Baumhaus Größe und Gewicht

Sicher Baumhaus Bauen mit den Grundlagen der Baum(haus)-Statik

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Du willst ein Baumhaus bauen und bist dir nicht sicher, wie groß und wie schwer es werden darf?

Wenn du noch wenig Erfahrung im Holzbau hast, kann die Einschätzung der möglichen Größe eines Baumhauses schwerfallen. Besonders bei größeren Baumhäusern und öffentlichen Projekten ist dies sehr wichtig. Trotz aller Baumhaus-Gaudi sollen sich Familie, Freunde und Besucher in luftiger Höhe sicher fühlen und der Baum darf nicht überlastet werden! 

Dieser Beitrag wird dir helfen, die Statik von Baum und Haus besser zu verstehen, um dann ein passendes  Tragwerk und die richtige Befestigung zu finden.

beispiel-wunderschönes-baumhaus-wald-hängebrücke-wendeltreppe

Einleitung – Wie der Baum mit einem Haus umgeht:

Ein Baumhaus ist für einen Baum wie ein großer Rucksack für einen Menschen – Gesundheit, Statur und Umgebung legen fest, wie groß und wie schwer der Rucksack sein darf, damit sich der Mensch noch frei bewegen kann. Trägt man den Rucksack eine Weile, gewöhnt sich der Körper an dessen Gewicht, und baut gezielt Muskeln auf.

Ganz ähnlich verhält es sich bei einem Baum: Dieser wird das Baumhaus spüren und an den wichtigen Stellen extra starkes Holz bilden. Richtig dimensioniert, werden der Baum und das Baumhaus eine lebenslange Symbiose eingehen!

1. Das Gesamtgewicht des Baumhauses – Flächenlast pro m²

Das Gesamtgewicht deines Baumhauses setzt sich zusammen aus:

Eigenlast

Die Summe aller festen, statischen Teile deines Hauses: Holzbalken, Bretter, Dachdeckung, Fenster, Möbel, Schrauben, … 

Verkehrslast

Die Summe aller beweglichen Teile: Menschen & Tiere. Halte dir folgendes Szenario vor Augen: bei einer Party gehen all deine Freunde aufs Baumhaus und posieren alle auf einer Seite für ein Foto … „Und auf 3 bitte alle springen!“ Das ist Verkehrslast – das muss dein Baumhaus aushalten.

Windlast

Die Wände deines Baumhauses wirken wie ein Segel. Je höher dein Haus im Baum ist, desto stärker wird die Windbelastung, und desto größer wird gleichzeitig der Hebelarm – Je höher also dein Haus im Baum ist, desto kleiner sollte es werden!

Der Baum und die Befestigungsmittel mögen keine Torsion: Um Drehbewegungen zu vermeiden, baue dein Baumhaus möglichst gleichmäßig um den Stamm.

Schneelast

Achte auf die Schneelast in alpinen Regionen, diese wird teils mit über 500 kg/m² angesetzt! Plattformgröße und Dachneigung sollten dementsprechend angepasst werden.

Alle diese Lasten müssen in Summe von deinem Tragwerk aufgefangen, und in den Boden abgetragen werden. Dies geschieht entweder direkt über den Baum und dessen Wurzeln oder über eine künstliche, einbetonierte Stütze. Die Last sollte dabei möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Befestigungsmittel verteilt werden.

Faustformel – Eigenlast von drei Baumhaustypen:

Einfaches Kinderspielhaus
(< 15 m² incl. Terrasse)
Ausstattung
- Ungedämmt
- Sehr leichte Bauweise
Flächenlast
[kg / m²]
ca. 60 kg / m²
Bewohnbares Baumhaus
(10 - 25 m² incl. Terrasse)
Ausstattung
- Stabile Konstruktion
- Leicht gedämmt
- wertige Dachdeckung
- Glasfenster
Flächenlast
[kg / m²]
ca. 125 kg / m²
Luxus-Baumhaus
(15 - 40 m² incl. Terrasse)
Ausstattung
- Massive Konstruktion
- Dicker Wandaufbau
- Hervorragend gedämmt
- Sanitäranlagen
- Schwere Fenster
Flächenlast
[kg / m²]
ca. 155 kg / m²

(Die Werte dienen zur groben Einschätzung und beinhalten: Unterkonstruktion, Plattform, Geländer und Haus)

Beispiel: Das Eigengewicht eines „Bewohnbares Baumhaus“ mit 10 m² ist also in etwa:

10 m² × 125 kg/m² =  1250 kg

2. Grundregeln zur Lastverteilung

Nachdem wir das Baumhausgewicht (Eigen- & Verkehrslast) und die Belastungssituation (zusätzliche Wind- & Schneelast) einschätzen können, geht es darum, die Lasten möglichst sinnvoll auf die Bäume zu verteilen.

Bei einem Projekt in mehreren Bäumen gilt:

    • Der stärkste Baum ist der Fixpunkt (z. B. mit Static Support), da dieser sich am wenigsten bewegt.
    • Großer Baum – große Last – viele Befestigungen (z. B. Baumschrauben)
    • Kleiner Baum – kleine Last – wenig Befestigungen

Unterschiedliche Baumarten – Hartholz vs. Weichholz:

Beachte, dass bei der Aufnahme der Lasten nicht nur der Stammdurchmesser maßgebend ist, sondern die Belastbarkeit der einzelnen Befestigungen! Baumschrauben tragen z. B. in Hartholz etwa doppelt so viel wie in Weichholz!

Beispiel zur Erklärung:

Wir bauen ein 6 Tonnen schweres Baumhaus zwischen zwei Bäumen:

  1. Buche ø 50 cm
  2. Fichte ø 70 cm

Wir benutzen zur Befestigung jeweils 2 x Baumschraube GTS Allstar; eine Schraube trägt in Buchenholz ca. 4 to, in Fichtenholz nur ca. 2 to.

Folglich kann von der kleineren Buche eine hohe Last von 8 Tonnen aufgenommen werden, hingegen sollte die dickere Fichte maximal 4 Tonnen tragen. Das Hauptgewicht (Haus) sollte also in Richtung Buche positioniert werden.

3. Lastverteilung – Finde die perfekte Position von Plattform und Haus

Jetzt zeigen wir dir anhand eines Beispiels, wie du Schritt für Schritt deine Lasten berechnest, um anschließend eine geeignete Baumhaus-Position und die perfekte Befestigungs-Methode zu finden.

 

Beispiel – „2-Baum-Baumhaus [16 m²]“

beispiel-ausrichtung-baumhaus-plattform

Schritt 1: Der Grundriss

Wir gehen davon aus, dass du dir schon Gedanken über dein Baumhaus gemacht hast, dass du deine Bäume vermessen, und bereits einen Plan von der Lage deiner Plattform hast.

In unserem Beispiel sieht das folgendermaßen aus:

Zwei Fichten ø 40 und ø 60 cm; und eine quadratische Plattform von 4 × 4 m welche leicht nach rechts unten auskragt (überhängt).

Wir wollen nun prüfen, wie viel Gewicht auf die einzelnen Bäume wirkt.

beispiel-baumhaus-flächen-belastung-ermitteln

Schritt 2: Mittelgerade finden

Die Mittelgerade ist die Trennlinie der Lasteinzugsflächen. Sie zeigt uns, welcher Flächenanteil der Plattform auf welchen Baum wirkt; das wird grafisch ermittelt:

  • verbinde die Baumstämme mit einer geraden Linie
  • zeichne die Mittelgerade dieser Linie ein (gelbe Linie: am Mittelpunkt eine lotrechte Trennlinie)
  • Was du jetzt siehst, sind die Flächen, die der jeweilige Baum zu tragen hat …
beispiel-baumhaus-2-baum-grundriss-flächenbelastung

Schritt 3: Lasteinzugsflächen in m²

 

  • Die Fläche unserer Beispiel-Plattform beträgt 4 m × 4 m = 16 m²
  • Die Lasteinzugsfläche vom linken, kleinen Baum ist ca.  6 m²
  • Die vom rechten, großen Baum ca. 10 m²
beispiel-baumhaus-auf-plattform-position

Schritt 4: Das Baumhaus auf die Plattform setzten

Jetzt positionieren wir unser Haus auf der Plattform – in diesem Beispiel der Einfachheit halber zentral.

Hier wird offensichtlich:

  • würde das Haus in der grünen Zone liegen, müsste der „kleine Baum“ die Last übernehmen
  • würde das Haus in der orangen Zone liegen, träge der „große Baum“ dessen Last

Schritt 5: Die Gesamtlast berechnen

Jetzt berechnen wir mithilfe unserer Faustformeln (siehe oben) die zu erwartende maximale Belastung unseres Baumhauses.

Diese extreme Spitzenbelastung tritt wahrscheinlich nur alle paar Jahre auf – dann muss die Baumhaus-Konstruktion aber standhalten!

Angaben:

  • Gesamtfläche = 16 m²
  • Das Baumhaus steht mittig auf der Plattform (Typ „Bewohnbares Baumhaus“; 10 m²) = Eigenlast
  • Darin befinden sich 6 lustigen Erwachsene, die alle einen Liter Bier trinken (70 kg + 1 kg) = Verkehrslast
  • Es ist Winter und es liegt eine Menge Schnee (100 kg/m²) = Schneelast

Berechnung:

Formel für Gesamtgewicht von Baumhaus in [kg]:

Last [kg] = Fläche [m²] x Flächenlast [kg/m²] (+ Andere Lasten [kg])

Die Flächenlast ist die Summe der einzelnen Lasten (Eigenlast + Verkehrslast + sonstige Lasten).

 

  • Eigenlast Baumhaus [kg] = 10 m² × 125 kg/m² = 1250 kg
  • Eigenlast restliche Plattformfläche [kg] = 6 m² × 30 kg/m² = 180 kg
  • Verkehrslast „Lustige Menschen“ [kg] = 6 × 71 kg = 426 kg
  • Schnee [kg] = 16 m² × 100 kg/m² = 1600 kg

Gesamtgewicht Baumhaus [kg] = 1250 kg + 180 kg + 426 kg + 1600 kg = 3456 kg

beispiel-baumhaus-lasten-gewicht-berechnen-baum

Schritt 6: Lastverteilung auf die Bäume

Daraus lässt sich mithilfe der Einzugsflächen die Belastung der einzelnen Bäume berechnen:

  • Auf dem großen Baum lasten:   (10 m² / 16 m²) x 3456 kg = 2160 kg
  • Auf dem kleinen Baum lasten:   (6 m² / 16 m²) x 3456 kg = 1296 kg

SICHERHEITSFAKTOR (SF >2)!

Im nächsten Schritt wählen wir die passende Befestigungsmethode.

Dabei sollte unbedingt mit dem Sicherheitsfaktor > 2 gerechnet werden, d. h. zum Beispiel für den großen Baum:

Statt 2160 kg, gehen wir von der doppelten Last 4320 kg aus, somit sind unsere Berechnungen stets auf der sicheren Seite. Dann werden selbst Orkanstürme, Erdbeben und Tsunamis deinem Baumhaus nichts mehr anhaben können.

4. Wahl der geeigneten Verbindungsmittel

Nun geht es darum eine Befestigungsmethode zu finden, die deine Plattform sicher trägt. Hierfür gibt es oft mehrere gute Lösungen und Kombinationen. Unsere Baumhaus-Schraube „GTS Allstar“ ist z. B. perfekt geeignet für unser Beispiel-Projekt – die maximale Belastung einer Schraube ist laut Berechnung (siehe oben):

1080 kg x SF2 = max. 2160 kg / Schraube

Die Tragfähigkeit einer einzelnen GTS Allstar ist etwa 2 Tonnen in Fichte (Weichholz). In Kombination versteifen sich die Schrauben, so können zwei zusammen wirkende Schrauben etwa 5 Tonnen Last in der Fichte aufnehmen – Unser Beispiel Baumhaus wird also sicher getragen!

Jetzt zeigen wir dir zwei Varianten zur Verankerung der Plattform mit unserer GTS Allstar:

beispiel-tragwerk-befestigung-baumhaus-statik

Variante 1: Parallele Trägerbalken

Analyse:

Dies ist der Klassiker unter den Baumhaus-Konstruktionen. Allerdings wäre das Ganze hier etwas wackelig, da Plattform und Haus seitlich weit über die Trägerbalken überstehen.

Würden jetzt z. B. alle 6 Bierfreunde für ein Foto in der rechten unteren Ecke posieren, so würde die Plattform ins Wanken geraten. Die Konstruktion würde zwar sicher standhalten, aber zu viel Wackeln gibt ein ungutes Gefühl und beansprucht auf Dauer die Verbindungsmittel!

Ein weiterer Nachteil:

Bei einem Durchmesser ø 40 cm (small tree) haben zwei gegenüberliegende GTS Allstar evtl. zu wenig Platz. Ist der Durchmesser an dieser Stelle doch etwas kleiner, da z. B. der Stamm oval statt rund ist, so könnten sich die Schrauben in der Mitte berühren – das wollen wir auf jeden Fall vermeiden!

beispiel-2-bäume-baumhaus-dreieck-konstruktion-belastung

Variante 2: Dreieck-Konstruktion mit V-Bracket

Analyse:

Hier bietet sich eine Dreieckkonstruktion perfekt an! Die Schrauben liegen sauber untereinander (siehe Bilder unten), wodurch auch ein kleiner Stammdurchmesser nichts ausmacht. Dank der V-Bracket können die Dreiecke zur auskragenden Plattformseite aufmachen. So wird garantiert nichts wackeln und die Lasten werden perfekt in den Baum übertragen.

baumhaus-konstruktion-belastung-schrauben-tragfähigkeit
beispiel-baumhaus-tragwerk-konstruktion-plattform-dreieck-holz

5. Belastbarkeit des Baumes – hält mein Baum?

Bäume können unglaubliche Lasten aufnehmen!

Holz hat längs der Faser eine durchschnittliche Druckfestigkeit von ca. 2 kN/cm², das sind umgerechnet 200 kg/cm². Ein runder, gerade wüchsiger Baumstamm, Durchmesser ø 40 cm, kann also theoretisch eine Last von 1256 cm² × 200 kg = 251,2 Tonnen aufnehmen.

orientierungswert-tragfähigkeit-lebender-baum-baumhaus

Wie oben bereits erwähnt, wird die Tragfähigkeit des Baumes nicht der maßgebende Faktor für die Größe des Baumhauses sein. Es sind:

  • Die einzelnen Befestigungsmittel und ihre maximalen Tragfähigkeiten
  • Die Baumart (Holzfestigkeit, Hart- oder Weichholz)
  • Der Durchmesser des jeweiligen Baumes, der festlegt, wie viele Befestigungen angebracht werden können

6. Zusammenfassung – Baumhaus und Baum im Einklang!

Baumhausbau ist Leichtbau, nicht weil die Bäume zu schwach sind, sondern weil die Befestigungspunkte nicht überlastet werden dürfen! Vermeide deshalb von Haus aus schwere Materialien wie Steinplatten, riesige Fensterflächen mit Dreifachverglasung, schwere Tropenhölzer, Stahlskulpturen und Milchkühe.

Wähle den „Rucksack“ lieber eine Nummer kleiner – Anbauen und Erweitern kann man das Baumhaus bei Bedarf immer noch zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Baum sich an die neue Belastung gewöhnt hat!

Reize die Belastungsgrenzen deiner Befestigungen nie ganz aus – arbeite immer mit einem Sicherheitsfaktor > 2!  Dieser beinhaltet eventuelle Fehlstellen im Holz und Ausnahmebelastungen wie heftige Unwetter, Nassschnee oder zu viele Partygäste.

Falls du dir bei den Themen Statik, Lasten und Konstruktion sehr unsicher bist oder ein öffentliches Projekt planst, dann hol dir auf jeden Fall Hilfe von einem Ingenieur oder Zimmermeister.

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