Fügetechnik mit Klebstoff

Die Vorteile, herkömmliche Balkentragwerke beidseitig mit Holzwerkstof fplatten zu sogenannten Kastenelementen oder Hohlkästen zu verkleben, sind vielfältig und breit gefächert. Statisch haben solche Produkte eine verbesserte Schwingungssteifigkeit und ermöglichen größere Spannweiten der Decken. Außerdem lässt sich dadurch der Querschnitt der Elementdecke um rund ein Drittel in der Höhe reduzieren. Gegenüber massiven Böden ermöglichen die Hohlräume im Element ausreichend Platz für Wärmeund Schalldämmung oder Elektro- und Lüftungsinstallationen. Dazu wird die untere Dreischichtplatte oft in Sichtqualität verleimt, was auch ästhetisch etwas her gibt. Besonders da die neue Produktionstechnik ohne Schrauben auskommt.

Ingenieurtechnisch gesehen sind Kastenelemente nicht mehr als Balkentragwerke, sondern als Flächentragwerke zu berechnen. Dank der Klebstoffverbindung zwischen Platten und Balken kann nicht nur der Querschnitt der eingesetzten Balken reduziert werden, sondern die Schwingungssteifigkeit des Elemets wird ebenfalls verbessert. Dies ermöglicht größere Spannweiten bei niedrigeren Elementquerschnitten.

Bisher waren Schrauben üblich

Auch für größere Tragwerke wurden Kastenelemente bereits eingesetzt. Das Problem war jedoch seit jeher die komplizierte Fertigung, die das Meistern von Holz-, Klebe- und Presstechniken für ein einziges Produkt gemeinsam voraussetzte. Bisher wurden Kastenelemente größtenteils anhand der Schraubpressung hergestellt. Der während des Aushärtens des Klebstoffs notwendige Pressdruck auf die Klebstofffuge wird dabei von in genau vorgeschriebenen Abständen angebrachten speziellen Tellerschrauben bewirkt. Aufgrund der Art der Schrauben und der engen Abstände braucht die Fertigung Zeit und kostspieliges Material. Zudem kann der Pressdruck nicht gemessen werden. Mögliche Rückstellkräfte aus dem Holz können diesen sogar aufheben, da Schrauben nicht nachpressen. Dazu kommt, dass das Element zum Schrauben auf die zweite Seite gekehrt werden muss, wobei es leicht zu Verletzungen der Klebstofffuge kommen kann.

Gemeinsam mit Kunden entwickelt

Eine neue Presstechnik soll diese Nachteile nun wettmachen. Von Kunden angeregt, hat man beim Schweizerischen Maschinenhersteller Woodtec Fankhauser GmbH gemeinsam ein System ausgetüftelt, das auf die Bedürfnisse von Holzbaubetrieben abgestimmt ist. Das Unternehmen hat bereits Erfahrung mit Kastenelementen, da diese von Kunden seit fast 15 Jahren in ihren Vakuumpressen produziert werden. Diese Pressen sind jedoch eher auf Platten- und Brettsperrholzproduktion ausgelegt und zu wenig flexibel, um von vielen Gewerbebetrieben wirtschaftlich betrieben werden zu können.

Die neue Pressvorrichtung integriert sich in den bereits bestehenden Elementbautisch. Damit nimmt die Pressanlage keinen zusätzlichen Platz in der Halle ein und wird nur dann eingesetzt, wenn tatsächlich gepresst werden muss. Ansonsten werden auf dem Elementbautisch herkömmliche Holzrahmenelemente hergestellt. Basierend auf Kundenerfahrungen, schätzt das Unternehmen, dass circa 30 Prozent der Belegzeit für Kastenelemente aufgewendet werden und der Rest für normale Wände sowie nicht verleimte Decken.

Jetzt wird pneumatisch gepresst

Die Pressmethode basiert auf dem Prinzip der pneumatischen Schlauchpressung. Das Kastenelement wird auf dem Elementbautisch verleimt und zusammengesetzt. Dann werden in Abständen von 50 cm Pressbügel aufgesetzt und mittels Spreitzankern beiderseits des Kastens im Lochraster des Elementbautisches verankert. Auf der Unterseite der Pressbügel befinden sich Schläuche, die pneumatisch auf das Kastenelement pressen.

Das hat den Vorteil, dass der Pressdruck, der auf dem Element lasten soll, genau definiert werden kann und automatisch nachgepresst wird. Damit wird der Pressdruck über die gesamte Pressdauer konstant aufrechterhalten. Nebst anderen wichtigen Produktionsparametern wie Holzfeuchte, Hallentemperatur oder Hobelqualität ist dies der ausschlaggebende Punkt, um eine korrekte Verklebung gegenüber Ingenieur und Bauherr zu garantieren.

Produktion im europäischen Raum

Kastenelemente können in der EU nach Eurocode 5 hergestellt werden und fallen dort unter die Tafelbaunorm. In Deutschland produziert mit der Zimmerei Sieveke GmbH (Lohne, D) ein erster Hersteller Kastenelemente mit dem Pressensystem. In der Schweiz produzieren mittlerweile zwölf Unternehmen mit dem System. Allerdings dürfen in der Schweiz Kastenelemente ohne Überwachung und Normkonzept hergestellt werden. Die Etappen zur Leimbaugenehmigung, Fremd- und Eigenüberwachung in Deutschland seien mit wenig Aufwand verbunden. Die Woodtec Fankhauser GmbH stehe Kunden und Interessenten auch gerne mit Rat und Tat zur Seite.

Nicht nur für den Mehrgeschosser

Mit derart produzierten Hohlkastenelementen sind bereits einige Objekte gebaut worden, Mehrgeschosser wie ein sechsgeschossiges Personalgebäude in Lenzerheide, Schweiz, oder Ingenieurbauwerke wie eine Ausstellungshalle mit 20 m frei gespannten Kastenelementen.

Die Vorteile von Kastenelementen als Zwischendecken können gerade bei mehrgeschossigen Gebäuden voll ausgeschöpft werden. Der gesamte Bau ab Fundament kann auf dem Elementbautisch inklusive der Pressvorrichtung vorgefertigt werden, womit die Wertschöpfung im Betrieb bleibt.

Dabei muss es gar nicht hoch hinaus gehen, auch Einfamilienhäuser können mit geleimten Hohlkastenelementen vorgefertigt werden. Die geleimten Hohlkastenelemente können bei kleineren Gebäuden genauso ihre statischen, energetischen und schalltechnischen Vorteile ausspielen. Im Einfamilienhausbau kommen bei den Decken auf der unteren Seite oft Dreischichtplatten zum Einsatz, die ohne weitere Bearbeitung als Sichtfläche taugen. Dank der Klebstoffverbindung weisen diese keine Schraublöcher auf und tragen statisch doch mit.