Der Westflügel des Schlosses in Nossen
Im Herzen Sachsens, an der Bahnlinie Dresden-Döbeln-Leipzig liegt die Stadt Nossen. Erstmalig erwähnt wurde das Schloss Nossen im Jahr 1185 durch den damaligen Besitzer der Burg, Ritter von Nerzin. Der spätere Bau des Westflügels wurde im Jahr 1554 von Kurfürst August veranlasst. Beim Bau des Gebäudes fand das Abbruchmaterial des ehemaligen Klosters Altzella Verwendung. Das Schloss durchlebte eine bewegte Zeit, es diente zeitweise als kurfürstliches Jagd- und Reiselager, Strafanstalt, Finanzamt und Amtsgericht. Nach umfangreichen Restaurierungsarbeiten befindet sich heute im Westflügel das Schlossmuseum, einige Teile der Anlage werden bewohnt.
Grundrissplan aus dem 17. Jahrhundert, der Sanierungsbereich ist rot eingezeichnet
Die Situation vor der Sanierung
Durch den Befall mit Echtem Hausschwamm im Bereich der gesamten Mauerkrone wurden alle angrenzenden Holzbauteile stark beeinträchtigt. Bereits 1970 erfolgte eine Sanierung mit einer Instandsetzung, diese allerdings unter rein konstruktiven Aspekten. Die Anschuhung von Stahlträgern als Zangenausführung erfüllte zwar die statischen Anforderungen, in ihrer Ausführung ist sie aber unter optischen Gesichtspunkten heute nicht mehr vertretbar. Im Januar 2001 erfolgte eine erneute Sanierung des betroffenen Dachstuhls. Dabei fand das Beta-Verfahren Anwendung, Prothesenbildung mit Holz und Kunststoff.
Rekonstruktion des Deckenbalkens
Sanierungsschwerpunkt im Dachstuhl waren die Deckenbalken mit einer Renaissanceprofi-
lierung aus dem 16. Jahrhundert. Bei einer früheren Sanierung wurden die Schubkräfte nur
über Profil-Stahlzangen des Sparrens in das Stahlbetonwiderlager der Mauerkrone abgeleitet
| Gut sichtbar ist der Würfel- bruch am Deckenbalken - verursacht durch den Echten Hausschwamm | Die Außenbereiche des Balkens bleiben als Flanken bestehen. Das letzte originale Renaissanceprofil kann somit erhalten werden | Die Mauerkrone wird drucklos im Trichter- verfahren behandelt. Der restliche Balkenquer- schnitt wird mit einer Schallung verkleidet und im Schaumverfahren mehrfach getränkt |
| Beim Vergießen der Kunst- harzprothese wird zu Vermeidung bauphysikali- scher Probleme zwischen der Außenwand und der Prothese eine mineralisch Trennung eingebaut. Die diagonal verlaufenden Holz-an-Holz-Prothesen werden vorher angesetzt | Der Deckenbalken wurde rechtwinklig zur Balken- achse gekappt. Zum Einsatz kommen GFK- Stäbe mit einem Quer- schnitt von 15mm. Die Stäbe werden auf den Mindestabstand von 45mm vermittelt | Die Balkenergänzung mit der exakten Nachbildung der Profilierung wurde als Holz-an-Holz-Prothese angesetzt |
Die Holzprothese ist das Ergebnis konsequenter Weiterentwicklung des Beta-Systems. In der Ausführung erhältlich der geschädigte Balkenquerschnitt ein querschnittgleiches Ersatzholz.
Das Beta-Verfahren
Angewendet wird das Beta-Verfahren bei der Sanierung schadhafter Holzbauteile. Zur Bewehrung der Bauteilprothesen aus Holzersatzstücken oder Reaktionsharzbeton dienen Stäbe aus textilglasverstärktem ungesättigtem Polyesterharz. Diese Glasfiberstäbe (GFK) sind in den Querschnitten 10, 15 und 20 mm erhältlich und individuell einsetzbar. In der Praxis ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten, um Bauteile zu verbinden, die durch Druck-, Zug- und/oder einachsige Biegung beansprucht sind. Ein weiteres Einsatzgebiet stellt das Ergänzen oder Verstärken von Holzbalken dar. Eine Verstärkung auf der Oberseite, in der Druckzone eines Bauteils kann so ausgeführt werden, dass sich das daraus ergebende höhere Widerstandsmoment um die Y-Achse jedem Lastfall anpassen kann. Selbstverständlich ist eine Ergänzung an der Balkenunterseite oder an den Flanken ebenfalls möglich. Die Zulassung ist beim Deutschen Institut für Bautechnik unter der Zulassungsnummer Z-10.7. 2-41 eingetragen.
Die Kunstharzprothese
Das erste Patent des Beta-Verfahrens erhielt das Verfahren der Kunstharzprothese. Dieses Patent beinhaltet die Längsarmierung und die Querverdübelungstechnik. Der geschädigte Bereich wird bis auf das gesunde Restholz abgetrennt und entfernt. Je nach statischer Erfordernis werden Lage, Anzahl, Durchmesser und Länge der Armierungsbohrungen für den Balken berechnet und hergestellt. Am Ende des Bohrloches wird eine senkrecht verlaufende Befüll- und Entlüftungsbohrung angeordnet. Die Bohrung selbst ist im Durchmesser um 8 mm größer als der Armierungsstab. Der Bohrkanal wird gereinigt, danach der fettfreie Armierungsstab eingeführt und fixiert. Nach dem Einschalen des defekten, abgetrennten Holzquerschnittes und dem Dichten der Fugen wird der Hohlraum mit einer Ersatzmasse aus Reaktionsharz und feuergetrockneter Quarzkörnung gefüllt. Gleichzeitig werden die Bohrungshohlräume und die Armierungsstäbe mit einem Fließklebemörtel umgossen. Die Aushärtung des Materials ist temperaturabhängig. Bei einer Verarbeitungstemperatur von 20 °C innerhalb von 48 Stunden ist ca. 80 Prozent der Endfestigkeit gegeben. Sobald das Material ausgehärtet ist, werden die Schalung und die statische Sicherung entfernt. Die Armierungsbohrungen werden in der Regel achsparallel in die Stirnseite eingebracht. Ist dies aufgrund eines massiven Mauerwerks im auflagernahen Bereich nicht möglich, können die Bohrungen von der Gebäudeinnenseite unter einem Winkel von 20° zur Stabachse hergestellt werden.
Einsatz und Wirkung
Mittels Kunstharzprothesen wurden seit 1976 einige tausend Balkenköpfe statisch instand gesetzt. Die zwischenzeitlich etablierte Sanierungstechnik hat unbestrittene Vorteile in schwer zugänglichen Bereichen, ebenso bei kurzen Sanierungslängen. Die chemisch neutrale Harzprothese ist nicht anfällig für Feuchtigkeitseinwirkung. Schwamm- und Insektenbefall finden im Prothesenbereich nicht statt. Sie weist eindeutige Vorteile in schwammgefährdeten Bereichen auf, d.h. überall dort, wo Holz durch Feuchtigkeitseinwirkung Schaden nimmt. Die Prothesen entsprechen der Brandklasse B1 (normal entflammbar) und zeigen keinen schlechteren Brandwiderstand als Holz.
Die Deckenbalken wurden bei der ersten Sanierungsmaßnahme
durch zweiseitig angebrachte Stahlträger verstärkt. Die drei origi-
nalen Unterzüge in der Feldmitte und im Randbereich wurden in
einer späteren Baumaßnahme als Deckenträger in ihrer Anzahl erhöht.
Konsequente Weiterentwicklung zur Holzprothese
Die Holzprothese stellt das Ergebnis einer konsequenten Weiterentwicklung des Urpatentes dar. Bei dieser Ausführung wird der zerstörte Querschnitt durch querschnittsgleiches Ersatzholz wiederhergestellt. Die Verbindung zwischen beiden Hölzern erfolgt über die gleiche Armierungstechnik wie bei der Kunstharzprothese. Die GEK-Stäbe werden in die mit Bohrschablone hergestellten, spiegelgleichen und geradlinigen Bohrkanäle eingelegt. Der Balkenstoß wird ausgerichtet und die Fuge verklebt und abgedichtet. Der Verguss des Hohlraumes zwischen Armierungsstab und Holz stellt nach Aushärtung eine kraftschlüssige Verbindung her. Nach Entfernen der Hilfsschalung kann der Balkenstoß überschliffen und nachgearbeitet werden. Die statische Tragfähigkeit ist wiederhergestellt, die Verbindungsmittel sind nicht sichtbar, das Erscheinungsbild und das statische System ungestört. Das Holzersatzstück. die Prothese, kann sowohl aus einem querschnittsgleichen Neuholz oder aber auch aus einem gesunden Altholz für optische Belange angesetzt werden.
Roland Falk, Mellinge
