Holz
Stand: November 2021
Holz als Werkstoff hat große klimarelevante Vorteile sowie bautechnische und wirtschaftliche Potenziale. Untersuchungen zeigen auch, dass sich Holz positiv auf das Raumklima, auf den Feuchteausgleich und das Wohlbefinden auswirkt.
Seit Beginn der Menschheit hat Holz eine große Bedeutung als Baustoff für Häuser und Bauwerke aller Art. Mit der Industrialisierung verlor der Holzbau jedoch an Attraktivität und Beton, Zement, Eisen oder Stahl sind seither die vorherrschenden Baustoffe. Doch die Herstellung dieser konventionellen Baustoffe ist vergleichsweise energieaufwendig und emissionsreich, vor allem im Vergleich zu Holz. Laut einer Studie der Ruhr Universität Bochum können bis 2030 insgesamt 42 Millionen Tonnen Treibhausgase durch den verstärkten Einsatz von Holz als Baustoff in Deutschland eingespart werden.
Mit dem Klimawandel und dem damit einhergehenden Handlungsbedarf für einen Wandel hin zu einem klimaneutraleren Leben gewinnt Holz als nachwachsender Baustoff wieder verstärkt an Bedeutung. Auch die Landesbauordnungen werden nach und nach angepasst, was das Bauen mit Holz zunehmend erleichtert. Wissenschaftliche Studien konnten belegen, dass Holz die allgemeinen baurechtlichen Anforderungen erfüllen kann, sei es bei der Statik, dem Brand- oder Schallschutz.
Potenzial und Bedeutung für den Klimaschutz
Wälder sind eine natürliche CO2-Senke, denn sie binden mehr CO2 als sie abgeben. Holz kann über Jahrhunderte ein wertvoller CO2-Speicher bleiben, wenn der Werkstoff richtig eingesetzt wird. Ein Kubikmeter bindet während des Wachstums und je nach Holzsorte ca. eine Tonne CO2 aus der Atmosphäre langfristig in der Zellstruktur.
Ein m³ Holz speichert außerdem etwa 9.500 Megajoule (MJ) Sonnenenergie. In einem modern gebauten Einfamilienhaus aus Holz stecken über 50 Tonnen CO2, was in etwa dem durchschnittlichen CO2-Ausstoß von 40 Jahren Autofahren entspricht.
Die Lebensdauer des Baustoffs Holz kann einerseits durch richtigen Einsatz und andererseits durch eine sogenannte Kaskadennutzung stark erhöht werden. Durch diese Nutzungsform wird eine möglichst lange Verwendung von gewonnenem Holz im Wirtschaftssystem erzielt. Das einmal verbaute Holz kann anschließend noch vielfältig eingesetzt werden, beispielsweise durch die Wiederverwendung und -verwertung ganzer Bauteile, als Baustoff oder zu sonstigen Produkten wie Papier. So kann das in Holzgebäuden in Massivbauweise enthaltene CO2 nach dessen üblicher Nutzungsdauer von 80 bis 100 Jahren durch Wiederverwendung und -verwertung über einen sehr langen Zeitraum gebunden werden. Herkömmliche Massivhäuser haben im Vergleich eine durchschnittliche Nutzungsdauer von 60 bis 85 Jahren. Das verwendete Baumaterial kann danach sehr viel schlechter weiterverwendet werden. Holz hingegen kann leichter recycelt oder energetisch genutzt werden. In Deutschland werden etwa 50 Prozent der Rohstoffe für den Bau und Betrieb von Gebäuden eingesetzt, wobei diese etwa 60 Prozent des gesamten Abfallaufkommens ausmachen.
Diese Aspekte können auf dem Weg zu dem erklärten Ziel der Bundesregierung, bis 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand zu erreichen, eine wichtige Rolle spielen. Denn Gebäude verbrauchen über ihre ganze Lebensdauer Energie und verursachen CO2-Emissionen, nicht nur, während sie bewohnt werden. Weil Holz so viel CO2 und Sonnenenergie speichert, hat es als Baustoff in der Summe eine positive CO2-Bilanz. In Holzprodukten steckt mehr Energie, als für deren Herstellung benötigt wird.
Die gespeicherte Sonnenenergie kann am Ende des Lebenszyklus durch die energetische Verwertung von Holzprodukten als Wärme oder Strom zurückgewonnen werden. Holz als Baustoff weist somit eine sehr hohe Energieeffizienz auf und beinhaltet besonders wenig graue Energie. Das ist die Energie, die über den gesamten Lebensweg eines Produkts aufgewendet wird – inklusive Herstellung, Transporte, Nutzung und Entsorgung. Durch das Bauen mit Holz ist es außerdem möglich, energieintensiv produzierte Baumaterialien zu ersetzen (Substitutionseffekt), die die Umwelt sonst zusätzlich mit CO2 belasten würden.
2010 wurden in Deutschland 15 Prozent der Gebäude aus Holz gebaut, in den USA hingegen 80 Prozent. Im Jahr 2018 lag die Holzbauquote in Deutschland immer noch bei lediglich 17,8 Prozent. Diese Zahlen verdeutlichen, welches Potenzial es beim Bauen mit Holz hierzulande noch auszuschöpfen gilt.
Potenzial und Bedeutung für Menschen
Bäume haben von Natur aus die Fähigkeit, die Luft zu reinigen und das lokale Klima zu regulieren. Dies macht sie besonders wertvoll. Die Eigenschaften bleiben dem Holz als Rohstoff weiterhin erhalten und wirken sich positiv auf das Raumklima aus. Menschen verbringen etwa 90 Prozent ihrer Lebenszeit in Gebäuden, die insofern eine hohe Relevanz für ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden haben. Luftverunreinigungen und Baumaterialien, die Schadstoffe ausdünsten, können nebst Farbanstrichen und Klebstoffen die Raumluftqualität stark beeinträchtigen. Die Europäische Kommission hat in die neue Bauproduktverordnung den Gesundheitsschutz als Grundanforderung mit aufgenommen. Diese schließt die Sicherstellung eines gesunden Wohnraums durch emissionsarme Bauprodukte mit ein.
Zahlreiche Studien haben sich mit den gesundheitlichen Auswirkungen holzbasierter Produkte auf die Raumluft und den Menschen im Wohn- und Arbeitsumfeld beschäftigt. Es wurde deutlich, dass unbehandeltes Holz antimikrobielle Wirkung hat und somit für ein angenehmes Raumklima sorgt, wodurch nachweislich das Wohlbefinden und die Lebensqualität der Gebäudenutzerinnen und -nutzer verbessert wird. Holz ist aufgrund seiner stofflichen Eigenschaften in der Lage, einen konstanten Feuchteausgleich mit der Umgebung zu leisten. Unbehandeltes Holz ist dazu besser geeignet als behandeltes Holz. Des Weiteren kann es auch Schadstoffe wie Formaldehyde stärker absorbieren. Es gibt außerdem Hinweise, dass sich natürliches Holz im Innenraum positiv auf die Leistungs- und Erholungsfähigkeit bzw. das Wohlbefinden von Menschen auswirken kann. Diese positive Wirkung von Holz trägt auch zum Abbau von Stress bei. Holzhäuser zeigen zudem aufgrund ihres hohen Dämmstandards und damit einhergehend weniger ausgeprägten Wärmebrücken eine geringe Anfälligkeit für Schimmel, was ein zusätzlicher positiver Gesundheitsaspekt ist.
Eigenschaften von Holz als Baustoff
Holz besitzt ein ausgesprochen vorteilhaftes Verhältnis von Festigkeit zu Eigengewicht, was dieses Material als Baustoff so wertvoll macht. Holz hat außerdem hervorragende physikalische Materialeigenschaften und kann somit auch sehr vielfältig eingesetzt werden.
Um die bautechnischen Eigenschaften von Holz als Baustoff näher zu untersuchen, wurden eine Reihe von Forschungsprojekten durchgeführt. Es konnte hierbei gezeigt werden, dass Holz als Baustoff die technischen Anforderungen beispielsweise hinsichtlich Statik, Dauerhaftigkeit, Brand- Schall- und Wärmeschutz erfüllen kann. Diese Anforderungen sind in der Regel baustoffunabhängig, denn alle Baustoffe durchlaufen das gleiche Prüfverfahren. Durch ein besseres Verständnis der bautechnischen Eigenschaften von Holz wird ermöglicht, den Baustoff optimal einzusetzen. So können qualitativ hochwertige Gebäude in Holzbauweise errichtet werden, die den bauphysikalischen Anforderungen gerecht werden. Die Holzbauweise erlaubt es darüber hinaus in hohem Maße, Bauteile und Konstruktionen vorzufertigen, was den Bauprozess beschleunigt und dadurch auch die Baukosten senken kann. Somit müssen Holzgebäude nicht teurer sein als herkömmliche Gebäude in Massivbauweise.
Hinsichtlich den Brandeigenschaften sind Holz und Holzwerkstoffe entsprechend der DIN 4102 in Deutschland in der Baustoffklasse B2 (normal entflammbar) eingeordnet. Mit entsprechender Behandlung bzw. Brandschutzbekleidung kann Baustoffklasse B1 (schwer entflammbar) erreicht werden. Auch ist erwiesen, dass Holzbauteile bei Bränden eine hohe Feuerwiderstandsfähigkeit aufweisen und infolge der vergleichsweise geringen Wärmeleitung länger ihre statische Tragfähigkeit behalten als etwa Stahl oder Beton. Insgesamt gilt das Brandverhalten von Holzbaukonstruktionen als sehr gut kalkulierbar.
Trotz der guten Eigenschaften von Holz hinsichtlich Brennbarkeit und Feuerwiderstand, durften Holzhäuser in Deutschland bislang nur bis zur Gebäudeklasse 4 gebaut werden (d. h. maximal 13 m Höhe und 400 m2 pro Nutzungseinheit) In einigen Bundesländern wie Bayern, Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz u. a. m. wurden Holzhäuser der Gebäudeklasse 5 genehmigt. Die Idee, Holz auch für den mehrgeschossigen Wohnungsbau einzusetzen, findet immer mehr Resonanz. Es gibt in Deutschland die ersten Holzhochhausprojekte: Das Wohnhochhaus ROOTS in Hamburg (65 Meter) befindet sich aktuell in Bau und das größte Wohnhochhaus Deutschlands, das WoHo in Berlin, mit einer Höhe von knapp 100 Metern, ist aktuell in Planung.
Auch die baustatischen Eigenschaften von Holz sind aufgrund ihrer natürlichen Tragfähigkeit gut berechenbar. Holz ist ein vergleichsweise leichter Baustoff, was es gerade im innerstädtischen Bereich zu einer attraktiven Alternative macht, da es das Bauen in die Höhe erleichtert. Je nach Ausrichtung der Holzfasern weist Holz eine unterschiedliche Tragfähigkeit auf (anisotroper Baustoff). Eine solide statische Planung, die den technischen und bauphysikalischen Anforderungen gerecht werden soll, setzt also auch hier ein gutes Verständnis des Baustoffs voraus. Mit neuen Techniken und neuen Holzwerkstoffen wie Konstruktionen aus Brettschichtholz (CLT oder Glulam) ist es möglich, größere Spannweiten und höhere Tragfähigkeiten zu erzielen und damit ein sehr gutes Verhältnis von Leistungsfähigkeit und Gewicht.
Ein weiterer Vorteil von Holz ergibt sich beim Wärmeschutz. Aufgrund seiner guten Dämmeigenschaften infolge der niedrigen Wärmeleitfähigkeit können die wärmeschutztechnischen Anforderungen nach EnEV bzw. GEG und für KfW-Effizienzhäuser ohne Probleme mit Holzkonstruktionen umgesetzt werden. Dem zuträglich ist die Möglichkeit des wärmebrückenfreien Konstruierens in Holzbauweise.
Durch eine technische Trocknung ist es möglich, das Holz vor Insekten- oder Schimmelpilzbefall zu schützen. Pilze bilden sich in Holz nur dann, wenn es über Monate dauerhafter Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Die Schädigung von Holzbauteilen kann durch eine fachgerechte Ausführung und unter der Anwendung einfacher konstruktiver Mittel, wie der Holztrocknung und baulichem Holzschutz, auch ohne den Einsatz chemischer Holzschutzmittel verhindert werden. Auch einer möglichen Bildung von Rissen kann vorgebeugt werden, indem starke Feuchtegefälle in unmittelbarer Umgebung vermieden werden.
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