Bautechnik Holz statt Stahl und Beton

Wer schon zehn Achterbahnen hat, kann nicht einfach eine elfte bauen. Doch was lässt sich erfinden, das noch spektakulärer oder doch wenigstens außergewöhnlicher ist als all die anderen Schussfahrten ins Tal? Die Macher des Europaparks Rust haben sich ein Beispiel an El Toro in Plohn, Tonnerre de Zeus in Plailly, Anaconda in Metz oder Stampida in Port Aventura genommen. Am kommenden Wochenende soll zur Saisoneröffnung Wodan Timburcoaster die Besucher in kreischendes Entzücken versetzen: eine Achterbahn aus Holz. Und weil nicht einfach eine neue Bahn, wenn auch aus ungewöhnlichem Material, entstehen sollte, kreuzen Wodans Passagiere pulsschlagerhöhend zwei andere Bahnen.

Holz war schon immer ein begehrter Baustoff. Das gilt für die vor 5.500 Jahren am Bodensee errichteten Pfahlbauten, für viele Brücken der Römer und für die Wohnhäuser des Mittelalters, die, waren deren Mauern aus Stein gebaut, zumindest (Geschoss-)Decken und Dachstühle aus Holz bekamen. Vor allem in den Alpenländern, Skandinavien und Amerika haben Holzhäuser lange Tradition. Und seit man sich intensiv mit Ökobilanzen, Energieeffizienz und Aspekten der Behaglichkeit unterschiedlicher Materialien befasst, gewinnt Holz zunehmend Anhänger. So werden rund zehn Prozent der heute in Deutschland neu gebauten Häuser aus Holz errichtet. Aber Achterbahnen?

Norddeutsche Kiefer und zwei Millionen Nägel

Die Bahn lässt den an Stahlkonstruktionen gewöhnten Besucher zunächst etwas zweifeln, übt dann aber ihre ganz eigene Faszination aus. Das Fahrgefühl auf Holz ist außergewöhnlich rauh, direkt, man könnte sagen: so natürlich wie der Baustoff selbst. Das filigrane Monument in Rust ist in neun Monaten entstanden, die Anwohner konnten es buchstäblich entstehen sehen. Wie es aussehen sollte, hatten die Familie Mack als Betreiber und das Bauunternehmen zwar gemeinsam festgelegt, aber die Feinplanung geschah an Ort und Stelle. Denn das hölzerne Gebilde wurde nicht etwa aus vorgefertigten Elementen montiert. Vielmehr haben 40 Zimmerleute die angelieferten Hölzer nach den Vorgaben der Statiker am Boden zu bis zu 30 Meter hohen Balkenkonstruktionen verbolzt und vernagelt, die ein Kran dann in die Vertikale hob und auf die Einzelfundamente setzte.

Wodan ist für das Familienunternehmen Mack Rides auch insofern ungewöhnlich, weil es diese Bahn nicht selbst baut. Das übernahm der amerikanische Hersteller Great Coasters International aus Pennsylvania, Weltmarktführer in der Fertigung hölzerner Achterbahnen. Seine Zimmerleute bauten Wodan aus rund 1.000 Kubikmeter norddeutscher Kiefer, die in drei bis fünf Meter langen, druckimprägnierten Stücken geliefert und mit galvanisierten Bolzen und Nägeln verbunden wurden. Zwei Millionen Nägel und 100.000 Schraubverbindungen stecken in der Konstruktion, die sich 40 Meter hoch in den Himmel streckt und an ihrer höchsten Stelle von zwei mystischen, auf den Hinterläufen stehenden Wölfen gekrönt wird. Nähert sich ein Zug, speihen die Bestien Feuer. Die zugehörige Gasleitung ist fein säuberlich am Gerüst entlang verlegt.

Das Holz für die Schienen stammt dagegen aus Amerika, rund 130 Kubikmeter einer besonders harten Kiefernart (Yellow pine) hat Great Coasters dafür mitgebracht. Ebenso die stählernen Bänder, die in Stücken auf dem 1.050 Meter langen Schienenstrang verlegt wurden. Darauf rollen drei Züge, die ebenfalls mit viel Handarbeit in den Vereinigten Staaten gebaut wurden. Jeder besteht aus zwölf Wagen, massive Teile von je fast 420 Kilo Eigengewicht, die mit bis zu 100 km/h über die verschlungene Bahn rasen. Da kommen bei einem mit 24 Personen vollbesetzten Zug locker sechs Tonnen zusammen. Jeder Wagen hat nicht nur die zwei Laufräder, sondern an der Außenseite noch je ein horizontal eingebautes Rad. Das greift an Streckenabschnitten, wo die Fliehkräfte (bis 3,5 g) besonders hoch sind, in zusätzlich an der Holzkonstruktion installierte Stahlschienen. Dazu kommen noch zwei Räder, die von unten greifen, so dass jeder Wagen in alle Richtungen fixiert ist.

Bei einer Umlaufzeit von rund dreieinhalb Minuten können bis zu 18.000 Personen am Tag ihre Nerven auf die schön altmodische Art kitzeln lassen. In den Wagen können die Passagiere ohne Gurte sitzen, die Haltebügel sind so konstruiert, dass sie Menschen von 1,20 Meter Körpergröße an zuverlässig festhalten. Zum Stehen gebracht werden die Züge von Magnetbremsen, unterwegs gibt es an steilen Aufstiegen zusätzliche Rücklaufbremsen, die ein Zurückrollen des Zugs verhindern, wenn er tatsächlich einmal unvorhergesehen unterwegs verzögern würde. Derzeit werden die stählernen Laufräder, mit denen die Züge aus Amerika kamen, gegen solche aus Polyurethan getauscht. Stahl auf Stahl macht immensen Lärm, und zugunsten der Anwohner hat man Versuche mit der Kunststoffbeschichtung gemacht. Die waren erfolgreich, was die Lärmdämmung betrifft, haben aber den kleinen Nachteil, dass sie wegen höherer Reibung die Fahrt etwas verzögern. Gemessen an der finalen Schussfahrt dauert der Kitzel damit 44 statt 36 Sekunden. Aber das können Achterbahn-Fans ja auch positiv sehen.

Eine Hommage an die Urform der Achterbahn

Der Wodan Timburcoaster wurde in den isländischen Themenbereich integriert und steht an der Parkgrenze auf etwa 1,6 Hektar. Eine hölzerne Achterbahn fehlte noch, die zehn anderen sind stählerne Gebilde. Franz Mack, der Gründer des Parks und in siebter Generation im Fahrgeschäfte-Unternehmen in Waldkirch tätig, wollte von Holz nichts mehr wissen und setzte seit den sechziger Jahren nur noch auf Stahl. Das hing auch damit zusammen, dass Schausteller eine hölzerne Bahn nur schwer mehrmals im Jahr auf- und abbauen können, schließlich diente der Park in seinen Anfängen auch als Präsentationsbühne für neue Fahrgeschäfte. Aber die Enkelgeneration, die in die Verantwortung hineinwächst, sieht in Wodan eine Hommage an frühe Zeiten, denn die hölzerne ist die Urform der Achterbahn, erinnert an die Historie (die erste hat Mack 1921 gebaut).

Holz überzeugt zudem mit seinen bauphysikalischen Eigenschaften. Seine Festigkeit und Tragkraft sind im Verhältnis zum Gewicht groß und im Vergleich mit Stahl oder Beton nur schwer zu übertreffen. Und anders als Stahl, Glas und Zement muss bei Holz kaum Energie eingesetzt werden, um es für den Einbau vorzubereiten. Holz kann auch nicht korrodieren, so dass etwa die Hallen, in denen Streusalz gelagert wird, daraus hergestellt werden. Und auch im Fall eines Brandes ist Holz „im Vorteil“, da es berechenbar ist und nicht wie Stahl abrupt versagt. So bildet sich um ein brennendes Holz eine schützende Kohleschicht, die weiteres Abfackeln verhindert. Ist der Balken ausreichend dick, bleibt ein tragfähiger Kern übrig.

Die neue Begeisterung für den nachwachsenden Werkstoff hat eine lange Geschichte. So gibt es viele Kirchen aus Holz, auch ältere. Die angeblich größte steht rund 25 Kilometer östlich der finnischen (Opern-)Festspielstadt Savonlinna. Und zwar in dem Örtchen Kerimäki, das Mitte des 19. Jahrhunderts, als die Kirche gebaut wurde, nur einige hundert Einwohner zählte. Dennoch hat man hier einen 42 mal 45 Meter messenden Kirchenraum errichtet und darin 1670 Bänke aufgestellt, so dass mehr als 3.000 Gläubige einen Sitzplatz finden. 5.000 Menschen passen insgesamt in diese Holzkirche.

Warum der 1847 fertiggewordene Bau so groß ausgefallen ist, darüber gibt es mehrere Meinungen. Eine nennt als Ursache einen Messfehler. Die Zimmerleute hätten die Angabe „Fuß“ in der Zeichnung missachtet und stattdessen „Meter“ für die Bemaßung gewählt. Dies ist wohl nur eine amüsante Anekdote. Richtig ist, dass man an Feier- und Markttagen allen sich in der Gemeinde aufhaltenden Bürgern den Besuch der Kirche ermöglichen wollte. Nicht ganz so mächtig sind in der Regel Häuser aus Holz, doch auch hierbei trauen sich die Bauherren mittlerweile über zweigeschossige Gebäude hinaus. Am Prenzlauer Berg in Berlin steht ein siebengeschossiges Wohnhaus, in Bad Aibling ein achtgeschossiges Wohn- und Geschäftshaus. Und man will noch höher hinaus. In Österreich sind Planungen für einen aus Holzfertigteilen zusammengesetzten „Life Cycle Tower“ im Gange, der einmal 20 und mehr Geschosse haben soll.

Die Tücken des Holzhauses

Wer in einem Holzhaus wohnt oder in seiner Wohnstube auf einem Dielenboden läuft, der kennt auch die Nachteile dieses Werkstoffs. Holz ist nunmal ein Naturprodukt das „lebt“. Eine Holzkonstruktion bewegt sich stärker als ein Stahl- oder Betonbau. Sinkt etwa die Luftfeuchte im Raum, schrumpfen die Bodenbretter und es bilden sich Spalte, die so manchem Perfektionisten ein Dorn im Auge sind.

Denen kann geholfen werden - und zwar mit meist zu Recht in Verruf geratenem Tropenholz, das durch seine genetische Anpassung an den Regenwald eine höhere Festigkeit aufweist. Dadurch verrottet dieses Holz nur schwer und ist zudem gut gegen Pilz- und Insektenfraß geschützt. Alles Vorteile, die man jedoch auch heimischen Holzarten beibringen kann und zwar, wenn man es durch und durch auf Temperaturen über 160 Grad erhitzt. Um solches „Thermoholz“ herzustellen, gibt es gleich mehrere Verfahren, von denen das Behandeln in einer Atmosphäre aus Wasserdampf und Holzgasen die größte Bedeutung hat.

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Damit Buchen-, Ahorn- und Kiefernholz die Härte und Dauerfestigkeit von Teak erreicht, hat BASF zusammen mit der Universität Göttingen ein Verfahren (Balmadur) entwickelt, bei dem Holz „chemisch modifiziert“ wird. Das Holz wird dazu mit einer Chemikalie (Dimethylol-Dihydroxy-Ethylene Urea) „geimpft“, die in der Textilindustrie für die Produktion knitterfreier Baumwollbekleidung verwendet wird. Auch durch das Behandeln mit Essigsäure erreicht man Eigenschaften eines tropischen Hartholzes. Die Säure verändert die Zellstruktur des Holzes, so dass sich weniger Wasser in den Zellwänden einlagern kann, was das Quell- und Schwundvermögen verringert.

Wasser oder besser Staunässe ist der größte Feind des Holzes, es vermodert und verliert seine Festigkeit. Wie gravierend die Folgen falsch verbauter Holzträger sein können, zeigt der Einsturz des Dachs der Eissporthalle 2006 in Bad Reichenhall mit 15 Toten und vielen Verletzten. Die Dachkonstruktion bestand aus Holzleimbindern, die gerade auch an den Auflagerpunkten durch Kondenswasser „dauerfeucht“ gehalten wurden, was das Holz schwächte und den ungeeigneten, weil feuchtigkeitsempfindlichen Leim löste. Heute werden für Brettschichtholz, wie Leimbinder fachmännisch heißen, wasserfeste Kunstharzleime verwendet. Dennoch müssen diese „Schichtbretter“ stets so eingebaut werden, dass sie niemals „im Wasser stehen“. Sie werden in Rust wohl auf derlei geachtet haben.