Neue Ergebnisse aus der Forschung und Entwicklung an der
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Neue Ergebnisse aus der Forschung und Entwicklung an der Berner Fachhochschule AHB 14. Techniker Tag VGQ, 3. März 2016 Andreas Müller, Berner Fachhochschule AHB ▶ Institut für Holzbau, |Tragwerke und Architektur Berner Fachhochschule Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Bauen mit Holz – Aktuelle Daten und Trends im Schweizer Markt Kompetenzbereich Marktforschung und Baumonitoring Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences WIE WAR DER TREND IM HOLZEINSATZ IN DEN LETZTEN JAHREN? KLARE TRENDS 2009 - 2014 Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Steigender Holzeinsatz für Gebäude Tragkonstruktionen und Fassaden in m3 2009 / 2012 / 2014 350'000 in m3 (ohne Innenausbau und Möbel) 300'000 250'000 200'000 150'000 100'000 50'000 0 Einfamilienhäuser Mehrfamilienhäuser Öffentliche Bauten Gewerbebauten [Quelle: BFH-AHB, Projekte zur Marktentwicklung, Kompetenzbereich Marktforschung und Baumonitoring Basis Baubewilligungen und Kennzahlen; Zahlen auf Hunderterstellen gerundet, Dämmstoffe und Innenausbauten nicht enthalten] Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences WIE VIELE GEBÄUDE KÖNNEN IN ZUKUNFT AUSGESTATTET WERDEN? TRENDS UND HALBJAHRESZAHLEN 2015 Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Halbjahresvergleich nach Anzahl Gebäude (ohne EFH) über alle Materialien, 2012 - 2015 9'000 Anzahl bewilligte Gebäude 8'000 Öffentliche Bauten An+Umbau Anzahl Gebäude 7'000 Öffentliche Bauten Neubau Anzahl Gebäude 6'000 Industrie, Gewerbe An+Umbau Anzahl Gebäude 5'000 4'000 Industrie, Gewerbe Neubau Anzahl Gebäude 3'000 MFH An+Umbau Anzahl Gebäude 2'000 2'857 3'477 3'070 3'153 1'000 MFH Neubau Anzahl Gebäude 0 Jan-Jun 2012 Jan-Jun 2013 Jan-Jun 2014 Jan-Jun 2015 © BFH ahb.bfh.ch/hta Quelle: Gebäudedatenbank Berner Fachhochschule, Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 6 6 Halbjahresvergleich nach Anzahl Gebäude (mit EFH) über alle Materialien, 2012 - 2015 18'000 Anzahl bewilligte Gebäude 16'000 Öffentliche Bauten An+Umbau Anzahl Gebäude 14'000 Öffentliche Bauten Neubau Anzahl Gebäude 12'000 Industrie, Gewerbe An+Umbau Anzahl Gebäude 10'000 Industrie, Gewerbe Neubau Anzahl Gebäude MFH An+Umbau Anzahl Gebäude 8'000 MFH Neubau Anzahl Gebäude 6'000 EFH An+Umbau Anzahl Gebäude 4'000 2'000 5'258 5'682 4'474 4'004 EFH Neubau Anzahl Gebäude 0 Jan-Jun 2012 Jan-Jun 2013 Jan-Jun 2014 Jan-Jun 2015 © BFH ahb.bfh.ch/hta Quelle: Gebäudedatenbank Berner Fachhochschule, Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 7 7 Halbjahresvergleich nach Baukosten (BKP2) pro Gebäude, EFH und MFH, über alle Materialien Neubau 2012 - 2015 Baukosten pro bewilligtem Gebäude 4.00 in Mio. CHF 3.53 3.50 3.68 3.51 3.61 3.00 EFH Baukosten pro Gebäude im Neubau 2.50 2.00 1.50 1.00 0.83 0.77 0.79 0.86 0.50 © BFH ahb.bfh.ch/hta - Jan-Jun 2012 Jan-Jun 2013 Jan-Jun 2014 Jan-Jun 2015 Quelle: Gebäudedatenbank Berner Fachhochschule, Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Halbjahresvergleich nach Baukosten (BKP2) pro Gebäude, EFH und MFH, über alle Materialien, An-/Umbau 2012 - 2015 1.40 Baukosten pro bewilligtem Gebäude in Mio. CHF 1.16 1.20 1.00 1.03 0.99 0.92 EFH Baukosten pro Gebäude im An/Umbau 0.80 MFH Baukosten pro Gebäude im An/Umbau 0.60 Linear (EFH Baukosten pro Gebäude im An/Umbau) 0.40 0.30 0.34 0.36 0.37 Linear (MFH Baukosten pro Gebäude im An/Umbau) 0.20 © BFH ahb.bfh.ch/hta - Jan-Jun 2012 Jan-Jun 2013 Jan-Jun 2014 Jan-Jun 2015 Quelle: Gebäudedatenbank Berner Fachhochschule, Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 9 9 „Eggo Holzbausystem“ Wertschöpfungsflexibilität bei ganzheitlicher Systemqualität ▶ ▶ Fördersumme: 452‘089 CHF Wirtschaftspartner: Egg Holz Kälin AG, Egg (33%) Kalt AG, Leibstadt (13%) ▶ Forschungspartner: - Berner Fachhochschule AHB F+E Holz- und Verbundbau (33%) - Hochschule Luzern – Wirtschaft (21%) Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences „Eggo Holzbausystem“, Entwicklungsansatz ▶ Unternehmensübergreifendes Geschäftsmodell mittels flexibler Wertschöpfung Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences „Eggo Holzbausystem“, Entwicklungsansatz Unternehmensübergreifendes Geschäftsmodell mittels flexibler Wertschöpfung Wertschöpfung/ Wirtschaftlichkeit/Betriebsgrösse Bausystem Prozess WS Phase III: Qualitätsgesichertes Holzbausystem im Gebäude Baustellen Werk Baustelle >2 45 % Egg oder Kalt Egg Kalt Kalt Kalt/Werk Baustelle >2 20 % Egg oder Kalt Egg Kalt Kalt Werk Kalt/Werk Montage Elemetne Kalt Montage von Bekleidungen Kalt Einbau Türen und Fenster Egg Leerrohre Haustechnik 70% Zusammenbau Elemente >3 Planung Egg Wirtschaftlichkeit bei Gebäuden mit 3-6 Stockwerken 80% Wirtschaftlichkeit bei Gebäuden mit 1-2 Stockwerke >5 Rohbauarbeiten Herstellung Tafelelemente im Werk Wertschöpfung kleine Holzbauern Produktion Ergänzungsbauteile WS Phase II: Qualitätsgesicherte Elementkombinationen Betriebsgrösse (Anzahl Mitarbeiter) Produktion StandardHolz-HohlkastenElemente (inklusiv Isolation) WS Phase I: Qualitätsgesicherte Standardelemente Konvektionierung Standard-Module ▶ Baustelle Baustelle Wirtschaftlichkeit aus Sicht der Holzbauer gegeben Wertschöpfungsanteil der kleinen Holzbauern teilweise gegeben Wertschöpfungsanteile Egg Holz Kälin AG oder Kalt AG (100% Vorfertigung in ihren Werken) Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Holz-HohlkastenBausystem mit verschiedenen Wertschöpfungskonfigurationen „Eggo Holzbausystem“ MFH Paracelsus, Luegetenhalde 6, 8840 Einsiedeln SZ Mehrfamilienhaus mit vier Geschossen über Terrain und ein Untergeschoss ▶ Geschosse über Terrain in Holz- und Stahlkonstruktion erstellt ▶ gesamte Treppenhaus in Massivbauweise erbaut ▶ Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Hochleistungs-Hybridbausystem mit Holz und Stahl Hauptwirtschaftspartner: Hauptforschungspartner: Projektpartner Weitere Wirtschaftspartner Fördergeber: ▶ Laufzeit: ▶ Projektsumme/Fördersumme: ▶ Förderorganisation für Innovation KTI 2015 bis 2018 1’236’600 CHF/617’750 CHF Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences 10 Geschosse Hybrid aus BBS und Stahl in London Fotos: Wenlock Road (UK), © Hawkins\Brown Forbes Massie Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Entwicklung eines zweiachsig tragenden Flachdecken Systeme in Holzbauweise Kommission für Technologie und Innovation KTI Projektpartner Inst. f. Baustatik u. Konstruktion Fördergeber: Laufzeit: Gesamtprojekt/Fördersumme: KTI Januar 2016 bis Dezember 2018 1’303’700 CHF / 636’880 CHF Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Entwicklung von mehrachsig tragenden Flachdecken in Holz ▶ Stützenraster 8.00 x 8.00 m und Nutzlast bis 500 kg/m² ▶ Verwendung von Laubholz im Bereich der Stützenköpfe ▶ Hohlkastenelemente in Feldbereichen der Decken ▶ Biegesteife geklebte Stösse zwischen allen Elementen Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Entwicklung von mehrachsig tragenden Flachdecken in Holz ▶ Brettsperrholz aus Buche für hohe Beanspruchungen Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Gliederung des Projektes ZIEL Lösungsweg Geschossdecken für den Industriebau in Holz AP 2: Anforderungsprofil – Parameter - Konfiguration und Modulierung - Beanspruchungsprofil AP 3: Stützenkopf - Zweiachsig tragendes Element - Punktuelle Lagerung - Kurz- und Langzeittragverhalten Meilenstein: Stützenkopf AP 4: Füllelement/ Deckenelement - Zweiachsig tragendes Element - Linienförmige Lagerung - Kurz- und Langzeittragverhalten Meilenstein: Füllelement AP 5: Elementstoss - Geklebte Verbindung - Konstruktive Ausführung - Material, Klebstoff - Kurz- und Langzeittragverhalten - Produktion Meilenstein: Elemenstoss Yes/No AP 6: Trag- und Versagensverhalten des Flachdeckensystems - Kurz- und Langzeittragverhalten - Verformungsverhalten - Kriechversuche mit Klimawechsel - Brandverhalten - Bemessungswerten und – methoden Geschossdecken für den Industriebau in Holz ERGEBNIS Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Pressverklebung Investigation and analysis of press glued connections for timber structures Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation SBFI Projektpartner COST Action FP1402 "Basis of Structural Timber Design" - from research to standards Fördergeber: Laufzeit: Projektsumme/Fördersumme: SBFI – COST Action FP1402 Dezember 2015 bis November 2017 CHF 180’000 / CHF 180’000 Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Pressverklebung Investigation and analysis of press glued connections for timber structures Structural members produced with press glued connections, T-Beam (A), I-Beam (B), Ribbed panel (C), Double Beam (D), Box-Beam (E), Kairi (2002) Connection assembled (A), reinforced end notch or hole (B), (C), Steck (1988) Outstanding example of structures manufactured using the press gluing technique. ExpoDach in Hannover (Boller 2006; Kairi 2000) Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Thermische Entkopplung von Stahlbetonbauwerksteilen (TEKST) ▶ Entwicklung und Produktion von thermischen Entkopplungselementen zur wärmebrückenfreien Konstruktion von gebäudeaussteifenden Stahlbetonbauwerksteilen ▶ Laufzeit: 2015 bis 2017 (27 Monate) ▶ KTI-Fördersumme: CHF 370’000.- Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Robotergestützte Fertigung komplexer Holztragwerke (NFP66) Projektpartner: BFH-AHB, KB IPP, ETH Zürich, Professur für Architektur und digitale Fabrikation (Lead), nolax AG, Sempach ▶ Laufzeit: 2012 bis 2016 ▶ Fördersumme: 784’564 CHF ▶ Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Gramazio & Kohler Architecture and Digital Fabrication Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Gramazio & Kohler Architecture and Digital Fabrication Robotergestützte Fertigung komplexer Holztragwerke (NFP66) Connections Adhesive only Connections Adhesive only Micro-perforated surface Connections Adhesive + rod shaped element Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Connections Adhesive + flat element Robotergestützte Fertigung komplexer Holztragwerke (NFP66) Ergebnisse: Bau eines Prototypens, der eine Fläche von 25 m² überspannt − Digitaler Workflow ab CAD-Modell zur Ansteuerung von Abbund und Roboter − Robotergestützte Positionierung aller Balken − Geklebte Verbindungen mit Mikroperforation Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Historische Holzverbindungen Fördergeber: Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege ▶ Laufzeit: 2014 bis 2015 ▶ Fördersumme: 95’000 CHF ▶ Begleitende Arbeitsgruppe: Lauber Ingenieure AG (LU) ▶ Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Sanierung historisch wertvoller Fenster ▶ Entwicklung von Sanierungsmethoden, die ▶ den Erhalt der historischen Substanz sicherstellen ▶ den Wärmeschutz verbessern ▶ Fördergeber: Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Wasseraufnahme historischer Aussenputze WUFI-Simulationen zeigen auf, dass der Ww Wert des Aussenputzes sehr wichtig für die energetische Bilanz der Feuchte in der Wand darstellt. ▶ Messungen des Ww Werts mit ▶ Karsten-Rohr ▶ Franke Prüfplatte ▶ WAM 100 ▶ ▶ Fördergeber: Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Energetische und schalltechnische Sanierung von Wohngebäuden der 1950er bis 1970er Jahre ▶ Entwicklung von Sanierungsmöglichkeiten ▶ unter Berücksichtigung des Denkmalschutzes ▶ Mit dem Ziel der Verbesserung des energetischen und schalltechnischen Schutzes ▶ Fördergeber: Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege ▶ Broschüre zum Thema erhältlich Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Optimierung der Verklebung von Eschenholz für den Einsatz als Brettschichtholz im konstruktiven Holzbau Ziel : ▶ Verbesserung der Verklebung von Eschenholz für den Einsatz als Brettschichtholz im konstruktiven Holzbau ▶ Vergleich zwischen MUF, PRF und 1K-PUR Klebstoffen von Henkel (mit Primer) ▶ Diese Arbeit ist eine Fortsetzung des ETH Projektes von 2014 Projektteam: Industrie Partner : Henkel und Cie. AG Sempach: PUR und Primer Dynea (Demeth) MUF PRF neue Holzbau Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Extraktion von Tannin aus Rinden heimischer Nadelhölzer Projektteam: ▶ ▶ ▶ Ziel: Entwicklung eines Extraktionsprozesses für Tannine aus Rinden heimischer Nadelhölzer Anwendung: Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe Verbundwerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen Bedeutung: Führende Position der Schweiz bei der stofflichen Verwertung von Rinden Dr. Frédéric Pichelin Dr. Ingo Mayer M.Sc. Sauro Bianchi Partner: Dr. Ivana Kroslakova ZHAW Dr. Hans Vettiger Universität Liechtenstein Laufzeit: September 2012 to August 2015 Finanzierung: Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences BioCoPol Holzschutz für Ausseneinsatz: ▶ Gartenmöbel ▶ Fassaden ▶ Eisenbahnschwellen Projektteam: WoodWisdom Net + (KTI – ADEME – BMLFUW) Leitung: Thomas Volkmer Koordination: Dr. Marion Noël Nur bio-basierte Verbindungen Bündelung von Fachwissen Komplementarität Förderung der einheimischen Holzarten Kommission für Technologie und Innovation KTI Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Ultraleichte bio-basierte Holzwerkstoffplatte mit Schaumkern Projektteam: ▶ Ziel: ▶ Entwicklung von bio-basierten Sandwichplatten mit Spandecklagen und einem Schaumkern ▶ Kostengünstigere Plattenherstellung, verglichen mit den üblichen Verfahren zur Herstellung von Sandwichplatten Heiko Thömen Partner: Ecole polytechnique fédérale EPFL Finanzierung: Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Machbarkeitsstudie zur Entwicklung eines selbsttragenden Kompaktfassadensystems in Holzbauweise für Industriebauten Machbarkeit eines kompakten Fassadensystem als selbsttragendes Wandelement aus Holz ▶ 3-schichtig, verklebtes Sandwichelement ▶ Selbsttragendes, raumabschliessendes Fassadenelement ▶ vollständig aus holzbasierenden Materialien ▶ Erfüllung Anforderungen an Feucht-, Wärm- und Schallschutz ▶ Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Prozesskette von Laubholz Effekt der Häufigkeit Verfahren Klebstoffauswahl Maschinen Zinkengeometrie Einschnitt/ Sägewerk Sortierung/ Trocknung PRODUKT/ HERSTELLUNG Planung/ Bemessung KEILZINKUNG Flächenverklebung Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Nachhaltigkeit/ Rückbau Tragstrukturen in Laubholz Der Keilzinkenstoss als Schlüsselelement Fördergeber: ▶ Fördersumme: ▶ Bundesamt für Umwelt (BAFU) 80’000 CHF Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Die Holzstadt Biel → Verwaltungszentrum Swatch Biel / Bienne: Neubau Verwaltungszentrum Swatch Groupe Architektur: SHIGERU BAN ARCHITECTS Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Die Holzstadt Biel → Campus Biel: Siegerprojekt Trèfle Architektur / Gesamtleitung: pool Architekten aus Zürich Bauingenieur / Holzbauspezialist: Blumer Engineering aus Waldstatt Gebäudetechnik HLKKS / MSR: Waldhauser + Hermann AG aus Münchenstein Gebäudetechnik Elektro: Amstein & Walthert AG aus Zürich Landschaftsarchitektur Atelier: Descombes Rampini SA aus Genf Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Holzbautag Biel Shigeru Ban, Shigeru Ban, Tokio Helmut Dietrich Dietrich / Untertrifaller, Bregenz Mathias Heinz pool Architekten, Zürich Reinhard Kropf Helen & Hard, Stavanger Hermann Blumer Creation Holz, Herisau Christoph Meier Architektur und Holz Creation Holz, Herisau Richard Jussel Blumer-Lehmann, Gossau Donnerstag, 12. Mai 2016 Kongresshaus, Biel Dieter Schnell BFH-AHB, Burgdorf Thomas Rohner www.ahb.bfh.ch/holzbautag BFH-AHB, Biel Berner Fachhochschule | Haute école spécialisée bernoise | Bern University of Applied Sciences Berner Fachhochschule HP. Kolb 07.03.2016
