Die Anfänge des Holz-Beton-Verbunds: HBV-Decke mit Kerven als Game Changer im mehrgeschossigen Holzbau

Während seiner Anstellung als Holzbauingenieur bei Bois Consult Natterer SA in Etoy (VD) in den Jahren 1993 bis 1995 kam Pirmin Jung zum ersten Mal mit der Holzbeton-Verbundtechnologie in Berührung. Mit dem Ziel einer kostengünstigen Flachdecke, welche Eigenschaften wie eine Betondecke hat, forschte Prof. Julius Natterer zusammen mit seinem Team am IBois der EPFL in Lausanne an dieser damals neuartigen Verbundbauweise:

1993 wurde in Triesenberg (FL) ein erstes, viergeschossiges Schulhaus mit dieser Deckenkonstruktion ausgeführt. Zur Bemessung wurden erste Berechnungsansätze durch Grossversuche validiert. Als Holzbauingenieur und Projektleiter bei Prof. Julius Natterer plante Pirmin Jung weitere HBV-Projekte in Deutschland und in der Schweiz – Schul-, Wohn- und Bürobauten. Die Bemessungsansätze der EPFL verfeinerte er zusammen mit Natterer laufend selbst.

In den Anfangszeiten von PIRMIN JUNG ab 1996 richteten die Bauordnungen der Schweizer Gemeinden die maximalen Gebäudehöhen auf Betondecken aus. Daher mussten für die Holzbauten ähnlich starke Decken gesucht und umgesetzt werden. Herkömmliche Balkendecken waren zu hoch. Die einzige Chance eine ähnliche Deckenstärke zu erreichen lag in der HBV-Decke mit flächigem Brettstapel und einem Überbeton. Zusammen mit einem gegossenen Unterlagsboden auf einer Trittschalldämmung konnten mit diesem System ähnliche Schalldämmwerte erreicht werden wie bei einer äquivalenten Betondecke. Zuallerletzt war die HBV-Decke viel weniger teurer als eine reine Holzdecke mit entsprechendem Deckenaufbau inkl. Schüttungen und Verkleidungen.

Da der eingeklebte Hilti-Dübel mit über 45 CHF/m² jedoch sehr teuer war, mussten Alternativen her. In den ersten Jahren von PIRMIN JUNG haben wir daher Scher- und Grossversuche mit Kerven, allerdings ohne die Abhebesicherung durch den Hilti-Dübel durchgeführt.

Noch heute streiten sich Fachleute und Normenschreiber darüber, ob es bei der Kervenverbindung eine Abhebesicherung braucht. Wir sind bis dato überzeugt und können praktisch sowie theoretisch beweisen, dass dies nicht der Fall ist. Da Abhebesicherungen aber normativ gefordert sind, planen auch wir heute Universalschrauben als Abhebesicherung zwischen dem Beton und dem Holz ein.

Von Anfang an konnten wir Verformungen von ausgeführten HBV-Decken messen und so unsere Berechnungen validieren und optimieren. Insbesondere das Schwindverhalten des Betons war diesbezüglich schwierig zu fassen – und ist es heute noch.

Ebenfalls konnten wir während der Realisierung und Baustellenbegleitung von Holzbetonverbund-Decken feststellen, dass das Betonwasser nicht durch die Spalten der Brettstapelbretter läuft, wenn wir die Brettstapel ein paar Minuten vor dem Betonieren mit Frischwasser benetzten. Dabei quellten die Bretter an der Oberfläche leicht auf und verschlossen die einzelnen Spalten. Bevor dann das Quellen richtig einsetzte, wurde dieses durch den aufgebrachten Überbeton wieder verhindert. Mit solchen Massnahmen in der Ausführung können wir bis heute sicherstellen, dass die Brettstapel, oder sonstigen Massivholzschichten, beim Betonieren nicht quellen und damit die Geometriegenauigkeit des Gebäudes sicherstellen.

Dieser Artikel ist der erste Teil einer chronologischen Serie. Lesen Sie auch:

• Teil 2: Entwicklung einer eigenen HBV-Decke: Das +/- System
• Teil 3: HBV-Brettstapeldecke mit Akustikkammern
• Teil 4: HBV-Rippendecken
• Teil 5: Vorfabrizierte HBV-Decken