Research Collection
Educational Material
Skript zur Vorlesung "Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung im Bauwesen"
Author(s):
Bächle, F.; Junghans, Kristin; Niemz, Peter; Baum, Sebastian; Herbers, Y.
Publication Date:
2007
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-005433257
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Skript zur Vorlesung
Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung im Bauwesen
D-BAUG, I NSTITUT FÜR B AUSTOFFE - H OLZPHYSIK
F. Bächle, K. Junghans, P. Niemz, S. Baum, Y. Herbers
Zürich, September 2007
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung ………...………. 1-1 2. Aufbau von Holz ... 2-1
2.1 Makroskopischer Holzaufbau ... 2-1 2.1.1 Schnittebenen des Holzes ... 2-1 2.1.2 Splintholz und Kernholz ... 2-2 2.2 Mikroskopischer Aufbau von Nadel- und Laubholz ... 2-3 2.2.1 Nadelholz ... 2-3 2.2.2 Laubholz ... 2-3 2.2.3 Zellwand... 2-4
3. Schadensanalyse ...3-2 3.1 Methodik / Vorgehen...3-2 3.1.1 Schadenserfassung ...3-4 3.1.1.1 Bestandsuntersuchung...3-6 3.1.1.2 Bestandsbewertung ...3-7 3.2 Schadensschwerpunkte an Gebäuden ...3-9 3.2.1 Mauerwerksbauten mit Holzkonstruktionen...3-9 3.2.2 Fachwerkbauten /-gebäude ...3-10 3.2.3 Blockhäuser ...3-11 3.2.4 Neue Hausbauweis...3-12 3.3 Holzschädigung nach Schadensart...3-13 3.3.1 Feuchteeinwirkung...3-14 3.3.2 Biologische Schädigung...3-15 3.3.2.1 Pilze ...3-15 3.3.2.2 Holzzerstörende Insekten...3-20 3.3.3 Mechanische Schädigung des Holzes ...3-23 3.3.4 Chemische Schädigung des Holzes………3-26
4. Prüfung von Bauteilen ...4-2 4.1 Einleitung...4-2 4.2 Visuelle Begutachtung ...4-4 4.3 Bestimmung der Holzfeuchte und Dichte ...4-4 4.3.1 Gravimetrisch / Darrmethode ...4-4 4.3.2 Feuchtebestimmung nach der Widerstandsmethode ...4-5 4.3.3 Dichte ...4-7 4.4 chemische/biologische Verfahren ...4-8 4.4.1 Vitalitätstest ...4-8 4.4.2 Holzschutzmittelnachweis ...4-8 4.5 mechanische Verfahren ...4-9 4.5.1 Bohrkernentnahme ...4-9 4.5.2 Bohrwiderstandsmessung...4-12 4.5.3 Eindringwiderstandsmessung ...4-13 4.6 optische Verfahren...4-14 4.6.1 Mikroskopie ...4-14 4.6.2 Endoskopie...4-15 4.6.3 Holzalter-Bestimmung - Dendrochronologie...4-16
4.7 akustische Verfahren ...4-17 4.7.1 Ultraschall...4-17 4.7.2 Eigenfrequenz...4-19 4.8 elektromagnetische/radiographische Verfahren ...4-20 4.8.1 Farbmessung...4-20 4.8.2 Spektroskopie ...4-21 4.8.3 Röntgen-Strahlen...4-23 4.8.4 Radar...4-24 4.8.5 Neutronenradiographie ...4-25 4.9 thermische Verfahren ...4-26 4.9.1 Thermographie ...4-26 4.10 elektrische Messverfahren ...4-27 4.10.1 (Geo-) Elektrische Widerstandsmessungen ...4-27 4.10.2 Elektrische-Widerstandsmessung………...4-28
5. Sanierung von Bauteilen... 5-1 5.1 Unterhalt / Sanierung ... 5-2 5.2 Nachweis und Bekämpfung holzzerstörender Pilze und Insekten ... 5-5 5.2.1 Evaluation, Schadensnachweis ... 5-5 5.2.2 Methoden zur Bekämpfung von Pilz- oder Insektenbefall... 5-6 5.2.2.1 Heissluftbehandlung ... 5-6 5.2.2.2 Begasungsverfahren ... 5-7 5.2.2.3 Sonderverfahren ... 5-7 5.3 Statik / Bemessung……..………5-8
6. Literaturverzeichnis
1. Einleitung
Holz ist wohl der älteste und am meisten verbreitete Baustoff der Erde. Die Verfügbarkeit, die einfache Bearbeitbarkeit und die hervorragenden Eigenschaften dieses Baustoffes führten zu einem breiten Einsatzspektrum. Ein mögliches Versagen von Holzbauteilen konnte früher aufgrund allfällig auftretender grosser Verformungen auch ohne die heutigen modernen Bemessungsmethoden in etwa abgeschätzt werden. Da das Holz meistens als tragendes Element eingesetzt wird, ist es von besonderer Wichtigkeit den Zustand des Materials auch nach dem Einbau regelmässig zu beurteilen.
Vom Zustand des Holzes hängt schliesslich die Tragfähigkeit, die Gebrauchstauglichkeit eines Gebäudes und somit dessen Sicherheit ab. Der einsatzgerechte Holzschutz durch (zum Beispiel) konstruktiven Schutz (Leisse, 2000) ist dabei nur eine Möglichkeit möglichst langlebige Konstruktionen zu schaffen.
Die Überprüfung (Zustandserfassung und –beurteilung) kann nach Steiger 2002 bedingt sein
→ wenn die Ergebnisse einer periodischen Zustandsuntersuchung dies erfordern
→ bei Ablauf der in einer früheren Beurteilung zugestandenen Restnutzungs-dauer
→ bei Bekanntwerden von Bemessungs- oder Ausführungsmängeln
→ anlässlich einer geplanten Nutzungsänderung des Bauwerks
→ bei Zweifeln an der Tragsicherheit, hervorgerufen durch sichtbare Schäden
→ bei offensichtlich mangelhafter Gebrauchstauglichkeit
→ wegen ausserordentlicher Vorkommnisse während der Nutzung (wie z. B. Anprall von Fahrzeugen, Lawinen, Brand, Erdbeben, etc.), die das Tragwerk möglicherweise geschädigt haben könnten
→ bei baustoff-, bauweisen- oder systembedingtem Verdacht auf mögliche Beeinträchtigung der Tragsicherheit
→ wegen eines schlichten und zunächst unbegründeten Verdachts, den man ausräumen will.
Bei der Beurteilung von Holzkonstruktionen sind vor allem typische Schadensbereiche zu berücksichtigen (nach Kraft, 2006 und Mönck, 2004):
→ Stellen mit häufiger oder dauernder Feuchteeinwirkung (da Holz durch Pilze abgebaut wird, ist insbesondere die Feuchte von Bedeutung. Generell gilt, dass etwa ab 20% Holzfeuchte mit einem Pilzbefall zu rechen ist.)
→ Schlecht belüftete Stellen
→ Hölzer ohne oder unzureichendem Holzschutz
→ Knotenpunkte mit grosser Querschnittsschwächung
→ Dachfüsse von Steildächern
→ Verbindungspunkte (z.B. Kehlbalkenanschlüsse)
→ Aussteifungsverbände (Knick- und Windaussteifungen)
→ Druckstäbe mit hohem Schlankheitsgrad und unzureichender Knicklast
→ Brettstäbe mit Astansammlungen, hohem Splintholzanteil und solchen, die wechselnden klimatischen Einflüssen ausgesetzt sind
→ Dachdurchbrüche aller Art (Kamine, liegende Dachfenster, ...)
→ Unbelüftete, unzugängliche Dachräume (z.B. bei ausgebauten Dächern)
→ Ältere Hängewerke
→ Balkenköpfe (bei eingemauerten Balken in Aussenwänden)
→ Verbindungen gegen Windsog, Verankerungen
→ Bauteile, bei denen die Grundsätze des baulichen Holzschutzes verletzt wurden
→ Bei Fachwerkwänden: Grundschwelle, Ständerfüsse, Balkenköpfe, Ausfachungen, Stababschlüsse
Als Beurteilung der verschiedenen Gefährdungsklassen dient die Abb. 1.2. Zusätzlich zu einem Augenschein vor Ort können auch die Bauwerksakten weitere Informationen liefern. Die Häufigkeiten von Schadensgruppen zeigt Abb. 1.1.
Aber auch bei Skulpturen, Denkmäler, etc. ist oftmals eine Beurteilung des Erhaltungszustandes gewünscht (vgl. Unger et al., 2001).
Abb 1.1: Verteilung der Schadensgruppen bei Holzkonstruktionen.
Die geschädigten Bereiche sind oft nur schwer zugänglich, daher muss eine geeignete Untersuchungsmethode gewählt werden. Zudem sollte die Untersuchung die Tragfähigkeit des Holzbauteils nicht noch zusätzlich schwächen (wie z.B. bei einer Bohrkernentnahme); zerstörungsfreie Prüfmethoden sind hier bevorzugt zu verwenden.
Es wird zudem nach Tab. 1 unterschieden zwischen sichtbaren und verdeckten Bauschäden.
Eine weitere wichtige Unterscheidung wird gemacht zwischen einem Baumangel und einem Bauschaden. In Lissner und Rug (2000) werden folgende Erklärungen hierzu gegeben:
Baumangel: Jeder Zustand an Bauwerken, der den Wert oder die Nutzbarkeit gegenüber dem geplanten bzw. üblichen Zustand mindert. Ein Baumangel kann auf Planungsfehler, Ausführungsmängel oder Nutzungsfehler zurückgeführt werden.
Bauschaden: Erscheinungen an Bauwerken, die eine Veränderung der technischen Eigenschaften darstellen und dadurch den Wert oder die Nutzbarkeit im Vergleich zu seiner gewöhnlichen Beschaffenheit herabmindern. Beispiele sind Durchfeuchtungen, Strukturzerstörungen, Risse. Der Bauschaden ist im Oberbegriff
„Baumangel“ enthalten.
Tab: 1.1: Sichtbare und verdeckte Bauschäden (nach Mönck, 2004)
Sichtbare Bauschäden Verdeckte Bauschäden
Verformungen, Durchbiegungen, Verdrehungen, Ausknicken, Verschiebungen oder Schiefstellung von Bauteilen oder Bindern
Güte und Beschaffenheit der Baustoffe
Gebrochene oder beschädigte Bauteile, Verbindungen, Verankerungen,
Aussteifungsverbände
Schädigungsgrad, z.B. bei chemischen Einwirkungen, innere Holzrisse, verdeckte Holzfäulnis (z.B. Balkenköpfe)
Holzfäulnis Verdeckte Holzzerstörungen durch Insekten
Korrosionsschäden an Stahlteilen Korrosionsschäden von Verbindungsmitteln in verdeckt liegenden Teilen
Lose Trag- und Klemmschrauben Brüche in Verbindungen oder Anschlüssen Wirkungslose Kopfbänder, Binde- oder
Zwischenhölzer, Windböcke
Ermüdung unzugänglicher Bauteile infolge dynamischer Beanspruchung
Äussere Holzrisse, z.B. Schwindrisse Herabgesetzte Wärmedämmfähigkeit (Kondenswasser)
Abb. 1.2: Die Gefährdungsklassen beim Holzbau
2. Aufbau von Holz
2.1 Makroskopischer Holzaufbau
2.1.1 Schnittebenen des Holzes
Holz ist ein Naturprodukt und entsprechend den Anforderungen des Baumes bezüglich seiner Stabilität, seines Wachstums und seiner Versorgung aufgebaut. Das bedeutet, dass es sich bei Holz nicht um ein homogenes und isotropes Material handelt. Ganz im Gegenteil: der axiale Aufbau des Stammes wie auch der Äste und Wurzeln spiegelt sich im Holzaufbau wider. Ein Grossteil der Strukturen folgt diesem axialen Verlauf (Faser-Grundgewebe, Wasserleitungsbahnen) und nur ein geringer Prozentsatz der Zellstrukturen (Holzstrahlen) weist eine radiale Ausrichtung aus.
Bei der Betrachtung des Holzes unterscheiden wir drei Schnittebenen, die jeweils unterschiedliche charakteristische Aspekte des dreidimensionalen Holzkörpers aufzeigen (siehe Abb. 2.1). Nur eine Kombination aller drei Ebenen ermöglicht uns ein vollständiges Bild der jeweiligen Holzstruktur. Auch für die Beurteilung und Bestimmung von Holzeigenschaften ist die Einteilung in diese verschiedenen Schnittrichtungen von Bedeutung:
Querschnitt: der Querschnitt eines Baumstammes hat im Normalfall eine annähernd kreisrunde Form. Die ältesten Teile des Baumes befinden sich im Inneren. Zentral liegt die Markröhre. Die einzelnen Jahrringe des Baumes sind mit blossem Auge als konzentrische Ringe zu erkennen. Der Querschnitt weist eine netzförmige Textur auf, da das dominierende axiale Gewebe durchtrennt ist.
Die Holzstrahlen verlaufen von Innen nach Aussen über die Jahrringgrenzen hinweg.
Radialschnitt: Diese Schnittebene entsteht, wenn man ein Stammsegment von der Mitte her wie eine Torte aufteilt, im einfachsten Falle also in der Mitte von Markröhre bis Rinde durchtrennt. Der Radialschnitt zeigt die Kreuzung der axialen und radialen Gewebe. Die Holzstrahlen verlaufen in horizontaler Richtung.
Tangentialschnitt: Er entsteht, wenn wir den Längsschnitt im äusseren Bereich des Stammsegments setzen. Die einzelnen Jahrringe sind nicht mehr so leicht zu erkennen, da sie nun unregelmässig
„fladerig“ in Erscheinung treten. Typisch für diese Schnittebene ist, dass die radial verlaufenden Holzstrahlen nun im Querschnitt zu sehen sind. Je nach Breite der Holzstrahlen kann man längs verlaufende Streifen oder Spindeln erkennen.
Abb. 2.1: Die drei Schnittebenen des Holzes und die wichtigsten Strukturelemente am Beispiel eines Nadelholzstammes
2.1.2 Splintholz und Kernholz
Im Stamm wird das Wasser von den Wurzeln bis hinauf in die Krone transportiert. Ältere Bäume benutzen aber nicht den gesamten Holzkörper für die Leitung von Wasser, sondern nur die jüngeren Jahrringe. Wie viele Jahrringe das sind, hängt stark vom Typus der Leitungsbahnen und damit von der Baumart ab.
Der innere Holzteil, der nicht an der Wasserleitung beteiligt ist, wird allgemein als Kernholz bezeichnet. Das Kernholz kann je nach Baumart eine andere Farbe aufweisen als das Splintholz. Die Bäume wandeln in komplexen biochemischen Prozessen (Hydrolyse von Stärke, oxidative Polymerisation etc.) Splint in Kernholz um. Es kommt zu Verfärbungen, Einlagerungen und bei einigen Laubbäumen zu Verthyllungen der entsprechenden Holzbereiche. Durch diese Prozesse wird das Holz zwar gegen den Abbau von Mikroorganismen besser geschützt und erreicht eine deutlich höhere Dauerhaftigkeit, es führt aber auch zu einer schlechteren Tränkbarkeit mit Holzschutzmitteln.
Holzstrahlen
Splintholz
Kernholz Markröhre
Rinde Spätholz Frühholz
Jahrring
2.2 Mikroskopischer Aufbau von Nadel- und Laubholz
2.2.1 Nadelholz
Das Nadelholz besteht aus nur zwei Zelltypen. Den Hauptanteil nehmen dabei die Tracheiden (90 - 95%), den Rest Parenchymzellen ein. Im Gegensatz zum Laubholz besitzt das Nadelholz also nur wenige Zelltypen, die dafür in der Lage sind, mehrere Funktionen auf einmal zu übernehmen. Die Tracheiden sind „Alleskönner“ und sowohl zur Wasserleitung fähig als auch für die mechanische Stabilität von Nadelholz verantwortlich. Die Tracheiden sterben schon bald nach ihrer Entstehung ab und sind in Funktion stets tot. Die Längstracheiden (Abb. 2.2) sind axial verlaufende langgestreckte Zellen, die im Inneren ein Lumen besitzen, also „hohl“ sind. Das im Lumen transportierte Wasser kann über Verbindungen zwischen den Tracheiden, sogenannte Tüpfel, weitergeleitet werden.
Abb. 2.2: Schematische Darstellung einer Frühholztracheide mit verschiedenen Tüpfelarten und Spiralverdickungen
Die Verbindung zwischen zwei Tracheiden nennt man Hoftüpfel (Abb. 2.3). Sie besitzen einen auf Druckunterschiede reagierenden Schliessmechanismus. Ein Deckplättchen (Torus) ist im Tüpfel- inneren (Porus) an aus Zellulose bestehenden Margofäden aufgehängt. Kommt es zu einem Luft- einbruch (z.B. beim fällen des Baumes) in das Wasserleitsystem wird der Torus durch den entstehenden Unterdruck auf den Porus gedrückt und verschliesst so die Zellverbindung ohne Energieaufwand. Durch diesen Tüpfelverschluss wird das Holz schlecht / schlechter tränkbar mit Holzschutzmitteln.
Abb. 2.3: Schematische Darstellung der Tüpfelarten zwischen zwei Zellen. Links: einfacher Tüpfel.
Rechts: Hoftüpfel.
Der zweite wichtige Zelltyp des Nadelholzes ist die Parenchymzelle. Diese Zellen sind im Splintholz stets lebend und haben als Hauptaufgaben die Aufnahme, Speicherung und Abgabe von Reservestoffen. Die Länge der Parenchymzellen ist deutlich geringer als die der Tracheiden. Die Holzstrahlen bestehen zum überwiegenden Teil aus Parenchymzellen. Die Holzstrahlen sind Zellverbände, die in radialer Richtung den Holzkörper durchziehen.
2.2.2 Laubholz
Im Gegensatz zum Nadelholz gibt es beim Laubholz viele verschiedene Zelltypen und damit eine Arbeitsteilung. Das wiederum axial verlaufende Grundgewebe besteht aus Fasern welches je nach Entwicklungstyp verschiedenartig ausgebildet ist. Der am weitesten differenzierte Fasertyp ist die
grosse Hoftüpfel
kleine Hoftüpfel
Fenstertüpfel einseitig behöfte Tüpfel Spiralverdickungen
Margo Porus Torus
Libriformfaser. Sie ist ausschliesslich für die Festigkeit zuständig. Die Fasertracheide dagegen ist wie bereits der Name verrät, funktionell der Nadelholz-Tracheide noch sehr ähnlich und übernimmt neben Festigkeits- auch Wasserleitungsaufgaben.
Der Hauptteil der Wasserleitung erfolgt jedoch über die Gefässe. Ein Gefäss kann im Falle einer ringporigen Baumart bis zu mehreren Metern lang sein und besteht aus einer Vielzahl von Gefässgliedern die nur wenige Zehntel Millimeter lang sind (Abb. 2.4). Die Gefässglieder sind entweder unten wie oben völlig offen (einfache Gefässdurchbrechung) oder sind mit einer leiterförmigen Gefässdurchbrechung verbunden, so dass das Wasser auf einfache Art und Weise transportiert werden kann. Die Gefässglieder besitzen eine recht dünne, vergleichsweise stark lignifizierte Zellwand und sind wie die Fasern bei Beginn ihrer Funktionserfüllung bereits tot.
Abb. 2.4: Gefässglied aus dem Frühholz (a) und dem Spätholz (b)
2.2.3 Zellwand
Die pflanzliche Zellwand ist chemisch wie morphologisch ein sehr komplexes Gebilde, das immer noch nicht vollständig erforscht ist. Die Zellwand ist aus mehreren verschiedenen Schichten aufgebaut: der Mittellamelle, der Primärwand und einer 3-schichtigen Sekundärwand (S1, S2, S3) (Abb. 2.5).
Die Mittellamelle fungiert als Kittsubstanz zwischen benachbarten Zellen. Da die Primärwand mikroskopisch schwer von der Mittellamelle abgegrenzt werden kann, werden diese meist als Mittelschicht zusammengefasst. Die dreischichtige Sekundärwand bildet den Hauptanteil der Zellwand, davon besonders die S2-Schicht, und besteht zu über 90% aus Zellulose. Die S3-Schicht nimmt innerhalb der Sekundärwand eine Sonderstellung ein: sie ist sehr dünn und weist – besonders bei Nadelgehölzen - eine höhere Lignifizierung auf. Sie ähnelt chemisch der Primärwand.
Im Reaktionsholz der Nadelbäume (Druckholz) fehlt die S3-Schicht, im Reaktionsholz der Laubbäume (Zugholz) findet man eine zusätzliche sog. gelatinöse Schicht (G) (Abb. 2.5).
Die Zellwände bestehen aus so genannten Fibrillen, welche ihrerseits aus Mikrofibrillen bestehen.
Grundsubstanz des Ganzen bilden sehr lange, dünne Zelluloseketten. Diese Fibrillen sind in einem Winkel angeordnet welcher je nach Holzart und Zellwandschicht unterschiedlich sein kann. Das Quellen des Holzes wird verursacht, wenn das Wasser in diesen Fibrillen angelagert wird und diese somit dicker werden. Das Quellen tritt daher verstärkt in der radialen und tangentialen Richtung des Holzes auf und nur marginal in der Längsrichtung. Ab einer Holzfeuchte von ca. 28-30% wird kein Wasser mehr an die Zellwände angelagert sondern es befindet sich frei im Holz. Daher tritt oberhalb dieser Holzfeuchte auch kein Quellen mehr auf.
a)
b) Tüpfelung
leiterförmige Gefässdurchbrechung
Schrauben- verdickungen einfache
Gefässdurchbrechung
Abb. 2.5: Aufbau einer verholzten Zellwand.
Mittellamelle S1-Schicht Primärwand Tertiärwand bzw.
G-Schicht
S2-Schicht S3-Schicht
3. Schadensanalyse
3.1 Methodik / Vorgehen
Die Prüfung der Erhaltungswürdigkeit eines Historischen Bauwerkes setzt eine fundierte Bauzustandsuntersuchung bzw. Analyse, Erfassung und Dokumentation der Schäden (Schadensanalyse) möglichst in der Vorplanungsphase voraus, um anschließend eine qualitätsgerechte Genehmigungs- und Ausführungsplanung erstellen zu können.
Ziel der Schadensanalyse ist es, das tatsächliche Ausmaß einer Schädigung festzustellen, die Schadensursachen zu erkennen und Wege zur Schadensbehebung aufzuzeigen. Das schließt eine exakte Lokalisierung und Erfassung der Schäden ein (siehe Abb. 3.1).
Abb. 3.1: Ziel der Schadensanalyse (Lißner, Rug 2000)
In der Hauptsache erfolgt die genaue und vollständige Erfassung der Schadensbilder durch visuelle Untersuchungen vor Ort unter Zuhilfenahme vertiefender Untersuchungsverfahren zur Schadensermittlung und -lokalisierung, wie z.B. zerstörungsarmer bzw. -freier Diagnosetechniken und der Probenentnahme für spätere Laboruntersuchungen (Lißner, Rug 2000).
Ein methodisches Vorgehen bei der Schadensanalyse an historischen Bauwerken hat sich, wie die
Im Wesentlichen sind dabei vier Arbeitsschritte zu bewältigen (Abb. 3.2):
1) Bei der Erfassung des Bauzustandes wird die Bau- und Nutzungsgeschichte des Bauwerkes, der Charakter und das Ausmaß der Schäden analysiert, deren Dokumentation bzw. Kartierung vorgenommen und Bestandsunterlagen erstellt. Diese Unterlagen sind auch für das Baugenehmigungsverfahren wichtig (siehe Kap. 3.1.1).
2) Ein wichtiger Schritt ist die Ermittlung der Schadensursachen, geht es doch um die zweifelsfreie Beurteilung der Auswirkung der Schäden und Mängel auf die Standsicherheit und Funktionsfähigkeit bzw. Nutzungsfähigkeit der Bauteile, Verbindungen sowie des gesamten Bauwerkes.
3) Danach folgt die Bewertung des Bauzustandes im Hinblick auf die tatsächliche Sicherheit und Nutzungsfähigkeit des Bauwerkes oder einzelner Elemente. Dabei sind die gültigen Baunormen zu beachten. Für die Bewertung von Holzkonstruktionen gibt Erler (2004) eine Übersicht zu allgemeinen Kriterien für Bauzustandsstufen. Aus der Auflistung der Schäden und der jeweils ermittelten Zustände lassen sich die Dringlichkeit und die im letzten Schritt Art der Maßnahmen für den Erhalt der Bausubstanz ableiten. Zu berücksichtigen sind hierbei die modernen Nutzungsansprüche des Bauherrn (siehe zu diesem Thema Kap. 3.1.1.2).
4) Nach den Schritten der Bestandsaufnahme folgt die Ausführungsplanung, d.h. die Erarbeitung der projekttechnischen Lösungen für die Instandsetzung, Verstärkung oder umfassende Sanierung.
Abb. 3.2: Methodik der Bauzustandsanalyse (Lißner, Rug 2000)
Bei der Bauzustandanalyse ist der Zusammenhang von Ursache → Schaden (Art, Erscheinung) → Folgen, Auswirkung zu erkennen und auszuwerten.
3.1.1 Schadenserfassung
Die Bestandsaufnahme, bzw. die Erfassung des Bauzustandes, umfasst die Dokumentation der Geometrien der Baukörper, der einzelnen Bauteile sowie die Feststellung der Baustoffe, des Weiteren sind konstruktive Details und Verbindungen darzustellen. Schwieriger ist das das Erkennen verdeckter Mängel oder auch der Ursachen von Schädigungen. Genaue Angaben über die Schädigung, die Belastbarkeit, die baustofflichen und bauphysikalischen Bedingungen führen bei der Planung einer Verbesserung oder Änderung der Nutzung zu bautechnisch klar umsetzbaren Schlussfolgerungen.
Für die Dokumentation der Schäden ist eine Beschreibung der Schadensarten, des -umfangs, der nötigen Maßnahmen, technische Zeichnungen, und Fotos mit einzubringen. Um zu verdeutlichen, wie die Struktur eines Untersuchungsberichtes oder Gutachtens aussehen kann, aber nicht muss, gibt Unger (2007) eine folgende Empfehlung:
Deckblatt mit folgenden Angaben:
− Überschrift (z.B. Gutachten)
− Bezeichnung des Objektes
− Auftraggeber/Bauherr
− Auftragnehmer
− Umfang (einschl. Fotos und Anlagen)
− Verteiler
− Zeitraum der Ausfertigung
− Ggf. Gutachtennummer
− Ggf. Titelfoto
− Kopfzeile mit Überschrift
Kurzbezeichnung des Objektes Name des Autors
Dokumentnummer Seitenzahl
Gliederungsvorschlag:
1) Veranlassung und Inhalt des Auftrages
2) Untersuchung
− Termin und Teilnehmer
− Untersuchungsmethoden
3) Ergebnisse
− Allgemeine Bauwerksbeschreibung und –schäden einschl. Ursachen
− Festgestellte Schäden und Hinweise zur Sanierung
4) Charakterisierung der festgestellten Schädigungen
− Echter Hausschwamm
− ...
5) Sanierungsmaßnahmen
− Grundlagen
− Beseitigung der Schadursachen
− Bekämpfung des Echten Hausschwammes
− Chemischer Holzschutz
6) Zusammenfassung
7) Geltungsdauer/Schlussbestimmungen
9) Anhang
− Geltende Normen und Verordnungen
− Auszüge aus Normen oder Merkblättern
− Zeichnung 1: Grundriss Kellergeschoß
− ...
− Zeichnung n: Grundriss Dachboden
− Fotodokumentation
− Protokolle u.a.
Grundlage für eine genaue Schadensaufnahme sind Bestandszeichnungen, möglichst Grundrisse, Gebäudeschnitte und Ansichten. In diese Pläne sind vor Ort die Schadensart und die Schadensausdehnung einzutragen. Bewährt haben sich dabei Symbole und Kurzzeichen zur Kennung der Schadensarten (Abb. 3.3 und 3.4), auch farbige Markierungen sind sinnvoll.
Abb. 3.3: Schadenskartierung einer Holzbalkendecke (Erler 2004)
Abb. 3.4: Symbole und Bezeichnungen für Bauzustandsaufnahmen
- Vorschlag für Legende (Erler 2004)
3.1.1.1 Bestandsuntersuchung
Für eine Bestandsaufnahme eines Gebäudes werden von Unger (2007) folgende Verfahren und Orte der Bauwerksuntersuchungen vorgeschlagen:
− Optische Untersuchung der Außenfronten
− Optische Untersuchung der Hölzer auf Schäden
− Begutachtung freiliegender Hölzer
− Begutachtung verdeckter Hölzer
− Probebebeilungen
− Fotografische Dokumentation
− Entnahme von Proben für
− HSM Nachweis (Holzschutzmittelnachweis)
− Bestimmung von Organismen
− Beweisstücke für Gericht
Um die Untersuchung eines Bauwerks durchführen und um direkt vor Ort eine vollständige Bestandsaufnahme erfassen zu können wird ein Sortiment an einfachen Werkzeugen benötigt.
Tab. 3.1 zeigt den jeweiligen Verwendungszweck der Gegenstände auf.
Tab. 3.1: Ausrüstung für holzschutztechnische Bauwerksuntersuchungen (Unger 2007)
Gegenstand Verwendungszweck Hinweise bzw. Erläuterungen Schriftlicher Auftrag Legitimation für die
Bauwerksuntersuchung
Begehungen bzw. Untersuchungen erforderlichenfalls vorher bei Mietern oder Nutzern anmelden
Schreibzeug Aufnahme von
Schadensfeststellungen
Zur Verkürzung der Schreibarbeit vor Ort;
Aufnahmeliste vorbereiten Lichtquelle (Baustellenlampe,
starke Taschenlampe, auch mit Lupe)
Sorgfältiges Ausleuchten aller Bauwerksteile bzw. Bauhölzer
Anschlussmöglichkeit vorher erkunden;
ggf. Kabeltrommel mitnehmen
Arbeitsschutzbekleidung (Schutzhelm, -brille, Schutzanzug, festes Schuhwerk)
Arbeits- und Gesundheitsschutz des Untersuchenden, z.B. beim Kriechen unter Flachdächern zum Trauf- bereich, beim Probebebeilen usw.
Waschzeug und Straßenbekleidung zum Reinigen und Umziehen mitnehmen
Kreide/ Ölkreide Kennzeichnen von Konstruktionshölzern Befallsgrenzen
Auszuwechselnden Hölzern
Durchnummerierung von Sparren, Stützen usw. zur genauen Darstellung der Befunde im Gutachten oder Ankreuzen der Hölzer, z.B.
• „x" Mit bekämpf. HSM behandeln
• „xx" Bebeilen, dann chemisch schützen
• „xxx" Ausbauen u. durch vorbeugend geschützte Hölzer ersetzen
Handbeil Probebebeilung, sog. „Kantenschlag"
an allen Holzbauteilen in Abständen von jeweils etwa 0,5 m zur
Feststellung von Stärke und Ausdehnung eines Insektenbefalls
Heller Klang beim Kantenschlag weist auf gesundes, dunklerer Ton und
herausrieselndes „Nagsei" (Bohrmehl und Kotwalzen) auf geschädigtes Bauholz hin
Zuwachsbohrer oder andere Bohrer
Feststellen von sog. „Innenfäulen"
infolge Pilzbefalls (siehe S. 89, 90) bzw. von Holzzerstörungen durch Insekten-Erstbefall
Bohrwiderstand (normal oder geringer), Beschaffenheit, Zusammensetzung, Geruch des Bohrmehls bzw. der Bohrspäne beachten
Reißnagel, Stechbeitel oder feststehendes Messer
Feststellen des Ausmaßes der Holzzerstörung durch Larvenfraß anhand von Eindringtiefen
Anreißen der Hölzer quer zur
Faserrichtung; ggf. Einstechen von allen Seiten;
Messen der Eindringtiefe und Berechnung des restlichen tragenden Querschnitts
Gliedermaßstab, Bandmaß Vermessen von Hölzern,
Befallausdehnung, Eindringtiefen;
ggf. von Bauwerken bzw. -teilen
Bei fehlenden Bauzeichnungen zur Aufnahme bzw. Anfertigung von Skizzen erforderlich
Schnur, Senklot, Wasserwaage
Verformungsmessungen;
Aufnahme von Durchbiegungen
Angabe von Durchbiegungen in mm/m Bauwerks- bzw. Bauteilausdehnung
3.1.1.2 Bestandsbewertung
Der Zustand des Bauwerks / Bauteils sollte stichhaltig bewertet werden (vgl. Tab. 3.2) und darauf basierend eine Entscheidung getroffen werden über das weitere Vorgehen.
Dabei soll aber auch das Umfeld und die jeweilige Nutzung des Werkes in betracht gezogen werden (Erler, 2004).
Tab. 3.2: Bewertung des Zustandes von Holzkonstruktionen (BA für Konjunktur-fragen, 1992) (Zu bewerten sind: Gesamttragwerk, Verbindungen, Einzelbauteile)
Stufe Bewertung Beschreibung
1 gut - keine erwähnenswerten Mängel - vereinzelte Insektenausfluglöcher - vereinzelte Spalten und Verfärbungen
2 annehmbar - Oberflächenschäden infolge von Insekten und mechanischer Beanspruchung, resp. Abnützung
- mangelhafte Belüftung
- Verwitterung (graue Verfärbung) - lockere Verbindungen
- Verschmutzung
3 schadhaft - Durchnässung, Pilzbefall, morsche Stellen - tiefreichender Insektenbefall
- sichtbare Durchbiegung, Stauchungen, Quetschungen, Anfahrschäden - Korrosion an metallischen Verbindungsmitteln
- chemischer Holzschutz / Oberflächenschutz nicht mehr wirksam 4 schlecht - Gesamtkonstruktion nicht mehr funktionssicher
- Querschnittsverminderung an voll beanspruchten Holzbauteilen und Verbindungsmitteln
- morsche Stellen im Bereich von Verbindungen und Auflagern - starke Verformungen
- grossflächig extreme Holzfeuchte - grosse Durchbiegungen
5 alarmierend - Gesamtkonstruktion nicht mehr standsicher - Bruch einzelner Tragelemente oder Verbindungen - Befall durch Hausschwamm
Wichtig ist auch die Einteilung der Schäden in die beiden Gruppen „MIT Tendenz zur Ausbreitung“
und „OHNE Tendenz zur Ausbreitung“:
Tab. 3.3: Schadenseinteilung nach Tendenz zur Ausbreitung (nach Mönck, 2004) Schäden ohne Tendenz zur Ausbreitung Schäden mit Tendenz zur Ausbreitung Der Reparaturaufwand ist unabhängig vom
Reparaturzeitpunkt
Der Reparaturaufwand steigt im Zeitverlauf nach einer exponentiellen Funktion an Brüche von Bauteilen ohne statische Funktion Dachundichtigkeiten (Feuchtigkeit) Mechanische Beschädigungen, solange
Standsicherheit nicht gefährdet Holzfäulnis (z.B. Echter Hausschwamm) Fehlender Wärme- und Schallschutz Schäden an Dachentwässerung Bauteilschwächungen Schäden an Aussteifungsverbänden
3.2 Schadensschwerpunkte an Gebäuden
Je nach Erhaltungszustand kennzeichnen unterschiedliche Schadensschwerpunkte das Gesamtschadensbild an einem Gebäude. Ein lange nicht instand gesetztes, saniertes oder modernisiertes Gebäude weist andere Schadensbilder auf, als ein durch falsche Erhaltungsmassnahmen oder regelmässig repariertes und saniertes Gebäude.
Die Schadenschwerpunkte an Gebäuden werden ausführlich in der Literatur Lissner, Rug (2000) beschrieben. Die Kenntnisse möglicher und typischer Schadensursachen an unterschiedlichen Gebäudearten erleichtern das Auffinden sichtbarer, aber auch die Suche nach Anzeichen und Indikatoren für verdeckte Schäden.
3.2.1 Mauerwerksbauten mit Holzkonstruktionen
Bei Gebäuden in Mischbauweise, die in Ziegelbauweise errichtet wurden, beträgt der Anteil an Holz- Dach-Konstruktionen ca. 100 % und der Anteil an Holzbalkendecken ca. 80 - 95 % (Bezug auf Häuser in Deutschland, gebaut bis 1950/1960).
Der grösste Teil der eingetretenen Schäden wurde durch Feuchteeinwirkungen, z.B. durch Schäden an der Dachdeckung und Dachentwässerung verursacht. Eine hohe, lang anhaltende Bauwerksfeuchte hat einen wesentlichen Einfluss auf die Zerstörung von verbautem Holz durch biotische Schädlinge (siehe Kap. 3.3.2).
Abb. 3.5: Verteilung der Schäden an unter Denkmalschutz stehenden Gebäuden in den alten Bundesländern (Lißner, Rug 2000)
Die Schäden an unter Denkmalschutz stehenden Gebäuden zeigt eine Auswertung eine ungenügende Bauunterhaltung der Gebäude, aber hier vor allem eine nicht fachgerechte Sanierung der historischen Substanz. Ungefähr 75 % aller zur Substanzerhaltung erforderlichen Massnahmen (mit Schwerpunkt Aussenwände und Decken) sind an Bauteilen der Gebäudehülle vorzunehmen.
Etwa 15 % aller Schäden an Materialien treten dabei an Holzbauteilen auf.
3.2.2 Fachwerkbauten /-gebäude
Eine ähnliche Verteilung der Bauschäden wie für unsanierte Wohngebäude in Mischbauweise ist auch bei Fachwerksbauten typisch. Die Schäden am Fachwerk sind zu fast 100 % Feuchteschäden, die im wesentlichen durch Undichtigkeiten, z.B. im Dach oder an Regenfallrohren, schlecht abgedichtete Fensterbänke, mangelhafte Sanitärinstallationen u.ä. entstanden sind (Abb. 3.6)
Abb. 3.6: Typische Bauschäden an unsanierten Fachwerkbauten, Lissner, Rug (2000)
Auch regional unterschiedliche Schlagregenbeanspruchung ist zu beachten, da der Feuchteeintrag von aussen hier erheblich sein kann und die Anschlussbereiche des Holztragwerkes, wie z.B.
Zapfenlöcher oder im Bereich der Schwelle/Fundamente, durch lang andauernde Durchfeuchtung
Bei sanierten Fachwerken können bauliche Fehler für Feuchteschäden verantwortlich gemacht werden, wie zu dichte Anstriche, falsche Dämmkonstruktionen, unzweckmässige Gefachmaterialien und Fugenausbildungen. Die allgemeinen Schadensursachen bei instand gesetzten Fachwerken sind in Tab. 3.4 zusammengefasst. Kennzeichnend sind folgende Hauptproblembereiche:
− das Holzgefüge (Gesamtstruktur, Einzelbauteile, Anschlüsse)
− die Ausfachung (Gefachaufbau, Baustoffe und Baustoffkombinationen)
− die Fugen zwischen Ausfachung und Holzgefüge
− Oberflächenschutz der Gefache und Hölzer
der bauliche Holzschutz (feuchtigkeitsbeanspruchte Bauteile, Witterung oder aufsteigende Feuchte)
Tab. 3.4: Schadenschwerpunkte und -ursachen bei Fachwerkgebäuden nach der durchgeführten Sanierung (Lißner, Rug 2000)
Schwerpunkte Schäden / Ursachen
Holzgefüge / Fachwerk
− diffusionsdichte Anstriche auf Holzbauteilen
− Eingriffe in das statische Gefüge
− nicht fachgerechte Instandsetzung der Hölzer und Verbindungen
− mangelhafte und nicht dauerhafte Instandsetzung ohne Beachtung des baulichen Holzschutzes
Ausfachung / Gefache
− Fassade "dicht" gemacht
− falsche Anordnung der Wärmedämmung
− Einsatz von Kunststoff zum Schließen von rissen und Spalten Gefach/Putz
− mangelhafte Haftung neuer Putze auf historischen Gefachmaterialien
Fuge Holz / Gefach
− harte, feste und zu dicke Putze
− mangelhafter Anschluss Putz / Holzwerk (zu große Fugen)
− zu große Schwindfuge infolge von zu nassem Neuholz
− Einsatz falscher Materialien zum Fugenschluss zwischen Gefach / Putz
Oberflächenschutz / Anstriche
− zu dichte Anstriche auf Gefach und Holzbauteilen
− ungenügende Vorbehandlung des Untergrundes
− falscher Systemaufbau / Materialien
− mangelhafte Ausführung
3.2.3 Blockhäuser
Im Vergleich zu den Schädigungen bei Fachwerkhäusern, kommen bei Blockhäusern neben feuchteanfälligen Schwell- und Traufenbereiche noch Bereiche wie z.B. die Blockverbindungen hinzu.
Unsachgemässe Abdeckungen, gedacht zum Schutz der Bauteile vor Bewitterung, führen ebenfalls zur Zerstörung ganzer Partien. Wurde das Haus verputzt, so haben zu dichte Putze (mit hohem Zementanteil) zu grossflächigen Schäden durch Anobienbefall oder durch Echten Hausschwamm geführt. Bei Blocklagen mit einem hohen Splintholzanteil kann dies zu erheblichen Schäden führen.
Blockwände reagieren sehr sensibel auf den Ausfall einzelner Lagen. Die häufig anzutreffende vollständige Zerstörung der untersten Blocklagen führt zur Absackungen darüber befindlicher Lagen und in manchen Fällen zu instabilen Wandverformungen.
Unsachgemässe Sanierungen/Instandsetzungen und Umbaumassnahmen, wie das Aufbringen falscher Putzaufbauten, das Verklinkern oder der nachträgliche Einbau massiver Gebäudeteile, verursachen massive Schädigungen an der Konstruktion. Tab. 3.5 zeigt die Hauptschäden und ihre Ursachen bei Blockbauten.
Tab. 3.5: Hauptschäden und Ursachen bei Blockbauten (Lißner, Rug 2000) Schwerpunkte Schäden / Ursachen
Blockwände
− feuchte Blocklagen im Spritzwasserbereich
− feuchte Blocklagen im Bereich von fenster- und Türanschlüssen
− Undichtigkeiten
− Blocklagen mit Verwitterungen und Abnutzungserscheinungen
− Absackungen und instabile Wandzustände infolge Ausfall einzelner Bauteile
− unfachgemäße Verkleidungen und Putzsysteme
− mutwillige Eingriffe in die Konstruktion durch nachträgliche eingefügte massive Bauteile
Blockverbindungen
− starke Rissbildung
− Feuchte- / Fäulnisschäden
− unfachmännisch Reparatur der Verbindungen
− verminderte Trag- und Funktionsfähigkeit Fenster / Türen − geschädigte Anschlusspunkte
Fundament − feuchteleitende und -stauende Fundamentlösungen
− Fundamentabsackungen
− ungenügende Sockelbildung
3.2.4 Neue Hausbauweis
Untersuchungen an ausgeführten Fertigteilbauten in Holztafelbauweise zeigen als häufigste Schadensursache Feuchteschäden durch bautechnische bzw. bauphysikalisch fehlerhafte Konstruktionen und mangelhafte Unterhaltung (Tab. 3.6). In Fertighäusern klagen die Bewohner häufig über Zugerscheinungen verursacht durch Undichtigkeiten im Bereich von Durchbrüchen.
Die Elektroinstallation erfolgt üblicherweise in den Gefachen der Ständerwände. Beim Anschluss der Elektroschalter und -dosen wird dann die Wind- und Dampfsperre durchbrochen und nicht wieder ordnungsgemäss abgedichtet. In der Folge kann es zu Zugerscheinungen und Feuchteschäden in folge Diffusion warmer Luft nach aussen kommen.
Tab. 3.6: Typische Schäden bei Holzhausbauweisen (Lißner, Rug 2000)
Bauteile Schäden / Ursachen
Wände
− ungenügende Wärme- und Schalldämmung
− unfachmännische nachträgliche Wärmedämmung
− ungenügende Winddichtigkeit
− Feuchtebereiche
− unfachmännische Durchbrüche Befestigung
Schwelle/Fundament
− unzureichende Trag- und Funktionsfähigkeit
− ungenügende Fundamentsockelausbildung
Aussenschalung
− verwitterte Oberflächen
− abgenutzte Schalungsbretter
− zu dichte Anstriche
− ungeeignete Verkleidungen und Putzsysteme
Verbindungen − korrodierte Wandverbindungen
− lockere und nichtfunktionsfähige Verbindungen
3.3 Holzschädigung nach Schadensart
Typischen Schadenarten am Holz lassen sich entsprechend ihren Ursachen klassifizieren (Abb. 3.7).
Hauptursachen für Holzschädigungen sind Feuchte- und Wetterbeanspruchungen, hohe thermische Beanspruchungen, mechanische und chemische Einflüsse. In deren Folge kommt es zu typischen Schädigungen, die zum Abbau und der Zerstörung der Gefüge- und Holzsubstanz führen.
Abb. 3.7: Schadensklassifizierung der untersuchten Holzschädigungen nach Lißner und Rug 2000
Bei den Schadensgruppen dominieren im Wesentlichen die Gruppen I und IV. In Kap. 1, Abb. 1.1 sind die Häufigkeiten der einzelnen Schadensgruppen aufgeführt.
Die typischen biologischen Bauteilzerstörungen infolge biologischer Schäden zeigt Abb. 3.8.
Abb. 3.8: Typische Bauteilzerstörungen infolge Schädlingsbefall (biologische Einflüsse) (nach Lißner, Rug 2000)
3.3.1 Feuchteeinwirkung
Infolge von Niederschlägen können Holzbauteile kurzfristig Feuchten von über 30 % aufweisen, die infolge der Luftbewegung um das Bauteil rasch abtrocknen können. In Verbindung mit konstruktiven Fehlern, die eine Befeuchtung unterstützen, verursachen oder eine schnelle Trocknung der Bauteile erschweren, kann die kritische Holzfeuchte von 30 % auch über einen längeren Zeitraum erhalten bleiben. Dieser Zustand schafft Lebensbedingungen für holzzerstörende Pilze oder Algen (Abb. 3.10 und folgendes Kapitel).
Die biologische Schädigung des Holzes an historischen Konstruktionen ist in fast allen Fällen in direktem Zusammenhang mit der Bauteildurchfeuchtung zu sehen.
Witterung
Holz, das im Freien verbaut wurde, ist zahlreichen Witterungseinflüssen ausgesetzt. Zum einen durch eine Feuchtebeanspruchung, welche sich aus wechselnder, zumeist relativ hoher Luftfeuchte und Niederschlägen (Regen, Nebel, Schnee, Tau) ergibt. Gleichzeitig können Niederschläge mechanisch auf Holz einwirken, z.B. können Hagelkörner Holzoberfläche oder Beschichtungen angreifen und /oder zerstören. Andererseits wirken die Sonneneinstrahlung (Wärmestrahlung, UV-Strahlung) und wechselnde Temperaturen auf Holzbauteile ein. Chemische Beanspruchung kann durch sauren Regen zusätzlich auftreten. Wind trägt zur (Aus-) Trocknung von Bauteilen bei; ausserdem kann mitgeführter Staub bzw. Sand abrasiv wirken. Daraus ergibt sich die häufig beobachtete Reliefstruktur von altem Holz. Das weichere Frühholz wird stärker abgetragen als das Spätholz (siehe Abb. 3.9).
Die Bewitterung von Holzbauteilen stellt in erster Linie eine Belastung im Oberflächenbereich dar.
Durch klimabedingtes Quellen und Schwinden entstehen Mikrorisse, die von Insekten zur Eiablage benutzt werden können. Im Falle von Beschichtungen können diese im selben Zusammenhang rissig werden, wodurch das Eindringen von Wasser möglich wird.
Abb. 3.9: Reliefstruktur an altem bewittertem
Holz. Quelle: Junghans Abb. 3.10: Besiedlung einer Holzfassade mit Algen (Spritzwasserbereich) Quelle:
Junghans
3.3.2 Biologische Schädigung
3.3.2.1 Pilze
3.3.2.1.1 Aufbau, Entwicklung und Verbreitung
Der Bau der Pilze ist relativ einfach. Der eigentliche Vegetationskörper besteht aus einem Geflecht band- oder röhrenförmiger Zellfäden, die als Hyphen bezeichnet werden. Diese sind sehr fein, mit Durchmessern von etwa 2 μm und daher nur unter dem Mikroskop erkennbar. Die Gesamtheit der Hyphen wird Myzel genannt. Aufgabe des Myzels, bzw. der Hyphen ist es dem Pilz die Nährstoffe zugänglich zu machen. Sie sind somit der eigentliche Schädling, der durch Ausscheiden von Enzymen je nach Pilzart entweder Zellinhaltsstoffe (Zucker, Stärke) aufschliesst oder Zellwandsubstanzen (Cellulose, Lignin, Polyosen) auflöst und zur Ernährung verwendet. Dieses Phänomen stellt die eigentliche Holzzerstörung dar.
Die Fruchtkörper sind die der Fortpflanzung dienenden Teile des Pilzes. Je nach Pilzart werden Fruchtkörper mit charakteristischer Form, Grösse und Farbe ausgebildet und dienen daher als Bestimmungsmerkmal.
Pilze können sich sowohl geschlechtlich als auch ungeschlechtlich fortpflanzen. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung (Abb. 3.11) werden im Inneren Sporen erzeugt. Sie werden in sehr hoher Anzahl in der Fruchtschicht (Hymenium) des Fruchtkörpers gebildet. Die Sporen werden durch den Wind oder durch Transporte auf Tier und Mensch oder Material verbreitet. Pilzsporen sind widerstandsfähig gegen Temperaturextreme und keimen erst unter geeigneten Bedingungen aus.
Abb. 3.11: Entwicklungskreislauf von Pilzen
Die ungeschlechtliche Vermehrung erfolgt durch Abschnürung von Hyphen bzw. Endzellen (Konidien);
aus diesen Myzelteilen kann sich ein neues eigenständiges Myzel bilden. Diese Fortpflanzung kann im Falle einer ungenügenden Sanierung auftreten, bei der die Myzelteile nicht vollständig entfernt werden. Treten am befallenden Holz an der Oberfläche Fruchtkörper auf, so signalisiert das oft einen bereits fortgeschrittenen Befall mit entsprechend starken inneren Holzzerstörungen.
3.3.2.1.2 Lebensbedingungen
Das Wachstum der Holzpilze ist abhängig von einem geeigneten Nährboden und von bestimmten Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnissen. Ferner spielen Licht, Sauerstoff und der Säuregrad des Holzes eine Rolle. Es gibt Spezies, die Nadelholz, andere, die Laubholz bevorzugen. Wieder andere greifen in gleichem Masse sowohl Nadelholz als auch Laubholz an. Die Mehrzahl der Pilze zerstört ausschliesslich das Splintholz. Als Nährboden können den Pilzen neben dem Holz alle sonstigen cellulose- und eiweisshaltigen Substanzen wie Holzwerkstoffe, Papier, Textilien, Leinen oder Baumwolle dienen.
Wichtigstes Kriterium für die Pilzentwicklung ist die Holzfeuchtigkeit. Erst ab einem Feuchtigkeitsgehalt von über 20 % ist in der Regel ein Wachstum der Holzpilze möglich. Eine Ausnahme ist der Echte Hausschwamm, der unter gewissen Voraussetzungen auch auf trockenes Holz mit einer Feuchte unterhalb von 20 % übergreifen kann. Für seine anfängliche Entwicklung braucht aber auch dieser Holzzerstörer feuchtes Holz.
Tab. 3.7: Feuchtigkeits- und Temperaturansprüche der wichtigsten Bauholzpilze, nach Grosser (1984)
Typ des Schädlings
Charaktereistische Vertreter
Holzfeuchtigkeit [%]
Temperatur [°C]
Temperatur- optimum [°C]
Holzverfärbende Pilze
Bläuepilze Schimmelpilze
über
Fasersättigung
15…35 0…50
Echter
Hausschwamm
Entstehung:
30…40
Weiterwachstum:
≤ 20
3…26 18…22
Kellerschwamm 50…60 3…35 22…24
Weisser Porenschwamm
40 (30…50) 3…36 27
Tannenblättling 38 (50…60) 5…36 29.5
Zaunblättling 38 (50…60) 5…44 32…35
Holzzerstörende Pilze:
Braunfäule
Weißfäule Schmetterlingsporling ≥20
Moderfäule Moderfäuleerreger ≥ 30
Während Schimmelpilze bereits bei recht niedriger Feuchte wachsen können (ab 30% aufwärts), sind z.B. Moderfäulen auf sehr hohe Holzfeuchten angewiesen (über 150%).
Von ebenfalls sehr grosser Bedeutung ist die Temperatur. Hier liegt der Wachstumsbereich zwischen rund 3 und ≈40°C.
Pilzwachstum ist also nur bei überhöhter Feuchtigkeit des Holzes möglich. Diese ist meist auf Bauschäden mit folgenden Ursachen zurückzuführen:
− Staunässe
− Kondenswasser
− aufsteigende Feuchtigkeit in Mauern
− undichte oder geborstene Wasserleitungen
− hohe Luftfeuchtigkeit
− zu hohe Eigenfeuchte des Holzes beim Einbau
3.3.2.1.3 Einteilung der Holzpilze
Die Holzpilze gehören fast alle in die Klasse der Höheren Pilze, bei denen nach Art der Hauptfruchtform bzw. der Sporenträger in Ascomycetes und Basidiomycetes unterschieden wird.
Unter der Sammelbezeichnung Fungi imperfecti fasst man solche Pilze zusammen, deren Hauptfruchtform nicht bekannt ist. Diese Einteilung wird jetzt nicht weiter erläutert, sie findet sich häufig und soll damit erwähnt sein.
Vielfach wird zwischen holzverfärbenden und holzzerstörenden Pilzen unterschieden.
holzverfärbende Pilze
Zu den holzverfärbenden Pilzen zählt man solche, die das Holz nicht zerstören, sondern nur optisch beeinflussen, wie Bläue- und Schimmelpilze.
Bläuepilze gehören zu den Klassen der Ascomyceten und Funghi imperfecti. Sie benötigen für ihr Wachstum eine hohe Holzfeuchte (30-180 %) und Temperaturen zwischen 15 und 35 °C. Bläuepilze befallen vorwiegend das Splintholz von Nadelhölzern, aber auch Rotbuche und außereuropäische Laubhölzer. Die Verblauung selbst, eine graue bis blau-schwarze Verfärbung, wird hervorgerufen durch dunkel gefärbte Pilzhyphen. Sie ernähren sich von den Zellinhaltsstoffen, ohne die Zellwände zu zerstören. Die Pilzhyphen wachsen durch die Holztüpfel. Dadurch bleibt die Festigkeit des Holzes unvermindert, allerdings werden das Wasseraufnahmevermögen sowie die Tränkbarkeit mit Holzschutzmitteln verbessert sein. Bläuepilze sterben bei Trocknung des Holzes unter die für sie geeignete Feuchte ab.
Man kann bei der Bläue folgende Formen unterscheiden:
Stammholzbläue: tritt am stehenden Baum oder am Rundholz auf; wird häufig auch als Primärbläue bezeichnet (Abb. 3.12)
Schnittholzbläue: tritt auf Holzlagerplätzen auf; wird auch als Sekundärbläue bezeichnet Anstrichbläue: tritt bei beschichtetem Holz auf; auch tertiäre Bläue genannt (Abb. 3.13)
Abb. 3.12: Stammholzbläue
Abb. 3.13: Anstrichbläue; Quelle:
www.holzfragen.de
Die Anstrichbläue ist die wirtschaftlich Wichtigste. Sie kann auf Fassaden, Fenstern und Türen auftreten. Durch Risse im Anstrichfilm dringt Wasser leicht in die Holzstruktur ein, kann aber schlecht wieder ausdiffundieren. Die daraus entstehende hohe Holzfeuchte bietet auch holzzerstörenden Pilzen eine optimale Lebensgrundlage.
Schimmelpilze benötigen ähnliche Voraussetzungen wie Bläuepilze für ihr Gedeihen. Eine Holzfeuchte von 30-150 %, Temperaturen zwischen 0 und 50 °C und geringe Luftbewegung ermöglichen es Schimmelpilzen, sich auf Holz oder anderen, meist organischen Substraten (feuchter Putz, Anstriche, Tapeten, Textilien etc.) auszubreiten.
Es existieren viele Arten von Schimmelpilzen, die weiße, grünliche, bläuliche oder schwarze filzige Beläge ausbilden. Sie bewachsen nur die Oberflächen und ernähren sich von Inhaltsstoffen angeschnittener Holzzellen oder anderen Verunreinigungen. Ebenso wie die Bläuepilze, haben auch Schimmelpilze keinen Einfluss auf die Festigkeit der Holzbauteile.
Allerdings stellen die Sporen von Schimmelpilze eine gesundheitliche Belastung dar und können allergische Reaktionen auslösen. Ein Schimmelpilzbewuchs im Innenbereich gilt als Indikator für hohe Luftfeuchte (65-100%) und schlechte Belüftung.
Schimmelpilze sterben durch Austrocknung der betroffenen Bauteile ab.
Abb. 3.14: Schimmelpilze auf Spanplatte. Quelle: www.holzfragen.de
Holzzerstörende Pilze
Die holzzerstörenden Pilze zeichnen sich durch ein unterschiedliches Angriffsvermögen auf das Holz aus, welches zu unterschiedlichen Fäuletypen führt. Man unterscheidet zwei Hauptgruppen:
Braunfäule und die Weissfäule. Für das verbaute Holz sind insbesondere die Braunfäuleerreger von grosser Bedeutung, während die Weissfäuleerreger vornehmlich im lebenden Baum und lagernden, feuchten Holz vorkommen. Ein weiterer Fäuletyp ist die Moderfäule.
Die Braunfäule, häufig auch als Destruktionsfäule bezeichnet, tritt bevorzugt an Nadelhölzern auf. Die Bezeichnung bezieht sich auf die braune Verfärbung des Holzes. Es wird vorwiegend Zellulose und die begleitenden Kohlenhydrate (Polyosen) abgebaut. Das Lignin bleibt zurück und verursacht die Braunfärbung. Es treten mit Verlauf der Schädigung Längs- und Querrisse auf, in deren Folge das Holz würfelig zerfällt (5x5 bis 10x10 mm), wie in Abb. 3.15 dargestellt. Die Rohdichte und die Festigkeit des Holzes nehmen ab, weshalb befallene Bauteile versagen können. Im Endstadium lässt sich das Holz zu einem braunen Pulver zerreiben.
Typische Vertreter der Braunfäule sind: Echte Hausschwamm, Kellerschwamm, Weisser Porenschwamm, sowie die Blättlinge. Die ersten drei gehören zu den gefährlichsten Zerstörern von verbautem Holz.
Abb. 3.15: Braunfäule mit typischem Würfelbruch Abb. 3.16: Moderfäule
Abb. 3.17: Echter Hausschwamm an Abb. 3.18: Myzel des Hausschwamms im Bereich Deckenbalken (Braunfäule) eines Balkenkopfes
Holz, das sich im ständigen Wasser- oder Erdkontakt befindet, kann durch Moderfäule abgebaut werden. Die Moderfäulepilze (aus der Klasse der Ascomyceten und Funghi imperfecti) weichen die Faserstruktur des Holzes auf und zerstören diese, indem sie die Cellulose abbauen (Abb. 3.16). An trockenem Holz ist an der Oberfläche ein feiner Würfelbruch (1x1 mm) erkennbar. Nach Grosser (1984) sind Laubhölzer anfälliger gegen Moderfäulepilze als Nadelhölzer.
Die Weissfäule, auch als Korrosionsfäule bezeichnet, tritt bevorzugt an Laubhölzern auf (Abb. 3.19).
Sie wird durch Pilze hervorgerufen, die sowohl Cellulose- als auch die Ligninanteile des Holzes abbauen, und zwar entweder gleichzeitig oder nacheinander. Befallenes Holz wird heller bis weiss.
Dunkle Grenzlinien zwischen einzelnen Pilzbeständen können das Holz marmorartig verfärben. Im Endstadium löst sich befallenes Holz faserig auf.
Typische Vertreter der Weissfäule sind: Schmetterlingsporling, Zunderschwamm, Wurzelschwamm und die Schichtpilze
Abb. 3.19: Weissfäule mit Grenzlinien Abb. 3.20: Eichenporling im Riegelanschluss eines Fachwerkbaus (Weissfäule).
Quelle: www.holzfragen.de
3.3.2.2 Holzzerstörende Insekten
Bauteile aus Holz können auch durch Tiere in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt oder zerstört werden. Die Zerstörung durch Insektenfrass kann wirtschaftlich schwerwiegend sein, auch kulturelle Gegenstände (alte Schnitzereien etc.) können unwiederbringlich zerstört werden.
Die eigentlichen Holzzerstörer sind aber nicht die Käfer oder Holzwespen an sich, sondern deren Larven, die sich während ihrer Entwicklung zum Vollinsekt durch das Holz fressen.
Die Entwicklung eines Käfers vom Ei bis zum Vollinsekt wird als Metamorphose bezeichnet. Die vier Entwicklungsstadien bilden zusammen die Generationsdauer (Abb. 3.21). Bei den meisten einheimischen Käferarten dauert die Entwicklung ein bis mehrere Jahre. Kürzere Generationszeiten, wie z.B. beim Borkenkäfer, die in einem Jahr zwei bis drei Generationen hervorbringen, sind seltener.
Abb. 3.21: Entwicklungskreislauf von Insekten
Das Larvenstadium, in welches die eigentliche Holzzerstörung durch die Tiere fällt, ist meist sehr lang, während die anderen Stadien schneller abgeschlossen sind. Die Larven durchziehen das Holz mit charakteristischen Frassgängen. Das Holz wird zerkleinert und teilweise gegessen, weshalb Holzspäne und Kotpillen in den Frassgängen bleiben, die zur Bestimmung des Schädlings herangezogen werden können. Viele Larven bevorzugen das weichere Splintholz, wie beispielsweise der Hausbockkäfer. Deshalb sollten Dachbalken und ähnlichen Bauteile einen hohen Kernholzanteil aufweisen.
Auf das Larvenstadium folgt das Puppenstadium, während dessen keine Nahrung aufgenommen wird.
Anschließend schlüpft das Vollinsekt aus, das sich durch die meist nur dünne Holzschicht nach außen frisst. Holzwespen können dabei sogar dünne Blei- oder Zinkplatten durchbohren, was bei unter Dach verbautem Holz zu einem spät erkennbaren Feuchteschaden führen kann. Das Insekt selbst legt nun wieder Eier in Holzrisse oder –spalten.
Die das Bau- und Werkholz gefährdenden Insekten können in zwei große Gruppen unterteilt werden:
Die Frischholzinsekten stellen reine Forstinsekten dar und befallen lebende gesunde oder kränkelnde geschwächte Bäume. Als technische Schädlinge können sie am lagernden frischen Holz erhebliche Schäden im Hinblick auf die spätere Verwendung hervorrufen. Zu dieser Gruppe zählen die Holzwespen, der Borkenkäfer und der Kernholzkäfer.
Dem gegenüber stehen die Trockenholzinsekten, als "Bauholzschädlinge" im eigentlichen Sinne. Sie befallen das lufttrockene Holz und bleiben viele Generationen hindurch in demselben Holz bis zu seiner völligen Zerstörung tätig. Natürlich oder künstlich getrocknetes Holz ist durch Trockenholzinsekten gefährdet. Die resultierenden Schäden an Gebäuden (Dachbalken, Möbel, Kunstgegenstände usw.) sind zum Teil erheblich (Abb. 3.22 und 3.23).
Wenige Insektenarten sind gelungen, das trockene Holz als Nahrungsquelle zu erschließen. Hierzu gehören der Hausbockkäfer, verschiedene Nagekäger (Anobiiden) und die Splintholzkäfer (Lyctuskäger). Dies sind gleichzeitig die wichtigsten Holzzerstörer.
Als Nahrung dienen den Insekten Kohlenhydrate (Cellulose, Polyosen, Zucker und Stärke) und Eiweiße. Der Eiweißanteil ist entscheidend für die Entwicklungszeit der Larven und somit auch für den
Abb. 3.22: Schaden durch Nagekäfer an Abb. 3.23: Anobien-Befall an hölzerner an Geländerholm Verzierung
Die Gruppe der Trockenholzinsekten ist in der Entwicklung abhängig von Holzfeuchtigkeit (Abb. 3.24) Danach sind Hauskbockkäfer und Splintholzkäferlarven selbst bei einer Holzfeuchtigkeit von nur 9 bis 10 % bzw. 7 bis 8 % entwicklungsfähig. Es ist aber weiter ersichtlich, dass die aufgezeigten Insekten umso besser wachsen, je höher die umgebende Luftfeuchtigkeit und somit die Feuchtigkeit im Holz ist.
Die optimale Holzfeuchte liegt zwischen 28 und 30 %. Werte, die sich bei feuchtigkeitsgesättigter Luft im Holz, einstellen.
Einen Endruck von unterschiedlichen Temperaturabhängigkeiten der Larvenentwicklung vermittelt Abb. 3.25. Beim Hausbockkäfer liegt die günstigste Temperatur für das Larvenwachstum bei 28 bis 30
°C, beim Nagekäfer dagegen zwischen 22 und 23 °C. Hieraus folgt für die Praxis, dass der wärmeliebende Hausbock sonnenbestrahlte Dachböden bevorzugt, während die gegen Wärme empfindlicheren Anobiiden kühlere Gebäude bzw. Gebäudeteile aufsuchen.
Abb. 3.24: Abhängigkeiten der Larvenentwicklung von der Feuchtigkeit am Beispiel des Hausbockkäfers (Hylotrupes bajulus), Gewöhnlichen Nagekäfers (Anobium punctatum) und Braunem Splintholzkäfer (Lyctus brunneus) (Grosser, S. 95)
Abb. 3.25: Unterschiedliche Abhängigkeiten der Larvenentwicklung des Gewöhnlichen Nagekäfers (Anobium punctatum) und des Hausbockkäfers (Hylotrupes bajulus) von der Temperatur (Grosser, S.
95)
Hohe Temperaturen führen innerhalb kurzer Zeit zum Absterben. Diese Tatsache macht man sich beim Heißluftverfahren zur Bekämpfung holzzerstörender Insekten, speziell dem Hausbockkäfer, zunutze (Kap. 5.2.2.1).
Einige Käferarten aus der Familie der Nagekäfer (Anobiidae) bevorzugen pilzbefallenes Holz (Gescheckter Nagekäfer) oder sind sogar auf pilzbefallenes Holz als Nahrungsquelle angewiesen (Trotzkopf). Auch einige Ameisenarten bevorzugen Holz, welches durch Pilze vorgeschädigt ist (Abb.
3.26).
Abb. 3.26: Durch Pilze und Ameisen zerstörtes Holzstück
3.3.3 Mechanische Schädigung des Holzes
Mechanische Schädigungen werden vor allem durch statische oder dynamische Überlastungen und ungeplante Beanspruchungen aus der Nutzung heraus verursacht (Lissner und Rug, 2000).
Nach Erler (2004) werden folgende mechanisch bedingte Erscheinungen bei Holzbauwerken unterschieden:
1) Formänderungen
- grosse Durchbiegungen durch hohe Dauerlasten, gelockerte Verbindungen, geschädigtes Holz
- Verbiegungen
- Verdrehungen bei Torsionsbeanspruchung, z.B. Mittelfetten
- Schrägstellung von Stützen, Bindern und Wänden durch mangelhafte Aussteifung, gelöste Verbindungen
2) Lageänderungen
- Verschiebung infolge Seiten- oder Sogkräften 3) Risse
- tiefe Schwindrisse
- Lastrisse infolge von Überlastung, an Einkerbungen oder durch Verbindungsmittel - hohe Querzugbeanspruchung bei BSH-Trägern
4) Querschnittsänderungen
- Astlöcher, Kerben, Ausklinkungen, Bohrlöcher
- die Querschnittsschwächungen sind dabei in Auflagernähe nicht dermassen relevant, umso mehr jedoch in Feldmitte
5) Brüche
- langfaseriges Bruchbild: meist durch Überlastung
- kurzfaseriges Bruchbild: meist durch thermische oder chemische Einwirkungen;
z.T. schlechte Holzqualität
Brüche treten im Holzbau relativ selten auf. Meist kündigen sich Überlastungen oder Zwängungen durch Knacken, Knistern und auch grosse Formänderungen an, so dass rechtzeitig eine Abstützung vorgenommen werden kann.
Risse werden nach folgenden Kategorien unterschieden (nach Erler, 2004):
− Entstehung vor dem Einbau (z.B. Frostrisse)
− Schwindrisse (bilden sich vor oder nach dem Einbau)
− Lastrisse (Querzug-, Scher-, Spalt- und Schubrisse)
Beispiele für Rissbildungen im Holz zeigt Abb. 3.27.
Schnittholz mit Kernrissen, Blitzrissen oder Ringschäle ist in Baukonstruktionen nach DIN 4074 nicht zulässig.
Bei der Zustandserfassung ist dabei für übergrosse Risse auch die Ursache zu ermitteln. Besonderes Augenmerk ist den „statischen“ Rissen zu widmen. Diese Risse, welche durch Lasten hervorgerufen werden, treten relativ selten auf, bedingen aber eine weiterführende Prüfung durch einen Statiker.
Entscheidend für die Statik ist aber die Tiefe der Risse, während für die ästhetische Beeinträchtigung die Breite der Risse entscheidend ist.
Risse können unter Umständen als Pforte für weitere Schädigungen dienen falls z.B. dort eine erhöhte Feuchte auftritt.
Abb. 3.27: Beispiele für Rissarten im Holz (Erler 2004)
Foto oben rechts: Messen der Risstiefe an einer Stütze mit einem dünnen Kunststoff-Streifen Foto unten rechts: Spaltriss an der Klaue eines Schleppsparrens in einem Mansarddach
Abb. 3.28: Fussgängersteg aus Holz. Risse durch Quellen/Schwinden sowie die mech.
Belastung (Risserweiterung) führen lokal zu höheren Feuchtigkeiten und zur Gefahr eines folgenden Pilzbefalls. Quelle: ETH
Risse können auch durch Delaminierung entlang von Klebfugen entstehen. So erlaubt es ja z.B. die Verklebung von Holz / Holzteilen zu grösseren Tragwerken sehr grosse Dimensionen zu überspannen. Dabei ist jedoch die Wahl des geeigneten Klebstoffes von grösster Wichtigkeit (siehe Abb. 3.29 und 3.30). Insbesondere die Harnstoff-Formaldehyd-Harze (UF-Harze) sind dabei nicht wasserfest. Weitere Informationen zu den Klebstoffen sind in Dunky und Niemz (2002) oder in Zeppenfeld und Grunwald (2005) zu finden.
Abb. 3.28: Beanspruchungsgruppen nach DIN EN 204 für Klebstoffe
Abb. 3.29: Klebstofftypen und deren mögliche Einsatzgebiete
3.3.4 Chemische Schädigung des Holzes
Holz befindet sich mit seiner Umgebung in einem chemischen Gleichgewicht. Eine Korrosion verläuft bei Holz nur sehr langsam und nur bei vorhanden sein eines verstärkt einwirkenden chemisch aggressiven Mediums. Daher eignet sich Holz bestens für den Einsatz in einem chemisch aggressiven Umfeld, wie z.B.
− Ställe
− Düngerlagerhallen
− Solebädern, Thermen
− Chem. Industrie: Färbereien, Gerbereien, Zellstoffindustrie
− Kläranlagen, Kompostieranlagen, Biogasanlagen
− Überdosierung von salzigen Holzschutzmitteln
Holzkorrosion ist die von der Oberfläche ausgehenden Schädigung bzw. Zerstörung von Holz infolge chemischer Reaktionen mit seiner Umwelt. Die Mazeration bedeutet im engeren Sinne die Lösung der Holzzellen voneinander. Sie entsteht durch mechanische oder chemische Zerstörung der Mittellamelle und ist eine Art der Korrosion.
Die Erscheinungsbilder der Holzkorrosion sind bei den meisten aggressiv wirkenden Medien folgende:
− Auffasern der oberflächennahen Holzsubstanzen bis zu wollartiger Auflösung
− Braun- oder Dunkelgelb-Färbung, von den Randzonen ausgehend in das Innere der Querschnitte
− erhöhter Holzfeuchtesatz in den Randbereichen
− Einlagerung von Salzkristallen oder Säurerestionen
− Ablösen von Holzstreifen entlang der Jahresringgrenzen
− verringerte Festigkeiten in den Randzonen
− kurzfaserige Brüche bei Säureeinwirkung
Die Korrosionsschädigung von Kanthölzern erfolgt auch bei aggressiven Lagerstoffen umlaufend etwa gleichmäßig tief.
Eine Korrosion kann auch durch Holzschutzmittel ausgelöst werden, dies sofern salzige Holzschutzmittel zu häufig oder in zu hohen Konzentrationen eingesetzt wurden und eine hohe Luftfeuchte vorhanden ist.
4. Prüfung von Bauteilen
4.1 Einleitung
Die Auswahl der Diagnoseverfahren erfolgt zunächst nach den zur Verfügung stehenden Mitteln und der verfügbaren Zeit.
Die Untersuchung von Holzbauteilen im Zuge einer Bausanierung hat folgende Ziele:
− die präzise Bestimmung der Eigenschaften
− die Aufnahme des Grades und der Ausbreitung von Defekten und Schädigungen
− die Charakterisierung der Art und der Intensität der Schädigung
− die Ermittlung der Ursache der Schädigung
− das Überwachen von abhilfeschaffenden Massnahmen
Neben einer sorgfältigen visuellen Untersuchung bedient man sich zerstörende und nicht zerstörende, bzw. zerstörungsfreie Prüfungsmethoden. Zu beachten ist dass einige zerstörende Prüfungsmethoden nur einen geringen Schaden zufügen und daher als zerstörungsarm bezeichnet werden können.
Zu unterscheiden ist auch ob das Messverfahren vor Ort ("in situ") oder erst im Labor durchgeführt werden kann. Je nach Entwicklungsstand der Technik und dem physikalischen Wirkprinzip werden qualitative Aussagen und quantitative Werte geliefert.
Die nachfolgende Tab. 4.1 zeigt einen Überblick über einzelne mögliche Verfahren je nach Zielsetzung der Untersuchung und ihre Anwendung im Labor oder vor Ort am Objekt. Die in diesem Skript vorgestellten Untersuchungsmethoden gehen über diese Übersicht hinaus, bzw. andere werden nicht weiter erläutert.
Die Einteilung der Prüfungsmethoden erfolgte nicht in zerstörende und zerstörungsfreie Prüfungsmethoden, sondern in physikalische und chemische Methoden, wobei die physikalischen den Grossteil der zu verwendeten Verfahren darstellen.
Tab. 4.1: Untersuchungsmethoden für Bauzustandsuntersuchung an historischem Holz, Holzbauteilen und Verbindungen, Lißner und Rug (2000), S. 170
