Ingo Burgert: Katalogdaten im Herbstsemester 2022 |
| Name | Herr Prof. Dr. Ingo Burgert |
| Lehrgebiet | Holzbasierte Materialien |
| Adresse | Institut für Baustoffe (IfB) ETH Zürich, HIF E 87.1 Laura-Hezner-Weg 7 8093 Zürich SWITZERLAND |
| Telefon | +41 44 633 77 73 |
| iburgert@ethz.ch | |
| Departement | Bau, Umwelt und Geomatik |
| Beziehung | Ordentlicher Professor |
| Nummer | Titel | ECTS | Umfang | Dozierende | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 101-0615-01L | Werkstoffe Laborpraktikum  | 4 KP | 4P | R. J. Flatt, U. Angst, I. Burgert, D. Kammer, H. Richner, F. Wittel | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Vermittlung von grundlegendem und praxisbezogenem Wissen über wichtige Baustoffe und Untersuchungsverfahren. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Vermittlung von grundlegendem und praxisbezogenem Wissen über wichtige Baustoffe und Untersuchungsverfahren. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | o Vorstellung der Materialprüfmaschinen und Durchführung verschiedener Prüfverfahren an metallischen Werkstoffen (Zugversuch, Härteprüfung, Biegeprüfung und Kerbschlagprüfung). o Theoretische und praktische Behandlung von Aspekten der Betontechnologie wie: Mischungsentwurf, Herstellung , Einbau sowie Prüfung des Betons auf seine mechanischen Eigenschaften. o Eigenschaften der Steine und Mörtel in einem Mauerwerk und deren Zusammenwirken. Parameter wie Druckfestigkeit, E-Modul, Wasseraufnahme, Wärmeleitfähigkeit von Mauerwerk werden vorgestellt sowie Hinweise zur konstruktiven Gestaltung gegeben. o Besonderheiten des Werkstoffes Holz werden aufgezeigt: Anisotropie, Hygroskopizität, Schwinden und Quellen, Einfluss der Dimension auf die Festigkeitseigenschaften. Verschiedene Prüfmethoden an Holz werden erklärt und praktische Versuche durchgeführt. o Die Grundlagen der Raster-Elektronenmikroskopie werden in praktischen Übungen mit dem ESEM (Atmosphärisches Raster-Elektronenmikroskop) vermittelt. o Ein erster Einblick in die Grundlagen und Anwendung der Finite Elemente Methode wird in praktischen Übungen vermittelt. o Die Thematik der Dauerhaftigkeit eines Bauwerks wird behandelt. Eingehend wird die Potentialmessung zur Detektierung und Ortung der Korrosion von Stahl in Beton theoretisch und praktisch behandelt. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Zu jedem Thema wird ein Skript abgegeben. Download auf der Vorlesungsseite unter www.ifb.ethz.ch/education | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 101-0617-01L | Advances in Building Materials | 4 KP | 2G | R. J. Flatt, I. Burgert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | The course on Advances in Building Materials provides an introductive overview of the needs and future of materials science in the building sector. Focus topics concern sustainability, durability, thermal insulation, coatings, sealants, adhesives, flame retardancy and the future perspective and developments of concrete and wood with regard to smart material development and ecological concerns. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | In this course, the students will gain a broad overview of the use of materials in the building sector, with a particular focus on concrete and wood. Current limitations and in particular sustainability related challenges will be detailed with the objective of laying the grounds to discuss future developments anticipated in this field. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | This course for civil engineers lays the grounds in the specialization Materials and Mechanics and complements the second introductory course of the specialization on Numerical Mechanics of Materials. The course also addresses master students in Materials Science and other study programs interested in deepening their understanding of application-relevant properties of engineering materials and sustainability related challenges. The following topics are covered: 1. Material selection 2. Materials and sustainability 1 3. Materials and sustainability 2 4. Recyclability 5. Material science of wood durability 6. Material science of concrete durability 7. Foams in construction and thermal insulation 8. Sealants and adhesives in construction 9. Coatings 10. Flame retardants 11. Future of wood – 1 12. Future of wood – 2 13. Future of concrete – 1 14. Future of concrete – 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Handouts will be provided for each lecture. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 101-0637-01L | Holzbau I Hinweis: Studierende der Bauingenieurwissenschaften dürfen diese Lerneinheit nur als Jahreskurs Holzbau I+II belegen. | 3 KP | 2G | A. Frangi, I. Burgert, G. Fink, R. Steiger | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Entwurf, Konstruktion und Bemessung von mehrgeschossigen Holzbauten sowie Dach- und Hallenbauten. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Verständnis und Anwendung der theoretischen Grundlagen und der konstruktiven Belange des Ingenieur-Holzbaus. Erkennen der holzspezifischen Besonderheiten, insbesondere der Anisotropie, der Schwind- und Quellverformungen und der Langzeiteinflüsse, sowie deren konstruktive und bemessungstechnische Bewältigung. Entwurf, Konstruktion und Bemessung von mehrgeschossigen Holzbauten sowie Dach- und Hallenbauten. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Anwendungsgebiete des Holzbaus (materialspezifische Merkmale und deren Auswirkung auf die Konstruktionsweise); Holz als Baustoff (Aufbau des Holzes, Sortierung, physikalische und mechanische Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffen); Dauerhaftigkeit und konstruktiver Holzschutz; Bemessungsgrundlagen und Verbindungen (Verklebung, Nägel, Dübel, Bolzen, Schrauben); Bauteile und wichtigste ebene und räumliche Tragwerke (Berechnung und Bemessung unter Beachtung nachgiebiger Verbindungen); besondere konstruktive Belange von mehrgeschossigen Holzbauten sowie Dach- und Hallenbauten. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Autographie Holzbau Folienkopien | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | Holzbautabellen HBT 1, Lignum Norm SIA 265 Norm SIA 265/1 Eurocode 5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 101-0637-10L | Wood Structure and Function Maximale Teilnehmerzahl: 15 | 3 KP | 2G | I. Burgert, G. von Arx | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | The course Wood structure and function conveys basic knowledge on the microstructure of softwoods and hardwoods as well as general and species-specific relationships between growth processes, wood properties and wood function in the living tree. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Learning target is a basic understanding of the anatomy of wood and the related impact of endogenous and exogenous factors. The students can learn how to distinguish common central European wood species at the macroscopic and microscopic level. A deeper insight will be given by wood identification exercises for softwood species. Further, the students will gain insight into the relationships between tree growth and wood properties with a specific focus on the wood function in the living tree. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | In an introduction to wood anatomy, the general structural features of softwoods and hardwoods will be explained and factors of diversity and variability will be discussed. A specific focus is laid on common central European tree species with relevance in the wood sector, which will be studied in macro-and microstructural investigations. In the following, relationships between wood structure, properties and function in the living tree will be in the focus of the lectures. Topics covered are water transport, trends in wood anatomy within trees, environmental impact on wood anatomy, wood defects and their causes, tools to study wood properties over time, secondary changes in wood, and tree biomechanics. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 101-0637-20L | Holzbearbeitung und -verarbeitung | 3 KP | 2G | I. Burgert, M. Schubert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung Holzbearbeitung und -verarbeitung vermittelt den Studierenden grundlegende Kenntnisse über technologische Eigenschaften des Holzes und der Holzwerkstoffe sowie deren Bearbeitung und Verarbeitung zur Herstellung einer breiten Palette von industriellen Holzprodukten und geht auf neueste Entwicklungen bezüglich digitaler Technologien ein. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | Lernziel ist ein grundlegendes Verständnis der dominierenden Holzbe- und -verarbeitungsprozesse, welche zur Herstellung von industriellen Holzprodukten zur Anwendung kommen. Hierzu wird einleitend die wirtschaftliche Bedeutung der Ressource Holz vorgestellt und erforderliche Kenntnisse über die technologischen Eigenschaften des Holzes vermittelt. Abschliessend wird die digitale Transformation betrachtet, welche alle Wirtschaftsbereiche der Holzindustrie erfassen wird und sich auf die gesamte Wertschöpfungskette auswirken und so ganze Geschäftsmodelle verändern wird. So können beispielsweise Fertigungsprozesse noch flexibler, effizienter und ressourcenschonender ausgeführt werden. Die Studierenden sollen mit Abschluss der Vorlesung in der Lage sein, schlüssige Zusammenhänge zwischen Holzarten und deren Eigenschaften sowie geeigneten Bearbeitungsprozessen und den daraus resultierenden Holzprodukten herzustellen. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | Die allgemeine Einführung stellt die wirtschaftliche Bedeutung des Rohstoffs Holz im globalen, europäischen und schweizerischen Kontext vor und beleuchtet Aspekte der Nachhaltigkeit in der Holzproduktion und der Zertifizierung. Im Folgenden werden erforderliche Kenntnisse zu den allgemeinen und holzartspezifischen Zusammenhängen zwischen Struktur und Eigenschaften vermittelt. Danach werden verschiedene volkswirtschaftlich relevante Holzbe- und -verarbeitungsprozesse vorgestellt und detailliert hinsichtlich Holzartenwahl, Prozessparametern sowie Produkteigenschaften betrachtet. Der Hauptaugenmerk wird dabei im Bereich von Vollholzprodukten auf die Schnittholzherstellung und die Trocknung gelegt. Mit Blick auf die Furnierherstellung werden Kenntnisse über das Dämpfen, den Furnierschnitt und die Herstellung von Lagenholzwerkstoffen vermittelt. Desweitern wird die Technologie zur Herstellung von Span- und Faserwerkstoffen sowie die gängige Produktpalette vorgestellt und bearbeitet. Dieser Themenblock wird durch grundlegende Einblicke in die Papierherstellung abgerundet. Im Anschluss werden die Themenbereiche Verklebung und Holzschutz betrachtet und dabei Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von Holz und Holzwerkstoffen erörtert. In einem weiteren Teil der Vorlesung werden anhand von Beispielen die wichtigsten digitalen Technologien wie z.B. Internet of Things, künstliche Intelligenz näher erläutert und die Auswirkungen auf die Holzwirtschaft erarbeitet. Zum Abschluss der Vorlesung wird durch eine Exkursion zu einem Schweizer Holzbearbeitungs-unternehmen der Praxisbezug vertieft. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 327-1221-00L | Biological and Bio-Inspired Materials  | 4 KP | 3G | A. R. Studart, I. Burgert, R. Nicolosi Libanori, G. Panzarasa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung | The aim of this course is to impart knowledge on the underlying principles governing the design of biological materials and on strategies to fabricate synthetic model systems whose structural organization resembles those of natural materials. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lernziel | The course first offers a comprehensive introduction to evolutive aspects of materials design in nature and a general overview about the most common biopolymers and biominerals found in biological materials. Next, current approaches to fabricate bio-inspired materials are presented, followed by a detailed evaluation of their structure-property relationships with focus on mechanical, optical, surface and adaptive properties. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inhalt | This course is structured in 3 blocks: Block (I): Fundamentals of engineering in biological materials - Biological engineering principles - Basic building blocks found in biological materials Block (II): Replicating biological design principles in synthetic materials - Biological and bio-inspired materials: polymer-reinforced and ceramic-toughened composites - Lightweight biological and bio-inspired materials - Functional biological and bio-inspired materials: surfaces, self-healing and adaptive materials Block (III): Bio-inspired design and systems - Mechanical actuation - plant systems - Bio-inspiration in the built environment | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Skript | Copies of the slides will be made available for download before each lecture. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Literatur | The course is mainly based on the books listed below. Additional references will be provided during the lectures. 1. M. A. Meyers and P-Y. Chen; Biological Materials Science - Biological Materials, Bioinspired Materials and Biomaterials. (Cambridge University Press, 2014). 2. P. Fratzl, J. W. C. Dunlop and R. Weinkamer; Materials Design Inspired by Nature: Function Through Inner Architecture. (The Royal Society of Chemistry, 2013). 3. A. R. Studart, R. Libanori, R. M. Erb, Functional Gradients in Biological Composites in Bio- and Bioinspired Nanomaterials. (Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2014), pp. 335-368. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kompetenzen |
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