Architektur: Modernes Bauen mit Holz
Schnell, nachhaltig, schön – als eine der ältesten Bauweisen verändert Holzarchitektur das moderne Baugeschehen
Holzarchitektur ist seit den Neunzigerjahren wieder schwer im Kommen. Mit spektakulären Projekten wie Shigerus Bans Bürogebäude in Zürich von 2013 hat sie ebenso auf sich aufmerksam gemacht wie mit dem ersten fünfstöckigen Mehrfamilien-Holzhaus in Berlin, das Kaden Klingbeil Architekten 2010 errichteten. Als nachwachsender Rohstoff hat Holz viele Eigenschaften, die wir uns wünschen: es ist leicht, tragfähig, sorgt für gutes Raumklima und lässt eine moderne und dabei warme Architektursprache zu, die gleichzeitig archaische Gefühle weckt – denn einen älteren Baustoff kennt die Menschheit nicht. Was Holz im Einfamilienhausbau so alles kann, erklären wir in den folgenden fünf Abschnitten.
Als nachwachsender Rohstoff hat Holz einen vergleichsweise kleinen ökologischen Fußabdruck. Nicht nur, weil es Kohlendioxid bindet, sondern auch, weil bei seiner Verarbeitung weniger fossile Brennstoffe verbraucht werden als bei der von mineralischen Baumaterialien. Außerdem hat Holz sehr gute wärmedämmende, schallisolierende und statischen Eigenschaften, derentwegen weniger zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um ein Gebäude zu klimatisieren, zu isolieren und zu dämmen.
2. Bauen auf Speed: Holz und sein hoher Vorfertigungsgrad
Digitalisiertes Entwerfen mit Holz
Dass Architekten heute wieder gerne auf Holz zurückgreifen, ist nicht zuletzt digitalisierten Planungsprozessen und computergestützten Fertigungsverfahren zu verdanken. Daraus haben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten entwickelt, die folgende Aspekte problemlos ermöglichen:
2. Bauen auf Speed: Holz und sein hoher Vorfertigungsgrad
Digitalisiertes Entwerfen mit Holz
Dass Architekten heute wieder gerne auf Holz zurückgreifen, ist nicht zuletzt digitalisierten Planungsprozessen und computergestützten Fertigungsverfahren zu verdanken. Daraus haben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten entwickelt, die folgende Aspekte problemlos ermöglichen:
- individuelle Grundrisse
- abwechslungsreiche Fassadengliederungen
- Sonderlösungen
Schnelle Montage von Holzbauteilen
Auch im Fertighausbau wird hauptsächlich mit Holz gearbeitet. Holzarchitektur ist im Grunde immer Baukastenarchitektur, die auf der Baustelle wie ein Legosatz zusammengefügt wird – auch, wenn sie nicht vom Fertighaushersteller stammt, sondern individuell geplant wurde. Die vorproduzierten Teile werden vor Ort binnen weniger Tage montiert. Oft lässt sich die Bauzeit dadurch um 20 Prozent verkürzen, was gerade bei Ausbauarbeiten oder Aufstockungen von Vorteil ist, denn so werden die Anwohner weniger belastet als bei herkömmlichen Bauweisen.
Durch die Vorfertigung in der Werkhalle gibt es einen weiteren positiven Effekt: Holzarchitektur hat einen hohen Präzisionsgrad und oft eine dementsprechend hohe Qualität.
Mehr Netto vom Brutto im Holzhaus
Wer sein Haus mit Holz plant, hat es mit geringeren Bauteilquerschnitten zu tun und erhält so mehr nutzbaren Wohnraum. Außerdem können selbst in tragenden Wänden Hohlräume zur Dämmung genutzt werden, so dass durch die Dämmschicht kein Raum verloren geht und man mehr Nettogeschossfläche gewinnt.
Auch im Fertighausbau wird hauptsächlich mit Holz gearbeitet. Holzarchitektur ist im Grunde immer Baukastenarchitektur, die auf der Baustelle wie ein Legosatz zusammengefügt wird – auch, wenn sie nicht vom Fertighaushersteller stammt, sondern individuell geplant wurde. Die vorproduzierten Teile werden vor Ort binnen weniger Tage montiert. Oft lässt sich die Bauzeit dadurch um 20 Prozent verkürzen, was gerade bei Ausbauarbeiten oder Aufstockungen von Vorteil ist, denn so werden die Anwohner weniger belastet als bei herkömmlichen Bauweisen.
Durch die Vorfertigung in der Werkhalle gibt es einen weiteren positiven Effekt: Holzarchitektur hat einen hohen Präzisionsgrad und oft eine dementsprechend hohe Qualität.
Mehr Netto vom Brutto im Holzhaus
Wer sein Haus mit Holz plant, hat es mit geringeren Bauteilquerschnitten zu tun und erhält so mehr nutzbaren Wohnraum. Außerdem können selbst in tragenden Wänden Hohlräume zur Dämmung genutzt werden, so dass durch die Dämmschicht kein Raum verloren geht und man mehr Nettogeschossfläche gewinnt.
3. Holz und Feuer – was ist mit dem Brandschutz?
Dass Holz gut brennt, war in den vergangenen Jahrhunderten einer der Hauptgründe, es mehr und mehr aus Städten zu verbannen. Und jetzt soll es zurückkehren, ja, geht denn das? Wenn man Holzbauarchitekten wie Julian Weyer von C.F. Møller Architects glauben darf, geht es sogar sehr gut. Der Däne berichtete im Interview mit der Baunetzwoche im Februar 2014 vom Brandschutzkonzept eines geplanten Holzhochhauses, bei dem Stahlträger von Holz ummantelt werden sollen, um sie vor Feuer zu schützen. Das klingt unglaublich, doch Holz hat ein anderes Brandverhalten als Stahl, da es langsam verkohlt und dabei weiterhin hohen Temperaturen standhält, während Stahl ab einem bestimmten Punkt einknickt.
Im Bild: Ein Sommerhaus in Kandestederne, Dänemark, von C.F. Møller Architects. Die Zedernplanken an der Fassade des Holzbaus sind unbehandelt und haben eine gräuliche Färbung entwickelt, die mit der kargen Landschaft harmoniert.
Dass Holz gut brennt, war in den vergangenen Jahrhunderten einer der Hauptgründe, es mehr und mehr aus Städten zu verbannen. Und jetzt soll es zurückkehren, ja, geht denn das? Wenn man Holzbauarchitekten wie Julian Weyer von C.F. Møller Architects glauben darf, geht es sogar sehr gut. Der Däne berichtete im Interview mit der Baunetzwoche im Februar 2014 vom Brandschutzkonzept eines geplanten Holzhochhauses, bei dem Stahlträger von Holz ummantelt werden sollen, um sie vor Feuer zu schützen. Das klingt unglaublich, doch Holz hat ein anderes Brandverhalten als Stahl, da es langsam verkohlt und dabei weiterhin hohen Temperaturen standhält, während Stahl ab einem bestimmten Punkt einknickt.
Im Bild: Ein Sommerhaus in Kandestederne, Dänemark, von C.F. Møller Architects. Die Zedernplanken an der Fassade des Holzbaus sind unbehandelt und haben eine gräuliche Färbung entwickelt, die mit der kargen Landschaft harmoniert.
Brandschutz im Holzbau – erste Gehversuche und Stand der Dinge
Im ersten Berliner Mehrfamilienhaus aus Holz, das Kaden Klingbeil Architekten (heute Kaden + Lager) 2010 fertigstellten, galten noch recht überzogene Brandschutzmaßnahmen: Neben dem Fünfgeschosser wurde damals ein Treppenturm errichtet, der vom Haus getrennt und über Betonbrücken erreichbar ist.
Mittlerweile gelten moderne Holzhäuser, auch brandschutztechnisch, als absolut innenstadtkompatibel. Ihre Treppenhäuser werden innenliegend als aussteifender Betonkern und geschützter Fluchtweg gebaut. Keller entstehen in Massivbauweise und das Erdgeschoss häufig auch, da in diesen Teilen des Gebäudes Feuchtigkeit das Holz zu sehr angreifen würde. Aus demselben Grund sitzen Fachwerkhäuser seit Jahrhunderten auf einem steinernen Sockel.
Da das Brandverhalten von Holzhäusern durch die Konstruktion beeinflusst wird, sind entsprechende Fragen zu stellen: Handelt es sich bei der Fassade um eine hinterlüftete oder belüftete? Ist sie offen oder geschlossen? Je nachdem müssen unterschiedliche Schutzmaßnahmen ergriffen werden, über die Sie Architekten und Brandschutzingenieure aufklären können.
Im ersten Berliner Mehrfamilienhaus aus Holz, das Kaden Klingbeil Architekten (heute Kaden + Lager) 2010 fertigstellten, galten noch recht überzogene Brandschutzmaßnahmen: Neben dem Fünfgeschosser wurde damals ein Treppenturm errichtet, der vom Haus getrennt und über Betonbrücken erreichbar ist.
Mittlerweile gelten moderne Holzhäuser, auch brandschutztechnisch, als absolut innenstadtkompatibel. Ihre Treppenhäuser werden innenliegend als aussteifender Betonkern und geschützter Fluchtweg gebaut. Keller entstehen in Massivbauweise und das Erdgeschoss häufig auch, da in diesen Teilen des Gebäudes Feuchtigkeit das Holz zu sehr angreifen würde. Aus demselben Grund sitzen Fachwerkhäuser seit Jahrhunderten auf einem steinernen Sockel.
Da das Brandverhalten von Holzhäusern durch die Konstruktion beeinflusst wird, sind entsprechende Fragen zu stellen: Handelt es sich bei der Fassade um eine hinterlüftete oder belüftete? Ist sie offen oder geschlossen? Je nachdem müssen unterschiedliche Schutzmaßnahmen ergriffen werden, über die Sie Architekten und Brandschutzingenieure aufklären können.
Glimmverhalten von Holzfaserdämmplatten
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, Holzhäuser zu dämmen. Holzfaserdämmplatten sind eine davon. Untersuchungen haben gezeigt, dass dieses Material ein problematisches Glimmverhalten haben kann, weshalb bei dessen Verwendung eine Fassade mit Brandriegeln (auch Glimmriegel genannt) ausgestattet werden muss. Dabei handelt es sich um horizontal verlaufende Sperrschichten, die verhindern, dass glimmendes Material den Brand auf höher oder niedriger liegende Teile der Dämmung überträgt. Das selbe Prinzip wendet man bei Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) und expandiertem Polystyrol (EPS) an.
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, Holzhäuser zu dämmen. Holzfaserdämmplatten sind eine davon. Untersuchungen haben gezeigt, dass dieses Material ein problematisches Glimmverhalten haben kann, weshalb bei dessen Verwendung eine Fassade mit Brandriegeln (auch Glimmriegel genannt) ausgestattet werden muss. Dabei handelt es sich um horizontal verlaufende Sperrschichten, die verhindern, dass glimmendes Material den Brand auf höher oder niedriger liegende Teile der Dämmung überträgt. Das selbe Prinzip wendet man bei Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) und expandiertem Polystyrol (EPS) an.
Brandschutz durch eine Dämmschichtbildende Beschichtung (DSB)
Auch dämmschichtbildende Beschichtungen an Holzbauteilen sind eine Möglichkeit, den Brandschutz zu erhöhen. Sie können Holzkonstruktionen für die Zeit einer sogenannten Feuerwiderstandsdauer effektiv schützen: Wird eine bestimmte Temperatur überschritten, schäumt der Dämmschichtbildner auf und bildet eine dicke Kohlenstoffschicht mit geringer Leitfähigkeit, die verhindert, dass die Hitze eines Brandes das Bauteil erreicht. Als nicht geregelte Bauprodukte benötigen DSB eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Leider reagiert das Material negativ auf Witterungseinflüsse und ist daher für Bauteile, die Wind und Wetter ausgesetzt sind, nicht einwandfrei geeignet.
Im Bild: Dieses Niedrigenergiehaus bauten Rasmus Jensen Arkitekt MAA in Aarhus, Dänemark. Es ist aus Holz konstruiert und mit Holz gedämmt.
Auch dämmschichtbildende Beschichtungen an Holzbauteilen sind eine Möglichkeit, den Brandschutz zu erhöhen. Sie können Holzkonstruktionen für die Zeit einer sogenannten Feuerwiderstandsdauer effektiv schützen: Wird eine bestimmte Temperatur überschritten, schäumt der Dämmschichtbildner auf und bildet eine dicke Kohlenstoffschicht mit geringer Leitfähigkeit, die verhindert, dass die Hitze eines Brandes das Bauteil erreicht. Als nicht geregelte Bauprodukte benötigen DSB eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. Leider reagiert das Material negativ auf Witterungseinflüsse und ist daher für Bauteile, die Wind und Wetter ausgesetzt sind, nicht einwandfrei geeignet.
Im Bild: Dieses Niedrigenergiehaus bauten Rasmus Jensen Arkitekt MAA in Aarhus, Dänemark. Es ist aus Holz konstruiert und mit Holz gedämmt.
4. Holz und Statik – Konstruktionsarten und Einsatzbereiche von Holzarchitektur
Wenn man Stahlbeton und Holz vergleicht, hat der natürliche Rohstoff hinsichtlich seiner statischen Belastbarkeit sehr ähnliche Eigenschaften. Außerdem lässt sich, indem Hölzer zu Sperrholz verleimt werden, ihre Anisotropie, das heißt ihre Richtungsabhängigkeit, verändern. So wird das Material in verschiedene Richtungen belastbar.
Sperrholz aus gegenläufig verleimten Bretterlagen hat, aufgrund seiner guten statischen Eigenschaften plus der klassischen Vorzüge von Holz, daher sicherlich viel zur Renaissance des Holzbaus beigetragen. Es ist hoch belastbar, robust, und als flächiges Bauteil für konventionelle Aufbauten geeignet.
Wenn man Stahlbeton und Holz vergleicht, hat der natürliche Rohstoff hinsichtlich seiner statischen Belastbarkeit sehr ähnliche Eigenschaften. Außerdem lässt sich, indem Hölzer zu Sperrholz verleimt werden, ihre Anisotropie, das heißt ihre Richtungsabhängigkeit, verändern. So wird das Material in verschiedene Richtungen belastbar.
Sperrholz aus gegenläufig verleimten Bretterlagen hat, aufgrund seiner guten statischen Eigenschaften plus der klassischen Vorzüge von Holz, daher sicherlich viel zur Renaissance des Holzbaus beigetragen. Es ist hoch belastbar, robust, und als flächiges Bauteil für konventionelle Aufbauten geeignet.
Aufgrund der Materialbeschaffenheit kann in Holzbauten auf bestimmte Gewerke oft ganz verzichtet werden: Gipser, Maler und Bodenleger kommen kaum zum Einsatz, was wiederum die Bauzeit beschleunigt.
Weil Holzkonstruktionen 50-65 Prozent leichter als andere Konstruktionsarten sind, eignen sie sich besonders gut für Aufstockungen und zur Nachverdichtung innerhalb der Stadt.
Im Bild: Architekt Jan Jander entwarf dieses Holzhaus, das von Fabry Holzbau in Leopoldshafen bei Karlsruhe errichtet wurde.
Weil Holzkonstruktionen 50-65 Prozent leichter als andere Konstruktionsarten sind, eignen sie sich besonders gut für Aufstockungen und zur Nachverdichtung innerhalb der Stadt.
Im Bild: Architekt Jan Jander entwarf dieses Holzhaus, das von Fabry Holzbau in Leopoldshafen bei Karlsruhe errichtet wurde.
Holz-Konstruktionsarten und ihre Anwendungsbereiche
Die Skelettbauweise wird besonders dort eingesetzt, wo man große Spannweiten braucht, also für Büro-, Schul- und Hallenbauten.
Besonders im Wohnungsbau werden Brettsperrhölzer und Holztafeln gerne eingesetzt und mit Holz-Beton-Verbund-Decken (HBV-Decken) kombiniert.
- Skelettbauweise
Die Skelettbauweise wird besonders dort eingesetzt, wo man große Spannweiten braucht, also für Büro-, Schul- und Hallenbauten.
- Massivbauweise
Besonders im Wohnungsbau werden Brettsperrhölzer und Holztafeln gerne eingesetzt und mit Holz-Beton-Verbund-Decken (HBV-Decken) kombiniert.
- Mischbauweisen
5. Nachteile von Holzarchitektur
Ein wichtiger Bestandteil der Ökobilanz ist die Betrachtung der 3. Phase im Lebenszyklus eines Bauteils, die Stoffauflösung, bei der es um Abbruch und Beseitigung geht – nach der Gewinnung und Herstellung (Phase 1) und der Verarbeitung und Nutzung (Phase 2). In den allermeisten zeitgenössischen Holzhäusern werden verklebte Brettsperrhölzer oder Holztafeln verbaut, deren Klebstoffanteil dafür sorgt, dass die Materialien nach dem Abriss zu Sondermüll werden. Dasselbe gilt für Beschichtungen zum Brand- oder Witterungsschutz. Es gibt inzwischen erste Projekte aus reinem Massivholz und einige Büros, die mit dieser Idee experimentieren.
In den ersten beiden Lebenszyklusphasen hat Holzarchitektur unbestritten große Vorteile gegenüber mineralischen Baustoffen – und so innovativ, wie die Entwicklung gerade voranschreitet, werden hoffentlich auch in Bezug auf den Abbruch und die Beseitigung bald allgemeintaugliche umweltschonende Lösungen gefunden.
Haben Sie bereits Erfahrungen mit Holzbauten gemacht? Erzählen Sie uns davon.
Ein wichtiger Bestandteil der Ökobilanz ist die Betrachtung der 3. Phase im Lebenszyklus eines Bauteils, die Stoffauflösung, bei der es um Abbruch und Beseitigung geht – nach der Gewinnung und Herstellung (Phase 1) und der Verarbeitung und Nutzung (Phase 2). In den allermeisten zeitgenössischen Holzhäusern werden verklebte Brettsperrhölzer oder Holztafeln verbaut, deren Klebstoffanteil dafür sorgt, dass die Materialien nach dem Abriss zu Sondermüll werden. Dasselbe gilt für Beschichtungen zum Brand- oder Witterungsschutz. Es gibt inzwischen erste Projekte aus reinem Massivholz und einige Büros, die mit dieser Idee experimentieren.
In den ersten beiden Lebenszyklusphasen hat Holzarchitektur unbestritten große Vorteile gegenüber mineralischen Baustoffen – und so innovativ, wie die Entwicklung gerade voranschreitet, werden hoffentlich auch in Bezug auf den Abbruch und die Beseitigung bald allgemeintaugliche umweltschonende Lösungen gefunden.
Haben Sie bereits Erfahrungen mit Holzbauten gemacht? Erzählen Sie uns davon.
Wenn man den Ressourcenverbrauch verschiedener Wirtschaftszweige vergleicht, ist und bleibt die Baubranche der unangefochtene Spitzenreiter. Nirgendwo sonst werden mehr Rohstoffe verarbeitet, nirgends sonst entsteht mehr Abfall durch den Abriss oder Umbau von Gebäuden. Deswegen ist gerade hier Suche nach umweltschonenden Bauweisen und Materialien entscheidend und wird durch viele Architekten und Forschungsabteilungen an Universitäten vorangetrieben. In den vergangenen 10-20 Jahren ist in diesem Zusammenhang ein Rohstoff wiederentdeckt worden, der lange aus dem Bauen, vor allem in Städten, verschwunden war: Die Rede ist von Holz.
Im Bild: Dieses Holzhaus in Wandlitz bauten die Architekten von 2D+ für ein Berliner Paar. Projektarchitekt Bonauer sagt: „Theoretisch ist das ganze Haus komplett kompostierbar.“