Holz im mehrstöckigen Geschossbau

Das Baugewerbe allein ist für circa ein Drittel der gesamten CO2-Emissionen weltweit verantwortlich. Dabei nimmt die Herstellung von Zement ungefähr 8 Prozent für sich ein. Im Zuge der nachhaltigen Revolution unserer heutigen Gesellschaft, muss auch das Baugewerbe neue Technologien, Materialien sowie Bau- und Arbeitsprozesse entwickeln um dem Klimawandel entgegen zu wirken.

Hierzu bietet Holz eine klimafreundliche Alternative. Durch die Vielzahl der in den letzten Jahren entstandenen Holzwerkstoffe können im Holzbau sowohl stabförmige als auch plattenförmige Bauteile für tragende und aussteifende Zwecke verwendet werden. Holzwerkstoffe wie Brettsperrholz, Brettschichtholz und Furnierschichtholz eröffnen dem Holzbau neue Möglichkeiten. Nunmehr entsteht ein Rennen um das höchste Gebäude aus Holz. Das aktuell höchste Gebäude der Welt aus Holz steht in Brumunddal Norwegen, trägt den Namen „Mjøstårnet“ und ist 85,4 Meter hoch. Aber auch die hybride Bauweise zeigt mit dem „HoHo“ in Wien mit 84 Metern, das Potential des Holzes. Holz zeichnet sich bei ähnlicher Tragfähigkeit zum Beton durch das deutlich geringere Gewicht aus. Das bringt Vorteile aber auch Nachteile mit sich, die je nach Bauaufgabe mehr oder weniger ins Gewicht fallen.

Somit lassen sich bei Ausführung der Tragstruktur bis in gewissen Höhen Fundamentdicken einsparen aufgrund der geringen vertikalen Belastung durch das Eigengewicht. Problematisch ist der Holzbau bei schlanken Gebäuden, da er als schwingungsanfälliger gilt.

Somit können unter Windbelastung Verschiebungen und Beschleunigungen im Bauwerk entstehen, die die Grenzwerte überschreiten. Bei Erdbebenbelastung hingegen zieht ein Holzgebäude aufgrund des geringeren Gewichts und der geringen Materialsteifigkeit weniger Last auf sich und verhält sich durch die Verbindungspunkte duktiler. Genau die Verbindungspunkte sind in einem Holzbau gewisser Geschossanzahl entscheidender Parameter über die Steifigkeit des Gesamttragwerks als auch ein entscheidender Kostenfaktor.Als größter Kritikpunkt des Holzbaus wird in der breiten Masse das Brandverhalten von Holz gesehen. Untersuchungen, Studien und gebaute Projekte zeigen aber, dass das Brandrisiko in einem Holzgebäude abgeschätzt werden kann und präventiv eingeschränkt wird. Holz ist ein brennbarer Baustoff im Gegensatz zu den vorrangingen Materialien, hat aber ein vorhersagbares Brandverhalten. Die durch den Brand entstehende Kohleschicht wirkt als passivierende Schicht und verhindert die Brandausbreitung zum Inneren des Bauteils. Somit lassen sich die Holzbauteile gemäß den Feuerwiderstandsklassen überdimensionieren und erfüllen je nach Branddauer die statischen Erfordernisse.

Der Holzbau benötigt materialbedingt eine Vorfertigung der Bauteile. Im Zuge der Digitalisierung des Baugewerbes gehen die Vorfertigung und BIM-Planung Hand in Hand. Durch die Vorfertigung ganzer Bauelemente kann die Bauzeit deutlich verkürzt werden. Im Zuge dessen ermöglicht die digitale Planung, dass Bauteile direkt aus einem BIM-Modell in ihren spezifischen Eigenschaften erstellt werden können.

Die fortschreitende integrale Planung ermöglich es zunehmend auch, dass die Tragwerksplanung in BIM Einzug erhält. Somit lässt sich die nachhaltige Bauweise gut mit der voranschreitenden Digitalisierung vereinen und ist für beide Seiten vorteilhaft.

Florian Schmidt

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