Die Herstellung von Bio-Sandstein mithilfe mikrobiell induzierter Calciumcarbonatf & auml;llung (Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation, MICP) ist eine vielversprechende nachhaltige Alternative beispielsweise im Vergleich zu konventionellem Natur-Sandstein. Bei der MICP werden Sandk & ouml;rner durch ureolytisch aktive Bakterien, wie z. B. Sporosarcina pasteurii, unter Zugabe einer harnstoffhaltigen L & ouml;sung und einer Calciumquelle durch die Bildung von Calciumcarbonatkristallen miteinander verbunden. F & uuml;r den Einsatz des biologisch hergestellten Bio-Sandsteins im Bauwesen ist eine umfassende Charakterisierung der materialtechnischen und bauphysikalischen Eigenschaften erforderlich. In diesem Beitrag werden die experimentellen Untersuchungen zur W & auml;rmeleitf & auml;higkeit und spezifischen W & auml;rmekapazit & auml;t des Bio-Sandsteins vorgestellt. Die hierf & uuml;r entwickelten und kalibrierten Pr & uuml;fst & auml;nde orientieren sich an den geltenden normativen Vorgaben. Dar & uuml;ber hinaus wird eine geometrische Strukturanalyse mithilfe der Computertomografie pr & auml;sentiert, die eine detaillierte Charakterisierung der Mikrostruktur und der r & auml;umlichen Verteilung der ausfallenden Calciumcarbonatkristalle erm & ouml;glicht. Die untersuchten Bio-Sandsteinproben erf & uuml;llen die w & auml;rmetechnischen Anforderungen f & uuml;r bauliche Anwendungen. Building physics and structural analysis of a bio-sandstoneThe production of bio-sandstone using microbial-induced calcium carbonate precipitation (MICP) represents a promising sustainable alternative to, for example, conventional natural sandstone. In MICP, sand grains are bound together by ureolytic bacteria, such as Sporosarcina pasteurii, through the formation of calcium carbonate crystals, following the addition of a urea-containing solution and a calcium source. For the use of biologically produced bio-sandstone in the construction industry, a comprehensive characterisation of its material and structural properties is required. This paper presents the experimental investigations into the thermal conductivity and specific heat capacity of bio-sandstone. The test benches developed and calibrated for this purpose are based on the applicable normative requirements. Furthermore, a geometric structural analysis using computed tomography is presented, which enables a detailed characterisation of the microstructure and the spatial distribution of the precipitating calcium carbonate crystals. The bio-sandstone samples investigated meet the thermal requirements for structural applications.
Schon seit einigen Jahren werden unter Ber & uuml;cksichtigung der Nachhaltigkeit immer mehr Geb & auml;ude in Holzbauweise geplant und umgesetzt. In Holzbauweise wurden vorrangig Wohngeb & auml;ude errichtet, nun sind auch Verwaltungsgeb & auml;ude in Planung. Konventionell werden in Verwaltungsgeb & auml;uden Doppel- bzw. Hohlb & ouml;den verbaut. In der einschl & auml;gigen Literatur liegen jedoch keine ausreichenden bauakustischen Messungen in Verbindung mit Brettstapeldecken vor. Gem & auml;ss DIN 4109-2:2018-01 sind & bdquo;bei Konstruktionen, f & uuml;r die keine Kennwerte [& mldr;] zur Verf & uuml;gung stehen, [& mldr;] die ben & ouml;tigten Angaben durch bauakustische Pr & uuml;fungen aufgrund von Messungen nachzuweisen". Aus diesem Grund wurden 2023 f & uuml;r 110 mm dicke Brettstapeldecken mit verschiedenen Aufbauten die Schalld & auml;mmma ss e und Norm-Trittschallpegel im Pr & uuml;fstand messtechnisch erfasst, um die Ergebnisse dann weiter in den Nachweisen nach DIN 4109 verwenden zu k & ouml;nnen. Airborne and impact sound insulation of nail laminated timber panel ceilings in combination with raised access floors and hollow floorsFor several years, with sustainability in mind, an increasing number of buildings have been designed and constructed as timber structures. While residential buildings have primarily been built in timber construction, office buildings are now also being designed as timber structures. Conventionally, raised access floors or hollow floors are installed in office buildings. However, there is insufficient literature on building acoustics regarding nail laminated timber panel ceilings. Since, according to the DIN 4109-2:2018-01, & bdquo;for structures for which no characteristic values [& mldr;] are available, [& mldr;] the required data must be verified through building acoustics tests based on measurements," sound reduction index and normalized impact sound pressure level for 110 mm-thick nail laminated timber panel ceilings with various configurations were measured in a test chamber in 2023 so that these values could then be used in the verification calculations according to DIN 4109.
F & uuml;r ein zuverl & auml;ssiges Feuchtemonitoring von Holzkonstruktionen ist eine materialspezifische Kalibrierung elektrischer Widerstandsmessungen erforderlich. Bestehende Kalibrierungen basieren & uuml;berwiegend auf Vollholz und sind aufgrund produktspezifischer Einfl & uuml;sse wie Furnieraufbau, Herstellung und Verklebung nur eingeschr & auml;nkt auf Sperrholz & uuml;bertragbar. In dieser Arbeit werden Kalibrierfunktionen f & uuml;r zwei mit Phenol-Formaldehyd-Klebstoff (PF-Klebstoff) verklebte Sperrholzplatten aus Fichte und Kiefer entwickelt. Hierzu wurden 160 Probek & ouml;rper bei 23 degrees C und relativen Luftfeuchten von 35 % bis 95 % konditioniert. Der Feuchtegehalt wurde gravimetrisch mittels Darrverfahren bestimmt und mit elektrischen Widerstandsmessungen verkn & uuml;pft. Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Sperrholzplatten gegen & uuml;ber Schnittholz einen geringeren Feuchtegehalt, gleichzeitig jedoch einen deutlich geringeren elektrischen Widerstand aufweisen. Als m & ouml;gliche Ursache wird ein zus & auml;tzlicher Einfluss des PF-Klebstoffsystems auf die elektrische Leitf & auml;higkeit angenommen. Aus den Messwerten wurden semilogarithmische Regressionsfunktionen abgeleitet und um eine Temperaturkompensation erweitert. Damit kann der Feuchtegehalt der untersuchten Sperrholzplatten im f & uuml;r den Holzbau relevanten Bereich materialspezifisch aus elektrischem Widerstand und Materialtemperatur bestimmt werden. Die Ergebnisse bilden eine Grundlage f & uuml;r ein zuverl & auml;ssigeres kontinuierliches Feuchtemonitoring von PF-verklebten Sperrholzkonstruktionen. Moisture content determination of PF-bonded plywood using the electrical resistance methodReliable moisture monitoring of timber structures requires material-specific calibration of electrical resistance measurements. Existing calibrations are predominantly based on solid wood and are only partially transferable to plywood due to product-specific influences such as veneer lay-up, manufacturing processes, and adhesive bonding. This study develops calibration functions for two phenol-formaldehyde-bonded (PF-bonded) plywood products made from spruce and pine. For this purpose, 160 specimens were conditioned at 23 degrees C and relative humidities ranging from 35 % to 95 %. Moisture content was determined gravimetrically using the oven-dry method and correlated with electrical resistance measurements. The results show that the investigated plywood panels exhibit a lower moisture content than sawn timber, while simultaneously showing a significantly lower electrical resistance. An additional influence of the PF adhesive system on electrical conductivity is considered a possible explanation. Semilogarithmic regression functions were derived from the measurements and extended to include temperature compensation. This allows the moisture content of the investigated plywood panels to be determined on a material-specific basis from electrical resistance and material temperature within the range relevant to timber construction. The results provide a basis for more reliable continuous moisture monitoring of PF-bonded plywood structures.
Die Herstellung von dauerhaften und luftdichten Verbindungen an Dampfbremsfolien mit Klebeb & auml;ndern stellt immer noch eine Herausforderung dar. Die Anforderungen an die Verbindungen sind hoch, die Ergebnisse aber meist wenig zufriedenstellend. Die in der Normung festgeschriebenen Pr & uuml;fverfahren zur Gew & auml;hrleistung der Dauerhaftigkeit beschreiten hierbei von der Baupraxis abweichende Wege. Dies f & uuml;hrt dazu, dass eine Eignung zwar auf dem Papier nachgewiesen werden kann, in der Praxis jedoch trotzdem oft Probleme auftreten, was gravierende Folgen sowohl f & uuml;r den Energiebedarf als auch f & uuml;r die Feuchteverh & auml;ltnisse, vor allem in Leichtbaukonstruktionen, haben kann. Der Beitrag beleuchtet die Unterschiede zwischen Normpr & uuml;fung und Praxis und identifiziert m & ouml;gliche Forschungsans & auml;tze, um zuk & uuml;nftig eine dauerhaftere Luftdichtheit von Leichtbauteilen zu gew & auml;hrleisten und Feuchteverh & auml;ltnisse realit & auml;tsnah berechnen zu k & ouml;nnen. Airtightness of adhesive joints - a critical analysisThe creation of durable and airtight connections on vapour barrier films using adhesive tapes remains a challenge. The requirements for the joints are stringent, but the results are usually unsatisfactory. The test procedures specified in the standards to ensure durability deviate from actual construction practice. As a result, whilst suitability can be proven on paper, problems nevertheless often occur in practice. This could have serious consequences for both energy demand and moisture conditions, especially in lightweight constructions. This article highlights the differences between standard testing and practice and identifies possible research approaches to ensure, in future, the long-term airtightness of lightweight building components and to enable realistic calculation of moisture conditions.
Aufgrund des Klimawandels, welcher ma ss geblich durch Treibhausgase beeinflusst wird, steigen die Temperaturen weltweit stetig an. & Ouml;kologische und emissionsarme Geb & auml;ude mit gutem sommerlichem W & auml;rmeschutz sind daher unabdinglich, um diesen Herausforderungen entgegenzutreten. Der D & auml;mmstoff Stroh gewinnt in Europa immer mehr an Relevanz und verbindet ein gro ss es bauphysikalisches Potenzial mit umweltfreundlichen Eigenschaften. Zum sommerlichen W & auml;rmeschutz der Holz-Strohballenbauweise liegt bisher keine hinreichende Einordnung vor, weshalb dieser untersucht und herk & ouml;mmlichen Bauweisen gegen & uuml;bergestellt wurde. Dazu wurden dynamisch-thermische Simulationen nach DIN 4108-2, Abschnitt 8.4, durchgef & uuml;hrt, die Bauart nach Abschnitt 8.3 bestimmt und Versuche in einer Doppelklimakammer ausgef & uuml;hrt. Die Ergebnisse aus Simulation und Versuch wurden anhand von Werten der & Uuml;bertemperaturgradstunden und Temperaturverl & auml;ufen verglichen und die positive Wirkung der Strohballenbauweise auf den sommerlichen W & auml;rmeschutz im Vergleich zur Holztafelbauweise quantifiziert. Insgesamt konnten f & uuml;r die betrachteten, beispielhaften Raumsituationen - in einer Spanne der Simulationsergebnisse zwischen Holztafel- und Massivbauweise - niedrigere & Uuml;bertemperaturgradstunden der Strohballenbauweise gegen & uuml;ber einer konventionellen Holztafelbauweise von bis zu 77% festgestellt werden, gleichzeitig aber auch h & ouml;here Werte gegen & uuml;ber einer Massivbauweise von durchschnittlich 31%. Die Strohballenbauweise kann mit einem soliden sommerlichen W & auml;rmeschutz einer mittelschweren Bauart bewertet werden. Summer heat protection of wood-straw bale construction method - dynamic thermal simulation and experimental validationDue to climate change, which is mainly influenced by greenhouse gases, temperatures worldwide are steadily increasing. Ecological and low-emission buildings with good summer heat protection are therefore essential to meet these challenges. Straw insulation is becoming increasingly relevant in Europe, combining considerable building physics potential with environmentally friendly properties. There has been no sufficient classification of the summer heat protection of the wood-straw bale construction method, which is why it was investigated and compared to conventional construction methods. Dynamic thermal simulations were performed according to German standard DIN 4108-2 Section 8.4, the construction type was determined in accordance with Section 8.3, and experiments were conducted in a double climate chamber. The results from simulation and experiment were compared using values of overheating degree hours and temperature curves, and the positive effect of the straw bale construction method on summer heat protection was quantified in comparison with the timber frame construction method. Overall, for the exemplary room situations considered - within the range of simulation results spanning between timber frame and solid construction method - the straw bale construction method was determined to have up to 77% lower overheating degree hours compared to a conventional timber frame construction, while on average 31% higher overheating degree hours were found compared to solid construction. The straw bale construction method can be evaluated as having a solid summer heat protection of a medium-heavy construction type.
