Kreuzlagenholz - XLAM

Was ist XLAM - Kreuzlagenholz? Im Englischen steht Xlam für cross-laminated timber oder auf Deutsch kreuzweise verleimtes Holz (auch: Brettsperrholz/Kreuzlagenholz), Glulam hingegen steht für glued laminated timber oder auf Deutsch Brettschichtholz.

XLAM (Cross-Lam),
CLT (Cross Laminated Timber)
KLH (Kreuz Lagen Holz)

10 Vorteile von Massivholzhäusern aus Kreuzlagenholz

  1. konstruktionen aus kreuzweise verleimten Platten weisen ein überlegenes Erdbeben- und Brandschutzverhalten auf, da die kreuzweise verleimten Holzpaneele große Festigkeit und Steifigkeit in der Ebene besitzen,
  2. der hohe Vorfertigungsgrad bietet großen Spielraum für Architekturlösungen und höchste Qualität der Ausführung,
  3. der Bau erfolgt schnell und einfach ohne Einsatz von hochqualifizierten Arbeitern,
  4. die handelsübliche Wandstärke für Bauten beträgt von 9 cm bis 12 cm und bietet somit um etwa 10 % mehr Wohnfläche bzw. eine größere Nettogeschossfläche des Objektes bei den gleichen vertikalen Außendimensionen im Vergleich zu anderen Konstruktionen, was für die Bauherren äußerst vorteilhaft ist,
  5. das Fundament/Keller aus Stahlbeton ist kostengünstiger, weil im Vergleich zur klassischen Bauweise die Belastungen in diesem Fall 5-mal kleiner sind,
  6. in einem Massivholzhaus gibt es praktisch keine Wärmebrücken, sondern lediglich Stellen mit kleinerer Dämmung, da Holz schon von Natur aus ein Dämmstoff ist,
  7. die Massivholzkonstruktion bewirkt keinen Phasenversatz bei der Heizungsdynamik und speichert keine Wärme, so dass sich die Konstruktion im Sommer nicht überhitzt. Als Folge sind die Kühlungskosten deutlich geringer,
  8. Massivholzkonstruktionen sind anderen Konstruktionen auch in Bezug auf den Erdbebenschutz überlegen, da sie auch die größten Erdbebenbelastungen ohne wesentliche Schäden überstehen können,
  9. Massivholzplatten sind feuerfest/ schwer entflammbar und brennen nur an der Oberfläche, wobei die Tragfähigkeit des Innenkerns aus Holz nicht beeinträchtigt wird. Das Feuer brennt sich nur zwei bis drei Zentimeter in die Konstruktion hinein, danach geht ihm der Sauerstoff aus,
  10. die Bauweise mit kreuzweise verleimten Massivholzplatten ist die beste Alternative zur klassischen Bauweise, weswegen sie Bauherren, die sonst Betonbauten oder Mauerwerksbauten bevorzugen, näher liegt.

Technologie

CBD 02 Xlam plosci

Kreuzlagenholz ist ein moderner Verbundwerkstoff mit gleichmäßigeren, mechanisch besseren Verformungseigenschaften als Konstruktionselemente aus massiven Brettschichtholzelementen mit parallel miteinander verklebten Brettern - vor allem in Richtung quer zur Holzfaser. Kreuzlagenholz besteht aus mehreren Schichten kreuzweise übereinander angeordneten Holzlagen bzw. Brettern, die unter hohem Druck flächig (bei hochwertigen Ausführungen auch von der Seite) zu einem massiven Großelement verleimt werden. Normalerweise wird als Rohstoff Nadelholz eingesetzt, das industriell bis zum Feuchtigkeitsanteil von 12 % getrocknet wird. So wird das Holz natürlich vor Pilzen, Insekten und Schimmel geschützt.

Je nach Anwendungsbereich und Anforderungen in Bezug auf die Tragfähigkeit werden Platten in ungeraden Schichtzahlen wie 3-, 5-, 7- oder mehr Schichten hergestellt - bis zur maximalen Stärke von 60 cm. Die einzelnen horizontalen Lagen sind jeweils um 90° verdreht. Der Querschnitt der Platte zeigt ein symmetrisches Bild.

Maximal zwei Schichten können parallel angeordnet sein, um den Anforderungen in Bezug auf die Tragfähigkeit der verschiedenen Arten von Kreuzlagenholz gerecht zu werden. Solche Platten werden normalerweise entsprechend den Kundenvorgaben hergestellt und unterscheiden sich von den standardmäßigen Platten. Zum Beispiel können zur projektrelevanten Gewährleistung höherer Biegefestigkeit die Platten mit zwei parallel gestellten Außenlagen und zur Gewährleistung höherer Schubfestigkeit Platten mit zwei parallel gestellten Innenlagen hergestellt werden.

Bemerkenswerte mechanische Eigenschaften

CBD 06 prenos obtezbe

Durch die kreuzweise gestapelten und verleimten Schichten ergeben sich Flächenelemente mit außergewöhnlichen Tragfähigkeiten in x- und y-Achse, die ein Nachgeben der Platte in Richtung quer zur Holzfaser verhindern; außerdem ergibt sich eine hohe Formstabilität, die die Volumenänderung des Holzes (wie Quellen und Schwinden) auf ein Minimum reduziert. Verformungen in der Horizontal-Ebene einer derartigen Platte sind deshalb minimal. Hingegen hat sie bei einer Holzfeuchtigkeitsänderung von etwa 1 % eine Maßveränderung von 2,4 mm/m senkrecht zur Plattenebene.

Die kreuzweise angelegten Schichten tragen dazu bei, dass die Elemente die Last in zwei orthogonalen Richtungen annehmen können. Dadurch eignen sie sich sowohl zur Anwendung als Wand- als auch als Deckenelemente. Die primäre Richtung der Lastabtragung entspricht der Ausrichtung der Fasern der Außenlagen der Bretter. Die Paneele werden auch in Größen gefertigt die in einem Stück bereits Geschoßhöhe haben; einschließlich aller vorgefertigten Öffnungen und vorbereiteten Fügungsflächen. Die Elementlängen richten sich nach den Transportmöglichkeiten.

Durch die entsprechend kraftschlüssige Verbindung der Elemente zur Gesamtkonstruktion wird erreicht, dass die Platten der Wandelemente eine große horizontale Belastung sowohl in der Wandebene als auch senkrecht zu ihr annehmen können. Entsprechendes architektonisches und statisches Design des Gebäudes, entsprechende Tragfähigkeit der XLAM-Paneele und entsprechende Stoßausführung Wand-Platte machen die Konstruktion aus Kreuzlagenholzplatten bemerkenswert widerstandsfähig, auch gegen horizontale Belastungen wie Wind und Erdbeben.

Hoher Brandwiderstand

Massivholzplatten aus kreuzweise verleimten Brettern weisen einen wesentlich höheren Brandwiderstand auf als gewöhnliche Holzkonstruktionselemente und sind in Sachen Brandwiderstand Stahl- und Stahlbetonelementen überlegen. Holz besitzt nämlich eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und leitet Wärme 300- bis 400-mal langsamer als Stahl. Die Elemente verkohlen zuerst an der Oberschicht, wobei die Verkohlung die Wärmeleitfähigkeit noch reduziert, so dass Sauerstoff nicht an das Holz geraten kann.

Anhand der jeweiligen Abbrandrate von Holz kann bei kreuzweise verleimten Platten Folgendes ermittelt werden: Der gewöhnliche Brandwiderstand einer 3-Schicht-Platte beträgt 30 Minuten, mit 5-Schicht-Platten kann ein Brandwiderstand von 60 Minuten erreicht werden und bei größeren Stärken und mehrschichtigen Wänden 90 Minuten oder mehr. Gemäß den Anforderungen aus den Brandschutzvorschriften können auch höhere Brandwiderstandswerte (90 min, 120 min) ermittelt werden, die vor allem von der Stärke und Schichtaufbau der Platten und ihrer Verkleidung abhängen.

Gesundheitlich unbedenklicher Leim

Normalerweise wird von den Herstellern von Kreuzlagenholz der Einkomponenten-Polyurethanklebstoff Purbond eingesetzt, der die natürliche Feuchtigkeit des Holzes ausnutzt, um die Elemente zusammenzubinden, ganze ohne Lösungsmittel oder Formaldehyd. Der Leim wird auf die gesamte Fläche der Holzbretter aufgetragen (etwa 200 g/m2) und eine Presse sorgt für eine kompromisslose Verbindung.

Alle eingesetzten Klebstoffe sind ohne Zusatz von Formaldehyd, weshalb die verleimten Konstruktionen völlig vergleichbar mit naturbelassenem Massivholz sind. Der Klebstoff ist geruchsfrei, die große Verbindungsfähigkeit bedeutet einen geringen Verbrauch.

Verbindungstechnik

CBD 05 detajl temeljna ploscaCBD 04 detajl medetazna ploscaKreuzweise verleimte Wandpaneele werden in die Bodenkonstruktion- bzw. Fundament mit Metallankern verankert. Dabei werden zur Aufnahme der Zugkraft, die sich als Folge der Wandrotation im Fall einer horizontalen Belastung ergibt, sogenannte Zuganker eingesetzt. Im Gegenzug werden für die Aufnahme der Schubkraft, die sich beim Schlupf ergibt, Schubanker eingesetzt. Die Anker sind in die Grundkonstruktion eingeschraubt bzw. mit Ankerschrauben befestigt. In Holzplatten sind sie meisten mit Holzschrauben oder Ringschrauben (Durchmesser mind. 4 mm, Länge von 40 – 60 mm) befestigt.

Fügungsdetail im Zwischengeschoss. Ähnlich werden Wände an Zwischengeschossplatten befestigt, nur das hier nur Holzschrauben oder Ringschrauben eingesetzt werden, um den Metallwinkel sowohl mit der Wand als auch der Zwischengeschossplatte zu verbinden. Die Stöße zwischen den jeweiligen Paneelen werden für gewöhnlich als Stufenfalz ausgeführt. Die Arten der eingesetzten Anker, Schrauben- und Nägelgrößen sowie Vorgaben zur Ausführung der Konstruktion unterscheiden sich je nach dem Hersteller von KLH-Elementen.

Hersteller empfehlen demnach im Rahmen der Verbindung von kreuzweise verleimten Holzpaneelen bestimmte Stöße und Details, die vom Statiker berechnet, bewertet und bestätigt werden müssen.

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