Wie Leichtbaulösungen die Bauindustrie verändern können

Die Bau- und Konstruktionsindustrie hat einen erheblichen Einfluss auf viele wichtige Themen, sowohl große als auch kleine. Von ihrem Einfluss auf die globale Wirtschafts- und Umweltsituation bis hin zum täglichen Leben in Wohn-, Gewerbe- oder öffentlichen Gebäuden zielt die Branche darauf ab, die Art und Weise, wie wir leben, zu revolutionieren.

Ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung neuer Materiallösungen und Technologien besteht darin, Wege zu finden, um den Zugang zu leichterem und nachhaltigerem Bauen zu erleichtern und die Dekarbonisierung der Industrie voranzutreiben. Dies sind entscheidende Faktoren bei der Bekämpfung des Klimawandels und der Verbesserung des Wohlbefindens in Gebäuden.

Aber es gibt noch eine Reihe weiterer guter Gründe, warum die Gesellschaft auf Leichtbau umsteigen sollte.

Vorteile von Leichtbaukonstruktionen

Es ist denkbar, dass der Einsatz von Leichtbau zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks und zur Suche nach nachhaltigeren Lösungen als dringender und zentraler Faktor angesehen wird. Als weltweit führendes Unternehmen für leichtes und nachhaltiges Bauen spielt Saint-Gobain® eine zentrale Rolle bei der Erreichung der CO2-Neutralität.

Im Allgemeinen haben leichte Materialien eine niedrigere Energiebewertung als schwere Materialien, was zu einem geringeren Gesamtenergieverbrauch über den gesamten Lebenszyklus führt. Zu den als geeignet erachteten Baumaterialien gehören Holz- oder Leichtstahlrahmen, strukturelle Isolierplatten und andere vorgefertigte Produkte.

Leichtbaumaterialien verbrauchen nicht nur weniger Energie, sondern auch weniger Ressourcen als Beton, Stahl oder Stein-für-Stein-Bauweise. Es kann auch dazu beitragen, äußerst energieeffiziente Gebäude mit einem minimalen CO2-Fußabdruck über ihre gesamte Lebensdauer zu schaffen.

Der Einsatz spezieller Klebebänder zum Verbinden und Reparieren von Dampfsperren und Membranen hilft bei der Herstellung dichter Hüllen von Leichtbaugebäuden, die für das Erreichen hoher Energieeffizienzziele von entscheidender Bedeutung sind. Darüber hinaus werden in modernen Gebäuden zum Schutz vor Umwelteinflüssen Klebebänder eingesetzt, die eine luft- und wasserdichte Abdichtung gewährleisten.

Erhöhen Sie den Komfort des Raumklimas für mehr Wohlbefinden

Leichtbau kann auch das Wohlbefinden und die Produktivität steigern, indem er ein gesünderes und komfortableres Raumklima schafft. Spezielle Materialien sorgen für eine gute Energie- und Temperaturkontrolle und können schnell auf plötzliche Temperaturänderungen reagieren und in wärmeren Klimazonen über Nacht schnell abkühlen.

Materialien mit einem niedrigen VOC-Gehalt (flüchtige organische Verbindungen), beispielsweise in Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungslösungen (HLK), können den thermischen Komfort und die allgemeine Raumluftqualität verbessern.

Aufgrund der Leichtbauweise ist der Luftaustausch in modernen Gebäuden minimal, und Materialien wie Norseal® Polyurethan (PUR)-Schaumstoffe werden in HVAC-Lösungen verwendet, um Innenräume mit Frischluft zu versorgen und die Luftqualität nur minimal zu beeinträchtigen.

Darüber hinaus kann der biobasierte PUR-Schaum von Norseal als Grenzflächenmaterial zwischen Konstruktionselementen verwendet werden und sorgt bei Kompression für eine außergewöhnliche Dichtleistung und gleichzeitig für eine gute Luftzufuhr.

Phthalatfreie Norseal-PVC-Produkte von Saint-Gobain setzen Maßstäbe, wenn es darum geht, eine hervorragende Dichtungsleistung in Kombination mit dem Schutz von Mensch und Umwelt zu bieten.

Lärmdämmende Produkte wie Green Glue Lärmschutzmaterialien sind ideal geeignet, um die Qualität von Leichtbaugebäuden und die Lebensqualität darin zu verbessern, indem sie eine ruhige Atmosphäre mit akustischem Komfort schaffen.

Green Glue Noise-Proofing Compound ist ein neuartiges, ungefährliches und umweltfreundliches Lärmschutzprodukt, das sich durch einfache und effektive Anwendung gut für Neubau- oder Renovierungsprojekte eignet.

Es leitet strukturelle Schwingungen ab, die durch Schallwellen erzeugt werden, die typischerweise durch Decken, Wände und Böden wandern, und bietet den oft übersehenen Wert des akustischen Komforts, indem es dazu beiträgt, einen Raum zu schaffen, der komfortabel, praktisch und erschwinglich ist.

Zuverlässige Leistung mit modernen Materialien und Technologien

Modernste Baumaterialien und Leichtbautechnologien bieten eine größere Perspektive und helfen dabei, sich vorzustellen, wie zuverlässige Leistung mit beispielloser Designfreiheit erreicht werden kann. Moderne Fassadenlösungen für Industrie-, Gewerbe- und Wohngebäude ermöglichen die Entwicklung neuer Formen und Formen.

Saint-Gobain verfügt über mehr als 40 Jahre branchenführende Leistung und seine Abstandsbänder setzen den Standard bei Structural Glazing-Anwendungen für unvergleichliche Ausblicke, Atmosphäre und sonnendurchflutete Innenräume.

Verschiedene Arten und unzählige Ausführungen von Fassadenverkleidungen eröffnen neue Potenziale im Leichtbau. Norbond®-Klebebänder sind die unbesungenen Helden beim Verkleben von Versteifungsstäben mit Fassadenverkleidungen, um zusätzliche Steifigkeit, sichere Befestigung und einfache Montage für leichte Fassadenkonstruktionen zu ermöglichen.

Norbond-Klebebänder können auch für Plattenbefestigungen mit außergewöhnlicher Haltekraft verwendet werden, die die Platten an Ort und Stelle halten und so eine optimale Aushärtung während des Verkleidungsmontageprozesses gewährleisten.

Nachhaltige Alternativen für den Sieg

Folglich kann der Leichtbau auch die wirtschaftlichen Auswirkungen verbessern und Kosteneinsparungen durch schnelle, optimierte Anwendungen sowie zusätzliche Vorfertigungen, erhöhte Effizienz und geringere Arbeits- und Transportkosten ermöglichen.

Je weniger Materialien verwendet werden, desto größer ist die Gewichts- und Abfallreduzierung, was es den Herstellern ermöglicht, mehr hochwertige Materialien zu verwenden, die speziell auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Das Fachwissen, die regionalen und globalen Fähigkeiten und die Bereitschaft zur Anpassung machen Saint-Gobain zum perfekten Partner, um heute maßgeschneiderte Lösungen für eine umweltfreundlichere Zukunft zu entwickeln.

Automobilsektor: Vorteile des Leichtbaus

Angesichts des Dieselskandals und des Trends zur Ökomobilität sind Elektrofahrzeuge in aller Munde. Bevor Elektrofahrzeuge jedoch einen nennenswerten Durchbruch schaffen können, müssen die Hersteller ihre Reichweiten erhöhen. Das bedeutet größere Batterien. Größere Akkus liefern nicht nur mehr Strom, sie bringen auch die Pfunde in die Höhe. Das zusätzliche Gewicht erhöht den Kraftstoffverbrauch, sodass die Hersteller ihre Leistung verdoppeln müssen. Elektrofahrzeuge müssen viel Gewicht verlieren, bevor sie als wirklich effizient gelten können. Die Unternehmens- und Strategieberatung McKinsey hat in einem aktuellen Bericht nachgerechnet: Bis 2030 müssen Automobilhersteller den Anteil an Leichtbaukomponenten in Fahrzeugen von 30 auf 70 Prozent erhöhen, um schwerere Elektroantriebe und Motorentechnik zu kompensieren.

Spezielle Materialien minimieren das Gesamtgewicht

Es gibt noch weitere Gründe, warum Leichtbau in der Automobilindustrie sinnvoll ist. Beispielsweise sind bullige SUVs beliebter denn je. Neben ihrem naturgemäß höheren Gewicht verfügen sie über immer mehr elektronische Systeme. Und das nicht nur bei Familien-Softroadern. Kunden fordern mehr, doch erhöhter Komfort, sparsamere Motoren und umfassende moderne Sicherheitssysteme mit Sensoren, Kameras und Radarsystemen bringen viel Gewicht mit sich.

Das erhöhte Gewicht beeinträchtigt auch die Fahrdynamik. So müssen beispielsweise Bremsen entsprechend dem Fahrzeuggewicht spezifiziert werden, um den erforderlichen Bremsweg zu erreichen. Je schwerer das Auto, desto größer die Bremsen und desto höher die Gesamtkosten.

Leichtbauweise reduziert Emissionen

Weniger Gewicht bedeutet auch weniger Kraftstoffverbrauch, nicht nur bei Elektrofahrzeugen. Für Automobilhersteller ist der Leichtbau besonders interessant, da die EU eine neue Richtlinie erlassen hat, die eine CO2-Reduktion für Pkw vorschreibt. Den Herstellern werden strenge Emissionsgrenzwerte auferlegt: Sie müssen für jedes überschüssige Gramm CO2 bezahlen. Bis 2020 müssen Automobilhersteller die Emissionen auf unter 95 Gramm pro Kilometer senken, andernfalls drohen Bußgelder von rund 4.000 Euro pro Fahrzeug. Eine Gewichtseinsparung von 100 Kilogramm reduziert den Kraftstoffverbrauch um etwa einen halben Liter – es lohnt sich, den CO2-Ausstoß zu reduzieren.

Ohne leichte Materialien ist das alles nicht möglich

Hersteller setzen zunehmend auf leichtere Strukturen und Materialien. Zu den bekannten Leichtbaumaterialien zählen Aluminium und Magnesium. Dem McKinsey-Bericht zufolge bleibt hochfester Stahl das wichtigste Leichtbaumaterial. Dadurch soll sein Marktanteil in der Automobilindustrie von 15 Prozent auf 40 Prozent steigen und herkömmlicher Stahl in vielen Anwendungen ersetzt werden.

Beliebt sind auch Hybridkombinationen aus Metall und Verbundwerkstoffen wie kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK), die besonders leicht und robust sind. Das Material kommt beispielsweise in der Karosserie der BMW i-Reihe zum Einsatz. Forscher der TU Chemnitz arbeiten derzeit an Felgen, die nur halb so viel wiegen wie herkömmliche Räder und dennoch äußerst robust sein sollen. Sie basieren auf Aluminiumschaum und Faserverbundwerkstoffen. Die Wissenschaftler versprechen sich davon nicht nur ein leichteres Fahrzeug, sondern auch ein besseres Fahrerlebnis.

Spannende Aussichten für die Zukunft des Automobils

Leichtbau und innovative Zulieferlösungen erfordern neue Ideen. Auf der internationalen Leitmesse Industrial Supply können Sie mehr über neue Ansätze und aktuelle Entwicklungen erfahren und sich ausführlich mit Experten austauschen.

Leichtbau: Gefahren, die Sie kennen sollten

Während sich die Bauindustrie weiterentwickelt, entwickelt sie ständig Möglichkeiten zur Herstellung von Baumaterialien und -methoden, die eine möglichst effiziente Bauausführung ermöglichen. Baufachleute und Ingenieure arbeiten daran, den Zeitaufwand nicht nur für die Produktion, sondern auch für die Installation zu verkürzen.

Die Kosten sind eindeutig die treibende Kraft bei diesen Entscheidungen – und ein physikalisches Beispiel für diese Entwicklung ist die Einführung der Leichtbauweise. Es hatte schwerwiegende Auswirkungen auf die Feuerwehr und die Art und Weise, wie wir vor Ort arbeiten.

In der NFPA heißt es: „Obwohl diese Materialien die Baukosten senken und unter Nicht-Brandbedingungen stets eine gleichwertige oder sogar bessere Qualität gezeigt haben, kann das Gleiche nicht gesagt werden, wenn diese Materialien bei einem Brand in einem Wohngebäude einer Brandbelastung ausgesetzt sind.“ Das Ergebnis ist ein fortschreitender Struktureinsturz aufgrund des Versagens dieser Leichtbaukonstruktionen, was zu Verletzungen und Todesfällen bei Feuerwehrleuten führt.“

In diesem Artikel werden einige der Gefahren des Leichtbaus hervorgehoben, einige Empfehlungen zur Größenvergrößerung gegeben und einige Videobeispiele für Brände in solchen Strukturen bereitgestellt. Schauen Sie sich zunächst das folgende Video der South Carolina Fire Academy an, in dem verschiedene Brandschutzarten demonstriert werden:

Möglicherweise haben Sie in den letzten Jahren eine Zunahme der Meldungen über Naheinsätze und Todesfälle von Feuerwehrleuten im Zusammenhang mit Leichtbau festgestellt, was hoffentlich zu einem stärkeren Bewusstsein für das Thema bei der Feuerwehr geführt hat. Dies hat die Abteilungen gezwungen, sich weiterzuentwickeln und zwischen herkömmlichen Rahmen und solchen zu unterscheiden, die leichte, vorgefertigte Materialien verwenden.

Die Einführung von Leichtbaumaterialien hätte die Art und Weise verändern sollen, wie man auf dem Brandgrund arbeitet. Eine Reihe von Tests, die von der UL durchgeführt wurden, lieferte einige eklatante Ergebnisse. Die Ausfallzeit eines ungeschützten 2×10-Rahmenelements betrug 18 Minuten und 30 Sekunden nach dem Zündzeitpunkt, und das entsprechende Element in einem „TJI“ versagte nach 6 Minuten und 30 Sekunden.

Das Ziel dieses Artikels besteht jedoch nicht darin, Sie mit wissenschaftlichen Fakten, Codes und möglichen Lösungen zu überhäufen. Hier geht es wirklich darum, Bewusstsein zu schaffen; Wenn Sie Ihre Herangehensweise und Ihren Angriff auf diese Art von Bränden nicht geändert haben, müssen Sie sich sofort anpassen.

Das folgende Video von STATter911 konzentriert sich auf zwei wenige Minuten voneinander entfernte Hausbrände am 2. Juli 2007 in der Gegend von Leesburg, Virginia. Bei einem handelte es sich um ein älteres Bauwerk. Der andere wurde aus neueren Leichtbaumaterialien hergestellt. Keith Brower, Feuerwehrmann von Loudoun County, spricht über die Lehren, die aus dem Vergleich der beiden Brände gezogen wurden.

Wie können Sie sich und Ihre Feuerwehrkameraden schützen? Es ist ziemlich einfach. Feuerwehrleute müssen eine Kultur des kontinuierlichen und sich weiterentwickelnden „Size-Up“ entwickeln. Wir haben es eine Million Mal gehört; „Size-up beginnt, wenn die Töne ausgehen.“ Aber für mich beginnt das Size-up bereits morgens beim Aufwachen. Auch das Size-Up muss sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln, um Veränderungen in der Feuerwehrbranche, der Baubranche und Veränderungen in Ihrem eigenen Einsatzbereich zu berücksichtigen.

Das heutige Size-Up ist nur so gut wie heute. Wir müssen unsere Feuerwehrleute darin schulen, verschiedene Bauarten sowie die verwendeten Methoden und Materialien schnell zu erkennen. Erwägen Sie die Entwicklung eines Systems, um die Feuerwehrleute vor Ort über potenzielle Gefahren am Bau zu informieren.

Bestimmte Gemeinden haben bereits ein Gefahrengut-Plakatsystem entwickelt, das es den Feuerwehrleuten ermöglicht, beim Eintreffen die Art der Baustelle zu bestimmen. Das Design und der Standort der Beschilderung würden an einem vorher festgelegten Ort erfolgen, der von den örtlichen Bau- und Ordnungsbeamten durchgesetzt wird; Hier ist ein Beispiel aus New York.

Ein Einsturz kann bei Leichtbaukonstruktionen, die durch einen Brand beeinträchtigt werden, oft katastrophale Folgen haben. Dieses Video stammt von einem Hausbrand in der Summer Creek Road in Oconomowoc, Wisconsin, im Oktober letzten Jahres:

Feuerwehrleute sollten nicht nur in den Bauarten und -methoden geschult werden, sondern auch darin, die Unterschiede im Brandverhalten aufgrund unterschiedlicher Baumethoden zu verstehen. Die Baukonstruktion bestimmt die Anzahl der Feuerwehrleute, die Geräte und die Ausrüstung, die zur Brandbekämpfung benötigt werden, den richtigen Ort des Angriffs und der Entlüftung und ob der Angriff offensiv oder defensiv erfolgen soll.

Die Führung muss den Brandverlauf genau verstehen und die Dauer des Brandes ständig beurteilen. Es kann zu bestimmten Bränden kommen, bei denen es sich bei der Ankunft um einen Angriff von außen handelt, und zwar aufgrund der Zeit, die der Einsatz verging und der Zeit, die zur Reaktion benötigt wurde.

Das Feuer von außen kann optisch „angreifbar“ sein, die Bodenstruktur lässt jedoch möglicherweise keinen Angriff von innen zu. Sechs Minuten sind ein sehr kleines Fenster zum Arbeiten. Wenden Sie eine Verteidigungsstrategie an, wenn Fachwerke beschädigt oder Feuer ausgesetzt wurden, und denken Sie an grundlegende Risiko-Ertrags-Konzepte.

Führen Sie Such- und Unterdrückungsübungen durch, bei denen der Einsatz von Werkzeugen im Vordergrund steht. Feuerwehrleute müssen sich ständig mit einem Werkzeug bewegen, um sich selbst voraus zu sein. Mithilfe eines Werkzeugs kann der Feuerwehrmann den Boden abtasten, um ein Gefühl für die Struktur zu bekommenWährend sich die Bauindustrie weiterentwickelt, entwickelt sie ständig Möglichkeiten zur Herstellung von Baumaterialien und -methoden, die eine möglichst effiziente Bauausführung ermöglichen. Baufachleute und Ingenieure arbeiten daran, den Zeitaufwand nicht nur für die Produktion, sondern auch für die Installation zu verkürzen.

Die Kosten sind eindeutig die treibende Kraft bei diesen Entscheidungen – und ein physikalisches Beispiel für diese Entwicklung ist die Einführung der Leichtbauweise. Es hatte schwerwiegende Auswirkungen auf die Feuerwehr und die Art und Weise, wie wir vor Ort arbeiten.

In der NFPA heißt es: „Obwohl diese Materialien die Baukosten senken und unter Nicht-Brandbedingungen stets eine gleichwertige oder sogar bessere Qualität gezeigt haben, kann das Gleiche nicht gesagt werden, wenn diese Materialien bei einem Brand in einem Wohngebäude einer Brandbelastung ausgesetzt sind.“ Das Ergebnis ist ein fortschreitender Struktureinsturz aufgrund des Versagens dieser Leichtbaukonstruktionen, was zu Verletzungen und Todesfällen bei Feuerwehrleuten führt.“

In diesem Artikel werden einige der Gefahren des Leichtbaus hervorgehoben, einige Empfehlungen zur Größenvergrößerung gegeben und einige Videobeispiele für Brände in solchen Strukturen bereitgestellt. Schauen Sie sich zunächst das folgende Video der South Carolina Fire Academy an, in dem verschiedene Brandschutzarten demonstriert werden:

Möglicherweise haben Sie in den letzten Jahren eine Zunahme der Meldungen über Naheinsätze und Todesfälle von Feuerwehrleuten im Zusammenhang mit Leichtbau festgestellt, was hoffentlich zu einem stärkeren Bewusstsein für das Thema bei der Feuerwehr geführt hat. Dies hat die Abteilungen gezwungen, sich weiterzuentwickeln und zwischen herkömmlichen Rahmen und solchen zu unterscheiden, die leichte, vorgefertigte Materialien verwenden.

Die Einführung von Leichtbaumaterialien hätte die Art und Weise verändern sollen, wie man auf dem Brandgrund arbeitet. Eine Reihe von Tests, die von der UL durchgeführt wurden, lieferte einige eklatante Ergebnisse. Die Ausfallzeit eines ungeschützten 2×10-Rahmenelements betrug 18 Minuten und 30 Sekunden nach dem Zündzeitpunkt, und das entsprechende Element in einem „TJI“ versagte nach 6 Minuten und 30 Sekunden.

Das Ziel dieses Artikels besteht jedoch nicht darin, Sie mit wissenschaftlichen Fakten, Codes und möglichen Lösungen zu überhäufen. Hier geht es wirklich darum, Bewusstsein zu schaffen; Wenn Sie Ihre Herangehensweise und Ihren Angriff auf diese Art von Bränden nicht geändert haben, müssen Sie sich sofort anpassen.

Das folgende Video von STATter911 konzentriert sich auf zwei wenige Minuten voneinander entfernte Hausbrände am 2. Juli 2007 in der Gegend von Leesburg, Virginia. Bei einem handelte es sich um ein älteres Bauwerk. Der andere wurde aus neueren Leichtbaumaterialien hergestellt. Keith Brower, Feuerwehrmann von Loudoun County, spricht über die Lehren, die aus dem Vergleich der beiden Brände gezogen wurden.

Wie können Sie sich und Ihre Feuerwehrkameraden schützen? Es ist ziemlich einfach. Feuerwehrleute müssen eine Kultur des kontinuierlichen und sich weiterentwickelnden „Size-Up“ entwickeln. Wir haben es eine Million Mal gehört; „Size-up beginnt, wenn die Töne ausgehen.“ Aber für mich beginnt das Size-up bereits morgens beim Aufwachen. Auch das Size-Up muss sich im Laufe der Zeit weiterentwickeln, um Veränderungen in der Feuerwehrbranche, der Baubranche und Veränderungen in Ihrem eigenen Einsatzbereich zu berücksichtigen.

Das heutige Size-Up ist nur so gut wie heute. Wir müssen unsere Feuerwehrleute darin schulen, verschiedene Bauarten sowie die verwendeten Methoden und Materialien schnell zu erkennen. Erwägen Sie die Entwicklung eines Systems, um die Feuerwehrleute vor Ort über potenzielle Gefahren am Bau zu informieren.

Bestimmte Gemeinden haben bereits ein Gefahrengut-Plakatsystem entwickelt, das es den Feuerwehrleuten ermöglicht, beim Eintreffen die Art der Baustelle zu bestimmen. Das Design und der Standort der Beschilderung würden an einem vorher festgelegten Ort erfolgen, der von den örtlichen Bau- und Ordnungsbeamten durchgesetzt wird; Hier ist ein Beispiel aus New York.

Ein Einsturz kann bei Leichtbaukonstruktionen, die durch einen Brand beeinträchtigt werden, oft katastrophale Folgen haben. Dieses Video stammt von einem Hausbrand in der Summer Creek Road in Oconomowoc, Wisconsin, im Oktober letzten Jahres:

Feuerwehrleute sollten nicht nur in den Bauarten und -methoden geschult werden, sondern auch darin, die Unterschiede im Brandverhalten aufgrund unterschiedlicher Baumethoden zu verstehen. Die Baukonstruktion bestimmt die Anzahl der Feuerwehrleute, die Geräte und die Ausrüstung, die zur Brandbekämpfung benötigt werden, den richtigen Ort des Angriffs und der Entlüftung und ob der Angriff offensiv oder defensiv erfolgen soll.

Die Führung muss den Brandverlauf genau verstehen und die Dauer des Brandes ständig beurteilen. Es kann zu bestimmten Bränden kommen, bei denen es sich bei der Ankunft um einen Angriff von außen handelt, und zwar aufgrund der Zeit, die der Einsatz verging und der Zeit, die zur Reaktion benötigt wurde.

Das Feuer von außen kann optisch „angreifbar“ sein, die Bodenstruktur lässt jedoch möglicherweise keinen Angriff von innen zu. Sechs Minuten sind ein sehr kleines Fenster zum Arbeiten. Wenden Sie eine Verteidigungsstrategie an, wenn Fachwerke beschädigt oder Feuer ausgesetzt wurden, und denken Sie an grundlegende Risiko-Ertrags-Konzepte.

Führen Sie Such- und Unterdrückungsübungen durch, bei denen der Einsatz von Werkzeugen im Vordergrund steht. Feuerwehrleute müssen sich ständig mit einem Werkzeug bewegen, um sich selbst voraus zu sein. Mithilfe eines Werkzeugs kann der Feuerwehrmann den Boden sondieren, um ein Gefühl für die strukturelle Integrität zu bekommen. Das Werkzeug kann auch verwendet werden, um vor ihnen herzustreichen und nach bereits eingestürzten oder beschädigten Bodenbereichen zu suchen.

Im Jahr 2000 führten die Feuerwehr von Phoenix und das National Institute for Standards and Technology (NIST) Live-Brenntests an vier Wohngebäuden durch, um festzustellen, wie lange nach der Entzündung ein Dacheinsturz eintreten würde.

NIOSH gibt Feuerwehrleuten die folgenden Empfehlungen auf der Grundlage früherer Vorfälle mit Todesfolge:

* Seien Sie äußerst vorsichtig, wenn Sie an oder unter Traversensystemen arbeiten.
* Benachrichtigen Sie den Einsatzleiter, wenn eine Fachwerkkonstruktion entdeckt wird.
* Teilen Sie dem Einsatzleiter schnellstmöglich die Innenbedingungen mit und stellen Sie regelmäßig Updates bereit.
* Wenden Sie eine defensive Brandbekämpfungsstrategie an, sobald festgestellt wird, dass es zu Verbrennungen an den Trägerelementen kommt (es sei denn, jemand ist eingeklemmt).
* Es ist mit einem unmittelbar bevorstehenden Einsturz zu rechnen, sobald Leichtbaudächer oder -böden in einen Brand verwickelt werden (Klaene und Sanders 2000).
* Wenn möglich, vermeiden Sie das Durchtrennen der Fachwerkgurte, wenn Sie Löcher für die Dachbelüftung schneiden. Schnitte können das Dach schwächen.
* Vermeiden Sie Dachbereiche, die durch Klimaanlagen, Luftbehandlungsgeräte und andere schwere Gegenstände belastet sind.
* Achten Sie stets auf alternative Fluchtwege, wenn Sie über oder unter einem Fachwerk arbeiten.
* Erwägen Sie die Verwendung von Dachleitern oder das Arbeiten von Drehleitern oder Plattformen, anstatt direkt auf dem Dach zu gehen oder zu stehen (Brannigan 1999; Dunn 1998).

Die Vorteile des Leichtbaus

Leichtbau ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Der Einsatz leichterer Materialien in Kombination mit neuen Produktionstechnologien reduziert den Energieverbrauch in Transport, Fertigung und Bau deutlich.

Im Leichtbau bieten hochfeste und hochsteife Faserverbundwerkstoffe die Möglichkeit, durch die Integration zusätzlicher Funktionen weiteres Gewicht oder nachträgliche energieintensive Verarbeitungsschritte einzusparen. Dazu gehören strukturell integrierte textil-elastische Scharniere oder die Einbindung von Sensoren für das Structural Health Monitoring (SHM). Neue robotergestützte Produktionstechnologien ermöglichen weitere Gewichtseinsparungen durch die Einbindung von Fasern in Lastpfade.

Die Faserverbundtechnik nutzt für den jeweiligen Anwendungsfall die technisch und wirtschaftlich bestmögliche Faserkombination oder maßgeschneiderte Textilien und Matrixsysteme. Neben Kohlenstoff- und Glasfasern werden zunehmend Basaltfasern, Naturfasern und biobasierte Fasern verwendet, kombiniert mit duroplastischen und thermoplastischen (Bio-)Polymeren, Metallen und Keramiken. An den DITF werden auch neue kostengünstige Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen wie Lignin, Cellulose und Chitin entwickelt.

Bei der Entwicklung neuer Verbundwerkstoffe nehmen sich die DITF auch die Natur zum Vorbild: Biologische Strukturen sind wichtige Inspirationsquellen, beispielsweise für neuartige dreidimensionale, topologieoptimierte Leichtbaustrukturen oder optimierte Faser-Matrix-Grenzflächen.

Zur Vorhersage des Fertigungsverhaltens und der Festigkeit/Steifigkeit von Faserverbundbauteilen stehen an den DITF modernste und kontinuierlich weiterentwickelte Prüf- und Simulationstechniken zur Verfügung.

Seit vielen Jahren lieben Westaustralier schwere Baumaterialien wie Ziegel, Beton und Fliesen für den Bau ihrer Häuser.

Unsere langjährige Liebe zum traditionellen Backsteinhaus ist das Ergebnis der Tatsache, dass die Materialien leicht verfügbar sind und dass die Verbraucher mit dem Aussehen und der Haptik dieser Art von Produkten vertraut und vertraut sind.

Das Bauen mit schweren Baumaterialien bietet zwar Vorteile, kann jedoch zu einer höheren grauen Energie und höheren Baukosten führen, insbesondere im Hinblick auf die Vorbereitung des Standorts und die Transportkosten.

Neue Innovationen bei alternativen Baumaterialien bieten dem Markt nun mehr Optionen im Leichtbau, die zugänglicher und erschwinglicher werden.

Leichtbaumaterialien haben das Potenzial, die Nachhaltigkeit und Erschwinglichkeit von Häusern zu verbessern, je nach Standort und Klima, in dem sie gebaut werden. Dies gilt sowohl für ein Einzelhaus als auch für eine höhere Wohndichte.

Zu den Leichtbaumaterialien gehören Holz- oder Leichtstahlrahmen, strukturelle Isolierplatten, vorgefertigte Produkte und sogar Polystyrol-Bauprodukte.

Diese Materialien haben im Allgemeinen eine niedrigere Energiebewertung als schwere Materialien und können zu einem geringeren Gesamtenergieverbrauch über den gesamten Lebenszyklus führen.

Leichte Materialien können auch schnell auf Temperaturänderungen reagieren und in wärmeren Klimazonen über Nacht schnell abkühlen.

Die Herstellung und der Transport von Materialien können kostengünstiger sein, insbesondere an entlegene Standorte, und sie erfordern häufig weniger Vorarbeiten vor Ort.

Verschiedene Produkte können auch die Möglichkeit einer größeren Gestaltungsflexibilität bieten. Mit Polystyrolblöcken können Sie beispielsweise das Material auf vielfältige und innovative Weise formen und veredeln.

Polystyrol bietet außerdem eine hervorragende Isolierung und kann für Wände, Dächer und Unterböden verwendet werden.

Ein Beweis für den Aufstieg alternativer Baumaterialien ist das Musterhaus im mit dem UDIA Environmental Excellence Award 2017 ausgezeichneten Anwesen Osprey Waters by Mirvac.

Das Haus wurde vom Architekten Sid Thoo entworfen und mit alternativen, leichten Bauprodukten gebaut, darunter strukturelle Isolierplatten und recycelte Hartholzverkleidungen.

In größerem Maßstab hat der Entwickler Lendlease kürzlich das erste Bürogebäude aus Holzwerkstoff in Australien fertiggestellt.

Das International House Sydney in Barangaroo wurde aus Brettsperrholz (CLT) und Brettschichtholz (Glulam) gebaut.

Laut den Entwicklern hat CLT einen geringeren CO2-Fußabdruck als andere Baumaterialien, der Produktionsprozess produziert keinen Abfall und das Holz stammt aus zertifiziert nachhaltig bewirtschafteten Wäldern.

Es ist spannend, die Entwicklung einer Reihe innovativer Produkte zu beobachten, die der Bau- und Entwicklungsbranche eine zunehmende Auswahl bieten, damit sie erschwinglichere und nachhaltigere Produkte auf den Markt bringen kann.

Leichtbaumaterialien: Einsatzmöglichkeiten und Herausforderungen

Leichtbau bietet ein großes Potenzial für ressourceneffiziente mechatronische Systeme. Leichtbau bedeutet nicht nur ein geringeres Gewicht bewegter Baugruppen, sondern ist auch ein Synonym für einen idealen belastungsgerechten Einsatz von Materialien und Konstruktionsprinzipien. Dabei werden Bauweisen der Natur nachgeahmt, etwa Zellstrukturen in Metallschäumen oder Verbundkonstruktionen wie Sandwichstrukturen und Faserverbundwerkstoffe zur bionischen Gestaltung mechanischer Baugruppen. Beispielsweise nutzen wir additive Fertigungsverfahren wie das 3D-Laserstrahlschmelzen oder den 3D-Druck und eröffnen damit völlig neue Möglichkeiten hinsichtlich Geometrie, Material und Stückzahl.

Nur weil ein Material leicht ist, heißt das nicht, dass es nicht robust ist. Das ist die Stimmung hinter Leichtbaumaterialien, einer Branchenbewegung, die die Art und Weise, wie manche Strukturen entworfen und gebaut werden, verändert.

Arten von Leichtbaumaterialien

Forscher haben leichte Materialien, die aus Sand, Zement und sogar den Fasern von Abfällen junger Kokosnüsse und Durian bestehen, auf Festigkeit und Schüttdichte getestet. Ihre Studien haben gezeigt, dass sich diese Materialien gut für den Bau von Wänden und Dächern eignen, wodurch Energie gespart und der Abfall in der Obstindustrie reduziert wird.

Auch für Leichtbaumaterialien bietet die 3D-Technologie den Ingenieuren neue Möglichkeiten. Forscher am Karlsruher Institut für Technologie in Deutschland nutzten 3D-Laserlithographie und Laserstrahlen, um Mikrostrukturen in einem Fotolack zu härten. Auf diese Weise entwickelte Materialien erweisen sich als vielversprechend für die Isolierung von Gebäuden.

„Die neuartigen Leichtbaumaterialien ähneln der Fachwerkstruktur eines Fachwerkhauses mit horizontalen, vertikalen und diagonalen Streben“, sagte Studien-Mitautor Jens Bauer. „Unsere Strahlen sind allerdings nur 10 µm groß.“

Die Inspiration

Bei der Entwicklung neuer Ideen und Innovationen für die Bauindustrie lassen sich Ingenieure häufig von der Natur, der Medizin und dem Alltag inspirieren. Die Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie beispielsweise entwickelten diese Leichtbaumaterialien nach der Inspiration von Knochen und Bienen. Menschliche Knochen haben eine Rahmenstruktur und Bienenwaben haben eine Schalenstruktur, die langlebig und dennoch leicht genug ist, um Bewegungen zu erleichtern.

Diese Leichtbaumaterialien haben eine geringere Dichte als Wasser; Allerdings ist ihr Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht höher als das von Aluminium oder Stahl. Zur Aufnahme nicht massiver Lasten haben sich Strukturen mit offenen Poren bewährt.

Die Herausforderungen

Allerdings sind Leichtbaumaterialien nicht ohne zahlreiche Kritiker und Skeptiker entstanden. Eine der größten Herausforderungen für Ingenieure bei der Verwendung dieser Materialien ist die Feuerbeständigkeit.

Diese Bedenken kamen kürzlich im Norden von New Jersey ans Licht, als ein Feuer einen großen Apartmentkomplex zerstörte, der aus Leichtholz gebaut wurde. Beamte vor Ort sagten, dass der Brand durch das offene Fachwerkdach und die auf Leichtbauweise ausgelegte Holzkonstruktion verschlimmert wurde.

„Das Pferd kommt dank Leichtbauweise aus dem Stall; Es ist heute der Stand der Technik im Bauwesen“, sagte John Wisniewski, Vorsitzender der Brandschutzkommission von New Jersey. „Es wäre zum jetzigen Zeitpunkt unmöglich, den Bau mit nicht leichtem Material vorzuschreiben. Aber wir haben die nötige Ergänzung zum Leichtbau, und das sind Sprinkleranlagen.“

Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass „Leichtbau“ ein locker definierter Begriff ist und nicht einmal offiziell im Internationalen Baugesetzbuch definiert ist. Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Materialien so zu konstruieren, dass sie leicht sind, und einige bergen mehr Risiken als andere. Forscher mögen mit 3D-Modelltests auf dem richtigen Weg sein, aber es sind eindeutig weitere Studien erforderlich, um Leichtbaugebäude sicherer und effizienter zu machen als solche, die aus herkömmlichen Materialien gebaut werden.

Leichtbau: Was Sie wissen müssen

Feuersprinkler in Leichtbauweise: Bezahlbarer Schutz für bezahlbare Materialien

Mit dem Vorstadtboom Mitte des 20. Jahrhunderts gingen viele Innovationen einher. Eine dieser Innovationen, die dieses Wachstum ermöglichte – der Leichtbau – ist heute noch genauso wichtig wie vor 60 Jahren.

Leichtbau ist ein weit gefasster Begriff, dessen Definition von Region zu Region und sogar von Abteilung zu Abteilung unterschiedlich ist. Ein Blog auf Firefighter Nation bietet die folgende Liste: „Konstruktive Materialien wie Metallknotenblechbinder, I-Träger aus Sperrholz, Balkenbinder mit offenem Steg, [und] ungeschützte Baustahlelemente …“ Obwohl die Definition unterschiedlich ist, besteht kein Zweifel dass dies gemeinsame Elemente sind, die in vielen Haushalten und Unternehmen zu finden sind.

Ohne solche innovativen Baumaterialien wären das amerikanische Wachstum und die amerikanische Industrie ernsthaft behindert. Während Leichtbauweise ein wesentlicher Bestandteil jedes Hauses oder Unternehmens ist, müssen Eigentümer die proaktiven Maßnahmen erkennen, die sie ergreifen können, um ihre Immobilien vor Bränden zu schützen.

In diesem Artikel werden zwei gängige Arten von Leichtbaukonstruktionen beschrieben, Knotenbleche aus Verbundholz und Metall, und es wird untersucht, wie sie verwendet werden, welche Gefahren auftreten und wie man sich vor Feuer schützt.

Verbundholz

Wenn man darüber nachdenkt, wie Holz zu Baumaterialien für ein Haus verarbeitet wird, könnte man annehmen, dass ein Baumstamm in Balken gespalten wird, die dann als Rahmen verwendet werden. Auch wenn dies in vielen Fällen zutrifft, ist es eine Tatsache, dass das meiste Holz für Häuser, insbesondere das für Dachstühle verwendete Holz, aus sogenanntem „Verbundholz“ hergestellt wird.

Verbundholz wird technisch hergestellt und ist eine Ableitung von traditionellem Holz. Es besteht aus zahlreichen Partikeln, Fasern und Strängen, die alle durch Klebstoffe zusammengehalten werden. Da Verbundholz künstlich hergestellt wird, ist es viel einfacher, es in komplexeren Konstruktionen zu verwenden. Wenn ein Gebäude Bögen oder eine andere Art von wogendem oder fließendem Aussehen hat, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass das Aussehen durch Verbundholz erreicht wurde. Dadurch kann der Entwurf des Architekten vollständig umgesetzt werden und Abstriche zugunsten der strukturellen Stabilität werden minimiert.

Trotz der Ästhetik erfüllt Verbundholz auch einen sehr praktischen Zweck. Es wird in Massenproduktion hergestellt, ist günstig und für Unternehmen und Hausbesitzer weit verbreitet. Verbundholz erfordert außerdem nur sehr wenig Erfahrung im Tischlerhandwerk, sodass Hausbesitzer es problemlos für Heimwerkerprojekte verwenden können.

Verbundholz nutzt zudem das Ausgangsmaterial effizient aus. Da es aus vielen Holzstücken besteht, besteht keine Sorge, dass ein Teil fehlerhaft oder nicht perfekt sein könnte, was beim Bauen mit Bauholz ein häufiges Problem ist. Das bedeutet auch, dass Unternehmer jedes Stück Holz nutzen können, sodass kaum Abfall entsteht. Es liegt auch auf der Hand, dass die Umwelt davon profitiert, wenn weniger Holz verschwendet wird, wodurch Verbundholz umweltfreundlicher ist als Schnittholz.

Während die Verwendung von Verbundholz dem Architekten, dem Haus- und Geschäftsinhaber sowie der Umwelt zugute kommt, gibt es auch Nachteile. Verbundholz brennt schneller als herkömmliches Bauholz, und einige behaupten, dass die Klebstoffe beim Verbrennen giftig sein können. Obwohl dies eine Gefahr darstellt, bedeutet dies nicht, dass Haus- und Geschäftsinhaber vor der Verwendung dieses effizienten Materials zurückschrecken sollten. Eine effektivere und kostengünstigere Lösung wäre die Installation von Sprinkleranlagen im Gebäude, um so die Risiken für die Bewohner zu minimieren.

Metall-Knotenbleche

Knotenbleche aus Metall werden im Bauwesen verwendet, um zwei Holzstücke zusammenzuhalten. Sie sind traditionell rechteckig und oft an den Enden von zwei oder mehr Balken zu sehen. Diese Platten haben an der Unterseite winzige Zähne, die sich in das Holz graben, es an Ort und Stelle halten und Nägel effektiv ersetzen. Während dies die Produktion erleichtert, kann es im Brandfall schnell zu einer Beeinträchtigung des Systems kommen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass bei zunehmendem Brand die Hitze dazu führt, dass die Metallknotbleche ihren Halt an den Balken verlieren, sodass diese abspringen und die Balken nur noch durch Reibung zusammengehalten werden. Dieses beeinträchtigte System kann zum Versagen der Struktur und zum Einsturz führen und eine tödliche Gefahr für die Bewohner des Hauses und die Ersthelfer darstellen, die das Gebäude betreten müssen.

Gebäude mit Leichtbau schützen

Die Verwendung von Leichtbaumaterialien hat Vor- und Nachteile. Branchenexperten schlagen den Ersatz von Materialien als einen Lösungsvorschlag zur Bewältigung der potenziellen Gefahren vor, dieser wäre jedoch umständlich, ineffizient und nicht kosteneffektiv.

Eine bessere Lösung wäre, dass Haus- und Geschäftsinhaber proaktivere Maßnahmen ergreifen, um Gebäude zu schützen und sicher zu machen. Während sich Leichtbauweise ideal für die komplexe Massenproduktion eignet, müssen sich Unternehmen und Hausbesitzer darüber im Klaren sein, dass sie das Potenzial hat, schnell zu brennen und die strukturelle Stabilität eines Gebäudes zu gefährden.

Die Installation einer Sprinkleranlage ist ausnahmslos eine der besseren Möglichkeiten, Leben und Eigentum bei allen Bauwerken zu schützen, unabhängig davon, ob sie in Leichtbauweise oder mit herkömmlichen Baumaterialien errichtet wurden. Während Rauchmelder eine wesentliche Rolle dabei spielen, die Bewohner vor einer Brandgefahr zu warnen, verhindern Feuersprinkler die Ausbreitung des Feuers – was in einem Gebäude mit Leichtbauweise sogar noch schneller passieren kann.

Feuersprinkler sind so effektiv, dass die National Fire Protection Association (NFPA) die Home Fire Sprinkler Initiative ins Leben gerufen hat, die den Einsatz von Feuersprinklern in Häusern in ganz Amerika in Leichtbauweise fordert. Weitere Informationen zu ihren Interessenvertretungen finden Sie unter www.firesprinklerinitiative.org.

Zusammen mit ihren Verbündeten in der NFPA arbeiten das New Jersey Fire Sprinkler Advisory Board und die National Fire Sprinkler Association daran, Feuersprinkler in New Jersey und im ganzen Land zu fördern. Diese Organisationen fungieren als kostenlose Anlaufstelle für Hausbesitzer, Geschäftsinhaber sowie Feuerwehr- und Ordnungsbeamte, um Fragen und Bedenken im Zusammenhang mit Sprinkleranlagen zu beantworten.

Ist Leichtbau die Zukunft im Wohnungsbau?

Als Alternative zum Ganzbetonbau wird der Leichtbau angesichts der gesellschaftlichen Herausforderungen des Klimawandels, der zunehmenden Urbanisierung und des rasanten demografischen Wandels zunehmend als verantwortungsbewusstere Bauoption angesehen … Wir schauen uns diese neuen Techniken genauer an könnte den Weg in die Städte von morgen weisen.

Einigen demografischen Prognosen zufolge könnte die Weltbevölkerung von heute 7 Milliarden im Jahr 2050 durchaus auf 9 Milliarden anwachsen … Wir müssen also alle Häuser und Wohngebäude bauen, die nötig sind, um all diese Menschen unterzubringen! Das stellt alle Akteure der Baubranche vor eine enorme ökologische, finanzielle und gesellschaftliche Herausforderung und wirft eine zentrale Frage auf: Wie können wir besser, schneller und tugendhafter bauen?

Eine zentrale Antwort könnte der Leichtbau sein. Bei dieser Bauweise werden anstelle von Ziegeln und Mörtel Materialien wie Holz und Metall zur Bildung von Gebäudestrukturen verwendet. Bei diesem Trend handelt es sich keineswegs um ein modisches Statement, sondern vielmehr um die Globalisierung lokaler traditioneller Bauweisen. Vergessen Sie nicht, dass in Skandinavien, Japan und den USA der Holzrahmenbau die Norm ist! In den USA werden 90 % aller Einfamilienhäuser in modularer Holzbauweise gebaut. In Norwegen werden die von Norges Hus entworfenen Häuser nach diesem Prinzip gebaut. Sie sind gesund und umweltfreundlich und entsprechen vollständig den neuesten Vorschriften zur Wärmedämmung und Energieeffizienz. Und seien wir ehrlich: Mit einem Blockhaus haben sie nichts gemein!

Geringeres Gewicht bei gleicher Leistung

„Leichtbau bietet eine Reihe von Vorteilen“, erklärt Gilles Leva, stellvertretender Vizepräsident Marketing bei Saint-Gobain. „Zum Beispiel sind Holzkonstruktionen viel leichter als Betonkonstruktionen, was an sich schon ein großer Vorteil ist, insbesondere wenn es darum geht, bestehende Gebäude zu erweitern oder ein zusätzliches Stockwerk hinzuzufügen …“ Es ist eine Option, die neue Möglichkeiten eröffnet, denn obwohl die Mehrheit Während es bisher bei den Erweiterungen nur um Einfamilienhäuser ging, ist die Kombination von Holz und Beton immer häufiger im Stadtbild vertreten und weist den Weg in die Städte von morgen. Städte, die vertikaler sind. Tugendhafter. Verantwortungsvoller.

Bereits 2009 zeichnete sich London mit dem ersten achtstöckigen Holzgebäude, dem Stadthaus, deutlich ab. Es war damals das höchste der Welt! Seitdem sind weltweit Projekte entstanden, bei denen Holz beim Bau von Hochhäusern und anderen Gebäuden zum Einsatz kommt. Holz wird im traditionellen japanischen Bauwesen häufig verwendet, so verfügt auch das neue Olympiastadion in Tokio über eine Struktur aus Zeder und Lärche.

Holz ist ein starker Leistungsträger

Es lässt sich nicht leugnen, dass Holz im Hinblick auf den CO2-Fußabdruck eine starke Leistung erbringt. Durch die Bindung von CO2 während seiner gesamten Wachstumsphase bietet dieses Ökomaterial erhebliche Vorteile hinsichtlich der Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Die Tatsache, dass es sich um eine natürliche Ressource handelt, ist eine weitere Stärke, da es leicht recycelt werden kann und zu einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung beiträgt. „Das ist der andere große Vorteil von Holz!“, fährt Gilles Leva fort. „Die Vorfertigung von Holzrahmen ermöglicht einen schnellen Bau und einen ebenso einfachen Abriss! Unter diesem Gesichtspunkt steht Holz also voll und ganz im Einklang mit umweltbewusstem Bauen.“

Aber Holz ist nicht die Antwort auf alles, denn diese Ressource ist nicht unbegrenzt und erfordert eine sinnvolle Nutzung. Damit sich der Holzbau langfristig auch dort etablieren kann, wo er keine traditionelle Bauweise ist, ist er auf den Aufbau einer professionalisierten Holzindustrie und Netzwerke engagierter Vorfertiger und Monteure angewiesen, um Wettbewerbsfähigkeit und Qualität zu gewährleisten.

Ist Leichtbau wirtschaftlich?

Ist Leichtbau wirklich flexibler, schneller und wirtschaftlicher? Es hängt alles davon ab, worüber wir sprechen.

Durch die Möglichkeit, schneller zu bauen, die Automatisierung zu erleichtern und Produktionsprozesse durch Vorfertigung zu optimieren, senkt die Leichtbauweise tatsächlich die Produktionskosten und damit die Baukosten für die Schaffung erschwinglicher, wiederholbarer und exportierbarer Wohnungen, die die Welt dringend braucht.

Aber alles hängt von den Materialien ab, die Sie wählen. Holzrahmen oder Metallrahmen? Die Kosten hängen von der Ressourcenverfügbarkeit ab. Die Tatsache, dass Holz in Japan, Skandinavien und den USA weit verbreitet ist, liegt daran, dass die Ressource in diesen Ländern leicht verfügbar ist und die Bauindustrie sich darauf eingestellt hat, dieses Material über einen sehr langen Zeitraum zu verwenden und so die Kosten unter Kontrolle zu halten. Umgekehrt ist Holz im Nahen Osten eindeutig eine knappe Ressource, weshalb Holzrahmen hier zwangsläufig eine teure Technik sind.

Diese neuen Materialien sind wirklich leicht!

Im Bewusstsein der Umweltprobleme, die der Einsatz von Holz und mineralischen Ressourcen mit sich bringt, blicken Unternehmen im Leichtbau daher in eine Zukunft, in der immer leichtere und langlebigere innovative Materialien verfügbar werden. An erster Stelle steht Beton aus Pflanzenfasern, der sich aufgrund seiner inhärent hohen Wärmedämmeigenschaften auf allen Baustellen zunehmender Beliebtheit erfreut. Noch innovativer: Ziegel aus Recyclingpapier bilden leichtere Strukturen und gehen gleichzeitig auf Fragen der nachhaltigen Entwicklung ein. Dasselbe gilt für umweltfreundliche Holzblöcke, die fünfmal leichter sind als ihre traditionellen Gegenstücke. Selbstverständlich muss der Einsatz dieser Materialien auch unter Berücksichtigung der geltenden Brandschutzbestimmungen erfolgen.

Schnell und gut bauen mit Vorfertigung

Aber in einer Welt, die auf der Suche nach Nachhaltigkeit, Qualität UND angemessenen Baupreisen ist, ist die große Revolution im Leichtbau die Prozessindustrialisierung. Genauer gesagt: Vorfertigung. Vorgefertigte Module sind flexibel und lassen sich leicht an neue Verwendungszwecke anpassen. Sie beschleunigen unbestreitbar den Bauprozess, indem sie Bautechniken weltweit harmonisieren.

Hier ist ein Beispiel … In Katalonien hat Saint-Gobain zum Bau eines Krankenhauses mit 108 Betten beigetragen, das ausschließlich auf modularen Elementen basiert, die in einer Fabrik hergestellt und vormontiert werden. Dank dieser Technik konnte das Gebäude in nur vier Monaten errichtet werden, statt wie üblich in vier Jahren, die bei herkömmlichen Methoden üblich gewesen wären. Gemeinsam mit den Partnern SH Holz & Modulbau in Deutschland konnte die Gruppe in nur drei Monaten ein Kinderheim renovieren. Was ist also das Geheimnis dieser unglaublichen Leistungen? Ein Satz individuell gestalteter vorgefertigter und zugeschnittener Paneele. Um seine Position in diesem vielversprechenden Markt zu stärken, hat Saint-Gobain kürzlich Brüggemann übernommen, ein Unternehmen, das sich auf schlüsselfertige modulare Holzlösungen für Neubau- und Modernisierungsprojekte spezialisiert hat. Eine Investition, die Bände über die Leichtbauambitionen des Konzerns spricht. Der Vorteil der Vorfertigung liegt nicht nur in der Beschleunigung des Bauprozesses, sondern auch in der schnellen Umnutzung von Räumen für vielfältige neue Nutzungen. All dies erfordert eine neue Art des Bauens, bei der man „umkehrbar“ denkt und sich bereits in der Entwurfsphase für anpassungsfähige Lösungen entscheidet. Auf dieser Grundlage spezifizierte das Pariser Krankenhaus Saint-Joseph werkseitig dimensionierte und vorgeschnittene ISOVER F4-Fassaden. Am wichtigsten ist vielleicht, dass sie bei künftigen Erweiterungsprojekten leicht zum Recycling entfernt werden können. In Russland haben die Teams von Saint-Gobain ein leichtes Fassadensystem entwickelt, das Gipskartonplatten, Glaswände und Zementplatten auf einem Stahlgerüst verwendet. Zu den Vorteilen dieses neuen Systems gehören eine schnelle Bauweise, eine hervorragende Wärme- und Schalldämmleistung und ein geringerer CO2-Fußabdruck: Bei seiner Herstellung entsteht zehnmal weniger CO2 als bei anderen herkömmlichen Fassadensystemen!

Da haben Sie es also: schnellere Bauarbeiten, nachhaltigere Baustellen und streng kontrollierte Kosten … Leichtbautechniken, die an manchen Standorten traditionell, anderswo alternativ sind, scheinen eine angemessene Antwort auf die ökologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen zu sein, denen wir bei unserem Versuch gegenüberstehen Bereitstellung energieeffizienten, gesunden, komfortablen und nachhaltigeren Wohnraums.

Möglichkeiten des Materialleichtbaus

Unter Leichtbau versteht man den Aufwand, ein Design so zu verändern, dass sich das Verhältnis von Nutzgewicht zu Eigengewicht verbessert, ohne dass sich dies negativ auf die Funktionalität auswirkt. Ein Ziel könnte daher sein, die Nutzlast eines Fahrzeugs zu erhöhen, ohne dessen Eigengewicht zu erhöhen; oder das Gewicht des Fahrzeugs auf die gleiche mögliche Zuladung zu reduzieren, ohne seine Funktion als Sicherheits-, Komfort- und Assistenzsystem zu beeinträchtigen.

Leichtbau ist seit Jahren ein heißes Thema. Obwohl der Leichtbau in der Regel zu größeren Gewichtseinsparungen führt, als ein bloßer Materialaustausch erreichen könnte, versuchen Konstrukteure in der Praxis, andere Materialien im Leichtbau zu verwenden. Ein einfacher Materialaustausch ist jedoch keine zufriedenstellende Lösung, da ein anderes Material in der Regel eine andere Konstruktion (z. B. mehr Bauraum oder andere Radien) und/oder eine andere Herstellung erfordert, z. B. Umformung, ursprüngliche Umform- oder Fügetechnik.

Aus technologischer Sicht bietet eine Kombination aus Leichtbau und Materialien die größten Potenziale. Wer das Gewicht von Bauteilen reduzieren möchte, muss daher mit den Grenzen des Materialleichtbaus vertraut sein.

Qualitätsindikatoren erleichtern die Bewertung

Wenn man sich zunächst auf die mechanischen Eigenschaften konzentriert, ist es im Leichtbau üblich, die spezifischen, dichtebezogenen Eigenschaftswerte eines Materials zu berücksichtigen. Für einfache analytisch lösbare Spannungsfälle wie Zug/Druck, Biegung, Torsion, Knicken von Stäben und Knicken von Platten lässt sich recht einfach zeigen, dass die erforderliche Masse von geometrischen und materiellen Parametern abhängt.

Geht man von einer vorgegebenen Geometrie aus, was aus technologischer Sicht oft sinnvoll ist – beispielsweise der gegebenen Länge und dem Bauraum der Konstruktion –, hängt das Endgewicht von bestimmten Materialeigenschaften ab, die man als Qualitätsmerkmale bezeichnet Diese Lastfälle sind in den Tabellen der Leichtbauliteratur zu finden.

Diese Tabellen verwenden jedoch häufig durchschnittliche Materialeigenschaften, um einen durchschnittlichen Qualitätsindex anzugeben. Wenn diese Parameter jedoch als Grundlage für die Materialvorauswahl herangezogen werden, sind die bereitgestellten Eigenschaften nicht ausreichend, da viele Materialien ein so breites Eigenschaftsspektrum aufweisen, dass die Mittelwerte für den konkreten Fall nicht geeignet sind. Während sich zumindest bei metallischen Werkstoffen einige Werte wie Elastizitätsmodul oder Dichte kaum mit der Legierungszusammensetzung oder Wärmebehandlung ändern, gilt dies für andere wichtige Werte wie die Zugfestigkeit überhaupt nicht.

Standardisiert auf die Eigenschaften von Stahl

Oben in Abbildung 1 zeigt eine Tabelle die Qualitätsindikatoren, die den Bereich der Eigenschaftsvarianz eines Materials widerspiegeln. Die Tabelle verdeutlicht, dass der Elastizitätsmodul und die Dichte von Verbundwerkstoffen wie Holz oder faserverstärkten Kunststoffen sowie deren Anteile (Faserdichte) und geometrische Ausrichtung zur Belastung (Faserorientierung, Schichtaufbau mit mehreren Lagen) erheblich variieren manche Fälle. Denn Faserverbundwerkstoffe sind eigentlich keine Werkstoffe, sondern Konstruktionen aus in einer Matrix ausgerichteten Fasern.

Die Tabelle wurde entsprechend den Eigenschaften von Stahl, dem im Maschinenbau am häufigsten verwendeten Werkstoff, standardisiert. Daher geben alle Tabellenwerte direkt die Gewichtsunterschiede einer geometrisch ähnlichen Konstruktion aus einem bestimmten Material im Vergleich zu Stahl an. Wenn beispielsweise eine GFK-Strebe auf Festigkeit ausgelegt ist, kann sie 1,19 bis 15,86-mal leichter sein als eine Stahlstrebe, je nachdem, welche Legierungen oder Faserverbundstoffe als Abdeckung verwendet werden. Muss die Strebe jedoch auf Steifigkeit ausgelegt werden, ist sie in GFK nur 0,37 bis 0,93 mal leichter, also mindestens 7 % schwerer.

Interessant ist, dass hinsichtlich des Güteindex für Längssteifigkeit alle metallischen Konstruktionswerkstoffe gleichermaßen geeignet sind. Aus diesem Grund bietet ein Materialersatz keinen Vorteil – nur CFK ermöglicht unter diesen Bedingungen eine leichtere Konstruktion.

Da die in der Literatur häufig verwendeten Tabellen wenig aussagekräftig sind, verdeutlicht der untere Teil von Abbildung 1 diese Zusammenhänge noch einmal. Die Tabellen bzw. entsprechenden Diagramme, wie sie im unteren Teil der Abbildung 1 dargestellt sind, ermöglichen eine eindeutige Einordnung der Eignung eines Materials für bestimmte Lastfälle. Allerdings sind nicht nur die mechanischen Eigenschaftswerte, die durch Qualitätsindikatoren definiert werden können, bei der Materialauswahl zu berücksichtigen. Zu den weiteren technologischen Eigenschaften, die ebenfalls berücksichtigt werden müssen, gehören Dauerfestigkeit, Dehnung und Bruchzähigkeit, thermische Stabilität bzw. Wärmeausdehnungskoeffizient sowie weitere Materialeigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Umformbarkeit, Trenn- und Fügebarkeit und andere, die darüber hinausgehen Umfang dieses Artikels.

Gefahren des Leichtbaus

Als ich vor ein paar Jahren einen Baukonstruktionskurs unterrichtete, stellte ich fest, dass viele der anwesenden Feuerwehrleute keine Ahnung von den Gefahren hatten, die mit Leichtbauweise (LWC) im Brandfall verbunden sind.

Ich war entsetzt darüber, dass diese Beamten – die dafür verantwortlich waren, kompetente Brandentscheidungen zu treffen, die die Lebenssicherheit ihrer Feuerwehrleute betrafen – die Spielregeln für den Leichtbau von Gebäuden nicht verstanden. Was noch erschreckender ist, ist die Tatsache, dass allzu viele Feuerwehrleute und Beamte auch heute noch kein Verständnis dafür haben.

Unter Leichtbau werden im Allgemeinen entweder Holzrahmen- oder Stahlbaustoffe verstanden, bei denen die Dach- und/oder Bodentragsysteme aus leichten vorgefertigten Materialien bestehen. Im heutigen Holzrahmenbau werden auch I-Träger aus Holz häufig verwendet. Diese bestehen typischerweise aus Spanplatten und Schnittholz mit einer Größe von weniger als 2 x 4 Zoll, um die I-Trägerform zu bilden, und werden häufig keilgezinkt und zusammengeklebt, um Träger mit längerer Länge zu schaffen.

I-Träger aus Holz sind bekannt für ihre schnelle Brandausbreitung und den frühen katastrophalen Ausfall bereits nach vier Minuten Brandeinwirkung. Die Spanplatte wird oft durch flexible Leitungen oder andere Versorgungsdurchdringungen durchbrochen, was das System zusätzlich schwächt. Der Bau ist für den Bauherrn kostengünstiger und schneller, und diese Killerbauweise wird wahrscheinlich auch weiterhin bestehen bleiben.

Die meisten hölzernen Traversensysteme verwenden Metallknotenbleche, um die Ober- und Untergurte am Gurtband zu befestigen, einige werden jedoch auch einfach mit Leim keilverzinkt. Aber im Brandfall kann es, unabhängig davon, ob das LWC aus Holz oder Metall besteht, ohne Vorwarnung schnell und katastrophal ausfallen.

Die überwiegende Mehrheit der in diesem Land seit den 1970er Jahren gebauten Holzrahmenhäuser verwenden Dach- und Bodensysteme in Holzfachwerkbauweise mit Metallbefestigungen und Aufhängern. Darüber hinaus verwenden viele Gewerbe- und Industriebetriebe mittlerweile eine leichte Fachwerkkonstruktion. Vorplanung und Inspektionen sind von entscheidender Bedeutung, um herauszufinden, wo sich diese Mörder in Ihrer Gemeinde aufhalten. Unabhängig vom Typ oder Stil ist ein Fachwerk ein Fachwerk ist ein Fachwerk. Sie alle können im Feuer tödlich sein.

Lassen Sie mich Ihnen eine Frage stellen: Wo ereignete sich in unserem Land der erste LODD-Vorfall mit mehreren Feuerwehrleuten, bei dem bei einem Brand in einem Autohaus ein Bogensehnendachsystem einstürzte?

Haben Sie Hackensack, New Jersey geantwortet?
Wenn ja, liegen Sie falsch. Die Antwort ist Yingling Chevrolet in Wichita, Kansas, am 21. November 1968. Genau hier in meinem eigenen Hinterhof. Als das Dach des Bogensehnenbinders sechs Minuten nach der Ankunft versagte, kamen Feuerwehrchef Tom McGaughey (in der Nacht seines 36. Hochzeitstages), Chefinspektor Merle Wells und die Feuerwehrleute Dale Mishler und Jimmy Austin ums Leben.

Damals wusste die Feuerwehr nichts über die Gefahren des Fachwerkbaus. Doch fast 20 Jahre später, am 1. Juli 1988, ist uns das auf jeden Fall gelungen. Der Brand in einem Ford-Händler in Hackensack führte zum Versagen eines Bogensehnendachs, wodurch sechs Feuerwehrleute eingeklemmt und fünf getötet wurden. Bei den gefallenen Feuerwehrleuten handelte es sich um Captain Richard Williams, Lt. Richard Reinhagen und die Feuerwehrleute William Krejsa, Leonard Radumski und Stephen Ennis.

Aus diesem Brand konnten viele Lehren gezogen werden, und jeder Feuerwehrmann von heute sollte sie kennen – aber es ist offensichtlich, dass dies nicht bei jedem der Fall ist. Am 18. Juni 2007 kamen in Charleston, South Carolina, neun Feuerwehrleute bei Inneneinsätzen in einem Sofageschäft ums Leben.

Warum haben wir aus all diesen tragischen Verlusten nicht gelernt? In den 40 Jahren seit dem Brand in Yingling sind zwei Generationen von Feuerwehrleuten gekommen und gegangen. Und doch sterben unsere Mitglieder immer noch in gefesselten Strukturen. Was ist schuld? Liegt es an unserer Einstellung zur Sicherheit von Feuerwehrleuten, weil wir glauben, dass uns das nicht passieren wird? Ist es ein Mangel an taktischem Wissen und Führungsqualitäten, der dazu führt, dass Feuerwehrleute ein stark involviertes (normalerweise unbesetztes) LWC-Gebäude offensiv angreifen, in dem das einzige Leben, das in Gefahr ist, unsere eigenen Feuerwehrleute sind?

Was ist Leichtbau bzw. moderne Bauweise? Ist es so gut wie Ziegel?

Diese Fragen werden uns so oft gestellt, und da es an Maurern mangelt und den Kunden so viel mehr Optionen als nur Ziegelbau zur Verfügung stehen, dachten wir, es wäre eine großartige Gelegenheit, über andere Baumethoden zu sprechen, die in WA und den USA den Weg ebnen Mythen, die sie umgeben!

1. Wird es mehr kosten?

Man geht unter anderem davon aus, dass Leichtbau teurer ist als Ziegelbau. Vor 10 Jahren mag das wahr gewesen sein, heute aber nicht mehr; Da diese Methoden an Bedeutung gewinnen und immer mehr Menschen den Wechsel vollziehen, können die Anbieter ihre Kosten senken.

Es gab auch mehrere Innovationen in diesem Bereich, die einen Dominoeffekt auf die Kosten vor Ort hatten, beispielsweise durch Verschwendung, und dies wiederum dazu beitrug, die Kosten zu senken.

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist der Wert der verkürzten Bauzeit: Wie hoch sind Ihre monatlichen Kreditrückzahlungen? Zahlen Sie Miete, während Sie bauen? Da moderne Bauweisen die Bauzeit im Vergleich zum traditionellen Ziegelbau drastisch verkürzen, ganz zu schweigen von den Strom- und Gasrechnungen, die aufgrund der geringeren Energieverschwendung beim Heizen und Kühlen dieser Häuser sinken, müssen diese Kosteneinsparungen bei Ihrer endgültigen Entscheidung berücksichtigt werden.

2. Schallfaktoren

Die Schalldämmung ist in der Regel ausschlaggebend für die Wahl des Bausystems, da sie sich täglich auf die Lebensqualität auswirkt. Gute Planungsdetails und Baupraxis sind jedoch entscheidend für die Leistung sowohl schwerer als auch leichter Konstruktionen.

Es gibt ein Missverständnis, dass man bei modernen Bauweisen durch Wände hören kann und das Haus im Allgemeinen nicht gut isoliert ist. Dies ist jedoch ein Mythos und viele Häuser bieten einen hervorragenden Schallschutz, insbesondere in Kombination mit Elementen wie Doppelverglasung und Raumaufteilung im gesamten Gebäude Ihr Haus.

Unser Dualis Display Home in Aveley ist ein fantastisches Beispiel für Leichtbauweise. Es wurde vollständig aus Holzrahmen und Masterwall gebaut und ist mittwochs, samstags und sonntags geöffnet, damit Sie hindurchgehen und die Haptik, Haptik und Klangkomposition eines Leichtgewichts erleben können heim.

3. Masterwall – Direct-to-Frame-System

Wie bei allen erfolgreichen Designs sind Form und Funktion eine leistungsstarke Ergänzung zur Rahmenkonstruktion, die herausragende Ergebnisse liefert.

Aus diesem Grund wurden die leichten Isolier- und Beschichtungssysteme von Masterwall so konzipiert, dass sie in jedem Gebäudedetail funktionieren und eine leistungsstarke, wetterfeste Isolierbarriere für eine Reihe architektonischer Oberflächen bieten.

Die X-Serie verfügt über unser unbeschichtetes M-Grade-Panel. Es handelt sich um ein leichtes, verstärktes, isolierendes Außenwandsystem, das mechanisch an der Außenseite des Gebäudes befestigt wird, unabhängig davon, ob es sich um einen Holz- oder Stahlrahmen oder einen gemauerten Untergrund handelt. Das Komplettsystem umfasst die Anwendung zugelassener Acrylputzsysteme, Rahmenumhüllungen, Zierleisten, Dichtstoffe und Öffnungsbleche an Öffnungen, die zusammen eine wetterdichte Gebäudehülle bilden.

Mit einer Reihe verfügbarer Systeme, darunter Bushfire Attack Level-zertifizierte Systeme bis zu BAL40 und R-Bewertungen von R 1,7 bis zu einem beeindruckenden R 4,0 bei einer nur 80 mm dicken Platte, gibt es ein leichtes Masterwall-System, das für jedes australische Zuhause geeignet ist.

4. Holzrahmen

Bei vielen Hausbauern in Westaustralien ist die leichte Rahmenbauweise nicht gut verstanden. Das Interesse an dieser Art der Bauweise wird jedoch durch eine Reihe sich ändernder Bedingungen auf dem WA-Markt vorangetrieben, vor allem durch die Erschwinglichkeit von Wohnraum, kleinere Grundstücksgrößen und den Bau von Terrassenhäusern aus Holzrahmen .

Zu den Vorteilen der Holzrahmenkonstruktion gehören eine kürzere Bauzeit, eine verbesserte Wärmeleistung, eine größere Innenfläche, niedrigere Kosten und eine positive Auswirkung auf die Umwelt durch die Verwendung von Holz.

Unsere Nachbarn an der Ostküste wenden diese Methode seit Jahrzehnten an und haben bewiesen, dass diese Methode tatsächlich den Test der Zeit besteht.

5. Stahlrahmen

Stahlrahmen entwickeln sich schnell zu einem der beliebtesten und beliebtesten Systeme für den Hausbau in Australien und sind eines der am häufigsten recycelten Materialien auf dem Planeten! Stahlrahmenhäuser sind stark, gerade und absolut termiten- und bohrersicher, wenn sie vollständig aus Stahl gebaut sind.

Stahlrahmenhäuser bieten außergewöhnliche Vorteile wie die Schnelligkeit und Genauigkeit des Baus und die Vielseitigkeit im Design. Die inhärente Festigkeit und Haltbarkeit von Stahl sorgt für strukturelle Integrität und ist außerdem nicht anfällig für Feuchtigkeit.

Sie sind außerdem nicht brennbar und bieten in Kombination mit nicht brennbaren Brandschutzverkleidungen wie Porenbetonplatten eine überlegene Brandschutzkonstruktion, insbesondere in Bereichen mit hohen BAL-Bewertungen.

6. Doppelter Ziegel

„Aber Doppelziegel sind die einzige Möglichkeit zu bauen!“

Erhalten Sie diese Aussage immer noch auf Schritt und Tritt? Wir hören es sicherlich täglich, aber das stimmt definitiv nicht. Hier sind einige Erkenntnisse, wenn Sie über den Ziegelbau nachdenken:

  • Ziegel haben eine hohe thermische Masse und können ein Haus an Sommertagen kühl halten. Allerdings kann ein Haus an aufeinanderfolgenden heißen Tagen wie hier in Perth sehr warm bleiben und viel Kühlung benötigen, sodass die Stromrechnungen steigen können übermäßiger Gebrauch von Klimaanlagen.
  • Eine doppelte Ziegelschicht schafft einen dicken Raum, der die Raumgröße drastisch reduziert. Multiplizieren Sie das pro Raum und abhängig von Ihrem Grundstücksverhältnis könnten Sie einen großen Teil der Quadratmeterzahl Ihres Hauses durch Ziegel verlieren. Auf einem kleinen Grundstück ist dies definitiv nicht wünschenswert.
  • Aufgrund des Gewichts der Ziegel ist mehr Technik für die Betonplatte erforderlich, was zusätzliche Kosten verursacht.
  • Aufgrund der Anforderungen an die Aushärtung der Platte, insbesondere einer dickeren Platte, die für Ziegel ausgelegt ist, und der Zeit, die zum Verlegen der Ziegel benötigt wird, ist die Zeit bis zum Dach tendenziell deutlich länger Abdeckung als Rahmenkonstruktion.
  • Wenn Sie ein einzigartig architektonisch gestaltetes Zuhause wünschen, denken Sie noch einmal darüber nach … Ziegel sind nicht so flexibel wie Rahmenkonstruktionen und können daher bei Designelementen eingeschränkt sein. Die meisten Ziegeldesigns haben sehr standardmäßige quadratische oder rechteckige Formen da Ziegel schwer und schwieriger zu bearbeiten sind.