The market for modular buildings based on prefabricated room modules made of cross-laminated timber (CLT) is rapidly growing in Europe. Short construction times combined with high construction quality due to prefabrication are highly attractive features of this construction method. While structural design aspects have been steadily improved, only little attention has been paid to mechanical, electrical and plumbing (MEP) systems so far. However, the integration of water-bearing pipes and surface seals must be done with great care, since a permanent exposure of the timber construction to moisture caused by leaks may result in biological degradation of the wooden structure. The risk of moisture damage can be reduced by decreasing the length of horizontal piping by means of intelligent pipe routing. In addition, sensor technology can be used to detect water leaks in critical areas where other measures fail to provide sufficient protection. Both aspects are addressed in this paper. First, the results of an analysis of nine completed construction projects based on CLT modules including hotels, student residences, nursing homes, and health care centers are presented. The projects were used to identify the current state of practice regarding the design of CLT room modules with respect to the integration of MEP installations. In a next step, general strategies for a safe integration of MEP installations in timber buildings are outlined. A bathroom layout with optimized pipe routing based on three individual shafts is chosen to show the application of these strategies. The approach enables a considerable reduction of horizontal pipe length while maintaining the functional and architectural requirements of the room module. Finally, a new planar sensor for detecting water leaks is presented. The results were developed in the research project SensGT and will lead to standardized solutions for a safe integration of MEP installations in CLT room modules.
Im Rahmen des Bauvorhabens „massive_living“ in Graz (AT) wurden Sensoren innerhalb eines Außenwandabschnitts in Holz‐Massivbauweise mit Brettsperrholz installiert und über einen Zeitraum von mehr als zwei Jahren beobachtet. Aufgrund des hygroskopischen Verhaltens von Holz kommt es zu einer Anpassung der Holzfeuchte (Holzausgleichsfeuchte) an das umgebende Klima. Da die Holzfeuchte alle mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften von Holz maßgeblich beeinflusst, ist deren Kenntnis von großer Bedeutung für die Realisierung von Bauwerken aus Holz. Bezüglich der umgebenden Luft werden tragende Holzbauteile nach ÖNORM EN 1995‐1‐1:2019 [1] in sogenannte Nutzungsklassen unterteilt, welche einen wesentlichen Einfluss auf die Nachweisführung in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit haben. Es stellt sich nun die Frage, welche Werte die Holzausgleichsfeuchte eines Bauteiles im Laufe einiger Jahre annehmen kann. Ziel dieses Forschungsprojektes war es, ein Verständnis des hygrothermischen Verhaltens einer Brettsperrholzwand (BSP‐Wand) zu erlangen und die dabei gewonnenen Messdaten im Anschluss daran mit jenen aus den Simulationen zu vergleichen. Die Simulationsergebnisse zeigen einen starken Einfluss der Innenraumbedingungen auf die Holzausgleichsfeuchte, wobei auch bei hohen Feuchtigkeitsbeanspruchungen ein gutmütiges Verhalten in Bezug auf Feuchtepufferung zu beobachten ist. Außerdem zeigten weiterführende Messungen eine Abhängigkeit der relativen Luftfeuchtigkeit von der Raumhöhe, welche bei hygrothermischen Berechnungen (wie beispielsweise im deckennahen Bereich) Berücksichtigung finden sollten.
Der Feuchteschutz ist bei Konstruktionen aus Holz essentiell, um langfristige Schäden ausschließen zu können. Grundsätzlich hat die oder der Planende zwei Möglichkeiten, um Feuchteschäden zu verhindern. Zum einen ist das die bauphysikalische Strategie, bei der durch sinnvolle Wahl der Schichtenfolge, der Schichtdicken und der Materialien Bauteile so dimensioniert werden, dass die Wassergehalte in den maßgeblichen Schichten dauerhaft unterhalb einer zulässigen Grenze bleiben. Das Risiko solcher Feuchteeinträge wird typischerweise durch Berechnungen bzw. Simulationen durchgeführt. Zum anderen der konstruktive Holzschutz, der darauf abzielt, Feuchteeinflüsse durch bauliche Maßnahmen auszuschalten und sich dabei auf bewährte Detaillösungen verlässt. Die zunehmende Vielfalt an Detaillösungen und die wechselnden Anforderungen erschweren eine optimale Lösungsfindung, sei es im Bereich der Einfamilienhäuser oder im öffentlichen mehrgeschossigen Wohn‐ und Gewerbebau. Komfortwünsche seitens der Nutzer oder barrierefreies Bauen verlangen einen Niveauausgleich zwischen innerem Bodenbelag und äußerem Eingangsbereich. Daraus folgt, dass sich die eingebaute Fußschwelle der Außenwand nicht nur unter dem empfohlenen Maß, sondern auch unter dem Erdniveau befindet. Der vorliegende Aufsatz untersucht anhand einer zweijährigen In situ‐Messung die Holzfeuchtegehalte innerhalb einer Außenwand in Holz‐Massivbauweise mit Brettsperrholz im sockelnahen Bereich. Die Messsensoren wurden in den Einzelschichten sowie drei unterschiedlichen Höhen angeordnet. Die Ergebnisse zeigen vor allem an der kritischsten Messreihe eine erhöhte Holzausgleichsfeuchte.
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