GaLaBau Wissen

Baustoff Holz - Holzverbindungen (Teil 2)

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119. Folge Unsere Serie für den Nachwuchs erläutert das wichtigste GaLaBau-Grundlagenwissen vom Abstecken bis zum Zaunbau: Diesmal geht es um das Thema Holzverbindungen.

Holz, als der Baustoff der Menschen, hat als dieser eine lange Entwicklungsgeschichte. Begleitet wurde diese Entwicklung durch eine Berufsgruppe, deren handwerkliche Kunstfertigkeit mit der von Steinmetzen, Kunstschmieden und bildenden Künstlern gleichgestellt werden kann - die Zimmermänner. Ihre Werke überdauerten die Jahrhunderte und bildeten architektonische Gesamtensemble in Städten durch die allseits beliebten Fachwerkgebäude, setzten markanten Gebäuden mit komplizierten Dachwerkskonstruktionen und Türmen ihren Stempel auf, hinterließen Brückenkonstruktionen und viele andere Konstruktionen im Kleinen wie im Großen.

Das Zimmererhandwerk wurde im Bauwesen in jedem Handwerksbereich benötigt, ob es die Gerüste der Maler und Dachdecker waren oder die Pergolen und Pavillons der Gärtner - Holzarbeiten waren begehrt.

Im Zeitalter der industriellen Revolution verloren immer mehr der traditionellen, handwerklich wertvollen Holzgefügetechniken an Bedeutung. Das lag in erster Linie an der Entdeckung neuer Materialien und der Entwicklung neuer Techniken in der Bauindustrie. Die sogenannten Ingenieurbauweisen (Schraub- und Nagelverbindungen, Verbindungsblechsysteme, Leimbinder usw.) ersetzten bewährte Holzbauweisen.

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Bautechnik GaLaBau
Grafik: Uwe Bienert

Arbeitszeit war ein kostenintensiver Faktor in der modernen Zeit. Jeder kann sich vorstellen, dass eine handwerklich perfekt ausgeführte Holzarbeit mehr Zeit in Anspruch nahm, als eine Schraubverbindung. Das änderte sich erst wieder durch die Entwicklung hochmoderner Werkzeugmaschinen (motorbetriebene Fräsen, Sägen und Stemmmaschinen), die einen Großteil der zeitfressenden Handarbeit ablösten.

Gerade unsere Branche profitiert von dieser Entwicklung. Im Freibereich gibt es unzählige Möglichkeiten der Anwendung zimmermannsgemäßer Holzverbindungen, deren Ästhetik und funktionelle Perfektion gerade an sichtbaren Konstruktionen (Holzdecks, Pergolen, Pavillons oder ähnliches) im Garten voll zur Geltung kommt und die Wertigkeit des Objektes auf jeden Fall erhöht.

Wird aus dem Landschaftsgärtner ein Teilzeit-Zimmermann?

Natürlich nicht! Keiner wird von einem Landschaftsgärtner verlangen Zimmermannsarbeiten perfekt ausführen zu können, aber Mitreden müssen wir können. Auf der einen Seite wird die Zusammenarbeit mit den Holzfachleuten durch kompetentes Wissen von Seiten des Gärtners erheblich erleichtert. Dazu ist es notwendig, über einige grundsätzliche Praktiken im Zimmermannshandwerk Bescheid zu wissen: die wichtigsten Holzfügetechniken, deren Einsatzmöglichkeiten, Möglichkeiten des konstruktiven Holzschutzes und ähnliches.

Fundiertes Wissen ermöglicht professionelle Fachentscheidungen. Auf der anderen Seite ist es wichtig, insbesondere bei der Bauabnahme nicht nur seine eigenen Arbeiten vertreten zu können, sondern auch die Leistungen von Fremdanbietern bewerten zu können.

Holzverbindungen im Zimmermannshandwerk sehen nicht nur gut aus, sondern sie bilden auch die wichtigsten Schwachstellen für die gesamte Konstruktion. Die wechselnden Witterungsbedingungen im Freiland wirken sich auf die Langlebigkeit des verwendeten Holzes und damit auf die Stabilität und die Lebensdauer der gesamten Konstruktion aus. Diese Verbindungen bilden Angriffspunkt für Wasser (Erzfeind Nr. 01 eines jeden Baugewerkes), aber auch für holzzersetzende Pilze.

Aus diesem Grund haben sich die Holzbauer einige wichtige Grundregeln für Holzkonstrukte gegeben, deren Beachtung wichtig ist:

1.) Da Rundholz gegenüber Schnittholz witterungsunempfindlicher ist, sollte man es in der Verwendung vorziehen.

2.) Um Wasser und anderen störenden Einflüssen wenig Angriffsfläche zu bieten, muss die Anzahl der Anschnitte, Bohrungen und Einschnitte auf ein notwendiges Maß beschränkt werden.

3.) Die Verbindungen von Hölzern sollten immer verdeckt (an geschützten Stellen) erfolgen.

4.) Die an Verbindungen entstehenden Fugen müssen so ausgeführt werden, dass Wasser zügig abfließen kann (> 3 mm).

5.) Alle Metallverbindungsteile müssen mit einem Korrosionsschutz versehen sein um chemische Reaktionen, Verfärbung und ähnliches zu verhindern.

Bautechnik GaLaBau
Grafik: Uwe Bienert
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Grafik: Uwe Bienert

Die erste und einfachste Holzverbindung ist der Stoß. Darunter versteht man die Verbindung zweier Rund- oder Kanthölzer an ihren Stirnseiten. Dabei verläuft die Verbindungsstelle in senkrechter Richtung. Es stehen drei Möglichkeiten zur Auswahl:

  • der gerade Stoß - bei ihm werden die beiden Verbindungsflächen rechtwinklig zur Längsrichtung des Holzes gesägt und miteinander verbunden.
  • der schräge Stoß - seine Verbindungsflächen sind in einem bestimmten Winkel zur Längsrichtung des Holzes gesägt und verfügen damit über eine größere Kontaktfläche und damit über eine größere Haftkraft.
  • der Zapfenstoß - auch seine Verbindungsfläche ist rechtwinklig zur Längsrichtung des Holzes gesägt. Allerdings verfügt das eine Holz über einen Zapfen und das zweite Holz über eine für diesen Zapfen vorgesehene Nut. Damit greifen beide Teile ineinander. Die Fläche an der sich beide Hölzer berühren ist noch größer, was die Konstruktion stabiler macht.

Nur die beiden letzten Stoßkonstruktionen werden als zimmermannsgemäße Holzverbindungen gesehen. Bei der Konstruktion ist darauf zu achten, dass eine Stoßverbindung nie auf einem Pfosten zusammengeführt wird. Warum? Ganz einfach: Das Wasser fließt durch den Stoß direkt in das Hirnholz des Pfostens. Das muss unter allen Umständen vermieden werden. Eine Form des konstruktiven Holzschutzes.

Eine weitere Verbindung ist die Überblattung. Sie kann in zwei Varianten ausgeführt werden: Blattlängs- und Blattquerverbindungen.

Bei der Blattlängsverbindung werden die zwei zu verbindenden Hölzer an ihren Stirnseiten in Längsrichtung überlappend verbunden. Auch hier kennt man drei unterschiedliche Formen:

  • die gerade Überblattung,
  • das gerade Hakenblatt,
  • die schräge Überblattung.

Während die gerade und die schräge Überblattung noch zusätzlich gegen Zug und seitliche Verschiebung mit anderen technischen Mitteln (bspw. Nägel, Schrauben, Laschen) gesichert werden müssen, entfällt die zusätzliche Zugsicherung beim Hakenblatt. Diese Verbindungen können praktisch über Pfosten geplant und ausgeführt werden, da durch die konstruktiv bedingte Querfuge der Wassereintritt verhindert wird, beziehungsweise das Wasser in Umgehung des Hirnholzes abfließen kann.

Die Blattquerverbindung erfolgt entweder als ein einfaches Blatt oder durch eine Aufkämmung. Beim einfachen Blatt werden zwei Hölzer in einem Winkel (also quer) zueinander überlappend verbunden. Dabei werden beide Teile ausgefräst und Ober- und Unterseite der Hölzer schließen bündig ab. Die Stabilität der Konstruktion ist gering, kann aber durch einen großen Holzdurchmesser ausgeglichen werden.

Bei der Aufkämmung erfolgt die Ausfräsung nur bei einem der beiden Hölzer. Dabei entsteht eine Art "Kamm", der auf dem zweiten Holz aufsitzt. Auch bei der Blattquerverbindung ist eine zusätzliche Lagesicherung notwendig. Diese erfolgt mit den oben schon genannten konstruktiven Mitteln.

Lagesicherung - Ein konstruktives Problem

Die Lagesicherung stellt in der Holzkonstruktionsweise ein Problem dar. Im Zimmermannshandwerk wird das Problem sicher mit Zapfenverbindungen und Versatzverbindungen gelöst. Diese Bauweisen sollte man in der Herstellung jedoch dem Fachmann, sprich Zimmermann, überlassen. Trotzdem hier einige Bemerkungen zu diesem Thema:

Bautechnik GaLaBau
Grafik: Uwe Bienert
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Grafik: Uwe Bienert

Zapfenverbindungen finden im Gartenbau häufig Anwendung. Sie werden zur Lagesicherung der Hölzer bei Pergolen, Zäunen, Pavillons und so weiter. verwendet. Aber auch Sandkastenrahmen, Hochbeete und Treppen werden durch sie stabilisiert und optisch aufgewertet. Man kann zwischen folgenden Bauarten unterscheiden:

  • Zapfen und Schlitz,
  • Gehrungsschlitz,
  • Fingerzinken,
  • Schwalbenschwanz.

Die nebenstehende Skizze erspart mir an dieser Stelle eine komplizierte Erklärung.

Auch bei diesen Varianten ist eine Zugsicherung notwendig. Eine Ausnahme bildet der Schwalbenschwanz, der durch seine Konstruktionsweise eine Verkeilung der Bauteile ermöglicht und damit Zugsicherheit garantiert. Eine Verleimung ist bei allen Teilen aber von Vorteil. Sicher ist sicher.

Beim Versatz spielt der Zug keine primäre Rolle. Hier sollen Druckkräfte genutzt werden, um ein Holzverbindung zu ermöglichen. Dabei handelt es sich immer um die Verbindung eines senkrechten mit einem zu diesem schräg verlaufenden Bauteil. Diese Konstruktionen sind gerade bei Pergolen und Carports häufig anzutreffen. Dabei unterscheidet man in drei grundsätzlichen Konstruktionsformen:

  • den einfachen Stirnversatz,
  • den Fersenversatz,
  • und den doppelten Versatz.

Bei den ersten beiden Formen ist eine zusätzliche Lagesicherung notwendig, bei dem doppelten Versatz (der eine Kombination aus einer der beiden anderen Versatzformen und einer Zapfenverbindung darstellt) ist dies nicht notwendig. Eine Verleimung der Bauteile schafft zusätzliche Sicherheit.

Zimmermann oder Ingenieur

Die zweite Möglichkeit, neben der zimmermannsgemäßen Holzverbindung, ist die ingenieurgemäße Holzverbindung. Von ihr spricht man, wenn außer Holz und Leim ein zusätzliches technisches Bauteil Einfluss auf die Holzverbindung nimmt. Dabei handelt es sich zum Beispiel um Dübel, Bolzenverbindungen, Blechverbindungen oder Spannverbindungen.

Bei den Dübelverbindungen sind zwei Arten von Interesse: die Einlassdübel und die Einpressdübel. Einlassdübel, der Name verrät es schon, werden vor dem Zusammenbau der einzelnen Bauteile ins Holz eingelassen. Dazu müssen vorher passende Bohrungen hergestellt werden. Diese Dübel bestehen aus Hartholz oder Stahl. Jeder Möbelbastler, der schon einmal in einem hier nicht genannten großen schwedischen Möbelhaus ein Regal erstanden hat und dieses zusammenbauen musste, kennt dieses Prinzip. Die Sicherung der Verbindung erfolgt durch eine Verleimung mit einem zusätzlichen Passbolzen. Dieser Besteht aus einem Schraubbolzen, der unter Verwendung von Unterlegscheiben, Sprengring und Mutter gesichert wird. Achtung, bei der Anwendung von chemischem Holzschutz (z B. Imprägnierung) müssen die notwendigen Bohrarbeiten vor der Kesseldruckimprägnierung erfolgen. Außerdem ist darauf zu achten, dass die Bohrungen mindestens 1,0 mm über dem Bolzendurchmesser sein müssen. Warum? Weil durch die Imprägnierung das Holz einem Quellvorgang unterliegt und der vorgesehen Bolzen vielleicht nicht mehr passt. Beim Einpressdübel ist die Angelegenheit leichter. Dieser Dübel kann aus unterschiedlichen Materialien zum Beispiel Metall oder Hartplastik bestehen. Diese Dübel sind scheibenförmige Bauteile, die auf beiden Seiten entweder eine strukturelle Unebenheit (Zähne, Klauen) aufweisen. Dieser Dübel wird zwischen die beiden zu verbindenden Hölzer gelegt. Danach werden beide Hölzer mittels Schraubbolzen zusammen gepresst und gesichert. Sie dürfen nur in Verbindung mit Nadelhölzern verwendet werden.

An verdeckten Stellen kann auch bei uns im GaLaBau mit Holzverbindern gearbeitet werden. Darunter sind verschiedene Metallverbinder zu verstehen. Die vier wichtigsten Arten sind: der Flachverbinder, die Lochplatte (oder das Lochband), der Winkelverbinder und der Balkenschuh. Diese Blecher werden durch Ankernägel oder -schrauben befestigt.

Nächsten Monat lesen Sie:
"Der Wald auf der Fensterbank"

Quellen

Der Gärtner 4 (Ulmer-Verlag), Die Holzkonstruktion (Reprint-Verlag Leipzig), Baukonstruktionslehre Teil 1 (Verlag B. Stuttgart), Holzhandbuch (DRW-Verlag Stuttgart).

 Uwe Bienert
Autor

Landschaftsgärtner-Meister und Ausbilder

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