Zugl.: Berlin, Techn. Univ., Diss., 2003. / Mit dt. und engl. Zusammenfassung.

The entire comparative estimation comprises four sections: 1. Embodied environmental implications of different structural systems of wooden buildings; 2. Embodied ecological efficiency of diverse constructions composed of various materials; 3. LCA of building models comprising equivalent thermal performance; 4. LCA of building models exhibiting similar seismic behaviour. First, the LCA results for thirty realised buildings are analysed based on the inventory of each project. This evaluation is intended to quantify and compare the embodied environmental burdens caused by different structural systems of timber houses. The second section is a comparative evaluation of the embodied ecological impacts caused by different materials, when used in the same construction. This study aims to investigate the ecological efficiency of various materials in the form of whole structures. With regard to making a compatible and reasonable LCA comparison, however, the appraisal needs a more scientific framework. In order to address this insufficiency, the third and fourth LCA studies are carried out. The third section involves various buildings made of different materials but providing equivalent thermal performance. Within this estimation, the thermal performance of a building is simply represented by the thermal inertia of its outer walls. Constructions composed of alternative envelopes are established and LCA based on the inventories of these structures are carried out. The fourth section examines three structures composed of three building materials but exhibiting similar seismic behaviour. In this study, the horizontal stiffness of the entire building against earthquakes indicates its seismic performance. The simulation develops alternative multi-storey buildings according to the seismic performance. The environmental impacts of the three buildings are quantified and compared. Both the third and fourth sections take the recycling scenarios into account. The impact of disposal after the end-of-life and the contribution from reuse and recovery are integrated into the overall impact assessment. Defining the system boundary and scope is essential for LCA studies. Normally, LCA framework refers to a ‘from-cradle-to-grave’ scenario, including the manufacturing, utilisation and dismantling phases. In the studies here, however, the estimation is focused on the production and recycling stages, without the results for utilisation and maintenance. This appraisal is the so-called ‘from-cradle-to-gate’ plus ‘from-gate-to-grave’ system. Compared to former research, this dissertation raises a couple of innovative contributions to the sustainability appraisals of constructions: 1. The scopes are focused on the structural part of buildings, considering the congruent system boundary for LCA. 2. A series of LCAs compare various building materials in the form of construction, integrating diverse aspects about buildings like thermal and seismic performance. 3. These LCAs are based on consistent prerequisites and make it possible to compare the results comprehensively. 4. In addition to embodied implications, these LCA quantify the contribution from material recycling. 5. This study divides the timber buildings according to their structural systems and estimates them individually. / Die vergleichende Bewertung der Umweltleistung mehrgeschossiger Wohnbauten umfasst vier Abschnitte: 1. Ökologische Auswirkungen der Bereitstellung und Bearbeitung von Holz für verschiedene Tragsysteme; 2. Material- und herstellungsinduzierte (graue) Umwelteffizienz von verschiedenen Materialien und Bauweisen; 3. Ökobilanzierung von Gebäuden mit gleichen thermischen Eigenschaften; 4. Ökobilanzierung von Gebäuden mit ähnlichem seismischen Verhalten. Zunächst werden die Ergebnisse der Ökobilanz für dreißig realisierte Bauten auf der Grundlage der Sachbilanzen analysiert. Diese Auswertung vergleicht und quantifiziert die materialbezogene Umweltbelastung für verschiedene Tragsysteme mehrgeschossiger Wohnbauten aus Holz. Der zweite Abschnitt vergleicht die ökologischen Auswirkungen verschiedener Baustoffe, wobei jeweils der gleiche Konstruktionstyp zugrunde gelegt wird. Das Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Umwelteffizienz unterschiedlicher Materialien auf der Ebene der Gebäudeteile. In Hinblick auf die Kompatibilität und Plausibilität der Ökobilanz wird mit der dritten und vierten LCA ein einheitlicher Bewertungsansatz geschaffen. Der dritte Abschnitt handelt von verschiedenen Gebäudetypen mit gleichem Wärmestandard aber unterschiedlichen Baustoffen, wobei die Wärmeeffizienz vereinfachend durch den Wärmedurchgangswiderstand der Außenwände erfasst wird. Es werden Baukonstruktionen mit alternativen Gebäudehüllen entwickelt und auf der Grundlage der Sachbilanzen ökologisch bewertet. Der vierte Abschnitt untersucht drei Strukturen aus verschiedenen Baustoffen mit ähnlichem seismischen Verhalten. Diese Studie verwendet die horizontale Steifigkeit des Gebäudes gegen Erdbebenerschütterungen als Indikator für die seismische Leistungsfähigkeit. Auf der Basis dieses Indikators werden konstruktive Alternativen für mehrgeschossige Gebäuden entwickelt und deren Umweltwirkungen quantitativ ermittelt. Sowohl im dritten als auch im vierten Abschnitt werden unterschiedliche Recyclingszenarien berücksichtigt. Die Auswirkungen auf die Umwelt, die nach der Nutzungsdauer infolge der Abfallbeseitigung, des Materialrecycling oder die Wiederverwendung entstehen, werden in die gesamte Umweltwirkungsabschätzung integriert. Die Festlegung der Systemgrenzen und der Umfang der Betrachtung ist für die Ökobilanz unerlässlich. Normalerweise betrachten diese alle Lebenszyklusphasen eines Produkts, einschließlich Herstellung, Nutzung und Recyclings („from-cradle-to-grave“). Die hier betrachteten Untersuchungen beschränken sich jedoch auf die Phasen der Produktion und des Recyclings. Umweltauswirkungen infolge der Nutzung und Wartung des Gebäudes werden nicht berücksichtigt ( „from-cradle-to-gate“ und „from-gate-to-grave“). Im Vergleich mit früheren Forschungsergebnissen arbeitet diese Dissertation innovative Beiträge zur Umweltbewertung von Baukonstruktionen heraus: 1. Der Rahmen der Untersuchung erstreckt sich auf die Bauteile der Gebäudestruktur, was zu einer einheitlichen Systemgrenze für die Ökobilanzen führt. 2. Die Datenreihen der Ökobilanzen vergleichen verschiedenartige Baumaterialien auf der Ebene von Gebäudeteilen unter verschiedenen Aspekten. 3. Diesen Ökobilanzen liegen einheitliche Voraussetzungen zugrunde. Dadurch ist es möglich, die Ergebnisse umfassend zu vergleichen. 4. Neben den material- und herstellungsinduzierten Umweltauswirkungen quantifizieren diese Ökobilanzen direkt den Beitrag des Materialrecyclings. 5. Die Arbeit klassifiziert die mehrgeschossigen Holzbauten nach Tragsystemen und bewertet diese individuell.

Holz weist durch preisliche Nachteile eine deutlich geringere Anwendungshäufigkeit als die konventionellen Baustoffe auf, obwohl Nachhaltigkeitsaspekte und hochleistungsfähige Bauholzprodukte eine vermehrte Nutzung forcieren. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, den Wertschöpfungsprozess des Bauholzes systematisch darzulegen, um ein besseres Verständnis für Kostentreiber innerhalb dieser Kette zu erhalten und darauf ausgehend Optimierungspotentiale dieses Prozesses zu präsentieren. Um die Preisentstehung zu verdeutlichen, wurde, ausgehend von bereits bestehenden Studien und eigens erstellten Preisuntersuchungen, eine in die Akteure der Wertschöpfungskette eingeteilte Gesamtkalkulation entwickelt. Diese ermöglicht durch die Abbildung verschiedener Szenarien und Untersuchungszeiträumen eine breite Marktübersicht.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Problemstellung 1.2 Ziele und Struktur der Arbeit 2 Wertschöpfungskette Holz 2.1 Rahmenbedingungen der Preisbildung 2.2 Materielle Verarbeitungsschritte - vom Baum zum Bauholz 2.3 Teilhabende Akteure entlang der Wertschöpfungskette 3 Kostenanalyse des Holzpreises anhand teilhabender Akteure 3.1 Forstbetriebe - Waldeigentümer, private Forstunternehmen, Vereinigungen 3.2 Transportbetriebe - Transport vom Wald zum Sägebetrieb 3.3 Sägebetriebe inkl. Bauholzprodukthersteller 3.4 Holzhandel 3.5 Weiterverarbeitungsindustrie - Zimmereibetriebe 3.6 Gesamtdarstellung der Kostenanalyse und Fazit 4 Optimierungspotential mittels ressourceneffizienter Bautechniken 4.1 Heutiger Stand im Holzbaugewerbe 4.2 Zukunftspotentiale digitaler Technologien 5 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang Eidesstattliche Erklärung / Due to price disadvantages, wood has a significantly lower frequency of application than conventional building materials, although sustainability aspects and high-performance timber products are forcing an increased use. The aim of this bachelor’s thesis is to systematically explain the value creation process of timber in order to obtain a better understanding of the cost drivers within this chain and to present optimization potentials of this process. In order to illustrate the formation of prices, an overall calculation was developed, divided into the actors in the value-added chain, based on existing studies and specially prepared price surveys. This enables a broad market overview by mapping different scenarios and investigation periods. The most important result, that more than 50% of the costs are incurred in the final processing step, the production of the final construction products, is the basis for the need to apply resource-saving construction techniques. Special attention is paid to the importance of digital planning techniques in architecture and construction, which makes the work interesting for both direct actors in the wood value chain and for construction participants and paves the way for the increased use of wood in the construction industry.:Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Problemstellung 1.2 Ziele und Struktur der Arbeit 2 Wertschöpfungskette Holz 2.1 Rahmenbedingungen der Preisbildung 2.2 Materielle Verarbeitungsschritte - vom Baum zum Bauholz 2.3 Teilhabende Akteure entlang der Wertschöpfungskette 3 Kostenanalyse des Holzpreises anhand teilhabender Akteure 3.1 Forstbetriebe - Waldeigentümer, private Forstunternehmen, Vereinigungen 3.2 Transportbetriebe - Transport vom Wald zum Sägebetrieb 3.3 Sägebetriebe inkl. Bauholzprodukthersteller 3.4 Holzhandel 3.5 Weiterverarbeitungsindustrie - Zimmereibetriebe 3.6 Gesamtdarstellung der Kostenanalyse und Fazit 4 Optimierungspotential mittels ressourceneffizienter Bautechniken 4.1 Heutiger Stand im Holzbaugewerbe 4.2 Zukunftspotentiale digitaler Technologien 5 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang Eidesstattliche Erklärung

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wurden die Organisations- und Prozessstrukturen von klein- und mittelständischen Unternehmen sowie die Einflüsse der Digitalisierung auf interne Strukturen im Holzbau analysiert. Das Ziel der Arbeit ist die Identifikation der bestimmenden Prozesse und der Einfluss der Organisationsform auf die Kostenentstehung in kleinen Unternehmen sowie eine Gegenüberstellung dieser zu Großunternehmen. Dazu wurden zunächst die verschiedenen Prozesse und Wertschöpfungsschritte eines Holzbauunternehmens systematisch und strukturiert beschrieben, um diese im Anschluss in ein Verhältnis zum Zeitaufwand und den damit verbundenen Kosten zu setzen. Danach wurden in einer ähnlichen Vorgehensweise verschiedene Organisationsformen dargestellt, um deren Einfluss auf die Kostenentstehung im Vergleich zu Großunternehmen zu analysieren. Auch in Hinblick auf die Herausforderungen der Digitalisierung für klein- und mittelständische Unternehmen wurden abschließend Optimierungsmöglichkeiten in diesem Kontext untersucht. Im Zuge der Gegenüberstellung dieser beiden Unternehmensformen konnten signifikante Unterschiede bezüglich der Kostenentstehungsprozesse festgestellt werden, auch die Organisationsstruktur in Großunternehmen beeinflusst diese Prozesse maßgeblich. Trotz der begrenzten Verfügbarkeit von personellen und finanziellen Ressourcen kleinerer Unternehmen und der dadurch erschwerten Implementierung digitaler Lösungen bietet die Digitalisierung völlig neue Potenziale zur Verbesserung von Strategien und Prozessen und sollte deshalb als Chance angesehen werden, um die eigene Wettbewerbsposition zu stärken.:Abbildungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Problemstellung 1.2 Ziele und Struktur der Arbeit 2 Klein- und mittelständische Unternehmen 2.1 Begriff der KMU 2.2 Bedeutung und Besonderheiten von KMU im Holzbau 3 Prozessstrukturen 3.1 Bedeutung von Prozessen in KMU 3.2 Vorherrschende Prozesse in KMU 3.2.1 Managementprozesse 3.2.2 Leistungserstellungsprozess 3.2.3 Supportprozesse 3.3 Einfluss interner Prozesse auf die Kostenentstehung 4 Organisationsstrukturen 4.1 Grundlagen zur Organisationsstruktur 4.2 Vorherrschende Organisationsformen in KMU 4.2.1 Verbreitete Organisationsformen 4.2.2 Alternative Organisationsformen 4.3 Einfluss interner Organisationsstrukturen auf die Kostenentstehung 4.4 Vergleich zu Großunternehmen 5 Digitalisierung in der Holzbaubranche 5.1 Bedeutung der digitalen Transformation für KMU 5.2 Einflüsse der Digitalisierung 5.2.1 Geschäfts- und Leistungserstellungsprozesse 5.2.2 Organisations- und Personalstrukturen 5.3 Herausforderungen der Digitalisierung für KMU 6 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Eidesstaatliche Erklärung / This bachelor’s thesis analyzed the organizational and process structures of small and mediumsized companies as well as the influence of digitization on internal structures in timber construction. The aim of the work is to identify the determining processes and the influence of the organizational form on the formation of costs in small companies and to compare them with large companies. To this end, the various processes and value creation steps of a timber construction company were described in a systematic and structured manner, in order to compare them to the time required and the associated costs. In a similar way, different organizational forms were then presented in order to analyze their impact on cost formation in comparison with large companies. Finally, with a view to the challenges of digitization for small and medium-sized enterprises, optimization possibilities in this context were investigated. In the course of the comparison of these two forms of enterprise, significant differences in the costcreation processes were found, and the organizational structure in large companies also significantly influences these processes. Despite the limited availability of human and financial resources of smaller companies, which makes it difficult to implement digital solutions, digitization offers completely new potential for improving strategies and processes and should therefore be seen as an opportunity to strengthen one’s competitive position.:Abbildungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Problemstellung 1.2 Ziele und Struktur der Arbeit 2 Klein- und mittelständische Unternehmen 2.1 Begriff der KMU 2.2 Bedeutung und Besonderheiten von KMU im Holzbau 3 Prozessstrukturen 3.1 Bedeutung von Prozessen in KMU 3.2 Vorherrschende Prozesse in KMU 3.2.1 Managementprozesse 3.2.2 Leistungserstellungsprozess 3.2.3 Supportprozesse 3.3 Einfluss interner Prozesse auf die Kostenentstehung 4 Organisationsstrukturen 4.1 Grundlagen zur Organisationsstruktur 4.2 Vorherrschende Organisationsformen in KMU 4.2.1 Verbreitete Organisationsformen 4.2.2 Alternative Organisationsformen 4.3 Einfluss interner Organisationsstrukturen auf die Kostenentstehung 4.4 Vergleich zu Großunternehmen 5 Digitalisierung in der Holzbaubranche 5.1 Bedeutung der digitalen Transformation für KMU 5.2 Einflüsse der Digitalisierung 5.2.1 Geschäfts- und Leistungserstellungsprozesse 5.2.2 Organisations- und Personalstrukturen 5.3 Herausforderungen der Digitalisierung für KMU 6 Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis Eidesstaatliche Erklärung

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit „Strohballenbau-Vergleich dreier Bauvorhaben unter konstruktiven, ausführungstechnischen und bauphysikalischen Aspekten“ werden alle für den Strohballenbau relevanten Detailpunkte der drei Bauvorhaben beschrieben, verglichen und bewertet. Weiterhin wird das Gesamtsystem der Bauvorhaben bauteilübergreifend analysiert. Dabei wird vorrangig auf bauphysikalische, baubiologische, bautechnologische und ausführungstechnische Aspekte eingegangen. Im Verlauf der Arbeit wird auf Besonderheiten hingewiesen, die in der Planungsphase berücksichtig werden müssen, um die Funktionsfähigkeit eines Strohballenhauses sicher zu stellen. Baupraktische Erfahrungen des Autors im Rahmen des dritten Bauvorhabens bilden die Grundlage dieser Arbeit.:Kurzfassung II Abstract II Inhaltsverzeichnis III Abbildungsverzeichnis 1 Tabellenverzeichnis 2 Formelzeichen und Abkürzungen 2 Vorwort 3 1 Einleitung Motivation 4 1.1 Kontextuelle Einordnung des Strohballenbaus 4 1.2 Ziel und Zweck der Arbeit 5 2 Strohballenbauten 5 2.1 Überblick 5 2.1.1 Prinzip Strohballenbau 5 2.1.2 Idee 5 2.1.3 Herausforderungen 6 2.2 Stand der Technik 7 2.3 Ableitung des Ansatzes 7 2.3.1 Bauphilosophie der drei Bauvorhaben 8 2.3.2 Beschreibung der drei Bauvorhaben 10 2.3.3 Eigenleistung 12 3. Vergleich einzelner Konstruktionsdetails der drei Bauvorhaben 14 3.1 Fundament 14 3.2 Sockelbereich 17 3.3 Wandaufbau 23 3.3.1 Holzkonstruktion 23 3.3.2 Strohballenausrichtung 27 3.3.3 Gefachbreiten 28 3.3.4 Dreikantleisten 30 3.4 Baustroh 32 3.4.1 Eigenschaften der Strohballen 32 3.4.2 Kubatur der Strohballen 33 3.4.3 Strohballenvorbereitung 34 3.4.4 Strohballeneinbau 35 3.4.5 Verpressen 36 3.4.6. Verpresstechniken 39 3.4.6.1 Umreifungstechnik 39 3.4.6.2 Kettenzugtechnik 41 3.4.7 Nacharbeiten 43 3.5 Lehm 45 3.6 Wandecken 48 3.7 Fensteranschluss 49 3.8 Befestigungstechnik 53 3.9 Fußbodenaufbau 53 3.10 Leitungsführung 54 3.11 Innenwände 55 3.12 Deckenanschluss 56 3.13 Giebeldreieck 58 3.14 Dach 58 4. Bauteilübergreifende Betrachtung 61 4.1 Wärmeschutz 61 4.1.1 Energieausweis 61 4.1.2 Luftdichtigkeit 62 4.1.3 Sommerlicher Wärmeschutz 66 4.2 Feuchteschutz 68 4.3 Schallschutz 71 4.4 Brandschutz 71 4.5 Baubiologie 72 4.6 Statik 75 4.7 Bautechnologie 77 4.7.1 Maschineneinsatz 77 4.7.2 Materialbeschaffung 79 4.7.3 Lagerung 79 4.8 Bauablaufplan 80 4.9 Eigenleistung 82 4.10 Kosten 84 5 Zusammenfassung und Ausblick 86 5.1 Zielstellung der Arbeit 86 5.2 Ergebnisse der Arbeit 86 5.3 Ausblick 88 Anhang A Berechnungen 89 Anhang B Zeichnungen 117 Glossar 127 Literaturverzeichnis 129 Bildquellenverzeichnis 133 Eidesstattliche Versicherung 137

The entire comparative estimation comprises four sections: 1. Embodied environmental implications of different structural systems of wooden buildings; 2. Embodied ecological efficiency of diverse constructions composed of various materials; 3. LCA of building models comprising equivalent thermal performance; 4. LCA of building models exhibiting similar seismic behaviour. First, the LCA results for thirty realised buildings are analysed based on the inventory of each project. This evaluation is intended to quantify and compare the embodied environmental burdens caused by different structural systems of timber houses. The second section is a comparative evaluation of the embodied ecological impacts caused by different materials, when used in the same construction. This study aims to investigate the ecological efficiency of various materials in the form of whole structures. With regard to making a compatible and reasonable LCA comparison, however, the appraisal needs a more scientific framework. In order to address this insufficiency, the third and fourth LCA studies are carried out. The third section involves various buildings made of different materials but providing equivalent thermal performance. Within this estimation, the thermal performance of a building is simply represented by the thermal inertia of its outer walls. Constructions composed of alternative envelopes are established and LCA based on the inventories of these structures are carried out. The fourth section examines three structures composed of three building materials but exhibiting similar seismic behaviour. In this study, the horizontal stiffness of the entire building against earthquakes indicates its seismic performance. The simulation develops alternative multi-storey buildings according to the seismic performance. The environmental impacts of the three buildings are quantified and compared. Both the third and fourth sections take the recycling scenarios into account. The impact of disposal after the end-of-life and the contribution from reuse and recovery are integrated into the overall impact assessment. Defining the system boundary and scope is essential for LCA studies. Normally, LCA framework refers to a ‘from-cradle-to-grave’ scenario, including the manufacturing, utilisation and dismantling phases. In the studies here, however, the estimation is focused on the production and recycling stages, without the results for utilisation and maintenance. This appraisal is the so-called ‘from-cradle-to-gate’ plus ‘from-gate-to-grave’ system. Compared to former research, this dissertation raises a couple of innovative contributions to the sustainability appraisals of constructions: 1. The scopes are focused on the structural part of buildings, considering the congruent system boundary for LCA. 2. A series of LCAs compare various building materials in the form of construction, integrating diverse aspects about buildings like thermal and seismic performance. 3. These LCAs are based on consistent prerequisites and make it possible to compare the results comprehensively. 4. In addition to embodied implications, these LCA quantify the contribution from material recycling. 5. This study divides the timber buildings according to their structural systems and estimates them individually. / Die vergleichende Bewertung der Umweltleistung mehrgeschossiger Wohnbauten umfasst vier Abschnitte: 1. Ökologische Auswirkungen der Bereitstellung und Bearbeitung von Holz für verschiedene Tragsysteme; 2. Material- und herstellungsinduzierte (graue) Umwelteffizienz von verschiedenen Materialien und Bauweisen; 3. Ökobilanzierung von Gebäuden mit gleichen thermischen Eigenschaften; 4. Ökobilanzierung von Gebäuden mit ähnlichem seismischen Verhalten. Zunächst werden die Ergebnisse der Ökobilanz für dreißig realisierte Bauten auf der Grundlage der Sachbilanzen analysiert. Diese Auswertung vergleicht und quantifiziert die materialbezogene Umweltbelastung für verschiedene Tragsysteme mehrgeschossiger Wohnbauten aus Holz. Der zweite Abschnitt vergleicht die ökologischen Auswirkungen verschiedener Baustoffe, wobei jeweils der gleiche Konstruktionstyp zugrunde gelegt wird. Das Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Umwelteffizienz unterschiedlicher Materialien auf der Ebene der Gebäudeteile. In Hinblick auf die Kompatibilität und Plausibilität der Ökobilanz wird mit der dritten und vierten LCA ein einheitlicher Bewertungsansatz geschaffen. Der dritte Abschnitt handelt von verschiedenen Gebäudetypen mit gleichem Wärmestandard aber unterschiedlichen Baustoffen, wobei die Wärmeeffizienz vereinfachend durch den Wärmedurchgangswiderstand der Außenwände erfasst wird. Es werden Baukonstruktionen mit alternativen Gebäudehüllen entwickelt und auf der Grundlage der Sachbilanzen ökologisch bewertet. Der vierte Abschnitt untersucht drei Strukturen aus verschiedenen Baustoffen mit ähnlichem seismischen Verhalten. Diese Studie verwendet die horizontale Steifigkeit des Gebäudes gegen Erdbebenerschütterungen als Indikator für die seismische Leistungsfähigkeit. Auf der Basis dieses Indikators werden konstruktive Alternativen für mehrgeschossige Gebäuden entwickelt und deren Umweltwirkungen quantitativ ermittelt. Sowohl im dritten als auch im vierten Abschnitt werden unterschiedliche Recyclingszenarien berücksichtigt. Die Auswirkungen auf die Umwelt, die nach der Nutzungsdauer infolge der Abfallbeseitigung, des Materialrecycling oder die Wiederverwendung entstehen, werden in die gesamte Umweltwirkungsabschätzung integriert. Die Festlegung der Systemgrenzen und der Umfang der Betrachtung ist für die Ökobilanz unerlässlich. Normalerweise betrachten diese alle Lebenszyklusphasen eines Produkts, einschließlich Herstellung, Nutzung und Recyclings („from-cradle-to-grave“). Die hier betrachteten Untersuchungen beschränken sich jedoch auf die Phasen der Produktion und des Recyclings. Umweltauswirkungen infolge der Nutzung und Wartung des Gebäudes werden nicht berücksichtigt ( „from-cradle-to-gate“ und „from-gate-to-grave“). Im Vergleich mit früheren Forschungsergebnissen arbeitet diese Dissertation innovative Beiträge zur Umweltbewertung von Baukonstruktionen heraus: 1. Der Rahmen der Untersuchung erstreckt sich auf die Bauteile der Gebäudestruktur, was zu einer einheitlichen Systemgrenze für die Ökobilanzen führt. 2. Die Datenreihen der Ökobilanzen vergleichen verschiedenartige Baumaterialien auf der Ebene von Gebäudeteilen unter verschiedenen Aspekten. 3. Diesen Ökobilanzen liegen einheitliche Voraussetzungen zugrunde. Dadurch ist es möglich, die Ergebnisse umfassend zu vergleichen. 4. Neben den material- und herstellungsinduzierten Umweltauswirkungen quantifizieren diese Ökobilanzen direkt den Beitrag des Materialrecyclings. 5. Die Arbeit klassifiziert die mehrgeschossigen Holzbauten nach Tragsystemen und bewertet diese individuell.

Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht die Thematik der Vorfertigung im Holzbau und zielt darauf ab, einen umfassenden Einblick zu der Entwicklung, den Praktiken, den Herausforderungen und Potentialen zu geben. Angesichts des steigenden Fachkräftemangels sowie der wachsenden Nachfrage nach bezahlbarem, qualitativ hochwertigem Wohnraum stellt die Produktion im Werk eine entscheidende Komponente für die zukünftige Entwicklung der Bauindustrie dar. Dabei wird die Integration von automatisierten Lösungen und Robotik thematisiert. Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, die Möglichkeiten und Herausforderungen der Integration solcher Systeme zu untersuchen und Handlungsempfehlungen für die Umsetzung in Werkhallen abzuleiten. Um einen ausgewogenen Überblick zu gewährleisten, basiert die Untersuchung auf einer Analyse der traditionellen Vorfertigung und deren Limitation. Dabei werden zusätzlich automatisierte Technologien berücksichtigt. Ein Hauptaugenmerk liegt darauf, wie Robotik in diesem Kontext den Produktionsprozess optimieren kann. Im Zuge dieser Analyse werden Vorteile wie Effizienzsteigerung, Produktivität, Präzision und Ressourcenmanagement sowie potenzielle Herausforderungen in Bezug auf eine hohe Anfangsinvestition, Schulungsbedarf und Flexibilitätseinschränkungen herausgestellt. Die wichtigsten Erkenntnisse, aus der Quellenarbeit und den Experteninterviews, zeigen die wachsende Bedeutung der Integration von Robotik in der Vorfertigung im Holzbau und verdeutlichen die Notwendigkeit weiterer Forschung und Entwicklung in diesem Bereich. Die vorliegende Arbeit legt einen Grundstein für das Verständnis der Vorfertigungsprozesse, die Integrationsmöglichkeit verschiedener Technologien und fördert das Verständnis der Potenziale und Herausforderungen, die mit der Nutzung dieser Technologien einher gehen. ...:1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen der Vorfertigung 2.1 Vorfertigung 2.1.1 Begriffsdefinitionen 2.1.2 Intention und Voraussetzungen der Vorfertigung 2.1.3 Vor- und Nachteile des Bauens mit vorgefertigten Elementen 2.1.4 Kritische Gegenüberstellung zur konventionellen Produktion 2.2 Automatisierung und Digitalisierung im Kontext 2.2.1 Begriffsabgrenzung 2.2.2 Notwendigkeit des Ausbaus der Vorproduktion im Holzbau 2.2.3 Analyse der aktuellen Vorproduktionsprozesse in der Werkhalle 3 Effizienzsteigerung durch Prozessanalysen und Automatisierung 3.1 Identifizierung von Engpässen und Schwachstellen 3.2 Einsatz moderner Technologien und Maschinen 3.2.1 Fertigungsform 3.2.2 Materialzuführung 3.2.3 Varianten des Aufbaus 3.3 Automatisierung – Chancen und Herausforderungen 4 Der robotergestützte Ansatz in der Werksfertigung des Holzbaus 4.1 Einführung in den robotergestützten Ansatz 4.1.1 Grundprinzipien 4.1.2 Aufbau 4.1.3 Konvertierung der Daten 4.1.4 Varianten des Aufbaus 4.1.5 Auswahl des passenden Roboters 4.2 Vor- und Nachteile des robotergestützten Ansatzes 4.3 Anwendungsbeispiel 5 Ergebnisse der Untersuchung 5.1 Gegenüberstellung der Fertigungsmethoden 5.2 Handlungsempfehlung für die Integration in Werkshallen 6 Zusammenfassung und Ausblick Ehrenwörtliche Erklärung Literaturverzeichnis Online - Quellen Abbildungsverzeichnis Anhang / This bachelor thesis explores the topic of prefabrication in timber construction and aims to provide a comprehensive insight into the development, practices, challenges and potentials. In view of the increasing shortage of skilled workers and the growing demand for affordable, high-quality housing, factory production is a crucial component for the future development of the construction industry. The integration of automated solutions and robotics will be addressed. The aim of this work is to investigate the possibilities and challenges of integrating such systems and to derive recommendations for action for implementation in factory buildings. To ensure a balanced overview, the study is based on an analysis of traditional prefabrication and its limitations. Automated technologies are also taken into account. A main focus is on how robotics can optimise the production process in this context. In the course of this analysis, benefits such as increased efficiency, productivity, precision and resource management are highlighted, as well as potential challenges in terms of high initial investment, training needs and flexibility limitations.The main findings from the source work and the expert interviews show the growing importance of the integration of robotics in prefabrication in timber construction and highlight the need for further research and development in this area. This thesis lays a foundation for understanding the prefabrication processes, the integration possibilities of different technologies and promotes the understanding of the potentials and challenges associated with the use of these technologies. The work emphasises the importance of further research and implementation of robotics in prefabrication to ensure the competitiveness and sustainability of the timber construction industry and to drive innovative advances.:1 Einleitung 2 Theoretische Grundlagen der Vorfertigung 2.1 Vorfertigung 2.1.1 Begriffsdefinitionen 2.1.2 Intention und Voraussetzungen der Vorfertigung 2.1.3 Vor- und Nachteile des Bauens mit vorgefertigten Elementen 2.1.4 Kritische Gegenüberstellung zur konventionellen Produktion 2.2 Automatisierung und Digitalisierung im Kontext 2.2.1 Begriffsabgrenzung 2.2.2 Notwendigkeit des Ausbaus der Vorproduktion im Holzbau 2.2.3 Analyse der aktuellen Vorproduktionsprozesse in der Werkhalle 3 Effizienzsteigerung durch Prozessanalysen und Automatisierung 3.1 Identifizierung von Engpässen und Schwachstellen 3.2 Einsatz moderner Technologien und Maschinen 3.2.1 Fertigungsform 3.2.2 Materialzuführung 3.2.3 Varianten des Aufbaus 3.3 Automatisierung – Chancen und Herausforderungen 4 Der robotergestützte Ansatz in der Werksfertigung des Holzbaus 4.1 Einführung in den robotergestützten Ansatz 4.1.1 Grundprinzipien 4.1.2 Aufbau 4.1.3 Konvertierung der Daten 4.1.4 Varianten des Aufbaus 4.1.5 Auswahl des passenden Roboters 4.2 Vor- und Nachteile des robotergestützten Ansatzes 4.3 Anwendungsbeispiel 5 Ergebnisse der Untersuchung 5.1 Gegenüberstellung der Fertigungsmethoden 5.2 Handlungsempfehlung für die Integration in Werkshallen 6 Zusammenfassung und Ausblick Ehrenwörtliche Erklärung Literaturverzeichnis Online - Quellen Abbildungsverzeichnis Anhang

Zeitgenössische Fertigungstechnik ist im Begriff, einen Einfluss auf die Architekturentwicklung auszuüben wie zuletzt in der Industrialisierung des 19. Jahrhunderts. Während neue computergestützte Möglichkeiten auf breiter Basis diskutiert und erprobt werden, bleiben ihre Wurzeln und ihr Verhältnis zu früheren Fertigungstechniken im Dunkeln. Christoph Schindler betrachtet Architektur aus der Perspektive der Fertigungstechnik. Sein Ziel ist es, die von aktueller Informationstechnik getriebene gegenwärtige Forschung im Bauwesen historisch zu kontextualisieren und als Teil einer kontinuierlichen Entwicklung zu identifizieren. Im Zentrum der Arbeit steht als These das Schema eines allgemeinen technikgeschichtlichen Periodisierungsmodells, das handwerkliche, industrielle und informationstechnische Fertigung zu integrieren versucht. Grundlage dieses Periodisierungsmodells ist das Verhältnis der drei Kategorien Stoff, Energie und Information in der jeweiligen fertigungstechnischen Periode. Die Stichhaltigkeit des Modells wird anhand der Geschichte des Holzbaus überprüft, da der Holzbau wie keine andere Konstruktionsweise die Beziehungen zwischen Fertigungstechnik und Bauen umfassender über einen vergleichbar langen Zeitraum illustriert. Es wird untersucht, ob das vorgeschlagene Modell sich anhand von historischen Fakten belegen lässt – wie grundlegende Veränderungen in der Fertigungstechnik die Holzverarbeitung beeinflusst und wie diese jeweils Konstruktion und Erscheinungsbild der Holzarchitektur geprägt haben. / Contemporary production technology is about to exert an influence on the development of architecture as fundamentally as experienced during Industrialization in the 19th century. While new computer-aided methods are widely discussed and applied, their roots and relation to previous production technology remain obscure. Christoph Schindler analyzes architecture from the perspective of production technology. It aims to contextualize contemporary research in the building industry—driven by information technology—and identify it as part of a continuous development in history of technology. The thesis is built around the scheme of a periodization model, which intends to integrate fabrication within manual, industrial and information technology. It is based on the relation between the three categories matter, energy, and information in each respective period. The validity of the model is proven with help of history of timber architecture, as no other construction method illustrates the relation between processing technology, fabrication methods and architecture more comprehensively over a comparable period of time. It will be studied whether the proposed model can be circumstantiated with historical facts— how constitutive changes in process technology influenced wood processing and how they respectively coined construction and appearance of timber architecture.

Zeitgenössische Fertigungstechnik ist im Begriff, einen Einfluss auf die Architekturentwicklung auszuüben wie zuletzt in der Industrialisierung des 19. Jahrhunderts. Während neue computergestützte Möglichkeiten auf breiter Basis diskutiert und erprobt werden, bleiben ihre Wurzeln und ihr Verhältnis zu früheren Fertigungstechniken im Dunkeln. Christoph Schindler betrachtet Architektur aus der Perspektive der Fertigungstechnik. Sein Ziel ist es, die von aktueller Informationstechnik getriebene gegenwärtige Forschung im Bauwesen historisch zu kontextualisieren und als Teil einer kontinuierlichen Entwicklung zu identifizieren. Im Zentrum der Arbeit steht als These das Schema eines allgemeinen technikgeschichtlichen Periodisierungsmodells, das handwerkliche, industrielle und informationstechnische Fertigung zu integrieren versucht. Grundlage dieses Periodisierungsmodells ist das Verhältnis der drei Kategorien Stoff, Energie und Information in der jeweiligen fertigungstechnischen Periode. Die Stichhaltigkeit des Modells wird anhand der Geschichte des Holzbaus überprüft, da der Holzbau wie keine andere Konstruktionsweise die Beziehungen zwischen Fertigungstechnik und Bauen umfassender über einen vergleichbar langen Zeitraum illustriert. Es wird untersucht, ob das vorgeschlagene Modell sich anhand von historischen Fakten belegen lässt – 
wie grundlegende Veränderungen in der Fertigungstechnik die Holzverarbeitung beeinflusst und wie diese jeweils Konstruktion und Erscheinungsbild der Holzarchitektur geprägt haben. / Contemporary production technology is about to exert an influence on the development of architecture as fundamentally as experienced during Industrialization in the 19th century. While new computer-aided methods are widely discussed and applied, their roots and relation to previous production technology remain obscure. Christoph Schindler analyzes architecture from the perspective of production technology. It aims to contextualize contemporary research in the building industry—driven by information technology—and identify it as part of a continuous development in history of technology. The thesis is built around the scheme of a periodization model, which intends to integrate fabrication within manual, industrial and information technology. It is based on the relation between the three categories matter, energy, and information in each respective period. The validity of the model is proven with help of history of timber architecture, as no other construction method illustrates the relation between processing technology, fabrication methods and architecture more comprehensively over a comparable period of time. It will be studied whether the proposed model can be circumstantiated with historical facts— how constitutive changes in process technology influenced wood processing and how they respectively coined construction and appearance of timber architecture.

Die in dieser Broschüre vorgestellten Beispiele aus dem Freistaat Sachsen zeigen, dass Holz ein sehr schöner, flexibler, effizienter und zukunftsweisender Baustoff ist. Wir hoffen, dass damit das Interesse von Bauherren, Architekten und Planern am modernen Holzbau geweckt wird und sie dazu inspiriert, Holz bei künftigen Bauvorhaben verstärkt einzusetzen. Redaktionsschluss: 01.04.2014