Satteldächer werden traditionell – und auch heute noch – überwiegend als hölzerne Dachstuhl-/Binderkonstruktionen ausgeführt. Sie können in sehr unterschiedlichen Formen und mit verschiedenen Dachneigungen hergestellt werden. Sowohl die Dachform als auch die Dachneigung erfüllen funktionale und ästhetische Zwecke. Das Hauptziel von Dächern besteht – klimabedingt – darin, grundlegende Anforderungen zu erfüllen: das Gebäude vor Witterungseinflüssen wie Niederschlag, Wind, Kälte und Hitze zu schützen und die Innenräume (z. B. Lager, Wohnen und andere Nutzungen) ähnlich wie Wände abzugrenzen. Der Dachstuhl ist der tragende Teil des geneigten Daches: Er nimmt das Gewicht des Daches auf und leitet es in die darunterliegenden Bauteile ab.
Die am häufigsten verwendeten Dachformen sind:
Je nach Neigungswinkel unterscheidet man flach geneigte und steil geneigte Dächer. Dieser Film zeigt die häufigsten traditionellen und modernen Holzdachstuhlkonstruktionen:
1. Sparrendach
Das Sparrendach ist eine einfache Lösung für Spannweiten von etwa 5 bis 7 Metern. Traditionell werden die Sparrenpaare durch einen Deckenbalken/Zugband (tie beam) verbunden, der auf den Wandbalken mit einer einfachen Ausklinkung aufliegt. Die Deckenbalken bilden zugleich das Tragwerk der Decke, sodass Dachstuhl und Decke konstruktiv miteinander verbunden sind. An den Sparrenenden werden häufig Aufschieblinge (verlängerte Traufausbildung) angeordnet. Aufschieblinge und Sparrenenden sind typischerweise über gezapfte/ausgestemmte Versätze (Schlitz-/Zapfen- bzw. Einblattungen) mit den Deckenbalken verbunden, während die Sparren am First mit offenen Zapfenverbindungen zusammenstoßen. Die gesamte Konstruktion wird in Längsrichtung durch Windrispen/Windverbände ausgesteift, die jeweils über 3–4 Sparren verlaufen.
In der heutigen Bauweise werden Sparrendächer meist direkt auf der fertigen Decken-/Geschosskonstruktion montiert. Sparren (typischer Abstand 90–100 cm) werden mit Vogelschnitt (birdsmouth) an der Fußpfette / Mauerlatte (wall plate) befestigt. Die Mauerlatte wird mit Ankerbolzen/Ankerstiften an der darunterliegenden Konstruktion verankert. Am First treffen die Sparren in einem stumpfen Stoß zusammen und lagern über Vogelschnitte auf dem Firstbalken/Firstpfette (ridge beam). Sparrenbänder/Zugbänder verbinden die oberen Sparrenenden über einfache Ausklinkungen und stützen den Firstbalken vollständig ab.
2. Kehlbalkendach
Das Kehlbalkendach kann für Spannweiten bis etwa 10 Meter eingesetzt werden. Dabei wird zwischen die Sparrenpaare eine horizontale Druckstrebe, der Kehlbalken, eingebaut. Er dient als Zwischenauflager und verhindert ein Durchbiegen der Sparren. Die empfohlene maximale Länge beträgt 4 Meter. Traditionell wurden dafür häufig eingestemmte Versätze oder Schwalbenschwanz-Überblattungen verwendet. Ein wesentlicher Nachteil: Diese Verbindungen schwächen die Sparren genau an der Stelle der größten Biegespannung. Ansonsten entspricht der Dachstuhl dem Sparrendach.
Im modernen Holzbau werden Kehlbalken und Sparren häufig mit Laschen, Winkeln und Bändern befestigt, die mit Schraubbolzen fixiert werden. Alle übrigen Details entsprechen dem üblichen Sparrendach.
3. Pfettendächer
Bei vielen Dachstühlen werden die Sparren zusätzlich an Zwischenpunkten abgestützt. Die häufigste Abstützungsart sind Pfetten, die die Lasten auf Stützen oder Streben in den Hauptbindern übertragen. Solche Konstruktionen werden als Pfettendächer zusammengefasst.
Die typischste Form ist das zweifach stehende Pfettendach (double purlin roof) mit Spannweiten von 10 bis 12 Metern. In traditionellen Konstruktionen werden die Pfetten von Stützen getragen, die auf den Deckenbalken stehen und seitlich durch schräge Streben ausgesteift sind. Zusätzlich stabilisieren Sparrenbänder die Lage der Pfetten. Kopfbänder/Kniehölzer (knee braces) verstärken den Anschluss zwischen Stütze und Pfette.
Typische Verbindungen:
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Sparrenbänder und Kehlbänder werden mit Schwalbenschwanz-Überblattungen an die Sparren angeschlossen und mit Schraubbolzen verstärkt.
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Sparrenbänder werden an Stützen und Pfetten mit einfachen Ausklinkungen angeschlossen; ebenso werden Firstbalken und Kehlbänder über einfache Ausklinkungen verbunden.
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Streben werden sowohl an Stützen als auch an Deckenbalken mit eingestemmten Versätzen verbunden.
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Stützen sind mit geraden Zapfen in Deckenbalken und Pfetten eingebunden.
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Kopfbänder verbinden Stütze und Pfette über eingestemmte Zapfen/Versätze.
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Die Sparren lagern auf den Pfetten über einfache Vogelschnitte.
Im modernen Pfettendachbau lagern sowohl Stützen als auch schräge Streben direkt auf einer Stuhlschwelle (post plate). Die Holzverbindungen sind gegenüber traditionellen Lösungen vereinfacht; z. B. werden an den Enden der Sparrenbänder einfachere Anschlüsse statt Schwalbenschwänzen genutzt.
Das dreifach stehende Pfettendach (triple purlin roof) ist eine Weiterentwicklung: Hier wird auch der Firstbalken durch eine Stütze getragen. Er wird seitlich durch schräge Streben ausgesteift (in Linie mit den unteren Streben) und mit Schraubbolzen an Sparrenbändern befestigt. Kopfbänder verbinden Firstbalken und die dritte (mittlere) Stütze. Diese Variante ist für Spannweiten von 11 bis 13 Metern geeignet.
Eine interessante Variante des zweifach bzw. dreifach stehenden Pfettendachs ist der traditionelle Mansarddachstuhl, der den nutzbaren Dachraum maximiert. Die Mansarde hat ein charakteristisches „gebrochenes“ Dachprofil: Unterhalb der Pfette ist die Dachfläche steiler, oberhalb flacher.
4. Hängewerke
Hängewerke verwenden Zugglieder und Hängestiele, um horizontal liegende Deckenbalken/Zugbänder zu tragen. Früher wurde diese Lösung eingesetzt, wenn eine Abstützung durch Stützen nicht möglich war.
Königspfostenbinder (Einfaches Hängewerk) überspannen bis etwa 8 Meter. Hängestiele werden in den Hauptbindern zwischen Zugbändern und Firstbalken angeordnet. Oben wird der Stiel mittels Schraubbolzen zwischen Kehlbandpaaren aufgehängt, die die Sparren über Schwalbenschwanz-Überblattungen verbinden. Unten treffen die Zugbänder auf Balkenschuhe, die an den Hängestielen verschraubt sind.
Das Hängewerk wird durch schräge Druckstreben ergänzt, die über doppelt ausgeklinkte Versätze (mit Stahlbändern verstärkt) an die Hängestiele angeschlossen sind. Die Streben leiten die Lasten nahe den Auflagern in die Zugbänder ein, ebenfalls über doppelte Ausklinkungen. Zusätzlich zu Fußpfette und Firstbalken wird die Konstruktion in Längsrichtung durch einen Hauptbalken ausgesteift, der in den Hauptbindern über einfache Ausklinkungen mit den Zugbändern verbunden ist.
Doppelhängewerk (Doppeltes Hängewerk) hängt die Hängestiele von den Pfetten ab. Pfetten liegen auf den Sparrenbändern und hängen das Zugband an zwei Punkten auf. Das System wird durch Zerrbalken/Straining beams ergänzt (horizontale Druckglieder zwischen den oberen Knoten der schrägen Streben). Zerrbalken und Hängestiele sind mit Schulterzapfen verbunden, die Streben mit doppelt ausgeklinkten Versätzen an Zugbändern und Hängestielen. Bei doppelten Stützen werden auch die Hauptbalken verdoppelt; Pfettenanschlüsse werden in den Hauptbindern zusätzlich mit Kopfbändern versteift.