Dienstag, 21. Juni 2016

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.









Sonntag, 19. Juni 2016

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



Freitag, 17. Juni 2016

Regen Regen Regen

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






Donnerstag, 16. Juni 2016

Leimbinder aus Buchenbugholz


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


Dienstag, 14. Juni 2016

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.



Montag, 13. Juni 2016

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!
 


Montag, 6. Juni 2016

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.