Bachelorarbeit, 2017
87 Seiten, Note: 2,00
Einleitung
1. Wohnraum
2. Anforderungen
2.1 EnEV – Energieeinsparverordnung
2.2 DIN 4109 – Schallschutz im Hochbau
2.3 Brandschutzanforderung
3. Stahlleichtbau
3.1 Allgemeines
3.2 Systeme
3.2.1 Tragende Außenwand
3.2.2 Tragende Innenwand
3.2.3 Geschossdecke
4. Berechnungsbeispiel Aufstockung
4.1 Beschreibung
4.2 Holzbauweise
4.3 Stahlleichtbauweise
4.4 Gegenüberstellung
5. Wirtschaftlichkeit
6. Fazit
Die vorliegende Arbeit untersucht das Potenzial der Stahlleichtbauweise für Gebäudeaufstockungen im Vergleich zur konventionellen Holzbauweise. Ziel ist es, anhand eines realen Projekts zu analysieren, welche Einsparungen hinsichtlich des Eigengewichts erzielt werden können und ob die bauphysikalischen sowie wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, insbesondere im Hinblick auf Brandschutzanforderungen und die Energieeinsparverordnung (EnEV), für diese alternative Bauweise erfüllt werden.
3. Stahlleichtbau
In Deutschland findet die Aufstockung von Wohngebäuden in Form von Stahlleichtbau derzeit noch wenig Anerkennung im Gegensatz zu anderen Ländern (Abb. 3).
In Bezug auf den Wohngebäudebestand in Deutschland besteht hier noch Potential dieses auszubauen, vor allem unter dem Aspekt des geringen Eigengewichtes und des Raumgewinnes. Die Tragkonstruktion entspricht der klassischen Ständerbauweise, indem Ständer am Fuß- und Kopfpunkt in eine U-Schiene gestellt werden. Durch die aufgebrachte Beplankung sind die Bauteile in der Lage, Horizontal- als auch Vertikallasten abzutragen. Grundlegend werden für den Stahlleichtbau kaltgeformte U-, C—und Z- Profile mit Stahlstärken von 0,6 – 3,0 mm verwendet. Je nach Spannweite der Decke, Höhe der Wände oder besondere Lasten können gegebenenfalls Stahlträger, z.B. I-Profile zum Einsatz kommen. Bekannte Systeme sind z.B. „Transformer“ von Knauf/ Cocoon oder „EDIFICIO“ von Protektor. Beide Hersteller verwenden hauptsächlich U- und C-Profile, die einzeln oder doppelt angewendet werden und unterscheiden sich im Detail, wie für ein Profil nachfolgend Beispielhaft dargestellt wird.
1. Wohnraum: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über den deutschen Wohngebäudebestand und unterstreicht die Notwendigkeit von energetisch optimierten Gebäudehüllen aufgrund des hohen Energieverbrauchs für Raumwärme.
2. Anforderungen: Hier werden die gesetzlichen Rahmenbedingungen, insbesondere die EnEV-U-Werte, DIN 4109 zum Schallschutz und die brandschutzrechtliche Einteilung in Gebäudeklassen, erläutert.
3. Stahlleichtbau: Dieses Kapitel führt in die Grundlagen des Stahlleichtbaus ein, vergleicht verschiedene Profile und beschreibt den Aufbau von tragenden Außen- und Innenwänden sowie Deckenelementen.
4. Berechnungsbeispiel Aufstockung: An einem realen Bauvorhaben erfolgt die rechnerische Gegenüberstellung von Holz- und Stahlleichtbauweise hinsichtlich Statik, Gewicht und EnEV-Standards.
5. Wirtschaftlichkeit: Dieses Kapitel widmet sich der Kostenkalkulation der Stahlleichtbau-Aufstockung und vergleicht diese mit den geplanten Aufwendungen der Holzbauvariante.
6. Fazit: Das Fazit fasst die Vorteile des Stahlleichtbaus bei Aufstockungen zusammen und betont das Potenzial bei wachsenden Anforderungen an Gewichtseinsparung und Brandschutz.
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Die Arbeit befasst sich mit der Eignung der Stahlleichtbauweise als Alternative zur Holzbauweise bei Gebäudeaufstockungen.
Zentral sind der Vergleich der Eigengewichtslasten, die Einhaltung von Brandschutzanforderungen und die energetische Optimierung gemäß EnEV.
Das Ziel ist es, auf Basis eines realen Projekts zu quantifizieren, wie viel Eigengewicht durch Stahlleichtbau im Vergleich zum Holzbau eingespart werden kann.
Die Arbeit nutzt ein reales Berechnungsbeispiel, um Konstruktionsvarianten statisch zu bemessen und wirtschaftlich zu vergleichen.
Der Hauptteil umfasst die bauphysikalischen Grundlagen, die statische Auslegung der verschiedenen Bauteile sowie die detaillierte Kostenkalkulation der Tragkonstruktion.
Wichtige Begriffe sind Stahlleichtbau, Aufstockungspotenzial, Eigengewichtseinsparung, Brandschutzkonzept und wirtschaftliche Tragkonstruktion.
Da das Projekt in die Gebäudeklasse 5 eingestuft wurde, sind hohe Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer (F90) zu erfüllen, was bei Holzbauweise bauliche Mehrkosten verursachen würde.
Ein wesentlicher Vorteil ist die wetterunabhängige Ausführung, da die verwendeten Materialien und Profile bei Niederschlag keine Feuchtigkeit aufnehmen.
Die Analyse zeigt eine moderat höhere Kostensumme für die Stahlleichtbauweise von etwa 9 % gegenüber der geplanten Holzbauvariante.
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