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Wandsysteme aus Nachwachsenden Rohstoffen
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Eckdaten des Projekts |
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Projektthema:
Technische Tests und Prüfzertifikate hinsichtlich
Feuerbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit in Übereinstimmung
mit österreichischen und europäischen Baustandards, Erarbeitung
konstruktiver Lösungen für Wandaufbau und Anschlussdetails
und Entwicklung eines mobilen Prüflabors zur Qualitätssicherung
vom Strohballen am Feld bis zum fertigen Haus
Projektleiter:
Dipl.-Ing. Robert Wimmer
GrAT - Gruppe Angepasste Technologie an der Technischen Universität
Wien
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Kurzfassung |
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Die erfolgreiche
Markteinführung neuer Bauprodukte hängt, neben einem guten
Marketing Konzept wesentlich von technischen Zertifizierungen ab.
Ziel dieses Projekts ist es, die Überleitung der innovativen
Strohballen- Bauweise von einer experimentellen Phase in eine professionelle
Phase durch die erforderlichen technischen Zertifizierungen, durch
Hilfsmittel für eine effektive Qualitätssicherung und
durch optimierte Passivhaus- taugliche Konstruktionen, zu unterstützen.
Dafür wurde Forschung und Entwicklungsarbeit in den folgenden
drei Bereichen geleistet:
* Technische Tests und Prüfzertifikate hinsichtlich Feuerbeständigkeit
und Wärmeleitfähigkeit in Übereinstimmung mit österreichischen
und europäischen Baustandards
* Erarbeitung konstruktiver Lösungen für Wandaufbau und
Anschlussdetails,
* Entwicklung eines mobilen Prüflabors zur Qualitätssicherung
vom Strohballen am Feld bis zum fertigen Haus
Die untersuchten strohgefüllten Holzständerkonstruktionen
wurden von der Magistratsabteilung 39-VFA: Versuchs- und Forschungsanstalt
der Stadt Wien - Akkreditierte Prüf- und Überwachungsstelle,
durchgeführt und führten zu außerordentlich guten
Ergebnissen, sowohl hinsichtlich der Wärmedämmeigenschaften
als auch hinsichtlich der Brandbeständigkeit.
Auf Grund von vorliegenden in den USA durchgeführten Wärmeleittests
lagen die erwarteten Werte der spezifischen Wärmeleitfähigkeit
([lambda]; SI-Einheit: W/mK) bei ca. 0,05W/mK. Das bedeutet, dass
mit dem für Nachwachsende Rohstoffe vorgesehenen 20%igen Feuchtezuschlag
Strohballen ein lambda von ca. 0,06W/mK zu erwarten war. Die tatsächlichen
Ergebnisse der durchgeführten Messungen zeigten sogar deutlich
bessere Werte. Die spezifischen Wärmeleitfähigkeiten der
getesteten Strohballen mit Dichten von 83kg/m³ bzw. 100kg/m³
lagen bei 0,0337 W/mK bzw. 0,0380 W/mK. Diese Prüfwerte ([lamda]P)
entsprechen mit dem 20% Feuchtezuschlag [lambda] Rechenwerten von
[lambda]R = 0, 0404 W/mK bzw. 0,0456 W/mK
Der erste Wert wurde nach ISO 8301 und der zweite Wert nach ÖNORM
B 6015 Teil 1 gemessen (Prüfzertifikate im Anhang des Endberichts).
Getestet wurde auch die Brennbarkeitsklasse des Baustoffs Stroh
und der Brandwiderstand des ganzen Bauteils, des kompletten Wandaufbaus.
Baumaterialien sind hinsichtlich ihrer Brennbarkeit in vier Baustoffklassen
unterteilt:
A nicht brennbar
B1 schwer brennbar
B2 normal brennbar
B3 leicht brennbar
Für einen weitreichenden Einsatz von Strohballen im Bauwesen
im Rahmen der rechtlichen Vorschriften ist die Baustoffklasse B2
- normal brennbar erforderlich.
Bauteile werden in Kategorien (F30, F60, F90) eingeteilt, die den
Brandwiderstand des jeweiligen Bauteils in Minuten ausdrücken.
Die in den USA durchgeführten Brandtests zeigten, dass der
geringe Sauerstoffgehalt im Ballen für die schlechte Brennbarkeit
von gepresstem Stroh verantwortlich ist. Diese Ergebnisse wurden
von den im Rahmen dieses Projekts durchgeführten Brandtests
bestätigt. Die verwendeten Strohballen und der untersuchte
Stroh Wandaufbau wurden gemäß ÖNORM B3800 getestet.
Die Strohballen aus unbehandeltem Weizenstroh der Rohdichten 120kg/m³
und 90kg/m³erreichten die
Baustoffklasse B2 - normal brennbar
(Prüfzertifikat siehe Anhang).
Für den getesteten Wandaufbau (mit Strohballen gedämmte
Holzständerkonstruktion, beidseitig verputzt) wurde die
Brandwiderstandsklasse F90
erreicht (Prüfzertifikat siehe Anhang).
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Diese ausgezeichneten Ergebnisse beweisen, dass Konstruktionen
mit hoher Feuerbeständigkeit auch ohne chemische Brandschutzmittel
realisiert werden können.
Vermeidung von Fehlerquellen und Optimierung der Anschlussdetails
sind entscheidend für Funktionalität von Niedrigenergie-
und Passivhauskonstruktionen. Im Projekt wurden acht verschiedene
Varianten von Wandaufbauten auf der Basis strohgefüllter Holzständerkonstruktionen
berechnet und optimiert:
Konstruktion 1:
Strohwand hinterlüftet, innenseitig Gipsfaserplatten
Konstruktion 2: Strohwand hinterlüftet, innenseitig verputzt
Konstruktion 3: Strohwand hinterlüftet, innenseitig Hourdisziegel
Konstruktion 4: Strohwand hinterlüftet, innenseitig Lehmbauplatten
Konstruktion 5: Strohwand mit Putzfassade, innenseitig Gipsfaserplatte
Konstruktion 6: Strohwand mit Putzfassade, innenseitig verputzt
Konstruktion 7: Strohwand mit Putzfassade, innenseitig Hourdisziegel
Konstruktion 8: Strohwand mit Putzfassade, innenseitig Lehmbauplatte
Alle Aufbauten haben hohe Funktionalität und erfüllen
durch die exzellente Wärmedämmung Passivhausstandard.
Die vorhandenen Speichermassen gegen sommerliche Überhitzung
erreichen mittlere Werte. Die diffusionsoffene Bauweise verhindert
Probleme mit Feuchte in der Wand. Durch das hohe Austrocknungspotenzial
solcher Bauweisen verursachen selbst kurzfristige unvorhersehbare
Wassereinbrüche (z.B. Wasserrohrbruch) keine bleibenden Bauschäden.
Den Schallschutz betreffend, kann davon ausgegangen werden, dass
mit zweischaliger Bauweise ein ausreichender Schallschutz zu erzielen
ist, einschalige Gebäude müssen in diesem Punkt noch verbessert
werden.
Die winddichte Ausführung der Gebäudehülle kann ohne
Probleme konstruktiv gelöst werden.
Der Brandschutz stellt keine bautechnischen Probleme dar. Strohballenwandaufbauten
können ohne zusätzlichen Aufwand für Brandschutzmaßnahmen
in F90 ausgeführt werden (siehe Prüfzertifikat im Anhang).
Die Konstruktionen für die Anschlüsse können wärmebrückenfrei
ausgeführt werden, eine eigene Installationsebene vermeidet
Beeinträchtigungen der Luftdichtigkeitsebene. Fensteranschlüsse,
sowie Decken und Kelleraufbauten können ebenfalls passivhaustauglich
ausgeführt werden.
Die bautechnischen Profile der untersuchten Varianten des Strohwandaufbaus
sind im Detail im Kapitel "Fehlerquellenanalyse/Anschlussdetails"
bzw. im Anhang ersichtlich.
Für die Überprüfung der Qualität der Strohballen
und als Grundlage für den Aufbau eines Qualitätssicherungssystems
wurde ein mobiles Prüflabor entwickelt, konstruiert und bereits
in der Praxis getestet. Die adäquateste Lösung ist eine
Mischung aus High-tech und Low-tech Messgeräten die in einem
Messkoffer montiert und daher leicht transportierbar sind. Abmessungen,
Gewicht, Temperatur und Feuchte der Ballen werden ermittelt, um
Maßhaltigkeit, Dichte und weitere bauphysikalische Faktoren
feststellen zu können. Eine optische Beurteilung erfolgt in
Bezug auf Farbe, Form, Homogenität, Reinheit (Korngehalt und
Fremdpflanzen im Strohballen) und Schimmelbefall. Damit kann die
Qualitätsbeurteilung der Strohballen vervollständigt werden.
Mit dem Praxistest konnten Einsatzfähigkeit und Tauglichkeit
des mobilen Prüflabors überprüft und Erweiterungen
des Messequipments vorgenommen werden. Die Produktbeschreibungen
der verwendeten Messgeräte befinden sich im Anhang.
Beachtet werden muss beim Strohballenbau, dass es während der
Bau- bzw. Nutzungsphase zu keinem Schädlings- oder Nagetierbefall
des Bauobjekts kommt. Die in der Literatur angeführten Untersuchungen
widerlegen die gängigen Vorurteile und kommen zu dem Ergebnis,
dass in der Nutzungsphase Strohballenbauten bei fachgerechter Verarbeitung
weder unter Nagetierbefall, noch unter Schimmel- oder Bakterienbefall
leiden.
Das allergene Potenzial von hellem, sauberen Stroh ist gering.
Nichts desto trotz ist es wichtig Ballen einwandfreier Qualität
zu verwenden und die Konstruktionen fehlerfrei auszuführen.
Bei unsachgemäßer, zu feuchter Verarbeitung von Stroh
oder beim Eindringen von Feuchtigkeit in die Wand, kann es zu Schimmelbildung
kommen, die Nutzungsdauer und Wohnqualität des Gebäudes
erheblich einschränken würde.
Die bereits erarbeiteten Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung
zu, dass der Strohballenbau ein hohes Entwicklungspotenzial hat,
welches schon durch die in den USA durchgeführten Studien aufgezeigt
wurde. Mit den in diesem Projekt bereitgestellten technischen Grundlagen
und der Zertifizierung des Baustoffes Stroh wird sein Markteinsatz
vorbereitet und dem Niedrigenergie- und Passivhaus-Sektor der Zugang
zu einem innovativen Baustoff ermöglicht. Die internationale
Strohbau-Recherche im Rahmen des Parallelprojektes "Fördernde
und Hemmende Faktoren für den Einsatz von Nachwachsenden Rohstoffen
im Bauwesen hat ergeben, dass der Strohballenbau eine hohe Vielseitigkeit
aufweist und neben dem Einfamilienhaus auch für weitere Gebäudenutzungen
anwendbar ist. Aus diesen Erkenntnissen leiten sich weitere Forschungsfragen
ab, deren Klärung notwendig ist, um den Strohballenbau zu entsprechendem
marktwirtschaftlichen und bauökologischen Stellenwert zu verhelfen.
Dazu zählen folgende Punkte:
* Die Verbesserung der Informationsverbreitung
* Die Erweiterung der Strohballenkonstruktionen in technischer und
stilistischer Hinsicht
* Die Verbesserung der Verfügbarkeit des Baustoffs in der erwünschten
Menge und Qualität
* Verbesserte Nutzung des regionalen Potenzials des Strohballenbaus
* Erhöhung der regionalen Wertschöpfung, im besonderen
für die Landwirtschaft
* Effiziente Kooperationsformen und -strukturen für den Strohballenbau
* Überprüfung des Langzeit-Verhaltens
Mit der Realisierung und Nutzung des "S-House", einem
Projekt der GrAT ("Haus der Zukunft" - Themenschwerpunkt
"Innovative Baukonzepte"), wird eine effektive Informations-
und Disseminationsarbeit für den Strohballenbau ermöglicht.
Das "S-House" Projekt baut auf den Ergebnissen dieser
Studie auf. Das Demonstrationsgebäude und Infozentrum wird
als strohgefüllte Holzständerkonstruktion errichtet und
zeigt neben dem Strohballenbau weitere Bauprodukte und ökologisch
sinnvolle und funktionelle konstruktive Lösungen aus Nachwachsenden
Rohstoffen im Einsatz.
Mehr Informationen unter: www.grat.at
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Projektlink: http://www.hausderzukunft.at/results.html/id1749 |
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"Das Projekt wurde im Rahmen der Programmlinie Haus der
Zukunft einer Kooperation des Bundesministeriums für
Verkehr, Innovation und Technologie mit der Forschungsförderungsgesellschaft
gefördert." |
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