Werkstoff Holz hat Zukunft

Zimmermann: Holz ist in Deutschland reichlich vorhanden. Fortschritte in Forschung und Fertigung – Stichwort Modulbau – eröffnen dem Holzbau weitere Einsatzbereiche. - Foto: Werner/Adobe Stock

Technische Innovationen, Materialentwicklungen und rechtliche Neuerungen haben den Einsatzbereich von Holz und Holzwerkstoffen deutlich erweitert. Das belegen auch viele kommunale Projekte. Die serielle Vorfertigung von Modulen ermöglicht besonders kosteneffizientes Bauen – präzise Planung vorausgesetzt.

Holzbauten faszinieren durch die Natürlichkeit und Authentizität des Materials, das seit Jahrtausenden als Bau- und Werkstoff genutzt wird. Holzoberflächen werden im Allgemeinen aufgrund ihres materialspezifischen Charakters, des Geruchs, der Farbe, der Maserung und Struktur als sinnlich ansprechend bewertet.

Technische Innovationen, Materialentwicklungen sowie Fertigungsmethoden, aber auch rechtliche Neuerungen haben den Einsatzbereich von Holz und Holzwerkstoffen deutlich erweitert. Im mehrgeschossigen Holzbau gibt es bereits Projekte, die die Hochhausgrenze erreichen, wie das Wohnprojekt Skaio in Heilbronn (Baden-Württemberg). Auch bei anderen kommunalen Nutzungen wie Schulen, Kindergärten, Gemeindezentren und Bibliotheken kommt vermehrt Holz zum Einsatz. Ein gelungenes Beispiel ist das 2015 fertiggestellte Schmuttertalgymnasium in Diedorf (Bayern). Selbst im städtebaulichen Maßstab kann das Bauen mit nachwachsenden Baustoffen gefördert werden, wie die ökologische Mustersiedlung im Prinz-Eugen-Park in München zeigt.

Moderne Holzbauten sind meistens Hybridbauten. So wird Stahl als Verbindungsmittel oder auch als unterstützendes Bauteil eingesetzt. Beton kommt im mehrgeschossigen Holzbau bei Holzbetonverbunddecken oder bei Treppenhauskernen aufgrund der schall- und brandschutztechnischen Vorzüge zum Einsatz. Die jeweiligen materialspezifischen Vorteile werden bei Holzhybridgebäuden kombiniert, um effiziente, nachhaltige Konstruktionen zu realisieren.

Wegen des geringen Eigengewichts von Holz ist es möglich, großformatige, zweidimensionale Wand- oder Deckenelemente oder auch dreidimensionale Raumzellen vorzufertigen, die auf der Baustelle nur noch montiert werden müssen. Als Modul bezeichnet man im Holzbau sowohl zwei- als auch dreidimensionale Elemente, die mehrfach in einem Projekt vorkommen.

Kurze Bauzeit realisierbar

Raummodule werden bevorzugt verwendet, wenn sie wie etwa bei Hotelzimmern, Studenten- oder Seniorenwohnheimen in Serie gefertigt werden können. Aber auch größere Wohneinheiten und Räume wie Klassen- oder Gruppenräume von Schulen und Kindergärten können mit zwei oder drei seitlich offenen Modulen zusammengeschlossen werden. Ein Beispiel ist die Europäische Schule in Frankfurt am Main. Hier wurde der Holzbau, der kurzfristig Raum für 400 Schüler bringen musste, mit 9 x 3 x 3,25 Meter großen Modulen in dreieinhalb Wochen errichtet.

Das Frankfurter Hochbauamt hat aufgrund der positiven Erfahrung mit den Holzboxen nun gemeinsam mit einem Architekturbüro ein Baukastensystem entwickelt, das die Konzeption verschieden großer Schultypen ermöglicht. Besonders effektiv ist die Vorfertigung, wenn die haustechnischen Leitungen bereits integriert werden. So wurden beim Projekt der Wohnungsbaugesellschaft Gewofag am Dantebad in München die Sanitärkerne als Raummodule und die Decken- und Wandmodule als zweidimensionale Elemente gefertigt. Die reine Baustellenzeit wird durch die Vorfertigung deutlich reduziert – und damit auch das Risiko von witterungsbedingtem Feuchteeintrag sowie die Störung der Anwohner oder Nutzer. Das ist bei innerstädtischen Sanierungs- und Nachverdichtungsmaßnahmen wie beispielsweise Hinterhofbebauungen, Aufstockungen oder energetischen Fassadensanierungen mit vorgefertigten Holztafelelementen von Vorteil.

Bedeutender Beitrag zum Klimaschutz

Bauen mit Holz ist aktiver Klimaschutz. Ein Kubikmeter Holz speichert eine Tonne des klimaschädlichen CO2. In einem Einfamilienhaus aus Holz sind 40 bis 80 Tonnen CO2 gebunden. Verrottet das Holz am Ende der Lebensdauer eines Baumes, wird das zuvor gespeicherte CO2 wieder an die Atmosphäre freigegeben. Durch die Verwendung von Holz- oder Holzwerkstoffen als Konstruktionsmaterial wird der gespeicherte Kohlenstoff hingegen für die Lebensdauer des Gebäudes dem natürlichen Stoffkreislauf entzogen. Dieser langfristig klimawirksame „Kohlenstoffspeicher“ kann in Form von Holzbauten stetig wachsen.

Bei Abbruch des Gebäudes kann der Holzwerkstoff wiederverwendet oder weiterverarbeitet werden und noch länger als Kohlenstoffspeicher dienen, bis am Ende eine thermische Verwertung (Verbrennung) erfolgt und der gespeicherte Kohlenstoff des Holzes wieder in die Atmosphäre gelangt. Trotz dieses Entsorgungsszenarios haben vergleichende Lebenszyklusanalysen gezeigt, dass durch einen Holzbau gegenüber der Standardbauweise mit mineralischen und synthetischen Baustoffen das Treibhauspotenzial um 31 bis 74 Prozent gesenkt werden kann. Hinzu kommt, dass man durch den Einsatz von nachwachsenden Baustoffen andere Baustoffe einspart, deren Herstellung einen zusätzlichen Energieaufwand und CO2-Ausstoß bedeuten würde.

Nachdem das Holz hauptsächlich durch „erneuerbare Primärenergie“ (der Sonne) produziert wird, ist der Anteil der aufzuwendenden Energie aus „nicht erneuerbaren“ Rohstoffen, um das Holz zu bearbeiten, gering. Insgesamt haben Holzgebäude einen zwischen 19 und 50 Prozent geringeren Verbrauch von „nicht erneuerbarer Primärenergie“ als Standardgebäude.

Ressource Holz hat Potenzial

Um seiner öffentlichen Vorbildfunktion gerecht zu werden, hat das Land Baden-Württemberg im November 2018 die „Holzbau-Offensive“ gestartet. Mit diesem Programm sollen Holz- und Holzhybridbauten bei Kommunalbauten gefördert werden, um die Potenziale des Holzbaus zum Erreichen der Klimaschutzziele auszunutzen.

Ausreichend Holz ist in Deutschland vorhanden: Der von der Bundesregierung eingesetzte Wissenschaftliche Beirat für Waldpolitik stellte 2018 fest, „dass die nationalen Rohholzvorkommen bis 2050 zur Bedarfsdeckung des Holzbaus vollkommen ausreichen werden“.

Untersuchungen zum Beispiel für Bayern haben ergeben, dass man, bezogen auf die durchschnittliche Holzernte der vergangenen Jahre, rund 6,5 Millionen Kubikmeter Nadelholz jährlich mehr ernten könnte. Das dann erreichte Schnittholzaufkommen wäre theoretisch ausreichend, sämtliche Neubauten in Bayern in Holzbauweise zu errichten.

Maren Kohaus

Die Autorin
Maren Kohaus ist als Akademischer Rat an der Professur Entwerfen und Holzbau, Technische Universität München tätig und arbeitet als selbstständige Architektin in München. Sie ist Co-Autorin des 2017 im Detail-Verlag erschienenen „ATLAS – mehrgeschossiger Holzbau“

Info: Planung im Holzbau

Das Vorfertigen von Holzbaumodulen unter witterungsunabhängigen, optimalen Bedingungen gewährleistet eine hohe Ausführungsqualität. Etwaige Unstimmigkeiten werden nicht erst auf der Baustelle entdeckt. Je früher und detaillierter die Abstimmung erfolgt, desto mehr Kostensicherheit ist gegeben.

Sind neben dem Holzbau weitere Gewerke wie Fensterbau oder Haustechnik beteiligt, muss der Planungsvorlauf ausreichend dimensioniert und die Auftragssituation der beteiligten Planer und Ausführenden früh geklärt sein, um die Planung organisatorisch und wirtschaftlich zu optimieren. Das klassische Vergabemodell mit den strikt getrennten Bereichen von Planung und Ausführung kann hier hinderlich sein, da bei einem hohen Vorfertigungsgrad firmenspezifische Systemlösungen oftmals essentiell sind. Lösungsansätze zu für den Holzbau geeigneten Vergabeszenarien bietet zum Beispiel der an der TU München entstandene Forschungsbericht „leanWOOD“ (PDF-Download).

Die im heutigen Holzbau bereits übliche digitale Datenkette von der Planung über die Fertigung bis zur Montage auf der Baustelle ermöglicht eine aufeinander abgestimmte und wirtschaftlich kalkulierbare Planung. Grundlage für eine wirtschaftliche Fertigung ist jedoch, dass der „serielle Gedanke“ bereits im Entwurfsprozess berücksichtigt wird.

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