Das Wesen des Holzbaus

Über den Naturstoff und seine besonderen Qualitäten

Holz ist ein natürliches, inhomogenes Material. Als Konstruktionswerkstoff, Baumaterial oder Energieträger findet es seit Jahrtausenden Verwendung. Der organisch gewachsene Rohstoff ist nachhaltig und global verfügbar. Das Verhältnis von Eigengewicht zu Festigkeit von Holz ist wesentlich günstiger als das von Baustoffen wie Beton oder Stahl. Holzbauten sind dadurch leichter als mineralische Gebäude. Weil sich Holz gut bearbeiten, vorfertigen und transportieren lässt, ist es prädestiniert für weit spannende Tragwerke, für Aufstockungen, Sanierungen oder Grundstücke mit schwierigen Gründungsverhältnissen.

Gallerie

Holz ist anisotrop, das heißt, seine Eigenschaften unterscheiden sich stark in Abhängigkeit von der Faserrichtung. Mit seinem Aufbau aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin ist es ein natürliches Verbundmaterial: Cellulose bildet das Traggerüst und übernimmt die Zugfestigkeit des Holzes, Lignin sorgt für den Verbund der Cellulose und damit für Druckfestigkeit.

Einfluss auf das Klima und Energieverbrauch
Holz hat einen beträchtlichen Einfluss auf die Reduktion klimaschädlicher Treibhausgase in der Atmosphäre, denn es fungiert als aktiver Kohlenstoffspeicher [1]. Aus Kohlenstoffdioxid und Sonnenlicht produziert ein Baum Biomasse und Sauerstoff. Durch diesen Vorgang wird Kohlenstoffdioxid in Form von Kohlenstoff dauerhaft gebunden und erst bei der thermischen Verwertung des Holzes nach Ende der Nutzungsphase oder dem Zersetzungsprozess freigesetzt [2]. Der Energieaufwand ist bei der Verarbeitung von Holz vergleichsweise gering [3]. Holzprodukte können zurückgebaut oder wiederverwendet werden sowie zur emissionsneutralen Energiegewinnung dienen. Die Wiederverwertung kann die Nutzungsdauer eines Produktes verlängern sowie Kohlenstoff über einen längeren Zeitraum binden. Das spart Ressourcen und reduziert den Einsatz fossiler Energieträger.

Wechselwirkung mit der Umgebung
Das anisotrope Verhalten von Holz lässt sich über den mikroskopischen Aufbau der Zellwände beschreiben. Der Werkstoff unterliegt dem unmittelbaren Einfluss seiner Umgebung und passt sich aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften den Veränderungen der Luftfeuchte an. Die Fähigkeit zur Wasseraufnahme und -abgabe, das damit verbundene Quellen und Schwinden (s. Fachwissen: Eigenschaften und Merkmale von Holz und Holzwerkstoffen) findet nur unterhalb des Fasersättigungspunktes statt. Das Schwind- und Quellverhalten unterscheidet sich in der Intensität und je nach Holzart in den Hauptrichtungen radial, axial und tangential; es wird auch als „Arbeiten“ des Holzes bezeichnet. Das anisotrope sowie hygroskopische Verhalten ist bei einer materialgerechten Verarbeitung des Werkstoffes unbedingt zu berücksichtigen; es ist ausschlaggebend für die Dauerhaftigkeit einer Konstruktion [4](s. Fachwissen: Holzschutz). So ist die Verarbeitung des Rohstoffs Holz zu Holzwerkstoffen meist darauf ausgerichtet, die Inhomogenität und Anisotropie zu reduzieren und die günstigen Eigenschaften zu steigern.

Vertrautes Material mit Zukunft
Holz ist ein Sympathieträger im Materialkanon der Baustoffe. Es ist den Menschen seit Jahrtausenden vertraut, durch seine Farbe, Maserung, Struktur, durch die Wärme seiner Oberfläche und seine Haptik gilt es als sinnlich ansprechend [5], während seine temperatur- und feuchteregulierenden Eigenschaften das Innenraumklima verbessern.

Die automatisierte Verarbeitung im Bereich des Holzbaus ist heute weit vorangeschritten. So ist es möglich, großformatige Bauteile vorzufertigen und zu transportieren (s. Fachwissen: Vorfertigung). Zusammenfassend lässt sich feststellen: Holz als Baumaterial verbindet Nachhaltigkeit, Vielseitigkeit und Ästhetik – es gilt als wesentlicher Rohstoff der Zukunft [6].

Quellen: [1] Lohmann, U. (2010) – Holzlexikon. Das Standardwerk für Holz- und Forstwirtschaft. Hamburg: Nikol Verlag; [2] Reuter 2010; [3] BMI 2019; [4] Kollmann; F. (1951) – Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe. Berlin: Springer Verlag; [5] Teischinger, Alfred: Interaktion Mensch und Holz, Wien 2012. [6] Wagenführ, R. (2006) – Holzatlas. München: Carl Hanser Verlag.

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Tragwerk der Multihalle in Mannheim (Carlfried Mutschler und Frei Otto, 1974): Lattengitterschale mit einer Spannweite von 85 Metern

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Der konstruktive Holzschutz greift auf den Erfahrungsschatz einer Jahrtausende alten Bautradition zurück. Für Holzhäuser in alpiner Region typisch sind weite Dachüberstände.

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Die Präzision des Bauens nimmt mit der Vorfertigung erheblich zu (im Bild: Firmensitz Flexim in Berlin-Marzahn, geplant von ZRS Architekten Ingenieure).

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Grundlagen

Vorfertigung

Holz ist leicht und lässt sich gut im Kontext einer digitalen Prozesskette bearbeiten. Kurze Bauzeiten verringern die Kosten und entlasten die Umgebung von Baustellenemissionen.

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Holzkonstruktionen erlauben eine weitgehende Vorfertigung großer Bauteile, die dann auf der Baustelle in kürzester Zeit montiert werden können (im Bild: Holzhaus Lynarstr., geplant von Schäferwenningerprojekt, Berlin).

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Insbesondere in Innenstädten kommt Holzbau verstärkt zum Einsatz (im Bild: Holzhaus Lynarstr., 2019; Schäferwenningerprojekt, Berlin).

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