spezial - Informationsdienst Holz
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INFORMATIONSDIENST HOLZ spezial | OKTOBER 2015 spezial Holzbau für kommunale Aufgaben 2 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Inhalt Die vorliegende Veröffent- Seite3 lichung ist eine vollständig überarbeitete Neuauflage der Ausgabe vom September 2008. 1 _Warum Holzbau bei kommunalen Projekten? Dipl. Ing. Arch. Harald Heußer 8 2 _Nachhaltiges und energieeffizientes Bauen Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Manfred Hegger 16 3 _Wirtschaftliches Bauen mit Holz Prof. Dr.-Ing. Karsten Tichelmann 28 4 _Qualitätssicherung im Holzbau Prof. Dipl.-Ing. Andreas Müller Dr.-Ing. Tobias Wiegand 36 5 _Planung für den Ernstfall: Brandschutz Dr.-Ing. Michael Dehne, Dr.-Ing. Dirk Kruse 44 6 _Zukunftsfaktor Gebäudeenergie (1): Dipl.-Ing. Daniel Kehl 54 7 _Zukunftsfaktor Gebäudeenergie (2): Entwicklung, Stand und Zukunft im Holzbau Wirtschaftliche Lösungen sind gefragt Robert Borsch-Laaks 66 8 _Gebaute Beispiele 72 Bildnachweis, Impressum spezial | OKTOBER 2015 3 Holzbau für kommunale Aufgaben 1 _ Warum Holzbau bei kommunalen Projekten? Es mag erstaunlich klingen, aber Frankfurt besaß Aus 2 Mach 3 Dipl. Ing. Arch. vor dem 2. Weltkrieg eines der größten und Mit diesem Leitsatz wurde 1996 ein interner Harald Heußer schönsten Fachwerkquartiere Deutschlands. Wettbewerb organisiert, an dem sich junge Architekt und Fach- Durch Kriegsbombardements brannte die Alt- Architektinnen und Architekten des Hochbau- bereichsleiter des stadt nieder und wurde vollständig zerstört. Der amtes beteiligten. Die Ausschreibung sah den Hochbauamtes der Wiederaufbau Frankfurts erfolgte ausschließlich Entwurf von Kindertagesstätten vor, die alter- Stadt Frankfurt in Massivbauweise. Der Holzbau spielte bis auf nativ in Massiv-, Stahl- und Holzbauweise bis ins die von Zimmerern errichteten Dachstühle keine Detail zu untersuchen waren. Die amtsinternen Rolle mehr. Die uralte Holzbautradition ging ver- Entwürfe zeigten sich kompakt, flächenopti- loren, die handwerklichen Kenntnisse gerieten miert und waren gleichzeitig von gestalterisch in Vergessenheit. Der Werkstoff Holz galt als hoher Qualität. Es wurde entschieden, von allen rückständig und nicht als der adäquate Baustoff untersuchten Bauweisen jeweils ein Referenzpro- um die „Stadt der Zukunft“ zu errichten. jekt zu realisieren, um Vergleichszahlen nicht nur Erst seit Anfang der 1990er Jahre kommt in Frankfurt bei kommunalen Aufgaben der Holzbau wieder verstärkt zum Einsatz. Was sind die Gründe für die Rückbesinnung auf diese Bauweise in einer Großstadt, in der sich das massive Bauen nahezu vollständig durchgesetzt hat? auf theoretischer Basis, sondern auf Grundlage belastbarer Fakten zu erhalten. Die Ergebnisse sprachen für sich. Der Kindertagesstättentypus in Holzrahmenbauweise stellte sich gerade unter wirtschaftlichen Aspekten als die mit Abstand beste Lösung heraus. Auch die Schnelligkeit der Umsetzung sprach für den Holzbau, der im Ein deutlicher Impuls ging in dieser Zeit von Vergleich zum Massivbau nur die halbe Zeit in Abb. 1.1 der Einführung des Rechtsanspruchs auf einen Anspruch nahm und nur unwesentlich länger Frankfurt Altstadt, Kindergartenplatz aus. Die Stadt stand vor der benötigte als das in Stahlmodulbauweise reali- Haus zur goldenen Waage Aufgabe innerhalb kurzer Zeit eine große Zahl sierte Vergleichsprojekt. Zusätzlich überzeugten (1619-1944, Foto um 1900) von Kindergärten zu errichten, die kostengün- die bauphysikalischen und brandschutztech- stig, aber auch architektonisch attraktiv sein nischen Aspekte des Holzbaus. Als Konsequenz sollten. Eine interne Arbeitsgruppe unseres wurden in den Folgejahren nahezu sämtliche Hochbauamtes untersuchte unterschiedliche Kindertagesstätten Frankfurts in Holzrahmen- Bausysteme in Hinblick auf Schnelligkeit, Kosten bauweise umgesetzt. und ihr Vorfabrikationspotenzial. Dabei wurden Massiv-, Stahl- und Holzkonstruktionen auf den Prüfstand gestellt. Das ehrgeizige Ziel lautete: Für die Summe, die bisher zwei Kindergärten kosteten, sollten zukünftig drei realisiert werden – das Motto für das Projekt war geboren. Abb. 1.2 Projekt „Aus 2 Mach 3“: Kindertagesstätten des Hochbauamts Frankfurt (1996) 4 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 1.3 Die Rückmeldung von Seiten der Betreuer wie Architektur individuell in Serie Baukastensystem für auch der Kinder auf die neuen hölzernen Kinder- In den vergangenen Jahren entstanden mehrere Kindertagesstätten in tagesstätten war rundum positiv. Besonders die Kindertagesstätten für Kinder unter drei Jahren Frankfurt (Birk Heilmeyer Projekte mit innen sichtbar verbautem Holz – mit großzügigerem Raumprogramm und Passiv- und Frenzel Architekten) Innenwandoberflächen mit Dreischichtplatten hauskonzeption auf Basis eines europaweit aus Weißtanne – fanden große Zustimmung. durchgeführten Architektenwettbewerbs in Als weiterer erfreulicher Aspekt der in Holztafelbauweise realisierten Kindertagesstätten erwies Derzeit wird eine Serie von sechs Kindertages- sich die hohe Kostensicherheit der Projekte. In stätten auf Basis einer neuen Planung in Holzta- einem Zeitraum von fast zehn Jahren, in dem felbauweise gebaut, bei denen der Fokus wiede- dieser Serientyp umgesetzt wurde, betrug die rum auf besonders niedrigen Kosten bei hoher Differenz zwischen Kostenberechnung und Kompaktheit liegt. abgerechneten Kosten im Maximum nicht mehr als 1,3 Prozent, so dass auf jeden Fall von einer Abb. 1.4 finanziellen Punktlandung des Gesamtprojekts Modulare Kindertages- gesprochen werden kann. stätte des Evangelischen Regionalverbands in Fechenheim (Ferdinand Heide Architekt) Massivholzbauweise. Im Jahr 2006 lobte das Frankfurter Hochbauamt einen Architektenwettbewerb aus mit der Aufgabe eine Einfeldsporthalle in Systembauweise zu entwickeln. Gesucht wurde ein Typenentwurf, In diesem Zusammenhang bleibt aber auch zu der bestehende marode Sporthallen an bis zu erwähnen, dass die Umsetzung der ersten 20 unterschiedlichen Standorten innerhalb des Holzbauprojekte keineswegs ein „Selbstläufer“ Frankfurter Stadtgebietes ersetzt. Der Entwurf war. Von Seiten der Genehmigungsbehörden sollte allerdings nicht als uniformer Einheitstyp und der Feuerwehr wurde das im öffentlichen realisiert werden, sondern sich der jeweiligen Bereich damals nahezu unerprobte Baumaterial städtebaulichen Situation anpassen können. anfänglich mit Skepsis betrachtet. Heute gibt es Das Stuttgarter Architekturbüro D‘Inka Scheible diese Vorbehalte nicht mehr. Nachdem alle am Hoffmann gewann mit einem überzeugenden Genehmigungs- und Bauprozess Beteiligten Beitrag den Wettbewerb auf Basis einer Kons- einige Jahre Erfahrung mit der neuen Bauweise truktion aus Furnierschichtholz. Die in Passiv- sammeln konnten, herrscht heute eine selbst- hausbauweise entwickelte Sporthalle wurde verständliche Sicherheit im Umgang mit dieser bereits achtmal gebaut. Ihre Fassade und die Konstruktionsart. Das Brandverhalten des Werk- Anordnung der Nebenräume passen sich den stoffes Holz, das ursprünglich problematisch jeweiligen städtebaulichen Gegebenheiten an. erschien, wird heute als Vorteil gesehen, da Holz Die wechselnde Hülle aus Glas, Mauerwerk, seine Tragfähigkeit im Gegensatz zu Stahl nicht Holzdreischicht- oder Schichtpressstoffplatten schlagartig verliert, sondern im Brandfall träge wird dadurch nicht als Fremdkörper, sondern reagiert und somit ausreichend Zeit für die Per- als selbstverständliche Ergänzung des Umfeldes sonenrettung bleibt. wahrgenommen. Die Kindertagesstätten des Programms „Aus 2 Es ist meiner Überzeugung nach nicht zwingend, Mach 3“ erwiesen sich insgesamt als durchschla- dass Holzkonstruktionen, die wie in diesem Bei- gender Erfolg und als Basis für weitere Projekte, spiel den sehr schönen Halleninnenraum prägen, teilweise mit ganz anderen Aufgabenstellungen. zwangsläufig auch das äußere Erscheinungsbild bestimmen müssen. Die Stadtstruktur sollte in spezial | OKTOBER 2015 5 Holzbau für kommunale Aufgaben solchen Fällen Vorrang vor der Vermittlung der damit baurechtlich als temporäre Bauten Abb. 1.5 und 1.6 häufig beschworenen „konstruktiven Ehrlich- eingestuft werden, ist das auch richtig. Bei einer Turnhallenbaukastensystem keit“ haben. längeren Standzeit sind jedoch sämtliche Anfor- in Frankfurt (D’Inka Scheible derungen der jeweiligen Landesbauordnung, Hoffmann Architekten) Der Typenentwurf erwies sich insgesamt als richtige und vor allem wirtschaftliche Antwort auf die Aufgabenstellung. Nebenbei wurden die Sporthallen bereits mit mehreren Preisen und Belobigungen ausgezeichnet, so etwa mit dem Preis für Vorbildliches Bauen des Landes Hessen, mit dem Architekturpreis Passivhaus sowie mit einer Auszeichnung im Rahmen der Vorarlberger Holzbau_Kunst, also immerhin des Österreichischen Landes, das heute als Hochburg des modernen Holzbaus gesehen wird. Raumzellen-Architektur mit Anspruch vor allem des Wärmeschutzes, zu erfüllen. Der finanzielle Vorteil kehrt sich ins Gegenteil. Hinzu kommt, dass das architektonische Erscheinungsbild solcher „Containeranlagen“ die Schulhöfe oft über Jahrzehnte verunstaltet. Die Stadt Frankfurt hat sich daher entschieden, für Schulauslagerungen mit längeren Standzeiten eine alternative Lösung zu entwickeln, die die Anforderungen der Energieeinsparverodnung und des baulichen Brandschutzes systembedingt möglichst einfach erfüllt und zudem architektonisch akzeptabel sein soll. Derzeit besteht die Herausforderung In Frankfurt Auch bei dieser Aufgabenstellung bietet der vor allem darin, kurzfristig räumliche Auslage- moderne Holzbau interessante Lösungen. Bei rungen für Schulen zu schaffen. Auch bei diesem einer Exkursion von Mitarbeitern des Frank- speziellen Thema kann der Holzbau einen wich- furter Hochbauamts nach Vorarlberg lernten tigen Beitrag leisten. Üblicherweise werden als wir in Bezau die Erweiterung eines Hotels mit schnelle Reaktion Stahl-Raumzellen aufgestellt, Holz-Raumzellen kennen. Die einzelnen Hotelzim- wenn Schulen kurzfristig zusätzlichen Flächen- mer wurde als Raummodul komplett vorgefertigt bedarf anmelden. Diese sind kurzfristig verfüg- zur Baustelle gebracht. Dieser extrem hohe Vor- bar und erscheinen im ersten Moment kosten- fertigungsgrad, die enorm kurze Bauzeit und die günstig. Solange sie nur kurze Zeit genutzt und hohe Qualität der Ausführung begeisterte uns. 6 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Komplette Schule in 16 Monaten In Frankfurt meldete indessen die Europäische Die Erweiterung der Europäischen Schule ließ Schule Ende 2013 zusätzlichen Bedarf für 400 sich tatsächlich in nur 16 Monaten – von der Schüler und 17 architektonisch attraktive Unter- Auftragserteilung über die Planung bis zur richtsräume an, die bereits Ostern 2015 bezogen Fertigstellung – umsetzen. Sie umfasst 17 Klas- werden sollten. Die Schulerweiterung sollte senräume mit Nebenräumen und integrierten möglichst nicht dem üblichen Containerdesign Sanitärbereichen. Dazu kommen Räume für das entsprechen, aber trotzdem nach maximal Lehrpersonal, Arbeits- und Mehrzweckräume anderthalb Jahren fertig sein. Die Aufgabe sowie im Erdgeschoss ein Bewegungsraum und erschien wie die Quadratur des Kreises. Bei der ein Speisesaal. Im Kontrast zu der von sichtbaren Prüfung verschiedener Konstruktionsprinzipien Holzoberflächen geprägten, für eine Vor- und erinnerten wir uns an den Holzmodulbaukasten Grundschule sehr angemessenen Innenatmos- aus Vorarlberg. Warum sollte ein solches Bau- phäre besteht die Außenfassade des Schulgebäu- kastenprinzip sich nicht auch auf den Schulbau des aus einer eleganten Glas- und Aluminium- übertragen lassen? Der Terminablauf und die hülle. Qualität der Referenzprojekte schienen für dieses Projekt zu sprechen. Die räumliche und architektonische Qualität der Schule wie auch die Entwicklung einer qualitativ Mit der Planung wurde das junge Architektur- hochwertigen Systembauweise wurde in diesem büro NKBAK aus Frankfurt beauftragt. Es ent- Jahr mit dem Holzbaupreis Hessen ausgezeich- wickelte ein lichtdurchflutetes, leichtes Gebäude, net. Eine schöne Bestätigung, die nur noch das keinerlei Erinnerung an die üblich geworde- dadurch übertroffen wird, dass Schüler und Leh- nen stereotypen Containerbauten aufkommen rer, die aus allen europäischen Mitgliedsstaaten lässt. Die Raummodule werden entlang eines stammen, ihr Gebäude mit Leben erfüllen und großzügigen, meanderförmig gestalteten Flures sich darin wohlfühlen. angeordnet, der raumhoch verglast ist. Das Gebäude setzt sich aus 98 Modulen von etwa 3 x 3 x 9 Metern zusammen, die ein Holzbaubetrieb in der Steiermark vorfertigte. Sie wurden mit LKWs nach Frankfurt transportiert, direkt auf der Bodenplatte gestapelt und mit Positiv-Negativ-Knaggen ineinandergefügt und verschraubt. So lassen sich die Verbindungen lösen und die Holz-Raummodule einschließlich der Fassadenelemente an anderer Stelle wieder aufbauen. Der Versuch, innovative Lösungen mit Holzbaukonstruktionen zu entwickeln, hat sich auch hier wieder gelohnt. Die Stadt Frankfurt wird deshalb auch in Zukunft immer dann den Baustoff Holz bevorzugt verwenden, wenn sich wirtschaftliche, bauzeitliche sowie materialbezogene Vorteile ergeben. Wir wünschen uns natürlich, dass diese Erfahrungen auch anderen Kommunen Mut machen. spezial | OKTOBER 2015 7 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 1.7 und 1.8 Erweiterung Europäische Schule in Modulbauweise (NKBAK Architekten) 8 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 2 _ Nachhaltiges und energieeffizientes Bauen Bauen schafft Werte. Es soll gut nutzbare, effizi- Wenige Kenndaten machen die besondere Ver- Manfred Hegger ente, und ressourcenschonende Gebäude erzeu- antwortung der Architektur und ihren potenziell TU Darmstadt, gen, die langfristig ihren hohen Wert erhalten: hohen Beitrag an der Lösung der genannten Fachbereich Architektur, für die Nutzer bezahlbar, behaglich und gesund, Probleme offensichtlich. Der Bausektor erzeugt Fachgebiet Entwerfen und für ihre Eigentümer und Investoren wirtschaft- jeweils etwa die Hälfte aller Ressourcenansprü- Energieeffizientes Bauen lich und lange Zeit rentabel, für alle ein sozialer che, des Energieverbrauchs, der Treibhausgas- HHS Planer + Architekten, und kultureller Gewinn, eine Bereicherung des emissionen und der Abfallmengen. Andere Kassel Lebens. Wirtschaftszweige, wie etwa der Lebensmittel- Prof. Dipl.-Ing. M. Sc. Econ. Heute getroffene Planungsentscheidungen wirken in eine Zukunft mit knapper werdenden und Getränkesektor, stehen wegen weitaus geringerer Anteile in der Kritik. natürlichen Ressourcen und einer zunehmenden Aus vielen Gründen ist es also an der Zeit für eine Bedrohung unserer natürlichen Lebensgrund ganzheitlichere Betrachtung. Sie wird geleistet lagen. Bei heute üblichen Gebäude-Lebens- durch das Konzept des nachhaltigen Bauens und dauern wird der Betrieb eines heute erstellten Bewirtschaftens von Gebäuden. Architekten und Gebäudes mit einiger Sicherheit das Ende des Ingenieure beschäftigen sich zunehmend damit. fossilen Ölzeitalters und deutlicher Verknappung Selbstnutzende und institutionelle Bauherren anderer Ressourcen erleben. Es sollte auf ex- erkennen die Vorteile nachhaltigen Bauens über treme Wetterbedingungen gefasst sein und ein Inwertsetzung, Werterhalt und niedrige Betriebs- Leben unter deutlich veränderten klimatischen kosten. Erwerber und Nutzer von Immobilien Bedingungen ermöglichen. überzeugt am nachhaltigen Bauen die Aussicht Dies alles verdeutlicht, wie wichtig die Diskussion um nachhaltiges Handeln im Bereich des Planens und Bauens ist. Es veranschaulicht auch die wesentlichen Handlungsfelder: Standort und Grundstück, Programme und Anpassungsfähigkeit, Baustoffe und Konstruktion, Energie und Kosten, technische Qualität und Prozessqualität. auf langfristig zuverlässige Nutzbarkeit und gesundheitliche Unbedenklichkeit der Wohnoder Arbeitsumwelt. Institutionen schätzen seinen Beitrag zur Schonung der Umwelt. Noch zu überzeugen ist ein Großteil der Finanzwirtschaft, die nachhaltig bewertete Immobilien noch nicht als Vorteil für sich entdeckt hat. Sie könnte über Nachhaltigkeitsnachweise ihre Investitionen Das nachhaltige und energieeffiziente Bauen deutlich besser absichern und folgerichtig günsti- wird zum Mainstream. Dies geschieht aus der ger finanzieren. Erkenntnis heraus, dass weiter steigende Bevölkerungszahlen und wachsende Ansprüche an ein gutes Leben einen anderen Umgang mit endlichen Ressourcen zwingend notwendig machen. Die aus den Ressourcenansprüchen resultierenden Umweltbelastungen treffen immer mehr Regionen in der Welt. Mit der Verknappung und der Einrechnung der Umweltkosten des Ressourcenverbrauchs steigen die Kosten und die Sorge um die Verfügbarkeit von Energie und Rohstoffen für zukünftige Generationen. Das öffentliche Bauen spielt als Vorbild und Trendsetter eine ganz besondere Rolle. Es kann sich wie alle Gebäudenutzer mit nachhaltigen Neubauten wie mit Sanierungen zudem langfristig von hohen laufenden Kosten und Belastungen befreien. Doch wie könnte sich nachhaltiges Bauen darstellen? Welche Wege führen im Einzelnen zu diesem Ziel? spezial | OKTOBER 2015 9 Holzbau für kommunale Aufgaben Bilder nachhaltigen und energieeffizienten lung des Energie sparenden Bauens zeigt, liegen Abb. 2.1 und 2.2: Bauens in dieser Veränderung auch große Chancen. Sie Festhalle in Kressbronn Nachhaltiges Bauen ist kein Stil. Manche Archi- gehen in zwei Richtungen. Architekten können, Bauherr: tekten befürchten mit neuen Anforderungen etwa über eine an Ökobilanzierungen orientierte Gemeinde Kressbronn erhebliche Einschränkungen ihrer Gestaltungs- Materialwahl, eine Verbesserung der Effizienz Architekten: möglichkeiten, wie sie sich etwa in der Diskus- des Materialeinsatzes erreichen. Sie können über Spreen Architekten, sion um die Energieeinsparung im Zuge der höhere Energieeffizienz und die Nutzung von München Einführung der ersten Wärmeschutzverordnung erneuerbaren Energien wie Biomasse, Biogas oder Tragwerksplaner: dokumentierte. Ähnliche Diskussionen entstan- Geothermie sowie über den gestalterisch kont- merz kley partner, den im Zuge der Einführung des Nachhaltig- rollierten Einbau von solaren Systemen die ihnen Dornbirn (A) keits-Gütesiegels. Doch wie die weitere Entwick- vertrauten Formensprachen weiter entwickeln. 10 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 2.3 und 2.4: Über das Anlegen neuer Kriterien und die Nut- gegenüber der Welt. Voraussetzungen hierfür Kinderhaus zung neuer Technologien würde ihr Gestaltungs- sind Leidenschaft, Freude an und Empathie für Schloss Ditzingen spielraum erweitert und zukunftsfähig gemacht. natürliche und gebaute Umwelt. Architekten Bauherr: Der sich vollziehende Paradigmenwechsel in der haben nicht nur die Pflicht, im Nachhaltigen Stadt Ditzingen Material- und Energienutzung lässt neue Bilder Bauen das Hässliche und Banale zu verhin- Architekten: einer „wohltemperierten“ Architektur zu, z.B. dern. Gute Ästhetik ist immer auch eine Folge walter huber architekten, durch den bewussten Einsatz umwelt- und war- ethischer Haltung. Im nachhaltigen Bauen ist sie Stuttgart tungsfreundlicher Baustoffe, Material sparender der Ausdruck einer Idee über ein gutes Leben in Konstruktionsweisen und die gebäudeintegrierte einem harmonischen Zusammenspiel mit den Nutzung der einstrahlenden Sonnenenergie oder natürlichen Lebensgrundlagen. der Luftströme. In Planungen und ersten realisierten Bauten sind Richtungsweisungen hierzu erkennbar. Beim Blick nach vorne kann auch der Blick zurück hilfreich sein. Die Intelligenz über Jahrhunderte verfeinerter autochthoner Bautypen, jeweils auf einen ganz speziellen klimatischen Kontext und lokal verfügbare Materialien angepasst, kann Planungskultur Nachhaltiges und energieeffizientes Bauen erfordert eine neue Planungskultur. Das Entwerfen wird um weitere Dimensionen bereichert. Hierzu gehören auch Strategien, die infolge der scheinbar beliebigen Verfügbarkeit aller Ressourcen seit Beginn des Industriezeitalters verschüttet waren. bei der Entwicklung neuer Strategien nützlich Das Entwerfen von Neubauten und Sanierungen sein. Die kurze Phase des Bauens unter Nutzung beginnt mit einem sensiblen Eingehen auf die scheinbar preiswerter und überall gleichermaßen Eigenschaften eines Standorts. Es geht um eine verfügbarer, Ressourcen hat letztlich Freiheiten umfassende Interpretation des genius loci, die erzeugt, die vielen Bauten Ortlosigkeit und Belie- den Entwurfsprozess und sein Ergebnis berei- bigkeit beschert hat. chern würde. Jede Aufgabe, jeder Standort und Ziele des Bauens sind Sicherheit und Nützlichkeit, aber auch Schönheit (firmitas, utilitas, venustas). Schönheit existiert nicht an sich, sondern ist Indikator für die intellektuelle und sinnliche Vorstellung einer ethisch geprägten Haltung die Besonderheiten des Umfeldes verlangen nach einer spezifischen Lösung. Es beginnt mit einem intelligenten Gebäudekonzept, das die natürlichen Umweltbedingungen wie Einstrahlung und Verschattung, Wind und Bodenverhältnisse im Interesse seiner Erbauer und Nutzer berück- spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben sichtigt und möglichst hohen Nutzen daraus Anforderungen und Standards zieht. In einem Zuge damit gilt es, Raum und Es reicht nicht aus, nachhaltiges und energie Materialien effizient einzusetzen. Die Langlebig- effizientes Bauen als Qualität ohne Maßstab zu keit des Gebäudes ist durch hohe Anpassungs- fordern. Vage Anforderungen finden sich heute fähigkeit, auch an heute noch unbekannte in nahezu allen Programmen für Entwürfe. Gera- Nutzungen sowie durch eine wartungsfreund- de in Wettbewerbsauslobungen ist das Thema liche und energiesparende Materialwahl sicher- grundsätzlich verankert. Kaum eine Aufgabenbe- zustellen. Auf dieser Grundlage kann dann ein schreibung verzichtet heute auf die Forderungen Energiekonzept entwickelt werden, das auf die nach Nachhaltigkeit und Energieeffizienz der Besonderheiten des örtlichen, regenerativen Wettbewerbsbeiträge. Doch viele routinierte Energieangebots eingeht. Nur bei einer Betrach- Floskeln gehen über einen letztlich unverbindlich tung der Stoffströme und der Energiefragen von formulierten Appell an die Entwerfenden kaum Anbeginn der Planung an kann eine technisch hinaus. Entsprechend schwierig ist es dann, möglichst einfache, direkte und robuste Umset- den Grad der Erfüllung solcher Ziele nachzuvoll- zung des nachhaltigen Bauens gelingen, die ziehen. zugleich hohen Ansprüchen an Komfort und Schönheit genügt. Eine Bewertung der Nachhaltigkeit anhand von Planunterlagen mag noch gelingen für qualitati- Dies verlangt integrative Planung. Bei kleinen ve Ziele, in der Terminologie der Nachhaltigkeit Aufgaben vereint sich dies idealerweise in der also insbesondere funktionale und kulturelle Funktion des Architekten als umfassend gebil- Kriterien. Kriterien der Wirtschaftlichkeit bilden deter Baumeister. Bei größeren Projekten ist es sich in Volumen-, Flächen- und Energiekenn- das Team in Verbindung mit Ingenieuren und werten ab. Daraus ableiten lässt sich die für Sonderfachleuten, die von Beginn des Projek- den Erfolg eines Gebäudes entscheidende tes an ihre unterschiedlichen Fähigkeiten und Wirtschaftlichkeit im Betrieb. Schwieriger wird Sichtweisen zielgerichtet einsetzen, um zu einer es, Umweltwirkungen der Stoffströme im Bauen ebenso angemessenen wie innovativen Lösung und der eingesetzten Materialien zu quantifi- zu kommen. Nachhaltiges Planen setzt eine zieren, die einen unmittelbaren Zusammenhang aufmerksame und kritische Haltung gegenüber mit der Effizienz des Mitteleinsatzes über den Konventionen voraus. Dies erfordert ein breit Lebenszyklus eines Gebäudes herstellen. Auf angelegtes Berufsverständnis, das Positionen Grund steigender Anforderungen entwickelt sich aller anderen Planungsbeteiligten kompetent hier ein neues Arbeitsfeld, das entsprechende und kritisch überprüfen kann. Die Unabhängig- Nachweise und Verfahren bereitstellt. Man mag keit und Freiheit, veraltete Verordnungen und ihre Einsetzbarkeit im Entwurfsprozess kritisch Normen auf ihre Sinnfälligkeit zu hinterfragen sehen. Doch auf dem Umweg über solche Ana- und ggf. kreativ zu umgehen. Ein ethisch lysen entsteht neues Erfahrungswissen, das das begründetes und sich immerfort erweiterndes Bauen verändern wird. Die heute schon übliche Verständnis um die Grundlagen zukunftsgerech- intuitiv richtige Beurteilung weniger Materialien ten, nachhaltigen Bauens. wie etwa Holz sollte dann auf viele weitere Bau stoffgruppen erstrecken können. 11 12 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Einen längeren Vorlauf hat eine solche Ent- definierte Lebensdauer sowie Darstellungen zur wicklung bei energetischen Anforderungen Tageslichtnutzung und zur Nutzung regenera- an das Bauen. Hier bestehen mittlerweile seit tiver Energiequellen. Ansprüche an Planungs- Jahrzehnten Anforderungen wie die Einhaltung sicherheit und das gestiegene Bewusstsein für oder Unterschreitung der EnEV, die Einhaltung Betriebskosten und Umweltwirkungen des von KfW-Standards, Nullheizenergie-, Nullener- Bauens machen solche Anforderungen verständ- gie oder gar Plusenergie. Auch die laufenden lich. Ihre Einbeziehung in Ausschreibungs- und Kosten eines Gebäudes lassen sich im Vorhinein Auftragsdefinitionen scheint deshalb für größere abschätzen, Benchmarks können entspre- Baumaßnahmen zwingend. chend formuliert werden. In Städten, die sich wie Basel, Lausanne und Zürich dem Ziel der Minergie-P 1) 2.000-Watt-Gesellschaft 1) stellen, sind weiter Das Haus in der gehende Anforderungen und Bewertungen 2.000-Watt-Gesellschaft, üblich. Zürich 2008 Nachweise, Zertifikate, Gütesiegel Solche Anforderungen und Standards bedürfen der Überprüfung. Zuverlässig kann dies am fertig gestellten Gebäude geschehen. Doch es macht, gerade bei öffentlichen und großen Gebäuden mit entsprechend erheblichen Auswirkungen auf Budgets und Umwelt Sinn, schon in der Planungsphase eine erste Abschätzung zu erlangen. Auf dem Feld der Energieeffizienz stellen der EnEV-Nachweis oder das Passivhaus-Vorprojektierungspaket (PHVPP) geeignete Instrumente zur Verfügung. Im Zuge der Fertigstellung und der Übergabe eines Neubaus verlangen Bauherren zunehmend den Nachweis der Nachhaltigkeit. Der Erfolg internationaler Zertifikate wie das US-amerikanische LEED oder das britische BREEAM zeigt, dass zertifizierte Nachhaltigkeit nicht nur eine umweltbezogene und ethische, sondern ganz besonders auch eine handfeste ökonomische Dimension hat: nachhaltigkeits-zertifizierte Bauwerke lassen sich besser vermieten und veräußern, die Nutzer fühlen sich besser aufgehoben in nachgewiesenermaßen gesunder baulicher Umgebung, Bauherren und Stadtväter sind stolz auf Fortschritte in Umwelt- und Gestaltqualität. Das „Deutsche Gütesiegel Nachhaltiges Bauen“ der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) sowie sein Pendant für Bundesbauten, das Bewertungssystem Nachhaltiges Weiter sinnvoll sind Verschattungsstudien, die Bauen (BNB) und des Bundesministeriums für Abschätzung des sommerlichen Wärmeschutzes, Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicher- Kenndaten zur Bauökologie, zur Haustech- heit (BMUB) tragen dem Wunsch nach einem nik und zum Energiekonzept, Kennzahlen zu zeitgemäßen deutschen Nachhaltigkeitszertifikat Betriebs- und Bewirtschaftungskosten über eine Rechnung. spezial | OKTOBER 2015 13 Holzbau für kommunale Aufgaben Chancen und Risiken neue Exportchancen und für das Bauen erneut Architekten, Ingenieure und Bauunternehmen eine wichtige Rolle als Impulsgeber für die gesell- haben die große Chance, über nachhaltiges und schaftliche Weiterentwicklung. Das Bauen mit energieeffizientes Bauen ihre kreative Meinungs- Holz hat unter Gesichtspunkten nachhaltigen führerschaft wieder vermehrt in den Dienst der Bauens besonders gute Aussichten: als klima Lösung der großen gesellschaftlichen Heraus- freundliches, gesundheitlich unbedenkliches und forderungen zu stellen wirksam. Das damit langlebiges Material, das zudem durchweg mit verbundene Innovationspotenzial ist gewaltig positiven Assoziationen verbunden ist. So entde- und bislang kaum ausgeschöpft. Die Herausforderung nachhaltiger Entwicklung im Bausektor bietet Chancen: die große gesellschaftliche, technische und gestalterische Erneuerung in einem lange nicht mehr besonders innovationsverdächtigen Wirtschaftszweig, cken nun zunehmend auch Bauherren die Vorzü- Abb. 2.5 und 2.6: ge dieser Materialgruppe. Das öffentliche Bauen Bauhof in Frickingen steht nicht abseits. Es sieht seine Vorbildfunktion Bauherr: und nimmt, wie die Beispiele zeigen, zunehmend Gemeinde Frickingen seine Verantwortung im umweltbewussten, wirt- Architekt: schaftlichen, ästhetisch und sozial hochwertigen Manfred Fetscher, Bauen wahr. Illmensee 14 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Attribute des nachhaltigen und energieeffizienten Bauens: Wohlüberlegt Umweltfreundlich Eine nachhaltige Planung setzt bei der Grund- Der ökologische Kern aller Nachhaltigkeitsüber- satzüberlegung an, ob eine Baumaßnahme legungen ist der sparsame Umgang mit Bau zwingend erforderlich oder die gestellte Aufgabe stoffen über intelligente Konstruktion und unter Nutzung vorhandener Baulichkeiten CO2-minimierte Materialwahl. Am Ende der zu lösen ist. Eine umsichtige Planung für ein nützlichen Lebensdauer sollte man unvermeid- Gebäude erfordert gute Vorbereitung und ist in lich notwendige Bauelemente oder Baustoffe jeder Hinsicht integrativ, indem sie die Inter- ohne großen Aufwand wieder in den Stoff- essenvertreter, Experten und Fachingenieure kreislauf zurückführen können. Im Gegensatz frühzeitig einbezieht, die Bauausführung und die zu anderen Branchen steckt im Bauwesen das Bewirtschaftung umfassend vorausdenkt. Die lebenszyklusgerechte Konstruieren noch in den hohe Lebensdauer von Gebäuden verlangt vor- Kinderschuhen. Es muss die Wartungs- und ausschauende Planung. Sie soll Richtung weisen Reparaturfreundlichkeit erhöhen und Recycling für ein besseres Leben. Sie soll Sinn stiften durch ermöglichen. Architektur. Robust Angemessen Ein robustes Gebäude zeichnet sich durch Lang Jeder Ressourcenanspruch eines Gebäudes fußt lebigkeit, Resilienz und einfache Handhabbarkeit auf dem Flächenbedarf für jeden Raum, das aus. Dauerhaft wird ein Gebäude durch eine Gebäude und das Grundstück. Noch bevor eine hohe Anpassungsfähigkeit an Veränderungen in konstruktive und materiell intelligente bauliche der Nutzung, durch intelligente Tragstruktur und Lösung Sinn macht, geht es also um das zugrun- Baustoffwahl. Es sollte auch in der Lage sein, mit de liegende Programm. Es soll angemessen sein Veränderungen umgehen zu können und auf im Sinne einer zeitgemäßen Interpretation des Störungen ausgleichend zu reagieren. Entschei- „less is more“ von Ludwig Mies van der Rohe. dend für den alltäglichen Umgang mit dem Besonders hier gilt das Gebot der Suffizienz Gebäude ist eine einfache, langlebige und gut als Element der sogenannten „Starken Nach handhabbare Gebäudetechnik mit entsprechend haltigkeit“. gutmütigen baulichen Voraussetzungen hierfür. Sie wirkt sich günstig auf die Lebenszykluskosten aus und ist ein wesentlicher Treiber für die Wert stabilität. spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Zweckdienlich Innovativ Ein nachhaltiges Gebäude soll für seine Nutzer Der Schutz von Ressourcen und der Erhalt von in unterschiedlichen Lebenssituationen und Werten müssen sich im Bauen mit Entwicklung möglichst gut benutzbar, im weitesten Sinne und Zukunft verbinden. Bewahren erschöpft barrierefrei sein. Hierzu gehört auch eine hohe sich in unserem gesellschaftlichen Kontext Umnutzungsfähigkeit. Es sollte auch unter nicht allein im Erhalt und Beharren. Es bedarf extremen äußeren Rahmenbedingungen in des Gegenpols des Schöpferischen, des Neuen, thermischer, akustischer und visueller Hinsicht Zukunftsorientierten, um die gewünschte behaglich sein. Sein Gebrauch soll dem Benutzer Wirkung entfalten zu können. Nachhaltigkeit eine umfassende Einflussnahme ermöglichen, braucht Wandel und Veränderung. Checklisten Autonomie und Sicherheit vermitteln. und Steckbriefe können das Unvorhersehbare, Nicht-Vorgedachte nicht abbilden. Vernetzt Eine gelungene Einbindung eines Gebäudes in Schön sein räumliches, soziales, natürliches, infrastruk- Schönheit ist der zweite blinde Fleck der Nach- turelles und verkehrliches Umfeld prägt entschei- haltigkeitsbetrachtung; vielleicht, weil ihre dend die Nachhaltigkeit jedes Gebäudes. Seine Bewertung sich rationalen Kriterien entzieht. Integration in Energie- und andere Ressourcen- Doch gute Gestaltung beruht immer auf einem ströme dient in Zeiten von Energiewende und Gespür, das viele Menschen miteinander verbin- dezentraler Nutzung erneuerbarer Energien nicht det. Sie ist gerade in der Architektur mehr als nur nur der Versorgung, sondern sollte auch dienlich gelungene Form an sich, sie transportiert auch sein für Quartier und Stadt. Die Elbarkaden von Lebensform und den guten Umgang von Men- Bob Gysin + Partner stellen mit ihrer Stadtloggia schen miteinander und ihrer Umwelt. Ethik und und dem Boulevard am Wasser entlang neue Ästhetik sind untrennbar miteinander verbunden, öffentliche Durchwegungen her. Sie sind darüber Schönheit ist eine Folge ethischer Haltung oder hinaus ein früher Versuch einer energetischen Vernetzung mit der Stadt. „Die schöne Dinge zeigen an, dass der Mensch in die Welt passe“. Dieses Zitat Immanuel Kants vermittelt wohl am besten, dass nur mit Schönheit der kulturelle Übergang in eine nachhaltig gestaltete Welt überzeugend gelingen kann. Abb. 2.7 und 2.8: Kinderhaus in Uttenreuth Bauherr: Gemeinde Uttenreuth Architekten: KJS+ Architekten, Erlangen 15 16 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 3 _ Wirtschaftliches Bauen mit Holz Verschiedenste Entwicklungen im 21. Jahr- In der Regel findet der primäre Vergleich auf Karsten Ulrich Tichelmann hundert führen dazu, dass zukünftiges Bauen Bauteilebene statt, der sekundäre Vergleich Technische Universität zunehmend unter den Kriterien der Leichtigkeit, bei globaler Betrachtung der ökonomischen Darmstadt – Fachbereich der Ressourceneffizienz und der Veränderbarkeit Eigenschaften der Bauweise. Als Entscheidungs- Architektur geplant und realisiert werden muss. Dadurch ver- grundlage zur Beurteilung der technischen und Tragwerksentwicklung bindet sich der Anspruch nach architektonischer ökonomischen Leistungsfähigkeit von Holzbau- und Bauphysik, Gestalt mit der Effizienz und Potenzialen einer teilen gegenüber massiven Bauweisen können Darmstadt Bauweise und der Verringerung von Stofflawi- folgende Bewertungscluster und Kriterien heran- VHT – nen. Dieser Anspruch richtet sich auch maßgeb- gezogen werden: Versuchsanstalt für lich an die notwenigen urbanen Nachverdich- Holz- und Trockenbau, tungen des Gebäudebestandes, an die energe- Darmstadt tische Hülle, an Raum bildende Ausbauten sowie Univ. Prof. Dr.-Ing. an die Konstruktion und die Details. Unter diesem Aspekt nimmt der Holzbau in Zukunft eine bedeutende Rolle ein. Ein Vergleich der „ökonomischen Leistungsfähigkeit“ verschiedener Bauweisen setzt die Erfüllung vergleichbarer Funktionen und Eigenschaften durch die Bauteile und Gebäudekonstruktionen voraus. Es sind die für das Bauen relevanten –Bauphysikalische Kriterien Schalldämmung, Brandschutz, winterlicher und sommerlicher Wärmeschutz, Feuchteschutz, Behaglichkeitskriterien, usw. –Technische Kriterien Bauteildicke, Gewicht, Tragfähigkeit, Beanspruchbarkeit, Robustheit, Flexibilität und Anpassbarkeit, Installationsfreundlichkeit – Baubetriebliche und ökonomische Kriterien ganzheitlichen Aspekte zu bewerten. Das bedeu- Bauentstehungskosten, Vorfertigung und tet, welche konstruktiven und physikalischen sinnvoll realisierbare Vorfertigungsgrade, Bauteileigenschaften erfüllt werden: z.B. Dicke, Bauzeit, bauartspezifische Trocknungs- und Gewicht, Schalldämm-Maß, Wärmetransmission, Wartezeiten, Ausführungsqualität, Wartungs- Wärmespeicherfähigkeit sowie baubetriebliche intensität, Kosten der Unterhaltung und Nut- Aspekte wie die Dauer der Bauausführung und zung, ökonomische Lebenszyklusbewertung deren Auswirkung auf die Bauzeit und selbstverständlich auch die Wirtschaftlichkeit. –Ökologische Kriterien und Umweltverträglichkeit wie z.B. Primärenergieverbrauch, CO2-Äquivalente, NO-Äquivalent, Emissivität, „Nachhaltigkeit“ spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Die Qualität, wie heutige Anforderungen ganz- darüber hinaus weitergehende Eigenschaften heitlich von einer Bauart erfüllt werden, kann als auf, die die Qualität eines Gebäudes für den Bewertungskriterium für eine Bauweise heran Nutzer erhöhen. Weitere bedeutende Kriterien gezogen werden. zur Bewertung einer Bauweise wie dem Holzbau Der Einsatz dieser Bauweisen unter gezielter Nutzung ihrer Potenziale führt zu einer Verbesserung der Eigenschaften und der Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes. Auf der Ebene der Bauteile ist zwischen tragenden und nichttragenden Bauteilen zu unterscheiden. Nichttragende Bauteile (nachfolgend auch Systeme genannt) haben die primäre Funktion des Raumabschlusses, tragende Systeme erfüllen zusätzlich eine statische Funktion. Mit dem Raumabschluss können Anforderungen bauphysikalischer Art verbunden sein, subjektive Erwartungen an sogenannte „weiche Eigenschaften“ sowie an die Widerstandsfähigkeit gegen nutzungsinduzierte Belastungen. Diese Anforderungen sind in bestimmten Bereichen geregelt, so zum Beispiel bei Schallschutzanforderungen und Brandschutzanforderungen. Davon unabhängig bestehen oftmals darüber hinaus Anforderungen und Ansprüche der Gebäudenutzer, die – basierend auf ihren eigenen Erfahrungen – weitergehende Anforderungen an bauphysikalische Eigenschaften oder Flexibilität stellen. Eine „leistungsfähige“ Bauweise erfüllt die Anforderungen und weist sind zum Beispiel die Relation der Bauteildicke und des Gewichtes, wie die Anforderungen an den Wärmeschutz und/oder Schallschutz erfüllt werden und auch deren Bauzeiten. Diese Eigenschaften unterliegen keinen direkten gesetzlichen oder Nutzeranforderungen. Trotzdem kommt ihnen beim Bauen eine zunehmend größere Bedeutung bei der Auswahl einer Bauweise zu, da sie in direktem Zusammenhang zu den Baukosten und der Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes stehen. 17 18 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Davon unabhängig existieren Ansprüche der G ebäudenutzer, die, basierend auf ihren eigenen Erfahrungen, weitergehende Anforderungen an bauphysika lische Eigenschaften, Belastbarkeit, Flexibilität, etc. stellen. Ein leistungs fähiges System erfüllt die gesetzlichen Mindestanforderungen und weist darüber hinaus Eigen schaften auf, die die Qualität eines Gebäudes für den Nutzer erhöhen. Weitere bedeutende Kriterien zur Bewertung einer Bauweise wie dem Holzbau sind z.B. die Bauteildicke, das Gewicht, die Bauzeiten. Diese Eigenschaften unterliegen keinen direkten Technische und bauphysikalische Kriterien Holzbausysteme sind in besonderem Maße gesetzlichen oder Nutzer-Anforderungen. Trotz dem kommt ihnen eine große Bedeutung bei der Im konstruktiven Aufbau unterscheiden sich geeignet, kombiniertezu bauphysikalische AnforAuswahl eines Systems zu, da sie in di rektem Zusammenhang den Baukosten und der Holzbauweisen von monolithischen Massivderungen wie Schallund Brandschutz, Feuchte Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes stehen. bauweisen, was entsprechend ein grundlegend und Wärmeschutz zu erfüllen. Je nach Wahl des anderes bauphysikalisches Verhalten bedingt. Systems, der Unterkonstruktion, Dämmung und Den leichtbauspezifischen Eigenschaften muss Beplankungswerkstoffe, können die geforderten Technische und bauphysikalische Kriterien mit konstruktivem Verständnis begegnet werden, bauphysikalischen Eigenschaften durch eine ein- Im Aufbau unterscheiden sich Holzbauteile grundlegend von Massivbauteilen, was ein wenn die hohe Leistungsfähigkeit der Holzbauzelne Konstruktion erreicht werden. Durch den entsprechend anderes bauphysikalisches Ver halten bedingt. Den leichtbauspezifischen weise ausgeschöpft werden soll. Das Ergebnis zusammengesetzten additiven Aufbau von Holzprüche der G ebäudenutzer, die, basierend aufVerständnis ihren eigenen Eigenschaften muss mit begegnet we baukonstruktionen rden, wenn die hohe Leistungsfähigkeit der sind wirtschaftliche, qualitativ hochwertige kann durch einfaches Ändern rderungen an bauphysikaHolzbauweise lische Eigenschaften, ausgeschöpftBelastbarkeit, werden soll. Das Ergebni s ist ein sehr wirtschaftliches, qualitativ mit deutlich überlegenen technischen oder Hinzufügen eines Elementes, zum Beispiel leistungs fähiges hochwertiges SystemGebäude erfüllt die gesetzlichentechni schen Gebäude mit überlegenen und bauphysikalischen Eigenschaften. und bauphysikalischen Eigenschaften. schaften auf, die die Qualität eines darüber hinaus Eigen Bauteil in Holzbauweise: Abb.einer 3.1: Bewertung Bauweise wie dem Holzbau sind z.B.Beschwerung die Abstand auzeiten. Grundlegende Diese Eigenschaften unterliegen keinen direkten Baustoff Unter Abstand Dicke große Bedeutung bei ungen. Trotz dem kommt der schiede zwischen Holz- ihnen eine Lagigkeit e in di und rektem Zusammenhang zu den Baukosten und der Massivbauteilen Ständer Verbindung und Dicke tehen. ische Kriterien • –Inhomogenes, zusammengesetztes, Inhomogenes, zusammengesetztes, mehrschaliges Bauteil geringer mehrschaliges Masse Bauteil geringer Masse • – ist als zu betrachten, Bauteil istBauteil als System zuSystem betrachten, das aus unterschiedlichen Baustoffen trockenBaustoffen montiert wird. das aus unterschiedlichen Holzbauteile grundlegend vontrocken Massivbauteilen, was ein montiert wird ischen • Die bauphysikalischen und stat Eigenschaften sind Systemeigenschaften, sie werden von dem Aufbau ikalisches Ver halten bedingt. leichtbauspezifischen –Die Den bauphysikalischen und statischen des Bauteils, der Anschlußausbildung und den eingesetzten nis begegnet we rden, wenn dieEigenschaften hohe Leistungsfähigkeit der Baustoffen bestimmt sind Systemeigenschaften, en soll. Das Ergebni s ist ein sehr wirtschaftliches, qualitativ sie werden von dem Aufbau des Bauteils, enen techni schen und bauphysikalischen Eigenschaften. der Anschlussausbildung und den einer weiteren Beplankungslage oder eines anderen Beplankungsmaterials, eine geforderte bauphysikalische Eigenschaft erreicht werden. Holzbausysteme lassen sich additiv zu bestehenden Konstruktionen Baustoff einsetzten, um deren Dicke (Masse) Eigenschaften gezielt zu verbessern. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Bauaufgaben der Nachverdichtung bestehender Gebäude. Durch Homogenes, monolithisches Bauteil mittlerer bis hoher das• geringe Gewicht können lastabtragende Masse Bauteile im Vergleich mit massiven Bauarten • Singuläres Bauteil vereinigt alle Funktionen wirtschaftlicher ausgeführt werden. Eine deutliche Massenreduzierung bei gleichzeitig besse• Masse, bauphysikalische und statische Eigenschaften ren Schallund Wärmeschutzeigenschaften lässt des Bauteils werden von den eingesetzten Baustoffen (Rohdichte) und deren bestimmt sich vor allem im Bereich vonDicke Wandsystemen (Innenwände, Nutzungstrennwände, Außenwände) erzielen. Für ein Gebäude ergeben sich in der Grundlegende Unterschiede zwischen Holz- und Massivbauteilen Summe eine einfachere und damit wirtschafteingesetzten Baustoffen bestimmt Beschwerung Abstand rbindung hrschaliges Bauteil • aus ontiert wird. • Eigenschaften sind em Aufbau des en eingesetzten • lichere Gründung – oder bestehende Gründungen können genutzt werden. Bei Aufstockungen Bauteil in Massivbauweise: Holzbausysteme sind in besonderem Maße geeignet, kombinierte bauphysikalische lässt sich vielfach auf zusätzliche TragwerksverAnforderungen wie Schall- und Brandschutz, Feucht e- und Wärmeschutz zu erfüllen. Je nach stärkungen verzichten. Wahl des Baustoff Systems, der Unterkonstruktion, Dämmung und Beplankung, können die geforderten Dicke bauphysikalischen Konstruktion erreicht werden. Durch den (Masse) Eigenschaften durch eine einzel Da ne mit Wandkonstruktionen in Holzbauweise in zusammengesetzten Aufbau von Trockenbaukonstr uktionen kann durch einfaches Ändern oder der Regel geringere Wanddicken im Vergleich Hinzufügen eines Elementes, z.B. einer weiteren Beplankungslage oder eines anderen –Homogenes, monolithisches Bauteil zu Massivwandkonstruktionen erreicht werden, Beplankungsmaterials, eine geforderte bauphysi kalische Eigenschaft erreicht werden. Homogenes, monolithisches Bauteil mittlerer bis hoher mittlerer bis hoher Masse vergrößert sich zudem die Nutzfläche (z.B. Masse – Singuläres Bauteil vereinigt alle Funktionen Wohnfläche) eines Gebäudes. Bei werden, gleicher um deren Holzbausysteme können additiv zu bestehenden K onstruktionen eingesetzt Singuläres Bauteil vereinigt alle Eigenschaften gezielt zuFunktionen verbessern. Dies ist vonGrundfläche besonderer Bedeutung Bauaufgaben können 5 – 10 %bei mehr Nutzfläche der –Masse, bauphysikalische und statische Nachverdichtung aufdesbestehenden Gebäuden. Durch dasNeben geringe Gewicht können erzielt werden. diesem wirtschaftlichen Eigenschaften Bauteils werden von den lastabtragende tragende Bauteile, im Vergleich zu einem Ausbau mit massiven Systemen, Masse, bauphysikalische undBaustoffen statische Eigenschaften eingesetzten (Rohdichte) und Vorteil wird zugleich sparsamer mit der Ressource wirtschaftlicher dimensioniert werden. Ei ne deutliche Massenreduzierung bei gleichzeitig des Bauteils werden denbestimmt eingesetzten Baustoffen „Bauland“ umgegangen. derenvon Dicke (Rohdichte) und deren Dicke bestimmt besseren Schallund Wärmeschutzeigenschaften lässt sich vor allem im Bereich Wandsysteme (Trennwände, Außenwände/Fassade) erzielen. Für ein Gebäude ergeben sich in der Summe geringere Fundamente und eine einfachere und damit wirtschaftlichere Gründung. Bei Aufstockungen kann vielfach auf Tragwerksverstärk ungen verzichtet werden. Nicht zu vergessen spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Mit Holzbausystemen ist eine Flexibilität im Aus- Die „Nachhaltigkeit“ von Gebäuden ist schon bau zu erreichen, die sich mit massiven Systemen heute untrennbar mit der Flexibilität unserer nicht realisieren lässt. Bereits heute wird bei der Gebäude verbunden. Im Besonderen dadurch, wirtschaftlichen Bewertung des Lebenszyklus dass wir aufgrund der hohen Dynamik unserer von Gebäuden deren Eignung für eine zukunfts- sozialen, wirtschaftlichen, gesellschaftspoliti- orientierte flexible Nutzung berücksichtigt. Merk- schen und ökologischen Entwicklungen unsere male zukunftsorientierter Gebäude sind ihre Zukunft immer weniger voraussagen können. Qualitäten im Hinblick auf die grundlegenden Nur die Veränderbarkeit und das Reaktionsver- sechs „Dimensionen der Flexibilität“, die ohne mögen unserer Bauwerke kann hierauf eine Holz- und Leichtbausysteme nicht umzusetzen erfolgversprechende Strategie sein. wären. Erweiterungsflexibilität meint die externe konstruktive Flexibilität, die mögliche Größenveränderung an der Struktur zulässt: z.B. variable Nutzungseinheiten und variable Flächeneinheiten Veränderungsflexibilität beschreibt interne konstruktive Flexibilität, die mögliche Größenveränderung innerhalb der Struktur zulässt Holzbauweisen sind bauweisenimmanent schnell und trocken zu montieren, ohne ein Gebäude bzw. den Bauablauf durch Feuchteeintrag, Wartezeiten und Gewicht zu belasten. Auch eine Demontage ist mit wesentlich geringerem Aufwand gegenüber Massivbauweisen verbunden. Durch ihre Flexibilität sind Holzbaukonstruk tionen an wechselnde Nutzungsbedingungen einfach anpassbar. Die Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes wird durch seine Veränderbarkeit erhöht. In der Bauphase können Angebotsflexibilität Änderungswünsche des zukünftigen Wohnungs ist dabei die Möglichkeit der Veränderung einer eigentümers oder Mieters noch realisiert werden. Struktur bei erstmaligem Bezug Eine derartige Eingriffsmöglichkeit des Nutzers Nutzungsflexibilität ermöglicht die Veränderung und Austauschbarkeit von Nutzungen Gebrauchsflexibilität ist die Anpassungsfähigkeit einer Struktur an eine mögliche Veränderung einer bestehenden Nutzung ist bei gewerblichen Bauten als Standard etabliert und eine Voraussetzung für die Vermiet barkeit von Immobilien. Holzbauweisen sind per se „installationsfreund lich“. In die Hohlraumkonstruktionen der Holz bausysteme lassen sich Installationen führen, Einbauten (Licht, Auslässe, Sprinklerköpfe etc.) werden in die Bauteiloberfläche integriert. Eine Ausstattungsflexibilität leichte Revisionierbarkeit bei Wartungsarbeiten berücksichtigt die Anpassungsfähigkeit der und Nachinstallationen ist gegeben. Ausstattung eines Gebäudes auf zukünftige Standards und individuelle Nutzerbedürfnisse bei Nutzerwechsel 19 20 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Baubetriebliche und ökonomische Kriterien zeiten sind daher Holz- und Trockenbausysteme Ein wesentliches Merkmal des Holzbaus ist die prädestiniert, da sie praktisch keine Wartezeiten Arbeitsteilung, die den Fertigungsprozess für aufweisen. Dieser Vorteil im Hinblick auf einen Bauteile in verschiedene Arbeitsgänge aufglie- schnellen Bauablauf kann nur dann ausgeschöpft dert: werden, wenn die Zusammenarbeit der verschie- – Zurichten und Verarbeiten der einzelnen Primärbauteile denen Ausbaugewerke (Klima, Elektro, Sanitär, Boden etc.) entsprechend abgestimmt wird. – Montage von additiven Konstruktionen Die Gewerkereihenfolge ist stärker verzahnt (Fassaden, Installationsebenen, Estrichen als bei üblichen Massiv- / Nassbauweisen, die und Unterdecken) Gesamtbauzeiten lassen sich dadurch verkürzen. – Oberflächenfinish der Beplankung und Wartezeiten sind bei trockenem Ausbau meist Bauteilbekleidungen planungsbedingt und nicht systembedingt. Ein Durch die „trockene“ Montage sowie das Zusammensetzen industriell vorgefertigter Bau stoffe und Bauteile zu Konstruktionen stellt der Holzbau eine sehr zeitsparende Bauweise dar. Nassprozesse werden lediglich zum Schließen der Fugen der Oberflächen eingesetzt. Im Gegensatz dazu werden massive Baustoffe zum großen Teil über Nassprozesse miteinander verbunden und danach gespachtelt oder gar verputzt. Estriche werden in der Regel im Massivbau ebenfalls „nass“ eingebracht. optimierter Bauablauf ist deshalb noch stärker als im Massivbau von einer kompetenten Vorplanung abhängig. Bei der reinen Massivbauweise sind die nichttragenden Innenwände quasi dem Rohbau zuzuordnen, die Wandbauarbeiten sind bei Beginn der Ausbauarbeiten Elektro und Sanitär abgeschlossen, der Bauablauf ist linear. Bei trockenem Ausbau ist dagegen selbst bei vereinfachter Darstellung des Ablaufplanes die Verzahnung der Ausbaugewerke zu erkennen. Die Zeiteinsparung der Trockenbauvariante gegenüber dem Massivbau ist nur unwesentlich Bei Bauvorhaben mit einem engen terminlichen (keine Putzarbeiten), wenn ein Nassestrich, wie Rahmen ist eine detaillierte Bauzeitenplanung dargestellt, eingebracht wird. erforderlich, der Bauablauf und die Gewerkefolge müssen auf die Trocknungszeiten abgestimmt sein, um einen Verzug und mögliche Feuchteschäden zu vermeiden. Zunehmend werden in der Baupraxis die notwendigen Mindestwartezeiten wegen des bestehenden Termindrucks nicht eingehalten, wodurch die Gefahr für feuchtebedingte Bauschäden wächst. Bei kurzen Bau- Durch Einsatz von Trockenestrichsystemen auf Holzdecken reduzieren sich die notwendigen Wartezeiten von 4 Wochen auf ca. 3 Tage. Trotzdem wird vielfach auf den Nassestrich zurückgegriffen, einerseits aus Kostengründen, andererseits weil die theoretisch möglichen Zeiteinsparungen wegen mangelnder Bauablaufkoo- 21 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Rohbau Nichttragende Innenwände Sanitär und Heizung Installation (Rohre, Anschlüsse, Schlitze, Tragständer) Elektroinstallation (Schlitze, Elektrokabel, Dosen) Verfüllen / Putz Wartezeit Trocknung 2 Wo Nass-Estrich (+ Vorarbeiten) Wartezeit Begehbarkeit 1d Oberflächenbehandlung Wand Wartezeit Trocknung 4 Wo Oberflächenbehandlung Boden Abb. 3.2: Abb. 3.3: Ablaufplan trockener Ausbau im Holzbau Ablaufplan konventioneller Ausbau Rohbau Rohbau Ständer nichttragende Wände: Wohnungstrennwände / Raumtrennwände / Installationswände Nichttragende Innenwände Beplankung der 1.Seite Verspachtelung der 1.Seite, 1.Lage Elektroinstallation (Kabel) Sanitär und Heizung Installation (Rohre, Anschlüsse, Schlitze, Tragständer) Elektroinstallation (Schlitze, Elektrokabel, Dosen) Tragständer Sanitärräume Verfüllen / Putz Sanitär und Heizung Installation (Rohre, Anschlüsse) Wartezeit Trocknung 2 Wo Nass-Estrich (+ Vorarbeiten) Wartezeit Begehbarkeit 1d Beplankung der 1.Seite, 2.Lage Dämmstoff einbringen Oberflächenbehandlung Wand Wartezeit Trocknung 4 Wo Beplankung der 2.Seite, 1.Lage Oberflächenbehandlung Boden Verspachtelung der 2.Seite, 1.Lage Beplankung der 2.Seite, 2.Lage Elektroinstallation (Dosen) Rohbau Nass-Estrich (+ Vorarbeiten) Wartezeit Begehbarkeit/Baufeuchte 1d Ständer nichttragende Wände: Wohnungstrennwände / Raumtrennwände / Installationswände Verspachtelung der 2. Lage Tragständer Sanitärräume Wartezeit Trocknung 1d Oberflächenbehandlung Wand Beplankung der 1.Seite Wartezeit Trocknung 4 Wo Oberflächenbehandlung Boden Verspachtelung der 1.Seite, 1.Lage Beplankung der 1.Seite, 2.Lage dinierung oft nicht aktiviert werden können. In Elektroinstallation (Kabel) Sanitär und Heizung Installation (Rohre, Anschlüsse) Dämmstoff einbringen Beplankung der 2.Seite, 1.Lage Verhältnis gesetzt. Neben dem vergleichsweise der nachfolgenden Tabelle 3.1 sind die Dicke, der niedrigen Primärenergiegehalt der HolzbauwänVerspachtelung der 2.Seite, 1.Lage U-Wert und der Primärenergiegehalt verschiede- de ist der günstige U-Wert dieser Konstruktionen Beplankung der 2.Seite, 2.Lage ner tragender Außenwandkonstruktionen dargestellt. Zudem sind die Kosten zueinander ins durch den dadurch bedingten geringeren Heiz- Elektroinstallation energieverbrauch ein weiterer ökologischer (Dosen) Vorteil. Nass-Estrich (+ Vorarbeiten) Wartezeit Begehbarkeit/Baufeuchte 1d Verspachtelung der 2. Lage Wartezeit Trocknung 1d Oberflächenbehandlung Wand Wartezeit Trocknung 4 Wo Oberflächenbehandlung Boden 22 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben der nachfolgenden nachfolgenden Tabelle Tabelleist ist die die Dicke,der der U-Wert U-Wert und und der der Primärenergiegehalt Primärenergiegehalt InIn der In der nachfolgenden Tabelle ist die Dicke, Dicke, der U-Wert und der Primärenergiegehalt verschiedener tragender Außenwandkonstrukti onen dargestellt. Zudem sind die die Kosten Kosten verschiedener tragender Außenwandkonstrukti onen dargestellt. Zudem sind Inverschiedener der nachfolgenden Tabelle ist die Dicke, der U-Wert und der Primärenergiegehalt tragender Außenwandkonstrukti onen dargestellt. Zudem sind die Kosten zueinander ins Verhältnis gesetzt. Neben dem vergleichsweise niedrigen Primärenergiegehalt zueinander ins Verhältnis gesetzt. Neben dem vergleichsweiseniedrigen Primärenergiegehalt verschiedener Außenwandkonstrukti onen dargestellt.niedrigen Zudem sind diebedingten Kosten zueinander instragender Verhältnis gesetzt. Neben dem vergleichsweise derHolzbauwände Holzbauwände istder dergünstige günstige U-Wertdies dies erer Konstruktionen durch denPrimärenergiegehalt dadurch der ist U-Wert Konstruktionen durch den dadurch bedingten Tab.zueinander 3.1: ins Verhältnis gesetzt. Neben dem vergleichsweise niedrigen Primärenergiegehalt der Holzbauwände ist der günstige U-Wert dies er Konstruktionen durch den dadurch bedingten geringerenHeizenergieverbrauch Heizenergieverbrauch einwe we iterer itererökologischer ökologischer Vorteil. geringeren ein Vorteil. der Holzbauwände ist der günstige U-Wert er Konstruktionen geringeren Heizenergieverbrauch ein we dies iterer ökologischer Vorteil.durch den dadurch bedingten Bauteildicke, U-Wert, Kostenrelation und Primärenergiegehalt verschiedener geringeren Heizenergieverbrauch ein we iterer ökologischer Vorteil. tragender Außenwandkonstruktionen AußenwandSchichtenaufbau AußenwandSchichtenaufbau AußenwandSchichtenaufbau konstruktion Außenwand- Schichtenaufbau konstruktion konstruktion Außenw andSchichtenaufbau konstruktion konstruktion Holzkonstruktion Holzkonstruktion Holzkonstruktion Holzkonstruktion Stülpschalung, Lärche Holz konstruktion Stülpschalung, Lärche Stülpschalung, Lärche Stülpschalung, Lärche Lattung, Konterlattung Lattung, Konterlattung Lattung, Konterlattung Bitumen-Holzw eichfaserplatte Lattung, Konterlattung Stülpschalung, Lärche Bitumen-Holzweichfaserplatte Bitumen-Holzw eichfaserplatte Holzständer, Zellulosefaserdämmung Lattung, Konterlattung Holzständer, Zellulosefaserdämmung Bitumen-Holzweichfaserplatte Holzständer, Zellulosefaserdämmung Sperrholzplatte, Dampfbremse Bitumen-Holzw eichfaserplatte Sperrholzplatte, Dampfbremse Sperrholzplatte, Dampfbremse Gipsbauplatte Holzständer, Zellulosefaserdämmung Holzständer, Zellulosefaserdämmung Gipsbauplatte Gipsbauplatte Dispersionsfarbe Sperrholzplatte, Dampfbremse Dispersionsfarbe Sperrholzplatte, Dampfbremse Dispersionsfarbe Gipsbauplatte Dispersionsfarbe Gipsbauplatte Dispersionsfarbe Einschalige Einschalige Einschalige Mauerwerkskonstruktion Mauerwerkskonstruktion Mauerwerkskonstruktion Einschalige Mauerwerkskonstruktion Einschalige Außenputz (armiert, mineralisch) Mauerw erkskonstruktion Außenputz (armiert,mineralisch) mineralisch) Außenputz (armiert, Außenputz (armiert, mineralisch) Porenbeton-Planblock GWP 2/0,5 Porenbeton-Planblock GWP 2/0,5 Porenbeton-Planblock GWP 2/0,5 Innenputz Porenbeton-Planblock GWP 2/0,5 Außenputz (armiert, mineralisch) Innenputz Innenputz Porenbeton-Planblock GWP 2/0,5 Innenputz Innenputz Mauerwerk mit WDVS Mauerwerk mit WDVS Mauerwerk mit WDVS Mauerwerk mit WDVSmineralisch) Außenputz (armiert, Mauerw erk (armiert, mit WDVS Außenputz mineralisch) Mineralwolle Außenputz (armiert, mineralisch) Außenputz (armiert, mineralisch) Mineralwolle Mineralwolle Ansetzmörtel Außenputz (armiert, mineralisch) Ansetzmörtel Mineralwolle Ansetzmörtel KS-Lochsteine Mineralwolle KS-Lochsteine KS-Lochsteine Innenputz Ansetzmörtel Ansetzmörtel Innenputz Innenputz KS-Lochsteine KS-Lochsteine Innenputz Innenputz Dicke RohU-Wert Kosten PrimärDicke RohU-Wert Kosten PrimärDickeDicke RohU-Wert Kosten Primärenergiedichte energiedichteRohdichte U-Wert KostenPrimärenergie- energiedichte gehalt Dicke RohU-Wert Kosten Primärgehalt [kg/m³] gehalt [MJ/m²] [cm] [cm] dichte [W/m²K][W/m²K] [%] [%] energie[kg/m³] gehalt [MJ/m²] [cm] [W/m²K] [%] [kg/m³] [MJ/m²] [cm] [W/m²K] [%] [kg/m³] [MJ/m²] gehalt [cm] [W/m²K] [%] [kg/m³] [MJ/m²] 2-4 600 42 2-4 2 – 4 600 600 42 42 2-4 5,0 600 42 10 5,0 600 10 5,0 2,0 600 10 300 56 10 2-4 2,0 5,00 600 300 600 42 56 2,0 16,0 300 56 50 85 5,0 600 10 16,0 50 85 56 16,0 2,02,00 50 300 85 700 58 2,0 300 56 700 58 2,0 1,25 700 900 50 8558 36 16,00 85 16,0 50 1,25 900 36 1,2590036 2,0 - 2,00 700- 700 58 58 1,25 900 36 - 1,25 - 900 36 0,29 100 30,25 287 0,29 100 30,25 287 –0,29 100 30,25 – 287 0,29 100 30,2530,25 287 287 0,29100 2,0 12 1800 2,0 12 1800 2,0 12 1800 36,5 713 500 36,5 2,00 500 1.800 713 12 713 500 1,5 25 1200 36,5 2,0 12 1800 1,5 25 1200 1,5 25 1200 713 36,536,50 500 500 713 1,5 25 1200 1,501.200 25 40,0 0,40115 40,0 40,0 40,0 40,0 0,40 0,40 0,40 0,40 115 115 115 115 750 750 750 750 750 0,7 8 1100 0,7 8 1100 0,7 8 1100 8,0 122 85 8 8,0 0,70 85 1.100 122 8,0 122 85 0,5 5 2000 0,7 8 1100 0,5 8,00 5 2000 85 122 0,5 5 2000 24,0 293 1400 8,0 122 85 24,0 293 1400 24,0 293 1400 1,5 0,5 525 2000 5 1,5 0,502.000 25 1400 1,5 1400 24,0 29325 1400 24,01.400 293 1,5 25 1400 1,501.400 25 0,40 120 34,7 453 0,40 120 34,7 453 34,70 0,40120 453 0,40 120 34,7 453 0,40 120 34,7 453 Zweischalige Zweischalige Zweischalige Mauerwerkskonstruktion Zweischalige Mauerwerkskonstruktion Mauerwerkskonstruktion 11,5 1800 534 Mauerwerkskonstruktion Zweischalige 11,511,50 1800 1.800 534 Verblendmauerwerk Vmz 1,8 534 11,5 4,0 1800534Verblendmauerw erk Vmz 1,8 Mauerw erkskonstruktion 4,0 Verblendmauerwerk Vmz 1,8 4,0 6,04,00 1800 100194Verblendmauerw erk Vmz 1,8 Luftschicht gem. DIN 1053 – 534 – Luftschicht gem. DIN 1053 11,5 6,0 100 194 Luftschicht gem. DIN 1053 6,0 24,0 100 194 1400 874 Luftschicht gem. 1053 Mineralwolleplatte 4,0 Verblendmauerw erkDIN Vmz 1,8 24,0 1400- 100 874Mineralwolleplatte Mineralwolleplatte 6,00 194 24,0 1,5 1400 874 1200 25 Mineralwolleplatte Hohllochziegel HLz 1,4 6,0 100 194 Luftschicht gem. DIN1,4 1053 1,5 1200 25 Hohllochziegel HLz 1,5 12001.400 87425 874 Hohllochziegel 1,4 Innenputz HLzHLz Hohllochziegel 1,4 24,00 24,0 1400 Mineralwolleplatte Innenputz 0,41 170 Innenputz 47,0 1627 1,5 1200 25 Hohllochziegel HLz 1,4 0,41 170 47,0 1627 Innenputz 0,41 170 47,01,501.200 1627 25 Zweischalige Innenputz Zweischalige Zweischalige Mauerwerkskonstruktion 0,41170 0,41 170 47,047,00 1627 1.627 Mauerwerkskonstruktion Mauerw erkskonstruktion mit Metallbekleidung Zweischalige mit Metallbekleidung 1,5 200 2871 mit Metallbekleidung Mauerw erkskonstruktion Zweischalige Mauerwerkskonstruktion mit Metallbekleidung 1,5 200 2871 1,5 3,5 2002871Aluminiumbekleidung mit Metallbekleidung 3,5 Aluminiumbekleidung Aluminiumbekleidung 3,5 6,01,50 30- 2002.871 342Aluminiumbekleidung Luftschicht + Unterkonstruktion 1,5 200 2871 6,0 30 342 Luftschicht + Unterkonstruktion 6,0 30,0 30 342 1000 943 Luftschicht + Unterkonstruktion Polyurethan-Hartschaumplatte 3,5 3,50 1000Aluminiumbekleidung Luftschicht + Unterkonstruktion – 943– 30,0 Polyurethan-Hartschaumplatte 30,0 1,5 1000 943 1200 25 Polyurethan-Hartschaumplatte Hohlblocksteine Hbl 6 6,0 30 342 Luftschicht + Unterkonstruktion 1,5 1200 25 Hohlblocksteine Hbl 6 Polyurethan-Hartschaumplatte 1,56,00 1200 30 Hohlblocksteine Hbl 6 Innenputz 30,0 1000 94325 342 Polyurethan-Hartschaumplatte Innenputz 0,40 330 Innenputz 42,5 4181 1,5 25 Hohlblocksteine Hbl 0,40 330 42,5 4181 Hohlblocksteine Hbl 66 30,00 1200 1.000 943 0,40 330 42,5 4181 Innenputz Innenputz 25 0,40 330 42,5 1,501.200 4181 Tabelle:Bauteildicke, Bauteildicke, U-Wert, Kostenrelat ion ion undPrimärenergiegehalt Primärenergiegehalt verschiedener tragender Tabelle: U-Wert, Kostenrelat verschiedener tragender 42,5 0,40330 4.181 Tabelle: Bauteildicke, U-Wert, Kostenrelat ionund verschiedener tragender und Primärenergiegehalt Außenwandkonstruktionen Außenwandkonstruktionen Außenwandkonstruktionen Tabelle: Bauteildicke, U-Wert,Kostenrelat Außenwandkonstruktionen ion und Primärenergiegehaltverschiedenertragender spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Einfluss der Bauweise auf die technischen M1 Leichter Ausbau unter Verwendung mög- und ökonomischen Eigenschaften eines lichst kostengünstiger, einfacher Ständerwände Gebäudes mit Unterkonstruktion aus Holz und Metall. Im Folgenden wird der Einfluss – der Tragstruktur des Rohbaus, – der eingesetzten Ausbausysteme, – der Außenwand / Fassade auf die technischen und wirtschaftlichen Eigen- M2 Leichter Ausbau unter Verwendung von Leichtbau-Trennwänden mit erhöhten Schalldämm-Maßen und in robuster Ausführung. M3 Die Porenleichtbetonwand stellt eine schaften eines Gebäudes anhand des Bauvorha- kostengünstige, einfache und schlanke massive bens beschrieben. Im Einzelnen werden dabei Trennwand dar, die in Anlehnung an Variante unter Zugrundelegung verschiedener Ausbau- M1 gewählt wurde und die für die gleichen standards die systemimmanenten Eigenschaften Einsatzzwecke Verwendung finden kann. hinsichtlich Bauphysik, Masse, Wohnfläche und Kosten verglichen. M4 „Massive“ Wände aus Gipswandbauplatten sind im Wohnungsbau immer noch stark ver- Für den Vergleich werden unterschiedliche breitet. Die gewählte Wand entspricht von ihrer Bauweisen und Tragstrukturen des Rohbaus Dicke her der Variante M2, sie ist in ihren Eigen- herangezogen: schaften der Minimalvariante M3 überlegen. – Tragendes Holzskelett mit tragenden massiven Treppenhauskernen, nichttragenden Fassaden und Innenwänden in Leichtbauweise. – Massivbau mit tragenden Außenwänden, Treppenhauswänden, Wohnungstrennwänden und teilweise auch Innenwänden. Die meisten Trennwände innerhalb einer Wohneinheit sind nichttragend und somit vom System her frei. In der Massivbauvariante übernehmen die tragenden Raumtrennwände statische Funktionen, die Wohnungstrennwände und die Treppenraumwände erfüllen zusätzlich bauakustische Anforderungen. Die tragenden Wände der Variante Massivbau bestehen M5 Die Kalksandsteinwand mit der relativ hohen Rohdichte stellt eine hochwertige massive Raumtrennwand dar. Sie erfüllt die Anforderungen an den „normalen Schallschutz“ innerhalb einer Wohneinheit nach DIN 4109-2. Dieser Standard stellt heute die untere Grenze des technischen Standards dar. L1 „Einfache“ Variante: Die Holz-Doppelständerwand als Wohnungstrennwand erfüllt die Schallschutzanforderungen. Beide Wandsysteme zeichnen sich durch geringen Preis, geringen Flächenbedarf und schnelle Bauweise aus. L2 „Gehobene“ Variante: Die Wohnungs- aus Kalksandstein mit einer Dicke von 24 cm, trennwand ist vom Schallschutz noch besser Rohdichteklasse 2,0. Die Innenwände sind mit als die Doppelständerwand L1. Die doppelt 10 mm Gipsputz versehen, die Außenwände beplankte Raumtrennwand erfüllt die Anforde- sind mit Wärmedämmverbundsystem ausgeführt. rungen an den erhöhten Schallschutz innerhalb Die nichttragenden Raumtrennwände sind frei einer Wohneinheit nach DIN 4109-2. Die mit wählbar. Es werden 7 unterschiedliche Ver- Gipsfaserplatten beplankten Wände stellen eine gleiche der Bauausführungen im Folgenden robuste Konstruktion dar. durchgeführt (Abb. 3.4). Die sich aus den Wandflächen und Wandsystemen ergebenden Massen sind in Abb. 3.5 aufgeführt. 23 24 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Vergleich der verschiedenen Bauvarianten Holz- und Leichtbauweise beträgt zwischen Vergleich der von verschiedenen Bauvarianten Abhängig der Bauart der Innenwände der einfachen Variante L1 und der gehobenen ergeben sich für die Holzbauweise und die Variante L2 der Nutzflächenunterschied 19 m² Abhängig vom Innenwandsystem ergeben sich die Leicht- und un Massivbauweise Unterschiede in der Wandund derfür Gewichtsunterschied 53 t. ImHolzbauweise Gebäude Massivbauweise Unterschiede in der Wandgrundfläche und dem Wandgewicht. Eine ger grundfläche und dem Eigengewicht der Wände. in Massivbauweise beträgt beim Ausbau mit Wandgrundfläche kommt direkt der Gebäudenutzfläche zugute, ein geringeres Ausbauge Eine geringere WandgrundflächeBauvarianten kommt der Leichtbausystemen zwischen der einfachen Vergleich der verschiedenen reduziert die statische Belastung der Tragstruktur. Der Einfluss des Ausbaus wirkt sich nebe Gebäudenutzfläche zugute, ein geringeres AusVariante M1 und der gehobenen Variante M2 Nutzungsqualität auch auf die Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes aus, die Größenordnung baugewicht ökonomischer und reduziert die der Nutzflächenunterschied m² und der Abhängig vom ist Innenwandsystem ergeben sich für die Leicht- 11und Holzbauweise un für das betrachtete Objekt konkret ermittelt. statische Belastung der Tragstruktur. Gewichtsunterschied 44 t. Wandgewicht. Eine ger Massivbauweise Unterschiede in Der derEinfluss Wandgrundfläche und dem der Bauart wirktkommt sich nebendirekt der Nutzungsqualität Wandgrundfläche der Gebäudenutzfläche zugute, ein geringeres Ausbaug Beim Vergleich der leichten und massiven Aus auch aufstatische die Wirtschaftlichkeit einesder Gebäudes reduziert die Belastung Tragstruktur. Der Einfluss des Ausbaus wirkt sich neb bausysteme beträgt zwischen den einfachen 120 aus, die Größenordnung wurde für das betrachNutzungsqualität auch auf die Wirtschaftlichkeit eines Gebäudes aus, die Größenordnung Varianten M1 und M3 in Porenbeton der Nutzflä104,2 Objekt konkret ermittelt. Im Gebäude in für das tete betrachtete Objekt konkret ermittelt. Abb. 3.4: Grundfläche der Innenwände (Konstruktionsfläche), EG + 1. – 3. OG, ohne Treppenhauswand Wandgrundfläche [m²] Wandgrundfläche [m²] 100 88,4 76,1 80 120 60 Varianten M2 und M5 in der Ausführung in Kalksandstein 16 m². Der Gewichtsunterschied zwischen den einfachen Varianten M1 und M3 57,3 104,2 88,4 76,1 80 20 40 chenunterschied 9 m², zwischen den gehobenen 88,4 77,1 100 40 60 0 86,1 86,1 beträgt 49 t, zwischen den gehobenen Varianten M2 und M5 174 t. Die Innenwände in Leichtbau- 88,4 weise besitzen dabei einen besseren Schallschutz 77,1 als die vom Standard her jeweils vergleichbaren 57,3 L1 Massivwände. L2 M1 M2 M3 M4 M5 Varianten 20 Grundfläche der Innenwände (Konstruktionsfläche), EG + 1. - 3. OG, 0 L1 L2 M1 M2 M3 M4 M5 ohne Treppenhauswand Varianten Grundfläche der Innenwände (Konstruktionsfläche), EG + 1. - 3. OG, 490,4 500 ohne Treppenhauswand Masse der Innenwände, Abb. 3.5: EG + 1. – 3. OG, ohne Wandmasse [to] 400 Wandmasse [to] Treppenhauswand 349,2 316,4 320,9 272,3 300 500 490,4 200 400 349,2 103,0 100 300 0 200 50,0 L1 50,0 320,9 M2 M3 272,3 L2 103,0 100 316,4 M1 Varianten M4 M5 spezial | OKTOBER 2015 25 Holzbau für kommunale Aufgaben Einfluss der Tragstruktur des Rohbaus und chend dem ausgeführten Objekt, ein nichttra- der Außenwand / Fassade gendes, hochgedämmtes Fassadensystem in Neben der Bauweise des Ausbaus ist die Trag- Holztafelbauweise. In der Massivbauvariante ist struktur des Rohbaus von großem Einfluss auf die Außenwand tragend, hat also eine statische gewählte Holzbauweise mit tragendem Skelett daher eine Kalksandsteinwand der Dicke 24 cm Einfluss der Tragstruktur des Rohbaus Außenwand/Fassade die Eigenschaften des Gesamtgebäudes. Die und der Funktion. Für den Vergleich gewählt wurde Neben dem Ausbausystem ist di e Tragstruktur des Rohbaus von großem Einfluss auf die ermöglicht eine freie des WahlGesamtgebäudes. der Bauart der Außenmit Wärmedämmverbundsystem. Eigenschaften Die ante mit tragendem Skelett ermöglicht eine Einfluss der Tragstruktur des Rohbaus und derHolzbauvari Außenwand/Fassade wand/Fassade. Zum kommt, entspre- Zum Ei freie Wahl derEinsatz Außenwand/Fassade. nsatz kommt, entsprechend dem ausgeführten Objekt, leichtes Fassadensystem. der Massivbauvariante Neben ein demhochgedämmtes, Ausbausystem istnichttragendes di e Tragstruktur des Rohbaus von großem InEinfluss auf die Eigenschaften des Gesamtgebäudes. Holzbauvari ante Vergleich mit tragendem Skelett ermöglicht eine hat die Außenwand eine statische Die Funktion. Fü r den gewählt wurde eine 24 cm dicke freie Wahl der Außenwand/Fassade. Zum Ei nsatz kommt, entsprechend dem ausgeführten Kalksandsteinwand mit Wärmedämmverbundsystem. Tab. 3.2 Objekt, ein hochgedämmtes, nichttragendes leichtes Fassadensystem. In der Massivbauvariante hat die Außenwand statische Funktion. Fü r den Vergleich gewählt wurde eine 24 cm dicke Außenwandsysteme für dieeine Leichtund Massivbauvariante Schallk-Wert Kalksandsteinwand mit Wärmedämmverbundsystem. Systembeschreibung Dicke Masse Schutz Systembeschreibung Dicke Masse SchallschutzU-Wert Außenwand Außenwand Systembeschreibung Dicke [mm] Masse Schall[kg/m²] [dB]k-Wert [W/m²K] [mm] [kg/m²][dB] [W/m²K] Schutz 212 60 R leichtes, nichttragendes leichtes, nichttragendes [mm] [kg/m²] [dB] Fassadenelement in Fassadenelement in Holzbauweise Holzbauweise 212 60 R w = 54 leichtes, nichttragendes 12,5 mm GFmm oder GKB Fassadenelement inGF 12,5 oder GKB Dampfbremse Dampfbremse Holzbauweise 140 mm Dämmstoff 140 mm 12,5 mmDämmstoff GF oder GKB Dampfbremse feuchteres. Platte 9 mm feuchteresistente Platte 9 mm Dämmstoff WDVS 50140 mmmm feuchteres. Platte50 9 mm WDVS mm 212 WDVS 50 mm 380 490 R’ Kalksandstein 2,0 240 mm 380 490 R’ w = 57 Kalksandstein 2,0 Gipsputz 10 mm 240 mm WDVS 130 mm Gipsputz 10 mm Außenwand w = 54 [W/m²K] 0,21 0,21 w = 57 60 0,29 Rw = 54 0,21 R’w = 57 0,29 0,29 WDVS 130 mm Kalksandstein 2,0 240 mm Gipsputz 10 mm WDVS 130 mm 380 490 Außenwandsysteme fürdie die Leichtund Massivbauvariante Außenwandsysteme für Leichtund Massivbauvariante Artder der Wand Wand Art Tab. 3.3 Wandflächen Wandflächen netto netto (EG OG) (EG+ +1.-3. 1.-3. OG) Länge der der Länge Wände Wände DickeDicke Masse MasseGrund- Grund- Gesamt- Gesamtfläche fläche Gewicht Gewicht Massen und Grundflächen der Außenwände für die Leicht- und Massivbauvariante m²m² m m mm mm kg/m² kg/m² m² m² to to Holzbau Art der Wand Wandflächen netto Länge der Dicke Masse Grund- Holzbau Leichtes 838,8 348 212 60 73,8 50 Wände mmm Leichtes 838,8 (EG + 1. – 3. 348OG) m² 212 60 73,8 kg/m² 50 fläche m² Fassadenelement Fassadenelement MASSIVBAU Holzbau MASSIVBAU 24er Massivwand 838,8 348 380 490 132,2 411 Leichtes Fassadenelement838,8 838,8 348 mit WDVS 24er Massivwand 348 380 490 212 132,2 60 411 73,8 Gesamt- Gewicht t 50 mit WDVS Massivbau Massen und Grundflächen der Außenwände für die Leicht- und Massivbauvariante 24er Massivwand mit WDVS der838,8 380 490 Massen und Grundflächen Außenwände für die348 Leicht- und Massivbauvariante 132,2 Vergleich des Gebäudes in Leicht- und Massivbauweise Vergleich deszu Gebäudes in Leicht- und Massivbauweise Im Vergleich der Massivbauweise ergibt sich für das Gebäude in Leichtbauweise, abhängig von der Ausbauvariante, 60 - 100 m² mehr an Nutzfläche (2,5 - 4 m² pro Wohnung). Die Im Vergleich Massivbauweise ergibt für das Gebäude in Leichtbauweise, Nutzfläche ist zu 4 –der 7% höher gegenüber einer B sich auausführung in Massivbauweise (wegen derabhängig bei von Ausbauvariante, 60 -Fläche 100 m²dermehr an Nutzfläche - 4 m² Wohnung). Die allenderVarianten konstanten Treppenhäuser bleiben(2,5 diese im pro Vergleich 411 26 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Vergleich des Gebäudes in Leicht- und Noch deutlicher wird der Gewichtsunterschied, Massivbauweise wenn unterschiedliche Estrichsysteme einge- Im Vergleich zu der Massivbauweise ergibt sich setzt werden. So beträgt die Differenz zwischen für das Gebäude in Holzbauweise abhängig von einem Trockenestrich und einem herkömmlichen der Ausbauvariante 60 m² bis 100 m² mehr an Nassestrich (40 mm Zement, Mineralwolleplatten Nutzfläche (ca. 2,5 – 4 m² pro Wohnung je nach 35/30) ca. 70 kg/m², alleine durch einen Massiv Ausführung). Die Nutzfläche ist damit 4 – 7 % estrich werden 95 – 100 t mehr Gewicht in das höher gegenüber einer Bauausführung in Gebäude eingetragen. Die reduzierten Lasten Massivbauweise (wegen der bei allen Varianten der Leichtbauweise wirken sich zudem auf die konstanten Fläche der Treppenhäuser bleiben Dimensionierung der Decken aus, so dass auch hier 1750 eine weitere, im Beispiel nicht quantifizierte Für den Vergleich der Gebäudemasse, abhängig Gewichtseinsparung erzielt wird. 1468 1449 von der Bauweise, wird das Gewicht der Wände (Innenwände / Ausbau, Treppenhauswände, Nutzfläche des Gebäudes [m²] (Wohnungen ohne Treppenhäuser) diese im Vergleich unberücksichtigt). 1500 1390 1378 1381 1378 1362 Bei dem betrachteten Gebäude ergeben sich 1250 zwischen den Varianten der Leicht- und Massiv- Außenwände) herangezogen. Bei der Leichtbauvariante muss zusätzlich das Eigengewicht der 1000 bauweise wahrnehmbare Unterschiede in der 750 Nutzfläche und erhebliche Gewichtsunterschie- tragenden Stahlskelettstruktur berücksichtigt de. Das in Holzbauweise ausgeführte Gebäude 500 werden. Dies wird mit ca. 20 t angesetzt. Es wird davon ausgegangen, dass sich die Masse der ist ab Oberkante Kellerdecke ca. 30 % leichter 250 als das Vergleichsgebäude in Massivbauweise. Decken und der Dachkonstruktion bei beiden 0 gleichzeitig der Wärmeschutz der Dabei ist Bauweisen in etwa entspricht. Die Masse der leichten Fassadenelemente besser als der der Wände zuzüglich der Tragstruktur in Holzbau- massiven Außenwände mit Wärmedämmver- weise ist gegenüber der Massivbauweise 540 t bundsystem. Durch konsequenten Holzbau, der L1 L2 M1 M2 M3 M4 M5 Varianten des Gebäudes bis 810 t geringer, das entspricht einer Gewichts- Nutzfläche neben dem Ausbau und den(Wohnungen Außenwänden ohne Treppen reduzierung von ca. 51 – 64 %. Dabei wird der Hauptanteil des Gewichtes der Holzbauweise von den massiven Treppenhauswänden eingebracht. ohne Treppenhaus) 1500 1468 1449 1390 1378 1381 1378 1362 1250 1000 750 500 250 1261 1200 Gesamtmasse der Wände [to] (Wohnungen Nutzfläche des Gebäudes [m²] (Wohnungen ohne Treppenhäuser) Gebäudes 1400 1750 Abb. 3.6: Nutzfläche des auch die Treppenhauswände, die Decken und Für den Vergleich der Gebäudemasse, abhängig den Estrich als Trockenestrich einbezieht, Wände (Innenwände/Ausbau, Treppenhauswände ist eine Gewichtsreduzierung gegenüber Leichtbauvariante muss zusätzlich diedem Masse des tra konventionellen Massivbaumit von20 bis to zu 80 % Diese wird überschlägig angesetzt. Es wird dererreichbar. Decken und des Daches bei beiden Bauweisen in 1043 1087 1092 1120 M2 M3 M4 1000 800 600 448 501 400 200 0 0 L1 L2 M1 M2 Varianten M3 M4 M5 L1 L2 M1 Varianten M5 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Ausblick tiger Planung. Wir bauen für die Zukunft und Der Einsatz funktionsoptimierter Bauteile in nicht für die Ewigkeit. Diese Haltung müssen wir Holz- und Leichtbauweise geht in der Regel mit verinnerlichen und in unserem täglichen Handeln Flächengewinnen und einer höheren Nutzungs- umsetzen. Die mentale Anstrengung tritt an die flexibilität einher. Diese so genannten „Soft- Stelle der physischen Überlastung. Masse steht Skills“ dieser Bauweise wurden in der Vergan- gegen die Kriterien des „Bauens ohne Gewicht“ genheit unterschätzt. Beispielsweise sind ein – hohe Funktionalität, Flexibilität, Veränderbarkeit Großteil der Wohngebäude, die im Zeitraum von und Mobilität. Dies sind die nachhaltigen Eigen- 1950 bis 1970 errichtet wurden, zunehmend schaften zukunftsfähigen Bauens. schwerer vermietbar und verkaufbar. Die damals akzeptablen kleinzelligen Raumprogramme der Wohnungen werden heute von Mietern oder Käufern nicht mehr angenommen. Eine Veränderung von Raumgrößen lässt sich nur mit kostenintensiven Eingriffen in die massive Bausubstanz umsetzen. Einhergehend mit einer zunehmenden Nachverdichtung wachsen die Ansprüche an Individualität und freier Entfaltung des Einzelnen. Die Art des Wohnens und des Arbeitens wird zunehmend individualisiert. Auf die mit diesem Wandel verbundenen Anforderungen müssen die Gebäude reagieren können. Bedenkt man, welche Veränderungen sich aus dem globalen Marktgeschehen und dem Einstieg in die Informationsgesellschaft ergeben, so sind Umrüsten, Umnutzen und Umwandeln die wesentlichen Inhalte zukünf- Abb. 3.7: Gesamtmasse der Wände (Innenwände / Ausbau, Treppenhauswände, Außenwände, inkl. des Stahlskeletts bei der Leichtbauweise) des Gebäudes im Vergleich Der Holzbau ist schon eine technisch hoch entwickelte Bauweise und doch liegt noch ein unvorstellbares Entwicklungspotenzial vor uns. Dieses Potenzial fordert und fördert alle Unternehmer, die sich auf die ständig erweiterten und sich entwickelten Möglichkeiten des Holzbaus einstellen. 27 28 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 4 _ Qualitätssicherung im Holzbau Prof. Dipl.-Ing. 1 _ Einleitung 2 _ Holz und Holzprodukte Andreas Müller, Holzbauten bewähren sich seit Jahrhunderten. Holz ist ein nachwachsender Werkstoff, der sich Berner Fachhochschule Das gilt nicht nur für die zahlreichen Wohn in vielerlei Hinsicht von anderen Baumaterialien Architektur, Holz und Bau, häuser in Fachwerkbauweise, sondern auch unterscheidet. Charakteristisch ist die ausgepräg- Biel (CH) für Bauwerke mit größeren Spannweiten te wuchsbedingte Abhängigkeit aller Eigenschaf- tragwerkeplus und Gebäudevolumen wie Holzbrücken oder ten von der Faserrichtung, die Anisotropie. Ingenieurgesellschaft mbH, Scheunen. Reutlingen / Biel Dr.-Ing. Tobias Wiegand Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V., Wuppertal Abb. 4.1: Als hygroskopisches Material hängt seine Feuch- Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurden Holz- te vom umgebenden Klima ab. Holz ändert so bauten fast ausschließlich aus Vollholz erstellt seine Abmessungen durch Quell- und Schwind- und durch handwerklich hergestellte zimmer- verformungen. Die Eigenschaften des Holzes mannsgemäße Verbindungen zusammengefügt. sind feuchte-, zeit- und lastabhängig und weisen Mit Beginn des 20. Jahrhunderts setzte die aufgrund der natürlichen Streuung große, in den industrielle Fertigung neuer geklebter Holzbau- Rechenwerten der Eigenschaften berücksichtigte produkte und metallischer Verbindungsmittel Streuungen auf. ein, auf denen der moderne Holzbau beruht. Holz dehnt sich bei Temperatureinwirkungen Schiebebühnenhalle, Rasch entwickelten sich unter Verwendung nur wenig aus. Es ist zwar brennbar, im Brandfall Stuttgart 1915 plattenförmiger Holzwerkstoffe die Vorläufer behält der Restquerschnitt aber seine volle Trag- Ausführung: des heute üblichen Holzrahmenbaus und schon fähigkeit. Daneben ist es unempfindlich gegen Otto Hetzer AG, Weimar früh erreichten Konstruktionen aus dem 1906 über der Einwirkung von Chemikalien aller Art. patentierten Brettschichtholz Spannweiten von mehr als 50 m. Die wichtigsten stabförmigen Holzprodukte für die tragende Verwendung sind das Voll- In den vergangenen 50 Jahren hat sich der Holz- holz, das keilgezinkte Vollholz (KVH) sowie das bau in einer Vielzahl von Anwendungen auch Brettschichtholz (BS-Holz). Den Produkten ist im kommunalen Bereich etabliert. Kindergärten, gemeinsam, dass sie technisch getrocknet und Schulen, Turnhallen, Schwimmbäder, Lagerhallen nach Festigkeit sortiert sind. Mit der technischen sowie Betriebsgebäude werden in großer Zahl Trocknung werden die Schwindverformungen in Holzbauweise ausgeführt. Architektonisch durch Nachtrocknen im Bauwerk begrenzt und ansprechende Rathäuser und Brückenbauwerke eine wesentliche Voraussetzung zum Verzicht auf prägen insbesondere in Süddeutschland das Holzschutzmittel geschaffen. Ortsbild vieler Kommunen. spezial | OKTOBER 2015 29 Holzbau für kommunale Aufgaben KVH und BS-Holz weisen Klebeverbindungen tionen von Holz und Stahl oder Stahl und Beton in Längsrichtung (Keilzinkenverbindungen), bis hin zu den Holz-Betonverbundkonstruktionen BS-Holz zudem Flächenklebungen zwischen den kann hier nur hingewiesen werden. einzelnen Brettlagen auf. Damit lassen sich zum Beispiel mit BS-Holz massive Bauteile bis zu 50 m Länge und bis zu 3 m Höhe herstellen. Von den zahlreichen plattenförmigen Werk stoffen sollen aus der Gruppe der Holzwerkstoffe hier nur die Flachpressplatten („Spanplatten“), OSB-Platten, Sperrholzplatten und 3- oder 5-Schichtplatten sowie das Brettsperrholz genannt werden. Auch bei diesen Produkten erfolgt eine technische Vergütung und Homogenisierung durch das Zerlegen des Holzes, die technische Trocknung, Abb. 4.2, 4.3: die Festigkeitssortierung und das Wiederzusam- Salzhalle in Donauwörth menfügen mittels Klebung. Für alle geklebten Architekt: Produkte existiert eine strenge Überwachung der Albert Dischinger, Regensburg Hersteller und eine strenge Produktüberwachung sowohl der Ausgangsstoffe wie auch des Endproduktes. Der moderne Holzbau ist ohne Stahlbauteile und stählerne Verbindungsmittel nicht denkbar. Neben den genormten stählernen Nägeln, Bolzenund Dübeln verfügt der Holzbau über eine Vielzahl wirtschaftlicher Verbindungssysteme, die über bauaufsichtliche Zulassungen geregelt sind. Auf die immer häufiger anzutreffenden, wirtschaftlich sehr interessanten Materialkombina- 30 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 4.4: Typische Tragsysteme Träger und Systemhöhen Übliche Trägerhöhen für Brettschichtholzträger 3 _ Die üblichen Tragsysteme ten von bis zu derzeit 120 m kommen wiederum Freie Spannweiten bis zu 55 m werden heutzu Fachwerkträger aus Brettschichtholz zum Einsatz. tage mit massiven Vollwandträgern aus Brett- Für kleinere Spannweiten bis zu 7,50 m, wie sie schichtholz überbrückt. Mit industriell gefertig- zum Beispiel beim Bau von Kindergärten oder ten Nagelplattenbindern können Spannweiten Schulen auftreten, bieten sich auch die bereits bis 35 m erreicht werden. Für größere Spannwei- erwähnten Holzbausysteme an. Sie übernehmen spezial | OKTOBER 2015 31 Holzbau für kommunale Aufgaben nicht nur statische Aufgaben, sondern bieten großen Bauteilen werden Maßgenauigkeiten im auch die Möglichkeit der Integration von Schall- Millimeterbereich erreicht. Der Holzbau arbeitet und Wärmedämmung oder der Vorinstallation heute üblicherweise mit verdeckten Anschlüssen, von Gebäudetechnik. Der Einzug der CNC-Tech- bei größeren Spannweiten zum Beispiel mit in nik hat im Holzbau zu einer außerordentlich den Holzbauteilen eingelassenen eingeschlitzten hohen Maßgenauigkeit geführt. Auch bei sehr Blechen. Abb. 4.5: Typische Tragsysteme Träger und Systemhöhen Übliche Systemhöhen für Fachwerkträger 32 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 4 _ Schadenseinflüsse bei Holz Luftfeuchte durch Estricharbeiten können bei Holz ist ein natürlicher Baustoff und wird daher einer anschließend raschen Austrocknung zur ohne Schutzmaßnahmen biologisch abgebaut. Rissbildung führen. Ursache können aber auch Ein Befall durch holzzerstörende Pilze setzt aber die lokale Behinderung der Schwindverformung eine über Monate andauernde hohe Holzfeuchte oder Spaltzugbeanspruchungen sein. Risse sind voraus, die mit einfachen konstruktiven Mitteln also nicht völlig auszuschließen, in Größe und und in der überwiegenden Zahl der Anwendun- Umfang durch eine materialgerechte Planung gen ohne Einsatz von vorbeugenden chemischen und Ausführung aber zuverlässig begrenzbar. Holzschutzmitteln verhindert werden kann. Die Jahrhunderte alten Balken der Fachwerkgebäude belegen dies anschaulich. Ein chemisch-aggressiver Angriff schädigt erfahrungsgemäß in einem pH-Bereich von 2 bis 9 das Holz und auch die heute verwendeten Klebstoffe Die Schädigung durch holzzerstörende Insekten nicht. Holzbauten sind daher bei Salzlagerhallen stellt heute ein eher nachgeordnetes Problem oder auch in Gebäuden, in denen mit scharfen dar. Insbesondere die technische Holztrocknung Reinigungsmitteln gearbeitet wird, die erste bewirkt eine Reduzierung der für die Eiablage Wahl. notwendigen Risse und scheint das Holz für holzzerstörende Insekten durch Veränderung oder Verlust von Holzinhaltsstoffen unattraktiv zu machen. Eine Erfahrung der letzten Jahrzehnte ist, dass ein Befall von technisch getrockneten Hölzer in der Nutzungsklasse 1 und 2 nicht festgestellt werden konnte. Die in Gebäuden üblich auftretenden Temperaturen haben einen nur geringen Einfluss auf die Holzeigenschaften. Die in den Holzprodukten eingesetzten Klebstoffe sind für die entsprechenden Temperaturen geprüft. Der auch bei hohen Temperaturen vergleichsweise geringe Festigkeitsabfall führt zu dem gutmütigen und von den Die nach dem Einbau an Hölzern zu beobacht- Feuerwehren geschätzten Brandverhalten von ende und in einem gewissen Grade auch nicht Holzkonstruktionen. vermeidbare Rissbildung stellt in der Mehrzahl der Fälle eher ein optisches Problem dar. Tiefe Risse können aber auch einen Einfluss auf die Tragfähigkeit haben. Auslöser für die Risse ist zumeist ein Feuchtegefälle zwischen Holzoberfläche und Holzkern. Hohe Oberflächenfeuchten durch Bewitterung in der Bauphase oder hohe spezial | OKTOBER 2015 33 Holzbau für kommunale Aufgaben 5_ Dauerhaftigkeit von Holzbauten 5.2 _ Bauprodukte und Ausführungsqualität 5.1 _ Planung Der Holzbau stellt qualitativ hochwertige und Wie bei Bauwerken aus anderen Materialien wird zuverlässige Produkte zur Verfügung. Für zahl die erreichbare Nutzungsdauer eines Gebäudes reiche Produkte bieten Hersteller- und Qualitäts wesentlich durch die Planung beeinflusst. Die gemeinschaften Baustoffqualitäten an, die über werkstoffspezifische Planung von der Wahl der die Mindestanforderungen der Bauaufsicht Tragsysteme unter Verwendung der geeigne- deutlich hinausgehen. Die deutschen Holzbauer ten Produkte, der Aussteifung des Gebäudes verfügen über ein sehr hohes Ausbildungs und der Detaillierung sind der Schlüssel für ein niveau. Auf besondere Bauaufgaben speziali dauerhaftes Gebäude. Häufig sind es die in der sierte Hersteller haben sich in Qualitäts- und Planungsphase mit einfachen Mitteln vermeid- Gütegemeinschaften zusammengeschlossen. baren Fehler wie die Anordnung großvolumiger ungeschützter Bauteile in bewitterten Bereichen, ungewollte Absperreffekte durch nicht fachgerechte Anschlüsse oder unbewehrte Durchbrüche und Ausklinkungen, die später zu aufwändigen Sanierungen führen. Wie überall im Bauwesen ist der Bauphysik besondere Beachtung zu schenken. Fehlplanungen in diesem Bereich lassen sich nachträglich nur mit hohem Aufwand sanieren. Tauwasserprobleme in Flachdächern oder im Bereich von Fassadendurchdringungen umgeht der erfahrene Holzbauplaner mit bewährten Konstruktionen. Auch die Gewerkekoordination hat für den Holzbau einen hohen Stellenwert. Die für die Dauerhaftigkeit großen Vorteile eines hohen Vorfertigungsgrades lassen sich nur dann voll ausschöpfen, wenn die Planung der Gewerke koordiniert und zu Beginn der Fertigung abgeschlossen ist. Abb. 4.6: Hallenbad Minden Entwurf: Randall Stout, Santa Monica Generalpaner: Auch im öffentlichen Bereich ist bei der Vergabe Paul Niederberghaus + Partner, auf die Vergleichbarkeit der Leistungen zu Ibbenbüren achten. Wie bei anderen Baustoffen ist es nicht immer von Vorteil das niedrigste Angebot zu Mehrere Schwimmbecken wer- wählen, wenn man dies mit mangelnder Quali- denvon einhüftigen Rahmen tät erkauft. mit Spannweiten bis zu 37 m Voraussetzung für eine gute Ausführung ist eine geprüfte Ausführungsplanung, die Grundlage für Werkplaner und die Arbeitsvorbereitung ist. Ein nachträgliches Anpassen der Planung provoziert Ausführungsfehler. Änderungen aufder Baustelle können besonders im Bereich von Abdichtungen zu gravierenden bauphysika lischen Auswirkungen führen. Viele Schäden lassen sich auch verhindern, indem geeignete Maßnahmen zum Witterungsschutz von Bauteilen während Transport, Lagerung, Montage bis zum Schließen der Gebäudehülle bei der Arbeitsvorbereitung vorgesehen werden. überdeckt. Die gebogenen bis zu 1,80 m hohen Riegel bestehen aus BS-Holz der Festigkeitsklasse BS 14. 34 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 5.3 _ Einfluss der Nutzung 6 _ Überprüfung Die „richtige“ Nutzung beginnt bereits mit dem Jeder Eigner kann mit einfachen Mitteln regel- Ende der Bauzeit. So treten in vielen Gebäuden mäßig den Zustand seines Gebäudes überprüfen während der Bauzeit hohe Bauwerksfeuchten (lassen). Für komplexere Bauwerke oder Bauwer- auf, die die Holzbauteile oberflächig auffeuch- ke mit höheren Anforderungen an die Sicher- ten. Ein schonendes Aufheizen zu Beginn heit ist eine regelmäßige Überprüfung durch der Nutzung führt zu einem geringeren Feuchte externe Tragwerksplaner sinnvoll. Entsprechende gefälle in den Bauteilen und damit zu einer gerin- Empfehlungen und Vorschriften werden derzeit geren Gefahr der Rissbildung. diskutiert. Bei Änderungen an der Gebäudestruktur – sei Die nachfolgenden Aspekte für eine Prüfung der es durch geänderte Bauteilaufbauten oder das Standsicherheit des Hallenzustandes durch den Anbringen nachträglicher Öffnungen – ist der Nutzer sind natürlich für jedes Bauwerk indivi- Tragwerksplaner zu befragen. Der Umstand, duell zu ergänzen. Es wird davon ausgegangen, dass sich solche Änderungen in Holzbauten dass die Überprüfung durch Tragwerksplaner einfacher ausführen lassen, sollte nicht zu der durchgeführt wird, die das Gebäude kennen Annahme führen, ein statischer Nachweis sei oder über Holzbauerfahrung verfügen. Grund- nicht notwendig. sätzlich sollten aussagekräftige Unterlagen wie Nicht sachgerecht ausgeführte nachträgliche Durchbrüche oder Durchführungen in den Außenwänden beheizter Gebäude können zudem zu ungewünschten Tauwasserproblemen führen. Einige bauliche Änderungen, aber auch Nutzungsänderungen, haben Auswirkungen auf statische Berechnungen und Ausführungspläne vorliegen, da anhand dieser neuralgische Punkte der Konstruktion sowie bei der Inaugenscheinnahme Abweichungen von der Ausführungsplanung oder spätere Änderungen erkannt werden können. die Feuchte der Holzbauteile. Das nachträgliche Bei einer Begutachtung des Bauwerkes sollten Schließen ursprünglich offener Gebäude oder neben den bereits oben genannten Punkten auch Änderungen an Heizungen und Lüftungs- Klimadaten, Bauteilfeuchten oder Oberflächen- anlagen sollten hinsichtlich ihrer Auswirkungen temperaturen ermittelt werden, die einen Rück- auf die Bauteilfeuchten geprüft werden. schluss auf klimatische Materialbeanspruchungen erlauben. Vor Ort sind auch Verformungen zu ermitteln. Gerade bei abgehängten Decken lassen sich Bauteilbrüche häufig erst durch eine solche Verformungsmessung ermitteln. spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Eine Bauwerksbegehung sollte immer auch eine 7 _ Ertüchtigung Betrachtung der Gebäudehülle einschließen. Sind im Zuge einer Umnutzung Verstärkungen Verstopfte Dachgullys mit einer anschließenden erforderlich oder Schäden an Bauwerken zu Überbeanspruchung der Konstruktion durch beseitigen, so stehen hierfür zahlreiche erprobte Wassersackbildungen und Bauteildurchfeuchtun- Sanierungsmethoden sowie erfahrene Ausfüh- gen durch Leckagen der Gebäudehülle gehören rungsfirmen zur Verfügung. Alle Maßnahmen zu den häufiger anzutreffenden und zugleich sind im Holzbau besonders einfach zu realisieren. sehr einfach zu vermeidenden Schadens Es existieren Verfahren zum Verkleben größerer ursachen. Bei Bauteilen im Freien ist die Ober Risse, zum nachträglichen Einbau von Querzugs- flächenbehandlung und die Funktionsfähigkeit icherungen (z.B. für nachträgliche Durchbrüche) von hinterlüfteten Abdeckungen zu überprüfen. oder zur Erhöhung der Tragfähigkeit durch das Im Gebäudeinneren ist auf Anzeichen einer nachträgliche Aufkleben von Zugverstärkungen. Durchfeuchtung zu achten – sie kann aufgrund Jeder Ertüchtigungsmaßnahme sollte eine von Undichtheiten der Gebäudehülle oder Tau- qualifizierte Beurteilung des Bauwerkes und wasserbildung durch Konvektion oder Diffusion eine sachgerechte Planung der Sanierungsmaß durch Außenbauteile auftreten. nahmen durch einen Holzbauspezialisten voraus- Die wesentlichen Bauteile sollten durch eine handnahe Prüfung auf vorhandene Risse untersucht und die Tiefe der Risse mittels einer Fühlerlehre ermittelt werden. Besonderes Augenmerk ist auf Risse in den Auflagerbereichen oder in auf Querzug beanspruchten Bereichen zu richten. Bei Verdacht auf einen Befall mit Holz zerstörenden Pilzen ist die Holzfeuchte zu messen. Alle stählernen Verbindungsmittel und Stahlbauteile der wesentlichen Anschlüsse sollten auf Korrosionserscheinungen überprüft werden. Weitere Hinweise können einem Leitfaden für eine erste Bauwerksprüfung der Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V., Wuppertal, entnommen werden. gehen. Der Fachmann kann auch sicherstellen, dass die ausführende Firma die bauaufsichtlichen Anforderungen für die jeweilige Sanierungsoder Ertüchtigungsaufgabe erfüllt und über die entsprechenden Erfahrungen verfügt. 35 36 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 5 _ Planung für den Ernstfall: Brandschutz Dirk Kruse und Brandschutzaspekte bei kommunalen Michael Dehne Bauten Dehne, Kruse Es ist sicherlich unstrittig, dass nachhaltige Kon Brandschutzingenieure zepte bei der Erstellung und Bewirtschaftung fläche lag. Auch in der Vergangenheit nahm GmbH & Co. KG, von Gebäuden vor dem Hintergrund eines kaum das Bundesland Baden-Württemberg hier eine Gifhorn gezügelten Ressourcenverbrauchs und der Klima- Sonderstellung ein, da brennbare Konstruktio- haltsräumen mehr als 7 m über der Geländeober- diskussion im Fokus stehen müssen. Die moder- nen mit einem Feuerwiderstand von 90 Minuten ne Holzbauweise gewinnt aufgrund der positiven zugelassen waren, sofern eine Übertragung von Eigenschaften des heimischen, nachwachsenden Feuer und Rauch konstruktiv ausgeschlossen Baustoffs Holz immer weiter an Bedeutung. werden konnte. Allerdings bewerten die Bauordnungen der Prinzipiell war es auch vor 2002 bereits möglich, Länder mit Ausnahme des Bundeslandes höhere Gebäude in Holzbauweise zu errichten. Baden-Württemberg die Holzbauweise hinsicht- Dies war aber nur über Ausnahmen von den lich des Brandschutzes in der Regel kritischer als restriktiven Anforderungen der damals gültigen die Massivbauweisen (Mauerwerks- und Stahlbe- Bauordnungen möglich. Im Einzelfall war tonbau) oder die Leichtbauweisen mit tragenden nachzuweisen, dass kein erhöhtes Brandrisiko Bauteilen aus Stahl und zusätzlichen Brand- bestand oder das Risiko durch andere Maßnah- schutzbekleidungen. Durch die Anforderung men kompensiert wurde. Die Genehmigung war „feuerbeständig“ für die tragenden und ausstei- somit abhängig von vielen Randbedingungen, fenden Bauteile in Gebäuden mit mehr als drei so dass eine Planungssicherheit im Vorfeld häufig Vollgeschossen wie die Landesbauordnungen bis nicht gegeben war. 2002 nahezu ausnahmslos forderten, schloss das deutsche Baurecht in Verbindung mit der Bau regelliste und DIN 4102-2 Holzkonstruktionen de facto aus, da bei feuerbeständiger Bauweise tragende Konstruktionen in den wesentlichen Teilen aus nichtbrennbaren Bausteilen bestehen müssen. Die gesetzlichen Vorgaben ließen mehrgeschossige Gebäude in Holzbauweise nur dann ohne besondere Anforderungen zu, wenn es sich um Gebäude geringer Höhe handelte, das heißt der Fußboden keines Geschosses mit Aufent- Um die vielfältigen Bedenken gegen die Holz bauweise (verzögertes Tragwerksversagen, Durchbrand, Rauchdichtigkeit usw.) auszuräumen, wurden diese Aspekte in einer Reihe von Forschungsprojekten in den 1990er Jahren gezielt untersucht [1, 2]. Dabei wurde nachgewiesen, dass das hohe brandschutztechnische Sicherheitsniveau auch bei mehrgeschossigen Gebäuden in Holzbauweise aufrecht zu erhalten ist, wenn geeignete konstruktive Maßnahmen ergriffen werden. spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Auf der Grundlage dieser Forschungsprojekte tenverordnung ab einer bestimmten Anzahl von wurde 2004 die Richtlinie über brandschutztech- Gastbetten nur mit bis zu zwei Vollgeschossen nische Anforderungen an hochfeuerhemmende in Holzbauweise zulässig sind. Bei mehr als Bauteile in Holzbauweise – M-HFHHolzR kurz: zwei Vollgeschossen muss die Tragkonstruktion Muster-Holzbaurichtlinie [3] in den DIBt-Mit- feuerbeständig (F 90-AB) hergestellt werden, teilungen veröffentlicht. Die in dieser Richtlinie das heißt sie muss in wesentlichen Teilen aus zusammengestellten Anforderungen beziehen nichtbrennbaren Baustoffen bestehen, so dass sich auf die Holzbauweise definitionsgemäß ausscheidet. –die Baustoffe wie Holz, Bekleidungen, Es besteht jedoch die Möglichkeit, über ein ganz- Dämmstoffe, Folien, –die Wand- und Deckenbauteile, Stützen und Träger einschließlich ihrer Anschlüsse, –die Öffnungen für Einbauten und –die Art der Installationsführung. Die Richtlinie regelt außerdem die Überwachung der Herstellung und der Ausführung der Bauteile. heitliches Brandschutzkonzept den Nachweis zu erbringen, dass die bauaufsichtlichen Schutzziele trotz der Abweichung von der jeweiligen Rechtsvorschrift erfüllt werden. Aus der Vielzahl der errichteten mehrgeschossigen Holzgebäude in den letzten zehn Jahren ist eine große Akzeptanz einerseits der Holzbauweise und andererseits der brandschutztechnischen Grundlagen zu erkennen. Hierbei handelt es sich Die jeweilige Landesbauordnung (LBO) deckt allerdings überwiegend um private Investoren. übliche Wohn- und Bürobauten sowie landwirt- Die kommunalen Bauträger stehen zumindest schaftliche Gebäude ab, die nicht als Gebäude in Wahrnehmung der Autoren hier noch zurück besonderer Art oder Nutzung eingestuft werden. und beschränken sich eher auf Gebäude bis Für Sonderbauten (Verkaufsstätten, Versammlungsstätten, Krankenhäuser, Industriebauten oder Beherbergungsstätten) existieren über die LBO hinaus besondere Rechtsvorschriften, die einerseits Erleichterungen, andererseits aber auch erhöhte Anforderungen enthalten. An dieser Stelle kann nicht auf alle Sonderbauverordnungen und ihre Berücksichtigung des Holzbaus eingegangen werden. Als Beispiel sei genannt, dass Hotels gemäß Muster-Beherbergungsstät- zur Gebäudeklasse 3 (z.B. Kindergärten). Dass dies nicht so sein muss, soll an dem folgenden Beispiel eines viergeschossigen Schulneubaus in Luxemburg gezeigt werden. 37 38 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 5.1: Lycée Technique pour Professions de Santé, Der Baukörper weist die maximalen Abmessun- Baukörper Ettelbruck (L) gen von ca. 82 m x 20 m bzw. 23 m auf. Die Architekten: Im Auftrag der Administration des Bâtiments Fußbodenhöhe des obersten Geschosses liegt Fabeck Architectes, Publics wurde durch ein Planerteam unter der bei ca. 12 m über dem Geländeniveau. Luxemburg Federführung des Architekturbüros Fabeck Architectes in enger Zusammenarbeit mit Daedalus Engineering und Betic ein viergeschossiges Schulgebäude entwickelt. Ein besonderer Fokus wurde dabei auf die Nachhaltigkeit gelegt. Im Mittelpunkt stand neben den Aspekten der Energieeinsparung insbesondere die graue Energie, Das Gebäude wird in Holzständer- bzw. Holzrahmenbauweise errichtet mit Geschossdecken aus Holzdecken mit Stegelementen. Diese bestehen aus einem Ober- und Untergurt aus Schnittholz sowie Stegen aus Sperrholz oder OSB (Grobspanplatten). also die für die Herstellung, den Transport, die Photovoltaikelemente bilden die Bedachung. Lagerung, den Verkauf und die Entsorgung eines Sie erfüllen die Anforderung einer harten Beda Produktes notwendige Energie. Die Verwendung chung. Die Wände der notwendigen Treppen mineralischer Produkte sollte daher soweit als räume und der Aufzugsschacht werden in möglich eingeschränkt und die Verwendung von Massivbauweise errichtet. Holz und Holzwerkstoffen soweit als möglich gefördert werden. Im Ergebnis wurde ein Plus energiegebäude mit Zertifizierung entwickelt. Nach Luxemburger Baurecht handelt es sich um ein öffentliches Gebäude, das in den Geltungsbereich des Amtsblatts des Großherzogtum spezial | OKTOBER 2015 39 Holzbau für kommunale Aufgaben Luxemburg, Nr. 69 „Sicherheit im öffentlichen Hintergrund sind die immer komplexeren und Abb. 5.2: Dienst“ fällt. Aufgrund der geplanten Holzkon- größeren Dimensionen heutiger Bauwerke ver- Schnitt durch das struktion kann das Amtsblatt allerdings nicht bunden mit Abweichungen von den Anforderun- Gebäude angesetzt werden, da dieses von einer Massivbau- gen der Landesbauordnungen sowie ergänzen- Architekten: weise ausgeht. Auf Basis dieser Rechtslage wäre der Musterrichtlinien und Verordnungen. Fabeck Architectes, es nicht möglich, das Gebäude in Holzbauweise zu realisieren. Nach deutschem Baurecht handelt es sich bei dem geplanten Gebäudekomplex um eine bau- In Abstimmung mit den Luxemburger Behörden liche Anlage besonderer Art oder Nutzung nach wurde daher beschlossen, ein schutzzielorien- § 2 Abs (4) MBauO (Schulbau). Das Gebäude tiertes Brandschutzkonzept zu erarbeiten und als weist eine Fußbodenhöhe des obersten Geschos- Beurteilungsgrundlage die deutsche Musterbau- ses mit Aufenthaltsräumen (FOK) von mehr als ordnung (MBO) orientierend mit heranzuziehen. 7,0 m und weniger als 13 m auf. Da die Nutzein- Die Entwicklung eines Brandschutzkonzepts heiten, definiert als die Gebäudeabschnitte einer bzw. Brandschutznachweises ist in Deutschland Nutzung zwischen Trennwänden bzw. Brand- im Bereich der Sonderbauten ohnehin zwingend wänden, größer als 400 m² sind, ist das Gebäude vorgeschrieben. Diese setzen sich aber auch im in die Gebäudeklasse 5 einzustufen. Bereich der Landesbauordnung in den Gebäudeklassen 4 und 5 zunehmend durch. Luxemburg Abb. 5.3: Zuordnung des Gebäudes zu einer Gebäudeklasse 40 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Zur Umsetzung der allgemeinen Schutzziele, –der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch vorzubeugen, –die Flucht und Rettung der Nutzer zu gewährleisten und –wirksame Löscharbeiten zu ermöglichen, müssen die brandschutztechnischen Maßnahmen unter Berücksichtigung der Nutzung, des jedem Geschoss). In dem Gebäude werden kurze Flucht- und Rettungswege realisiert. In weniger als 30 m Entfernung ist ein notwendiger Treppenraum erreichbar. Der Treppenraum selbst wird in Massivbauweise errichtet, so dass hier ein Bereich von erhöhter Sicherheit besteht. Das Treppenhaus stellt gleichzeitig auch einen sicheren Bereich für den Feuerwehrangriff dar. Brandrisikos und des zu erwartenden Schaden- Die Tragkonstruktion ist entsprechend den ausmaßes in sich schlüssig sein und nachvollzieh- Anforderungen der MBO der Feuerwider- bar dargestellt werden. standsklasse F 60 zuzuordnen. Die Kapselung der Es ist von hoher Bedeutung, dass die einzelnen Brandschutzmaßnahmen aufeinander abgestimmt werden, um ein Ergebnis zu erzielen, dass sowohl hinsichtlich des Personen- und Sachschutzes als auch bezüglich der Wirtschaftlichkeit des Gesamtobjektes optimal ist. Die Umsetzung dieser Vorgaben wird im Weite- tragenden, aussteifenden und/oder raumabschließenden Holzbauteile wird mit Ausnahme der singulären Stützen im Erdgeschoss in der Kapselklasse K230 nach DIN EN 13501 hergestellt. Eine weitere Ausnahme besteht in der Untersicht der Decken, die ebenfalls ungekapselt ausgeführt werden sollen. Alle gekapselten Bauteile sind für mindestens 30 Minuten einer ren beispielhaft erläutert. Das Gesamtkonzept massiven Bauweise gleichwertig, da sich die Kon- kann an dieser Stelle nur auszugsweise wieder- struktion für mindestens diesen Zeitraum nicht gegeben werden. am Brand beteiligt. Aufgrund der Brandmelde- Abweichungen zur MBO bestehen im vorliegenden Fall in der Reduzierung der Feuerwiderstandsklasse von feuerbeständig (F 90-A gemäß DIN 4102) auf hochfeuerhemmend F 60 K230. Weiterhin ist die Ausbildung einer Holzfassade als vertikale Leistenschalung über vier Geschosse geplant. Die sichere Flucht und Rettung der Personen wird im vorliegenden Fall mit einer schnellen Branddetektierung und hausinterne Alarmierung im Brandfall gewährleistet (flächendeckende alarmanlage ist davon auszugehen, dass die Evakuierung des Gebäudes mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit vor der 30. Minute abgeschlossen sein wird. Die Evakuierung dürfte nach vorliegenden Erfahrungen der Autoren aus Räumungsübungen innerhalb von maximal ca. 10 Minuten abgeschlossen sein. Für die Feuerwehr werden ausreichende Bedingungen für wirkungsvolle Rettungs- und Löschmaßnahmen geschaffen: –Die Wände der notwendigen Treppenräume automatische Brandmeldeanlage in Anlehnung werden in F 90-BA-Qualität und mit der an DIN 14675, EN 54 und DIN VDE 0833-2 mit nach MBO geforderten mechanischen Sta Aufschaltung zur Feuerwehr und akustische bilität hergestellt (Kriterium M, das heißt Alarmierungsanlagen in Form von Hupen in widerstandsfähig gegen zusätzliche mechani- spezial | OKTOBER 2015 41 Holzbau für kommunale Aufgaben sche Beanspruchung in Form einer Stoßarbeit die Beleuchtungskörper von oben durch die von 3000 Nm bei der Brandprüfung nach Holzdecken geführt werden sollten, waren hier DIN 4102-3). Sonderlösungen auszuarbeiten. Einzelleitungen Abb. 5.4: –Durch die flächendeckende automatische Brandmeldeanlage erhält die im Regelfall frühzeitiger alarmierte Feuerwehr einen Zeitvorsprung und findet mit hoher Wahrscheinlichkeit noch ein beherrschbares Szenario vor. –Für einen schnellen Innenangriff werden in beiden Treppenräumen trockene Steigleitungen vorgesehen. Einzelaspekte und Detaillösungen Die Geschossdecken werden als Holzkonstruktion in der Feuerwiderstandsklasse F 60-BA ausgeführt. Unterseitig soll auf eine Brandschutzbekleidung verzichtet werden. Oberseitig wird ein Estrich entsprechend den Anforderungen gemäß Ziffer 3.3.3 der M-HFHHolzR ausgeführt. Die Anforderung wird erfüllt bei Verwendung eines auf mindestens 20 mm dicken, nichtbrennbaren Dämmstoffen verlegten, mindestens 30 mm dicken schwimmenden Estrich aus nichtbrennbaren Baustoffen oder mehrlagigen Trockenestrichelementen aus insgesamt mindestens 25 mm dicken, nichtbrennbaren Gipskarton- oder Gipsfaserplatten, wenn umlaufend Bandstreifen aus nichtbrennbaren Baustoffen verwendet werden. Innerhalb der Deckenelemente dürfen keine Elektroleitungen geführt werden, um keine Zündquellen innerhalb der Konstruktion zu haben. Neben dem allgemeinen Risiko von Hohlräumbränden spricht auch die Konstruktion der Holzdecken mit den Stegelementen dagegen. Aufgrund des vergleichsweise dünnen, inneren Tragwerks aus Sperrholz bestünde ansonsten die Gefahr eines vorzeitigen und plötzlichen Tragfähigkeitsverlustes. Da die Zuleitungen für sind in einem nichtbrennbaren Hüllrohr (z.B. Prinzipielle Ausführung Stapa-Rohr), Mehrfachleitungen (bis zu 3 Leitun- einer Durchführung für gen) sind gemäß der folgenden Skizze durch die bis zu 3 Elektrokabel durch Decken zu führen. die geplante Holzdecke 42 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Für die haustechnischen Installationen wurden bare Bekleidung der Klasse A2 (Lehmbauplatte Durchdringungspunkte durch die Decke defi- 22 mm) vorgesehen (vgl. Bild 5.7). niert. Die prinzipielle Ausführung ist in Abb. 5.5 dargestellt. Neuere Brandversuche mit Lehmbauplatten zeigen ein gutes Brandverhalten. Es kommt zu Die Fassade ist als vertikale, offene Leistenscha- keinem frühzeitigen Versagen der Platten. Das lung geplant. Aufgrund der Verwendung der Verhalten ist vergleichbar einer zementgebunde- brennbaren Fassadenoberfläche in Verbindung nen Spanplatte der Qualität A2. mit der Holzbauweise wurde folgender, prin zipieller Aufbau entwickelt. Der eigentliche tragende Rahmen erhält allseitig eine brandschutztechnische Bekleidung K230 (z.B. 1 x 18 mm GKF). In der Fläche wird raumseitig eine nichtbrenn- Außenseitig wird eine 18 mm dicke mineralisch gebundene Holzwolleplatte gemäß DIN EN 13168 mindestens der Baustoffklasse B1 eingesetzt, um eine rasche Brandausbreitung im Hinterlüftungsspalt zu erschweren. Abb. 5.5: Da Fassadenbrände für die Feuerwehr ein schwer Prinzipielle Ausführung zu beherrschendes Szenario darstellen, sind der geschossübergreifen- zusätzliche Vorkehrungen zu treffen. Es wird den Installationsführung daher eine halbstationäre Löschanlage vorgesehen. Dazu wird auf der Fassade in Längsrichtung Abb. 5.6: im Bereich der Traufe eine Sprinklerleitung ein- Fassadenausführung gebaut. Die Sprinklerleitung wurde analog einer Architekten: Sprühwasserlöschanlage bei Theatern (Schutz Fabeck Architectes, des eisernen Vorhanges) mit offenem Sprinkler Luxemburg geplant. Die Wasserversorgung wird durch die an die Steigleitungen angekoppelte Fahrzeugpumpe des Feuerwehrfahrzeuges hergestellt. Durch diese Fassadenlöschanlage kann die Feuerwehr einen Fassadenbrand beherrschen. Fazit Theoretische und experimentelle Untersuchun gen [1] [2] haben belegt, dass sich das brandschutztechnische Sicherheitsniveau auch im mehrgeschossigen Holzbau grundsätzlich aufrechterhalten lässt. Anhand der geplanten Schule in Plusenergiebauweise ist beispielhaft nachzuvollziehen, wie das erforderliche Sicherheitsniveau auch bei kommunalen Sonderbauten aufrecht zu erhalten ist. spezial | OKTOBER 2015 43 Holzbau für kommunale Aufgaben Literatur [3] Richtlinie über brandschutztechnische [1] Hosser, D.; Dehne, M.; Zehfuß, J.: Anforderungen an hochfeuerhemmende Bau Theoretische und experimentelle Grundlagen- teile in Holzbauweise (Muster-Holzbaurichtlinie – untersuchungen zum Brandschutz bei mehr- M-HFHHolzR), Fassung Juli 2004 geschossigen Gebäuden in Holzbauweise; Forschungsauftrag der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung unter Beteiligung des iBMB/ MPA der TU Braunschweig sowie der VHT Heusenstamm; Stufe 2: Experimentelle Grundlagenuntersuchungen; Abschlussbericht Juli 2000 [2] Hosser, D.; Wesche, J.; Dehne, M.; Becker, K.; Tichelmann, K.: Theoretische und experimentelle Grundlagenuntersuchungen zum Brandschutz bei mehrgeschossigen Gebäuden in Holzbauweise; Forschungsauftrag der Deutschen Gesell- Abb. 5.7: schaft für Holzforschung unter Beteiligung des Prinzipieller Aufbau iBMB/MPA der TU Braunschweig sowie der VHT Außenwand Heusenstamm; Stufe 3: Abschlussbericht; Architekten: März 2001 Fabeck Architectes, Luxemburg 44 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 6 _ Zukunftsfaktor Gebäudeenergie (1) Entwicklung, Stand und Zukunft im Holzbau Dipl.-Ing. Daniel Kehl Wohngebäude in Holztafel- bzw. Holzrahmen- Abb. 6.1 Büro für Holzbau bauweise haben sich seit der Nachkriegszeit Entwicklung von Außenwänden im und Bauphysik, Leipzig konstruktiv erheblich verändert und weiterent- Holztafelbau im Laufe von 30 Jahren wickelt. Die Konstruktionen der vergangenen 30 (weitergeführt nach [Winter/Kehl 2001] ) Jahre sind mit früheren Aufbauten kaum mehr zu Die dargestellten Entwicklungen des Wärme- U-Wert: 0,54 W / (m² · K) Dicke: 17,8 cm und Feuchteschutzes im Holzbau gelten für den 1982 Zeitraum seit 1965 (u.a. [Winter/Kehl 2001]). U-Wert: 0,28 W / (m² · K) Dicke: 22,4 cm Entwicklung des Wärmeschutzes Die Bedeutung des Wärmeschutzes hat im Laufe der letzten Jahrzehnte erheblich zugenommen. Vor der Energiekrise Anfang der siebziger Jahre 1992 U-Wert: 0,25 W / (m² · K) Dicke: 27,0 cm des letzten Jahrhunderts haben sich Gebäude- 2002 nutzer über den Energieverbrauch wenig Gedan- U-Wert: 0,18 W / (m² · K) ken gemacht. Inzwischen sind die gesetzlichen Dicke: 29,0 cm Anforderungen mehrmals angehoben worden und werden zukünftig weiter verschärft. Das Niedrigstenergie-/Passivhaus gehört gerade im Holzbau zum baulichen Standard und kann 2012 U-Wert: 0,13 W / (m² · K) Dicke: 36,6 cm beruhigt in die Zukunft schauen. Der erhöhte Wärmeschutz erzeugt Energieeinsparung und warme Innenflächen aller Bauteile, wodurch ein Die Entwicklung der durchschnittlichen U-Werte behagliches Raumklima erreicht wird. von Außenwänden verdeutlicht beispielhaft, dass Holzbauten die gesetzlichen Anforderungen Winterlicher Wärmeschutz schon immer übererfüllt haben (Abb. 6.2). Holzhäuser weisen seit jeher einen überdurch- Und das bei geringem Flächenverbrauch der schnittlichen Wärmeschutz auf. Die Dämmung Konstruktion: In einem Einfamilienhaus mit ca. wird im Wesentlichen in die Ebene der tragenden 150 m² Wohnfläche und einem U-Wert der Holzrahmenkonstruktion eingebracht. Dadurch Außenwand von 0,18 W/(m² · K) ergibt im entsprechen sogar ca. 20 Jahre alte Konstruktio- Vergleich zum Massivbau einen Flächengewinn nen noch den Anforderungen an Einzelbauteile von ca. 10 m² (Massivbau: 240 mm KS-Stein mit der aktuellen Energieeinsparverordnung (siehe 160 mm WDVS; Holzbau: siehe Abb. 6.2, 2002). Abb. 6.1). 27.0 27.027.0 Anforderungen in jeder Hinsicht gerecht werden. 1972 29.0 29.029.0 bäude aus Holz den aktuellen und zukünftigen 36.6 36.636.6 vergleichen. Sie zeigen, dass derzeitige Wohnge- spezial | OKTOBER 2015 45 Holzbau für kommunale Aufgaben 2.0 Anforderung an das Gesamtgebäude (Energiebilanz) Anforderungen an Bauteile (U‐Werte) 1.8 U-Wert [W/(m²K)] Entwicklung des Wärme schutzes von Holzbau-, 1.6 einschaligen Ziegel- und 1.4 Kalksandsteinaußen 1.2 wänden (weitergeführt nach [Winter/Kehl 2001]) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 1965 1975 1985 1995 durchschnittl. U-Wert Holzbau Wände 2005 2015 durchschnittl. U-Wert einschal. Ziegel-Wände durchschnittl. U-Wert KS-Stein Wände Anforderungen Wärmeschutz Anforderungen leichte Außenwände Heute sind somit gut gedämmte Holzkonstruk- gut gerüstet. Tab. 6.1 zeigt typische U-Werte tionen ohne weiteres bis zum Passiv- und Plus verschiedener Holzbauteile zu den einzelnen energiehaus möglich und daher für die Zukunft energetischen Standards. Tab. 6.1: Typische Dämmstandards im heutigen Holzrahmenbau [Borsch‑Laaks 2002] NE-Haus 3-Liter-HausPassivhaus U-Wert [W/m²K] U-Wert [W/m²K] U-Wert [W/m²K] Dach 0,19 0,15 0,10 Außenwand 0,21 0,17 0,12 Kellerdecke 0,29 0,25 0,20 1,40 1,00 0,80 Abb. 6.2: Bauteil Fenster / Tür 46 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Sommerlicher Wärmeschutz zu beachten. Andere Faktoren sind bei heutigen Neben dem winterlichen ist der sommerliche Dämmstandards nur noch von untergeordneter Wärmeschutz für die Behaglichkeit von Bedeu- Bedeutung. Bei normalem Nutzerverhalten tung. Dabei wird im Sommer das Komfortklima zeigen Holzbauten mit üblichen Fensterflächen- in Innenräumen von verschiedenen Randbedin- anteilen ein komfortables sommerliches gungen beeinflusst. Bei Gebäuden, egal welcher Raumklima. Dies zeigen Messungen in Holzrah- Bauweise, sind die entscheidenden drei Faktoren: menbauten in der Schweiz [BFE 2009], Gebäude- –die Fenstergröße mit der dazugehörigen (außenliegenden) Verschattung inkl. deren Nutzung (solare Wärmegewinne), simulationen [BFE 2012] wie auch Bewohnererfahrungen [Bayern 2001]. In der Befragung bekommen Holzgebäude bei der Behaglichkeit durchweg gute Noten. –das Lüftungsverhalten der Nutzer und –die Wärmespeicherkapazität des Raumes durch die angrenzenden Flächen. Im Holzbau werden je nach Bauteilkombination eine leichte bis mittelschwere Bauart nach [DIN 4108-2: 2013] (siehe Infokasten) erreicht. Bei Bürobauten sind noch interne Wärmelasten (Wärmeabgabe durch Computer, Personen etc.) Die mittelschwere Bauweise erlangt man bei normalen Raumgrößen in der Regel, wenn ein Zementestrich eingebaut wird (Tab. 6.2). Klassifizierung der Bauart nach DIN 4108-2: 2013 Zum Vergleich des ermittelten Speichervermögens unseres Referenzgebäudes sei an dieser Stelle die Einstufung der Norm zum vereinfachten sommerlichen Wärmeschutznachweis in Deutschland dokumentiert. Leichte Bauart: Cwirk / AG < 50 Wh / (K · m2) Mittelschwere Bauart: 50 (K·m ) ≤ Cwirk/AG ≤ 130 Wh / (K · m2) 2 Schwere Bauart: Cwirk / AG > 130 Wh/(K · m2) Cwirk = wirksame Wärmespeicherkapazität des Raumes bzw. des Raumbereichs nach DIN EN ISO 13786 (ohne Wärmeübergangswiderstände), AG = Nettogrundfläche spezial | OKTOBER 2015 47 Holzbau für kommunale Aufgaben Tab. 6.2 Wärmespeicherkapazität von Einzelbauteilen und die wohnflächenbezogene Wärmespeicherkapazität eines Referenzgebäudes (Abb. 6.3) in verschiedenen Bauarten [Kehl/Borsch-Laaks 2014] Außenwand Innenwand Dach Wh / m² K Wh / m² K Wh / m² K Fußboden Wh / m² K Rohdecke Wh / m² K Wohnflächen- Einteilung bezogene nach Wärmespeicher- DIN 4108-2: 2013 kapazität CGeb Anteil Bauteilfläche (Referenzgebäude) Referenzgebäude Holzrahmenbau einfache 24% 26% 13% 25% 12% Wh / m² K 7,5 6,6 5,9 7,6 7,5 29 leichte Bauart 7,5 6,6 5,9 32,2 7,5 53 mittelschwere Beplankung (alle Bauteile) Holzbau Holzfußboden Holzrahmenbau einfache Beplankung Bauart 50 mm Zementestrich Holzmassivbau 12,6 12,9 10,6 32,2 11,0 69 Holzmassiv (alle Bauteile) mittelschwere Bauart 50 mm Zementestrich Hybrid Holzrahmenbau Außenwände 7,5 37,7 5,9 32,2 72,7 119 KS-Stein-Innenwände mittelschwere Bauart Betondecke / Holzdach 50 mm Zementestrich Porenbetonwände 8,5 9,1 7,8 32,3 72,7 90 Massivbau Betondecke / Holzdach mittelschwere Bauart 50 mm Zementestrich Vollziegelwände 22,2 28,5 72,0 32,3 72,7 157 Betondach und -decke 50 mm Zementestrich Wärmespeicherkapazität (Bauteil) gering bis 10 Wh / m² K mittel bis 20 Wh / m² K hoch bis 30 Wh / m² K sehr hoch > 30 Wh / m² K Nach den Empfehlungen des Passivhausinstitutes tungshäufigkeit auf 5 % begrenzt wird. In (PHI) sollte die Raumtemperatur von 25° C an diesem Fall kann man davon ausgehen, dass die weniger als 10 % der Jahresstunden über- Raumtemperatur auch an sehr heißen Tagen schritten werden. Ein sehr hoher sommerlicher im Wohnraum kaum über 26° C steigen wird Komfort ist zu erwarten, wenn die Überschrei- [Borsch-Laaks 2004]. schwere Bauart 48 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Anhand eines simulierten Referenzgebäudes Wenn der Nutzer die außenliegende Verschat- (Abb. 6.3) wird der Zusammenhang zwischen tung gut nutzt, reduzieren sich die Überschrei- wohnflächenbezogenen Fensterflächenanteil, tungsstunden auf ca. die Hälfte und man kommt Wärmespeicherkapazität des Gebäudes und die in einen höheren Komfortbereich bzw. kann man Häufigkeit der 25° C Grenztemperatur deutlich mehr Fensterfläche zulassen (Abbildung 6.5). (Abb. 6.4). Dabei wird im ersten Fall von einem normalen Lüftungsverhalten (Juli-August ca. Entwicklung des Feuchteschutzes 1,5 h-1) und einer wenig genutzten Verschattung Der erforderliche Feuchteschutz umfasst im ausgegangen, was aber nicht einem typischen Wesentlichen den Schutz vor Niederschlags- Nutzerverhalten entspricht [Peper/Feist 2002]. feuchte und vor nutzungsbedingter Feuchte. Von Bei 10 % zulässiger Überschreitungshäufigkeit darf man sich beim Holzbau mit der geringsten besonderer Bedeutung sind hier: –Ein ausreichender Schlagregenschutz Wärmespeicherkapazität (29 Wh/m²K – einfach durch hinterlüftete Fassaden oder Wärme- beplankte Wände und Holzfußboden) knapp dämm-Verbundsystemen. 30 % Fensterflächenanteil erlauben. Das sind bereits großzügige Fenster auf Süd- und Ostseite, wie das Referenzgebäude in Abbildung 6.3 mit 26 % Fensterflächenanteil verdeutlicht. Mit einem Zementestrich (Tabelle 2) statt einem Holzfußboden erhöht sich die Wärmespeicherkapazi- –Funktionale Anschlussdetails aller Leibungen und Übergänge. Die Dichtheit sollte mechanisch und nicht durch wartungsbedürftige Dichtstoffe hergestellt werden. –Der Spritzwasserschutz in Bädern und Küchen tät auf bereits 53 Wh/m²K und ermöglicht einen Fensterflächenanteil von ca. 34 %. Abb. 6.3: Referenzgebäude mit einem wohnflächenbe zogenen Fensterflächen anteil (Gesamtgebäude) von 26 % [2014] Süd-Ost Ansicht Nord-West Ansicht spezial | OKTOBER 2015 49 Holzbau für kommunale Aufgaben durch die Verwendung von Dichtungssyste- Die genannten Anforderungen werden von mo- Abb. 6.4: men für Rohrdurchführungen und Wandbe- dernen Holzhäusern sicher erfüllt. Weiterhin ist Überschreitungshäufigkeit plankungen. in den letzten vier Jahrzehnten eine deutliche über 25° C im Referenzge- Erhöhung der Anwendungs- und Ausführungs- bäude in Abhängigkeit von sicherheit festzustellen. Hinzu kommt, dass alle Wärmespeicherkapazität Holzbaubetriebe, die geschlossene Holztafelele- und Fensterflächenanteil mente fertigen, einer Eigen- und Fremdüberwa- bei einem durchschnitt- chung unterliegen. lichen Lüftungsverhalten –Eine luftdichte Gebäudehülle zur Vermeidung des Feuchteeintrags in die Konstruktion durch Warmluftströmungen von innen nach außen (Tauwasser durch Konvektion!). –Möglichst diffusionsoffene Konstruktionen mit ausreichendem Rücktrocknungsvermögen – so diffusionsdicht wie nötig, so offen wie möglich! Hinterlüftete Fassaden erzeugen eine durchgängige „Drainageebene“ vor der eigentlichen Wand. Ungewollt eindringende Feuchte wird durch eine zweite wasserführende Schicht unmit- –Ausreichend gedämmte Kaltwasserrohre usw. telbar auf der Konstruktion sicher abgeleitet. Diese Schicht wird heute aus wasserdichten, aber diffusionsoffenen Bahnen oder aus wasserabweisenden Holzwerkstoffen hergestellt. Bei kleinteiligen Fassaden (z.B. Nut- und Feder) kann teilweise auf die durchgehende Hinterlüftung verzichtet werden. Überschreitungshäufigkeit 25°C [%] 24% Normallüfter – wenig genutzte Verschattung leichte Bauart Holzrahmen und Holzmassivbau 22% 20% 18% Fensterflächenanteil 48 % 12% 10% 8% schwere Bauart hoher Fensterflächenanteil mittlerer Fensterflächenanteil 35 % 26 % 6% 876 h 438 h leichte Bauart Holzrahmen und Holzmassiv- 22% Fensterflächenanteile von ca. 30 % erreichen. (Daten aus [BFE 2012]) Abb. 6.5: Wie Abbildung 6.4, nur mit gut genutzter mittelschwere Bauart schwere Bauart Hybridbau 18% 16% hoher Fensterflächenanteil 14% mittlerer Fensterflächenanteil 12% Fensterflächenanteil 10% 48 % 8% niedriger Fensterflächenanteil 876 h 35 % 6% 2% 2% 13 % 0% 0% 0 50 100 150 200 nettogrundflächenbezogene Wärmespeicherkapazität Cwirk /A G des Gebäudes lassen sich 20% 26 % 13 % geringer Speicherkapazität Normallüfter – gut genutzte Verschattung 4% 4% Verschattung. Selbst bei Verschattung. 24% Hybridbau niedriger Fensterflächenanteil 16% 14% mittelschwere Bauart 26% Überschreitungshäufigkeit 25°C [%] 26% und wenig genutzter 0 438 h 50 100 150 200 nettogrundflächenbezogene Wärmespeicherkapazität Cwirk /A G 50 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 6.6: Auch Wärmedämm-Verbundsysteme und Entwicklung der Luftdichtheit Entwicklung der Luft- -Putze wurden technisch deutlich weiterent- Die Luftdichtheit ist für den Wärme-, Schall- und dichtheit im Holztafelbau wickelt. So weisen viele mineralische Putze Feuchteschutz von Bedeutung. Kenngröße für anhand von 52 Bauten gegenüber früher verwendeten Putzsystemen die Luftdichtheit ist der sogenannte n50-Wert, der [Geißler/Hauser 1996] eine geringere Wasseraufnahmefähigkeit und die Anzahl der Luftwechsel des Gebäude hohe Diffusionsoffenheit auf. Außerdem kann volumens je Stunde bei 50 Pascal Prüfdruck Abb. 6.7: heute von einer sehr hohen Ausführungssicher- angibt. Je kleiner er ist desto geringer ist die Luftdichtheit von 50 heit ausgegangen werden, da sie häufig als Gefahr von erhöhten Wärmeverlusten und aktuellen Gebäuden (2002). Gesamtsystem mit entsprechenden Vorgaben Feuchteschäden im Bauteil. Durch die verbesser- Ø n50-Wert von 2,4 h-1 [Hall/ zur Ausführung der Anschluss- und Eckdetails te Luftdichtheit sinkt der Lüftungswärmeverlust Hauser 2003] vertrieben werden. durch Leckagen. Bei vielen Holzbaubetrieben ist die Messung der Luftdichtheit heute ein gängiges Qualitätskriterium. Untersuchungen zeigen, dass sich die Luftdichtheit von Holzbauten stetig verbessert hat [Geißler/Hauser 1996] [Hall/Hauser 2003]. Gute Holzbaubetriebe erreichen heute n50-Werte ≤ 1,0 h-1 und erfüllen damit die Anforderungen der neuesten Energieeinsparverordnung und die Empfehlungen der Normung. Holztafelbauten 15 10 [h-1] [-] 8 8.9 10 Häufigkeit n50 6 5.2 4 4.5 4.4 5 3.3 2 0 0 vor 1980 1980 – 1984 1985 – 1989 1990 – 1993 Alterskategorie 1994 – 1995 01 234 5678 n50 [1 / h] spezial | OKTOBER 2015 51 Holzbau für kommunale Aufgaben Holztafelbau trifft Altbau – Zukunft für den Holzbau Der Wärmeschutz des Holzbaus im Neubaubereich befindet sich wie gezeigt auf hohem Niveau. Die größten Energieeinsparpotenziale liegen zukünftig allerdings im Altbau. Für den Holzbau bedeutet dies auf den ersten Blick die Durchführung der klassischen Dämmmaßnahmen des Daches, der obersten Geschossdecke, der Fassade mit Holzprofilen in handwerklicher Ausführung oder auch mit WDVS aus Holzfaserdämmplatten. Mehrere Jahrzehnte Erfahrungen in der Vorfertigung von Holztafelelementen lassen sich allerdings auch im Altbau einsetzen, sei es durch Aufstockungen oder vorgefertigte Elemente zur Dämmung eines bestehenden Massivbaus. Anhand der Modernisierung einer wohnungs- Die Gebäude bekamen eine neue Hülle aus Abb. 6.8: baugenossenschaftlichen Wohnanlage (60 vorgefertigten Holztafelbauelementen mit einer Die Wohnungsanlage Wohnungen) in Augsburg soll dieses Potenzial gestrichenen Bekleidung aus sägerauen Brettern. vor und nach der Moder des Holzbaus aufgezeigt werden. Die vorspringenden Balkone wurden zu Win- nisierung [Lattke 2014] Bei dem Projekt handelt es sich um eine zweiteilige Wohngebäudeanlage aus dem Jahr 1966, die den heutigen Ansprüchen an Energieeinsparung nicht mehr gerecht wurde (siehe Tab. 2). tergärten erweitert. Die Modernisierung lief in bewohntem Zustand ab. Durch den hohen Vorfertigungsgrad der Holztafelbauwände konnten die Bauzeit optimiert und die Belastungen auf ein notwendiges Minimum verringert werden. Tab. 5: U-Werte vor und nach der Modernisierung Außenbauteil Wärmedurchgangskoeffizient [W / (m²K)] Bestand nach der Sanierung Flachdach ~ 0,22* 0,22 Außenwände ~ 1,6 0,11 Fenster ~ 1,3 – 1,6 0,98 * bereits vor der Modernisierung energetisch ertüchtigt 52 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Abb. 6.9 bis 6.13: Bau- und Produktionsablauf für TES EnergyFacades (TES = Timber Element System): Vermessung, Planung, Produktion, Montage, Betrieb. Abb. 6.14: Konstruktionsaufbau der Fassade [Lattke 2014]] spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Literatur [Bayern 2001] [DIN 4108-02 2013] Hrsg.: DIN 4108-02: 2013: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Bayrisches Staatsministerium, Wohnungen in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen an Holzbauweise, Bautechnische, wirtschaftliche den Wärmeschutz, Beuth Verlag Berlin 2013 und sozialwissenschaftliche Nachuntersuchung der Modellvorhaben, München 2001 [BFE 2009] Hrsg. Bundesamt für Energie: in Holzbauweise – Messungen in acht MinergieEinfamilienhäusern, Bern 2009 Hrsg.: Bundesamt für Energie: Foschungsbericht: Sommerliches Komfortklima von Wohngebäuden, Eigenverlag; Bern 2012 [Borsch-Laaks 2002] Kehl, D.; Borsch-Laaks, R.: Beitrag im Tagungsband zum 5. Internationalen Holzbauphysik-Kongress, Leipzig 2014 Sommerlicher Wärmeschutz bei Wohngebäuden [BFE 2012] [Kehl/Borsch-Laaks 2014] Borsch-Laaks, R.: (Bestellung: www.holzbauphysik.de) [Lattke 2014] Lattke, F.: TES EnergyFacade – Holzbaulösungen für die Gebäudemodernisierung und -erweiterung, Beitrag im Tagungsband zum 5. Internationalen Holzbauphysik-Kongress, Leipzig 2014 [Peper/Feist 2002] Peper, S.; Feist W.: Klimaneutrale Passivhaussiedlung Hannover- Effizienz-Tuning beim Heizwärmebedarf – An Kronsberg – Analyse im dritten Betriebsjahr, welchen Stellschrauben wird gedreht? Beitrag Eigenverlag Darmstadt 2002 in der Zeitschrift Holzbau – die neue quadriga, Kastner-Verlag, Wolnzach [Borsch-Laaks 2004-1] Borsch-Laaks, R.: Ist das Sommerklima berechenbar – Teil 1: Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2, Beitrag in der Zeitschrift Holzbau – die neue quadriga, Kastner-Verlag, Wolnzach 2004 [Borsch-Laaks 2004-2] Geißler, A.; Hauser, G.: Untersuchung der Luftdichtheit von Holzhäusern, Abschlussbericht, AIF Forschungsvorhaben 1996 [Hall/Hauser 2003] Hall, M.; Hauser, G.: In situ – Quantifizierung von Leckagen bei Gebäuden in Holzbauart, AIF Forschungsvorhaben, Abschlussbericht, Kassel 2003 Borsch-Laaks, R.: Ist das Sommerklima berechenbar – Teil 2: Fallstudie zum sommerlichen Wärmeschutz mit PHPP 2004, Beitrag in der Zeitschrift Holzbau – die neue quadriga, Kastner-Verlag, Wolnzach 2004 [Geißler/Hauser 1996] [Winter, Kehl 2001] Winter, St.; Kehl, D.: Untersuchung zur Objektivierung der Bewertung des Verkehrswertes von Gebäuden in Holzbauweise im Vergleich zu anderen Bauweisen. Abschlussbericht, Leipzig 2001 53 54 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 7_ Zukunftsfaktor Gebäudeenergie (2) Wirtschaftliche Lösungen sind gefragt Robert Borsch-Laaks Die Zukunft hat bereits begonnen. Die wieder- Sachverständiger für kehrenden Preissprünge bei den Energiekosten ohnehin geplante bauliche Maßnahmen löst im Bauphysik, Aachen haben bei vielen Bauherren – privaten wie öffent- Verordnungsdeutsch „bedingte Anforderungen“ lichen – den Energieverbrauch von Gebäuden aus. Diese werden gestellt an: wieder auf die Tagesordnung gesetzt. Angesichts knapper kommunaler Haushalte drücken die steigenden Betriebskosten ganz besonders. Die Vergangenheit holt uns ein. Die „Bausünden“ aus der Bauboomzeit der fünfziger und siebziger Jahre lagen nicht zuletzt im mangelhaften Wärmeschutz. Ganz gleich ob durch den Sparzwang des Wiederaufbaus oder durch die Verlockungen des billigen Öls – heute betreffen die sichtbaren Maßnahmen „anhängen“. Diese Kopplung an –Bauteile, die „ersetzt oder erstmalig ein gebaut“ werden (dies betrifft vor allem den Umbau). –Bauteile, die in der Form „erneuert“ werden, dass innere oder äußere Bekleidungen saniert werden (z.B. Neudeckung des Dachs, Anbringen von Verschalungen außen und innen, neue Fußböden u.ä.). Folgen dieser Bauphase nicht nur die Energie- In diesen Fällen sind für die betroffenen Bauteile kosten: Auch Schimmelschäden, unbehagliches Anforderungen an maximal zulässige U-Werte Wohn- und Arbeitsklima und hoher Instandhal- einzuhalten. tungsaufwand drücken die Wirtschaftlichkeit nach unten. Bestandssanierung ist angesagt. Aber mit welcher Strategie? Beim Pflichtprogramm und bei der Kür. Was sind die Mindestanforderungen und was sollte nach dem Stand der Technik getan werden, um energetisch und bauphysikalisch eine zukunftsfähige Sanierung zu realisieren? Wann greift die EnEV? Schon die Wärmeschutz-Verordnungen der Jahre 1977, 1984 und 1995 folgten bei den Anforderungen an die Altbausanierung dem gleichen Prinzip wie die verschiedenen Energieeinsparverordnungen seit 2002: Sowieso geplante Sanierungs- und Umbaumaßnahmen sind die „Zugmaschine“, an die sich die wärmetechnischen Grundsätzliches zur Wirtschaftlichkeit Die wärmetechnischen Altbauanforderungen sind deshalb an ohnehin geplante Sanierungen gekoppelt, weil dann allgemein sichergestellt werden kann, dass sich der Aufwand für den Wärmeschutz rechnet. Das „verordnete“ Anforderungsniveau ist an die Einhaltung des Wirtschaftlichkeitsgebotes aus dem § 5 des Energieeinspargesetzes gebunden, das seit 1976 (letzte Fassung von 2013) stets die gesetzliche Basis darstellt für die zwischen Bund und Ländern abgestimmten Verordnungen. spezial | OKTOBER 2015 55 Holzbau für kommunale Aufgaben Wieviel muss man dämmen? In Tabelle 1 sind die Bauteilanforderungen aus der EnEV 2014 gelistet. Zur Veranschaulichung der Zielgröße (U-Werte), wurde diese in eine „äquivalente Dämmdicke“ umgerechnet (bezogen auf einen Standard-Dämmstoff der WLG 040). Tab. 7.1 Anforderungen an den Wärmeschutz bei der Altbausanierung nach Anhang 3 Tabelle 1 der Energieeinspar-Verordnung (EnEV 2014) Bauteilarten und Dämmtypen 1 EnEV 2014 Umax (W / m²K)deq, min (cm) Außendämmung und Kerndämmung 0,24 16,7 k. A. k. A. von Außenwänden von Außenwänden und Decken gegen Außenluft 2 Innendämmung von Außenwänden 3Erneuerung Dachflächen mit Abdichtung 0,2020,0 4 Erneuerung Steildächer 1) 0,2416,7 5 Decken und Wände gegen Erdreich 0,30 13,3 0,50 8,0 und unbeheizte Räume (Dämmung Außenseite) 6 Decken und Wände gegen Erdreich und unbeheizte Räume (Fußbodenaufbauten) 7 Austausch von Verglasungen 2 1,103,6 8 Austausch / Einbau kompletter Fenster 2 1,303,1 9 Austausch / Einbau von Dachflächenfenstern 21,40 2,9 Dabei bedeuten: Umax Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils unter Berücksichtigung der neuen und der vorhandenen Bauteilschichten deq,min äquivalente Dämmdicke bezogen auf einen Standard-Dämmstoff der Wärmeleitgruppe 040 (Umrechnungsformel: deq [in cm] = 4 / U) 1) Dachflächen einschließlich: Dachgauben, Wände gegen unbeheizten Dachraum (einschließlich Abseitenwänden), oberste Geschossdecken 2) Abweichende Anforderungen bei Sonderverglasungen, Vorhangfassaden, Glasdächern, Hebe / Schiebetüren. keine Anforderung k. A. 56 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Tab. 7.2 Äquivalente Dämmdicke und U-Werte alter Bauteile Bauteiltypen Wärmedurchgangs-Äquivalente Koeffizient Dämmdicke U [W / m²K] deq [cm] Vollziegelmauerwerk, 38 cm, 1.800 kg/m³, 1,47 2,7 beidseitig verputzt Hochlochziegel, 30 cm, 1.400 kg/m³, 1,37 2,9 beidseitig verputzt Hochlochziegel, 24 cm, 1.400 kg/m³, beidseitig verputzt 1,59 2,5 Verblendmauerwerk, innen 17,5 cm Vollziegel, 1,432,8 7 cm Luftschicht Eichenfachwerk, 18 cm, Strohlehmausfachung, Lehm / Kalkputz Holzständerwand, ungedämmt, Heraklith 35/25 mm (außen / innen), verputzt Dachschräge / -decke, HWL-Platte (35 mm), 1,572,5 0,97 4,1 1,73 2,3 0,93 4,3 0,80 5,0 1,15 3,5 1,14 3,5 verputzt Holzbalkendecke mit Einschub aus Strohlehm und Sand Kappendecke mit Schlackenfüllung und Hobeldielen Stahlsteindecke aus Lochziegeln mit HWL-Platte (25 mm), Steinholzboden Stahlbetondecke mit 15 mm Mineralfasermatte, Magnesit-Estrich, Linoleum Quelle: Institut für Bauforschung: k-Werte alter Bauteile, RKW-Verlag (Eschborn), 1983 spezial | OKTOBER 2015 57 Holzbau für kommunale Aufgaben Wie diese Umrechnung entsteht, zeigt Abb. 7.1. meter Dämmdicke in die Berechnung einbringen –Faustformel: Man rechne 4/U und können. erhält die äquivalente Dicke in cm Dämmstoffstärke. Die tatsächlich einzubringende Dämmschicht Die Höhe des anzustrebenden Dämmniveaus ist letztmalig substanziell mit der EnEV 2009 angepasst worden. Die Neufassung (EnEV 2014/ kann etwas dünner ausfallen als das Faustformel- 2016) hat – bezogen auf die Bestandssanierung ergebnis. Das vorhandene Bauteil (z.B. Mauer- – hieran nichts geändert. Soll der Klimaschutz werk, alte Decke oder Dachausbau) hat ebenfalls künftig nur vom (geringen) Neubauvolumen einen gewissen Wärmeschutz, der jedoch vorangetrieben werden? Mehr noch: Der Blick vielfach stark überschätzt wird. Die Übersicht in ins Detail zeigt, dass einige Änderungen im Text Tabelle 7.2 zeigt an typischen Beispielen, dass die dazu führen, dass die Anforderungen sogar Altbauteile meist nicht mehr als ein paar Zenti- aufgeweicht werden. Abb. 7.1: Der anschauliche U- Wert: Faustformel zum Wärmedurchgang in Abhängigkeit von der Dämmdicke. 58 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Was ist neu im „Kleingedruckten“? Dämmmaßnahmen sind bei einer Bauteilsanie- die 2009er EnEV hatte eine überkommene rung nicht mehr erforderlich, wenn diese ab dem Ausnahmeregel: Die erforderlichen Dicken wur- 1.1.1984 (Zeitpunkt der 2. Wärmeschutzverord- den bei Zwischensparrendämmung nach nung) errichtet wurden. Anlage 3 Abschnitt 4.1 auf die Sparrenhöhe Konkret: Man nehme einen Dachausbau jener Zeit mit der damals erlaubten Dämmung von nur Abb. 7.2: 80 mm und erneuere nun dessen Dachdeckung. Nachträgliche Dachsanie Seit der EnEV 2002 musste in diesem Fall wenigs- rung von außen beim tens eine Volldämmung der Gefache nachgerüs- Energie- und Umwelt tet werden, bevor die neue Eindeckung aufge- zentrum e.u.[z.], Springe: bracht werden konnte. Nach der neuen EnEV Luftdichtheit durch 2014 können nun in den meisten Fällen die Zie- verklebte Unterspann- gel getauscht werden, ohne dass bei dieser Gele- bahnen und Tauwasser- genheit irgendeine Überlegung zur Verbesserung schutz durch zusätzliche des Wärmeschutzes angestellt werden müsste. Aufdachdämmung. Das Gegenteil wäre zielführend gewesen. Auch beschränkt, auch wenn dadurch der Grenzwert (UDach ≤ 0,24 W/m²K) oft weit verfehlt wurde, vgl. [Borsch-Laaks 2010]. Bei näherer Betrachtung und realistischer Wirtschaftlichkeitsberechnung sind aber heute nur Lösungen mit einer zusätzlichen Überdämmung oberhalb der Sparren ein wirklicher Gewinn für die Bauherren, siehe [Borsch-Laaks 2014-1]. Denn in aller Regel ist bei Dachsanierungen nicht nur ihr mäßiger Wärmeschutz- sondern auch eine äußerst mangelhafte Luftdichtung nachzubessern. Die in Abb. 7.2 dargestellte Methode ist hierbei besonders vorteilhaft. Die Anbindung der neuen Luftdichtheitsebene des Dachs (Unterspannbahn) kann an die Außenwände und Dachaufbauten besonders einfach und sicher hergestellt werden. Auch an der Traufe lassen sich durchdringungsfreie Übergänge schaffen, wenn die Dachüberstände in der Aufsparrendämmung mit Stichbalken ausgeführt werden. Diese sollten natürlich so dimensioniert sein, dass sie gleich oder später eine zukunftsfähige Außenwanddämmung erlauben. Das Prinzip: Wenn schon – denn schon! Eine zusätzliche Aufdachdämmung führt natürlich zu Nebenkosten, zum Beispiel bei der Erneuerung der Dachränder und dem Anschluss an Dachaufbauten, Gauben und Dachflächenfenstern. Dieser Zusatzaufwand kann die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen, muss es aber nicht. Bei jeder Neueindeckung werden Konterlatten und meist auch dickere Dachlatten im Vergleich zum Bestand erforderlich. Auch dies bedeutet schon vergleichbaren Mehraufwand an den Anschlüssen. spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Wer nicht nur von einem Tag auf den anderen Diese Regelung war der Wohnungswirtschaft denkt, sollte auch folgendes einbeziehen: Im aber schon lange ein Dorn im Auge. Wenn bei Zuge der nächsten Erneuerung der Dachein schlecht gedämmten Altbauwänden Schimmel- deckung wird die Frage nach einer zusätzlichen probleme auftraten, war – wenn man nicht dem Aufsparrendämmung spätestens wieder auf die Mieter die Schuld in die Schuhe schieben konnte Tagesordnung kommen. Die ohne Überdäm- – allenfalls eine Aufrüstung mit ca. 30 mm mung ausgeführten Dachanschlüsse, die Lattung Dämmdicke erforderlich – entsprechend den und Konterlattung wären dann eine verlorene Mindestanforderungen der DIN 4108-2:2001. Investition, die zusätzlich noch Abriss- und Entsorgungskosten verursacht. Das Einsparpotenzial, das aus der späteren Aufdachdämmung erzielt werden kann, wird kaum reichen, um die doppelten Anschlusskosten zu amortisieren. Dies ist das Dilemma aller wärmetechnischen Sanierungen, die auf dem Niveau einer mittleren Qualität stecken bleiben. Bauteilanforderungen bei der Sanierung: rausgestrichen Manche gravierende Änderung der EnEV lässt sich nur finden, wenn man danach sucht, was es nicht mehr gibt. Es wurde mit der Neufassung ein genereller Tatbestand gestrichen, der bislang eine Orientierung an den Anforderungen gem. Anlage 3 auslöste: Die alten Wärmeschutzverordnungen der 80er und 90er Jahre forderten generell, dass immer dann, „wenn Dämmschichten eingebaut werden“, die Anforderungen der jeweiligen Tabelle 1 in Anlage 3 einzuhalten sind. Dies hatte den guten Grund, dass gegenüber den Grundkosten zur Einhaltung des technischen Mindestwärmeschutzes (nach DIN 4108-2) die Mehrkosten einer verordnungskonformen, dickeren Dämmung in aller Regel wirtschaftlich darstellbar sind. Bei dieser Gelegenheit etwa eine Innendämmstärke gemäß EnEV 2009 anzubringen, war den professionellen Vermietern (und ihren Verbänden) noch nie einsichtig, weil sie selber hiervon keinen unmittelbaren wirtschaftlichen Nutzen haben. Auch für die Mieter (und ihre Verbände) war dies wenig attraktiv. Da über die Möglichkeit der Umlage der Sanierungskosten auf neun Jahre die Kaltmieten nennenswert steigen, bleibt von dem Vorteil einer geringfügig günstigeren Warmmiete meist nichts übrig. Oder kennt jemand eine Wohnungsbaugesellschaft, die nach Ende der Abschreibungszeit der energetischen Maßnahmen die Kaltmieten gesenkt hätte? 59 60 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Keine Anforderungen mehr an Innen Tab. 7.3 dämmungen! Entwicklung der Anforderungen an die Innen- Der Anwendungsbereich von Innendämmungen dämmung von Außenwänden von 1984 bis 2014 betrifft rund 20 % der infrage kommenden sanierungsbedürftigen Außenwände [Holm 2012]. Da die Umsetzung der baulichen Klima- Dämmdicke 1) WSchV 1984 0,60 W/m²K 4 cm WSchV 1995 0,50 W/m²K 5 cm EnEV 2002 0,45 W/m²K 6 cm rungsfall ersatzlos gestrichen wurde! EnEV 2009 0,35 W/m²K 9 cm Dies ist ein radikaler Einschnitt, der die Bemü- EnEV 2009 keine Anford. 0 2) cm 1) schutzziele vor allem in der Bestandssanierung entschieden wird, ist angesichts dieser mengenmäßigen Bedeutung der Innendämmung unverständlich, dass in der neuen EnEV die Begrenzung der Wärmeverluste für diesen Sanie- hungen der letzten 30 Jahre zur Verbesserung des Wärmeschutzes auf den Kopf stellt. Wie Tabelle 3 zeigt, wurden seit der Wärmeschutz- (k) Umax.Erforderliche Dachflächen einschließlich: Dachgauben, Wände gegen unbeheizten Dachraum (einschließlich Abseitenwänden), oberste Geschossdecken verordnung (WSchV) von 1984 die maximal zulässigen U (k)-Werte sukzessive von 0,6 W/m²K Vorhangfassaden, Glasdächern, Hebe/Schiebetüren. auf zuletzt 0,35 W/m²K gesenkt. Die rasante Steigerung der Heizenergiepreise (Heizöl verteuerte sich von der Mitte der 80er Jahre bis heute auf das Vierfache!) erlaubte die kontinuierliche Anpassung der geforderten Dämmstärken (von ca. 40 mm auf zuletzt 90 mm) aus Gründen von Ökologie und Ökonomie. 2) Abweichende Anforderungen bei Sonderverglasungen, Besonders kostengünstig ist die Innendämmung, wenn die Beseitigung von Schimmelschäden an alten nicht gedämmten Außenwänden Auslöser für die Maßnahmen sind. Dies gilt umso mehr, als die technischen Mindestanforderungen der derzeitigen Fassung der DIN 4108-2 keine ausreichende Sicherheit in Raumecken erzeugt, wenn diese Bereiche z.B. von Schränken verstellt werden [Borsch-Laaks / Kehl 2010]. Somit trug die bisherige Anforderung der EnEV auch dazu bei, feuchtetechnische Risiken zu vermindern und die Freiheit der Möblierung in Bestandsbauten zu erhöhen. Deshalb ist auch der oft als Gegenargument angeführte „Wohnflächenverlust durch Innendämmungen“ kritisch zu hinterfragen. Nicht oder schlecht gedämmte Altbauwände führen in der Nähe der kalten Innenoberflächen zu nicht voll nutzbaren Bereichen, die bauphysikalisch ebenfalls als Verlust von Wohnflächen zu werten sind. spezial | OKTOBER 2015 61 Holzbau für kommunale Aufgaben RBL Innendämmung Die nächste Schimmelwelle rollt Innendämmung: Die Lösung vom Holzbauer Das unausgegorene Dämmkonzept der EnEV Es ist richtig, dass man bei Innendämmungen 2014 zeigt folgender typischer Sanierungsfall: mehr aufpassen muss, als wenn ein durchgän- Die häufigste Maßnahme an der Gebäudehülle giger äußerer Dämmmantel um das Gebäude eines schützenswerten Altbaus ist der Fenster- gestrickt werden kann. Aber über 30 Jahre For- austausch. Das Feuchteniveau des Raumklimas schung und Entwicklung haben heute die Basis ist hiernach i.d.R. wie bei einem Neubau einzu- für einen Stand der Technik gelegt, der sicher vor schätzen. Dies fordert die planerische Beachtung Feuchteschäden umgesetzt werden kann. Es gibt des aktuellen Mindestwärmeschutzes der DIN dazu entsprechende Fachregeln (WTA-Merkblät- 4108-2:2013. Daraus ergibt sich der Bedarf an ter 6-4 und 6-5, [WTA 2009] und [WTA 2014]) der inneren Leibung der Fensternischen eine und einen Fachverband, der Richtlinien für Zusatzdämmung oder vergleichbare mit Isother- Planung und Ausführung erarbeitet hat. menberechnung optimierte Begleitmaßnahmen umzusetzen, siehe [Borsch-Laaks 2014-2]. Der Holzbauer hat hierfür eine regelkonforme, wärmebrückenfreie Trockenbau-Lösung. Der Abb. 7.3: Noch kritischer wird es, wenn die betroffenen Prinzipschnitt in Abb. 7.3 zeigt einen Konst- Innendämmung mit Ständer Räume auch über Außenecken verfügen. An ruktionsaufbau, bei dem es keine technischen werk, Holzwerkstoffplatte diesen geometrischen Wärmebrücken treten Gründe gibt, bei Massivwänden keine Innen- und Hohlraum füllender Ein in der Regel die niedrigsten Temperaturen der dämmungen mit U ≤ 0,35 W/m² K auszuführen. blasdämmung. Innenoberflächen auf. Entsprechende Dämmkeile oder andere Zusatzmaßnahmen zur 20 mm Kalkzementputz Reduzierung der Schimmelanfälligkeit sind zu 400 mm Vollziegelmauerwerk beachten. Viel sinnvoller wäre es, den Fensteraustausch mit einer an die Leibungsdämmung anschließenden Innendämmung der Außenwände zu versehen, wenn dies außenseitig aus Gründen des Fassadenschutzes nicht möglich ist. Bei problembewusster Planung können hierbei 20 mm Kalkputz alle kalten Ecken vermieden werden. bis 160 mm Zellulosedämmstoff, eingeblasen Wenn nun die Innendämmung der Wände aus dem Anforderungskatalog nach EnEV gestrichen wurde, so geht hiervon ein fatales Signal aus. Man muss kein Prophet sein, um die nächste 60 · 80 mm Ständerwerk (KVH), zur Gefachtrennung ggf. mit Naturfaserdämmstoff ausgestopft Welle von Schimmelpilzschäden nach falscher 12 mm OSB-Verlegeplatte Bausanierung vorher zusehen. 12,5 mm Gipskartonplatte RBL-Abb9.indd 2 62 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Es wird ein Ständerwerk (60 x 60-80 mm) in Bis zu einer Dämmdicke von 100 mm kann dieser Montage einer Innendäm- variablem Abstand vor die alte Wand gestellt Aufbau nach WTA MB 6-4 ohne besondere mung á la Holzrahmenbau (je nach wärmetechnischem Bedarf und dem feuchtetechnische Nachweise gebaut werden. in der Praxis. zur Verfügung stehenden Platz, Abb. 7.4a). Die Mit der OSB-Platte als moderate Dampfbremse a) Ständerwerk mit OSB- Holzkonstruktion mit Schwelle und Rähm sowie erfüllt sie die dortigen Anforderungen auch bei und Gipskarton- Riegeln im Fensterbereich gleicht vorhandene nicht saugfähigen oder unbekannten Untergrün- bekleidung mit Abstand Schiefstellungen der Wände problemlos aus. den. vor der Bestandswand Es ist kein Ausgleichsputz erforderlich und es montiert. bestehen keine Anforderungen an die Haftzug- Abb. 7.4: b) Ausblasen aller Hohl festigkeit des alten Innenputzes. Die Dämmung räume (ggf. auch in der (Einblaszellulose) passt sich allen Unebenheiten Fensterleibung) mit hohlraumfüllend an (Abb. 7.4b). Zellulosedämmstoff. Hygrothermische Simulationen gem. WTA MB 6-5:2014 haben überdies den Nachweis erbracht, dass Dämmdicken bis 160 mm auch dann noch unkritisch sind, wenn die Schlagregenbeanspruchung hoch ist. Dazu sollte die Wasserauf- Der besondere Mehrwert dieser Konstruktions- nahme der Wetterseite durch Außenputz und/ weise besteht in ihrer Innenoberfläche. Die oder Anstrich gemäß den Empfehlungen des Kombination von Holzwerkstoffplatte und Merkblattes auf 0,2 kg/m2 √h begrenzt werden, unmittelbar darauf montierter Gipskartonplatte vgl. [Borsch-Laaks 2014-3]. ergibt eine solide Bekleidung, die es dem Nutzer erlaubt, an jeder Stelle der Wand mit einem Akkuschrauber Wandschränke, Bilder etc. aufzuhängen oder auch die Seile der Halogenlampen-Installation zu befestigen. Abb. 7.4 a) Abb. 7.4 b) spezial | OKTOBER 2015 63 Holzbau für kommunale Aufgaben Die wichtigste Sanierung bislang ein Eine wärmebrückenfreie Montage neuer Fenster Abb. 7.5: Stiefkind in der Dämmebene ist ohne Sonderaufwand Fassadendämmung: Während in den letzten 20 Jahren rund 85 % der möglich, wie die Beispiele in Abb. 7.5 zeigen. Holzbauweise in Heizkessel erneuert wurden, ist es bei der Däm- Die Luftdichtheit der Anschlüsse ist mit Ein- Vorort-Montage. mung der Außenwände gerade umgekehrt. Von bauzargen denkbar einfach herzustellen und a) Außendämmung eines den ausgetauschten Kesseln ist angesichts der liefert ggf. die fertige Innenoberfläche der Mehrfamilienhauses mit rasanten technischen Entwicklung ein Großteil sanierten Fensterleibung gleich mit. Holzstegträgern. bereits wieder erneuerungsbedürftig. Diejenige Maßnahme hingegen, die den geringsten Wieder-Erneuerungsbedarf hat, rangiert zumeist immer noch ganz hinten auf der Wunschliste, auch der öffentlichen Bauherren. Zugegeben, an dieser Stelle sind oft die größten Investitionen erforderlich. Aber es ist hier meist auch das mit Abstand größte Einsparpotenzial zu aktivieren. Dem kommt eine wichtige, noch wenig bekannte (indirekte) Verschärfung in der neuen EnEV entgegen: Zur Berechnung der U-Werte wird nun auf die neue Version der [DIN EN ISO 6946:2008] Bezug genommen. Das hat gravierende Folgen, weil nun die Dämmstoffhalter für WDVS, die meist spürbare (und oft auch sichtbare) Wärmebrücken sind, berücksichtigt werden müssen. Der Holzbau kann hier Komplett-Lösungen Dies bringt Vorteile für wärmebrückenarme anbieten, die mit vorgefertigten Elementen mehr Holzbaulösungen z.B. mit Holzstegträgern, vgl. als nur Wärmeschutz bieten (vgl. Kapitel 7.1). [Stelzer 2011] auf der Außenseite. Hier: Anschluss an tragende Sperrholzbeplankung auf einem Fachwerkgiebel. c) Tragender Leibungskasten rückt die neuen Fenster wärmebrückenfrei in die Dämmebene und bietet eine fertige sind gerade hoch gedämmte Vorhang- oder auch Leibung in freundlichem Putzfassaden in Holzbauweise eine rationelle Holzlook. Alternative. Abb. 7.5 b) Reutlingen b) Dichtung der Einbaufuge (ψEinbau = 0,01 W/mK) Aber auch bei handwerklicher Vorort-Montage Abb. 7.5 a) Foto: Friedemann Stelzer, Abb. 7.5 c) 64 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Nachrüstverpflichtung bei obersten De facto bedeutet dies aber auch, dass dort, wo Geschossdecken ein normgemäßer Mindestwärmewiderstand von Zwischen oberstem Geschoss und dem Dach- R = 1,2 m²K/W (entspricht einer äquivalenten oder Spitzboden haben die meisten Altbauten Dämmdicke von nur knapp 5 cm bei λ= 0,04 W/ einen miserablen Wärmeschutz, der besonders mK) vorhandenen ist, auf Dauer wirtschaftliche kostengünstig verbessert werden kann. Das Ein- Nachrüstungen unterbleiben können. blasen von Dämmstoff in vorhandene Hohlräume von Holzbalkendecken oder das Auflegen von Fazit Dämmelementen auf Massivdecken kosten nur Ob wir hierzulande die Klimaschutzziele im Material und relativ wenig Arbeit. Deshalb hatte Gebäudesektor erreichen können, wird bei schon die EnEV 2002 ein Novum in der Geschich- der Sanierung des Baubestandes entschie- te des verordneten Wärmeschutzes eingeführt: den – nicht durch ausgetüftelte Neubaustan- Eine Nachrüstverpflichtung – auch dann, wenn dards. Durch Streichung und Aufweichung bei keine anders motivierte Sanierungsmaßnahme den „bedingten Anforderungen“ sendet die an diesen Bauteilen vorgesehen ist. Allerdings neue EnEV 2014/2016 die falschen Signale aus. gab es hierbei so viele Ausnahmeregelungen, Überkommene Ausnahmeregelungen (z.B. bei dass diese Waffe gegen unwirtschaftlichen Wär- der Dachsanierung von außen) werden ohne meverlust ziemlich stumpf blieb. Die neue EnEV hat in diesem Punkt mehr Klarheit geschaffen. Ab 1.1.2016 müssen alle zugänglichen Decken auf U ≤ 0,24 W/m²K gedämmt wirtschaftliche Prüfung verlängert und dem technischen Fortschritt bei der Entwicklung von Innendämmsystemen wird durch die Streichung der Anforderungen ein Bärendienst erwiesen. werden – egal ob begehbar oder nicht –, sofern Es bleibt wie es war: Wohlüberlegte energie-effi- sie den Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2 ziente Bausanierungen gingen immer schon über nicht einhalten. Damit wurde die Formulierung das hinaus, was die jeweiligen Verordnungen „bislang ungedämmte Decken“ in eine bauphysi- als Mindeststandard vorgaben. Und wer mit kalisch begründete Anforderung umgewandelt. baupraktischem Sachverstand plant, wird immer Vorhandene Minimaldämmungen unter dem eine Lösung finden, die im Ergebnis die einstmals Estrich von DG-Decken oder unterseitige Beklei- durch die Politik gesetzte Marke (30 % weniger dungen mit Heraklith- Platten können nicht mehr Energiebedarf gegenüber EnEV 2009) erreicht – als Ausreden gegen eine sinnvolle Dämmung der und zwar mit wirtschaftlichen Maßnahmen. obersten Geschossdecke herangezogen werden. spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Literatur [Borsch-Laaks 2009] [Borsch-Laaks/ Kehl 2010] Robert Borsch-Laaks: Robert Borsch-Laaks, Daniel Kehl: Wenn schon, denn schon – Fensteraustausch Normgemäßer Schimmelschutz – noch zeit- in der Bestandssanierung. gemäß? In: HOLZBAU – die neue quadriga, In: HOLZBAU – die neue quadriga, Heft 04 / 2010, Verlag Kastner, Wolnzach. Heft 05 / 2009, Verlag Kastner, Wolnzach [Borsch-Laaks 2010] Robert Borsch-Laaks: [Holm 2012] Andreas Holm: Möglichkeiten der Innendämmung und die Besser dämmen im Bestand – Neue Bauteil Bedeutung der Materialqualität und Qualitäts- anforderungen durch die EnEV 2009. sicherung. In: BuFas (Hrg.) 23. Hanseatische In: HOLZBAU – die neue quadriga, Sanierungstage 2012, Beuth / IRB Verlag, Heft 02 / 2010, Verlag Kastner, Wolnzach Berlin / Stuttgart 2012. [Borsch-Laaks 2014-1] Robert Borsch-Laaks: Oben bleiben! Wärmetechnische Dachsanierung [Stelzer 2011] Friedemann Stelzer: WDVS contra Holz. Die übersehene Wirkung von von außen mit diffusionsoffener Luftdichtung Dämmstoffhaltern in WDVS. In: HOLZBAU – die und Überdämmung. In: Tagungsband zum neue quadriga, Heft 06 / 2011, Verlag Kastner, 5. int. Holz[Bau]Physik-Kongress 20./ 21.3.2014 Wolnzach in Leipzig. ISBN 978-3-00-045176-8: Bezug: www.holzbauphysik-kongress.eu [Borsch-Laaks 2014-2] Robert Borsch-Laaks: [WTA 2009] Wissenschaftlich-Technische Arbeits- gemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. - WTA - (Hrsg.): Wo nichts ist, bringt wenig viel. Schimmelver- WTA-Merkblatt 6-4-09. Innendämmung nach meidung beim Fensteraustausch. In: Gebäude- WTA I – Planungsleitfaden. München 2009. energieberater, Heft 09 / 2014. Gentner Verlag, Stuttgart. [Borsch-Laaks 2014-3] [WTA 2014] Wissenschaftlich-Technische Arbeits- gemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Robert Borsch-Laaks: Denkmalpflege e.V. - WTA - (Hrsg.): Keine Angst vor Innendämmung! Bauphysika- WTA-Merkblatt 6-5‑14. Innendämmung nach lische Nachweise für Lösungen vom Holzbauer. WTA II – Nachweis von Innendämmungssyste- In: HOLZB AU – die neue quadriga, men mittels numerischer Berechnungsverfahren. Heft 02 / 2014, Verlag Kastner, Wolnzach München 2014. 65 66 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben 8 _ Gebaute Beispiele Finanzamt Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Garmisch-Partenkirchen Staatliches Bauamt Reinhard Bauer, Merz Kley Partner, Weilheim München Dornbirn (A) Amt für Ländliche Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Entwicklung Oberpfalz, Staatliches Bauamt SHL Architekten und Lieb, Obermüller + Partner, München Tirschenreuth Amberg-Sulzbach Stadtplaner, Weiden spezial | OKTOBER 2015 67 Holzbau für kommunale Aufgaben Internationale Schule Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Schwerin Das Schelfhaus GmbH, petersen pörksen partner, Ingenieur-Büro Schreyer, Kaarz Lübeck Bad Oldesloe Städtische Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Gemeinschaftshauptschule Zentrales Gebäude Zentrales Gebäude Jörg Meurer, Moers management Moers management Moers und Moers plus+ bauplanung GmbH, Neckartenzlingen 68 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Sporthalle Esslingen Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Hallen GbR, Esslingen Glück + Partner, Furche und Zimmermann, Stuttgart Köngen Sporthalle Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Unterschleißheim Landkreis München PSA, Alexander Pfletscher, Ingenieurbüro Auerbach, Claus Steffan, München Unterschleißheim spezial | OKTOBER 2015 69 Holzbau für kommunale Aufgaben Sporthalle Urbach Kinderhaus Unterföhring Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Gemeinde Urbach D’Inka + Scheible, Dieter Mihatsch, Fellbach Urbach Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Gemeinde Unterföhring hirner & riehl, München Seeberger Friedl und Partner, Pfarrkirchen 70 spezial | OKTOBER 2015 Holzbau für kommunale Aufgaben Fachhochschule Bauherr: Architekten: Mitarbeit Architekten: Tragwerksplaner: Weihenstephan Staatliches Hochbauamt Florian Nagler, S. Lambertz, Huai-Wen merz kaufmann partner, Freising München Chang, B. Milla, A. Schwabe, Dornbirn M. Schnaubelt, C. Tiemann Festhalle Neckartailfingen Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Gemeide Neckartailfingen Ackermann + Raff, Weischede, Herrmann Tübingen / Stuttgart und Partner, Stuttgart spezial | OKTOBER 2015 71 Holzbau für kommunale Aufgaben Gerätehaus Feuerwehr Bauherr: Architekten: Tragwerksplaner: Neuseddin Gemeinde Seddiner See Roswag & Jankowski, ZRS Architekten Ingenieure Berlin Bürogemeinschaft, Berlin Bauhof Frickingen Bauherr: Architekt: Tragwerksplaner: Gemeinde Frickingen Manfred Fetscher, Ingenieurbüro Illmensee Bernauer & Pfoser, Überlingen Bildnachweis Titel Heußer Thomas Herrmann 1.1_gemeinfrei 1.2_Hochbauamt 1.8_Thomas Mayer Hegger 2.1, 2.2_Stefan Müller-Naumann Tichelmann 3, 4_Werner Huthmacher 1.3_Eibe Sönnecken 2.3, 2.4_Zooey Braun 5-8_Architekten 1.4_Frank Heinen 1.5, 1.6_Roland Halbe 2.5, 2.6_Manfred Fetscher 9 -11_Architekten 12 -14_Zooey Braun 1.7_Norman Radon 2.7, 2.8_Gerhard Hagen 15_Holzabsatzfonds Alle Abbildungsrechte liegen beim Autor Müller / Wiegand 4.1_Christian Müller: Holzleimbau, Birkhäuser Vg., 2000 4.2, 4.3_Ulrich Schwarz 4.4, 4.5_Lignum, Holzwirtschaft Schweiz: Holzbautabellen, 2005 Dehne / Kruse 5.1, 5.2, 5.6, 5.7_Fabeck Architectes Kehl 6.2_Stefan Winter, Daniel Kehl 6.6_Achim Geißler, Gerd Hauser Borsch-Laaks 7.1_Rainer Wendorff 4.6_Werkfoto Derix 5.3, 5.4, 5.5_Dehne Kruse & Partner 6.3_Daniel Kehl, Robert Borsch-Laaks 6.7_Monika Hall, Gerd Hauser 7.2 – 7.5_Robert Borsch-Laaks 6.4, 6.5_Daten aus BFE 2012 6.8 – 6.13_Frank Lattke 7.6_Werkfotos Rockwool Gebaute Beispiele Garmisch-Partenkirchen_Jens Weber, Michael Heinrich Tirschenreuth_Oliver Heinl Schwerin_Stephan Baumann Esslingen_Roland Halbe Urbach_Norbert Baradoy Neckartailfingen_Thomas Herrmann Moers_Cornelia Suhan Unterföhring_Thomas Zwillinger Unterschleißheim_PSA Architekten Weihenstephan_Florian Nagler Architekten Neuseddin_Torsten Seidel Frickingen_Manfred Fetscher Kooperatives Marketing – Ein Angebot des Holzbau Deutschland Leistungspartner Holzbau Deutschland Institut e.V. 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