Holzbau

Fachwerkhaus in Eschwege

Als Holzbau wird der Bereich des Bauwesens bezeichnet, der den Baustoff Holz nutzt, aber auch ein in Holzbauweise errichtetes Bauwerk selbst. Neben Vollholz werden auch Holzwerkstoffe eingesetzt.

Der Holzbau ist ein altes und eigenständiges Fachgebiet, das sich mit seinen spezifischen Techniken und Werkstoffen von anderen Bereichen des Bauwesens, wie beispielsweise dem Mauerwerksbau, dem Stahlbetonbau oder dem Stahlbau, abgrenzt. Unterschieden wird zwischen dem über Jahrhunderte überlieferten zimmermannsmäßigen Holzbau und dem seit Ende des 19. Jahrhunderts entwickelten Ingenieurholzbau.

Der Holzbau wird häufig in Kombination mit anderen Bautechniken angewendet. Es gibt beispielsweise Holzbalkendecken im Mauerwerksbau, Holzdachstühle auf Bauten aus Mauerwerk oder Beton, Dachbinder aus Holzfachwerken oder Holzleimbinder für Hallen und viele andere Anwendungsgebiete.

Das größte selbsttragende Holzdach der Welt steht auf der Messe in Hannover und wurde zur Expo 2000 gebaut. Es ist ein Beispiel für ein Flugdach, bestehend aus verbundenen Pilzdächern.

Welche Bedeutung der Holzbau in der jeweiligen regionalen Bauszene hat und welche Bauten üblicherweise als Holzbau realisiert werden, variiert von Kulturkreis zu Kulturkreis und von Region zu Region. Im mitteleuropäischen Bereich, insbesondere in den Regionen des deutschen Sprachraums, werden zum Beispiel Scheunen, Schuppen und einfache Hütten besonders oft als reine Holzbauten errichtet, während Wohn-, Geschäfts- und Bürobauten eher selten in Holzbauweise erstellt werden.

In den letzten Jahren wurden viele Häuser in Holz-Systembauweise gebaut. Die Systembauweise kennzeichnet sich dadurch, dass ganze Wandelemente unter kontrollierten Bedingungen fabrikmäßig vorgefertigt und anschließend auf der Baustelle montiert werden. Diese Art von Holzhäusern ist im Allgemeinen energieeffizienter und kostengünstiger als traditionelle Holzbauten. Die häufigsten Bauweisen, die in der Systembauweise angewendet werden, sind die Holztafelbauweise und die Rahmenbauweise.

Holzbau hat negative Emissionen. In großem Umfang angewandt würde er helfen, das Zwei-Grad-Ziel der globalen Erwärmung einzuhalten.[1][2][3]

Verschiedene Studiengänge im Bereich Holzbau und im sich damit überschneidenden Bereich Holztechnik werden angeboten.[4]

Skizzen verschiedener weitgespannter Dachtragwerke: 49–51 Satteldachbinder
54–56 Polonceaubinder
62 Fachwerkrahmen
Skizze eines Dachtragwerkes aus Fachwerkträgern (Dreieckförmiger Binder)

Bauteile aus Holz

Für Einzelteile, die eine tragende oder aussteifende Funktion haben, gelten die Teile 2 und 3 der DIN 68800 sowie die Brandschutzrichtlinien und es dürfen nur die in DIN 1052-1 aufgeführten Holzarten oder solche mit einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung (abZ) durch das Deutsche Institut für Bautechnik in Berlin verwendet werden.[5]

Ein Zaun und eine Fassadenbekleidung sind keine tragenden Bauteile, während die Bohlen eines Terrassenbelages dann als tragendes Bauteil angesehen werden, wenn sich diese mehr als etwa 65 cm über dem Erdboden oder einer anderen tragfähigen Unterkonstruktion befinden.[6]

Holzstützen und Träger

Als Träger oder als Stütze werden traditionell einfache Holzbalken verwendet. Es gibt allerdings auch komplexere Konstruktionen, beispielsweise aus Brettschichtholz.

Holzdecke

Die üblichste Form einer Decke mit Holz für die tragende Konstruktion ist die Holzbalkendecke.

Holzwand

Tragende Wände oder Trennwände in Gebäuden können als Fachwerkskonstruktionen (zum Beispiel mit Ausfachungen oder Beplankungen) sowie als massive Wände (insbesondere Blockbauweise oder Palisadenbauweisen) ausgeführt werden. Tragende Wände in Gebäuden bilden meist zusammen mit anderen tragenden Bauteilen eine konstruktive Einheit, siehe unten unter Holzhaus.

Freistehende Holzwände, zum Beispiel im Gartenbau oder (historisch) bei militärischen Stadtbefestigungsanlagen werden häufig als Palisadenwände ausgebildet.

Baumturm mit einer Plattform in 44 m Höhe. Der spiralförmige Aufgang ist etwa 500 m lang.

Holzdach

Dachkonstruktionen werden traditionell fast ausschließlich in Holzbauweise erstellt. Im europäischen Raum sind die verbreitetsten Dachkonstruktionen einerseits das Pfettendach, andererseits das Sparrendach. Verschiedene Formen von Dachstühlen ermöglichen unterschiedlichen Aufbau. Insbesondere bei Konstruktionen für Dächer mit überschaubaren Dimensionen findet auch heute überwiegend das Material Holz Anwendung. Die Dachhaut besteht dagegen häufig nicht aus Holz-Materialien.

Für weitgespannte Dachtragwerke zum Überbrücken großer Spannweiten (vor allem als Flugdächer oder Hallendächer) werden zwar auch andere Tragkonstruktionen verwendet, aber auch hier finden Holzkonstruktionen Anwendung (bis zu 60 m). Weitgespannte Dachtragwerke werden zum Beispiel für Reithallen, Sporthallen, Lagerhallen und Industriebauten, sowie für weitspannende Flugdächer als Witterungsschutz eingesetzt.

Gewölbe und Kuppeln

Auch komplexe Gewölbe- oder Kuppelkonstruktionen sind aus Holz herstellbar.

Holzkonstruktionen

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Rekonstruktion steinzeitlicher Pfahlbauten im Pfahlbaumuseum Unteruhldingen am Bodensee

Systeme zur Erstellung von Gebäuden (Holzhaus-Konstruktionen)

Modernes, mehrstöckiges Holzhaus E3 in Berlin
Holzhaus H8 in Bad Aibling
Das mit 85 Metern Höhe und 18 Stockwerken 2021 weltweit höchste Holzgebäude in der Nähe von Oslo.[9]

Seit Jahrtausenden wird Holz als Werkstoff für das Erstellen von Gebäuden verwandt. Bereits in der Steinzeit wurden Pfahlbauten errichtet. Holz ist beständig: in China gibt es Tempel, die ebenso wie Fachwerkhäuser im Alpenraum Jahrhunderte überdauert haben.[10] Holz ist vielfältig einsetzbar. Komplette Holzkonstruktionen finden sowohl im Geschossbau, zum Beispiel bei Wohnhäusern, als auch bei Hallenbauten Anwendung. Dabei gibt es sehr unterschiedliche Konstruktionen, die ausschließlich oder überwiegend aus Holz erstellt werden. Prinzipiell unterscheidet man zwischen Skelett- und Massivbauweisen, zudem zwischen Zimmermannskonstruktionen und Holz-Ingenieursbau.

Unter den traditionellen Holz-Bauweisen (Zimmermannskonstruktionen) sind vor allem folgende zu erwähnen:

Innerhalb des modernen Holzhausbaus haben sich unterschiedliche Bauweisen entwickelt:[11]

  • Massivbauweise: Wie beim Blockbau bestehen beim Massivholzbau die Wände aus massivem Holz
  • Skelettbauweisen
    • Wie beim klassischen Fachwerkhaus ist das Tragwerk aus Holz, die Zwischenräume sind meist mit einem Holz-Lehm-Verbund oder Ziegelwerk gefüllt
    • Bei der Holzrahmenbauweise besteht das Tragwerk aus vorgefertigten Holzrahmen, die bei der Anlieferung maximal einseitig beplankt sind. Fenster, Türen, Dämmung und die weitere Beplankung werden auf der Baustelle eingebaut
    • Beim Holztafelbau wird der Baukörper modular aus einzelnen ebenen Holztafeln zusammengesetzt. Mit dem Begriff Holztafel wird dabei die Verbundkonstruktion von Rippen aus Vollholz oder Holzwerkstoffen und einer Beplankung aus Holz- oder Gipswerkstoffen bezeichnet
    • Eine besondere Form des Holz-Skelettbaus findet sich in nordeuropäischen Stabkirchen

Masten und Türme

Auch Masten und Türme können in Holzbauweise errichtet werden. Traditionell wurden bzw. werden zum Teil bis heute Rundhölzer als Masten für Telefonleitungen oder für den Schiffbau verwendet. Aufwändigere Masten können auch als Holzfachwerk-Konstruktion aufgebaut sein. In der Regel werden allerdings Sende-, Hochspannungs- oder Windkraftanlagen-Masten heute aus Stahlbeton oder Stahl erstellt.

Geschlossene Türme aus Holz könnten (Stand 2010) vorteilhafter als Tragwerke aus Beton sein.[12][13][14] Möglicherweise sind sie langlebiger als Stahltürme, da Holz keine Materialermüdung infolge von Lastwechseln zeigt.

Ein erster Prototyp wurde im Oktober 2012 in Hannover-Marienwerder errichtet und im Dezember 2012 in Betrieb genommen. Eine 1,5-MW-Windkraft-Anlage des Herstellers Vensys (Gewicht etwa 100 t) wurde auf einem 100 m hohen Holzturm der „Timbertower GmbH“ montiert. Der Holzturm besteht aus 28 Stockwerken und besitzt eine stabile achteckige Außenwand von etwa 30 cm Wandstärke aus Sperrholz. Es wurden etwa 1000 Bäume gefällt, um diesen Turm zu produzieren (ca. 400 m³ Holz = ca. 200 t). Etwa siebzig Blitzableiter ragen aus der Turmwand hervor. Eine UV-stabile PVC-Folie ist die schützende Außenhaut des Turmes.[15][16]

Der Sendeturm Gleiwitz in Polen aus dem Jahr 1935 ist mit 118 m Höhe der höchste aktuell bestehende Holzturm der Welt. Der Sendeturm Mühlacker (in D) (1934–1945) war mit 190 m vermutlich der jemals höchste. In den 1930er Jahren sind insbesondere in Deutschland rund 2 Dutzend Holztürme von 90 m und mehr Höhe überwiegend für Mittelwellensender errichtet worden. Dass Holz Elektrizität schlecht leitet, erlaubte die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen von einem im Inneren axial gespannten Antennendraht durch die Struktur des Holzmastes rundum hindurch. Mittelwellensender für Wellenlängen um 200 bis 300 m benötigten Antennenlängen und Mast- oder Turmhöhen von 100 m und mehr.

Brücken und Viadukte aus Holz

Brücken aus Holz haben eine lange Tradition. Die einfachste Konstruktion ist ein über einen Bach oder eine Schlucht gelegter Baumstamm. Im Laufe der Jahrhunderte entwickelte sich ein großes Spektrum an Konstruktionen zum Bau von Holzbrücken und Viadukten.

Holzachterbahnen

Sehr spezielle Formen von (meist ineinander verschlungenen) Viadukten stellen Achterbahnen dar, die allerdings üblicherweise aus Metall hergestellt werden. Es gibt aber auch weltweit über 170 Holzachterbahnen (Achterbahnen mit hölzernen Stützgerüsten), zum Beispiel

  • Wodan im Europa-Park, nördlich von Freiburg im Breisgau (2012 eröffnet)
  • Colossos im Heide-Park, 80 km südlich von Hamburg. Sie gilt als die schnellste Holzachterbahn der Welt mit Geschwindigkeiten von bis zu 120 km/h.
  • El Toro im Freizeitpark Plohn (Sachsen). Sie ist etwa 750 m lang, bis zu 28 m hoch und bis zu 75 km/h schnell.
Holz-Hochhaus Stadthaus, Murray Grove. Hackney, London
Historisches Kehlbalkendach mit liegendem Stuhl; der eigentliche Dachstuhl im engeren Sinne ist blau dargestellt.

Studiengänge

An zahlreichen Hochschulen werden Diplom- und Vertiefungsstudiengänge zum Holzbau oder zur Holztechnik im Bereich des Bauingenieurwesens angeboten. Unter anderem an folgenden Einrichtungen:

In Deutschland:[4]

In der Schweiz:

  • Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau in Biel (Studiengänge Holzbau, Processmanagement und Productmanagement)

In Österreich:

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Commons: Holzbau – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary: Holzbau – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Johan Rockström, Owen Gaffney, Joeri Rogelj, Malte Meinshausen, Nebojsa Nakicenovic, Hans Joachim Schellnhuber: A roadmap for rapid decarbonization. Science 355, 2017, doi:10.1126/science.aah3443 (freier Volltext).
  2. Will Steffen et al.: Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. In: National Academy of Sciences (Hrsg.): Proceedings of the National Academy of Sciences. 6. August 2018 (englisch, pnas.org).
  3. Galina Churkina, Alan Organschi u. a.: Buildings as a global carbon sink. In: Nature Sustainability. 2020, doi:10.1038/s41893-019-0462-4.
  4. a b www.studienwahl.de: Holzwirtschaft, Holztechnik, Holzbau, Ausbau, Informationssystem der Bundesländer und der Bundesagentur für Arbeit, abgerufen am 21. Februar 2010
  5. Holz im Außenbereich, Abschnitt 2.1, Seite 4; "holzbau handbuch", Reihe 1, Teil 18, Folge 2; Informationsdienst Holz. In: Holzfragen.de
  6. Dr. Constantin Sander: Bauaufsichtliche Zulassung, In: Kebony.com
  7. badische-zeitung.de, 15. Mai 2012: Europas größte Holzkuppel (8. August 2012)
  8. www.baumwipfelpfad.by (Memento des Originals vom 15. Mai 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.baumwipfelpfad.by, Der Baumturm (Memento des Originals vom 19. Mai 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.baumwipfelpfad.by
  9. Mjøstarnet - Beschreibung des Projekts auf der Internetseite der Holzbaufirma. In: Moelven.com
  10. Sabine Seifert: Holz am Bau: Nachwachsende Neubauten. In: Die Tageszeitung: taz. 4. November 2018, ISSN 0931-9085 (taz.de [abgerufen am 19. November 2018]).
  11. oekologisch-bauen.info: Holzbau, abgerufen am 21. Februar 2010
  12. timbertower.de (2010): Windenergietürme aus Holz (Memento des Originals vom 14. Mai 2012 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.timbertower.de mit Details zur Verbindungstechnik.
  13. Windkraftanlagen aus Holz. Abgerufen am 1. März 2012.
  14. Nachwachsende Türme aus Holz. In: TAZ, 8. Januar 2012. Abgerufen am 6. April 2012.
  15. Erste Multimegawatt-Anlage mit 100-m-Holzturm steht. In: Sonne Wind & Wärme, 15. Oktober 2012. Abgerufen am 18. Oktober 2012.
  16. Riese mit Holzbein. Heise, 22. November 2012, abgerufen am 22. November 2012.

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Dieses Bild zeigt das Pfahlbaumuseum in Unteruhldingen Pfahlbaumuseum Unteruhldingen Deutschland, mit rekonstruierten Pfahlbauten, die auf verschiedenen archäologischen Funden basieren. Das Bild wurde aus sieben Einzelaufnahmen zusammengesetzt.
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Raiffeisenhaus in Eschwege in Hessen, Deutschland (1679 erbaut, mit bildreichen Flachschnitzereien in Renaissancemanier; Stad 44, Ecke Berggasse)
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in Holzbauweise errichtetes Haus in der Berliner Esmarchstraße 3, fotografiert vom Balkon im ersten Obergeschoss eines Hauses der gegenüberliegenden Straßenseite
Kehlbalkendach mit liegendem Stuhl 1200px.png
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Dachkonstruktion eines traditionellen Kehlbalkendaches mit liegendem Stuhl.