Gegenüber der konventionellen Massivbauweise besitzt der Holzbau eine Reihe von Vorteilen. Zunächst ist es aus globaler Sicht sinnvoll, ein Maximum an CO2 langfristig in Gebäuden einzulagern und den Primärenergiebedarf markant zu senken. Hinzu kommt, dass die Verarbeitung von Bäumen zum Baustoff Holz weit weniger fossile Energie benötigt als die Herstellung von Stahl, Beton, Kunststoff, Ziegeln oder gar Aluminium. Technisch betrachtet ist Holz ein mit Zellulosefasern bewehrter Verbundbaustoff mit hohem Hohlraumanteil und deswegen das tragfähigste aller wärmedämmenden Materialien. Bei gleicher Tragfähigkeit ist es wesentlich leichter als Stahl und hat annähernd die gleiche Druckfestigkeit wie Beton, kann im Gegensatz zu diesem aber auch Zugkräfte aufnehmen. Die Fülle an guten Argumenten ließe sich bis hin zu signifikanten technischen Kennwerten erweitern. Dennoch stellt sich die Frage: Warum findet dieser Baustoff hierzulande nach wie vor nicht die Verbreitung, die seinen Möglichkeiten entspricht? Die Antwort darauf ist komplex und in der historischen Entwicklung des Holzbaus zu finden. Bis zur Industrialisierung im 19. Jahrhundert war Holz das dominierende Material. Nahezu alles – vom Gebrauchsgegenstand bis zu Gebäudestrukturen – wurde daraus hergestellt. Innerhalb weniger Jahrzehnte ging diese über Jahrhunderte unangetastete Vormachtstellung verloren. Um die anstehenden Herausforderungen nach Versorgung, neuen Verkehrs- und Gebäudetypen zu bestehen, brauchte es alternative Konzepte. Zum einen konnte die in Zünften gehütete Zimmermannskunst dies nicht leisten. Sie hat ihre Bauweisen in einem langen Prozess der Anpassung an reale Bedingungen entwickelt. Form, Aufbau und Gefüge bis hin zu den Details der Holzverbindungen waren genau festgelegt. Zum anderen konnte sich der natürlich nachwachsende Baustoff Holz den spezialisierten Ansprüchen neuer Bautechniken nur allmählich anpassen. Holz galt in der Pionierzeit der Industrialisierung als nicht tauglich für die Massenproduktion von Gütern. Neu entwickelte Materialien wie Guss, Eisen, Stahl und ab der Jahrhundertwende der Eisenbeton traten in den Vordergrund. Sie waren als Baustoffe das Ergebnis zielgerichteter, wissenschaftlicher Forschung. Dennoch konnte Holz überall dort Marktanteile erobern, wo es weniger um die spezialisierte Anwendung als vielmehr um den Alltag des Bauens ging. In unseren Großstädten haben sich trotz der verheerenden Zerstörungen im Zweiten Weltkrieg gründerzeitliche Stadtteile erhalten. Den Gebäuden ist es äußerlich nicht anzusehen, aber diese bis heute für die urbane Stadtgesellschaft höchst attraktiven Wohnquartiere sind zu einem beträchtlichen Teil in Holzbauweise errichtet. Die Außenwände und vielfach die Decken über dem Erdgeschoss sind zwar massiv, die weiteren Geschosse sind in der Regel auf Holzbalkendecken, tragenden Innenwänden aus Fachwerk und Dachstühlen aus Holz aufgebaut.
Mehrgeschossige Holzbauten und Misch-konstruktionen – Stand der Technik
Der Holzbau hat in der jüngsten Zeit eine erstaunliche Wandlung erfahren. Im Vergleich zu konventionellen Bauweisen, wie sie noch vor nicht allzu langer Zeit gängige Praxis waren, stehen uns heute eine ganze Reihe an unterschiedlichen Holzbausystemen und -bauweisen zur Verfügung.
Bei aller Unterschiedlichkeit der Konstruktionsweisen besteht die grundsätzliche Neuartigkeit aller aktuellen Holzbausysteme zunächst einmal in der Überwindung der Beschränkungen des tradierten Holzbaus. Die zumeist aus dem historischen Fachwerk abgeleiteten Bauweisen, wie etwa die bis in die 1980er-Jahre des letzten Jahrhunderts vorherrschende »Pfosten-Riegelbauweise«, bedienten sich in der Regel stabförmiger Querschnitte wie Balken, Latten, Leisten und Dielen. Deren Dimensionen waren durch den naturgewachsenen Baum beschränkt, was sich wiederum auf die Spannweiten und die Größe des Gesamtbauwerks auswirkte. Während ein Teil der neuen Systeme nach wie vor auf dem Prinzip des Fügens stabförmiger Holzquerschnitte beruht, finden sich bei den führenden Herstellern eine ganze Reihe massiver, flächiger und auch raumbildender Systemelemente für Wände, Decken und Dächer. Im Unterschied zu den »leichten« Bauweisen, etwa dem Holzrahmenbau, handelt es sich dabei um massive Bauteile aus gestapelten oder addierten Querschnitten, die über verschiedene fertigungstechnische Schritte zu formstabilen und flächigen Elementen gefügt sind. Über die bautechnische Innovation hinaus stehen die neuen Entwicklungen mit der Überwindung des Stabwerks hin zu flächigen, ungerichteten Bauteilen auch für den tiefgreifenden Wandel in der Tektonik. Aus der Erfahrung der Geschichte, wonach bautechnische immer auch mit gestalterischen Innovationen einhergehen, eröffnen sich auch neue Felder für die Architektur.
Längst hat der Holzsystembau mit der Leistungsfähigkeit seiner Tragwerke und mit seinen wissenschaftlich fundierten, bauphysikalisch sehr leistungsfähigen Bauteilaufbauten einen Stand der Bautechnik erreicht, der ihn dazu befähigt, weit mehr zu leisten als in der eingeschränkten Anwendung für kleinmaßstäbliche Bauwerke im ländlichen oder suburbanen Raum. Selbstverständlich behält der Holzbau im privaten Wohnungsbau oder für die Realisierung von Kindergärten nach wie vor eine hohe Berechtigung. Allerdings stellt gerade die Anwendung im Bau mehrgeschossiger Bauten im urbanen Kontext einen Motor für ebenso bautechnische wie städtebauliche und architektonische Innovationen dar. Bei reinen mehrgeschossigen Holzbauten soll es jedoch nicht bleiben: Wirtschaftliche Überlegungen führen zu Mischkonstruktionen, bei denen die tragenden Wände, Decken und Stützen aus Stahlbeton bestehen und Holz in der hochgedämmten Gebäudehülle von Außenwand und Dach eingesetzt wird. Einige aktuell realisierte Beispiele in europäischen Metropolen sind der Beleg dafür.
Aufgrund ihrer spezifischen Fähigkeiten bleibt die Holzbauweise nicht mehr auf Gebäude geringer Höhe beschränkt, sondern gewinnt gerade im mehrgeschossigen urbanen Bauen an Bedeutung. Sowohl in technischer Hinsicht als auch bei den Baugesetzen hat sich viel getan. Jüngste Gesetzesnovellierungen, neue Richtlinien sowie Erkenntnisse aus Musterprojekten und Forschungsarbeiten haben eine verbesserte Ausgangslage für den mehrgeschossigen Holzbau geschaffen. Eine Reihe neuartiger Bauwerke von ungewohnter Geschosszahl erregt besonderes Aufsehen. Weitere befinden sich in der Planungsphase, lassen Ungewöhnliches erwarten und zeugen vom enormen Potenzial des Holzbaus, wie z.B. derzeit das Illwerke Zentrum Montafon (ILZ) von Hermann Kaufmann, eines der größten Bürogebäude in Hybridbauweise, basierend auf dem Prototyp des LifeCycle-Tower One in Dornbirn (s. DETAIL 12/2012). Das zurzeit höchste Holzgebäude, eine Brettsperrholzkonstruktion, steht in Melbourne und erreicht mit zehn Stockwerken 32,17 Meter. In London befindet sich ein neungeschossiges, knapp 30 Meter hohes Stadthaus mit acht Etagen, ebenfalls aus Brettsperrholz, die auf einem Sockelgeschoss aus Stahlbeton positioniert sind. Selbst die zentral gelegenen Treppenhäuser und Aufzugsschächte sind in Holz ausgeführt. In England gibt es vergleichsweise wenig Einschränkungen bezüglich der Geschosszahl. Egal mit welchem Material gebaut wird, Voraussetzung ist nur, dass die brandschutztechnischen Anforderungen erfüllt werden.
Dass 2008 in Berlin ein Stadthaus mit sieben Geschossen entstehen konnte (s. DETAIL 11/2008), geht auf zwei Befreiungen von der Berliner Bauordnung zurück. Weder die tragenden Bestandteile noch die Decken mussten feuerbeständig ausgeführt werden, sondern lediglich hoch feuerhemmend, sodass Holz erstmals in Deutschland für ein siebengeschossiges Haus infrage kam. Inzwischen haben die Architekten in Berlin weitere mehrgeschossige Wohnbauten in Holzbauweise realisiert. Bewiesen ist damit zweierlei: Holzkonstruktionen mit 22 Meter Höhe und sieben Geschossen lassen sich konstruktiv sicher und unter Erfüllung des erforderlichen Brandschutzes in Deutschland realisieren. Sie müssen im Allgemeinen und in innerstädtischen Lagen im Besonderen keine historisierenden oder anheimelnden Assoziationen wecken. Und die Gebäudeklasse »Hochhaus« ist nur noch wenige Zentimeter entfernt. Dass der mehrgeschossige Holzbau derzeit einen Boom erlebt, zeigen weitere Projekte: Unter der Regie eines Unternehmens der Wohnungswirtschaft entstand in Bad Aibling neben anderen Holzbauten ein achtgeschossiger Wohnturm (s. DETAIL 6/2012). Ein marktreifes Hybrid-Bausystem für Hochhäuser bis zu 30 Etagen entwickelte systematisch ein Expertenteam aller Sparten des nachhaltigen Bauens – Architektur, Holzbau, Bauphysik, Statik. Die Stadt Wien beschäftigt sich seit längerer Zeit mit dem Thema Holzbau in der Stadt. Neuerdings entstehen hier sieben Geschosse hoch in Holz bauen und künftig sogar noch höher. Mehrere Holzbauprojekte rücken mit zunehmender Geschosszahl immer näher zum Zentrum. Auch Italien, ein Land, das bislang nur eingeschränkt Begeisterung für den Holzbau zeigte, setzt neue Maßstäbe im urbanen Holzbau. Im Osten von Mailand entsteht derzeit eine Wohnsiedlung mit vier neungeschossigen Türmen in Holzbauweise aus Brettsperrholz, die durch weitere zweigeschossige Gebäude verbunden sind (Rossi Prodi Associati). Auch die norwegische Stadt Bergen befindet sich im Holzbaufieber: Im Entstehen ist der wohl erste 14-Geschosser »Trehus« von Artec Arkitekter; Baubeginn Ende 2013. Eine Machbarkeitsstudie für 40 Geschosse in Holz (Cei Architecture) hat das Wood Innovation Design Centre Vancouver in Auftrag gegeben; SOM führt eine Studie für Hochhäuser aus Holz durch, »Timber Tower Research Project. Re-imagining the Skyscraper«.
Potenzial Bestandssanierung
Neben Neubaumaßnahmen, dem Bau neuer Stadtquartiere oder dem Schließen von Baulücken darf man nicht übersehen, dass ein riesiges Potenzial im Bereich der Bestandssanierung liegt. Umnutzung, Aufstockung und auch Nachverdichtung haben mittlerweile übermächtige Bedeutung erlangt. Heute fließen in Deutschland mehr als die Hälfte aller Bauinvestitionen in bestehende Gebäude – und das mit steigender Tendenz. Der behutsame und schonende Umgang mit bereits Gebautem ist auch als eine Form nachhaltigen Handelns zu sehen. Eine kluge Ressourcennutzung muss zu einem Umdenken in Architektur und Städtebau führen: Weg von der marktwirtschaftlich orientierten Schnelllebigkeit im Lebenszyklus, hin zu einer neuen Wertschätzung der Dauerhaftigkeit. Was aber umgekehrt nicht heißt, dass das Bestehende unantastbar ist. Vielmehr geht es um Strategien des Umbaus und auch um neue Baustrukturen an und auf bestehenden Gebäuden. Umrüsten, Umnutzen und Umwandeln sind heute ein wesentliches Element der Planung. Aufstockungen oder Aufbauten auf brach liegenden Flachdächern lassen sich oft nur in Holzbauweise realisieren, da der Bestand nicht für weitere große Belastungen ausgelegt ist. Auch bei Anbauten und der Schließung von Baulücken lassen sich vorgefertigte Bauteile wie Wände, Decken und Dächer mit Hilfe von Mobilkränen in einem Arbeitsgang auch in unzugängliche Bereiche bewegen und schnell montieren.
Zukunftspotenziale
Die aktuellen Beispiele zeigen die Möglichkeiten von Holz in dicht bebauten Städten wie im Geschosswohnungsbau. An dieser Stelle werden die gründerzeitlichen Bauten – bis heute taugliche hybride Baukonstruktionen – zum Vorbild. Dort werden die Bauweisen mit ihren spezifischen Eigenschaften sinnvoll kombiniert. Einzig die Leistungsfähigkeit und die ökonomische Gesamtbilanz von Baustoffen zählen.
Heute zeichnet sich jedoch eine Umkehr des Prinzips der gründerzeitlichen Baukonstruktion ab: innen massiv und außen hoch wärmegedämmt in Holzbauweise. Geschosshohe Holzbauelemente werden als selbsttragende Fassadenkonstruktion vor das mineralische Tragwerk gesetzt. So lassen sich bei maximaler Dämmung wärmebrückenfreie Konstruktionen sehr wirtschaftlich realisieren. Die Tafelelemente können im Holzbaubetrieb mit Fenstern und – falls möglich – integrierten haustechnischen Komponenenten vorgefertigt und vor Ort vom Tieflader aus direkt montiert. Ein Beispiel ist Aufstockung und Erweiterung von Wohngebäuden am Münchner Westpark von Kaufmann-Lichtblau Architekten mit merz kley.Partner. Diese Form der Mischbauweise findet auch bei der Sanierung von Außenwänden größerer Wohn-, Büro- und Schulbauten der 1960er- bis 1980er-Jahre Anwendung. Die Elemente werden in kürzester Zeit als Fassadenkonstruktion vor die alte Tragstruktur gesetzt. Gegenüber den üblichen, teilweise unbefriedigenden Verfahrensweisen zur energetischen Sanierung von Gebäudehüllen stellt diese Methode eine ernsthafte Alternative dar. Auch so eingesetzt kann Holz seine Stärken überzeugend ausspielen.
