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Mehr zum Thema / Hermann Mörwald / Donnerstag 14.04.22

Der rich­ti­ge Holzweg

Der Holz­bau wächst seit gerau­mer Zeit ste­tig. In den ver­gan­gen Jah­ren hat sich der Holz­bau­an­teil fast ver­dop­pelt. Unge­fähr ein Drit­tel der Bau­kör­per wird laut von APA-Sci­ence befrag­ten For­schern in Öster­reich in Holz aus­ge­führt – zumeist im Bereich Ein­fa­mi­li­en­haus. Im mehr­ge­scho­ßi­gen Wohn­bau gibt es Leucht­turm­pro­jek­te in Holz­bau­wei­se, was aber noch nicht in der Brei­te ange­kom­men ist. Die Wis­sen­schaf­ter glau­ben aber, dass es in die­sem Bereich zu star­ken Zuwäch­sen kom­men wird.
Foto: BOKU Wien/Christoph Gruber

Dass die gro­ße Mas­se noch immer im Ein- oder Zwei­fa­mi­li­en­haus­bau liegt, ist laut Tho­mas Schna­bel, For­schungs­lei­ter am Stu­di­en­gang Holz­tech­no­lo­gie & Holz­bau an der Fach­hoch­schu­le Salz­burg, his­to­risch zu erklä­ren. „Am Anfang ist kla­rer­wei­se das Ein­fa­mi­li­en­haus gestan­den, man star­tet nicht sofort mit 24 Stö­cken“, ver­weist er auf das Leucht­turm­pro­jekt im Wie­ner Stadt­teil Aspern, wo mit 24 Stock­wer­ken Öster­reichs höchs­tes Holz­wohn­haus (84 Meter) steht. „Ein Pro­jekt mit inter­na­tio­na­ler Strahl­kraft“, wird betont.

BSP: „Wer hat’s erfunden“

Beim klas­si­schen Holz­haus wer­de meist vom Fer­tig­teil­haus aus­ge­gan­gen. Das sei eine rela­tiv effi­zi­en­te Rah­men­bau­wei­se mit Dämm­stof­fen und Werk­stoff­plat­ten, erläu­tert Johan­nes Kon­nerth vom Insti­tut für Holz­tech­no­lo­gie und Nach­wach­sen­de Roh­stof­fe der Boku Wien: „Vor unge­fähr 20 Jah­ren ist dann das Brettsperr­holz (BSP) unter maß­geb­li­cher Mit­wir­kung von Ger­hard Schick­ho­fer, Lei­ter des Insti­tuts für Holz­bau und Holz­tech­no­lo­gie der TU Graz, ent­wi­ckelt wor­den, das beson­ders den mehr­ge­scho­ßi­gen Holz­bau im urba­nen Raum vor­an­ge­bracht hat. BSP ist ein flä­chi­ges Mate­ri­al mit dem man mas­si­ve Holz­wän­de bau­en kann. BSP-Plat­ten in Kom­bi­na­ti­on mit Brett­schicht­holz (BSH-Trä­gern) haben in den ver­gan­ge­nen Jah­ren durch diver­se Leucht­turm­pro­jek­te gezeigt, dass mit ihnen effi­zi­ent mehr­ge­scho­ßi­ge Gebäu­de auch im städ­ti­schen Umfeld rea­li­sier­bar sind“, so Konnerth.

Außer­dem haben sich in den ver­gan­gen Jah­ren laut den For­schern auch die recht­li­chen Rah­men­be­din­gun­gen für den mehr­ge­schos­si­gen Holz­bau geän­dert. Vor weni­gen Jah­ren sei es noch unmög­lich gewe­sen, ein mehr­ge­schos­si­ges Wohn­haus wie in Wien/Aspern zu errich­ten. Um im  Holz­hoch­bau aber künf­tig in die Mas­se zuge­hen, sei­en Gebäu­de zwi­schen vier und acht Stock­wer­ken inter­es­sant, erklärt Kon­nerth. Dies­be­züg­lich pas­sie­re schon eini­ges, was über Ein­zel­pro­jek­te hin­aus­ge­he, attes­tiert der For­scher. Er erwar­tet wei­te­re nen­nens­wer­te Zuwäch­se. Das las­se sich zudem dar­an able­sen, dass sich die welt­wei­ten Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tä­ten von BSP der­zeit von einer Mil­li­on auf zwei Mil­lio­nen Kubik­me­ter verdoppeln.

Vor­ge­fer­tigt

Der gro­ße Vor­teil des Holz­baus ist der hohe Vor­fer­ti­gungs­grad. Die Modul­bau­wei­se kön­ne in allen (Wohn)-Baubereichen zusätz­li­che Vor­tei­le haben. Die Grund­la­gen dafür sind geschaf­fen, und es wird in Zukunft ver­mehrt der­art gebaut wer­den, ist sich Schna­bel sicher, der sich bei sei­ner Arbeit im Kern dar­um bemüht, aus Holz hoch­wer­ti­ge Roh­stof­fe zu gewinnen.

Ther­misch aktiviert

Der Holz­tech­no­lo­ge Tho­mas Schna­bel unter­such­te unter ande­rem die Grund­la­gen für eine ther­mi­sche Akti­vie­rung von Mas­siv­holz. Bei dem Pro­jekt, das im August 2021 abge­schlos­sen wur­de, wur­den wich­ti­ge Mate­ri­al­kenn­wer­te (z.B. Wär­me­leit­fä­hig­keits­wer­te und Roh­dich­te) von unter­schied­li­chen Holz­ar­ten und wei­te­ren Mate­ria­li­en im Labor­maß­stab bestimmt. Basie­rend auf die­sen Ergeb­nis­sen wur­den mög­li­che Auf­bau­ten von Bau­tei­len ent­wi­ckelt, um eine opti­ma­le Wär­me­aus­brei­tung zu ermög­li­chen. Das Pro­jekt wur­de gemein­sam mit dem For­schungs­be­reich Smart Buil­ding & Smart City durch­ge­führt. Im März die­ses Jah­res hat ein wei­ter­füh­ren­des Pro­jekt gestar­tet und zusam­men mit hei­mi­schen Unter­neh­men wird an der Umset­zung der ther­misch akti­vier­ten Holz­bau­tei­le geforscht.

Weni­ger Mas­se bringt logis­ti­sche Vorteile

Beim Ein­satz von Holz als Bau­ma­te­ri­al ist laut Kon­nerth auch das Ver­hält­nis von Mas­se und Leis­tungs­fä­hig­keit her­aus­ra­gend. Man braucht weni­ger Mas­se, um gro­ße Pro­jek­te zu rea­li­sie­ren, was auch logis­tisch ins Gewicht fällt. Dem Bau­en und Woh­nen wer­den fast 40 Pro­zent des welt­wei­ten CO2-Aus­sto­ßes zuge­rech­net, davon ent­fällt ein nicht unwe­sent­li­cher Teil auch auf den Bau­stel­len-Trans­port. Da kom­me dann natür­lich das Gewicht der ver­wen­de­ten Mate­ria­li­en ins Spiel.

 

Wenn der Vor­fer­ti­gungs­grad hoch ist, braucht man den Anga­ben zufol­ge bei Holz­bau­ten außer­dem oft nur ein Vier­tel der Bau­zeit im Ver­gleich mit kon­ven­tio­nel­len Pro­jek­ten. Betrach­tet man ledig­lich die Bau­kos­ten, ist aller­dings der kon­ven­tio­nel­le Bau etwas bil­li­ger. Laut dem Wis­sen­schaf­ter lag Holz­bau zumin­dest vor der Coro­na­kri­se bei den Kos­ten um 10 Pro­zent über dem kon­ven­tio­nel­len Bau. Berück­sich­ti­ge man aber den gesam­ten Lebens­zy­klus mit Rück­bau, Recy­cling, Ent­sor­gung etc. dann soll­te der Holz­bau güns­ti­ger kommen.

 

Hybrid Bau­en

 

Bei der Holz-Hybrid­bau­wei­se wer­den Holz und Beton kom­bi­niert. Dabei über­neh­men bei­den Bau­stof­fe die sta­ti­schen Las­ten gemein­sam. Beto­nin­nen­wän­de und Holz­au­ßen­wän­de tra­gen gemein­sam die Beton­de­cken. „Dabei wird das Bes­te aus zwei Wel­ten ver­eint. Durch die Kom­bi­na­ti­on erge­ben sich posi­ti­ve Eigen­schaf­ten für bei­de Mate­ria­li­en“, erklärt Kon­nerth, der die Hybrid­bau­wei­se posi­tiv sieht, wenn man dadurch „ins­ge­samt die Res­sour­cen­ef­fi­zi­enz und die tech­ni­schen Eigen­schaf­ten stei­gern kann.“ Im Hoho in Aspern aber auch in ande­ren Bau­wer­ken sei das auch schon rea­li­siert worden.

„Wir ern­ten zur­zeit 70 bis 80 Pro­zent von dem, was nach­wächst. Die Balan­ce passt also.“ Johan­nes Kon­nerth von der Boku Wien

Balan­ce halten

Bezüg­lich der Ver­füg­bar­keit des Werk­stof­fes Bau­holz mei­nen die Exper­ten, dass hier­zu­lan­de für die nächs­ten Jah­re genug vor­han­den sein wird: „Wir ern­ten zur­zeit 70 bis 80 Pro­zent von dem, was nach­wächst. Die Balan­ce passt also.“

Dem Roh­stoff Holz wer­de aber eini­ges abver­langt. Zum einen wer­den mög­lichst lang­le­bi­ge Pro­duk­te gewollt, außer­dem sol­len im Zuge der Dekar­bo­ni­sie­rung ener­gie­in­ten­si­ve Pro­duk­te mög­lichst sub­sti­tu­iert wer­den. Auf der ande­ren Sei­te soll Holz ver­mehrt im Ener­gie­be­reich zum Ein­satz kom­men; nicht zu ver­ges­sen die Papier- und Zell­stoff­pro­duk­ti­on. Das Port­fo­lio für den Holz­ein­satz, ist ein brei­tes. Das kon­kur­rie­re sich manch­mal, so Konnerth.

Kas­ka­de

Dem gegen­über ste­he der Kli­ma­wan­del, der den Wald ganz stark betref­fe. Einen Kon­flikt der hei­mi­schen Holz­nut­zung sieht Kon­nerth daher dar­in, dass eine sehr gro­ße Men­ge des Holz­ein­schla­ges ohne vor­he­ri­ge Nut­zung als Werk­stoff in der Hei­zung lan­det. Es gehe jetzt dar­um, die „Nut­zung in die rich­ti­ge Rei­hen­fol­ge zu bekommen“.

Die For­scher prä­fe­rie­ren daher eine kas­ka­di­sche Holz­nut­zung. Dabei gehe es um eine effi­zi­en­te und letzt­lich nach­hal­ti­ge Nut­zung inner­halb der Wert­schöp­fungs­ket­te Holz. Sie wei­sen aber dar­auf hin, dass in vie­len Fäl­len bereits kas­ka­disch gedacht wer­de. Das nach­hal­ti­ge Bewusst­sein sei bereits teil­wei­se ange­kom­men, sind sie zuversichtlich.

Bei Kup­pel­pro­duk­ten ansetzen

Kon­nerth meint wei­ter:  „Vom Baum bis zum Holz­bau­pro­dukt blei­ben rund 40 Pro­zent des Aus­gangs­ma­te­ri­als übrig. 60 Pro­zent sind Kup­pel­pro­duk­te – Pro­duk­te, die bei der Her­stel­lung der Haupt­pro­duk­te als Neben­pro­duk­te ent­ste­hen – , die kurz­fris­tig als CO2-Spei­cher ver­lo­ren gehen. Wenn wir über Poten­zia­le für Holz­bau­ma­te­ri­al nach­den­ken, müs­sen wir hier anset­zen. Da wären noch etli­che Zuwachs­ra­ten zu heben.“ Die Idee soll­te sein, aus die­sen nicht genutz­ten Mate­ria­li­en Bau­werk­stof­fe zu ent­wi­ckeln, die dann mög­lichst lan­ge CO2 binden.

 

Die ther­mi­sche Nut­zung von Holz müs­se zum spä­tes­ten Zeit­punkt statt­fin­den, unter­streicht er. Noch gebe es genug Holz, letzt­lich sei es aber ein end­li­cher Roh­stoff.  Daher spricht sich der Holz­tech­no­lo­ge für Anreiz­sys­te­me aus, um Holz mög­lichst lan­ge im Kreis­lauf zu hal­ten. Um zum Bei­spiel Pel­lets­öfen opti­mal zu nut­zen, brau­che es fri­sches Roh­ma­te­ri­al. Recy­cel­tes Holz wie­der­um kön­ne jedoch nur in einem kon­trol­lier­ten – meist indus­tri­ell oder bei der Fern­wär­me genutz­ten – Ofen opti­mal ver­brannt wer­den, steht Kon­nerth den der­zeit inten­siv ver­mark­te­ten Haus­brand mit­tels Holz­kup­pel­pro­duk­ten kri­tisch gegenüber.

 

Die Kon­kur­renz um den Roh­stoff zu ande­ren Indus­trien sieht Schna­bel dage­gen nur bedingt. Dort wer­de zu einem gro­ßen Teil auf ande­re Holz­ar­ten und –sor­ti­men­te, aber auch anfal­len­de Neben­pro­duk­te – z.B. Schleif­holz zur Papier­her­stel­lung – der Holz­ver­ar­bei­tung zuge­grif­fen. Eine Her­aus­for­de­rung für die Wis­sen­schaft aber auch die Indus­trie sei es, dass aus den „zwei­ten Pro­duk­ten“ und den Kup­pel­pro­duk­ten noch mehr hoch­wer­ti­ge Mate­ria­li­en ent­wi­ckelt wer­den müs­sen, mei­nen die Holztechnologen.

Res­sour­cen effi­zi­ent verwenden

Poten­zi­al gebe es auch noch bei der Res­sour­cen­ef­fi­zi­enz. Dabei wer­den die For­schungs­an­stren­gun­gen bezüg­lich des Ein­sat­zes von Laub­höl­zern ver­stärkt. „Das sind Holz­ar­ten, die ande­re Eigen­schaf­ten auf­wei­sen und völ­lig anders zu behan­deln sind. Wenn wir den Holz­bau mas­siv stei­gern wol­len, muss aus den bestehen­den Res­sour­cen mehr her­aus­ge­holt wer­den. Dabei soll­ten außer­dem neue Pro­zes­se ent­wor­fen wer­den“, erklärt Konnerth.

„Die Holz­tech­no­lo­gie in Öster­reich hat sich seit jeher mit Nadel­bäu­men beschäf­tigt und erst mit aus­rei­chen­der Ver­füg­bar­keit das Laub­holz mit­ein­be­zo­gen“, ergänzt Schna­bel. Mitt­ler­wei­le gebe es bereits Laub­holz­pro­duk­te, die im Bau für hoch bean­spruch­te Bau­teil­ele­men­te ein­ge­setzt wer­den können.

Aus­beu­te erhöhen

Kon­nerth etwa arbei­tet dar­an, wie man aus Neben­pro­duk­ten ver­schie­de­ner Holz­ar­ten Mate­ria­li­en ent­wi­ckeln kann, die auch im mehr­ge­schos­si­gen Holz­bau ein­setz­bar sind. „Das sind neue Pro­duk­te und wirk­li­che Erwei­te­run­gen, denn 40 Pro­zent Aus­beu­te aus dem Roh­ma­te­ri­al wird künf­tig nicht genug sein“, meint Konnerth.

Eben­so wer­den künf­tig die Wän­de anders aus­schau­en müs­sen. Momen­tan sei­en alle Wän­de gleich dick aber nicht ist gleich belas­tet. Im Sin­ne der Res­sour­cen­ef­fi­zi­enz kön­ne man sich die­se Ver­schwen­dung nicht erlau­ben. Da brau­che es viel Know-how, man müs­se schon vor­her wis­sen, wo tritt wel­che Last auf, pas­se dann die Werk­stof­fe auf den jewei­li­gen Last­fall an, damit an allen Berei­chen eines Bau­wer­kes nur so viel Mate­ri­al ver­wen­det wird wie notwendig.

„Das sind immense Her­aus­for­de­run­gen, weil die Bau- und die Holz­in­dus­trie der­zeit noch nicht so tickt. Da muss noch eini­ges pas­sie­ren“, fasst der Holz­tech­no­lo­ge zusam­men. Künf­tig wer­de man wohl tra­di­tio­nel­le Fer­tig­kei­ten mit inno­va­ti­ven Tech­no­lo­gien kom­bi­nie­ren müs­sen. Dies­be­züg­lich sind die Wis­sen­schaf­ter aber zuver­sicht­lich: „Wir haben in Öster­reich einen sehr guten Anteil an inno­va­ti­ven Betrie­ben. Das zeich­net uns aus, daher zäh­len wir zu den füh­ren­den Län­dern bei der Holz­ver­ar­bei­tung und im Holzbau.“

Wäl­der nicht nutzen? 

Kon­nerth sieht das The­ma, Wäl­der aus der Nut­zung zu stel­len, als kei­nen sinn­vol­len Weg. Wald nimmt Koh­len­stoff nur auf, wenn er wächst. Das ist ein end­li­cher Pro­zess, der damit endet, dass der tote – unge­nutz­te – Baum das CO2 wie­der frei­gibt. Ein Wald, der nicht pro­fes­sio­nell gepflegt wird, ist lang­fris­tig CO2-neu­tral, ohne damit Ener­gie zu erzeu­gen oder als Bau­ma­te­ri­al ver­wen­det wer­den zu kön­nen – ein Null­sum­men­spiel. Dage­gen ste­he die Rech­nung, dass ein recht­zei­tig für Bau­ma­te­ri­al genutz­ter Baum opti­ma­ler­wei­se noch über Jahr­zehn­te hin­weg CO2 bin­de und am Zyklu­sen­de noch als Ener­gie­lie­fe­rant die­nen kön­ne. Damit wür­den Sub­sti­tu­ti­ons­ef­fek­te durch Ver­mei­dung der Pro­duk­ti­on von ener­gie­in­ten­si­ven Mate­ria­li­en erreicht, die mit unge­nutz­ten Wäl­dern nicht geho­ben wer­den könnten.

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