Urbaner Holzbau Kühl, Michael
Die Bautechnik,
11/2021, Volume:
98, Issue:
S2
Journal Article
Abstract
Die verheerenden Stadtbrände im Mittelalter und der Siegeszug des Stahlbetons nach dem Zweiten Weltkrieg haben dazu geführt, dass Holz als Baustoff in deutschen Großstädten quasi nicht ...vorhanden ist. Seit einigen Jahren nun erlebt der Baustoff durch die Änderung der Bauordnungen und die verstärkten Nachhaltigkeitsdebatten einen enormen Aufschwung. So auch in Berlin, wo mit dem Projekt „Walden 48“ eines der größten Holzgebäude der Hauptstadt entstanden ist. Das Wohngebäude ist eine Hybridkonstruktion mit Holz‐Betonverbunddecken, tragenden Brettsperrholzschotten und Stahlbetonkernen. Weitgespannte Decken, auskragende wandartige Träger aus Brettsperrholz, hoch belastete Stützen aus BauBuche in den Untergeschossen und hölzerne Fassaden mit hohen schalltechnischen Anforderungen zeigen eindrucksvoll die Leistungsfähigkeit des modernen Holzbaus im urbanen Kontext.
Throughout the last two decades the timber building sector has experienced a steady growth in multi-storey construction. Although there has been a growing number of research focused on trends, ...benefits, and disadvantages in timber construction from various technical perspectives, so far there is no extensive literature on the trajectory of emerging architectural typologies. This paper presents an examination of architectural variety and spatial possibilities in current serial and modular multi-storey timber construction. It aims to draw a parallel between architectural characteristics and their relation to structural systems in timber. The research draws from a collection of 350 contemporary multi-storey timber building projects between 2000 and 2021. It consists of 300 built projects, 12 projects currently in construction, and 38 design proposals. The survey consists of quantitative and qualitative project data, as well as classification of the structural system, material, program, massing, and spatial organization of the projects. It then compares the different structural and design aspects to achieve a comprehensive overview of possibilities in timber construction. The outcome is an identification of the range of morphologies and a better understanding of the design space in current serial and modular multi-storey mass timber construction.
Im Rahmen dieses zweiteiligen Beitrags wird auf die brandschutztechnische Bemessung für Brettsperrholzelemente und ‐konstruktionen eingegangen und deren Besonderheit im Vergleich zu Voll‐ und ...Brettschichtholz aufgezeigt. Der zweite Teil erläutert die Nachweisansätze der raumabschließenden Funktion von bekleideten und unbekleideten Brettsperrholzbauteilen, stellt die Prinzipien zur brandschutztechnisch sicheren Detailausbildung dar und gibt Erläuterungen zum Einfluss von Brettsperrholz auf die Branddynamik.
This paper presents a new approach to robotic fabrication in the building industry through the conceptualization, development and evaluation of a largescale, transportable and flexible robotic timber ...construction platform – named TIM. Novel solutions are necessary to make robotic fabrication technologies more accessible for timber construction companies. The developed robotic system is location independent and reconfigurable. It can be rapidly integrated into existing fabrication environments of typical carpentries on a per-project basis. This allows the exploitation of emerging synergies between conventional craft and specialized automation technologies and benefits both quality and productivity of the trade. We portrait how the platform enabled the effective robotic prefabrication of a complex segmented wood shell structure and discuss the fabrication system based on critical performance parameters. Further research is needed to disentangle the mutual dependencies of building-systems and respective automation technologies.
Display omitted
•An overview of the current state of the art in timber construction automation and digital timber construction research is given•The need for flexible, location independent robotic fabrication is identified•The focus is set on the conceptualization and development of an experimental, transportable robotic timber construction platform•A semi-industrial production case study is portrayed•The platform is evaluated on the basis of multiple industry-relevant criteria
The field of architecture is more and more referring to wood as a sustainable solution for satisfying the need of new buildings while offsetting carbon emissions. In parallel, the research in Robotic ...Timber Construction (RTC) has evolved rapidly, focusing both on fabrication and assembly processes in order to improve the productivity of the construction industry and extend the production digital chain. This paper presents an original workflow for the automation from design to layered robotic assembly of reversible timber structures, aided by human-robot collaboration. An advanced digital design workflow for non-standard timber structures is established, shifting the focus towards the assembly of a kit of discrete wood elements into larger configurations that can be reconfigured in time. Linked to this, collaborative robots are employed for grasping, positioning and fixing of discrete timber elements, with the introduction of a multi-phase end effector that connects wood elements through reversible joinery. As such, the work introduces fundamental design and manufacturing concepts for an automated construction process that extends the material life cycle of wood, and consequently, its carbon store. The enhancement of robotic assembly is here achieved with the (1) integration of a feedback system based on location and force signals, and (2) human collaboration to provide immediate assistance to the robot in the case the signals do not match the defined assembly conditions. The various developments are applied to a research demonstrator which crystallizes the various design, constructional, and manufacturing inputs into a physical output, which is discussed from multiple viewpoints, in order to delineate relevant areas for future studies.
•Multi-stage assembly procedure of discrete timber elements into large structures.•Novel robotic process for the layered assembly of reversible timber structures.•Computational workflow for structural optimization and performative blocks layout.•Connections optimization algorithm, to compute the number and position of bolts.•Completion of experimental structure Robotic Reversible Timber Beam through HRI.
Abstract
The future of future generations of humanity is conditioned by the decisions, actions and behavior of contemporary society towards the surrounding nature. The current critical state of the ...environment caused by the human factor forces one to think about a change in thinking in relation to ecology. Progress in this direction and the pursuit of a sustainable way of life is also felt in the construction sector. Modern wooden buildings are an environmental alternative to buildings made of energy-intensive materials. This type of construction is currently experiencing great success worldwide and is already part of the standard of living in many countries. Progress in this ecological way of construction has been recorded in recent years by the construction industry in Slovakia, but in its development it is progressing much more slowly than other countries of the European Union. The potential behind the development of wood-based structures is currently not fully exploited and it is therefore necessary to pay increased attention to research and innovation in the timber construction sector. The work deals with a survey of consumer preferences in the field of wooden buildings.
Der Anteil begrünter Gebäudehüllen wächst seit einigen Jahren stetig. Neben der temperaturregulierenden Eigenschaft, der akustisch dämpfenden Wirkung und der Bindung von Feinstaub tragen ...Fassadenbegrünungen zu einem harmonischen Stadtbild bei. Gleichzeitig wird auch der Holzbau zunehmend etabliert, sodass eine Kombination beider Systeme im Sinne einer nachhaltigen Bauweise zielführend erscheint. Bislang sind keine Ergebnisse von Brandversuchen an einer begrünten Holzfassade in der Literatur beschrieben. Zur orientierenden Einschätzung des Brandverhaltens wurde daher ein Fassadenbrandversuch in Anlehnung an DIN 4102‐20 durchgeführt. Hierfür wurde entsprechend der Muster‐Holzbaurichtlinie eine Musterfassade als geschlossene und hinterlüftete Holzaußenwandbekleidung mit Brandsperren an einem Prüfstand errichtet. Als flächige, bodengebundene Begrünung wurden Kiwi (Actinidia arguta Geneva) und Kriechspindel (Euonymus fortunei Coloratus) an einem vorgesetzten Rankgerüst untersucht. Als wesentliche Erkenntnis wurde festgestellt, dass die vorgesetzte Fassadenbegrünung nicht zu einer unkontrollierten vertikalen Brandausbreitung auf der Holzaußenwandbekleidung führte. Die brennende Holzaußenwandbekleidung entzündete mehrmals die Begrünung, die brennende Begrünung aber nie die Holzaußenwandbekleidung. Es konnte keine beschleunigte Brandausbreitung auf der Holzaußenwandbekleidung beobachtet werden. Die Brandsperren der Holzaußenwandbekleidung behielten ausreichend lang ihre Funktion.
Dieser Beitrag fasst den aktuellen Wissensstand und Hintergründe in der nationalen und internationalen Anwendung von Brandschutzbekleidungen im Holzbau zusammen. Hierbei wird auf die ...unterschiedlichen Arten von Brandschutzbekleidungen, deren normative und bauordnungsrechtliche Definitionen und deren Leistungsanforderungen eingegangen und zugehörige Unterschiede vergleichend dargestellt. Aus der Diskussion der Hintergründe wird so eine erweiterte Sichtweise auf die nachzuweisenden Kriterien bei Brandschutzbekleidungen für Holzbauteile entwickelt, die eine optimierte Betrachtung und ressourcenschonendere Anwendung bei Wahrung des brandschutztechnischen Sicherheitsniveaus ermöglicht.
Abstract
Das Sonnensegel im Dortmunder Westfalenpark wurde 1969 als Demonstrationsobjekt für fortschrittlichen Holzbau von den Architekten Behnisch und Partner und einem Ingenieurteam von Julius ...Natterer (Konzept) und Ingenieurbüro Scholz aus München (Planung) geplant. Nach mehr als vier Jahrzehnten Standzeit beeinträchtigten die Schädigungen am ursprünglich als temporären Pavillon konzipierten denkmalgeschützten Objekt die Standsicherheit, sodass nur durch zusätzliche Verstärkungen noch eine Nutzung möglich war, bis es schließlich als einsturzgefährdet eingestuft und gesperrt wurde. Die denkmalgerechte Sanierung des Sonnensegels basiert auf der Nutzung von Systemreserven des Tragwerks und konnte so die Substanz weitgehend erhalten und für eine weitere dauerhafte Nutzung ertüchtigen.
Abstract
Monument‐compliant repair of the Sun Sail in Dortmund's Westfalenpark
The Sun Sail in Dortmund's Westfalenpark was designed in 1969 as a demonstration object for advanced timber construction by the architects Behnisch und Partner and an engineering team from Julius Natterer (concept) and Scholz from Munich (planning). After more than four decades of standing, the damage to the listed building, originally designed as a temporary pavilion, impaired the stability, so that it could only be used through additional reinforcements, until it was finally classified as in danger of collapsing and closed. The refurbishment of the sun sail in accordance with the requirements of a monument is based on the use of system reserves of the supporting structure and was thus able to largely preserve the substance and upgrade it for the permanent use.
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