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Forum Bois Construction Beaune 2011
Holzbau in der Stadt, eine Tradition mit Zukunft | W. Winter
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Holzbau in der Stadt, eine Tradition mit
Zukunft
La construction bois en milieu urbain, l’avenir d’une tradition
Prof. Wolfgang Winter TU-Wien
AT-Wien
Forum Bois Construction Beaune 2011
Holzbau in der Stadt, eine Tradition mit Zukunft | W. Winter
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Forum Bois Construction Beaune 2011
Holzbau in der Stadt, eine Tradition mit Zukunft | W. Winter
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Holzbau in der Stadt, eine Tradition mit
Zukunft
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Développement durable:
Construire avec du bois en milieu urbain
Des traditions artisanales deviennent
des techniques industrielles
Prof. DI DI Wolfgang Winter TU Wien
•Le bois, ressource renouvelable, et matériau valable ?
•L’héritage: Des techniques artisanales
•L’héritage: Industrialisation et Ingénierie du bois
•Marché de construction et développement durable
•Répertoire technique des constructions bois multi étages
•Exemples de constructions bois multi étages
•Développements techniques
•Si on voulait vraiment – Exemples et Visions de grandes
structures
WOOD
FOREST LEVEL
NATURAL FOREST
NATURAL FOREST STOCKCLEARING FOR AGRICULTURE
WOOD FOR ENERGY OF INDUSTRY
CULTURAL FOREST
avant 1800:
seulement des
matériau naturels .
Pierre, Terre, Bois,
19 eme siècle:
materiaux industriels (acier)
Energie - charbon de bois
depuis 1900:
beton armé
Energie: charbon
mineral, petrol
Forets
naturelles
surexploités
2000:
bois
<10%
Bois 80 % Bois 50%,Acier 50% Beton armé 80%
Acier 10%
Bois 5%
Production
naturelle
suffisante
1870
Reforestation
par loi
Production
des forets cultivées
double la demande
2Utilisation du bois dans la construction – disponibilité de la ressource forestiere en Europe
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Européens forêts cover 35%
Only 50% of anual growth is used
Japan
65%
3Les forets de production en Europe : 35 % du territoire, 50% de la croissance ne sont pas utilisée
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.
4Parois :50% fibres de (1500kg/m3
Croissance des forets
cultivées 5 – 25 m3/ha Volume d’air 70 % (epicea)
4Utilisation du bois dans la construction – characteristiques des materiaux frequents
Sitka
Spruce
H : 90m
D: 8m
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5Des techniques artisanales : Grandes portées, grandes charges
Pont de Palladio a Bassano de Grappa ( 1570)
Pont de Grubenmann en Suisse (17 eme)
Structure en plances pour des toits de grande
portée selon Philibert de l’Orme
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Des techniques artisanales :
Constructions anti seismique : Europe du Sud - Japon
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Stabkirche
Des techniques artisanales : Colonnes sans interruption (Norvège et Japon)
IN HILDESHEIM, GERMANY IN STRASSBOURG, France 8Des techniques artisanales: Multie étages en Poteaux-poutres avec plancher massive ( bois-sable)
Straßbourg (F)Hildesheim (RFA)Vienne (A)
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9Industrialisation et Ingénierie du bois :
Palais de glace de Paxton (1864) Bois lamelle collé Patente de Hetzer 1906
10Industrialisation et Ingénierie du bois : Konrad Wachsmann “Wendepunkt im Bauen
Prefabrication de panneaux ( 1950 ) HLM en bois prefabriqué (“Pre cut”) 1920
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Production de BLC en Europe
11Industrialisation et Ingénierie du bois : Augmentation de la capacité de production
2007
130 Entreprises
Total 4,3 Mio m3
France 0,2 Mio
Italie 0,24 Mio
Skandinavie
0,85 Mio
Suisse 0,13 Mio
Autriche
1,3 Mio
Allemagne
1,36 Mio
1996
130 Entreprises
Total 0,9 Mio m3
Production de Bois lamellé collé (BLC)
En Europe 95 % de la production mondiale
Augmentation en 10 ans de 0,9 a 4,3 Mio m3m3
Production
bois croisé (CLT)
6 entreprises
0,4 Mio m3
Marché de construction et development durable : L’europe dominé par le beton armé 12
Historique du marché des materiaux en Europe
Marché actuel des materiaux
Acier – Bois – Beton/Brique
Theorie du marché bois en 3 phases
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+ 33 t CO2 / m³ + 20 t CO2 / m³ -1 t CO2 / m³
-5000 KW/m³ -8700 KWh/m³ -180 KWh/m³
2400 kg / m3 7800 kg / m3 400 kg / m3
+2000 kwh / m3
Green building challenge :
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Developement durable: Comparaison des materiaux de construction par m3 :
poids propre,,energie grise consommé, l CO2 emis lors de la production
2: 1 à 4 étages bois
D RECYCLING
1 t co2/
LOST
1 t co2
1 t co2
2300
KWh/m3
2300
KWh/m3GROWING AND NORMAL DECAY
GROWING AND CUTTING
1500 KWh/m³
RECOVERING
2/3 OF ENERY
-------------------- CO2 STORAGE DURING LIFETIME
14Developement durable: “Etat actuel = tout beton” comparé à 1 – 4 étages tout bois massiv
Kg CO2/ m²
(kg CO2equ./ m²)
2: 1 à 4 étages bois1:Tout en beton
1.083kg/m2
-20 kgCO2/ m2
/
331 kg CO2./ m²
Scenario 1: On construit tout en beton, les arbres pourissent
Scenario 2: On construit en bois, utilise les reserves
forestales locaux, garde le batiment longtemps
Apres demolition on peut disposer de 1500 Kwh/m3 de bois
Le poids de la construction par m2 utile
Emission CO2 par m2 utile
1:Tout en beton
1.845 kg / m2
331 kgCO2/ m2
Valeurs pour la ville de Vienne
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Elements lineaires,barresElements surfaciques -
panneaux
2x4 prefabriqué
Poteau poutre
Nervures 2x4
Collombages
Repertoire technique des constructions bois multi étages 15
panneau massiv CLT
madriers
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Bureaux en Autriche
Poteau poutres 3 étages , colonnes continue
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Repertoire technique des constructions bois multi étages:
Poteau poutres 7 étages, Berlin
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17Examples de constructions bois multi étages
4 ètages en Baviere (RFA)
parois en massiv “poteau a poteau”
HLM 4 étages bois a Vienne (tout
panneau CLT non visible) sur garage
sousterrain et étage Rez beton
18Developpements techniques : Structures composite – bois – beton, acier - beton
Structures mixtes bois beton leger
pour parois et planchers (Projet ITI)Structures mixtes bois beton / acier -
beton)
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19Developpements techniques: Structure hybride bois – metall- beton (Japon)
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20Developpements techniques: Poutres et colonnes hybrides bois acier (Recherche ITI)
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Bracing with diagonals: U hor = 44 mm
Bracing with rigid connections U hor = 66 mm
21Developpements techniques: Contreventements avec “diagonales ou effet de cadre semi rigide (ITI)
| 22Poteau et poutres sont continues Soit poteau ou poutres sont continues
System Soumitomo Big Frame
BSH + Gewinderohre
System Binder (BSH + KLH)
22Developpements techniques: Contreventement sans Diagonales par effet de cadre semi rigide
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Housing Exhibition in Tokyo
23Developpements techniques: ”Big Frame” systeme poteau-poutre cadre semi rigide (Japon)
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24Visions realisées: Batiment copropieté 10 étages à Londres, structure uniquement panneau CLT
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25Visions realisées: Structures BLC demonstratives
Grande surface
a Cologne
Arch,;
Renzo Piano
Structure
d’ acceuil
Nations unis a
Vienne
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26Visions realisées: Toiture exposition mondiale Hannovre, Arch.; T. Herzog, Ing.; J.Natterer
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Visions:Tour bureaux 20 étages a Vienne, structure hybride bois-acier-verre (Recherche publique
Architecte Schluder, Structure ITI, Entreprise Wiesner Hager, Developeur Rhomberg Bau)
Contreventement en facade par des cadres semi rigides
Couts de construction gros oeuvre
Comparaison Cout total
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Visions: Tour bureaux 20 étages, contreventement par le noyeaul en CLT, planchers bois-béton
Projet publique autrichien, Architecte H.Kaufmann, Entreprise Wiesner Hager, Rhomberg
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Postgraduated master of science program
Wood Based Building Design for Sustainable
Urban Development
urbanwood.tuwien.ac.at
First class : January 2007 - September 2008
Second class: September 2008 – February 2010 (total 18 month )
Third class : September 2011 – February 2013 (5 month full time
29Maitrise de specialisation: “ Urban wood” ITI – TU Wien avec TU Dresden ,Polytecnico de Torino:
WE USE THE UNDEREXPLOITED FOREST.
WE CREATE LOCAL JOBS.
WE STORE CO2.
WE ARE REDUCING CO2 EMISSION.
WE HELP REDUCE THE CONSUMPTION OF
PETROL.
WE HELP TO INCREASE QUALITY OF LIFE.
WE HELP TO MAINTAIN AND TO
DEVELOP THE EUROPEAN
CULTURAL HERITAGE AND ITS
FUTURE
30Arguments pour plus de bois (industrialisé, prefabriqué) dans la construction et reconstruction