Ganze 30 Stockwerke hoch soll das Holzhaus werden, das künftig die Skyline der kanadischen Stadt Vancouver zieren soll. Auch in anderen Ländern gibt es ähnliche Projekte, die den Holzbau buchstäblich in neue Höhen führen sollen. «Auch bei den Holzhäusern gibt es einen Wettbewerb, wer am höchsten baut», stellt Andrea Frangi, Professor für Holzbau an der ETH Zürich, fest. «Doch in der Praxis stehen nicht diese spektakulären Bauwerke im Vordergrund, sondern die ‹normalen› mehrgeschossigen Gebäude, die in immer grösserer Zahl entstehen.»
1530 Mehrfamilienhäuser, Gewerbebauten und öffentliche Gebäude wurden gemäss einer Statistik der Fachhochschule Bern im Jahr 2013 in der Schweiz gebaut, 50 Prozent mehr als noch fünf Jahre zuvor. «Holzhäuser machen zwar immer noch einen kleinen Teil der neu gebauten Häuser aus», meint Frangi. «Doch der Trend ist klar: Holz setzt sich als Baustoff immer mehr durch.» Mit gutem Grund: Holz ist als nachwachsender Rohstoff ein besonders ökologisches Material. Zudem kann man mit Holz schneller bauen. «Holzhäuser werden in Trockenbauweise erstellt und die einzelnen Bauteile können in der Werkstatt vorfabriziert werden. Beides spart Zeit», erläutert Frangi. Holz ist zudem leichter als Beton oder Stahl, sodass gerade bei grösseren Gebäuden das Fundament weniger stark belastet wird. Und nicht zuletzt bietet Holz Vorteile im Falle eines Erdbebens, weil Konstruktionen aus Holz im Vergleich zu Massivbauten geringeren Kräften ausgesetzt sind.
Die Stärken kombinieren
Allerdings hat Holz auch gewisse Nachteile. Holzbauten schneiden etwa beim Schallschutz nicht immer optimal ab. Und auch die beschränkte Festigkeit und Zuverlässigkeit sind ein Nachteil der Holzbauweise. Frangi untersucht deshalb mit seiner Forschergruppe, wie man die Eigenschaften von Holzbauteilen gezielt verbessern könnte. «Bei Holzbalken beeinträchtigen beispielsweise Astlöcher die Festigkeit des Materials», erklärt er. «Wenn man diese Stellen mit Faserverbundwerkstoff verstärkt, lässt sich dieser Nachteil beseitigen und die Zuverlässigkeit des Materials verbessern.» Auch die Kombination von Holz mit Beton ist eine interessante Variante. Holz kann gut Zugspannungen aufnehmen, Beton hingegen hält hohem Druck stand. Wenn man beide Materialien verbindet, entsteht im Idealfall ein Bauelement, das sowohl eine hohe Druckfestigkeit als auch eine hohe Zugfestigkeit hat. Ob das gewünschte Resultat erreicht wird, hängt jedoch massgeblich davon ab, wie die Materialien verbunden werden – beispielsweise mit mechanischen Verzahnungen oder Schrauben.
Und noch ein anderes Thema beschäftigt den Forschenden: Holzhäuser werden praktisch nur aus Nadelholz gefertigt. Dieses hat eine geringere Dichte als das harte Laubholz und lässt sich in der Sägerei leichter verarbeiten. Zudem reagiert das Holz der Buche, die in der Schweiz am häufigsten vorkommt, empfindlich auf Feuchtigkeit und verzieht sich relativ schnell. Frangi untersucht nun, wie man Laubholz konkret verarbeiten muss, damit es als Baustoff genutzt werden kann. «Wir haben in unseren Wäldern viele Laubbäume. Eigentlich ist es schade, dass wir diese Ressource noch kaum zum Bauen verwenden.»
Brandschutz erfordert Sorgfalt
Noch vor gut 10 Jahren wurden in der Schweiz keine mehrgeschossigen Gebäude aus Holz gebaut, weil die Brandschutzvorschriften dies verboten. Das änderte sich 2003, als das entsprechende Regelwerk gelockert und der Bau von sechsgeschossigen Holzhäusern erlaubt wurde. Möglich wurde dies unter anderem durch umfangreiche Brandversuche, bei denen im Detail untersucht wurde, wie sich Holzkonstruktionen im Brandfall verhalten.
Wer mehrgeschossige Holzhäuser bauen will, muss sorgfältig arbeiten. «Es braucht eine genaue Planung, eine fachgerechte Ausführung und eine umfassende Qualitätssicherung» erklärt Andrea Frangi. «Im Gegensatz zu Massivbauten kann man bei Holzhäusern zum Beispiel auf der Baustelle nicht einfach ein zusätzliches Loch für eine abgeänderte Leitung anbringen. Denn dies könnte den Brandschutz des Gebäudes beeinträchtigen.» Auch wenn man Holz mit Stahl, Kunststoffen oder Beton kombiniert will, muss man genau wissen, wie sich diese Verbindungen im Brandfall verhalten. Wenn die Festigkeit des Verbundes bei grosser Hitze plötzlich nachlässt, kann das für die Menschen im Gebäude fatale Folgen haben.
Text: SATW / Felix Würsten
Quelle: Technoscope 2/14: Rohstoff Holz. Technoscope ist das Technikmagazin der SATW für Jugendliche
Erstellt: 22.08.2014
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