Fachbeiträge

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Nachhaltigkeit in der Tragwerksplanung - Holz als Baustoff

Holz ist einer der ältesten natürlichen Baustoffe mit zahlreichen positiven Eigenschaften. Angesichts des Klimawandels steigt auch in Deutschland die Zahl der Holzbauten im privaten sowie im gewerblichen Bereich kontinuierlich an, denn die Holzbauweise besticht nicht nur durch ihre Optik, sondern bietet nebenbei diverse Vorteile für die Umwelt. Neben der sehr guten Wärmedämmeigenschaft bindet Holz langfristig CO2. Auch Kling Consult durfte in den vergangenen Jahren zahlreiche Bauvorhaben in Holzbauweise umsetzen.

Kleines Modell-Holzhaus im Gras

Moderner Holzbau

Die Holzbauweise ist in Deutschland in ihren verschiedensten Ausprägungen so populär wie nie zuvor in der jüngeren Geschichte. In immer kürzer werdenden Abständen werden neue Großvorhaben sowohl in die Breite als auch in die Höhe angekündigt und umgesetzt. Dabei reicht die Spanne von Holz-Hybridhochhäusern wie dem „Roots“ in Hamburg oder dem „WoHo“ in Kreuzberg bis hin zu fast reinen Holzhäusern wie dem „Thingers“ im Allgäu und ganzen Holzbau-Vierteln wie das sich in der Entwicklung befindliche „Schumacher-Quartier“ mit 48 ha Grundfläche auf dem ehemaligen Flughafen Berlin Tegel.

Im modernen Holzbau haben dabei vielfältige Entwicklungen von der klassischen Zimmererarbeit an Dachstühlen oder Holzbalkendecken zu ausgereiften, technisch hochwertigen und ganzheitlichen Lösungen geführt. Dadurch werden immer neue Grenzen und Beschränkungen im Holzbau ausgedehnt oder sogar ganz aufgehoben.

Als Beispiel sei hier die Einführung der neuen Musterholzbaurichtlinie genannt, die nun auch Holzbauten in den Gebäudeklassen 4 und 5 – und damit im großflächigen Geschosswohnungsbau – ermöglichen. Dabei sind nun häufig keine Einzelzustimmungen oder bauaufsichtlichen Prüfzeugnisse mehr erforderlich – der Holzbau entwickelt sich hier zu einer Regelbauweise. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen hier bereits, dass dieser Weg noch nicht zu Ende ist.

Und auch Förderprogramme auf den verschiedensten Ebenen, wie die gerade beschlossene Holzbauinitiative der Bundesregierung, in Bayern das „Bayerische Holzbauförderprogramm“ oder auch das Förderprogramm „Klimaneutrale Gebäude“ in München, welches den Einsatz nachwachsender Rohstoffe explizit fördert, tragen zur weiteren Verbreitung der Holzbauweise bei.
 

Klimaschutz im Holzbau

Während der Wachstumsphase eines Baumes nimmt dieser Kohlendioxid auf und speichert es in seiner Holzmasse ein. Wird der Baum nun gefällt und zu einem dauerhaften Holzprodukt verarbeitet, wird dieses Kohlendioxid im Produkt gespeichert und damit der Atmosphäre langfristig entzogen. Wird an der Stelle des gefällten Baums ein neuer gepflanzt, kann dieser langfristig erneut Kohlendioxid binden – der Kreislauf beginnt von vorn. Im Gegensatz zu den meisten anderen Bauweisen weist die Holzbauweise auch über die gesamte Prozesskette hinweg eine negative CO2-Bilanz auf - es wird also mehr CO2 gebunden als bei der Herstellung, beispielsweise beim Trocknen, beim Transport und der Verarbeitung, entsteht.

Dennoch sind wir auch beim Holzbau gehalten, Ressourcen sparsam und effizient einzusetzen. Dies bedeutet für den Gebäude- und Tragwerksentwurf, die Werkstoffe und Bauweisen so zu wählen, dass ihre jeweiligen Stärken bestmöglich genutzt werden.
 

Verschiedene Bauweisen

Im modernen Holzbau haben sich verschiedene Bauweisen als Schwerpunkte entwickelt. Im Holzrahmenbau werden schlanke Holzrippen zu einer tragenden Konstruktion verbunden. Mittels Beplankungswerkstoffen wird der Raumabschluss und die Aussteifung der Konstruktion sichergestellt. Die 

entstehenden Hohlräume werden ausgedämmt. So entstehen sehr leichte, ressourceneffiziente Bauteile, die je nach den Möglichkeiten der ausführenden Firma weitgehend vormontiert auf die Baustelle kommen – teilweise bereits mit eingebauten Fenstern. Auf der Baustelle werden die einzelnen Module dann zu einem fertigen Gebäude zusammengesetzt. Durch die Vorfertigung verkürzt sich die Bauzeit auf der Baustelle enorm. Ein übliches Einfamilienhaus kann innerhalb eines Tages errichtet werden. Der (Roh-)bau ist dann bereits witterungsfest abgedichtet.

Werden größere Tragfähigkeiten benötigt spielt die Massivholz- oder Brettsperrholzbauweise ihre Vorteile aus. Bei dieser Bauweise werden Holzlamellen im Werk kreuzweise zu großen Holzwerkstoffplatten miteinander verleimt. Dadurch entstehen großdimensionale, flächige Elemente die je nach Erfordernis und Aufbau als Wände, Decken oder Dächer eingesetzt werden können. Durch die kreuzweise verleimten Holzlamellen entsteht ein dimensionsstabiler Werkstoff, der hohe Tragfähigkeiten aufweist. Brettsperrholzwände können sowohl hohe vertikale Lasten aufnehmen als auch horizontale Aussteifungslasten sicher in die Fundamentierung abtragen. Auch hier werden die Elemente im Werk vorgefertigt und auf der Baustelle zum Gesamttragwerk zusammengesetzt – mit allen Vorteilen bei der Bauzeit und der lokalen Baubelastung für Anwohner:innen.

Werden noch größere Tragfähigkeiten benötigt oder bestehen besondere Anforderungen an den Brandschutz kommen Hybrid- und Verbundkonstruktionen zum Einsatz. Dabei ist es entweder möglich ganze Gebäude als Hybriden auszubilden - also nach Bauteilen getrennt, beispielsweise mit einem tragenden Betonskelett und vorgestellter Holzfassade - oder die Eigenschaften der jeweiligen Baustoffe in Holz-Beton-Verbundbauteilen (insbesondere in Decken) optimal zu ergänzen.
 

Schallschutz, Brandschutz und Wohnkomfort

Moderne Holzbauten lassen sich hinsichtlich des Schallschutzes optimieren, sodass gegenüber den massiven Bauweisen in Mauerwerk oder Stahlbetonbau keine nennenswerten Abstriche mehr gemacht werden müssen. In diesem Bereich wurde in den letzten Jahren viel Forschung getrieben, die direkt in die praktische Ausführung eingeflossen ist.

Und auch im Brandschutz werden durch die stete Weiterentwicklung der Konstruktionen immer höhere Anforderungen erfüllt. Sei es durch Berücksichtigung des Abbrands bei der Bemessung der Bauteile, gekapselte Bauweisen oder technische Weiterentwicklungen, insbesondere für Durchbrüche und Anschlüsse.

Durch die besonders hohen wärmedämmenden Eigenschaften des Holzes und die Verbindung mit modernen Wärmedämmstoffen auf nachwachsender Basis, wie Holzfaser- oder Zellulosedämmstoffe bzw. bei erhöhten Brandschutzanforderungen mineralischer Dämmstoffe, ist der erhöhte Wohn- und Nutzungskomfort in Holzgebäuden direkt eingebaut.
 

Holzbau bei Kling Consult

Bei Kling Consult arbeiten hochqualifizierte, erfahrene Tragwerksplaner an der Umsetzung moderner Holztragwerke. Dabei stehen wir unseren Projektpartnern vom ersten Entwurf an zur Seite und unterstützen dabei, ein wirtschaftliches und nachhaltiges Gebäude in den verschiedenen Holzbauweisen zu errichten. Über die Genehmigungs- und Ausführungsplanung bis zum kleinsten Detail begleiten wir das Projekt durch den Planungsprozess.

In den vergangenen Jahren durften wir unser Können und unserer Leidenschaft für den Holzbau bei vielfältigen Projekten einbringen. So arbeiten wir aktuell an verschiedenen Bauvorhaben in sogenannter Holz-Hybrid-Bauweise, bei denen die tragende Hauptstruktur aus Stahlbetonbauteilen besteht und der Raumabschluss durch nicht- bzw. selbsttragende Fassadenelemente gebildet wird. Dabei führen wir insbesondere in der Detailplanung der Fassaden alle erforderlichen Nachweise und konstruieren gemeinsam mit allen Projektpartnern tragfähige und verformungsarme Lösungen.

Auch in der Massivholzbauweise bringen wir Erfahrung mit. So durften wir kürzlich einen Kinderhort im Markt Mering projektieren, der nach der Fertigstellung bis zu 125 Kinder beheimaten wird.