Massivbauweise

Bauelemente, Eigenschaften, Holzarten

Sowohl für Wohngebäude als auch für Bürohäuser, Hotel- und Gewerbebauten werden heute überwiegend vorgefertigte Bauteile verwendet. Dabei spielt die vorausschauende Planung eine große Rolle: Je häufiger ein Element verwendet wird, desto wirtschaftlicher wird seine Vorfertigung. Je höher der Vorfertigungsgrad, umso größer ist die Zeitersparnis auf der Baustelle. Der Holzelementbau ist gegenwärtig maßgeblich geprägt durch flächige vertikale und horizontale Elemente, die im Holzbauwerk für Wände und Decken eingesetzt werden.

Gallerie

Massive Bauelemente sind solche aus Brettstapeln, in Blockbauweise, aus Brettsperrholz bzw. CLT (Cross Laminated Timber). Die Blockbauweise gehört zu den ältesten Bauweisen überhaupt (s. Fachwissen zum Thema). Ein großer Vorteil von Elementen aus Brettsperrholz (BSP), die im Tragwerk als Platte oder Scheibe eingesetzt werden (und dementsprechend aussteifend wirken können), ist deren hohe Formstabilität. BSP besteht aus mehreren Lagen kreuzweise verleimten Brettern und lässt sich nahezu beliebig – dem Entwurf entsprechend – zuschneiden. Dabei sind Abmessungen bis zu 3,50 x 22,00 Meter möglich; die Plattenstärke hängt von den statischen Erfordernissen ab. Brettstapelelemente sind in der Regel auf eine Breite von 1,25 Meter beschränkt.  

Da Holz zwar gute Dämm- und Wärmespeichereigenschaften aufweist, die energetischen Anforderungen an eine moderne Gebäudehülle alleine jedoch nicht erfüllen kann, sind Wände in massiver Holzbauweise mehrschichtig aufgebaut. In der Regel ist die Dämmschicht außenseitig angeordnet, zum Beispiel in Form eines WDVS. Innenseitig kann eine Vorsatzschale mit Installationsebene sinnvoll sein. Der Schallschutz einer massiven Holzdecke oder Trennwand lässt sich durch eine Verkleidung (Dämmmaterial) oder Beplankung verbessern – eine Vorsatzschale ist besonders effektiv. Im Innenraum werden auch aus Gründen des Brandschutzes oftmals Gipskartonplatten zur Bekleidung eingesetzt; aber auch sichtbare Holzoberflächen sind grundsätzlich möglich und häufig auch gewünscht.

Bei mehrgeschossigen Gebäuden mit durchlaufenden Decken in Massivholzbauweise ist eine Entkopplung erforderlich, um die Schallübertragung (Flankenübertragung) zwischen unterschiedlichen Nutzungseinheiten zu reduzieren. Dies kann über eine Vorsatzschale an der Decke geschehen; empfohlen wird eine elastische Lagerung der vertikalen Bauteile ober- und unterhalb der Decke.

Für die massiven Bauelemente im Holzbau, zu denen natürlich auch Stützen und Träger aus Vollholz bzw. Konstruktionsvollholz (KVH) zählen, werden sowohl Nadel- als auch Laubhölzer verwendet. Vollhölzer werden aus Fichte und Tanne, Kiefer, Lärche und Douglasie produziert, aber auch aus Buche und Eiche, seltener anderen Laubbaumarten wie Pappel und Ahorn, Erle, Birke oder Esche. Für weitere Produkte aus Vollholz wie KVH und Balkenschichtholz kommen überwiegend die bereits genannten Nadelhölzer zum Einsatz, für Balkenschichtholz auch Pappel, für Brettschichtholz auch Buche, Edelkastanie und sogar Eiche. Mehrlagige Werkstoffe wie Brettsperrholzelemente werden aus Nadelhölzern hergestellt. Noch nicht allzu lange auf dem Markt ist Buchenfurnierschichtholz, welches sehr große Spannweiten ermöglicht.

Literatur: Kaufmann, Krötsch, Winter: Atlas Mehrgeschossiger Holzbau – Grundlagen, Konstruktionen, Beispiele, Edition Detail, München 2021; Nabil A. Fouad (Hrsg.): Bauphysik Kalender 2022 – Holzbau, Ernst & Sohn, Berlin 2022; Mario Rinke, Martin Krammer (Hrsg.): Architektur fertigen – Konstruktiver Holzelementbau, Triest Verlag, Zürich 2020; Stefan Winter, Mandy Peter (Hrsg.): Holzbau-Taschenbuch: Grundlagen, Ernst & Sohn, Berlin 2021; Anton Pech (Hrsg.): Holz im Hochbau – Theorie und Praxis, Birkhäuser, Basel 2016

Fachwissen zum Thema

Fassade in Holztafelbauweise beim temporären Holzbau B-Part am Gleisdreieck in Berlin (Scharabi Architekten, 2019)

Fassade in Holztafelbauweise beim temporären Holzbau B-Part am Gleisdreieck in Berlin (Scharabi Architekten, 2019)

Bauteile

Außenwandaufbau: Beispiele

Die Ständer der Tafelbauwände bieten eine leistungsfähige Unterkonstruktion für hinterlüftete oder kompakte Fassadenaufbauten.

Die Blockbauweise gibt es seit tausenden von Jahren. In bewaldeten, alpinen Regionen sind Blockhäuser recht häufig (hier ein Naturstammhaus).

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Holzbausysteme

Blockbauweise

Es handelt sich um eine der ältesten Bauweisen überhaupt: Kant- oder Rundhölzer (Vollholz) werden in horizontalen Lagen zu Wänden gestapelt und an den Ecken durch Versatz kraftschlüssig verbunden.

Brettsperrholz eignet sich sehr gut für Wandelemente. Um vertikale Lasten optimal abtragen zu können, müssen die Decklagen stehend angeordnet sein.

Brettsperrholz eignet sich sehr gut für Wandelemente. Um vertikale Lasten optimal abtragen zu können, müssen die Decklagen stehend angeordnet sein.

Bauteile

Brettsperrholz (BSP) – Massivholzsysteme

Brettsperrholzelemente eignen sich gut für hohlraumfreie, kompakte Wandaufbauten. In Kombination mit Brettsperrholzdecken sind die Verbindungsdetails einfach ausführbar.

Beim Projekt „Anbau und Sanierung Waschhaus” in Steffisburg nach Plänen von Dällenbach Ewald Architekten kam eine Brettstapelwand zum Einsatz.

Beim Projekt „Anbau und Sanierung Waschhaus” in Steffisburg nach Plänen von Dällenbach Ewald Architekten kam eine Brettstapelwand zum Einsatz.

Bauteile

Brettstapelelemente – Massivholzsysteme

Die flächigen Bauteile bestehen aus massiven, hochkant nebeneinanderstehenden Holzquerschnitten, die nachgiebig über Nägel, Hartholzdübel oder Verklebung miteinander verbunden sind.

In der Praxis sind Holzkonstruktionen heute meistens Mischkonstruktionen verschiedener Bauweisen oder Hybride mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton (im Bild: Baugruppenhaus B26 in Berlin-Mitte von Kaden Klingbeil Architekten).

In der Praxis sind Holzkonstruktionen heute meistens Mischkonstruktionen verschiedener Bauweisen oder Hybride mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton (im Bild: Baugruppenhaus B26 in Berlin-Mitte von Kaden Klingbeil Architekten).

Grundlagen

Holzbaukonstruktion heute

Kombiniert werden nicht nur unterschiedliche Konstruktionsweisen, sondern auch Materialien. Die Vorfertigung spielt eine große Rolle.

Trennwände zwischen Nutzungseinheiten werden im Holzbau oft mehrschalig ausgeführt, denn die hauptsächliche Beanspruchung ist Luftschallübertragung. Die Beschaffenheit der Bekleidung (Masse, Steifigkeit), die Art der Befestigung (Schallentkoppelung) und die Anzahl der Schichten bestimmen die Wirksamkeit des Schallschutzes.

Trennwände zwischen Nutzungseinheiten werden im Holzbau oft mehrschalig ausgeführt, denn die hauptsächliche Beanspruchung ist Luftschallübertragung. Die Beschaffenheit der Bekleidung (Masse, Steifigkeit), die Art der Befestigung (Schallentkoppelung) und die Anzahl der Schichten bestimmen die Wirksamkeit des Schallschutzes.

Wärme-/​Schall-/​Brandschutz

Innenbauteile: Schallschutz

Der Leichtigkeit des Holzbaus begegnet man, in dem man Bauteile schwerer macht, um die Körperschallübertragung zu reduzieren. Mehrschalige Aufbauten mindern Luftschallübertragung.

Wärme-/​Schall-/​Brandschutz

Wärmeschutz im Holzbau

Die Mindestanforderungen an den Wärmeschutz von Gebäuden unterteilen sich in den winterlichen und sommerlichen Wärmeschutz. Dabei...

Bauwerke zum Thema

Nordwestseite der Ausbildungsstätte nach Plänen von LP architektur: Einer von zwei winkelförmig angeordneten dreigeschossigen Gebäuderiegeln schließt an den sogenannten Holzturm an. Errichtet um die Jahrtausendwende, galt dieser damals als höchster Holzbau Österreichs.

Nordwestseite der Ausbildungsstätte nach Plänen von LP architektur: Einer von zwei winkelförmig angeordneten dreigeschossigen Gebäuderiegeln schließt an den sogenannten Holzturm an. Errichtet um die Jahrtausendwende, galt dieser damals als höchster Holzbau Österreichs.

Kultur/​Bildung

Holztechnikum Kuchl

Der Werkstoff Holz ist hier allgegenwärtig: LP architektur erweiterten die berufsbildende höhere Schule geschickt um helle und flexibel nutzbare Räume.

Der Holzmassivbau nach Plänen von Bär Stadelmann Stöcker Architekten und Stadtplaner am Ufer der Sulz

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Kultur/​Bildung

Kindertagesstätte in Beilngries

Dank des hohen Vorfertigungsgrades war die Bauzeit kurz: Bär Stadelmann Stöcker planten einen zweigeschossigen Holzmassivbau mit raumhohen Fenstern und Walmdach.

Im oberen Bleniotal, südlich des Lukmanierpasses im Schweizer Kanton Tessin, befindet sich das Langlaufzentrum Campra.

Im oberen Bleniotal, südlich des Lukmanierpasses im Schweizer Kanton Tessin, befindet sich das Langlaufzentrum Campra.

Sonderbauten

Langlaufzentrum Campra in Olivone

Wie selbstverständlich fügt sich der Holzmassivbau in die Landschaft, lässt über Loipen und Eisfeld blicken. Moderne Architektur und traditionelle Bauweise gehen einher.

Holz prägt die Fassade und die Konstruktion des dreigeschossigen Mehrfamilienhauses.

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Wohnen

Mehrfamilienhaus in Potsdam

Die Holzfassade fällt auf, die Form fügt sich gut in die Nachbarschaft: Drei Geschosse mit lichten weiten Räumen für eine Baugemeinschaft.

Über einen Vorplatz wird das Gebäude nach Plänen von Peris+Toral Arquitectes erschlossen.

Über einen Vorplatz wird das Gebäude nach Plänen von Peris+Toral Arquitectes erschlossen.

Wohnen

Sozialer Wohnungsbau in Cornellà de Llobregat

Fünf Geschosse in Holz, darunter ein Erdgeschoss aus Beton mit Läden und öffentlichen Funktionen, richten sich mit Laubengängen zum begrünten Innenhof.

Die fünf neungeschossigen Wohntürme namens Moholt 50|50 erweitern das Studentendorf in Trondheim

Die fünf neungeschossigen Wohntürme namens Moholt 50|50 erweitern das Studentendorf in Trondheim

Wohnen

Studentenwohnheim Moholt 50|50 in Trondheim

Fünf neungeschossige Wohntürme als Brettsperrholzkonstruktionen

Nach Plänen der Berliner Arbeitsgemeinschaft von Scharabi Architekten mit Anne Raupach entstand gegenüber dem Volkspark Friedrichshain an der Landsberger Allee das gemeinschaftliche Wohnprojekt Walden 48.

Nach Plänen der Berliner Arbeitsgemeinschaft von Scharabi Architekten mit Anne Raupach entstand gegenüber dem Volkspark Friedrichshain an der Landsberger Allee das gemeinschaftliche Wohnprojekt Walden 48.

Wohnen/​MFH

Wohngebäude Walden 48 in Berlin

Spannungsvoller Kontrast: Hinter einer alten Friedhofsmauer ragt der sechsgeschossige Holzbau mit dunkler Schieferfassade empor.

Mit seiner schlichten, archetypischen Form, betont durch ein minimal überstehendes Satteldach, fügt sich das Wohnhaus gut in die Nachbarschaft.

Mit seiner schlichten, archetypischen Form, betont durch ein minimal überstehendes Satteldach, fügt sich das Wohnhaus gut in die Nachbarschaft.

Wohnen

Wohnhaus in Kronach

In enger Nachbarschaft zur Großfamilie realisierte die Architektin ihr Eigenheim aus individuell vorgefertigten Brettsperrholzelementen.

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Massivbauweiseneu

Beim Waldorf-Campus in Berlin-Schöneberg (Kersten Kopp Architekten, 2018/2021), einem weitgehend aus vorgefertigten Bauteilen errichteten Holzbau, bestehen die Innenwände und Decken aus Massivholz.

Beim Waldorf-Campus in Berlin-Schöneberg (Kersten Kopp Architekten, 2018/2021), einem weitgehend aus vorgefertigten Bauteilen errichteten Holzbau, bestehen die Innenwände und Decken aus Massivholz.

Welche Möglichkeiten bieten Elemente aus Brettsperrholz, die für Wände und Decken eingesetzt werden? Worauf ist im massiven Holzbau zu achten, welche Holzarten werden verwendet?

Fachwerkbauweise

Stark ausgeprägte Eichenholzbalken bei einem Fachwerkhaus aus Bilkheim (Ende 17. Jhd.)  im Freilichtmuseum Kommern / Nordrhein-Westfalen

Stark ausgeprägte Eichenholzbalken bei einem Fachwerkhaus aus Bilkheim (Ende 17. Jhd.) im Freilichtmuseum Kommern / Nordrhein-Westfalen

Viele historische Fachwerkgebäude haben sich über Jahrhunderte erhalten. Welche Kennzeichen sind charakteristisch für die Konstruktion?

Skelettbauweise

Beispiel Skelettbauweise: House of Natural Resources auf dem Campus Hönggerberg der ETH in Zürich (2015)

Beispiel Skelettbauweise: House of Natural Resources auf dem Campus Hönggerberg der ETH in Zürich (2015)

Weil das Tragwerk von der Hülle und dem Innenausbau des Gebäudes weitgehend unabhängig ist - es handelt sich um ein sogenanntes offenes Bausystem - ermöglicht die Skelettbauweise hohe Flexibilität.

Blockbauweise

Die Blockbauweise gibt es seit tausenden von Jahren. In bewaldeten, alpinen Regionen sind Blockhäuser recht häufig (hier ein Naturstammhaus).

Die Blockbauweise gibt es seit tausenden von Jahren. In bewaldeten, alpinen Regionen sind Blockhäuser recht häufig (hier ein Naturstammhaus).

Es handelt sich um eine der ältesten Bauweisen überhaupt: Kant- oder Rundhölzer (Vollholz) werden in horizontalen Lagen zu Wänden gestapelt und an den Ecken durch Versatz kraftschlüssig verbunden.

Tafelbau/Rahmenbau

Die Holzkonstruktion dieses Wohnhauses ist ein kombinierter Skelett- und Holztafelbau (Baugruppenprojekt 3XGrün in Berlin, 2011; Architektur: IfuH - Institut für urbanen Holzbau, Atelier PK, Roedig Schop Architekten, Rozynski Sturm Architekten).

Die Holzkonstruktion dieses Wohnhauses ist ein kombinierter Skelett- und Holztafelbau (Baugruppenprojekt 3XGrün in Berlin, 2011; Architektur: IfuH - Institut für urbanen Holzbau, Atelier PK, Roedig Schop Architekten, Rozynski Sturm Architekten).

Diese Art der Wandkonstruktion ist in Mitteleuropa weit verbreitet: Sie ist materialeffizient und kann kostengünstig hochwärmedämmend ausgeführt werden.

Vorgefertigte Deckensysteme

Die Grundrissstruktur ist im Holzbau stark geprägt durch die Deckenkonstruktion (im Bild: Wohnblock Wylerpark in Bern; Architekt: Rolf Mühlethaler)

Die Grundrissstruktur ist im Holzbau stark geprägt durch die Deckenkonstruktion (im Bild: Wohnblock Wylerpark in Bern; Architekt: Rolf Mühlethaler)

Brettstapeldecke, Kastendecke, Brettsperrholzdecke: Was sind die Besonderheiten, welche Einsatzbereiche bieten sich an, wie aufwändig sind Herstellung und Einbau?

Holz-Beton-Verbunddecken

Holz-Beton-Verbund-System bei einem Dachgeschossausbau in Singen: Die vorhandenen Nadelholzbalken mit Spannweiten bis zu fünf Metern boten keine ausreichende Tragreserve, und die hohe Eigenschwingung der Decke musste beruhigt werden. Der Architekt löste die Probleme mithilfe des pumpfähigen Betons von Cemex Deutschland und dem Holz-Beton-Verbundsystem Elascon V-HB-S.

Holz-Beton-Verbund-System bei einem Dachgeschossausbau in Singen: Die vorhandenen Nadelholzbalken mit Spannweiten bis zu fünf Metern boten keine ausreichende Tragreserve, und die hohe Eigenschwingung der Decke musste beruhigt werden. Der Architekt löste die Probleme mithilfe des pumpfähigen Betons von Cemex Deutschland und dem Holz-Beton-Verbundsystem Elascon V-HB-S.

Wenn Beton und Holzdecke schubsteif miteinander verbunden sind, entsteht eine statisch wirksame Höhe der gesamten Konstruktion. Die Materialeigenschaften beider Teile werden optimal genutzt.

Raumzellen

Beim Impulszentrum Reininghausgründe in Graz von 2004 (Architekt Hubert Rieß) wurden die Großraumbüros eines Gründerzentrums jeweils aus zwei Raumzellen zusammengesetzt, deren Decken einseitig auf Trägern und Stützen aufliegen.

Beim Impulszentrum Reininghausgründe in Graz von 2004 (Architekt Hubert Rieß) wurden die Großraumbüros eines Gründerzentrums jeweils aus zwei Raumzellen zusammengesetzt, deren Decken einseitig auf Trägern und Stützen aufliegen.

Gebaute Beispiele zeigen das Potenzial von Raumzellen: Die weitgehende Vorfertigung erhöht die Transportkosten, die Bauzeit aber ist kurz, die Ausführungsqualität hoch.

Neue Broschüre

Aktuelle Ingenieurholzbauten im Kontext von Projekt- und Stadtentwicklung werden im neuen Heft der Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V. beleuchtet. Jetzt kostenfrei herunterladen!

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