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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-35158
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2007/3515/


Untersuchung abbaubestimmender Faktoren zur Vorhersage der Gebrauchsdauer feuchtebeanspruchter Holzbauteile

Brischke, Christian

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Holzfeuchte , Dauerhaftigkeit , Gebrauchsdauervorhersage , Lebensdauer, Faktormethode
Freie Schlagwörter (Englisch): timber , service life prediction , factor method , durability , wood moisture content
Basisklassifikation: 30.99 , 42.99 , 42.13 , 56.03 , 56.14
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Schmidt, Olaf (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 07.12.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 19.12.2007
Kurzfassung auf Deutsch: Ziel dieser Arbeit war es, sowohl konzeptionell als auch experimentell eine Grundlage für die Erstellung eines Modells zur Vorhersage der Gebrauchsdauer feuchtebeanspruchter Holzbauteile zu schaffen.
Das derzeit in Europa etablierte System aus normierten Methoden zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten ist nur sehr bedingt geeignet, die zu erwartende Gebrauchsdauer von Holz abzuschätzen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden deshalb zweierlei konzeptionelle Ansätze erarbeitet. Zum einen wurden die wichtigsten den Angriff des Holzes durch holzzerstörende Organismen beeinflussenden Faktoren ermittelt und hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Abschätzung der Gebrauchsdauer bewertet. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse über die verschiedenen Abbaufaktoren wurde ein Konzept für die Erstellung eines Vorhersagemodells entworfen und ausgewählte Einflussfaktoren quantitativ im Freiland ermittelt. Zum anderen wurde ein Ansatz für die Zusammenführung bereits bestehender Elemente aus Normung und Prüfmethodik zu einem praktikablen und schon zum heutigen Zeitpunkt durchführbaren Klassifizierungssystem entwickelt.
Unter der Vielzahl von Faktoren, die entweder einen direkten oder indirekten Einfluss auf den Abbau des Holzes haben, wurden die Holzfeuchte und die Holztemperatur als Schlüsselfaktoren identifiziert. Um den Einfluss dieser beiden Größen zu quantifizieren, wurde ein Messsystem zur automatisierten Holzfeuchte- und Holztemperaturmessung entwickelt. Miniatur-Datenaufzeichnungsgeräte wurden zur Messwertaufzeichnung verwendet. Für die elektrische auf dem Widerstandsprinzip basierende Holzfeuchtemessung war eine holzartspezifische und auf das Messsystem abgestimmte Kalibrierung notwendig. Um eine ausreichend stabile und dauerhafte Verbindung zwischen den Edelstahlelektroden und dem Holz sicherzustellen, wurden die Elektroden mit einem leitfähigen Epoxidklebstoff in das Holz eingeleimt. Das Messsystem erwies sich in Freilandversuchen an mehr als 30 verschiedenen Standorten über einen Zeitraum von mehr als sieben Jahren als zuverlässig und lieferte täglich Holzfeuchtewerte ohne erkennbare Fehlmessungen. Um den Einsatz des Systems auch an Bauwerken im Gebrauch, die darüber hinaus bereits teilweise von holzzerstörenden Pilzen angegriffen waren, zu ermöglichen, war eine Modifikation der Messstellen in Form von Messdübeln notwendig. Diese mit einem Tebuconazol-haltigen Schutzmittel getränkten Kiefernsplintdübel (Pinus sylvestris L.) wurden bereits im Labor mit Elektroden versehen und als Ganzes in die zu untersuchenden Bauteile eingepasst.
An der Fußgängerbrücke in Essing ließen sich unterschiedlich hohe Feuchtebelastungen der verschiedenen Bauteile in Abhängigkeit von der Ausrichtung, der Einbauhöhe und der Nähe zu großflächigen Metall-Verbindungsmitteln, die die Wiederaustrocknung des Holzes behinderten, nachweisen. Weiterhin zeigte sich die Eignung kontinuierlicher Feuchtemessungen als Fäulnisfrühwarnsystem. An einer Fassade in Taastrup, Dänemark, wurde der Einfluss verschiedener Dachüberstände auf die Feuchtebedingungen in der Fassade ermittelt. Hier wurde aufgezeigt, dass sich der Einfluss indirekter Abbaufaktoren (z.B. Dachüberstand) auf bestimmte direkte Abbaufaktoren (z.B. Holzfeuchte) quantifizieren und somit in ein Vorhersagemodell integrieren lässt.
Der Schwerpunkt der experimentellen Arbeiten lag auf der Durchführung von Doppellagen-Tests an 27 verschiedenen Standorten in Europa. Neben der jährlich durchgeführten Abbaubewertung der Prüfkörper aus Kiefernsplint- und Douglasienkernholz, wurde an allen Standorten täglich die Holzfeuchte und die Holztemperatur bestimmt. Ziel dieser Untersuchung war es, Dosis-Wirkungs-Funktionen zwischen den beiden direkten Abbaufaktoren und ihrer Wirkung in Form von pilzlichem Holzabbau zu ermitteln. Die Berechnung der Dosis als Kombination aus kombinierten Tageswerten beider Parameter erbrachte die engste Korrelation mit den zugehörigen Abbaubewertungen. Durch computergestützte Optimierung ließ sich über alle Versuchsstandorte hinweg eine sigmoide Korrelationsfunktion bestimmen.
Es hat sich gezeigt, dass vielfältige Einflussfaktoren für die Vorhersage der Gebrauchsdauer von Holz zu berücksichtigen sind, sich der Einfluss der zahlreichen indirekten Faktoren jedoch auf wenige direkte Faktoren reduzieren lässt. Es empfiehlt sich somit, für die Gebrauchsdauervorhersage einen offenen mehrstufigen Modellansatz zu wählen, der zunächst die wichtigsten direkten Faktoren, insbesondere die Schlüsselfaktoren Holzfeuchte und Holztemperatur, erfasst, in weiteren Stufen aber erweiterbar ist um den Einfluss indirekter Abbaufaktoren. Die auf Basis direkter Abbaufaktoren ermittelten Dosis-Wirkungsfunktionen stellen einen wichtigen Baustein für ein solches Vorhersagemodell dar und sollten in Zukunft für weitere Holzarten, Expositionen und holzzerstörende Organismen verifiziert werden.


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