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Gebrauchsdauervorhersage von Holz und Holzprodukten

Hintergrund und Notwendiglkeit

Die Notwendigkeit für die Entwicklung und Etablierung von Systemen zur Vorhersage der Gebrauchsdauer sowie zur Klassifizierung der Performance von Holzbauteilen ergibt sich aus der weltweit zunehmenden Implementierung von Performance-basierten Spezifikationen, den Anforderungen der Europäischen Bauprodukten-Richtlinie und nicht zuletzt aus den Wünschen von potentiellen Kunden und Anwendern des Werkstoffs Holz.

Das derzeit in Europa etablierte System aus normierten Methoden zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten ist nur sehr bedingt geeignet, die zu erwartende Gebrauchsdauer von Holz abzuschätzen und somit Holzprodukte hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit (Performance) zu charakterisieren und zu klassifizieren. Ein solches System, das darüber hinaus europaweit harmonisiert sein soll, wird aber von der Europäischen Bauproduktenrichtlinie (Construction Products Directive, 1988) verlangt. Es ist weiterhin unumgänglich, um der weltweit zunehmenden Implementierung von Performance-basierten Spezifikationen im Baubereich Rechnung zu tragen und somit die Konkurrenzfähigkeit des Werk- und Baustoffs Holz aufrecht zu erhalten.

Holzfeuchte und Holztemperatur - Quantifizierung von Schlüsselfaktoren für die Gebrauchsdauer

Unter der Vielzahl von Faktoren, die entweder einen direkten oder indirekten Einfluss auf den Abbau des Holzes und somit die Gebrauchsdauer von Holzbauteilen haben, stellen die Holzfeuchte und die Holztemperatur zwei Schlüsselfaktoren dar. Um den Einfluss dieser beiden Größen zu quantifizieren, wird am IBW ein Messsystem eingesetzt, das eine automatisierte Holzfeuchte- und Holztemperaturmessung im Freiland und an Bauwerken im Gebrauch ermöglicht.

Das Messsystem hat sich in Freilandversuchen an mehr als 30 verschiedenen Standorten in Europa und in den USA über einen Zeitraum von mehr als acht Jahren als zuverlässig erwiesen.

Langzeit-Holzfeuchtemessungen wurden an verschiedenen Objekten und in Freilandstudien durchgeführt: An der Fußgängerbrücke in Essing, die aufgrund mangelnder konstruktiver Schutzmaßnahmen bereits durch Braunfäule geschädigt war, ließen sich unterschiedlich hohe Feuchtebelastungen der verschiedenen Bauteile in Abhängigkeit von der Ausrichtung, der Einbauhöhe und der Nähe zu großflächigen Metall-Verbindungsmitteln, die die Wiederaustrocknung des Holzes behinderten, nachweisen.

 

Eingeleimte Edelstahl-Elektroden
Holzfeuchte-Monitoring an der Essinger Brücke

Gebrauchsdauervorhersage auf Basis von Dosis-Wirkungs-Funktionen

Standorte für Freilandversuche

Die mathematische Grundlage für eine Gebrauchsdauervorhersage von Holzbauteilen wurde in Freilandversuchen an 27 verschiedenen Standorten in Europa über einen Zeitraum von 7 Jahren in Form von Dosis-Wirkungs-Funktionen erarbeitet.

Neben der jährlich durchgeführten Abbaubewertung der Prüfkörper wurden an allen Standorten täglich die Holzfeuchte und die Holztemperatur bestimmt. Die Berechnung der Dosis als Kombination aus Tageswerten beider Parameter erbrachte die engste Korrelation mit den zugehörigen Abbaubewertungen. Durch computergestützte Optimierung ließ sich über alle Versuchsstandorte hinweg eine sigmoide Korrelationsfunktion bestimmen.

 

Weitere Informationen zum Thema Gebrauchsdauervorhersage finden Sie hier zum Download als PDF-Datei: