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Das Schindeldach

Das Strohballengewölbe steht!

Strohbautechnik

Auf die innere Holzgitterschale werden 250 Kleinstrohballen mit einer Größe von 36x50x90 cm aufgeschichtet. Sie dienen als  Abstandshalter zwischen den beiden Holzgitterschalen und sorgen so für eine höhere statische Belastbarkeit. Gleichzeit haben Strohballen hervorragende Wärmedämmeigenschaften. Mit einer Wandstärke von 36 cm und einem U-Wert von 0,13 W/m²K kann der Passivhausstandard erreicht werden.

Bauphysikalische Eigenschaften von Strohballen
 
Um den heutigen Anforderungen an das Raumklima gerecht zu werden, sind moderne Gebäude mit einer Vielzahl technischer Geräte ausgerüstet. Grund dafür sind die physikalischen Eigenschaften der konventionellen Baustoffe, sowie ihre Ausdünstungen. Für all diese Probleme bietet das ökologische Bauen insbesondere mit Stroh, Lehm und Holz Lösungen an. Sie sind von Natur aus schadstoff- und allergenfrei und regulieren ganz ohne Technik das Raumklima.
Stroh speichert zehnmal soviel Wärme wie Steinwolle oder Polystyrol, obwohl der Wärmedämmwert nur um 30% niedriger ist. Strohballenwände in Holzrahmenbauweise haben in Passivhausbauweise dieselbe Dicke wie herkömmliche Konstruktionen. Mit Großballen lassen sich Wandstärken von bis zu 130 cm Dicke und dem unvorstellbaren U-Wert von 0,03 W/m² wirtschaftlich realisieren. Somit wird jede Heizung überflüssig.
Stroh verhält sich bei Feuchtigkeit ebenso wie Holz und andere natürliche Baustoffe. Solange der konstruktive Holz- bzw. Strohschutz gewährleistet ist, entstehen keine Schäden. Die mit Lehm verputzte Strohballenwand ist mit einem sd-Wert von 2 äußerst diffusionsoffen, durch sie kann 20 mal so viel Feuchtigkeit entweichen, wie bei konventionellen Wandaufbauten. Zusätzlich können Lehm und Stroh Wasser in großen Mengen aufnehmen und zwischenspeichern, so hat der Schimmel keine Chance. Der Strohboid kann zum Beispiel 1,5m³ Wasser speichern. Da Stroh sehr weich ist, kann es besonders gut die Übertragung von mittleren und hohen Frequenzen sowie Körperschall verhindern. Das Schalldämmmass beträgt 55dB. Mit 2,5 cm Lehmputz übersteht die Strohballenwand einen 2-stündigen Brandtest. Sie ist zugelassen für B1, F90.  Eine weiter positive Eigenschaft des Lehmputzes ist, dass er Gerüche und Schadstoffe aus der Luft absorbiert.   

To meet today’s demands on efficiency and indoor climate quality, modern buildings are stuffed with technical systems and high-tech materials, which both consume large quantities of energy. This is necessary due to the physical properties of conventional materials and their toxic emissions.
Ecologic building, especially with straw, wood and clay provides simple solutions. They are naturally toxic- and allergen-free and regulate indoor climate without any technical installations. Straw stores 10 times as much heat as rock wool or EPS, although the thermal insulation value is only 30% lower. And low-energy buildings can be achieved with the same wall thickness as other materials. Big bales with a wall thicknesses of up to 1,3m have an unimaginable thermal resistance value of 0.03 W / m², making any heating obsolete.
Moisture effects on straw are same as on wood or any other organic material. A big hat and good shoes keep it dry and ensure a good performance. The permeability of the finished strawbale wall is MVTR=1,5 (moisture vapor transmission rate), what is about 20 times higher than conventional walls.
In addition, clay and straw can absorb and temporarily store water in large amounts, our Strawboloid can store 1,5m³ water. Since straw is very flexible, it can very well prevent the transmission of medium and high frequencies as well as structure-borne sound. The sound reduction of a strawbale wall is 55dB.
With 2.5 cm clay plaster, the straw bale wall can withstand a 2-hour fire test. It is approved for B1, F90.
A further positive feature of the clay plaster is that it absorbs odors and pollutants from the air

Strohballenlieferung

4 Reihen der insgesammt 24 Reihen Strohballen müssen beschnitten werden

Strohballen aufschichten

Jede Reihe Strohballen wird mit einer Dachlatte komprimiert und fixiert

Die innere tragende Holzgitterschale ist komplett !

Unglaublich wie stabil die filigrane Holzgitterschale ist!!!

Nur fliegen ist schöner:)

Auf Augenhöhe mit dem Dachfirst der Museumsarchitektur der Kärntner Baugruppe

Jeder Knotenpunkt wurde einzeln angezeichnet und vorgebohrt.

Mit vielen Schraubzwingen werden die Buchenleisten in Position gebracht und verschraubt.

Das verschraubte Holzgitter wird mit Spanngurten in die gewünschte Form gebogen und fixiert.

Letzte Feinarbeiten

Die Himmelsleiter

Holzgitterschale Teil 1

Gitterschalen bieten eine Möglichkeit, mit sehr geringem Materialaufwand große und filigrane Strukturen zu bauen.
Sie sind die effizientesten Tragwerke die wir kennen, können soger leichter sein als die von ihnen überspannte Luft und dabei nahezu jede Form annehmen.
Ohne technische Hilfsmittel ist die Planung äußerst anspruchsvoll, weswegen bisher nur wenige Prestigebauten umgesetzt wurden. Das wird sich aber mit der fortschreitenden Digitalisierung ändern.
Im Gegensatz dazu ist der Aufbau einer Gitterschale aus Holzstäben schnell und einfach. Das Gitter wird auf dem Boden zusammengebaut und anschließend aufgeschoben. Bisher wurden aufgrund der großen Krümmungsradien des Holzes von r=3,4m Spannweiten ab 11m realisiert. Die größte Konstruktion dieser Art ist die Multihalle in Mannheim, die vor 40 Jahren von Frei Otto geplant wurde, und eine Spannweite von 60 x 80m aufweist.

Grid shells are the most efficient structures in architecture. They can span huge distances, whilst adaptable to nearly any shape, with a minimum use of material. They can be so efficient, they can be even lighter than their enclosed air.
Without technical aid, planning is demanding, which is why only few projects have been realized. But this changes rapidly with the digitization.
In contrast, the construction of a grid shell made of wood is fast and easy. The grids are assembled on the ground and then slid in position. So far, due to the large radii of curvature of the wood of r = 3.4m, spans from 11m were realized. The largest structure of this type is the multi-purpose hall in Mannheim, which was planned 40 years ago by Frei Otto, and has a wingspan of 60 x 80m.

Holz dämpfen und biegen

Die Geometrie des Strohboid weist einen Krümmungsradius von 1,5m auf, Holz lässt sich aber nur auf einen Radius von 3,4m biegen. Um den kleinen Radius zu realisieren greifen wir auf die Bugholztechnik zurück. Hierzu wird Holz mittels Wasserdampf erhitzt und befeuchtet, sodass der holzeigene Klebstoff Lignin weich wird. Erhitzt ist das Holz biegbar, ist es erkaltet, bleibt es formstabil und belastungsfähig wie eh und je. Besonders eignet sich Buchenholz dafür. 

1,5 m² Buchenholz astfrei,  3 x 6 x 500cm  160 Stück,  das komplette Material für die Konstruktion 

Dampfkammer und Dampfautomat, das Buchenholz wird in 2 Stunden auf 100°C erhitz und befeuchtet

nach 2 Stunden in der Dampfkammer sind die Buchenleisten weich und formbar

nach 12 Stunden können die Buchenleisten von der Schablone wieder entfernt werden und behalten ihre gebogene Form

Regen Regen Regen

Nach fast vier Wochen Dauerregen können wir dank 110 m² Gewebeplane endlich im trocknen arbeiten! 

Leimbinder aus Buchenbugholz

 Die zwei Leimbinder aus gedämpftem, gekrümmtem und verleimten Buchenholz dienen später zur horizontalen Aussteifung  und fangen die Windlast ab.

Die Bodenplatte steht !

Materialien:

1  Haufen Kies  

6  große Steine 

2  Grundbalken 25 x 25 x 700

8  Bodenbalken   6 x 40 x 700

2 gekrümmte Auflager 12 x 50 x 630

36 m² Rauschalung

Insgesammt wurden 3,9 m² Fichtenholz für die Bodenplatte verbaut.

Konstruktionsprinzip

Der Prototyp hat eine Grundfläche von 6x7m, eine Spannweite von 6m und eine Höhe von 4,5m. Die auskragende Konstruktion schützt vor Wetter und Sonne. Die doppelt gekrümmte Holzgitterschale in Parabelform ist besonders Formstabil, da bei ihr nur Druckkräfte auftreten. Nur der Windlast muss statisch entgegengewirkt werden. Die Konstruktion besteht aus zwei übereinander liegenden Holzgitterschalen, deren Zwischenraum mit Strohballen  ausgefüllt ist. Die äußere Schale wird am Fundament vorgespannt, wodurch ein stabiles Sandwichpanel entsteht. Die Steifigkeit kann erhöht werden, wenn die Kreuzungspunkte der Gitter mittels Spanngurten miteinander vernäht werden. Es entsteht eine biegsame aber stabile Tragschale, die in gewissen Abständen ausgesteift wird.
Unsere Geometrie weist einen Krümmungsradius von 1,5m auf, Holz lässt sich aber nur auf einen Radius von 3,4m biegen. Um den kleinen Radius zu realisieren greifen wir auf die Bugholztechnik zurück. Hierzu wird Holz mittels Wasserdampf erhitzt und befeuchtet, sodass der holzeigene Klebstoff Lignin weich wird. Erhitzt ist das Holz biegbar, ist es erkaltet, bleibt es formstabil und belastungsfähig wie eh und je. Besonders eignet sich Buchenholz dafür.
Stroh ist sehr weich und daher am besten flächig belastbar. Deswegen bildet es bei uns die Distanz-Schicht zwischen innerer und äußerer Holzgitterschale. Strohballen sind verformbar und ideal für gekrümmte Wände. Da auf den Strohballen direkt geputzt werden kann, ist das aufwendige Zuschneiden von Plattenwerkstoffen nicht nötig. Im verputztem Zustand gewinnt eine Strohballenwand das 4-fache an Stabilität.
Der Strohboid ist über seine ökologischen Fähigkeiten hinaus eine Bauweise für die ökosoziale Wende: Die sämtliche Wertschöpfung liegt bei Bauern und Handwerkern, anstatt bei Konzernen und der Baustoffindustrie. Der höhere Arbeitsaufwand wird durch die kurze Wertschöpfungskette und die preiswerten Baumaterialien kompensiert. Mithilfe der einfachen und günstigen Strohbautechnik können Wohnhäuser und Gebäudeaufstockungen sogar im Selbstbau realisiert werden!

The prototype has a base of 6x7m, a span of 6m and a height of 4.5m. The cantilevered construction protects itself against weather and sun. The double-curved timber grid shell in parabolic shape is particularly stable, since their only bending forces occur from the wind.
The structure consists of two superimposed timber grid shells, the space between them is filled with straw bales. The outer shell is biased (pressurized) to the foundation, whereby a stable sandwich panel is created. The stiffness can be increased by sewing the grid shells together. The result is a flexible but stable structure, which can be easily stiffened in certain intervals. Our geometry has a curvature radius of 1.5 m, but bending wood of the required thickness is only possible with a 3,4 m radius. To achieve the geometry, we use the steam bending technique. Lignin, the glue of wood is softened with hot steam, so the timber becomes flexible. After cooling down, it stays in the new positon, with the same strength as before. Beech is the most suitable wood for this process.
Straw is a very flexible material, so the best static results are achieved with laminar loads.
Therefor we use it as distance layer between the inner and outer gridshell.  Strawbales are easy deformable and ideal for curved geometries. They are a perfect ground for plastering in lime or clay. In plastered state, a straw bale wall is 4 times as stable.
Even beyond its ecological Impact, the Stawboloid points out ways for an ecosocial evolution:  all created value goes to craftsmen and farmers, instead of material industries and corporates.
The higher labor costs are compensated by a short supply chain and cheap building materials . By using simple and cheap methods of building, Cottages, Homes or penthouses can be even done by self-constructing!
 

Visualisierung Strohboid Stübing

Im Zuge unserer Masterarbeit haben wir ein neuartiges Konstruktionsprinzip aus Strohballen und Bugholz entwickelt. Auf den theoretischen Teil unserer Arbeit, folgt nun die praktische Umsetzung. 
Die am Testbogen und im Statikprogramm ermittelte Tragfähigkeit des Strohballengewölbes werden wir mit dem Bau eines Prototypen im Maßstab 1:1 verifizieren.  Das österreichische Freilichtmuseum in Stübing hat uns temporär einen Bauplatz zur Verfügung gestellt. Dort werden wir in den nächsten zwei Monaten den Strohboid aufbauen.