Unsere aktuellen Projekte

Feuerwiderstand von massiven Lehmbauten

05/2024-05/2026

_{Aufgrund der steigenden Anforderungen und Dringlichkeit an die Nachhaltigkeit, Energie- und Ressourceneffizienz von Gebäuden erlebt das tragende Lehmsteinmauerwerk als Alternative zu Stahlbeton, Ziegel und Kalksandstein aktuell bedeutende Marktsteigerungen. Die allgemeine Akzeptanz des eigentlich altbekannten Baustoffes Lehm wird unterstützt durch die neue DIN 19840 Tragendes Lehmsteinmauerwerk - Konstruktion, Bemessung und Ausführung von tragendem Lehmsteinmauerwerk.}

_{Um allgemein Baustoffe und Bauteile in Gebäuden anwenden zu dürfen, sind für die Verwendbarkeit bzw. Anwendbarkeit Prüfungen bzw. rechnerische Nachweise zur Einhaltung der Anforderungen an die Standsicherheit, den Wärme-, Schall- und Erschütterungsschutz sowie zur Feuerwiderstandsfähigkeit erforderlich. Der Nachweis der Feuerwiderstandsfähigkeit bedingt äußerst umfangreiche und kostenintensive Brandversuche an geschosshohen Wänden (Bauteilen), die nach den europäisch harmonisierten Normen der Serien EN 1363 [2] und EN 1365 [3] an repräsentativen Mauerwerksbauarten aus tragenden Lehmsteinen durchzuführen sind.}

_{Die Ergebnisse aus diesen Prüfungen können u. a. durch einen sogenannten „Direkten Anwendungsbereich“ nach DIN EN 1365 auch auf z.B. geringere Wandhöhen, größere Wanddicken, größere Putzdicken, geringere Auflasten sowie größere Wandlängen übertragen werden. Aktuell liegen keine Prüfergebnisse der Feuerwiderstandfähigkeit von tragendem Lehmsteinmauerwerk vor. Für die Bemessung von tragendem Lehmsteinmauerwerk mussten normativ daher sehr konservative Annahmen an die Mindestwanddicken zur Einstufung in Feuerwiderstandsklassen getroffen werden. Ein gravierender Wettbewerbsnachteil für die Hersteller von Lehmsteinen.}

_{Ziel des Forschungsvorhabens ist, dass mit Untersuchungen zum Feuerwiderstand der relevantesten Wandaufbauten von tragendem Lehmsteinmauerwerk die Voraussetzungen für eine Übertragbarkeit für eine allgemeine brandschutztechnische Bemessung geschaffen werden. Die im Rahmen von gezielten Großversuchen aus den jeweiligen Bauteilen/-systemen gewonnenen Messdaten und -ergebnisse werden genutzt, um eine allgemeine Methodik für alle tragenden Lehmwandbaustoffe zu entwickeln. Ergänzend dazu werden charakteristische Materialkenngrößen für Lehmsteine, Lehmmauermörtel und Lehmputzmörtel auf der Basis von systematischen experimentellen Untersuchungen detektiert und abgeleitet. Auf Grundlage dieser Materialkenngrößen soll die Erwärmung von Lehmsteinmauerwerk im Brandfall sowie das Feuerwiderstandsverhalten bestimmt werden.}

Versuchsbasierte Entwicklung eines Bemessungskonzeptes zur Risssanierung in Massivlehmbauten (ERiMa) 

06/2024-02/2027

_{Vertikal verlaufende Trennrisse bilden bei bestehenden Lehmbauten einen häufigen und signifikanten Schadensfall. Bei zunehmender Rissbreite und dem damit verbundenem Verlust der Schubverzahnung im Rissbereich können Trennrisse zu einer Destabilisierung der Wandkonstruktionen und damit zu einer Gefährdung der Standsicherheit und der Gebrauchstauglichkeit führen. Dementsprechend ist zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit und Tragfähigkeit und somit der Nutzbarkeit eines Bauwerks eine Sanierung solcher Risse unabdingbar.}

_{Als Sanierungsmaßnahme hierzu hat sich auch im Lehmbau die aus dem Mauerwerksbau stammende Rissvernadelung etabliert, wenngleich diese, in Ermangelung eines Bemessungskonzeptes, derzeit lediglich als konstruktive Maßnahme Verwendung findet. Das Fehlen eines bauaufsichtlich anerkannt und statisch ansetzbaren Sanierungsverfahrens führt zu einer Verunsicherung und geringeren Akzeptanz sowie zu kaum lösbaren statischen Schwierigkeiten bei der Instandsetzung und Nutzung bestehender Bauwerke in Massivlehmbauweise.}

_{Diese Kenntnislücke will das Forschungsprojekt unter Leitung von Prof. Jörg Röder von der Fachhochschule Potsdam, Fachbereich Bauingenieurwesen, durch die Entwicklung eines praxistauglichen Planungs-, Bemessungs- und Ausführungskonzeptes für die statisch wirksame Risssanierung von Massivlehmkonstruktionen mittels Vernadelung schließen.}

_{Im Rahmen des Projekts sollen in mehreren Versuchsreihen die wesentlichen Einflussparameter einer Risssanierung wie die Bauart der Massivlehmwände, die Komponenten des Ankersystems sowie die einwirkenden Umwelteinflüsse wie Feuchte und Temperatur untersucht, ausgewertet und numerisch simuliert werden.}

_{Ziel der Versuchsreihen ist es, ein Bemessungskonzept für den statischen Ansatz der Risssanierung mittels Vernadelung unter Berücksichtigung der relevanten Einflussfaktoren zu entwickeln, mit dem perspektivisch der Tragfähigkeitsnachweis für die Rissvernadelung durchgeführt und damit die instand gesetzten Wandkonstruktionen nachgewiesen werden können.}

Bemessung vom Stampflehm - Experimentelle und numerische Grundlagen unter Berücksichtigung des Feuchteeinflusses 

03/2024-02/2027

_{Die Bemessung von tragenden Stampflehmkonstruktionen erfolgt bisher nach den Lehmbau Regeln, die auf der Übernahme mechanischer Kennwerte und Vorschriften aus den bereits in den 1970er und -80er Jahren zurückgezogenen Lehmnormen der 1950er Jahre beruhen. Der Einsatz von Stampflehm ist demnach unabhängig von seiner tatsächlichen Leistungsfähigkeit auf maximal 2 Vollgeschosse beschränk, da bisher keine statistisch verwertbaren experimentellen Daten von Bauteilversuchen vorliegen. Darüber hinaus wird die Duldungsfrist des veralteten Bemessungskonzeptes auf Basis globaler Sicherheitsbeiwerte vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) nicht verlängert, was de facto die Einstellung des Stampflehmbaus im normalen Genehmigungsverfahren bedeutet. Die massive Unterschätzung der Tragfähigkeit sowie die Tatsache, dass der Neubau in massiver Stampflehmbauweise künftig nur noch auf Basis einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) und den damit verbundenen hohen Kosten möglich ist, stellt eine in jeder Hinsicht unbefriedigende Situation in Bezug auf den Einsatz von Stampflehm als ressourcenschonende, regional verfügbare und CO2-neutrale Massivbauweise dar.}

_{Ziel des Projektvorhabens des Fachbereichs Ingenieurbau der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und ZRS Architekten Ingenieure ist die Erarbeitung eines mechanisch fundierten Bemessungskonzeptes für Stampflehm, welches den Einfluss der Feuchte angemessen berücksichtigt und auf dem aktuellen Stand der Technik ist, damit der breite Einsatz von Stampflehm als tragendes Baumaterial wirtschaftlich und technisch sinnvoll möglich ist. Auf der Grundlage von experimentellen und numerischen Untersuchungen soll eine explizite Berücksichtigung der Bauteilfeuchte durch eine materialspezifische Anpassung der Traglastmodelle erfolgen. Damit kann eine wirtschaftliche, dem tatsächlichen Leistungsvermögen angepasste Bemessung ermöglicht werden, ohne den Einfluss der Feuchte auf die Tragfähigkeit pauschal mit hohen Sicherheitsfaktoren abzudecken, die oftmals unnötig sind. Um dies zu erreichen, müssen umfangreiche Untersuchungen zum generellen Tragverhalten von Stampflehm durchgeführt werden. Insbesondere der Einfluss der Feuchte auf die Festigkeits- und Verformungseigenschaften von Stampflehm auf Material- und Bauteilebene muss untersucht werden. Darüber hinaus gilt es das Feuchteverhalten, insbesondere den Feuchtetransport, zu erforschen, um eine präzise Vorhersage der zu erwartenden Bauteilfeuchte treffen zu können. Da Stampflehmwände oftmals frei bewittert sind, ist dies von besonderer Bedeutung. Nur mit präziser Kenntnis der zu erwartenden Bauteilfeuchten und deren Verteilung über den Querschnitt ist eine wirtschaftliche Bemessung möglich. Am Ende des Projektes soll schließlich ein konsistenter Textvorschlag zur Bemessung von Stampflehm stehen, der sicherheitstheoretisch dem Stand der Technik entspricht und bauordnungsrechtlich die Grundlage des normalen Genehmigungsverfahrens bildet, um Stampflehm ohne diesbezüglichen wirtschaftlichen Mehraufwand als Massivbauweise zu etablieren.}

Entwicklung von Wellerlehm-Wandmodulen unter Betrachtung der technologischen Voraussetzungen für thermische Trocknungsbeschleunigung 

05/2023-04/2024

_{Der Wellerbau ist die charakteristische und häufigste historische Massivlehmbauweise in die WIR!-Region. Im Baubestand sind nicht nur Nutzgebäude wie Scheunen oder Ställe, sondern auch zehntausende von Wohnbauten, teils mehrgeschossig und bis zu 500 Jahre alt, erfasst. Gerade aber der Wellerbau, mit von Hand aufgeschütteten Sätzen aus einem nassen Lehm-Stroh-Gemisch wird aktuell im Neubau nicht ausgeführt. Einige spezialisierte Lehmbaufirmen wenden diese Technik bislang nur für nicht tragende, freistehende Wände (z. B. Umfassungsmauern) und in der Sanierung an. Maßgelblich zwei Gründe sind dafür verantwortlich: Erstens wird der Wandaufbau noch immer per Hand ausgeführt, ist dadurch also kostenintensiv, und zweitens braucht eine 60-100 cm breite (nasse) Wellerwand verhältnismäßig lange Trocknungszeiten.}

_{Kay Frömmigen, Geschäftsführer der auf nachhaltiges Bauen spezialisierten Firma KOBA Bau aus Dessau-Roßlau, hat viel Erfahrung in der Sanierung von Wellerlehmgebäuden. Die Firma bietet „Hilfe zur Selbsthilfe“ an, d. h. sie unterstützen Bauherren, die selbst Hand anlegen wollen mit Know-how, Beratung, Personal oder Putzmaschine. Im Rahmen des von ihm durchgeführten Projektes möchte er für diese traditionelle Massivlehmbauweise innovative Impulse erzeugen, indem experimentell erprobt wird, die Trocknungszeit durch ein innenliegendes Heizrohrgestänge zu verringern.}

_{Gleichzeitig soll das Vorhaben einen Beitrag zum Stoffkreislauf bei der Planung und Ausführung von Massivlehmwänden liefern, indem 1. das Betonfundament auf Wiederverwendung konzipiert wird und 2. experimentell auch abgerissene Lehmwände für den Aufbau der neuen Wand wiederverwendet werden sollen.}

Lehmbau und Radioaktivität - Strahlenbelastung und Absolutdatierung 

05/2023-04/2026

_{Das vorliegende Projekt des Curt-Engelhorn-Zentrum Archäometrie Mannheim unter Leitung von Prof. Dr. Ernst Pernicka, leistet gleich zwei zentrale Beiträge für die skizzierten Innovationspfade. Lehm enthält - wie jeder mineralische Baustoff - radioaktive Bestandteile, die in die Luft austreten können. Die Intensität der Ausgasung (Exhalation) der starken Alpha-Strahler Thoron und Radon wird durch die Porosität und Permeabilität des Baustoffes möglich gemacht; dabei sind Diffusion und thermische Konvektion die wichtigsten Steuerungsgrößen. Daher müssen die meteorologischen Größen, Luftdruck, Temperatur, Windstärke und -exposition, sowie die Raumtemperatur gemessen werden, wenn die Konzentration der strahlenden Gase in einem Gebäude bewertet werden soll. Die Strahlenbelastung und ihre Steuerungsgrößen müssen daher zunächst durch verschiedene Messaufbauten umfassend erhoben werden, um in der Folge erstens die Gesundheitsgefährdung durch das Leben in massiven Lehmbauten beurteilen zu können und zweitens, falls die Strahlenbelastung über den Richtwerten liegen sollte, auch Empfehlungen für die Verringerung derselben formulieren zu können. Am Ende des Projektes wird eine Anleitung entwickelt, wie die Radon- und Thoronentgasung aus Lehmen minimiert werden kann, um einen Beitrag dazu zu leisten, den Lehmbau in der WIR! Region zu aktivieren.}

_{Gleichzeitig bieten radioaktive Zerfallsprodukte die Möglichkeit einer absoluten Datierung von massiven Lehmbauteilen. Für den Bestandbau innerhalb der WIR!-Region kann damit erstmalig eine Typochronologie verschiedener Bauweisen und -formen im Massivlehmbau erarbeitet werden, die gleichzeitig die Bauforschung des späten Mittelalters und der frühen Neuzeit auch außerhalb der WIR!-Region revolutionieren wird.}

Monitoring trifft Befragung - Monitoring des Innenraumklimas in Objekten verschiedener Lehmbautechniken im Bestand und Neubau unter Einbeziehung der Nutzerperspektive

04/2023-03/2026

_{Das Projekt wird als Verbundvorhaben vom Institut für Bauphysikalische Qualitätssicherung (IBQS) der FH Erfurt und dem Institut für Psychologie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg in Partnerschaft mit der Landesenergieagentur Sachsen-Anhalt GmbH (LENA) durchgeführt. Ziel ist es,  einen empirisch gewonnenen, fachübergreifenden Wissensfundus bezüglich Innenraumklimaqualitäten und damit im Zusammenhang stehenden Aspekten von Wohlbefinden sowie Wohnzufriedenheit aus Nutzerperspektive unter Einbeziehung von Energieeffizienz- und Kostengesichtspunkten für unterschiedliche Neu- und Bestandslehmbauten zu schaffen. Dieser Wissensfundus leistet Beiträge für die Anerkennung von Lehmbaustoffen, und -bauteilen anhand erhobener Innenraumklimadaten unter gleichzeitiger Berücksichtigung von Aspekten der Bewohner/innenerleben, v.a. Wohlbefinden/Wohngesundheit und sozialen Wertschätzung. Aber auch Kostengesichtspunkte und – nach Möglichkeit - ggf. vorhandene Eigenleistungs-/Selbstwirksamkeitspotenziale sollen angesichts der aktuellen Lage im Bausektor in den Blick genommen werden.}

_{Die gewonnenen Innenraumklimaparameter dienen als Grundlage für eine zielgruppenoptimierte und auf die Alleinstellungsmerkmale zielende Öffentlichkeitsarbeit „pro Lehm“ zur}

_{a) Stärkung der Wertschätzung, Akzeptanz und Vermarktungsfähigkeit}

_{b) zur allg. Verbreiterung der Kenntnisse über die Qualitäten von Lehmbauten}

_{c) Verstärkung des Handwerkerinteresses an den traditionellen Baustoffen des Lehmbaus in der Untersuchungsregion Mitteldeutschland}

_{d) Verstärkung des Kreislaufwirtschaftsprinzips, d.h. bessere Ausschöpfung regionaler zirkulären Wertschöpfungspotenziale}

VORSTUDIE ZUR IDENTIFIKATION UND EINORDNUNG VON HISTORISCHEN LEHMBAUTEILEN FÜR DIE WIEDERVERWENDUNG HINSICHTLICH ANREICHERUNG VON SCHADSTOFFEN UND BAUSCHÄDLICHEN SALZEN

11/2022-01/2024

_{Lehmbaustoffe auch aus dem historischen Bestandsbau bieten ein hohes Potenzial für Ihre Wiederverwendbarkeit und damit der Einsparung natürlicher Ressourcen. Allerdings gibt es bisher keine Untersuchungen zur Schadstoffbelastung und zum Zustand hinsichtlich mikrobieller Besiedelung solcher Bestandsbauten. Im Rahmen des Projektes der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) soll über Vorversuche durch Entnahme von Materialproben an repräsentativen Gebäuden untersucht werden, in welcher Art und Menge Schadstoffe, bauschädliche Salze sowie Mikroorganismen (z.B. Pilze) in Lehmbauteilen über den Querschnitt verteilt sind und wie diese zu bewerten sind. Neben der Feststellung der im Material akkumulierten Schadstoffgehalte (je nach Gebäudenutzung z.B. Schwermetalle, organische Stoffe wie PAK) wird ferner der potenzielle Transfer von flüchtigen organischen Substanzen (VOC) in die Innenraumluft untersucht. Letzteres erlaubt die Bewertung hinsichtlich der Eignung im Innenraum. Anhand der Ergebnisse sollen erste Schlussfolgerungen für die Wiederverwendung und Entsorgung getroffen werden können.}

Strategieentwicklung

01/2022 - 12/2024

_{Damit der massive Lehmbau hier in Mitteldeutschland und darüber hinaus (wieder) zukunftsfähig wird, braucht es die Erarbeitung eines Konzepts zur Umsetzung der Strategie. Inhaltlich-strategische Aufgaben dienen der Weiterentwicklung unserer Strategie - hierzu gehören insbesondere das Erkunden, Sondieren, Entwickeln und die Auswahl passfähiger, neuer Projektideen. Dabei setzen wir als Koordinierungsstelle, am Landesamt für Denkmalpflege und Archäologie Sachsen-Anhalt, stark auf die Zusammenarbeit mit den GOLEHM-Bündnismitgliedern sowie auf die breite Partzipation von regionalen Landkreisen sowie Städten und Gemeinden.}