Die Dauerhaftigkeit von Holzbrücken ist sowohl von geeigneten, übergeordneten Gesamtkonzepten als auch von der Detailausbildung abhängig. Der Beitrag gibt anhand offensichtlich funktionierender Details Hinweise für die Konstruktion von Brücken mit hoher zu erwartender Dauerhaftigkeit. Vieles gilt in gleicher Weise für Holzbalkone.
Holz als Hauptwerkstoff für den Bau von Brücken war neben Naturstein bis vor etwa eineinhalb Jahrhunderten der prädestinierte Werkstoff, leicht, leicht fügbar, ortsnah verfügbar und von guter Tragfähigkeit. Dem Nachteil von Holz, seiner Empfindlichkeit gegenüber hoher Feuchtebelastung, wurde schon sehr früh mit gedeckten Brücken Rechnung getragen. Dennoch kam es partiell zu Schädigungen durch Fäulnis, die auch bei guter Brückenunterhaltung bis auf wenige Ausnahmen die Dauerhaftigkeit beschränkten. Im heutigen Brückenbau kann sich Holz auf Grund neuer Werkstoffe und Baukonzepte wieder neben den zwischenzeitlich tradierten Brückenwerkstoffen Beton, Spannbeton und Stahl bezüglich seiner Dauerhaftigkeit sehen lassen. DIN 1074:2006-09 gibt bezüglich der Dauerhaftigkeit erstmals normativ "informative" "Empfehlungen" verbunden mit Klassifizierungen.
Schutz vor Wasser
Bezüglich des Feuchteschutzes ist die DIN 1074 radikal: Alle Stellen, wo Wasser in nicht vernachlässigbarer Menge hin kann, sind als "ungeschützt" klassifiziert. Für die Bauteile gilt: Schon eine, noch so kleine Stelle, die ungeschützt ist, reicht zur Klassifizierung des ganzen Bauteils in "ungeschützt". Dies verlangt nach äußerst akribischer Konstruktion und Detaillierung. Die Brücke in Tharandt (bauen mit holz Heft 11/2004) weist nach nun fünf Jahren Standzeit nach, dass beim Brückenband der Schutz vollständig funktioniert. Auch die kritische Stelle des mittleren Wasserablaufs erweist sich als offenbar wasserdicht.
Für "ungeschützte" Bauteile, die nicht als Verschleißteile leicht austauschbar sind, empfiehlt die DIN 1074 die Verwendung geeigneter, resistenter Holzarten oder vorbeugende, chemische Schutzmaßnahmen. Bauliche Schutzmaßnahmen sollten bevorzugt werden. Bei Verwendung resistenter Holzarten ist bei Hölzern der höchsten Resistenzklasse trotz "ungeschützten" Einsatzes hohe Dauerhaftigkeit zu erwarten. Allerdings können nur Tropenhölzer diese Widerstandsfähigkeit bieten. Die Brücke nach Bild 4 zeigt sich auch an kritischen Stellen nach 11 Jahren Standzeit noch gut in Ordnung. Allerdings ist ein solches Ergebnis nur mit guter Holzauswahl und der schonenden Trocknung der Hölzer zu erreichen. Als BS-Holz kommt nach DIN 1074 in der Klasse "ungeschützt" nur solches aus Lärche- oder Kiefern-Kernholz in Frage. DIN EN 386 sieht für die Nutzungsklasse 3 auch eine Beschränkung der Lamellendicke auf 35 mm vor, damit die feuchtebedingten Spannungsunterschiede zwischen benachbarten Lamellen erträglich klein bleiben.
Großen Wert legt die DIN 1074 mit häufigen Erwähnungen auf die Belüftung aller Holzbauteile, auch im "geschützten" Bereich. Besonders tauwasseranfällig sind nicht senkrechte Abdeckungen oder Teile mit hoher Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität. Diese schrägen oder waagerechten Flächen sind in klaren Nächten der globalen Himmelsstrahlung von 55 °C ausgesetzt und können sich nur durch Wärmeaufnahme aus der Umgebungsluft temperieren. So fällt ihre Temperatur deutlich unter die der Umgebungsluft und häufig unter den Taupunkt, auch im Sommer. Besonders Hirnholzflächen sind sehr fäulnisgefährdet, weil dort das Tauwasser kapillar tief in das Holz gelangt.
Sonnenschutz
In keiner Regelung ist bis dato der Sonnenschutz in Abhängigkeit von der Befrachtung mit Wasser oder Feuchte erwähnt. Nach DIN 1074 ist dies nun auch nicht mehr notwendig, weil geschützte Bauteile nur bei extremen Bewitterungssituationen, also vernachlässigbar gering, von Schlagregen erreicht werden. Dennoch scheinen einige Anmerkungen erlaubt. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere größere Flächen bewitterter Bauteile, im Allgemeinen von Brettschichthölzern auf der besonnten Südseite weit ausgeprägtere Risse und eher Fäulnis zeigen als auf der Nordseite. Dies scheint auf die größeren Feuchteunterschiede innerhalb des oberflächennahen Bereiches und damit auf größere Spannungsunterschiede in dem BS-Holz zurückzuführen zu sein. Daher sollte auf sonnenexponierten, großflächigen bewitterten Bauteilen auch ein Sonnenschutz angeordnet werden, wenn das Bauteil, aus welchen Gründen auch immer, als ungeschützt einzuordnen ist.
Blockverklebte Bauteile mit Größtquerschnitten haben sich soweit bis jetzt, also über circa zwei Jahrzehnte hinweg als sehr formstabil und mit geringer Rissneigung auch auf der Sonnenseite erwiesen. Genauere Erkenntnisse über den Grund liegen nicht vor. Es kann jedoch vermutet werden, dass es im Unterschied zu schmalen, hohen BS-Holz-Querschnitten mit beidseitig stärker ungleichmäßig wechselnden Feuchten nicht zu einer Verwölbung des Querschnitts quer zur Holzfaserrichtung kommt.
Exponierte Konstruktionsteile mit Blendwerk
Mancher Brückenentwurf lässt aus Gründen der Gestaltung, der Wirtschaftlichkeit oder der Sinnhaftigkeit keine Überdachung zu. Mit wasserabhaltenden Bekleidungen lässt sich dennoch die Klassifizierung "geschützt" erreichen. Solche Lösungen sind bei den Gestehungskosten nicht unbedingt teurer, weil in dem geschützten Raum "wie im Trocknen" konstruiert werden kann. Es muss nicht an jeder Stelle über die Beherrschung des auftreffenden Wassers nachgesonnen werden. Bezüglich der Dauerhaftigkeit sind die eingehausten Tragglieder allemal wirtschaftlicher. Allerdings geht optisch "Schlankheit" verloren.
Den ausführlichen Artikel lesen Sie in BAUEN MIT HOLZ Ausgabe 12/2008.
Klaus Fritzen
Dipl.-Ing. (FH) Klaus Fritzen ist Herausgeber im Bruderverlag.