Holzfachwerk

Restauriertes Fachwerkhaus im Aufbau, Giebelwand und Längswand Rähm sind in der Eckverbindung überblattet. Der Längswand Rähm ist deren Abschluss und auch des Kniestocks, Ein Rähm dient in der Regel als Auflager für Balkenlagen, Kehlbalkenlagen oder Sparrenlagen.

Gefache mit erneuerten Staken und Geflecht, vor dem Lehmbewurf

Gerades Blatt: Restaurierte Pfettenstöße über Pfosten mit Loch und Zapfen.(Pfettenstränge des oberen Fachwerkhauses.)

Holzfachwerk ist eine im Hochbau verwendete tragende Konstruktion, die das Prinzip des Fachwerks mit dem Baumaterial Holz umsetzt.

Das früheste und am häufigsten gebaute Holzfachwerk ist die Wand des Fachwerkhauses. Ihre Gefache zwischen den tragenden Hölzern wurden mit Lehm über einem Weidengeflecht oder mit Mauerwerk gefüllt. Häufig werden nur die Gefache verputzt, so dass die Fachwerkbalken sichtbar bleiben. Besonders an der Wetterseite wurde das Fachwerk aber oft auch vollständig verputzt, verbrettert, verschiefert oder mit Wandplatten verkleidet.

Während beim Fachwerk die Gefache im Allgemeinen ausgefüllt werden und eine annähernd quadratische Form haben, stehen das Bundwerk sowie das Umgebinde üblicherweise vor der eigentlichen, raumabschließenden Wand und ist in dekorativen, regionaltypischen Formen ausgeführt.

Die moderne Ausweitung des Bauens mit Holzfachwerk auf z. B. Wand- und Deckenelementen nennt man auch Holzrahmenbau oder Holztafelbau.

Fachwerkwände

Der Bau von Fachwerkwänden gehört, ebenso wie der moderne Holzbau, zu den Bauweisen, die auf Montage basieren. Das Abbinden, also das Herstellen, passiert in der Zimmerei. Das Richten, also das Montieren, findet auf der Baustelle statt. Bauen mit Fertigteilen ist somit keine Neuerung der heutigen Zeit. Früher gab es viel Holz, deshalb war es ein günstiger Baustoff. Darum entschied man sich für den Holzfachwerkbau. Der Zimmermann bekam auch die Chance, zu zeigen, was er kann. Alle Arbeiten waren sichtbar und mussten sorgfältig ausgeführt werden. Das tragende Gerippe hatte einen großen Vorteil, weil seine Wandstärke im Vergleich zur Massivbauweise gering war. Ein Nachteil waren die vielen Fugen zwischen dem Fachwerk und den Ausfachungen. Die frühere Fachwerkbauweise wird heute nur noch selten angewendet, da sie mit einem hohen Arbeitsaufwand und großen Querschnitten verbunden ist. Auch das Holz ist mittlerweile teurer geworden. Deshalb haben sich der Holzskelettbau und der Holztafelbau zunehmend etabliert.

Fachwerkwandhölzer

Beim Holzfachwerkbau nehmen die Wände alle Lasten auf und leiten sie an die Fundamente darunter weiter. Die Wände bestehen aus Schwellen, Pfosten (Ständer, Stiele), Rähmen, Streben und Riegeln. Jedes Holz hat eine bestimmte Funktion und kann in „tragende“ und in „aussteifende“ Hölzer eingeteilt werden.

Fachwerkwand

Tragende Hölzer

Tragende Hölzer sind das Rähm, die Schwelle und die Pfosten. Sie nehmen alle senkrechten Lasten auf und leiten sie in die Fundamente weiter.

Das Rähm

Das Rähm, auch Wandpfette genannt, liegt auf den Pfosten und bildet den oberen Abschluss der Wand. Es trägt die Deckenbalken, die meist aufgedollt sind, und darauf die nächste Wand oder den Fußbereich der Dachkonstruktion. Diese Lasten werden über die Pfosten weitergeleitet. Das Rähm ist bei den meisten Fachwerkhäusern ein durchgehender Balken, der bei rechteckigem Querschnitt von etwa 15/20 cm hochkant eingebaut wird. Trägt das Rähm die Sparren, so wird es als Fußrähm bezeichnet und kann zur einfachen Verlängerung eines Dachüberstands am Giebel verwendet werden.

Zapfenverbindung: Gerader Zapfen

Pfosten

Die Pfosten bezeichnen die lotrecht verlaufenden Balken innerhalb einer Fachwerkwand. Sie werden in Faserrichtung auf Druck beansprucht und übertragen die Lasten vom Rähm auf die Schwelle. Der Holzquerschnitt kann verschieden sein. Die Eckpfosten, auch Eckpfeiler genannt, sind mit bis zu 40 cm Querschnitt die dicksten. Wandpfosten, wie Tür- und Fensterpfosten, haben in der Regel einen Holzquerschnitt von etwa 13/16 bis 15/20 cm, wobei der kleinere Querschnitt der Wandstärke entspricht. Die Verbindung zwischen Schwelle und Rähm erfolgt üblicherweise mittels der Holzverbindung Loch und Zapfen. Dabei ist darauf zu achten, dass der Zapfen nicht im Zapfenloch aufsteht. Die Zapfen am Schwellenende sind abgesetzt ausgeführt. In der Fachwerkbauweise sind die Pfosten immer nur so hoch wie die Wand, also zwischen Schwelle und Rähm – anders als bei der Holzskelettbauweise.

Die Schwelle

Die Schwelle ist der unterste Balken einer Fachwerkwand. Sie liegt entweder waagerecht und vollflächig auf dem Mauerwerk oder auf einer Balkenlage. Sie leitet alle Lasten, die von den Pfosten und Streben übertragen werden, gleichmäßig in das Mauerwerk (Fundament) weiter. Die Schwelle hat einen Querschnitt von etwa 15/20 cm, genau wie das Rähm, und steht hochkant. Wenn im Erdgeschoss eine Balkenlage mit damals üblich flach liegenden Balken verlegt wurde, entstand an der Schwelle eine kleine Aufkantung für den weiteren Aufbau.

Aussteifende Hölzer

Für die Längsaussteifung einer Fachwerkwand nutzt man Streben. Sie nehmen horizontale Windkräfte auf.

Die Streben

Die Streben nehmen alle Kräfte (Wind) auf, die auf die angrenzenden Wände wirken, und leiten sie in die Schwelle weiter. Die Streben sind in einem Winkel von etwa 70 bis 75 Grad geneigt, was ungefähr einem Grundmaß von einem Drittel der Höhe der Streben entspricht. Sie haben denselben Querschnitt wie die Pfosten und sind in der Regel durch einen abgestirnten Zapfen von 8 cm Länge verbunden, der die Kräfte vom Rähm auf die Schwelle überträgt. In den Endfeldern muss jede Fachwerkwand jeweils eine Strebe aufweisen. Sie müssen nach außen zeigen, und ihre Füße müssen zueinander gerichtet sein. So werden die Windkräfte direkt in die Strebe abgeleitet und laufen nicht durch die ganze Wand, bis zur nächsten Strebe die entgegensteht. Auf dem Bild rechts oben sieht man, dass es eine Ausnahme gibt, wenn mehr als zwei Streben in einer Wand eingebaut sind. Streben dürfen sich nicht parallel zueinander ausrichten, sondern müssen gegeneinander gerichtet sein.

Zapfenverbindung: Brüstungsriegel mit Zapfen und Versatz

Die Riegel

Die Riegel sind Balken, die waagerecht zwischen den Pfosten mit Zapfen eingebaut werden. Sie dienen dazu, die wandhohen Gefache zu halbieren oder zu dritteln. Die Fensterriegel und Türriegel besitzen zusätzlich zum Zapfen einen Versatz, der die Auflagefläche sowie die Tragfähigkeit der Riegel erhöht. Der Türriegel und der obere Fensterriegel sind Sturzriegel und weisen den Versatz unten auf. Der untere Fensterriegel nennt man Brüstungsriegel. Er hat den Versatz oben angebracht, damit der Riegel bei Setzungen der Wand oder Ausdehnungen des Gefachs nicht von unten gegen das Fenster gedrückt wird. Sie sind in einem gemeinsamen Gefach mit einer Strebe durch eine Überblattung verbunden.

Fachwerkfigur Andreaskreuz

Zierwerk

Fachwerkwände einfacher Wohnhäuser sind nur wenig verziert. Meist befindet sich dies nur an der Giebelseite zur Straße hin. Ein Andreaskreuz besteht aus zwei sich kreuzenden Streben in einem Gefach. Diese sind eingezapft und am Kreuz überblattet. Wenn der Platz es erlaubt, könnte man vielleicht noch einen halben oder sogar einen ganzen Mann hinzufügen. Die Figur besteht aus zwei Streben, die jeweils drei Viertel der Wandhöhe einnehmen und beidseitig an einem Wandpfosten angebracht sind. Von dort aus verlaufen zwei kurze Streben, die kopfbandähnlich sind, bis unter den Rähm. Diese Wandfigur trägt, wenn sie korrekt ausgeführt wird, zur Längsaussteifung der Fachwerkwand bei.

Eckzahnblatt

Eckverbindungen

Rähme sind in den Ecken mit Eckzahnblättern miteinander verbunden. Sie können auch übereinander liegen, anders als in der Wandzeichnung dargestellt. Der Eckzahn ist an der Innenseite des oberen Rähms (Querwand) angearbeitet und am unteren Rähm (Längswand) ausgearbeitet. Um die Zahnhöhe von 3 bis 4 cm liegt das obere Rähm im unteren Rähm. Das Eckzahnblatt ist eine zugfeste Eckverbindung. Es wird sowohl bei den Schwellen als auch bündig an der Oberkante verwendet.

Werkzeuge des Zimmermanns

Die Anreiß- und Bearbeitungstechniken im Fachwerkbau haben sich über viele Jahrhunderte hinweg nicht verändert. Die vom Zimmermann eingesetzten Werkzeuge, von denen die meisten auch weiterhin Verwendung finden, umfassen den Zimmermannswinkel, die Schmiege, das Streichmaß, Schablonen, die Reißnadel, den Reißzirkel, die Trummsäge, die Gestellsäge, die Stoßaxt, die Axt, das Beil, der Fäustel, das Stemmeisen, das Klopfholz, den Schlangenbohrer, den Schneckenbohrer, die Bohrkurbel, den Spitzhammer, den Vorschlaghammer, die Nagelklaue sowie die Brechstange.

Abbund (Herstellen) von Fachwerkwänden

Beim Abbund von Fachwerkwänden macht es keinen Unterschied, ob die Kanthölzer und Balken aus Baumstämmen gesägt oder behauen wurden.

Bestimmung der Bundseite

Zunächst wird an allen Wandhölzern bestimmt, welche Seite des Holzes nach außen zeigt. Diese Holzseite wird als Bundseite bezeichnet. Sie ist die schönste und ist die Seite, wo die Hölzer bündig miteinander verbunden sind. Bauschnitthölzer sind sägeraue Kanthölzer oder Balken, die nicht maßhaltig sind. Besonders behauene Baumstämme, die zu Kanthölzern verarbeitet wurden, zählen nicht dazu. Demnach ist es nur möglich, dass eine Seite bündig ist. Alle notwendigen Risse werden auf der Bundseite und von ihr aus gemacht. Auf dieser Seite werden ebenfalls die Bundzeichen (Nummerierung) angebracht.

Anlegen von Schwelle und Rähm

Zu Beginn wurden Schwelle und Rähm auf Lagerhölzern auf dem Boden so nebeneinander gelegt, wie sie später in der Wand eingebaut wurden. Nach einer Skizze oder Handzeichnung, die ebenfalls vom Zimmerer angefertigt wurde, wurden die Wandlänge, die Position von Tür und Fenster sowie die Einteilung der Gefache auf Schwelle und Rähm mit kurzen Bleistiftrissen angerissen. Als Nächstes wurde angelegt. Das Rähm wurde von der Schwelle so weit entfernt, dass der Abstand von der Unterkante der Schwelle bis zur Oberkante des Rähms der Wandhöhe entsprach. Diese Lage wurde mit zwei Brettern oder stärkeren Latten gesichert. Damit die Pfosten später senkrecht stehen und die Riegel waagerecht liegen, wurde die Schwelle oder das Rähm in Längsrichtung verschoben, bis die Wanddiagonalen gleich lang waren.

Anlegen von Pfosten

Zunächst wurden die Eckpfosten mit dem Stammende auf der Schwelle und dem Zopfende auf dem Rähm angelegt, danach folgten die Tür-, Fenster- und Gefachpfosten. Jede Verbindung wurde verformungsgerecht angerissen. Dabei war es egal, welche Querschnittsmaße der Pfosten oder das Rähm gerade hatte. Die Holzkanten wurden millimetergenau von einem Holz auf das andere übertragen. Für den fertigen Anriss wurden die Zapfenlänge an den Eckpfosten mit 8 cm und an den innern Pfosten mit 5 cm angerissen und an den Seiten übergewinkelt. Vor dem weiteren Anreißen wurden die Wandhölzer zunächst mit Buntzeichen, vorläufig mit Bleistift, versehen. Die linken Enden von Schwelle und Rähm wurden mit einer Eins und einer Rute | / gekennzeichnet, welche die erste Längswand bezeichnet. Die Pfosten wurden am Fuß von links nach rechts durchnummeriert, wobei die Kennzeichnung | / erster Pfosten in der ersten Längswand bezeichnet, und so weiter. Nun wurden alle Pfosten einmal umgekanntet, um auf den Innenseiten, von der Bundseite aus, den Zapfen mit 4 cm Breite mit einem Streichmaß von 4 cm und 8 cm zu verstreichen. Mit gleicher Technik wurden auch die Zapfenlöcher auf der Schwelle und dem Rähm angerissen.

Zapfenverbindung: Einseitig abgesetzter Zapfen

Abbinden (Ausarbeiten) von Pfosten, Schwelle und Rähm

An Schwelle und Rähm hat man die Zapfenlöcher mit Stemmeisen und Klopfholz ausgestemmt. Die inneren Zapfenlöcher weisen eine Tiefe von 5,5 cm auf, während die Zapfenlöcher der Eckpfosten eine Tiefe von 8,5 cm besitzen und in einem Abstand von 5 cm vom Abschnitt abgesteckt sind. Die Pfosten wurden mithilfe der Trummsäge an den Abschnittrissen auf die erforderliche Länge zugeschnitten. Die Pfosten wurden zunächst mit der Gestellsäge bis zum Zapfenriss eingeschnitten. Anschließend schlug man sie mit der Stoßaxt bis auf 2–3 mm am Zapfen ab und putzte sie ebenfalls bis zum Zapfenriss mit der Stoßaxt. Zum Schluss wurde noch eine Fase angestoßen.

Anlegen und Abbinden von Riegel

Um die Riegel anzulegen, musste die Fachwerkwand erstmalig auf den Lagerhölzern zusammengefügt und ausgerichtet werden. Jede Holzverbindung wurde auf Passgenauigkeit überprüft und angepasst. Jetzt konnten alle Riegel auf der Wand angelegt und wie bei den Pfosten miteinander verschnitten werden. Als Bundzeichen erhielten sie auf der linken Seite beginnend eine Eins und eine Rute |/ und beim nächsten Riegel ||/. Die Fensterriegel wurden mit demselben Zeichen versehen, wodurch ein Vertauschen ausgeschlossen ist. Weiter wie bei den Pfosten wurden 5 cm Zapfenlänge angerissen, umgekanntet, verstrichen und mit Trumm- und Gestellsäge sowie Stoßaxt abgebunden.

Anlegen von Streben

Anlegen und Abbinden von Streben

Zum Anlegen der Streben wurde die Fachwerkwand zum wiederholten Male auf den Lagerhölzern zusammengebaut und genau ausgerichtet. Alle Riegel wurden dabei angepasst. Die Streben wurden je an zwei Punkten angelegt. Der untere Punkt befindet sich 8 bis 12 cm vor dem zweiten Pfosten an der Oberkante der Schwelle. Der obere Punkt befindet sich 8 bis 12 cm neben dem Eckpfosten an der Unterkante des Rähms. An diesen Punkten wurde die Strebe oben mit der linken Seite und unten mit der rechten Seite angelegt. Die zweite Strebe wurde auf der rechten Seite der Fachwerkwand spiegelbildlich angelegt. Die Streben liegen diagonal zwischen den Anfallpunkten. Sie wurden jeweils mit dem Riegel überblattet. Die Strebenzapfen waren 8 cm lang und abgestirnt. Über diese abgestirnten Flächen werden die horizontalen Kräfte übertragen. Das Anreißen und Ausarbeiten erfolgt genauso wie bei den zuvor hergestellten Wandhölzern.

Zusammenbau, Nummerierung, Bohrung

Nachdem die Streben abgebunden waren, wurde die Fachwerkwand zum letzten Mal auf den Lagerhölzern zusammengebaut. Die Nummerierung, also die Bundzeichen, die mit Bleistift schon auf den Hölzern sind, wurden noch einmal kontrolliert. Diese Bundzeichen |/, ||/, |||/, ||||/, V/ und V|/ wurden mit dem Stemmeisen und dem Klopfholz in die Oberflächen der Fachwerkwandhölzer eingestemmt. Die Zapfenverbindungen der Eckpfosten wurden auf 20 mm für einen Holznagel mit den Maßen 16/16 mm abgebohrt. Die als Nächstes angelegte Wand war eine Querwand und wurde von rechts nach links beginnend mit einer Eins und einem Ausstich | ^ gekennzeichnet. Dies bezeichnet das erste Holz in der ersten Querwand.

Abbinden von Eckverbindungen

Die Eckverbindungen von Schwellen und Rähmen wurden erst abgebunden, nachdem alle Fachwerkwände fertiggestellt waren. Die Wandschwellen und Wandrähme wurden nacheinander auf Lagerhölzern angelegt und bildeten so Kränze, die den Grundriss des Hauses darstellen. Zuerst wurden die Querwandschwellen angelegt, anschließend die Längswandschwellen daraufgelegt. Die unteren Schwellen erhielten das Unterblatt, und die oberen Schwellen wurden mit dem Oberblatt des Eckzahnblatts angerissen und anschließend ausgearbeitet. Danach wurde der Schwellenkranz zusammengelegt und die Verbindungen angepasst. Mit dem Rähmkranz wurde ebenso verfahren, jedoch mit dem Unterschied, dass die Blätter entgegengesetzt zu den Schwellen abgebunden wurden.

Holznägel

Der Holznagel

Der Holznagel ist ein vierkantiger Holzstab, der meist aus Nadelholz gefertigt wird und an einem Ende leicht verjüngt ist. Er ist etwa sieben cm länger als das Holz breit ist. Er ragt auf der Einschlagseite (Außenseite) etwa 2 bis 2,5 cm heraus und auf der Innenseite etwa 5 cm. Ein Beispiel zur Berechnung der Breite eines Holznagels: Bohrloch = 20 mm geteilt durch die Wurzel aus 2 plus 2 mm, ergibt ungefähr 16/16 mm.

Richten von Fachwerkwänden

Nachdem alle Hölzer zur Baustelle gebracht wurden, begann man, die Schwellen auf die Fundamentsockel zu legen. Zuerst werden die Querwandschwellen und anschließend die Längswandschwellen mit den Eckzahnoberblättern auf die Eckzahnunterblätter gesetzt, um sie miteinander zum Schwellenkranz zu verbinden. Der Schwellenkranz wurde genauestens auf Position und Höhe ausgerichtet. Der Eckpfosten wurde anschließend mit dem Bundzeichen |/ auf die Längswandschwelle gesetzt und sowohl in Längs- als auch in Querwandrichtung abgestrebt. Anschließend wurde der nächste Pfosten ||/ zusammen mit dem zugehörigen Riegel |/ und der Strebe |/ in die Fachwerkwand eingebaut und nach innen abgestützt. Dieser Vorgang wurde so lange wiederholt, bis sämtliche Pfosten, Streben und Riegel der Wand aufgestellt und abgestützt waren. Der erste Längswandrähm wurde nun aufgelegt, die Zapfen in die Zapfenlöcher eingeführt und an den Eckpfosten mittels Holznägeln gegen ein Abheben gesichert. Alle Fachwerkwände wurden anschließend nacheinander aufgerichtet.

Weitere Anwendungen: Holzbrücken, Holztürme, Fachwerkkirchen.

• 
  Wand eines Fachwerkhauses, verschiedene Gefachen
• 
  Der Innenraum eines Timberframe-Neubaus mit innenliegendem Fachwerk und außenliegender Gebäudehülle.
• 
  Herstellen einer Fachwerk-Konstruktion nach englischem Vorbild (Timberframe) für einen Neubau in Deutschland.
• 
  Holzständerbau, Holzskelettbau
  in einem modernen Einfamilienhaus
• 
  Traditionelles Holzfachwerk in Madagaskar
• 
  Traditionelle japanische Bauweise,
  kleinstädtisch
• 
  Fachwerkvilla in Thüringen
• 
  Ojukheon in Südkorea, eines der ältesten erhaltenen Häuser Koreas

Bedeutende historische Zeugnisse des Holzfachwerks bieten die traditionelle chinesische, koreanische und japanische Architektur.

Siehe auch

• Hauptartikel → Fachwerkhaus

Weblinks

Commons: Holzfachwerk – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Technische Universität Wien: Tragsysteme des Holzbaus (Powerpoint)
• Private Website mit einem Vergleich von deutscher Fachwerkkonstruktion und angelsächsischer Timberframe-Bauweise. Georg Hefter, abgerufen am 16. Januar 2017.