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Die Entwicklung der flächigen Bauteile und der hybriden Bauweisen hat vor allen Dingen den mehrgeschossigen Holzbau beflügelt, der in den letzten Jahren einen kaum zu erwartenden Aufschwung genommen hat. Denn mit der bautechnischen Entwicklung ging auch die brandschutztechnische Weiterentwicklung des Holzbaus selbst und darauf aufbauend der Bauordnungen der Länder einher. Waren noch bis Mitte der 1990er-Jahre in fast ganz Europa nur ein- und zweigeschossige Holzgebäude nach den jeweiligen Bauordnungen zulässig, änderte sich das auf Basis intensiver Forschung rasch. Abb. 2.21 zeigt die Entwicklung.

Abb. 2.21 Entwicklung der Zulässigkeit mehrgeschossiger Holzbauten in Europa – Vision bis auf einige Länder Osteuropas erreicht!

(Quelle: [2.20]).

Inzwischen wurde weltweit mehrfach die Hochhausgrenze mit großen Wohnund Bürobauten überschritten. In den Jahren 2017–2020 entstanden die derzeit höchsten Gebäude in Vancouver, Kanada, das Gebäude Brook Commons, mit 18 Geschossen, in Wien, Österreich, das HoHo mit 23 Geschossen und in Brumunddal bei Lillehammer, Norwegen, ein ebenfalls 18-geschossiges Gebäude (Abb. 2.22). Auch in Deutschland entstand im Jahr 2019 mit dem zehngeschossigen Gebäude J1 (Skaio) in Heilbronn erstmalig ein Holzhaus jenseits der Hochhausgrenze.

Abb. 2.22 Das Holzhochhaus Mjøstårnet in Brumunddal, Norwegen, im Jahr 2018 das höchste Holzgebäude der Welt

(Quelle: Stefan Winter).

Planungen liegen für noch höhere Gebäude vor, z. B. eine Planung für den Oakwood Tower in London, UK, mit einer geplanten Gesamthöhe von ca. 300 m und einer Nutzfläche von an die 1 Mio.m².

Die Hochhäuser aus Holz sind im mehrgeschossigen Holzbau mit der „Formel 1“ des Automobilbaus vergleichbar. Sie beschleunigen Entwicklungen, die dann in der Breite angewendet werden. Denn die Massenanwendungen liegen immer noch im Ein- und Zweifamilienhausbau und zunehmend im mehrgeschossigen Wohnungsbau bis zur Hochhausgrenze, also bei Gebäuden mit maximal acht Geschossen. Neben der hohen Qualität aufgrund der beschriebenen Vorfertigungsgrade und der damit verbundenen Baugeschwindigkeit und Termintreue ist es die zunehmende Wertung ökologischer Belange, die Bauherrenentscheidungen pro Holzbau beeinflussen.

Abb. 2.23 zeigt die Überbauung eines Parkplatzes am Dantebad in München. Es ist ein Beispiel für die sehr häufige Situation, Sondernutzungen im Erdgeschoss anzuordnen – im gezeigten Fall Parken. Andere Sondernutzungen sind Einkaufen, Kinderbetreuung, Gemeinschaftsräume, Gastronomie usw. Die Sondernutzungen führen meist zu anderen Grundriss- und Brandschutzanforderungen. Die Regelgrundrisse der darüberstehenden Geschosse werden verlassen, was teilweise zu einer veränderten Anordnung der lastabtragenden Bauteile führt. Es bietet sich daher die Ausführung des Erdgeschosses in Stahlbetonbauweise an. Eine entsprechend dimensionierte Decke über Erdgeschoss übernimmt die Lastverteilung, darüber werden die Regelgeschosse in Holzbauweise errichtet. Durch die Verwendung einer mineralischen Massivbauweise im Erdgeschoss werden gleichzeitig viele Fragen des konstruktiven baulichen Holzschutzes gelöst, der bei Führung der Holzbauweise bis zum Erdgeschoss eine Reihe von Sondermaßnahmen erfordern würde. Das Bauvorhaben Dantebad hat nachgewiesen, dass gerade durch eine hoch elementierte Holzbauweise vergleichsweise schnell und auch bei schwierigen Grundstückskonstellationen Wohnraum geschaffen werden kann. Das Vorhaben wurde ab Planungsbeginn in einem Jahr komplett abgeschlossen.

Abb. 2.23 Überbauung Dantebad, München; Florian Nagler Architekten GmbH

(Quelle: Florian Nagler).

Bei vielen der mehrgeschossigen Gebäude zeigt sich inzwischen ein weltweit verfolgtes Konstruktionsprinzip: Die vertikalen Erschließungsbauteile (Treppenhäuser, Aufzugschächte) werden in Stahlbetonbauweise oder in seltenen Fällen aus Brettsperrholzkonstruktionen errichtet. Sie stellen die brandschutztechnisch erforderlichen Flucht- und Angriffswege sicher und werden häufig als Kernelement der Aussteifung verwendet. Die weiteren inneren Trennwände werden meist ebenfalls in Holzmassivbauweise ausgeführt. Nach außen lösen sich die Konstruktionen in einem Übergang zur Skelettbauweise zunehmend auf. Nichttragende Außenwandelemente bilden zusammen mit vorgefertigten Dachelementen die Gebäudehülle. Damit bleibt die Hülle später leicht austauschbar, wenn in 50 oder mehr Jahren möglicherweise wieder neue Anforderungen an die Umfassungsflächen gestellt werden oder schlichtweg Renovierungen anstehen (vgl. auch Abb. 2.7). Abb. 2.24 zeigt ein typisches Projekt mehrgeschossigen Wohnungsbaus in Holz, in diesem Fall das Projekt einer Bauherrengemeinschaft im Zuge der Revitalisierung einer ehemals militärischen Fläche in München.

Abb. 2.24 Mehrgeschossiger Wohnungsbau in Holz, München; Projekt PEP WA 16, Architekten: Kaden & Lager, Berlin

(Quelle: bauart).

Abb. 2.25 Ein- und zweigeschossige Aufstockungen der Ford-Siedlung, Köln; Architekten: Archplan, Münster

(Quelle: Huber & Sohn, Bachmehring).

Da gleichzeitig das rasante Wachstum unserer Städte Nachverdichtungen von bestehenden Wohnanlagen hoch attraktiv macht, wird gerade der leichte Holztafelbau für ein- und zweigeschossige Aufstockungen sehr stark nachgefragt. Abb. 2.25 zeigt die Aufstockung der Ford-Siedlung in Köln.

Bisher noch eine Nische besetzt die Verwendung von vorgefertigten Holztafelelementen für die energetische Sanierung von Bestandsbauten. In einer Reihe von Forschungsvorhaben (z. B. TES Energy Facade [2.21], ReBuild [2.22]) wurde untersucht, wie vorgefertigte Holztafelelemente zur Bestandssanierung verwendet werden können. Im Vordergrund der Untersuchungen stand die energetische Sanierung, um eine ökologische Alternative zu den konventionellen Wärmedämmverbundsystemen zu bieten und um Bauzeiten zu verkürzen. Letzteres ist eine wesentliche Anforderung bei der Sanierung von Gebäuden im genutzten Zustand oder bei nur sehr kurzen Zeitfenstern für die Sanierung, wie Ferienzeiten bei Schulbauten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass sich durch die Verwendung von vorgefertigten Tafelelementen ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt – eine zweite Chance für die Architektur. Bei Erhalt der Bausubstanz können die Gebäude ein neues, modernes Erscheinungsbild erhalten. Durch das Verschieben der wärme- und schalldämmenden Hülle können gleichzeitig Flächengewinne, beispielsweise durch ergänzendes Einhausen der Balkone, erzielt werden. Die Forschungsvorhaben haben gezeigt, dass die weiterentwickelten Vermessungsmöglichkeiten des 3-D-Laser-Scanning, der Fotogrammmetrie und der Tachymetrie zusammen mit der präzisen Vorfertigung von Holztafelelementen eine ideale Kombination darstellen. Die erforderlichen Toleranzgrenzen können in der Vermessung und der Fertigung erreicht werden. Eine Reihe von erfolgreichen Anwendungen im Wohnungsbau und im Schulbau zeigt die praktische Anwendbarkeit (vgl. Abb. 2.26).

Abb. 2.26 Sanierung (a) einer Wohnanlage; Architekten: lattkearchitekten

(Quelle: lattkearchitekten) und (b) einer Schule mit vorgefertigten Holztafelelementen; Architekten: m2s müllerschurr.architekten

(Quelle: CHRISTMANN + PFEIFER/Fritz Schöttner).

Abb. 2.27 München Fernpassstraße; Architekten: KLA Kaufmann/Lichtblau

(Quelle: Stefan Müller-Naumann).

Abb. 2.27 zeigt die Anwendung einer Aufstockung in Kombination mit einer energetischen Sanierung durch Holztafelelemente der Bestandsbauten aus dem Jahr 1955 und einem fünfstöckigen Ergänzungsbau mit insgesamt 81 Wohneinheiten in München.

In einem weiteren Forschungsprojekt wird derzeit noch die Ertüchtigung für Erdbebenbeanspruchungen von Mauerwerksbauten durch vorgesetzte Holztafelelemente untersucht, womit die Kombination von energetischer und struktureller Bestandssanierung gegeben wäre [2.23].