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Alternativer Baustoff : Mit Holz geht’s aufwärts

  • -Aktualisiert am

Im Atrium des geplanten „River Beach Tower“ sorgen Brücken und rautenförmige Verbindungen aus Holz für Stabilität - und Aufmerksamkeit. Bild: Perkins+Will

Im Wohnungsbau gilt der Baustoff längst als ökologischer Hoffnungsträger. Jetzt sollen Wolkenkratzer folgen. Sind Holzhochhäuser die Gebäude der Zukunft?

          Ob als knisternder Scheit im Ofen, duftendes Möbelstück oder knarzender Fußbodenbelag, kaum ein Haushalt möchte auf Holz verzichten, und wenn es nur der Kochlöffel im Suppentopf ist. Schließlich beherrscht Holz vom rustikalen Alpencharme bis zum modernen Architektenhaus jede Spielart beliebter Wohnkulturen. Doch wie wäre es, auf der Aussichtsplattform eines Hochhausdaches in 300 Meter Höhe zu stehen, Balken knacken zu hören, und alles, was einen da oben sichert, ist eine Holzkonstruktion? Genau so könnte die Zukunft der Architektur aussehen.

          Der Blick von oben faszinierte schon die Renaissance-Maler. Die Industrialisierung sorgte Ende des 19. Jahrhunderts dann für den realen Höhenrausch. Amerikanische Metropolen wie Chicago oder New York avancierten zu den Vorreitern moderner Hochhausarchitektur, elektrische Aufzüge und die Entwicklung des Stahlskelettbaus machten das möglich. Heute wird der Wettbewerb um die höchsten Wolkenkratzer, mächtige Statussymbole, eher in China und auf der Arabischen Halbinsel ausgetragen. Doch es bewegt sich etwas, ehrgeizige Projekte beeindrucken jetzt nicht nur mit Höhe, sondern mit ihrer Holzkonstruktion. Die Ambitioniertesten existieren bisher zwar nur auf Papier, sollen aber durchaus Realität werden.

          Zurück zu den Ursprüngen : Moderne Architektur aus Holz

          Da ist der „Oakwood Tower“, der aus Londons Barbican Centre emporwachsen soll und mit seinen 300 Metern nicht nur das höchste Holzhaus, sondern auch das zweithöchste Gebäude Londons wäre. Und dann verspricht der Entwurf des „River Beech Tower“ in Chicago ein ebenso beachtliches Vorhaben, auf 244 Metern sollen sich 80 Stockwerke in den Himmel türmen. Im vergangenen Jahr landete letzterer Entwurf für ein Ufergrundstück am Chicago River auf der Shortlist des World Architecture Festival in Berlin. Zwei separate Türme mit schmalem Profil, verbunden durch riesige Streben aus Furnierschichtholz, die sich wie Brücken durch das offene Atrium spannen. Die rautenförmigen Strukturen der tragenden Holzkonstruktion sehen nicht nur spektakulär aus, sie sorgen auch für die nötige Stabilität, die Zwischenräume bleiben durch Glas transparent. Kein unterkühltes Stahlgerippe, das Hochhaus strahlt tatsächlich so etwas wie Wärme aus.

          Holz liegt im Trend

          Beide Entwürfe, für London und Chicago, entstanden in interdisziplinären Forschungsprojekten mit der University of Cambridge. Der Direktor des Lehrstuhls für „Natural Material Innovation“, Michael Ramage, sei vor gut eineinhalb Jahren auf das Architekturbüro Perkins + Will zugekommen, berichtet Todd Snapp, Leitender Architekt des Chicagoer River Beech Tower. Sein Ziel sei es gewesen, die akademischen Sphären zu verlassen, um zu ergründen, wie hoch man den Holzbau in Wirklichkeit treiben kann. Neben den Architekten und Wissenschaftlern ist auch das Ingenieurbüro Thornton Tomasetti in den Prozess eingebunden.

          244 Meter hoch soll sich das Holzhochhaus in den Himmel von Chicago strecken.
          244 Meter hoch soll sich das Holzhochhaus in den Himmel von Chicago strecken. : Bild: Perkins+Will

          Der Trend, den Holzbau in die Metropolen zu tragen, zeichnet sich schon länger ab. Zudem boomt die Baubranche, gerade in den Städten wird dringend Wohnraum benötigt. In Deutschland wächst die Zahl der Baugenehmigungen rasant, gut 16 Prozent der Wohngebäude bestehen vorwiegend aus Holz – mit steigender Tendenz. Holzbau könnte dank seiner naturgemäß guten Umweltbilanz die Lösung des Dilemmas sein, dass einerseits mehr gebaut werden muss, um die Nachfrage zu decken, das Bauwesen aber gleichzeitig für etwa 40 Prozent des Energieverbrauchs und mehr als ein Drittel der gesamten Kohlendioxidemissionen verantwortlich ist.

          In Biomasse und Böden der nachhaltig bewirtschafteten deutschen Wälder sind hingegen 1,2 Milliarden Tonnen Kohlenstoff gespeichert, das ist Spitzenwert in Europa. Durch eine weitere Verbreitung des Materials würden die Kapazitäten noch größer – und Hauswände zu langlebigen Kohlenstoffspeichern.

          Risikofaktor Brandschutz

          Es war nur eine Frage der Zeit, dass irgendwann der Holzbau auch auf seine Eigenschaften in der Höhe getestet werden würde. Die erste Generation Holzhochhäuser, wie sie vom österreichischen Dornbirn bis Kirkenes an der norwegisch-russischen Grenze stehen, leistete Pionierarbeit darin, überhaupt die Hochhausgrenze überspringen zu dürfen. Die Bauvorschriften sahen das nicht vor. Intelligente Konstruktionen in Hybridbauweise, also meist mit einem Kern aus Stahlbeton und Holz-Beton-Verbundstoffen, erlaubten Ausnahmeregelungen. So teilen sich die Holzhochhäuser „H8“ in Bad Aibling und „E3“ in Berlin den ersten Platz im deutschen Holzhochhausranking mit je 25 Meter Höhe. Das bisher höchste misst 53 Meter und steht in Vancouver: das Studentenwohnheim „UBC Brock Commons“. Doch der Rekord ist endlich, denn Ende 2018 soll das Wiener „HoHo“ fertiggestellt werden. Derzeit werkeln die Arbeiter kräftig an den 24 Geschossen und 84 Meter Höhe.

          Um diese Entwicklung zu fördern, forscht man auch hierzulande mit vereinten Kräften am Baustoff aus dem Wald. TUM.wood, ein fakultätsübergreifendes Team der Technischen Universität München, will die gesamte Produktionskette vom Baumsetzling bis zum fertigen Haus in ihrer Forschung abbilden und arbeitet dazu auch an eigenen Entwürfen, zurzeit an einem elfgeschossigen Gebäude in Heilbronn. Doch im Gegensatz zu den britischen Kollegen setzt man nicht auf Holz als Solokünstler, sondern auf Hybridbauweise. Das sei nicht nur technisch praktikabler, sondern zumindest im Moment auch ästhetisch gewollt, erklärt Stefan Winter, der den Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion an der Ingenieurfakultät leitet. „Viele Menschen, für die wir bauen, sehen gerne Holz, aber sie wollen nicht in einer Sauna wohnen.“ Holz an den Decken sei dabei üblich, doch die Wände würden ohnehin meist vergipst.

          In den Entwürfen des River Beech Tower ist das Holz zwar sichtbar, aber innen und außen verglast. Außen, um die Holzfassade gegen die Elemente zu schützen, gerade im rauhen Chicagoer Klima mit Wind, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen. Innen dient die geplante Verglasung einem der dringlichsten Themen, mit dem sich der Holzbau gegenwärtig auseinandersetzten muss, dem Brandschutz. Die vorindustriellen, verheerenden Stadtbrände rufen verlässlich apokalyptische Bilder wach. Und auch wenn Holz nicht involviert war, als vor wenigen Wochen in London der Grenfell Tower brannte, zeigte sich eindrücklich, was ein Hochhausbrand bedeuten kann.

          Die Vorschriften hinken der Technologie hinterher

          Das eigentliche Brandverhalten von Holz sei nicht das Problem, sagt TUM-Professor Winter, der auf Brandschutz spezialisiert ist. Tatsächlich lässt sich die Rate, mit der ein Holzbalken abbrennt, genau berechnen. Das macht Löscharbeiten sehr sicher, Einsatzkräfte können sich darauf verlassen, dass tragende Balken über einen bestimmten Zeitraum stabil bleiben. Das liegt in der Natur des Materials. Holz bildet eine Kohleschicht, die das innenliegende Holz vor den hohen Temperaturen schützt. Problematischer gestaltet sich der Nachweis, dass die Holzbaustoffe erst gar nicht entzündlich sind. Soll der River Beech Tower jemals realisiert werden, gilt es, entsprechend zu forschen und vor allem die Behörden zu überzeugen – ein Problem, das Beton und Stahl freilich nicht haben. In Chicago dürfen Holzbauten derzeit nicht über fünf Stockwerke hinausragen, in etwa die Höhe, die mit einer Feuerwehrleiter erreicht werden kann.

          Den ohnehin schon hochtechnisierten Holzbaustoff noch stärker zu verändern, nur um veralteteten Baunormen zu genügen, hält das Team um Planer Snapp langfristig nicht für die Lösung. „Die Bauvorschriften hinken der Technologie und Wissenschaft weit hinterher“, stellt auch Professor Winter fest. Denn beim modernen Holzbau handelt es sich um ein High-Tech-Projekt, das mit dem Blockhaus im Wald ungefähr so viel gemeinsam hat wie die Lösung eines Kreuzworträtsels mit der Entschlüsselung des menschlichen Genoms. Dahinter steckt mehr als Natursehnsucht. Zwar sind die besonderen Eigenschaften des Baustoffs, seine Wärme, seine Haptik, wichtige Aspekte bei allen ästhetischen Überlegungen. Trotzdem ist die Holzbauforschung nicht von Eskapismus getrieben, sondern von einem ganzheitlichen Ansatz, der Stadtentwicklung und Ressourcenverbrauch als Teil der globalen Klimarechnung betrachtet. Die simple Gleichung, dass mehr Holzbau automatisch weniger Umweltprobleme bedeutet, lässt jedoch keiner der Akteure einfach so stehen.

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          Til Bolland, der beim Bundesumweltamt für den Bereich Nachhaltiges Bauen zuständig ist, sagt: „Ich begrüße die Entwicklung, vermehrt Holz als Baustoff einzusetzen, aber ich warne vor einseitigen Heilsversprechen.“ Es müsse sichergestellt werden, dass nur Hölzer aus nachhaltiger Forstwirtschaft verbaut würden. Doch gerade bei Kompositbaustoffen unbestimmter Herkunft ist das nicht immer gegeben, illegaler Einschlag und gesundheitsgefährdende Klebstoffe dürften nicht für das Label „kohlendioxidarm“ in Kauf genommen werden. Aus diesem Grund ist die Zusammenarbeit mit Forstwissenschaftlern eng, auch bei der Entwicklung des River Beech Towers.

          Holzbau zwischen deutscher Zurückhaltung und amerikanischem Optimismus

          Deutschland steht mit seiner Waldfläche, die immerhin ein Drittel des Landes beträgt, in puncto nachhaltiger Forstwirtschaft gut da, der deutsche Holzvorrat ist der drittgrößte in ganz Europa. Auch deshalb ist Holzbau in Deutschland grundsätzlich sinnvoll. Problematisch ist allerdings die Zusammensetzung der deutschen Wälder. Für die Baubranche wird aufgrund der Materialeigenschaften meist nur Nadelholz nachgefragt. Aus ökologischer Sicht werden aber vermehrt Laubwälder gefordert. „Niemand möchte reine Kiefern- oder Fichtenmonokulturen. Sie sind als Erholungsgebiet nicht besonders schön und sehr anfällig für Schädlinge“, stellt Bolland klar. Die Lösung könnten Verbundstoffe sein, die Laubholz als Baumaterial stabiler machen und ganz nebenbei eine ganzheitliche Nutzung fördern – sonst landen Eiche und Buche oft ohne Umwege im Kamin.

          Doch nicht nur mit Blick auf Kohlendioxid ist Holz ein bautechnischer Hoffnungsträger. Nach Prognosen der Vereinten Nationen werden bis 2050 rund zwei Drittel der Weltbevölkerung in den Städten leben. Um diese Entwicklung aufzufangen, ohne die Städte gleichzeitig im Smog versinken zu lassen, wäre Holzbau eine sinnvolle Ergänzung, besonders für Nachverdichtungen und Aufstockungen. Durch das geringe Gewicht kann auf die meisten Wohnhäuser noch bequem die eine oder andere Etage aufgesetzt werden. Mit vorgefertigten Holzmodulen lässt sich besonders schnell und auf engem Raum bauen. In Chicago würde, lagebedingt, noch ein Vorteil dazukommen: Die Module könnten mit dem Schiff direkt vom Fluss zur Baustelle transportiert werden, ohne Kolonnen von Betonmischern auf Innenstadtstraßen. Und selbst in Erdbebenregionen wäre Holzbau ein Gewinn, sagt Winter. Neuseeländische Kollegen hätten in Studien zeigen können, dass Holzkonstruktion viel sicherer seien, wenn die Erde an den Fundamenten rüttelt. Entscheidend sei auch hier das geringe Gewicht.

          Die Frage bleibt, ob der Holzbau seine Erfüllung wirklich in der Höhe findet - da prallen in der Einschätzung dann deutsche Zurückhaltung und amerikanischer Optimismus aufeinander. „Hochhausbau ist die Formel 1“, scherzt Professor Winter, „doch wichtig sind ganz andere Gebäudeklassen. Die Masse des Baugeschehens spielt sich unter der Hochhausgrenze ab.“ Für Architekt Snapp hingegen ist „ein Momentum in der Industrie“ spürbar, eine Revision der Normen, die Holzhochhäuser dieser Größenordnung in naher Zukunft möglich machen könnte. Ein erstes Turmmodul durfte er in Absprache mit der Stadtverwaltung aufstellen – immerhin die erste permanente Holzstruktur in der Innenstadt seit Jahrzehnten.

          Quelle: F.A.S.

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