Stufe II), verfor-mungsgetreues Aufmass (Stufe III) und dasverformungsgetreue Aufmass mit detaillierterDarstellung (Stufe IV). Je höher die geforderteGenauigkeitsstufe, um so höher ist der zeit-liche und der kostenmäßige Aufwand bzw.die Anforderung an die fachliche Kompetenzund Erfahrung der beteiligten Fachplaner.

Eine wesentliche Voraussetzung für die fach-gerechte Instandsetzung ist eine exakte Scha-denskartierung. Art und Umfang werdenübersichtlich mit Hilfe genauer Bestandsplänekartiert. Abb. 4.2 zeigt eine Schadenskartie-rung, bei der Art und Umfang von Schädi-gungen wie auch Messungen und Proben-entnahmen für einen Fachwerkgiebeldargestellt sind. Die Hauptschädigungen sindfarbig dargestellt. Die Farben geben den Zer-störungsgrad pro Bauteil an. Diese Möglich-keit der Darstellung lässt sich weiter differen-zieren (siehe auch Beispiel 6.2 oder [2,13, 68]).

Mit derartigen Dokumentationen, zumeistergänzt durch fotografische Dokumente undErgebnisse aus Materialuntersuchungen, wirdeine exakte Übersicht über einzelne ge-schädigte Gebäude-, Bau- und Konstruktions-elemente erarbeitet. Gut bewährt hat sich dieelementbezogene qualitative und quanti-tative Auflistung der Schäden. Dabei ist dieKlassifizierung der Schäden nach auslösendenFaktoren bzw. Einflüssen sehr hilfreich, weildas die Ursachenermittlung einschließt. DieseAuflistung bildet dann eine wichtige Grund-lage für die weitere Projektplanung, bis hinzur Massen- und Kostenermittlung für dienotwendigen bautechnischen Maßnahmen.

4.4 Bauliche Maßnahmen

Die Instandsetzung von Fachwerkbauten istentsprechend ihrer gemischten Bauweise ge-nerell in zwei unterschiedlichen funktionellenBereichen durchzuführen: der tragenden Ske-lettkonstruktion und den nichttragenden Ge-fachen. Beide tragen auf unterschiedlicheWeise zu der vom Bauherren gewünschtenmängelfreien Funktionsfähigkeit des Gebäu-des bei. Aus dem Ergebnis der Bauzustands-analyse ergibt sich der Umfang dernotwendigen Instandsetzungs- und Erneue-rungsmaßnahmen.

Generell geht es bei der Instandsetzung umdie vollständige Wiederherstellung der Funk-

15Erneuerung von Fachwerkbauten4 Instandsetzung und Erneuerung


Abb. 4.2: Schadenskartierung aus [72]

tionsfähigkeit der einzelnen Bauteile bzw. desgesamten Gebäudes. Jedoch sind bei der Pla-nung und Ausführung notwendiger Instand-setzungen weitere Forderungen aus der späteren Nutzung (z.B. zeitgemäße Anforde-rungen des Wärme- und Feuchteschutzes)oder des Denkmalschutzes zu beachten.

Für die Instandsetzung von Fachwerkbautenergeben sich prinzipiell vier strategische Vari-anten für die Durchführung:• Reparatur der Gefache und örtlich geschä-

digter Holzbauteile,• Teilersatz bei Gefachen und Holzbauteilen,• Entfernen der Gefache, Instandsetzung der

Holzbausubstanz und Erneuerung der Ge-fache,

• Abbruch und Wiederherstellen der Gebäu-desubstanz unter Verwendung noch trag-fähiger Altholzteile.

Während die beiden ersten Varianten bei nurgeringer Schädigung angewendet werden(Schädigung an maximal 30% der Bausubs-tanz), sind die anderen Varianten bei einemgrößeren Schadensumfang unumgänglich.

4.4.1 Holzskelett

Die Instandsetzung und Erneuerung von Kon-struktionsteilen des Fachwerkbaues zielt aufdie Wiederherstellung der Standsicherheit desFachwerkgefüges und der Dachkonstruktion.

Dachkonstruktionen Für den häufigsten Fall der Instandsetzungvon Sparrenfüßen und Deckenbalken imBereich der Traufe am Beispiel der Sparren-dächer zeigt Abschnitt 5.9 für drei möglicheInstandsetzungslösungen die erforderlichenstatischen Nachweise (weitere Instandset-zungsvarianten: Abb. 4.3).

StänderEin teilweiser Ersatz der Ständer erfolgt durchErgänzungen in Neuholz, welches über einlanges Blatt mit dem Altholzständer ver-bunden wird (Abb. 4.4). Neben Blattverbindungen mit gerader Stirnhaben sich auch Blattverbindungen mit schrä-ger Stirn bewährt (s. Abb. 4.10, weitere Lö-sungen: [56]).Muss der Ständer vollständig ersetzt werden,ist der Einbau eines Ständers mit ange-arbeiteten Zapfen nicht möglich. Deshalbwird hier entweder ein Schlitzzapfen oder einfalscher Zapfen verwendet (Abb. 4.5).

vollständig ersetzt werden. Zumeist sind auchdie Ständerfüße mit betroffen. Vor der Er-neuerung der Schwelle wird die Fundamen-tierung und der Sockel instandgesetzt bzw.erneuert (s. Abb. 4.10 und 4.11). ZwischenSchwelle und Fundamentsockel wird eineSperrschicht angeordnet. Die neuen Schwel-lenteile sind untereinander kraftschlüssigdruck- und zugfest zu verbinden (Abb. 3.15).Vor Durchführung der Arbeiten muss dasFachwerkgerüst abgestützt werden (Abb. 4.6,4.12 und Beispiel 6.1).



Abb. 4.3: Lösungen für Sparrenfußinstandsetzungen

Abb. 4.4: Neue Schwelle und Gründung sowieteilweiser Ersatz der Holzsubstanz bei Ständern

Schwellen/RähmeVor allem die Schwellen sind wegen ihrerwetterexponierten Lage häufig stark geschä-digt. In vielen Fällen müssen sie in Teilen oder

Abb. 4.5: Vollständiger Ersatz des Ständers undHerstellen der Verbindung durch falschen Zapfen

1 Neuholz2 falscher Zapfen3 Keile

Abb. 4.6: Erneuerung Schwelle mit gemauertem Sockel(weitere Lösungen: siehe Abb. 4.10 und 4.11)

VerbindungenZimmermannsmäßige Verbindungen weisengelegentlich lokale Schädigungen infolgedauernder Feuchteanreicherung auf. DieseStellen lassen sich durch eine einfache Repa-ratur mit gut vorgetrocknetem Holz beheben.

Durch Einpassen von neuen Holzteilen kanndie Funktionsfähigkeit der Verbindung wie-derhergestellt werden (Abb. 4.7 und [56]). DasEinsatzstück aus Neu- oder auch Altholz sollteeine Dicke von mindestens 40 mm haben.

Abb. 4.7: Reparatur einer Zapfenverbindung

Ziegel-/NatursteingefacheEine Reparatur ist nur bedingt möglich, wenndadurch das Gefüge des Mauerwerks nichtgestört wird. Bei zerstörtem Mauerwerkkommt nur eine vollständige Erneuerung inFrage (Abb. 4.8). Die Erneuerung sollte dannmit geeigneten Ziegeln erfolgen.



Wiederverwendung von AltholzZu allen Zeiten wurden Holzbauteile aus ab-gebrochenen Gebäuden wieder verwendet.Ungeschädigtes Altholz kann ohne Bedenkenverwendet werden. Die Festigkeitswerte vonAltholz ohne Schädigungen weisen gegen-über dem Neuholz gleicher Qualität keineUnterschiede auf ([2], [11]).

Das Holz ist hinsichtlich Qualität und Schäd-lingsbefall sorgfältig zu untersuchen und zusortieren. Altholz liefert der Zimmerer oder derauf historische Baustoffe spezialisierte Baustoff-handel. Verformte Hölzer können nicht zurück-gebogen werden, da es sich um plastischeirreversible Verformungen handelt und dieDehnungen der Holzfasern nicht mehr zurück-gehen. Die Hölzer müssen mit ihrer Verformungin gleicher Lage wie vorher eingebaut werden.

Wird das Altholz zwischengelagert, so ist esso zu stapeln und abzudecken, dass estrocken bleibt. Schädlingsbefallenes Holz darfnicht wieder eingebaut werden.

4.4.2 Gefache

Sind die Holzbauteile um das Gefach herumnoch in einem guten baulichen Zustand undweist das Gefach selbst nur geringe Schä-digungen auf, so sollte eine Reparatur desGefaches einer vollständigen Erneuerungvorgezogen werden. Die Reparatur ist dannauf das Gefachmaterial abzustimmen. In einerWand können dabei in ihren Eigenschaftensehr verschiedene Gefachmaterialien (z.B.Lehmstakung, Lehmziegel und Naturstein-ausmauerung) angetroffen werden.

Gefache aus LehmZerstörte Gefachbereiche werden gesäubert.Nach dem Aufrauen und anschließendenVornässen können die Flächen mit neuemLehm aufgefüllt werden (s. Hinweise in Tabel-le 4.1). Der Reparaturlehm muss zu seinerArmierung ausreichend mit Stroh vermischtsein. Neben der Möglichkeit der Eigenher-stellung kann er auch im Lehmbauhandeldirekt bezogen werden.

Entstandene Schwindfugen werden mitLehmschlämme beseitigt. Das Verputzen derGefache mit Kalkmörtel kann nur nach einergründlichen Behandlung des Putzgrundeserfolgen. Der Untergrund muss fest undstaubfrei sein. Hilfreich ist die Verwendungvon Putzträgermaterialien. Eine möglichstgleichmäßige Putztiefe von 15–20 mm istanzustreben. Es wird der Auftrag des Putzesin mehreren Lagen empfohlen.

Abb. 4.8: Zerstörte Ziegel im Gefach

Tabelle 4.1: Hinweise zur Reparatur von Lehmgefachen ([32], [33])

Reparatur-Lehm • 4 Raumteile Lehm(mit Stroh gemischt) • 1 Raumteil Sand

• 6 bis 12 kg Strohhäcksel/m3

Vorbehandlung • abbürsten/staubfreides historischen • gelockerte Bereiche abtragenLehmgefaches • vornässen

Reparatur • Reparatur-Lehm auf gut an-genässten Untergrund auf-tragen und austrocknen lassen

Putzauftrag • Schwindrisse aufschlämmen• Vorbehandlung der Oberfläche

je nach Putzart• gleichmäßige Putzdicke sichern• ein- oder mehrlagig als Lehm-

oder Kalkputz aufbringen

Abb. 4.9: Gefachverankerung mit Trapezleistenaus Eichenholz

Es sind Leisten aus trockenem Eichenholzeinzubauen. Die Befestigung erfolgt mitnichtrostenden Nägeln. Für den möglichstbündigen Anschluss des Ziegels an das Holzsollte der Randziegel mit einer Nut versehensein. Im Fachhandel können derart vorbe-handelte Ziegel bestellt werden.

Trockenlegung des SockelmauerwerksKeller oder Sockel wurden in der Regel inFindlings- oder Bruchsteinmauerwerk ausge-führt. Sperrmaßnahmen gegen aufsteigendesGrund-, seitliches Spritzwasser waren unbe-kannt.

Ein Abbruch der historischen Gründung undein vollständiger Neuaufbau ist in vielen Fällennicht wirtschaftlich. Bei vorhandener aus-reichender Tragfähigkeit wird also auf der his-torischen Gründung bis zur Lage der Schwelleder Sockel neu errichtet. Hier empfiehlt sichein neuer Sockel aus Mauerwerk. Dieser kanndann mit horizontalen Feuchtesperren ver-sehen werden, um das Aufsteigen von Feuch-tigkeit zu verhindern. Vertikale Sperrmaß-nahmen sollten nicht durchgeführt werden.Damit kann der Sockel nach einer intensivenBefeuchtung wieder austrocknen.

Wichtig ist, dass die Schwelle über den Sockel entweder 15–35 mm vorsteht oderdass der Sockel abgeschrägt ist, damit auf-tretendes Wasser ungehindert ablaufen kann(Abb. 4.10 und 4.11).

Die Steine dürfen nicht zu hart gebrannt seinund sollen ein gutes Austrocknungsvermögenbei Nässe besitzen, zu verwenden sind Voll-ziegel. Lochziegel sind als Gefachmaterialnicht geeignet.

Vor der Erneuerung der Ausmauerung müs-sen die zur Gefachverankerung notwendigenHolzleisten (s. Abb. 4.9) angebracht werden.

Abb. 4.10: Einbau einer neuen Schwelle (Schwellevorstehend) mit teilweisem Ersatz des Ständerfußes

fassaden frei, ging es doch darum, das Stadtbild durch sichtbares Fachwerk zu ver-schönern. Allerdings gab es dabei auch Rück-schläge, da man häufig die Schlagregen-beanspruchung unterschätzte. Um das Fachwerk zu retten, wurde es schon nachwenigen Jahren wieder verputzt oder verklei-det. Vor einer Freilegung ist deshalb unbe-dingt zu klären, welche Schlagregenbean-spruchung vorliegt. Eine Freilegung ist nur beiSchlagregenbeanspruchung I nach DIN 4108-3:2001 bzw. geschützter Lage der Fachwerk-fassade sinnvoll (Tabelle 4.2).

Tabelle 4.2: Hinweise für die Ausführung von Fachwerkunter dem Gesichtspunkt des Schlagregenschutzesnach [36]

Regenbeanspruchung Ausführung

Wetterabgewandte Fachwerk- Mindestanforderungen anfassaden oder Fassaden, die Wahl der Bau- unddie durch benachbarte DämmstoffeBebauung geschützt sind

Freistehende Fachwerkfassaden Eine Trocknung des Bauteilsbei geringer Schlagregenbean- nach innen und außen muss spruchung (Beanspruchungs- sichergestellt seingruppe I nach DIN 4108-3:2001)

Freistehende Fachwerkfassaden Zusätzlicher konstruktiver bei starker Schlagregenbean- Regenschutz durch Verputzenspruchung (Beanspruchungs- oder Bekleiden des Fachwerksgruppe II und III nach mit Fassadenbekleidungen ausDIN 4108-3:2001) Holz, Schiefer oder Dachziegel

4.5 Hilfskonstruktionen

Damit die notwendigen Instandsetzungen anden Fachwerkhölzern durchgeführt werdenkönnen, ist das Fachwerk standsicher abzu-stützen. Bei kleineren Gebäuden wird derZimmerer diese Aufgabe in eigener Regie miteinfachen Stützkonstruktionen lösen (Abb.4.12). Bei mehrstöckigen Bauten müssen dieStützkonstruktionen sehr große Lasten auf-nehmen. Dann ist ein Tragwerksplaner hinzu-zuziehen, der hierfür eine gesonderte Planungdurchführt und die Art und Konstruktion derBauausführung vorgibt. Teilweise muss das



Abb. 4.11: Einbau einer neuen Schwelle (Sockelabgeschrägt) mit teilweisem Ersatz des Ständerfußes

Fachwerkgefüge mittels hydraulischer Pressenangehoben werden, damit der instandzu-setzende Bereich last- und zwängungsfreiwird. Neben einer ausreichenden Tragfähigkeitder Abstützung ist diese auch standsicher zustabilisieren und zu gründen. Unter Umstän-den können die konzentrierten Lasten aus derAbstützung nur über eine entsprechende Last-verteilung (zum Beispiel mehrlagigen Bohlen-belag) in den Baugrund abgetragen werden (s. Beispiel 6.1).

4.6 Dauerhaftigkeit (Holzschutz/Feuchteschutz/Oberflächenschutz)

HolzschutzWesentliche Voraussetzung für eine mängel-freie und dauerhafte Instandsetzung und Erneuerung von Fachwerkbauten ist ein fachgerechter Holzschutz ([2], [6], [48], [50]).

Vorbeugender HolzschutzFür den vorbeugenden Holzschutz gelten diebauaufsichtlich eingeführten Normen DIN68800-2:1996 und DIN 68800-3:1990. Wirdtrockenes Holz eingebaut und kann das ver-baute Holz durch entsprechende konstruktiveMaßnahmen trocken gehalten werden, somuss das Holz nicht mit chemischen Holz-schutzmitteln vorbeugend gegen Schädlingegeschützt werden. Auch bei Zuordnung zuGefährdungsklassen der DIN 68800-3:1990,bei denen das Holz einer bestimmten Feuch-tebeanspruchung ausgesetzt ist, kann nachAbschnitt 2.2 der Norm auf chemische Maß-nahmen verzichtet werden, wenn resistenteHolzarten (nach DIN 68364:1979 und EN 350-2:1994) verbaut werden. Mit der HolzartEiche kann bis zur Gefährdungsklasse 3 ohnezusätzlichen chemischen Schutz gebaut wer-den, wenn splintfreies Holz verwendet wird.Gefährdungsklasse 3 (Holz der Witterung,aber nicht dem Erdkontakt ausgesetzt) liegtzum Beispiel für die Grundschwelle bzw. sicht-bare Fachwerkhölzer eines Fachwerkbaus vor.

Weisen die der Bewitterung zugewandten Sei-ten der Holzbauteile tiefe Schwindrisse auf, soempfiehlt sich ein Verfüllen der Risse durchAusspänen. Dadurch soll eine Feuchteanrei-cherung in den Rissen verhindert werden. DerZimmermann verfüllt die Risse mit Holzspänenund einem feuchtebeständigen Klebstoff.

Eine wesentliche vorbeugende konstruktiveMaßnahme besteht in dem Einbau von Hölzernmit Feuchtegehalten, die in etwa der Aus-gleichsfeuchte während der Nutzung ent-sprechen (etwa 15–20%).Abb. 4.12: Abstützung eines Fachwerkbaus

Zapfenlöcher sind besonders gefährdet im Hin-blick auf eindringende Feuchtigkeit. Eine Aus-trocknung ist nur sehr langsam möglich. Des-halb erhalten sie Entwässerungsbohrungen.

Die Schwelle wird bevorzugt aus Eichen-Kern-holz hergestellt. Es sollte möglichst Schnittholzohne Markröhre verwendet werden. Hat dasverwendete Holz eine Markröhre und liegt dieMarkröhre durch den Holzeinschnitt nicht inder Querschnittsmitte, dann sollte das Holz sogelegt werden, dass die Markröhre an derAußenseite oben zum Liegen kommt. Ent-stehende Risse weisen dann nach unten undsind der Bewitterung abgewandt.

FreilegungIn der Zeit des Barocks und Klassizismuswaren Massivbauten aus Ziegelmauerwerkstilgerecht. Der Fachwerkbau galt als be-scheiden und nur noch für Kleinbürger undlandwirtschaftliche Nutzbauten geeignet.Viele Bauten wurden deshalb im 17. und 18.Jahrhundert verputzt. Neue Fachwerkhäusererrichtete man bei Stadterweiterungen ohnefachwerksichtige Fassade. Durch das Verput-zen verbesserte sich gleichzeitig das bauphysi-kalische Verhalten des Hauses (z.B. hinsicht-lich des Brand-, Schall- und Feuchteschutzes).Mit dieser Maßnahme wurde auch eine höhe-re Winddichtheit und damit ein verbesserterWärmeschutz erreicht.

In den letzten dreißig Jahren des zwanzigstenJahrhunderts legte man zahlreiche Fachwerk-

Generell wird der Einbau von güteüberwach-tem Konstruktionsvollholz oder mindestenstrockensortiertem Schnittholz nach DIN 4074empfohlen.

Bekämpfender HolzschutzSind die verbauten Holzbauteile durch aktivenSchädlingsbefall geschädigt, gelten die Re-geln der DIN 68800-4:1992. Vor der Durch-führung von Bekämpfungsmaßnahmen ist derBefallsumfang und die Art der Schädlinge vonFachleuten eindeutig festzustellen. Bei akti-vem tierischem Schädlingsbefall wird das Holzbebeilt, anschließend sind Schutzmaßnahmenmit chemischen Mitteln nach DIN 68800, Teil3 und 4 zu ergreifen. Möglich ist auch eineBekämpfung durch den Einsatz des Heißluft-verfahrens oder spezieller Begasungsverfahren.

Mit Pilzen befallene Hölzer werden bis auf dasgesunde Holz zurückgeschnitten. Hierbei sindSicherheitszuschläge zu beachten. Bei Befalldurch Echten Hausschwamm sind das 1,0 mund bei Nassfäulepilzen 0,3 m über den sicht-bar befallenen Bereich hinaus. Liegt ein Befalldurch Echten Hausschwamm vor, ist auch dasumgebende Mauerwerk zu behandeln undalle möglicherweise von Myzel durchwachse-nen Baustoffe sind zu entfernen (z.B. Schüt-tungen bei Holzbalkendecken).

Bevor die Bekämpfungsmaßnahmen einge-leitet werden, sind jedoch die Ursachen fürdie Schädigung der Holzbauteile zu beseiti-gen. Ab lang anhaltenden Holzfeuchten über20–30% kommt es zum Befall der Holzbau-teile durch pflanzliche Schädlinge [2]. Auf dersicheren Seite liegend, sollte aus diesemGrund die Holzfeuchte im Einbauzustandnicht über 20% liegen. In jedem Fall müssenaber die den Befall verursachenden Feuchte-quellen dauerhaft beseitigt werden. Ge-schieht dies nicht, kommt es schon nach kur-zer Zeit, trotz Bekämpfungsmaßnahmen, zumWiederbefall der Holzbauteile.Für die Behandlung von tragenden und aus-steifenden Bauteilen mit chemischen Holz-schutzmitteln dürfen nur bauaufsichtlich zu-gelassene Mittel verwendet werden [35]. DieHolzschutzmaßnahmen sind zu dokumentie-ren und als Nachweis der Durchführung an ei-ner sichtbaren Stelle im Gebäude auszuhängen.

OberflächenschutzOberflächenanstriche auf den Fachwerkhöl-zern und auf den Gefachen sollen diffusions-offen sein. Die Anstriche dürfen das Austrock-nungsverhalten der Wandbaustoffe nachinnen und nach außen nicht vermindern.Tabelle 4.3 enthält die Anforderungen fürOberflächenanstriche.

Tabelle 4.3: Kriterien für die Baustoffauswahl nach [36]

diffusionsäquivalente Wasseraufnahme-Luftschichtdicke sd [m] koeffizient

w [kg/m2 h0,5]

Anstrich auf Holz < 0,5 < 0,1

Anstrich < 0,1 0,3 bis 1auf Ausfachung

Putz (ohne Anstrich) – 0,3 bis 1

Anstriche auf HolzDie Dauerhaftigkeit der Anstriche wird we-sentlich von der Qualität der Holzoberflächebeeinflusst. Erreicht werden soll eine guteOberflächenhaftung ohne Fehlstellen. Altan-striche sind vorher vollständig zu entfernen.Dies ist bei starker Profilierung der Hölzer unddicken Altanstrichen unter Umständenschwierig. Die zur Entfernung der Anstricheeingesetzten Verfahren dürfen die Holzober-fläche nicht zu stark aufrauen.

Anstriche auf GefachflächenAnstriche auf den Putzschichten dürfen dieAbgabe von Feuchte durch Diffusion desGefaches nicht behindern. Eine Hydropho-bierung der Putzoberfläche ist nicht zuempfehlen. Zusammen mit dem aufgetrage-nen Putz soll der Anstrich das Eindringen vonFeuchtigkeit infolge Bewitterung verhindern.Anstriche müssen auf die Putzmaterialienabgestimmt sein (Tabelle 4.3). DauerhafteAnstriche erfordern saubere und festhaftendePutzschichten.

Feuchte- und SchlagregenschutzDa Holz wegen seiner hygroskopischen Eigen-schaften quillt und schwindet, bilden sich imÜbergangsbereich Holz/Gefach unvermeid-liche, mehr oder weniger breite Fugen. Fachwerkwände reagieren deshalb sehr emp-findlich auf direkte Bewitterung. Wie Unter-suchungen zeigten, ist der Feuchteeintragbesonders bei Schlagregen erheblich [36]. Inrelativ kurzer Zeit wird die ganze Wanddurchfeuchtet. Deshalb ist es wichtig, dass dieWände aus kapillarfähigen Baustoffen beste-hen und aufgefeuchtete Materialien nachinnen und außen austrocknen können. D.h.,dass auf raumseitige Bausperren möglichst zuverzichten ist. Ein Verschließen der Fugenzwischen Holz und Gefach mit dichtendenund dauerelastischen Kunststoffen hat sichnicht bewährt. Mit derartigen Maßnahmenwird das Austrocknen der Wände wesentlichbehindert.

Fachwerksichtige Fassaden sollten nach denEmpfehlungen in [36] bei einer Schlag-regenbeanspruchung der Beanspruchungs-gruppe II und III nach DIN 4108-3:2001 einenzusätzlichen Regenschutz durch eine voll-



flächige Putzschicht oder eine hinterlüfteteBekleidung erhalten (Abb. 4.13, Tabelle 4.2und [12, 25, 28]).

Welche Maßnahmen zum Schutz des Fach-werkes zu ergreifen sind, ist für jedes Gebäu-de in Abhängigkeit von der Lage des Gebäu-des (Gebäude freistehend oder in geschützterLage, innerhalb oder außerhalb eines Orts-kernes, exponierte Lage der Gebäudewändeoder einzelner Wandbereiche zur Wetterseite)gesondert zu überprüfen. Je nach Lage undWetterbeanspruchung können alle dreiSchlagregenbeanspruchungen gemäss Tabelle4.2 an einem Gebäude vorkommen. Selbstbei nur einer Fassade sind unterschiedlicheBeanspruchungen möglich, d.h. an wetterbe-anspruchten Giebeln kann es u.U. erforderlichwerden, den oberen Teil des Giebels zu ver-kleiden, während der untere Teil fachwerk-sichtig bleiben kann (Abb. 2.8). Weitere Hin-weise siehe [61].

Feuchteschutz/Aufsteigende FeuchtigkeitFundamentsockel aus Ziegel- oder Naturstei-nen ziehen aus dem Erdreich ständig Feuch-tigkeit nach oben. Unter der Schwelle kommtes zu einer dauernden Feuchteanreicherung.Ein wesentlicher Schadensschwerpunkt beiFachwerkbauten sind deshalb geschädigteSchwellhölzer. Mit der Instandsetzung desSockels sind Vorkehrungen zur Beseitigungder Schadensursachen zu treffen. Diese Maß-nahmen dürfen aber nicht dazu führen, dassdie Sockelmaterialien nicht mehr auf natür-liche Weise austrocknen können. Durch denEinbau von horizontalen Feuchtesperren wirdder kapillare Wassertransport nach oben hinunterbunden und eine natürliche Austrock-nung ist möglich (Abb. 4.10 und 4.11).

Abb. 4.13: Schutz der durch Schlagregen gefährdetenFachwerkwand mit Hilfe einer Schieferbekleidung


Erneuerung von Fachwerkbauten5 Nutzung von Fachwerkbauten

5.1 Allgemeines

Die Erhaltung von historischen Gebäuden wirdnur dann möglich sein, wenn die Gebäudeden modernen Ansprüchen an die Nutzunggenügen. Dazu gehört auch die Forderungnach einem gesunden Raumklima mit aus-reichender Behaglichkeit. Bei einer Nutzungder Fachwerkbauten für Wohnzwecke lassensich die modernen Nutzeransprüche ohnezusätzliche Dämmmaßnahmen nicht errei-chen (Tabelle 5.1). Die guten Eigenschaftender historischen Bauweise können durchZusatzdämmungen, insbesondere bei Innen-dämmung, wesentlich verschlechtert odersogar ganz verhindert werden. Die Wändewirken dann nicht mehr feuchteregulierend.Das Klima in den Räumen liegt nicht mehr imoptimalen behaglichen Bereich. Bei zu feuch-tem Klima kann es zu Feuchteanreicherungenan den Wandinnenseiten mit Schimmel-pilzbefall kommen. Bei starker Bewitterungkönnen die Wände nicht mehr nach innenund außen austrocknen. Dauernde Feuchte-anreicherungen in der Holzsubstanz führenzur schnellen Zerstörung durch Fäulnis. AlsGrundregel für alle bauphysikalischen Ertüch-tigungsmaßnahmen ergibt sich daraus dieZielstellung, dass zusätzliche bauliche Maß-nahmen das in der historischen Bauweiseverankerte diffusionsoffene Wirkprinzip nichtaufheben dürfen.Es ist dann nur folgerichtig,wenn zusätzliche Maßnahmen mit denursprünglichen diffusionsoffenen Baustoffendurchgeführt werden (zum Beispiel mit Lehm-baustoffen, Ziegeln, Lehm- und Kalkputzen).

5.2 Wärmeschutz

An den Wärmeverlusten von unsaniertenhistorischen Gebäuden beteiligen sich dieeinzelnen Gebäudeteile mit unterschiedlichenAnteilen. Die größten Wärmeverluste ent-stehen über die Außenwände (ca. 30–40%),das Dach (ca. 20–30%), das Dachgeschoss(ca. 10–20%) und die Fenster (ca. 10–15%).Historische Fachwerkwände besitzen einennur geringen Wärmedämmwert. Den schlech-testen Wärmeschutz haben Wände mitGefachen aus Naturstein. Auch bei Gefachenaus Lehm und Ziegel werden die empfohle-nen Richtwerte des WTA [36] für den Wärme-durchgangskoeffizienten U nicht erreicht (s. auch Tabelle 5.1). Diese Richtwerte entspre-chen den Anforderungen an den Mindestwär-meschutz nach DIN 4108-2:2001. Aufgrundder geringeren Rohdichte weist die Ausfach-ung mit Stakung und Strohwickel die bestenWärmeschutzwerte auf. Allerdings liegt dervorhandene U-Wert je nach Gefachmaterial

für eine Wanddicke von 120 mm beim 2,8- bis6,5-fachen Wert im Vergleich zu den WTA-Empfehlungen für das Gefach. Die in Tabelle5.1 dargestellten Kurven für den erreichbarenWärmedurchgangskoeffizient U wurden füreinen Holzflächenanteil von 25% errechnet.

Je nach Gestaltung und Konstruktionsprinzipdes Fachwerkgebäudes liegt der Anteil desHolzgerüstes zwischen 20 und 65%. Die Un-tersuchungen zu den Wärmeschutzeigen-schaften müssen deshalb für jedes Objektgesondert durchgeführt werden. Die in Tabel-le 5.1 dargestellten Ertüchtigungsmaßnah-men sollen hierbei eine erste Orientierunggeben. In der Tabelle 5.1 wurde der Einflussder Fenster nicht berücksichtigt. Dieser kannebenfalls sehr wesentlich sein, beträgt dochihr Flächenanteil ca. 15–60% mit U-Wertenfür alte Fenster mit Einfachverglasung von 5,4W/(m2 K) und für Zweischeibenverglasung (z.B. Kastenfenster) 2,0–2,8 W/(m2 K).

Unsanierte Fachwerkhäuser haben einen rela-tiv hohen Energieverbrauch. Ihr Energieein-sparpotential ist deshalb auch relativ groß.Der Energieverbrauch lässt sich um ca.50–75% senken. Voraussetzung ist jedoch,dass die Maßnahmen unter Berücksichtigungder historischen Bauweise, der Standortbe-dingungen und des Erhaltungszustandes mitder notwendigen Fachkunde geplant bzw.ausgeführt wurden.

5.2.1 Dach

Ausbau von Dachräumen Erhöhte Wohnansprüche veranlassen oft eineintensivere Nutzung der Dachräume. Diesteilen, oft stützenfreien Sparrendächer vonFachwerkbauten begünstigen den Ausbau. Inkleinen Gebäuden mit geringer Haustiefe istzusätzlich nur eine Wohn- oder Nutzebene zugewinnen, in großen Bauten (breite Giebel)wurden bis zu vier Kehlbalkenlagen einge-zogen, so dass mehrere Ebenen genutztwerden können. Speicherhäuser haben bis zufünf Schütt- oder Lagerböden. Die Belichtungund Belüftung ist oft durch bereits vorhan-dene Fenster, Luft- und Ladeöffnungen vonden Giebelflächen aus möglich. ZusätzlicheÖffnungen im Dach sind mit der Denk-malbehörde abzustimmen. Moderne Dach-fenster werden in vielen Gestaltungssat-zungen nicht gestattet. Zweckmäßig werdendie Ausbaumaßnahmen in Trockenbauartdurchgeführt [2], [6] und [46].

5.2.2 Decke

Die Decke ist mit Bezug auf ihre bauphysi-kalischen Eigenschaften als Gesamtkonstruk-tion zu betrachten. Der Wärmeschutz derHolzbalkendecke wird wesentlich von derKonstruktion der Zwischendecke beeinflusst.Hinzu kommt das Dämmvermögen der Holz-balken mit einem flächenmäßigen Anteil vonca.15–25%. Anforderungen des Wärme-schutzes sind nur dann zu beachten, wenn dieDecke das Gebäude zu unbeheizten Räumenabgrenzt (z.B. zum nicht ausgebauten Dach-geschoss, zu einer Dachterrasse oder zumunbeheizten Keller). Maßnahmen zur wärme-technischen Ertüchtigung sind u.U. mit Maß-nahmen zur Verbesserung des Schall- undBrandschutzes kombinierbar.

Tabelle 5.2 zeigt für die wichtigsten Deckenim Fachwerkbau die bauphysikalischen Ei-genschaften der historischen Bauweise. Denbesten Wärmeschutz bietet die Dübelboden-decke. Sie erfüllt die Mindestanforderungender DIN 4108-2:2003 und ihr U-Wert liegt inder Nähe der Anforderungen der EnEV 2002.Einen relativ guten Wärmeschutz bieten auchdie Windelbodendecken oder Kreuzstaken-decken mit nicht sichtbaren Balken.

5.2.3 Wand

Das Dämmvermögen historischer Fachwerk-wände liegt bei den üblichen Gefachauf-bauten weit unter den geforderten Mindest-werten nach DIN 4108-2:2001. Noch größerwird der Abstand zu den Forderungen derEnEV 2002. Diese fordert in Anhang 3, Ab-schnitt 1 für neue Ausfachungen in Fach-werkaußenwänden die Einhaltung einesHöchstwertes für den Wärmedurchgangsko-effizienten von 0,45 W/(m2 K) (s. Tabelle 5.1).

Zusätzliche Wärmeschutzmaßnahmen habendie Verbesserung des Wärmeschutzes des ge-samten Gebäudes zum Ziel, das heißt in derSumme aller Einzelmaßnahmen, wie z.B. derErtüchtigung der Gefache, der Fenster, even-tuell der Decken und des Daches, muss einausreichender Wärmeschutz erreicht werden.Die zusätzlichen Maßnahmen führen zur Ver-änderung der bauphysikalischen Eigenschaf-ten der Wände.Der Wasserdampfdiffusionswiderstand derWände wird je nach Kapillarität der verwen-deten Dämmstoffe bzw. des gesamten Wand-aufbaues verändert. Somit wird in den na-türlichen Feuchtehaushalt bzw. -ausgleich,verursacht durch die Wasserdampfdiffusionder Wände, zentral eingegriffen.

5 Nutzung von Fachwerkbauten

Prinzipiell gibt es vier Lösungen zur Dämmungvon Fachwerkwänden (Abb. 5.1):• Dämmung der Wand von der Außenseite,• Dämmung der Wand von der Innenseite,• Dämmung von der Innenseite durch An-

ordnung einer wärmedämmenden separa-ten Wand und Hinterlüftung der histo-rischen Fachwerkwand,

• Dämmung der Gefache und eventuelle zu-sätzliche Maßnahmen zur Dämmung an derInnen- oder Außenseite.

Auf Variante 4 wird nachfolgend nicht geson-dert eingegangen. Hierfür gelten die gleichennachfolgenden Grundsätze wie für Variante 3.

Dämmung von außenBei nicht sichtbarem Fachwerk ist eine Däm-mung von außen sinnvoll. Im Gegensatz zurInnendämmung kann der angestrebte Wär-medämmwert freier gestaltet werden. DieMindestwerte der Norm oder der EnEV 2002lassen sich je nach Bemessungswert der Wär-meleitfähigkeit der historischen Gefachkon-struktion mit Dämmstoffdicken von 40–80mm ohne weiteres erfüllen (s. Tabelle 5.1b).Wird auf die außen liegende Dämmung an-schließend ein Putz aufgebracht, so solltedieser Putz diffusionsoffen sein und auf denPutzgrund abgestimmt werden. Für die der-zeit im Neubau eingesetzten WDVS liegt fürden Fachwerkbau keine bauaufsichtliche Zu-lassung vor. Eine Zulassung im Einzelfall ist erforderlich. Wird nicht verputzt, bieten hin-terlüftete Fassaden aus Ziegeln, Schindeln,Schiefermaterialien oder Holzschalungen viel-fältige Gestaltungsmöglichkeiten und einensehr guten Wetterschutz (s. [44]), der geradebei Schlagregenbeanspruchung II und III un-

bedingt erforderlich ist. Zur Sicherstellungeiner ausreichenden Hinterlüftung sind diekonstruktiven Regeln einzuhalten. Das ganz-heitliche „Einpacken“ des Gebäudes in einegeschlossene Wärmeschutzschicht sichertgleichzeitig eine ausreichende Winddichtigkeit.

Dämmung von innenEine Dämmung von innen ist sorgfältig zuplanen und handwerklich fachgerecht aus-zuführen (prinzipieller Aufbau s. Lösung 2 inAbb. 5.1). Durch eine innere Dämmung wirddas Feuchteverhalten der Wand wesentlichbeeinflusst, was bei nicht fachgerechterAusführung schon in kurzer Zeit zu schwerenBaumängeln bzw. Bauschäden führen kann.

Durch die Dämmung an der Innenseite derWand verringern sich die Oberflächentempe-raturen an den Bauteilschichten im Wand-inneren der Wand und es kommt zum Anstiegder Feuchte infolge Sorption oder gegebe-nenfalls zur Tauwasserbildung im Gefach [12],[62]. Deshalb ist in jedem einzelnen Fall dasDiffusionsverhalten der Wände sowohl imBereich der tragenden Holzbauteile als auchim Bereich der Gefache detailliert zu unter-suchen. Zu beachten ist auch, dass aufgrundder konstruktiven Gegebenheiten der Fach-werkbauweise nicht beseitigbare Wärme-brücken bestehen (z.B. Durchdringungen derDeckenbalken durch die Wände). Generellsind Fachwerkgebäude mit Innendämmungso zu konzipieren, dass zwischen Holzgerüstund Zusatzdämmung keine holzschädigendeTauwasserbildung möglich ist und die einzel-nen Bauteilschichten eine diffusionsoffeneWirkung durch die gesamte Wand entfalten.Die Innendämmung ist so anzuordnen, dass

keine Hohlräume zwischen Innendämmungund historischer Wand entstehen.

Die kapillare Leitfähigkeit durch alle Schich-ten der Wand darf durch entstehende Hohl-räume nicht unterbrochen werden.

Gleichzeitig wird durch den hohlraumfreienSchichtenaufbau der Wand verhindert, dasses zu Tauwasserbildung infolge Konvektionkommt. Häufig wird mit der Anordnung einer Innen-dämmung auch eine Begradigung der Fach-werkwände vorgenommen. Dann ist beson-ders auf eine hohlraumfreie Ausführung zurhistorischen Fachwerkwand zu achten.

Nach Empfehlungen in [36] sollte der Wärme-durchlasswiderstand für die Innendämmungeinen Wert von maximal R ≤ 0,8 m2 K/W (U ≥1,0 W/(m2 K)) nicht überschreiten. Für die ge-samte Wandfläche soll in Abweichung zu denForderungen der EnEV 2002, Anhang 3, Tabel-le 1 im Mittel ein Wert von R ≥ 1,0 m2 K/W (U ≤0,85 W/(m2 K)) erreicht werden. Eine Abwei-chung von den Anforderungen der EnEV 2002ist bei Inanspruchnahme des § 16 oder §17der Energieeinsparverordnung prinzipiell mög-lich. Je nach Gefachaufbau und Bemessungs-wert der Wärmeleitfähigkeit können mitDämmstoffdicken von 20–100 mm die WTA-Empfehlungen erfüllt werden (Tabelle 5.1c).Ausgangswert ist bei den in Tabelle 5.1 be-rechneten Werten der vorhandene Wärme-durchgangskoeffizient einer unsanierten 120mm dicken Fachwerk- oder Blockbohlenwand.Für innenliegende Bauteilschichten wird nach[28] und [36] eine diffusionsäquivalente Luft-schichtdicke sd von 0,5 < sd < 2,0 m empfohlen.

21Erneuerung von Fachwerkbauten5 Nutzung von Fachwerkbauten


21

Abb. 5.1: Prinziplösungen zur Dämmung von Fachwerkwänden

Bei Schlagregenbeanspruchung I oder ge-schützter Lage der Wand können auch höhereDämmwerte realisiert werden [12], [37]. Dannsind allerdings höhere Dämmschichtdickenvon 60–120 mm erforderlich (s. Tabelle 5.1c).

Rechnerisch kann der Tauwasseranfall nach DIN4108-3:2001 ermittelt werden. Dabei ist davonauszugehen, dass es sich nur um einen Wert fürden Tauwasseranfall im Winter handelt.Einige Fachleute halten den Tauwassernach-weis nach DIN 4108-3:2001 bei Innendäm-mung von Fachwerkbauten für ungeeignet[12]. Das Verfahren berücksichtigt nicht dieKapillarfähigkeit der Baustoffe. Das heißt, derkapillare Feuchtetransport im Bauteil sowiedie Feuchteaufnahmefähigkeit und Feuchte-verteilung lassen sich nicht beurteilen. Fürgenauere und detaillierte Untersuchungenwerden daher neue Berechnungsverfahrenzur Simulation der Temperatur- und Feuchte-verhältnisse in Bauteilen empfohlen, mitdenen die Tauwassergefahr, Austrocknungs-zeit, Temperaturverteilung und Feuchteauf-nahme unter realen Nutzungsverhältnissenuntersucht werden können [73].Wird dennoch der Tauwasseranfall nach dembisherigen Verfahren nach DIN 4108-3:2001berechnet, so wird empfohlen, dass in Ab-weichung zur Norm die rechnerisch ermittel-bare Tauwassermenge einen Wert von WT

≤ 0,5 kg/m2 nicht überschreitet. Der Schich-tenaufbau ist dann so zu gestalten, dass derGrenzwert unbedingt eingehalten wird undgleichzeitig auch eine dauerhafte Austrock-nung aller Schichten gesichert ist. Die schon zitierten WTA-Empfehlungen [36]basieren auf Untersuchungen zur Begrenzungder Tauwassermenge unter Einhaltung desvorgenannten Grenzwertes.

Dämmung von innen durch zusätzlicheWand mit entsprechender Wärmedäm-mung und Hinterlüftung der Fachwerk-fassadeDurch den Einbau einer zusätzlichen Wandwird die Funktion der Wärmedämmung desGebäudes der neuen Wand zugewiesen(Lösung 3 in Abb. 5.1). Die Wand kann ent-sprechend den wärmeschutztechnischen An-forderungen dimensioniert werden.Die historische Fachwerkwand dient vor allemdem Witterungsschutz des Gebäudes. Siewird durch ausreichende Zu- und Abluft-öffnungen sowie einen ausreichend breitenLuftspalt zwischen den Wänden (mindestens40 mm) hinterlüftet. In den Luftspalt eindrin-gendes Wasser muss durch entsprechendeVorkehrungen nach außen abfließen können.Die Schwelle ist oberhalb dieser Abflussöff-nungen anzuordnen. Bei der konstruktiven

Durchbildung der Entwässerung kann mansich an den Forderungen der DIN 1053-1:1996 für hinterlüftete Ziegelfassaden orien-tieren. Nachteilig ist, dass relativ viel Nutz-fläche für den zweischaligen Aufbau derWände geopfert werden muss und dass dieAnschlussprobleme im Bereich der Öffnungen(Fenster und Türen) mängelfrei zu lösen sind.

5.2.4 Haustechnik

Für die Behaglichkeit spielt die Heizanlageeine wichtige Rolle. Außerdem nimmt sie mitErlass der Energieeinsparverordnung EnEV2002 eine wesentliche Rolle in der energe-tischen Bewertung des Gebäudes ein. Dieenergetische Effizienz wirkt sich auf denPrimärenergieaufwand aus und beeinflusstsomit den Umfang der baulichen Schutz-massnahmen. Welche Auswirkungen daskonkret auf historische Fachwerkgebäudehat, wurde noch nicht untersucht.

Der Einbau einer modernen Haustechnik istein wesentlicher Bestandteil von Modernisie-rungsmaßnahmen. Hierbei sind die Belangedes Fachwerkbaues dahingehend zu berück-sichtigen, dass möglichen Feuchtebeanspru-chungen aus Be- und Entwässerungssystemenoder im Bereich von Nassräumen vorgebeugtwird. Es empfiehlt sich eine Anordnung derLeitungszu- und -abführungen in getrenntenSchächten und der Einbau von Sanitär- oderKüchenzellen (s. z.B. in [38]). Die Installations-schächte müssen von jedem Stockwerk auskontrollierbar sein. Die Planung und Ausfüh-rung der Haustechnik sollte die schnelleReparatur bei Störungen berücksichtigen.

Wird ein Fachwerkhaus vollständig rekons-truiert und mit neuem Holz wiederaufgebaut,dann muss mit größeren, aus der Trocknungdes eingebauten Holzes bedingten Schwind-verformungen gerechnet werden. Dadurchsetzt sich das Gebäude. Diese Setzungen ad-dieren sich bei mehreren Stockwerken zumehreren Zentimetern. Für das Knochen-haueramtshaus wurden bei Einbau von Ei-chenholz mit einer Holzfeuchte von mehr als30% Setzungen von 18 cm und für dieWiedererrichtung der Alten Waage in Braun-schweig von ca. 12 cm errechnet [71]. DieInstallationen zur Haustechnik müssen durchnachgiebige Verlegung bzw. nachgiebige Ver-bindungen und Anschlüsse die möglichen Set-zungen ohne Verlust der Funktionssicherheitder gesamten Anlage überstehen können. DasAusmaß möglicher Setzungen kann durch dieausschließliche Verwendung von trockensor-tiertem Holz wesentlich vermindert werden.

5.3 Schallschutz

Zunehmende Verkehrsdichte, die Vielzahlelektronischer Anlagen ergeben erheblicheGeräuschbelastungen.Im Gegensatz zu Baustoffen und Bauteilengeringer Rohdichte, geeignet für die Wärme-dämmung, sind im Allgemeinen für denSchallschutz Materialien hohen spezifischenGewichtes nötig. Dennoch können Wärme-schutzmaßnahmen bei fachgerechter Ausbil-dung biegeweicher Schalen zugleich demSchallschutz dienen. Kosten für den Schall-schutz amortisieren sich nicht kurzfristig wiebeim Wärmeschutz, bessere Wohnqualität,physisches und psychisches Wohlbefindensind der Gewinn. Gegen die Schallentstehung, -verbreitung, -übertragung in benachbarte Räume gibt esbautechnische Maßnahmen. Unterschiedenwird hierbei in Luft- und Trittschall.

Luftschall, Geräusche, Töne aller Art werdenam Durchgang in die darunter liegenden Räu-me durch leichte Decken mit hartem Gehbe-lag nur wenig gehindert. Eine biegeweiche,unter die Decke gehängte Schale kann dendirekten Durchgang wirkungsvoll mindern(Tabelle 5.2b und 5.2c), jedoch nicht die Über-tragung auf seitlichen Nebenwegen. Hier-gegen müssten den seitlichen Wänden nochbiegeweiche Schalen vorgesetzt werden.

Der Trittschall, zunächst Körperschall, ange-regt durch Begehen/Beklopfen, wird weiter-geleitet und als Luftschall abgestrahlt.

Bei Holzbalkendecken besteht ein Zusammen-hang zwischen Trittschall- und Luftschallüber-tragung [49], [52], so dass ein guter Trittschallsich auch auf die Verbesserung des Luftschallsauswirkt.Die Schallschutz-Mindestanforderungen fürWohnungstrenndecken nach DIN 4109:1989werden von keiner Altbaudecke erreicht (s.Tabelle 5.2a). Die Anforderungen können nurmit leistungsfähigen schwimmenden Estrichenin Verbindung mit federnd abgehängten Un-terdecken erreicht werden. Durch die An-ordnung einer Unterdecke ist gleichzeitig einewesentliche Verbesserung des Brandschutzesmöglich (s.Tabelle 5.2 und [2, 6, 47, 49, 52, 60]).

Das bewertete Schalldämm-Maß für Wändeliegt je nach Gewicht der Ausfachung undDicke der Wand zwischen 37 und 44 dB(bezogen auf eine Wanddicke von 120 mm).Diese Werte lassen sich nach dem Verfahrenvon Leschnik in [76] berechnen. Für die vor-geschlagenen Ertüchtigungsmaßnahmen ent-hält Tabelle 5.1 ermittelte Rechenwerte für die



mögliche Verbesserung der Schalldämmung.Messungen im Labor an nebenwegfreienPrüfständen ergaben für unverputzte WändeWerte für R’W von nur 27 dB. Dagegen wer-den die errechneten Werte für Wände mitverputzter Innenseite mit 44 bis 46 dB durchdie Versuche bestätigt. Den Mindestanforde-rungen der DIN 4109:1989 für Übertragungzwischen Räumen mit R’W ≥ 53 dB genügensie damit nicht. Auch bei Schutz gegen Au-ßenlärmbelastung ergeben sich bei höherenLärmpegelbereichen Defizite in den Schall-dämmeigenschaften gegenüber den Mindest-anforderungen der Norm. Verbesserungensind durch Ertüchtigungsmaßnahmen mög-lich. Das Maß der Verbesserung durch Vor-satzschalen hängt dabei im Wesentlichen vonderen Eigenfrequenz ab. Berechnungsansätzefür die Eigenfrequenz finden sich in [76]. Bei entsprechender Eigenfrequenz der zusätz-lichen Wandschichten ist eine Verbesserungum 6-15 dB möglich (Tabelle 5.1b und d).

5.4 Brandschutz

Brandschutztechnische Maßnahmen sindimmer dann erforderlich, wenn nach denAnforderungen der künftigen Nutzung eineBrandausbreitung verhindert bzw. eine be-stimmte Feuerwiderstandsklasse ohne Verlustder Trag- und Funktionsfähigkeit erreicht werden soll (s. [2, 6, 47, 59, 60]).

WändeEntsprechend ihrer Mischbauweise bestehenFachwerkwände im Allgemeinen aus nicht-brennbaren Gefachmaterialien (Brandschutz-klassifizierung A nach DIN 4102-4:1994) undaus brennbaren Gerüstmaterialien (Brand-schutzklassifizierung B nach DIN 4102-4:1994).Fachwerkwände entsprechen im Allgemeineneiner Feuerwiderstandsklasse F30-B. Das ergibtsich schon aus den Kriterien für die Klassi-fizierung von Wänden ohne weitere Nachweisenach DIN 4102-4:1994. Vorraussetzung ist,dass durch die Fugen zwischen Gefach undTraggerüst kein Rauch hindurchdringen kann.

Im Einzelfall kann eine wesentlich höhereFeuerwiderstandsdauer erreicht werden. DieFeuerwiderstandsklasse F60-B wird erreicht,wenn die Gefache aus Lehm bestehen undvollflächig beidseitig verputzt sind. Ist dasGefach aus Ziegeln und beidseitig vollflächigverputzt, ist eine Feuerwiderstandsklasse F90-B erreichbar (Tabelle 5.1). Diese Klassekann auch für fachwerksichtige Wände mitZiegelausfachungen bestätigt werden, wenninnenseitig zwei Lagen Gipskarton- oderGipsfaserplatten angebracht sind.

DeckenZur Bewertung von Altbaudecken liegen kei-ne geregelten Einstufungen in Feuerwider-standsklassen vor.

Prinzipiell ist für Decken mit verdeckten Bal-ken eine Feuerwiderstandsdauer von F30-Bgegeben. Einstufungen in die Klasse F60-Bsind möglich, wenn die Decke mit entspre-chenden Putzschichten (min. 20 mm dick) undoberseitig mit Trockenestrichen entsprechen-der Dicke versehen ist. Die Klasse F90-B ist nurmit zusätzlichen Maßnahmen an der Ober-und Unterseite realisierbar (Tabelle 5.2b, 5.2d).

Bei sichtbaren Balken ist unter Anwendungeiner „heißen Bemessung“ die erreichbareFeuerwiderstandsdauer für den Balken ge-sondert zu untersuchen. Entsprechend der er-reichbaren Feuerwiderstandsdauer für dieZwischendecke und den Balken ist dann dieFeuerwiderstandsklasse zu bestimmen. InZweifelsfällen empfiehlt sich die Einholungeines Gutachtens einer anerkannten Brand-schutzprüfstelle (s. [63]).

5.5 Fenster

Fenster und Fensterteilungen bestimmen we-sentlich das Erscheinungsbild eines Gebäu-des. Bei Erneuerung ist die historische Fens-terteilung zu erhalten. Änderungen bedürfender Genehmigung.

Luft- und Lichtöffnungen wurden ursprünglichmit Schiebeläden, später mit Schiebefensterngeschlossen. Dem örtlichen Brauch folgendwurden die Fenster vom Tischler, Schreiner,Glaser gefertigt und eingebaut. Im heutigenBestand befinden sich fast ausschließlichzweiflüglige, sprossengeteilte Drehflügel-fenster, bei größerer Höhe mit Kämpferholz.Feststehende Setzhölzer (Kreuzstöcke) undKreuzsprossen sind selten. Die Fenster sitzen ininneren Ständerausfälzungen, den Ständer-lichten, in Norddeutschland außen bündig mitnach außen schlagenden Drehflügeln.

Bei den gewünschten hohen Raumtempe-raturen sind die Energieverluste bei Einfach-fenstern groß und in städtischen Bereichen istdie Belästigung durch Straßenlärm beträcht-lich. Soll das historische Fenster in jedem Fallerhalten werden, so bringt schon ein Umbaudes Fensters zu einem Kastenfenster eineVerbesserung des Schall- und Wärmeschut-zes. Dann können die inneren Fensterflügelmit Isolierglas versehen werden. Eine Spros-senteilung ist bei den inneren Flügeln derFenster nicht unbedingt erforderlich.

Besseren Wärme- und Schallschutz bieten beiEinbau neuer Fenster Isolierfenster, Verbund-fenster, Kastenfenster, Doppelfenster mit dich-ten Fälzen und unterschiedlichen Glasdicken.Für die Blendrahmendichtungen sind impräg-nierter Hanfstrick bzw. andere Dämmstoffeaus natürlichen Materialien oder Mineral-faserstoffen zu verwenden (DIN 18355 Tisch-lerarbeiten, DIN 18361 Verglasungsarbeiten).Auf eine sorgfältige Abdichtung der Fugenzwischen Fensterrahmen und Fachwerkholzist besonders zu achten.

Mehrscheibenisolierglas ist wegen der meistkleinen sprossengeteilten, feingliedrigen, un-terschiedlich großen Fenster meist nicht ge-eignet bzw. zu teuer. Isolierglas mit einge-bauter Sprossenteilung kann für historischeBauten unter gestalterischem Aspekt im Hin-blick auf die historische Gebäudeerscheinungnicht empfohlen werden (s. [51]). Kastenfenster mit Mehrfachverglasung ge-statten eine gute Anpassung an das histo-rische Vorbild der Sprossenteilung und bieteneinen guten Wärme- und Schallschutz. Stehtdas Gebäude unter Denkmalschutz oder be-findet sich das Gebäude in einem Sanierungs-gebiet, für das eine Gestaltungssatzung gilt,sind die denkmalschutzrechtlichen Anforde-rungen an die Fenster zu beachten. Die bau-physikalischen Eigenschaften der Fenster sindauf die angestrebten Zielwerte des Wärme-,Schall- und Brandschutzes abzustimmen.

5.6 Treppen

Treppen in Fachwerkhäusern wurden meistgeradläufig, schmal, relativ steil, ohne Aus-wechselung in einem Balkenfeld hochgeführt.Wegen der meist geringen Raumhöhen warennur niedere Antrittspodeste und Anwendelun-gen möglich. Die alten Aufgänge genügen nurnoch selten den heutigen Ansprüchen. Bei Er-halt der historischen Treppen ist die schadhaf-te Treppe zu reparieren und die Stufen sind mitStoßkanten zu belegen. Ist die Reparatur nichtmehr möglich, sind neue Treppen einzubauen.



Abb. 5.2: Umnutzung eines Fachwerkgebäudes zumHotel mit Gaststätte



5.7 Wandaufbauten/Instandsetzungs– bzw. Ertüchtigungsmaßnahmen

12

34

56

Lehm

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roh

auf H

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= 0

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W/(m

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100

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3,5

W/(m

K)

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0 kg

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Lehm

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Tabelle 5.1a: Bauphysikalische Kenngrößen von Fachwerkwänden im Ausgangszustand

Gefachmaterial Ansicht Wärmedurchgangskoeffizient1) U-Wert in [W/(m2 K)] Schalldämm-Maß R’w in [dB] Brand-1---Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 – U = 0,732) W/(m2 K), k.A. – es liegen keine Angaben vor schutz

entspricht der WTA-Empfehlung nach [36]2---Mindestanforderung nach EnEV 2002,Anhang 3,Tabelle 1 – U = 0,45 Berechnung3) Messung4)

k. A. F308)

F609)

k. A. F308)

F609)

k. A. F308)

F609)

F308)

F609)

k. A. F308)

F609)

k. A. F308)

F609)

27 dB5)

44 dB6)

46 dB7)

1) Rippen Nadelholz, Holzanteil 25% 6) Gefach d = 115 mm, einseitig bündig verputzt nach [74]2) nur für Gefach, für gesamtes Bauteil ist zusätzlich im Mittel ein U-Wert von 0,85 W/(m2K) einzuhalten 7) Gefach d = 115 mm, bündig verputzt und andere Wandseite vollflächig verputzt nach [74]3) Berechnet über flächenbezogene Masse nach [76], Wand ohne Risse und Fugen 8) beidseitig unverputztes Fachwerk 4) ohne Nebenwege 9) möglich bei Verwendung entsprechender Querschnitte und vollständiger Verputzung5) Gefach d = 115 mm, Holzanteil 29%, Wand unverputzt nach [74]



12

34

56

Variante a)

Wärmedämmung mit Mineralfaserplattenλ = 0,04 W/(m K)

Variante b)

Wärmedämmung mit Holzwolle-Leichtbauplattenλ = 0,09 W/(m K),Putz sd ≤ 0,5 m

Variante c)

Wärmedämmung mitWärmedämmputzλ = 0,07 W/(m K),Dicke bis max. 50 mmeinlagig (sd ≤ 1 m)

Dämmstoff berechnet gemessen∆R’w ∆R’w

a) Mineralfaserplatte + 15 dB –d = 60 mm

b) HWL-Platte – 10 dB bis –d = 60 mm + 8 dB3)

c) Wärmedämmputz +/–0 dB –d = 50 mm











b) HWL-Platte – 10 dB bis + 7 dB4)

d = 60 mm + 8 dB3)

c) Wärmedämmputz +/–0 dB + 1 dB5)

d = 50 mm









1) Wand nach Tabelle 5.1a mit d = 120 mm mit Eigenschaften der jeweiligen Zeile 4) nach [77]2) Berechnung nach DIN 4109 ohne Einfluss flankierender Bauteile 5) möglich bei Verwendung entsprechender Querschnitte und vollständiger Verputzung3) erster Wert bei flächiger Befestigung (z.B. Mörtelbatzen), zweiter Wert bei punktueller Befestigung

(z.B. Dübel)

Tabelle 5.1b: Bauphysikalische Kenngrößen für mögliche Instandsetzungs– bzw. Ertüchtigungsmaßnahmen von Fachwerkwänden nach Tabelle 5.1a durch Außendämmungbezogen auf die Eigenschaften einer 120 mm dicken Wand

Ausführungsvarianten Wärmeschutz1) Schallschutz2) Feuer-1---Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 – U = 0,732) W/(m2 K), bewertetes Schalldämm-Verbesserungsmaß ∆R’w in [dB] wider-

entspricht der WTA-Empfehlung nach [36] stand2---Mindestanforderung nach EnEV 2002,Anhang 3,Tabelle 1 – U = 0,45

bis F905)

bis F905)

bis F905)

bis F905)

bis F905)

bis F905)



12

34

56

Lehm

wic

kel m

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roh

auf H

olzs

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= 0

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W/(m

K)

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100

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W/(m

K)

ρ=

120

0 kg

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ehm

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λ=

0,8

0 W

/(m K

)ρ

= 1

400

kg/m

3

Vollz

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lλ

= 0

,81

W/(m

K)

ρ=

180

0 kg

/m3

kris

talli

ne m

etam

orph

eG

este

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z.B

. Bas

alt,

Gra

nit,

Mar

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λ=

3,5

W/(m

K)

ρ=

280

0 kg

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= 0

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W/(m

K)

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m3

Lehm

Zieg

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atur

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27 dB5)

44 dB6)

46 dB7)

1) Rippen Nadelholz, Holzanteil 25% 6) Gefach d = 115 mm, einseitig bündig verputzt nach [74]2) nur für Gefach, für gesamtes Bauteil ist zusätzlich im Mittel ein U-Wert von 0,85 W/(m2K) einzuhalten 7) Gefach d = 115 mm, bündig verputzt und andere Wandseite vollflächig verputzt nach [74]3) Berechnet über flächenbezogene Masse nach [76], Wand ohne Risse und Fugen 8) beidseitig unverputztes Fachwerk 4) ohne Nebenwege 9) möglich bei Verwendung entsprechender Querschnitte und vollständiger Verputzung5) Gefach d = 115 mm, Holzanteil 29%, Wand unverputzt nach [74]

rechnerisch, ohne Risse und Fugen, praktischeVergleichswerte nicht vorhanden

Tabelle 5.1c: Bauphysikalische Kenngrößen von Fachwerkwänden und einer Umgebindewand im Ausgangszustand

Gefachmaterial Ansicht Wärmedurchgangskoeffizient1) U-Wert in [W/(m2 K)] Schalldämm-Maß R’w in [dB] Brand-1---Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 – U = 0,732) W/(m2 K), k.A. – es liegen keine Angaben vor schutz

entspricht der WTA-Empfehlung nach [36]2---Mindestanforderung nach EnEV 2002,Anhang 3,Tabelle 1 – U = 0,45 Berechnung3) Messung4)

k. A. F308)

F609)

k. A. F308)

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k. A. F308)

F609)

F308)

F609)

k. A. F308)

F609)

k. A. F90



Tabelle 5.1d: Bauphysikalische Kenngrößen für mögliche Instandsetzungs– bzw. Ertüchtigungsmaßnahmen von Fachwerkwänden nach Tabelle 5.1c durch Innendämmungbezogen auf die Eigenschaften einer 120 mm dicken Wand

Ausführungsvarianten Wärmeschutz1) Schallschutz2) Feuer-1---Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 – U = 0,732) W/(m2 K), bewertetes Schalldämm-Verbesserungsmaß ∆R’w in [dB] wider-

entspricht der WTA-Empfehlung nach [36] stand2---Mindestanforderung nach EnEV 2002,Anhang 3,Tabelle 1 – U = 0,45

bis F906)

bis F906)

bis F906)

bis F906)

bis F906)

bis F906)

12

34

56

Variante e)

Wärmedämmungmit Leichtziegelnλ = 0,14 W/(m K)

Variante f)

Wärmedämmungmit Holzwolle-Leichtbauplatten λ = 0,09 W/(m K)

Variante g)

Wärmedämmungmit Mineralfasernoder Zelluloseλ = 0,04 W/(m K)


d) Holzleichtlehmschale + 4 dB + 7 dB3)

d = 100 mme) Leichtziegelwand + 5 dB –

d = 115 mmf) HWL-Platte – 10 dB bis –

d = 60 mm + 8 dB4)

g) Mineralwolle d = 60 mm + 15 dB7) –und Gipskartonplatte





d = 60 mm + 8 dB4)






d = 60 mm + 8 dB4)



d) Holzleichtlehmschale + 2 dB –d = 100 mm

e) Leichtziegelwand + 3 dB –d = 115 mm

f) HWL-Platte – 10 dB bis + 7 dB5)

d = 60 mm + 8 dB4)



d) Holzleichtlehmschale + 1 dB –d = 100 mm


f) HWL-Platte – 10 dB bis –d = 60 mm + 8 dB4)



d) nicht geeignet – –


f) HWL-Platte – 10 dB bis –d = 60 mm + 8 dB4)


1) Gefach nach Tabelle 5.1b mit d = 120 mm in der jeweiligen Zeile, Holzanteil 25% 6) möglich je nach Prüfzeugnis des Herstellers2) Berechnung nach DIN 4109 ohne Einfluss flankierender Bauteile 7) Bei punktueller, federnder Befestigung der Ständer3) Schalldämm-Maße R’w mit Dämmung aus Leichtlehmsteinen (LLS) in dB nach [78]4) erster Wert bei flächiger Befestigung (z.B. Mörtelbatzen), zweiter Wert bei punktueller Befestigung (z.B. Dübel)5) nach [77]

Variante d)

Wärmedämmung mit Leichtlehmschüttung λ = 0,17 W/(m K)



5.8 Deckenaufbauten/Ertüchtigungsmaßnahmen

1) nach [60]2) nach [59]3) abhängig von Balkenquerschnitt und statischer Auslastung4) mit Schallübertragung über flankierende Bauteile aus [2]

bew

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[2]

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ende

cke

Tabelle 5.2a: Bauphysikalische Kenngrößen von typischen Altbaudecken im Ausgangszustand

Schnitt typische Materialien Wärmedämmung Schalldämmung FeuerwiderstandU-Wert [W/(m2 K)]1 = erreichter U-Wert (Wärmestrom aufwärts, da ungünstigerer Wert)

2 = Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 (Wärmestrom aufwärts)

3 = Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 (Wärmestrom abwärts)

4 = Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2001 (Wohnungstrenndecken)

5 = Mindestanforderung n. EnEV 2002,Anhang 3,Tabelle 1

Deckenbalken nicht sichtbarBalkenabstand ca. 900–1100 mm

Deckenbalken teilweise sichtbarBalkenabstand ca. 800 mm


Deckenbalken teilweise sichtbarBalkenabstand ca. 800–1000 mm


Deckenbalken teilweise sichtbarBalkenabstand ca. 700–800 mm

Kre

uzst

aken

deck

e

Deckenbalken nicht sichtbarBalkenabstand ca. 800 mm

(1) 40 mm Dielung(2) Auffüllung

Lehm/Sand (3) Lehmverstrich (4) 200/260 mm

Deckenbalken(5) 120/140 mm

Dübelbalken(6) 50/10 mm Bandeisen(7) 20 mm Rohrputz

(1) 30 mm Dielung(2) 40–60 mm

Lehm/Sand(3) 220/220 mm

Deckenbalken(4) 40-60 mm Stakhölzer(5) Strohlehm(6) Lehmputz

(1) 25 mm Dielung(2) Auffüllung

Lehm/Sand(3) Lehmverstrich(4) 180/240 mm

Deckenbalken(5) 30 mm Wellerhölzer(6) Strohwickel(7) Lehmputz(8) 25 mm

Deckenschalung(9) Rohrputz

(1) 40 mm Lehm(2) 220/240 mm

Deckenbalken(3) 40-60 mm Stakhölzer(4) Strohlehm(5) 30 mm Lehmputz

(1) 25 mm Dielung(2) 65 mm Lehmschlag(3) 180/240 mm

Deckenbalken(4) 40 mm Wellerhölzer(5) Lehm-/Strohwickel(6) 25mm

Deckenschalung(7) 20 mm Rohrputz

(1) 25 mm Dielung(2) Sandauffüllung(3) Lehmverstrich(4) 200/300 mm

Deckenbalken(5) 30 mm Kreuzstaken(6) Strohlehm(7) Zuganker(8) 25 mm Sturzboden

(1) 40 mm Dielung(2) Bandeisen(3) Auffüllung Lehm/Sand(4) 50 mm Lehmschlag(5) 180/240 mm

Deckenbalken(6) 30 mm Kreuzstaken(7) 25 mm

Deckenschalung(8) 20 mm Rohrputz

ca. 80 dB ca. 49 dB F30 F60

ca. 84 dB ca.43 dB4) F301) F301)

F602)

ca. 79 dB ca.47 dB4) F301) F301)

F602) F602)

ca. 81 dB ca.43 dB4) F301)3) F301)

F603)

ca. 82 dB ca.44 dB F301) F301)

F602) F603)

ca. 83 dB ca.45 dB4) F301) F301)

F602) F603)

ca. 83 dB ca.45 dB4) F301) F301)

F602) F602)



Tabelle 5.2b: Bauphysikalische Kenngrößen für mögliche einseitige Ertüchtigungsmaßnahmen von Altbaudecken nach Tabelle 5.2a

Bauphysikalische Maßnahmen Trittschalldämmung Luftschalldämmung Feuerwiderstandbewertete Trittschallminderung ∆Lw in [dB] bewertetes Schalldämm-

Verbesserungsmaß ∆R’w in [dB]

Ertüchtigungsmöglichkeiten von Deckenoberseite

4–10 dB1) ca. 6 dB1) F602) – F902)


10–20 dB1) ca. 6 dB1) F603) – F904)


ca. 10 dB1) ca. 2–6 dB1) 0

Ertüchtigungsmöglichkeiten von Deckenunterseite

ca. 23 dB1) ca. 7–15 dB1) F602) – F902)

1) nach [2] 3) nach DIN 4102, Teil 4, Tabelle 64 für Mindestdicke von 20 mm2) je nach Prüfzeugnis des Herstellers 4) mögliche Einstufung bei größerer Dicke

Tabelle 5.2c: Bauphysikalische Kenngrößen für mögliche beidseitige Ertüchtigungsmaßnahmen von Altbaudecken nach Tabelle 5.2a

Bauphysikalische Maßnahmen Trittschalldämmung Luftschalldämmung Feuerwiderstandbew. Normtrittschallpegel L’n,w in [dB] bew. Schalldämmmaß R’w in [dB]

Ertüchtigungsmöglichkeiten beidseitig

51 dB4)7) 57 dB4)7)


52 dB5) 53 dB5)

57 dB6)


44 dB5)7) 56 dB5)7)

60 dB6)7)

1) je nach Prüfzeugnis des Herstellers 4) ohne Bodenbelag, nach DIN 4109 Bbl.1 7) nach [79]2) nach DIN 4102, Teil 4, Tabelle 64 für Mindestdicke von 20 mm 5) nach Prüfzeugnis des Herstellers3) mögliche Einstufung bei größerer Dicke des Estrichs 6) berechnet nach DIN 4109 Bbl. 1, Abschnitt 5.5.2 aus dem Wert R’w,P des Prüfzeugnisses

von obenF602)7) bis F903)7)

von untenF301)7)

von obenF901)7)

von untenF601)7)

von obenF901)7)

von untenF601)7)

5.9 Instandsetzung von Bauteilen/Berechnungsbeispiele

5.9.1 Sparrenfußinstandsetzung

Die Sparren eines verschieblichen Kehlbal-kendaches sind instandzusetzen. Die Trauf-höhe des dreigeschossigen Bauwerks liegtüber 8,0 m. Das Dachgeschoss wird nichtausgebaut.Folgende geometrische Vorgaben liegen derBerechnung zu Grunde:

Geometrie (alle Maße Systemmaße!):Stützweite des Daches: 11,40 mFirsthöhe des Daches: 6,11 mDachneigung α 47,00 °Sparrenabstand: 1,00 mSparrenbreite minimal: 16,00 cmSparrenhöhe minimal: 20,00 cmKehlbalkenbreite minimal: 16,00 cmKehlbalkenhöhe minimal: 16,00 cm

Lastannahmen:– ständige Lasten (bez. auf die Dachfläche):g1: Dacheindeckung Rohrdach 0,65 kN/m2

g2: Lattung 0,05 kN/m2

g3: Eigenlast Sparren 16/20 cm 0,20 kN/m2

Summe g: 0,90 kN/m2

gk: Eigenlast Kehlbalken 16/16 cm 0,15 kN/m

– Schnee:s0 = 0,75 kN/m2 GFl.; ks = 0,57s = 0,75 x 0,57 = 0,43 kN/m2

– Wind: (h > 8,0 m)qW = 0,80 kN/m2; cp = 0,74 bzw. –0,60

Winddruck:wD = 0,80 x 0,74 = 0,59 kN/m2

Windsog: wS = 0,80 x –0,60 = –0,48 kN/m2

Die maßgebenden Schnittgrößen ergebensich aus dem Lastfall H mit der Lastkombi-nation g+s/2+w. Die sich ergebenen Schnitt-größen können mit EDV-Programmen oderTabellen berechnet werden. In den Abbildun-gen 5.4a-d sind die für das Beispiel maß-gebenden Schnittgrößen dargestellt. Es wurden am Sparrenfuß entsprechend dengewählten Sanierungslösungen Knoten zurrechnerischen Schnittgrößenausgabe definiert.

GrundsätzlichesIn den häufigsten Fällen entsprechen dievorhanden Querschnitte den Anforderungender heutigen Norm. Schwachpunkt alter Kon-struktionen sind meist die Verbindungspunkte.

Dachkonstruktionen im Allgemeinen könnendurch innere Umlagerung der Schnittgrößenauch Nachgiebigkeiten von unterbemessenenKnotenpunkten relativ gut verkraften undbleiben über Jahrhunderte standsicher.Bedingt durch das statische System desSparrendaches treten auch schon bei kleinenDächern erhebliche Horizontalkräfte auf. BeiVersätzen wird dann oft die Vorholzlängeunterschritten oder der Anschluss ist übereinfache Zapfen realisiert.

Eine Sparrenfußinstandsetzung wird meistaus holzschutztechnischen Gründen notwen-dig. Die exponierten Hirnholzflächen der Bau-teile sowie Undichtigkeiten im Dachbereichführten häufig zu Feuchteschäden der Kon-struktion.

Im Folgenden werden verschiedene Instand-setzungsmethoden sowohl für die Sanierungvon Sparrenfüßen als auch für die Balken-kopfsanierung aufgezeigt.



Abb. 5.3: Statisches System des Daches mit Lasten

Abb. 5.4: Schnittgrößen aus der EDV-Berechnung

Methode 1 – Instandsetzung durch gera-des Blatt und Versatz

Bei der Instandsetzung des Sparrens durchAnblattung eines neuen Holzes kann nach-träglich eine zimmermannsmäßige Verbin-dung hergestellt werden, die den heutigenBemessungsvorschriften entspricht.

Für die Verbindungsmittel ist die negativeNormalkraft (Druckbeanspruchung) ohne Ein-fluss, da sie bei Ausführung eines Passstoßesüber die Kontaktflächen (Kontaktpressung)übertragen wird. Wenn Zugkräfte auftretenoder eine Kraftübertragung über Kontakt-pressung nicht möglich ist, müssen die Nor-malkräfte als Kraftkomponenten auf die Verbindungsmittel verteilt angesetzt werden.Die ungeschädigte Bausubstanz der histo-rischen Dach- bzw. Deckenkonstruktion wurde infolge einer visuellen Begutachtung indie Sortierklasse NH S10 nach DIN 4074-1:2003 eingeordnet.

Wahl der VerbindungsmittelDie auf die Verbindungsmittel wirkendenKopplungskräfte können nach [11] wie folgtbestimmt werden:

⇒ gewählt: 1 x Dübel besonderer Bauart, TypC (System BULLDOG), Ø 75 mm, zweiseitigpro Anschlusshälfte mit Bolzen M16

(zul. F = 8,0 kN nach DIN 1052:1988/1996Teil 2, Tabelle 6 für einen Kraft-Faser-Winkel = 90°)

Schubnachweis des reduzierten Querschnittesder Blattung (mit Abzug der Dübelfehlfläche∆A n. DIN 1052:1988/1996, Teil 2, Tab. 6)

= 0,071 kN/cm2

Biegespannungsnachweis des reduziertenQuerschnittes der Blattung (Dübelfehlfläche∆A vernachlässigbar, da die Randfasern denvollen Querschnitt aufweisen)

= 0,81 kN/cm2



Abb. 5.5: Prinzip der Sparrenfußinstandsetzung mitgeradem, stehendem Blatt

Die Instandsetzungslösung mit langem oderschrägem Blatt wird von der Denkmalpflegebevorzugt, da sie das historische Erschei-nungsbild wenig stört. Grundlegende geo-metrische Größen sind in Abb. 5.5 dargestellt.Die „Schadenslänge“ �1 wird oft von einemHolzschutzgutachter bestimmt und ist somiteine vorgegebene Größe. Wichtig für denweiteren Rechengang sind die Schnittgrößenim Abstand des Anschlussschwerpunktes Szum Fußpunkt.

In diesem Beispiel sollen folgende Größenangenommen werden:Schadenslänge �1 = 80,0 cmBlattlänge �B = 100,0 cmKopplungslänge �2 = 60,0 cm

Bemessen wird der Anschluss für die aus derEDV-Rechnung folgenden Schnittgrößen:Im Schwerpunkt der Verbindungsmittel(Lastfall H)Nachweispunkt xS: 1,30 mNormalkraft NS: –11,80 kNQuerkraft QS: 1,87 kNBiegemoment MS: 3,54 kNm

Für den Nachweis des Blattquerschnittes(halber Sparrenquerschnitt, Lastfall H)Nachweispunkt xBl: 1,80 mNormalkraft NBl: –11,30 kNQuerkraft QBl: 1,22 kNBiegemoment MBl: 4,31 kNmFür den Nachweis des Versatzes (Lastfall H)maximale Strebenkraft NS: –14,30 kN Abb. 5.6: Anschluss-Skizze

Ansicht B

FM Q

kNS S1

2 23 540 6

1872

6 83= + = + =�

,,

,,

F

M QkNS S

22 2

3 540 6

1872

4 97= − = − =�

,,

,,

max. ,τ = ⋅1 5max.Q

An

vorhzul

..

,, , ,

ττ = = <

0 710 9 0 79 1 0

vorh.F

zul.F= = <

6 83

8 00 85 1 0

,

,, ,

A =A - A -b d +0,1n Brutto Dübel Bolzen∆ ⋅( )A =8 20-2,6-8 143,8 cmn ⋅ ⋅ + =( )1 6 0 1

2, ,

max.σ = =

⋅⋅

=⋅⋅

M

W

M

b hBl Bl6 6 431

8 202 2

max. ,

,,

τ = ⋅156 83

143 8

Nachweis des Versatzes

⇒ gewählt: Versatztiefe tV = 4,0 cm; �V,vorh. sei 15 cm; α = 47°

(vgl. DIN 1052:1988/1996 Teil 1, Abschnitt5.1.5)

Ergebnis: Wenn die Vorhölzer der Konstruk-tion visuell ohne Schäden, keine Risse vor-handen sind und das Holz trocken ist, mussdie in [53] empfohlene Vorholzlänge von min-destens 200 mm nicht eingehalten werden(siehe auch Abschnitt 3.5).

Methode 2 – Instandsetzung mit beid-seitig angebrachten Laschen

Die Methode mit beidseitig angeordnetenLaschen eignet sich besonders, wenn dieVorholzlänge des historischen Anschlusses zugering ist. Durch Anbringen von Laschen amDeckenbalken können die maßgebendenSchnittkräfte über die neu eingebauten Holz-bauteile geleitet werden. Der Nachteil dieserVerbindung liegt darin, dass Sparren- undDeckenbalkenbreite in etwa gleich seinmüssen.

Es seien die gleichen Voraussetzungen wie beiMethode 1 gegeben. Der Sparren undDeckenbalken werden mit 2 Holzlaschen b/h= 8/20 cm NH S10 nach DIN 4074-1:2003instandgesetzt. Die Laschen werden nichtgesondert nachgewiesen, da das volleWiderstandsmoment erhalten bleibt.

Schadenslänge �1 = 80,0 cmLaschenlänge �S = ca. 170,0 cmKopplungslänge �2 = 60,0 cm

Bemessen wird der Anschluss für die aus derEDV-Rechnung folgenden Schnittgrößen:

Im Schwerpunkt der Verbindungsmittel deroberen Laschenhälfte:Nachweispunkt xS: 1,30 mNormalkraft NS: –11,80 kNQuerkraft QS: 1,87 kNBiegemoment MS: 3,54 kNm

Für den Nachweis des Versatzesmaximale Strebenkraft NS: –14,30 kN

Wahl der VerbindungsmittelDie auf die Verbindungsmittel wirkendenKopplungskräfte werden analog Methode 1bestimmt:

Da die gesamte Anschlusskraft über neu ver-bautes Holz übertragen werden soll, müssendie Verbindungsmittel bei dieser Methodeauch für die Normalkraft bemessen werden.

⇒ gewählt: 8 Passbolzen Ø 12 mm in 2 Ver-bindungsmittelgruppen zu je 4 Passbolzen

(nach DIN 1052:1988/1996 Teil 2, Abschnitt5.8)

zulässige Kraft pro Passbolzen für dasMittelholz (mit Stoffkennwerten nach DIN1052:1988/1996 Teil 2, Tabelle 10):

zulässige Kraft pro Passbolzen für die beidenSeitenhölzer (mit Stoffkennwerten nach DIN1052:1988/1996 Teil 2, Tabelle 10):

⇒ maßgebend für den Anschluss:zul. Nst,b = 7,34 kN

Berechnung des Kraft-Faser-Winkels



vorhzul

..

,, ,

σσ

= = <8 110

0 81 10

b t zulV D.

cos

, /⋅ ⋅

σα

α 2

2

2

zul D. , , , sin, /σ α 2 0 85 0 85 0 2472

= − −( ) ⋅

zul kN cm N mmD. , / , /, /σ α 22 20 59 5 9= =

kN,

cos,

⋅ ⋅

=16 4 0 59

472

44 92

erfNb zulV.

cos.

, cos,

,� =⋅⋅

=⋅⋅

=ατα

14 3 4716 0 09

6 777 cm

vorh N

zul NS

S

.

.,,

, ,= = <14 345 0

0 32 10

erf

vorhV

V

.

.,,

, ,��

= = <6 7715 0

0 45 10

Abb. 5.7: Prinzip der Sparrenfußinstandsetzung mitseitlichen Laschen

FM Q

kNS S1

2 23 540 6

1872

6 83= + = + =�

,,

,,

FM Q

kNS S2

2 23 540 6

1872

4 97= − = − =�

,,

,,

zul Nzul a d

B dst b

l st b

dt b

. min.

,

,

,

=⋅ ⋅

⋅

−

−

σ 10

10

3

2 3

zul Nst b. min,

, =⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅

−

−

8 5 160 12 10

51 12 10

3

2 3=

16 32

7 34

,

,

kN

kN

zul Nst b. min,

, = ⋅⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅

−

−2

5 5 80 12 10

33 12 10

3

2 3

=

10 56

9 50

,

,

kN

kN

Abb. 5.8: Kraft-Faser-Winkel der Resultierenden

⇒ Abminderung n. DIN 1052:1988/1996 Teil2, Abschnitt 5.9:

⇒ zulässige Passbolzenkraft:

Berechnung der resultierenden Kraft auf eineVerbindungsmittelgruppe

Tragfähigkeitsnachweis

Nachweis des Versatzes

Der Nachweis des Versatzes erfolgt analogdem Nachweis in Methode 1 mit halber Kraftund halber Versatzbreite!

α =

=

= °arctan arctan,,

F

NS

1 6 83118

30

η

αst = − = − =1

3601

30360

0 92,

zulN zulN kNst b st st b. . , , ,, , ,α η= ⋅ = ⋅ =0 92 7 34 6 75

F N F kNs SRe , , ,= + = + =2

12 2 2118 6 83 13 63

vorh Fzul F

F

n zulNs

st st b

.. .

,,

Re

, ,

=⋅ ⋅

=α

13 634 6 75

00 50 10, ,<

zul.Ns =

zul.Ns =

zul.σD DII DII Dzul zul zul, / . . . sinα σ σ σα

2 = − −( ) ⋅⊥ 22

Methode 3 – Anschlussverstärkung mit Knagge und Fersenversatz

Es ist möglich, dass Sparren- und Decken-balkenquerschnitt ausreichend bemessen sindund lediglich der Anschluss Sparren-Zugband(der Deckenbalken wirkt als Zugband undnimmt die Horizontalkräfte des Sparren-daches auf) nicht die heutigen Anforderun-gen erfüllt. Eine Instandsetzung durch einemit einem Fersenversatz versehene Knagge istdann aus wirtschaftlicher Sicht eine günstigeVariante.Gegeben seien die Abmaße wie zuvor, eben-falls die Strebenkraft NS = 11,80 kN (LastfallH). Weitere Größen wie folgt:

tk = Tiefe der Aufklauung = 2,0 cmtv = Versatztiefe = 4,0 cmLa = Anschlusslänge = 34,0 cmLv = Hebelarm der Reaktionskräftee = Ausmitte

Berechnung der erforderlichen Aufklauung

Bedingung:

mit: bSp = Sparrenbreitezul. σD,II = 8,5 N/mm2

n. DIN 1052:1988/1996, Teil 1, Tabelle 5

⇒ gewählt: tk = 2 cmKnagge 16/16 cm NH S10

Berechnung der Ausmitte

Berechnung der Reaktionskräfte

Hebelarm:

Momentengleichgewicht:

Nachweis der Reaktionskräfte

⇒ gewählt: Bolzen M16 mit Scheibe nach DIN 440dS,a = Außendurchmesser der Scheibe

= 6,8 cm bei Bolzen M16dS,i = Innendurchmesser der Scheibe

= 1,6 cm + 0,1 cm Lochspiel= 1,7 cm

Spannung unter der Unterlegscheibe:

maximale Randdruckspannung in der Kon-taktfuge

Der Spannungsnachweis des Bolzens wirdhier nicht geführt.

Nachweis des Fersenversatzes

⇒ gewählt: Versatztiefe tV = 4,0 cm;�V,vorh. sei 35 cm; α = 47°

(vgl. DIN 1052:1988/1996 Teil 1, Abschnitt5.1.5)



Abb. 5.9: Anschluss-Skizze

Abb. 5.10: Prinzip des Kräfteverlaufs derKnaggenlösung in Anlehnung an [11]

zul vorhD D. ., ,σ σ⊥ ⊥>

vorhN

b terf t

N

b zulD IIS

Sp kk

S

Sp D II

. ..,

,

σσ

=⋅

⇒ >⋅

erf t cmk.

,,

,>⋅

=1180

16 0 850 86

e h

t tKnagge

k V= − −⋅2 2 cosα

e cm= − −

⋅=16

22

42 47

12 06cos

,

L L cmV a= = ⋅ =

56

56

34 0 28 33, ,

N e F LS Z V⋅ = ⋅

F FN e

LkNZ D

S

V

= =⋅

=⋅

=14 3 12 06

28 336 09

, ,,

,

σπD

Z

S a S i

F

d d,

, ,( )⊥ ≈

⋅

⋅ −

42 2

σ

πD kN cm,

,

( , , ), /⊥ ≈

⋅

⋅ −=

4 6 09

6 8 1 70 18

2 22

σD N mm, , /⊥ ≈18 2

vorhzul

..

,,

, ,σ

σ= = <

182 0

0 90 10

σDD

Knagge a

F

b L,

,,⊥ =

⋅⋅

=⋅⋅

4 4 6 0916 34 0

σD kN cm N mm, , / , /⊥ = =0 045 0 452 2

vorhzul

..

,,

, ,σ

σ= = <

0 452 0

0 23 10

zul N

b t zulS

V D..

cos,=

⋅ ⋅ σα

α

zul zul zul zulD DII DII D. . . . sin,σ σ σ σ αα = − −( ) ⋅⊥

zul D. , , , sin,σ α = − −( ) ⋅0 85 0 85 0 2 47

zul kN cm N mmD. , / , /, /σ α 2

2 20 37 3 7= =

zulN kNS.,

cos,=

⋅ ⋅=

16 4 0 3747

34 7

erf

Nb zulV.

cos.

, cos,

,� =⋅⋅

=⋅⋅

=ατα

14 3 4716 0 09

6 777 cm

vorh N

zul NS

S

.

.,,

, ,= = <14 334 7

0 41 10

erf

vorhV

V

.

.,,

, ,��

= = <6 7735 0

0 20 10

5.9.2 Balkenkopfinstandsetzung

Mögliche Lösungen für die Instandsetzungvon Balkenköpfen bei Deckenkonstruktionensind ausführlich in [6] behandelt. Nachfol-gend wird für zwei häufig durchgeführteBalkenkopfinstandsetzungsarten die statischeBerechnung aufgezeigt. Gegeben sei eineKreuzstakendecke (Eichenholz = Laubholz A)mit einer Spannweite von 5,0 m. Der Balken-abstand betrage 80 cm, die Deckenbalkenhaben einen Querschnitt von b/h = 20/24 cm.Als Eigenlast der Decke wird ein Betrag von3,0 kN/m2 angenommen.Die Balkenköpfe weisen Schädigungen durchNassfäuleerreger auf, da ihre Hirnholzflächender Feuchtigkeit ausgesetzt waren. Die Scha-denslänge beträgt 80 cm.

Belastungg = 3,0 kN/m2 · 0,80 m = 2,4 kN/mp = 2,0 kN/m2 · 0,80 m = 1,6 kN/mq = g + p = 4,0 kN/m

Schnittgrößen im Anschlussschwerpunkt

Wahl der Verbindungsmittel

Die auf die Verbindungsmittel wirkendenKopplungskräfte können nach [11] wie folgtbestimmt werden:

⇒ gewählt:2 x Laschen Kerto–S; b/h = 4,5/20 cm;4 zweiseitige Einlassdübel Typ A (SystemAPPEL) Ø 65 mm in 2 Verbindungsmittel-gruppen pro Lasche mit Klemmbolzen M12

Belastung eines Dübels (F1 maßgebend):

Dübelnachweis:zul. FD nach Tabelle 4 in DIN 1052:1988/1996, Teil 2 (nach Zulassung Z-9.1-100,Abschnitt 3.1.6 auch verbindlich für dieVerbindungsmittelbemessung in Kerto–S):FD,90 = 9,0 kN

(nach DIN 1052:1988/1996 Teil 2, Abschnitt5.8)

Biegespannungsnachweis der LaschenML = MS/2 = 5,04 kNm

Zulässige Biegespannung für Kerto–S nachZulassung Z-9.1-100, Tabelle 1 zul. σ = 20 N/mm2:

Maßgebende Querkraft im KopplungsbereichBalken:

Laschen:



Abb. 5.11: Statisches System mit Belastung

Die ungeschädigte Bausubstanz der histo-rischen Deckenkonstruktion wurde infolgeeiner visuellen Begutachtung in die Sortier-klasse LS 10 (Eiche) nach DIN 4074-5:2003eingeordnet.

Methode 1 – Balkenkopfinstandsetzungmit Laschen aus FurnierschichtholzKerto–S nach bauaufsichtlicher Zulas-sung

Anschlussprinzip

Abb. 5.12: Prinzip der Balkenkopfinstandsetzung mitseitlichen Laschen

Schadenslänge �1 ca. 80,0 cmKopplungslänge �2 = 80,0 cmAbstand Verbindungsmittel-SchwerpunktS = t/2 + �1 + a + �2/2 = 140,0 cm

Schnittgrößen

max.

, ,Q

qkN=

⋅=

⋅=

�2

4 0 5 02

10

max., ,

,Mq

kNm=⋅

=⋅

=�2

84 0 5 0

812 5

2

Q Q q S kNS = − ⋅ = − ⋅ =max. , ,10 4 1 4 4 4

M Q Sq S

S = ⋅ −⋅

max.2

2

M kNmS = ⋅ −⋅

=10 1 44 0 1 4

210 08

2

,, ,

,

FM Q

kNS S1

2 210 08

0 84 42

14 8= + = + =�

,,

,,

F

M QkNS S

22 2

10 080 8

4 42

10 4= − = − =�

,,

,,

F

FkND = = =1

214 8

27 4

,,

vorh Fzul F

..

,,

, ,= = <7 49 0

0 82 10


σBL

L L

M

b hkN cm=

⋅⋅

=⋅⋅

=6 6 504

4 5 20168

2 22

,, /

vorhzul

..

,,

, ,σ

σ= = <

16 820 0

0 84 10

vorhzul

..

,,

, ,τ

τ= = <

0 4610

0 46 10

vorhzul

..

,,

, ,τ

τ= = <

0 582 0

0 29 10

max. ,Q F kNB = =1 14 8

max. ,max

τ = ⋅15Q

AB

B

max. ,

,, /τ = ⋅

⋅=15

14 820 24

0 046 2kN cm

max. ,Q

FkNL = =2

25 2

max. ,max.

τ = ⋅15Q

AL

L

max. ,,

,, /τ = ⋅

⋅=15

5 24 5 20

0 058 2kN cm

zulässige Kraft pro Passbolzen für Seiten-hölzer einer einschnittigen Verbindung (mitStoffkennwerten nach DIN1052:1988/1996Teil 2, Tabelle 10, maßgebend sind die Wertefür Laubholz A (Eiche):

⇒ maßgebend für den Anschluss zul. Nst,b = 10,0 kN

⇒ Abminderung n. DIN 1052:1988/1996, Teil2, Abschnitt 5.9:

⇒ zulässige Passbolzenkraft:

Tragfähigkeitsnachweis

Moment am Blattende

Biegespannungsnachweis des reduziertenQuerschnittes der Anblattung (Passbolzen-fehlfläche ∆A vernachlässigbar, da die Rand-fasern den vollen Querschnitt aufweisen)

⇒ gewählt: angeblattetes Holz Eiche LS10

Biegespannungsnachweis des reduziertenQuerschnittes

Schubnachweis des reduzierten Querschnittesam Blattanfang (Passbolzenfehlfläche ∆A ver-nachlässigbar!)

maßgebende Querkraft im Kopplungsbereich

max. Q = F1 = 17,1 kN



Abb. 5.14: Prinzip der Balkenkopfinstandsetzung mitgeradem, stehendem Blatt

Schadenslänge �1 = 60,0 cmAbstand Verbindungs-mittelschwerpunkt S ca. 110,0 cmKopplungslänge �2 = 60,0 cm

Schnittgrößen

Schnittgrößen im Anschlussschwerpunkt

Wahl der Verbindungsmittel

Die auf die Verbindungsmittel wirkendenKopplungskräfte können nach [11] wie folgtbestimmt werden:

⇒ gewählt: 8 Passbolzen Ø 20 mm in 2Verbindungsmittelgruppen zu je 4 Passbolzen

mit a = b/2 = 20/2 = 10 cm(nach DIN 1052:1988/1996 Teil 2, Abschnitt5.8)

Methode 2 – Balkenkopfinstandsetzungmit stehendem Blatt

Im Vergleich zur Anlaschung wird bei Aus-führung einer stehenden Blattverbindung diehistorische Konstruktion in ihrer Erscheinungwenig gestört.

Anschlussprinzip

max.

, ,Q

qkN=

⋅=

⋅=

�2

4 0 5 02

10

max.

, ,,M

qkNm=

⋅=

⋅=

�2

84 0 5 0

812 5

2

Q Q q S kNS = − ⋅ = − ⋅ =max. , ,10 4 11 5 6

M Q Sq S

S = ⋅ −⋅

max.2

2

M kNmS = ⋅ −

⋅=10 11

4 0 112

8 582

,, ,

,

FM Q

kNS S1

2 28 580 6

5 62

17 1= + = + =�

,,

,,

FM Q

kNS S2

2 28 580 6

5 62

115= − = − =�

,,

,,

zul Nzul a d

B dst b

st b

st b

. min.

,

,

,

=⋅ ⋅

⋅

−

−

σ� 10

10

3

2 3

zul Nst b. min,

, =⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅

−

−

5 0 100 20 10

27 20 10

3

2 3=

10 0

10 8

,

,

kN

kN

η

αst = − = − =1

3601

90360

0 75,

zulN zulN kNst b st st b. . , , ,, , ,α η= ⋅ = ⋅ =0 75 10 0 7 5

vorh Fzul F

F

n zul Nst st b

.. .

,,

,, ,

=⋅

=⋅

=1 17 14 7 5

0 5α

77 10< ,

M Q S

q S

BE = ⋅ +

−⋅ +

max.�

�

2

2

2

2

2

2

MBE = ⋅ +

−⋅ +

10 110 62

4 0 110 62

2

2

,,

, ,,


M kNm kNcmBE = =10 08 1008,

max./ /

σ = =⋅

⋅=

⋅⋅

M

W

M

b hBE

BE

Bl6

2

6 1008

20 2 242 2

max. , /σ =105 2kN cm

vorhzul

..

,, ,

σσ

= = <10 511

0 95 10

vorhzul

..

,,

,τ

τ= =

1010

10

max. ,max.

,max.

τ ≈ ⋅ ≈ ⋅⋅

15 15

2

QA

Qb

hn

max. ,

,/

, /τ = ⋅⋅

=1517 1

20 2 240 106 2kN cm


Erneuerung von FachwerkbautenAusgeführte Beispiele

6 Ausgeführte Beispiele

6.1 Rathaus

1. Objekt:

Altes Rathaus Esslingen

Bauherr: Stadt Esslingen

Statik: Dr.-Ing. Heinz Meissnest, Esslingen

Architekt: Architekturbüro Habrik, Esslingen

Holzbau: Holzbau Scharpf, Esslingen

2. Objektbeschreibung/Konstruktionsprinzip• Alemannischer Fachwerkbau, ausgeführt in Eichenholz• 1430 als „Neues Haus“ in den Steuerbüchern der Stadt erwähnt, Datierung des Holzes auf 1422/23 • ursprünglich als Steuerhaus und Markthalle genutzt, Erdgeschoss als offene Halle gestaltet• 1586 bis 1589 umgebaut und Bauwerk ergänzt um Renaissancefassade• ab 1710 Nutzung als Rathaus, Steuerstuben im Obergeschoss und Dachgeschoss als Lager für Getreide• 1791/92 erneuter Umbau• 1994-2000 umfassende Instandsetzung und Beseitigung von Bauschäden3. Bauzustand/Schadensschwerpunkte Schadenskartierung des Tragwerkplaners

• mangelnde Funktionstüchtigkeithistorischer Verbindungen

• Schäden an Schwellen und Rähmen• umfangreiche Schäden an der tragenden

Konstruktion, insbesondere den Stielen,Holzbalken und Pfetten

• Befall durch Hausbock undNassfäuleerreger

4. Instandsetzung Planung der Absteifung

• Ersatz von Bauteilen (z.B. Schwellen)und Instandsetzung erfordertenzwängungsfreie Entlastung der Bauteileund Verbindungen

• umfangreiche Abstützungen/Spießarbeiten notwendig

• gesonderte Tragwerksplanung für dieKonstruktion der Abstützung,pro Stütze Lasten von 50–100 kN

• Entlasten der historischen Holz-konstruktion durch Anheben mittelsSchraubwinden

5. Endzustand

37Erneuerung von FachwerkbautenAusgeführte Beispiele


Kategorie 2 :Die Schäd igung der Hölzer liegt zwisc hen 30 und 60%. Hier sind die angrenzenden Gefac he abzunehmen. Nac h dem Grad der Schädigung sind einige Hölzer auszutauschen.

Schäden/Verwerfungen der Dielen

ohne Verbretterung

Risse und Fehlstellen des Putzes

Legende weitere Schäden :

Kategorie 3 :Die Sc häd igung der Hölzer liegt über 60%.Hier sind d ie angrenzenden Gefac he abzunehmen. Die Hölzer sind komp lett zu erneuern, angrenzende Hölzer sind auf Sc häden zu untersuchen.

Legende Schadkategorien :

Kategorie 1:Es sind keine größeren sichtba ren Sc häden an den Hölzern zu verzeic hnen. Die Sc häd igung der Hölzer liegt unter 30%. Hier sind keine Maßnahmen vorzusehen.

Passstüc k anarbeiten

Eckstiel gebrochen!!

Strebe stark nach außen verformt!!

Destruktions- und Kernfäule=> auswec hseln

Hölzer erneuern

Legende Maßnahmen :

6.2 Umnutzung eines Wohngebäudes zur Begegnungsstätte

1. Objekt:Umbau und Instandsetzung eines Fachwerk-hauses zu einer Kultur- und Begegnungsstätte14943 Luckenwalde/Brandenburg

Architekt: IDE Architektur- und Ingenieurbüro14943 Luckenwalde

Tragwerks- ibs Ingenieurbüro für Baustatikplanung: 15366 Dahlwitz-Hoppegarten

2. Objektbeschreibung/Konstruktionsprinzip• zweistöckiges, teilunterkellertes Gebäude mit einstöckigen Anbauten• Sichtfachwerk, Ausfachung mit Ziegelsteinen• Kehlbalkendach mit Krüppelwalm und zweifach stehendem Stuhl, Stabilisierung in Längsrichtung durch Kopfbänder, in Querrichtung durch Fachwerkwände• Geschossdecken als Holzbalkendecken ausgebildet, Nennquerschnitt b/h = 24/24 cm, durch Anordnung von Überzügen als Dreifeldträger• gemauerter Gewölbekeller3. Bauzustand/Schadensschwerpunkte Schadenskartierung

• Geschosstreppen: flächendeckender Befalldurch Anobien und Hausbock, teilweiseBraunfäule

• Holzbalkendecken des gesamten OG weisenwellige Unebenheiten auf

• flächendeckend Anzeichen von Anobien und Haus-bock im Dachstuhl, Schadenserreger nicht aktiv

• durch Einbau eines Hängewerks wurde dieKehlbalkenebene mehrfach durchtrennt

• Sparren im Querschnitt stark geschwächt• Fassaden durch das Eindringen von Feuchtig-

keit durch Fugen, Risse und Fehlflächen des Putzes geschädigt

• Schwelle auf gemauertem Sockel durch aufsteigende Feuchtigkeit umlaufend be-schädigt, Mischbefall von Hausbock, Anobienund Destruktionsfäule

4. Instandsetzung/Feuchteschutz• Einbau einer Sperrschicht Unterkante oberste

Ziegelschicht, um aufsteigende Feuchtigkeitzu vermeiden

• Ausbau der Gefache oberhalb der Schwelle• teilweises Kappen der Sparren und Anbringen

von traditionellen Verbindungen• Rückführung der Dachkonstruktion zum

statischen System eines Kehlbalkendachesdurch traditionelle Verbindungen

• Instandsetzung der Balkenköpfe durchstehende Blattverbindungen

• Ertüchtigung der Sparrenfußpunkte durchKnaggen mit Fersenversatz

• Wiederherstellung der Zugbandwirkung der Deckenbalken des Dachgeschosses

• Erneuerung der Dacheindeckung – Abdichtung der Dachkonstruktion

Bauphysikalische Ertüchtigung

• nach Dämmmaßnahmen U-Wert = 0,45 W/(m2 K)

5. Endzustand


Erneuerung von FachwerkbautenAusgeführte Beispiele

Die Blockstube besteht aus allseitig längs bebeiltenStämmen, an den Ecken mittels abgeschrägtemWeichschwanzeckblatt unlösbar verbunden. DieDichtung zwischen den Stämmen erfolgte durchEinlage von leinölgetränktem Werg. Das früherunbeheizte Obergeschoss war lediglich mit einer 8 cmstarken Strohlehmfüllung ausgestakt.

Bauartbedingte Problemzonen der Bauweise sind:

• Feuchtigkeitsschäden am Fußpunkt der Umgebinde-ständer und der Blockstuben, verursacht durchNiederschlag auf die Oberseite der Fundamente

• Wärmebrücken am Anschluss Fundament/Fußbodenund Umgebinde/Decke über EG

6.3 Umgebindehaus

1. Objekt:

Oberlausitzer Umgebindehaus von 1738

Architekt: Dipl.-Ing. Knut Wolf, Kurort Jonsdorf

Bauweise: Langständerbau über 2 Geschosse,2 Blockholzstuben umbindend

2. Objektbeschreibung/KonstruktionsprinzipDie Umgebindehäuser der Oberlausitz bilden eineeinmalig individuelle Kulturlandschaft in Europa, in derFachwerk- und Holzblockbau an einem Haus zur Einheitverschmelzen. Allen gemeinsam ist das frei vor der Holzblockstube stehende Stützgerüst aus Säulen, Knaggen oder Kopfbändern und Spannriegeln, das „Umgebinde“, welches Obergeschoss und Dach trägt.

3. Bauzustand/Schadensschwerpunkte Schadensaufnahme des Tragwerkplaners• schwere Schäden sämtlicher eingemauerter (!)

Schwellhölzer der Blockstuben sowie der Fußpunkteder Langständer durch diverse Nassfäuleerreger.

• Befall durch Echten Hausschwamm an Holzdielung,Blockstube, Tür- und Fensterbekleidungen.

• erhebliche Verformungen des Fachwerks im OG und Bruch mehrerer Deckenbalken infolge Kraft-umlagerungen durch ausgebaute tragende Fachwerk-teile und „eingesunkene“ Ständerfüße.

• kleine Blockstube, Teile der großen Blockstube und desUmgebindes aufgrund von Pilzschäden durch Mauer-werk ersetzt, Hausschwammbefall am Übergang.

• starker Hausbockbefall und Nassfäulepilze an der Wetterseite

4. Instandsetzung/Feuchteschutz• Absenkung des Geländes, Entwässerung des

Fundamentbereiches, Einbau Bauwerksabdichtung• Abbruch späterer An- und Umbauten, Freilegen und In-

standsetzung der historischen Oberlaube zum Garten• Instandsetzung und Ergänzung schadhaften

Fachwerks und der Holzbalkendecken mit Altholzaus benachbartem Fabrikabbruch, traditionelle Zapfen- und Blattverbindungen.

• Einbau eines Holzsprengwerkes im 1. OG zur Auf-nahme von Deckenlasten, Anschlüsse mit verdeckteingebautem Kerto-Schichtholz und Hartholzdübel.

Bauphysikalische Ertüchtigung

• Instandsetzung/Ergänzung der beiden Blockstuben mittels Neuholz, Berücksichtigung des Schwind-maßes. Winddichtung mittels zusätzlicher Feder und eingelegtem Dichtmaterial, Eckverbindung der Reparaturstellen mittels doppelt schrägem Eckblatt

• Reparatur der Ausfachungen mit Strohlehm, Ergänzungen mit Holzleichtlehm u. Lehmbausteinen

• Verstärkung der Sparren durch Aufdopplung, Dachdeckung mit geborgenen Handstrich-Biberschwänzen.

• Einbau von neuen kittlosen Holzkastenfenstern• bauphysikalische Sanierung gemäß Anforderungen

der EnEV 2002

5. Endzustand

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39Erneuerung von FachwerkbautenInhalt


7 Literatur

8 vorschriften/normen/verordnungen

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