Holzbau redivivus

Botschaft für Kinder, 2017: Die hochgedämmte ­Holzfassade mit Robinienholzverkleidung wird von mauell verschiebbaren Sonnenschutzelementen vor den Fenstern ergänzt
Foto: Werner Huthmacher

Historisch betrachtet – also großzügig und ungenau gesagt seit der Frühzeit des gebäudeerrichtenden Menschen bis hin zu den logistischen Entwicklungen der industriellen Revolution – war das Bauen mit Holz eng mit dem jeweiligen Baumbestand vor Ort verknüpft, wo auch immer dieser wuchs. Und wenn die Wertschöpfung lokal ist, dann ist auch das Wissen regional. Ortsspezifisches Wissen trägt einen Ballast mit sich, die Tradition. Zugleich ermöglicht es ein bedarfsgerechtes Improvisieren: Lokales Denken und Handeln versetzt uns in die Lage, spontan und situativ zu agieren und unsere Situation damit innovativ zu optimieren, wie man heute sagt. Früher hieß es: zu funktionieren.

Mit der genauen Kenntnis von Habitaten geschlagener Hölzer war es ein Leichtes und auch eine Notwendigkeit, dem jeweiligen Stamm seine passgenauen Eigenschaften abzulesen und sie mit dem jeweiligen Bauziel zu kombinieren. Die logische Konsequenz solchen Wissens ist die sparsame, bewusste Ausnutzung von Baustoffen ohne industrielle Veredelungsprozesse. Dass Wasser keine Balken hat, bemerkten die Menschen schon früh, und so suchten die Erbauer der Einbäume, Ruderboote, Galeeren und Segelschiffe quer durch alle Epochen bereits im Wald das passende Holz für Spanten, Planken und Masten anhand der Wuchsform der Bäume aus. Das war auch für den Flugzeugbau unabdingbar, insbesondere für jenen ohne Motorkraft. Bis in die 1970er-Jahre hinein wurden Segelflugzeuge komplett aus Holz gefertigt, erst danach in Glasfaserverbundtechnik. Abhängig von der Druck-, Zug- und Biegefestigkeit sowie dem spezifischen Gewicht wurden unterschiedliche, natürlich getrocknete Vollhölzer verwendet. Die Kufen von Segelflugzeugen wurden zum Beispiel aus Eschenholz gefertigt, da diese zähelastisch sein müssen. Die Fertigung fand immer individuell oder in Kleinserien statt. Die zu verwendenden Hölzer wurden zunächst als Bohlenware ausgewählt, aus denen ein Probekörper geschnitten wurde. Nur bei Erreichen der notwendigen Werte in allen Belastungsversuchen wurde die jeweilige Bohle weiterverarbeitet. Mit diesen indivi­duell definierten Qualitäten des Baustoffs entstand ein in jeder Form optimiertes Bauteil. Einer ähnlichen Sorgfalt unterlag die Verleimung. Das Fliegen muss ohne Netz und doppelten Boden ­auskommen; ein Versagen in der Luft ist auszuschließen.

Turnhalle auf dem Tempelhofer Feld, 2012: Das vom Abriss bedrohte Gebäude konnte nur mit Hilfe des Faktors der Grauen Energie gerettet werden
Foto: Jan Bitter

Der Wuchsort eines Baumes prägt das Holz, und so verwundert es nicht, dass der natürliche Baustoff Holz eine größere Spreizung an physikalischen Eigenschaften aufweist als ein Metallwerkstoff wie Stahl. Für Stahl spielt es eine untergeordnete Rolle, ob er aus dem Ruhrgebiet oder aus China stammt: St 37 bleibt St 37. Für das Wachstum der Bäume sind hingegen Einflüsse aus der Bodenbeschaffenheit, dem Klima und der Höhe über dem Meer elementar. Die Weintrinker in unserer Branche wissen, welchen Einfluss die Lage auf ein Naturerzeugnis hat. Doch im Bauwesen unseres Landes scheitert die Normierung von Holzbauteilen an den individuellen Eigenschaften. Diese kennt bei weltweit über 7000 bekannten Baumarten nur zwei Unterscheidungen: Laub- und Nadelholz.

Ernüchternder Schluss dieser Einstimmung: Die Beschäftigung mit historischen Konstruktionen und der Abgleich mit der heutigen, durchnormierten Baupraxis zeigt eine eklatante Unkenntnis über die Ausnutzung der Potenziale des Baustoffs Holz. Manches überlebenswichtige Wissen scheint sich im Zuge der leichtfertigen Moderne vor die Frühzeit des Menschen zurückbewegt zu haben. Eine Holzstütze aus entrindeter Stammware, also ohne jeden Anschnitt von Faserbündeln, ist in Deutschland heute ein ungeregeltes, das Kantholz (KVH) gleicher Dimension aus dem Sägewerk hingegen ein geregeltes Bauteil. Letzteres besitzt aufgrund des Anschnitts der Fasern jedoch eine geringere Tragfähigkeit. Ohne Verständnis des natürlichen Kompositbaustoffs Holz ist dessen angemessene Ausnutzung nicht möglich. Im heute obligatorischen Diskurs um Graue Energie und Kaskadennutzung ist eine maximale Reduzierung der energetischen Prozesse das Gebot der Stunde. Um dies zu erreichen, muss Holz in der Erstnutzung – wie alle biogenen Baustoffe – besser unveredelt verarbeitet werden. Der Prozess ist umso nachhaltiger, je mehr Kaskadenschritte möglich sind. Die thermische Verwertung ist als ungünstigste zu vermeiden.

In der KIndertagesstätte Berlin-Lichtenberg kommen zimmermannsmäßige Holz-Holz-Verbindungen wie Schwalbenschwanz...
Illustration: Ludloff Ludloff Architekten

... und verdeckte Scherzapfverbindungen zum Einsatz
Illustration: Ludloff Ludloff Architekten

Keinesfalls schallt hier der Ruf zurück zu einer „guten alten Zeit“, die es so auch gar nicht gab. Der einzig mögliche Weg führt nach vorn, denn für das Gelingen einer Energiewende gilt es, das Fortschreiten der Klimakatastrophe in allen Sektoren zu verlangsamen.

In der Stadt wie im Wald: Bestand als Ressource

Der Diskurs über ein generelles Abrissmoratorium und eine grundsätzliche Neufassung der Bauordnung als eine „Altbau-Bauordnung“ ist überfällig und berechtigt. Ein generelles Neubauverbot kann hingegen nur mit einem europäischen Fokus weiterverfolgt werden, denn in anderen Teilen der Welt werden Neubauten weiterhin notwendig sein. Die Wertschätzungen kulturell wertvoller Gebäude der jüngeren Vergangenheit – hier sei symbolisch der Denkmalstatus des ICC Berlin erwähnt – deuten bereits einen Wertewandel abseits des klassischen Denkmaldenkens an. Derartige Ikonen zu retten ist jedoch verhältnismäßig leicht. Viel schwieriger wird es sein, jene Gebäude zu erhalten, deren kulturelle Bedeutung allein in der gespeicherten Energie zu finden ist. Gerade profane Gebrauchsarchitekturen machen einen Großteil des deutschen Nachkriegsbaubestands aus. Für den Abbruch stellen die aktuelle Bauordnung sowie Richtlinien und Nutzungsverordnungen und natürlich der Druck nach mehr Effizienz zahlreiche Argumente bereit. Doch nicht allein die Faktenlage rund um die Graue Energie widersetzt sich dieser Abrisslogik: Zwingend notwendig wäre es, den Schutz des sozialen Gefüges mit einzubeziehen, denn jedes Bauen greift in soziale Bindungen ein. Bauen verändert Bodenrichtwerte und damit den Boden selbst, eine Lebensgrundlage also, die nicht vermehrt werden kann. Eine realistische CO₂-Bepreisung und die Anerkennung unserer sozialen Strukturen würde die Erhaltung und das Um- oder Weiterbauen auch dieser Bauten erleichtern. Arbeiten mit dem Bestand heißt, sich mit den Gegebenheiten vor Ort auseinanderzusetzen. Bauliche und soziale Fragen sind miteinander verbunden.

Wie der Umgang mit profanem Bestand für unser Büro aussehen kann, zeigte unser Projekt „Turnhalle auf dem Tempelhofer Feld“ bereits im Jahr 2012. Das vom Abriss bedrohte Gebäude konnte nur mit Hilfe des Faktors der Grauen Energie gerettet werden. Wir legten dem Bezirksamt Schöneberg als Bauherrn das Verhältnis der Investitionskosten bei Abriss und Neuerstellung mitsamt der erwartbaren Betriebskosten gegenüber einer Sanierung mit dem Erhalt des Rohbaus dar. Die entstandene Turnhalle zeigt modellhaft den umsichtigen Umgang mit der Ressource Bestand auf, in dem jedes Bauteil nicht nur funktional und ästhetisch, sondern auch energetisch abgewogen wird. Dieser Prozess führt nicht zwangsweise zur Askese, jedoch mit Sicherheit zur Erneuerung unserer ästhetischen Wahrnehmung.

Lokale Ressource: 80 entrindete Lärchenholzstämme bilden die Stützen des ufernahe Seesport- und Erlebnispädagogische Zentrum Kloster
Foto: Ludloff Ludloff Architekten

Holz vom Baum der Erkenntnis

Es gibt viele engagierte Vorhaben, die das Bauen mit Holz in Deutschland erleichtern sollen. In verschiedenen Bundesländern wurden fördernde Holzbauinitiativen gegründet; ein entsprechen-der Entwurf des Bundes ist beschlossen und die Musterholzbaurichtlinie, die das Bauen mit Holz insbesondere in den Bauklassen 4 und 5 erleichtern soll, ist in der Überarbeitung. Die Richtlinie greift jedoch als gut gemeinter Kompromiss im Aushandlungsprozess zwischen mineralischen und nachwachsenden Baustoffen zu kurz. Die Absicht, das Bauen mit Holz durch Kombinationen mit Brandschutzbekleidungen und Kapselungen lukrativ zu machen und damit in der Breite zu verankern, ist untauglich, da auf diese Weise sämtliche Aspekte nachhaltigen Bauens über Bord geworfen werden. Die Parameter aus der Perspektive eines mineralischen Massivbaus auf den Holzbau der Zukunft anzuwenden, ist schlichtweg falsch. Ein anderer Baustoff führt zwangsläufig zu anderen konstruktiven Eigenheiten.

Ein Bauen mit Holz bedeutet nicht nur den Austausch von Stahlbeton gegen Bäume. Es bringt ein alternative Konstruktionsstruktur und damit ein völlig anderes Raumdenken mit sich. Das Bauen mit Holz bedarf eines komplett neuen Blickwinkels, aus dem heraus die aktuellen Normierungen im Bauwesen überprüft werden sollten. Prioritäten müssen fortan unter Aspekten des Ressourceneinsatzes und der sozialen Verantwortung neu austariert werden. Richtlinien und Normen sollen Orientierung geben und beschreiben den Normalfall einer Konstruktion. An diese Grenzen stößt man bei jedem Umbau, denn in kaum einem Fall stellt ein Umbau einen Normalfall dar. Sowieso: den Normalfall wird es zukünftig nicht mehr geben.

Die Stämme sind teils deutlich überdimensioniert für ihre Aufgaben, was vor allem der Verfügbarkeit vor Ort geschuldet war
Foto: Ludloff Ludloff Architekten

Die Stadtwaldweltstadt

Das „Steinerne Berlin“, das der Stadtplaner Werner Hegemann im gleichnamigen Buch von 1930 beschreibt, könnte als das „Textile Berlin“ bezeichnet werden, sofern man nur die markisenbestückten sommerlichen Boulevards betrachtet und von den zahllosen Mietskasernen mit ihren uniformen, tristen Hinterhöfen absieht. Häuser, die in der Lage sind, sich flexibel an das jahreszeitlich schwankende Stadtklima anzupassen, sind selten geworden. Zu lange war die Erzeugung von Kälte mittels Stroms billiger als die Gestaltung einer klimasensiblen Konstruktion. Dies gilt sowohl für mineralische Fassadenoberflächen mitsamt dem Wärmeinselpotenzial baumloser Straßenräume als auch für das Innenklima jedes einzelnen Bauwerks. Neben der Forderung nach mehr Dichte in der Stadt wird der Gartenstadtbewegung, neu interpretiert, wieder eine Bedeutung zukommen.

In unserem Beitrag zur Ausstellung „Berlin Atlas“ im Herbst 2019 in der BDA Galerie setzten wir uns mit einem zukünftigen Berliner Stadtraum auseinander. Wir schätzen die Dichte der Stadträume, die soziale Nähe und das damit verbundene soziale Agieren. Den Raum der Stadt begreifen wir als große Wohnung und unsere Häuser als Möbelstücke. Berlin könnte Züge eines gigantischen Ortes der Geborgenheit tragen. In unserer utopischen Zukunftsvorstellung sind alle Straßen verschwunden. An ihrer Stelle, auf ihrem Liniengeflecht wächst ein Wald, in dem die Häuser der Stadt wie Follies, wie die kleinen klassischen Dekorationsbauwerke in englischen Gärten erscheinen. Was wäre das für eine neue Weltstadt, die die Zukunft weder im Historismus noch in einer falsch verstandenen Moderne suchen muss!

Alte Wurzeln, neue Äste: Prototypen und Methoden

Die Fragen, wie die Elemente Haus und Stadtklima neu gedacht werden können, untersuchten wir mit den in Holzhybridbauweise erstellten Berliner Projekten „Haus FL“ und „Botschaft für Kinder“. Beide Gebäude können bereits auf viele Jahre robusten Betriebs zurückblicken und wurden von uns unter marktüblichen Bedingungen mit knappen Kostenbudgets realisiert. Im Wohnhaus FL von 2008, das 2010 den Häuser Award erhielt, werden die Betondecken über eine 99 m tiefe Erdwärmesonde thermisch ak­tiviert. Die Außenwände bestehen aus hoch­gedämmten Holzrahmenkonstruktionen, nach Norden geschlossen und nach Süden als Sonnenkollektor vollverglast. Das Zusammenspiel aus Holzfassadenkonstruktion und Stahlbetondecken ermöglicht ein zu jeder Jahreszeit ausgeglichenes Raumklima, das die solaren Wärmegewinne der Sommermonate über die Wärmesonde in den Boden einspeichert und im Winter wieder verfügbar macht.

Die „Botschaft für Kinder“, 2017 für SOS Kinderdorf gebaut und im Folgejahr mit dem BDA Preis Berlin ausgezeichnet, ist ein inklusiver Bildungsort mit unterschiedlichen Nutzungen: einer Gastronomie, Ausbildungs- und Verwaltungsräumen und einem Konferenzzentrum. Das Klimakonzept der Hybridkonstruktion sieht eine hochgedämmte Holzfassade mit Robinienholzverkleidung und Stahlbetonmassivdecken vor. Das bis auf die Küche und die Konferenzräume natürlich belüftete Gebäude erhielt aufgrund der hohen thermischen inneren Wärmelasten einen textilen Sonnenschutz, der über die gesamte Holzfassade bis zum vollverglasten Erdgeschoss reicht, das mittels weit auskragender Markisen gegen Überwärmung geschützt ist. Die Fassade ist im besten Sinne Low-Tech; die unmittelbar vor Fensteröffnungen liegenden Elemente des Sonnenschutzes können durch die Nutzer manuell verschoben werden. Diese Fassade reduziert das Wärmeinselpoten­zial im Stadtraum, ermöglicht eine witterungsgeschützte Nachtauskühlung und vermeidet die Durchwärmung gedämmter Bauteile bei langanhaltender Besonnung. Den hohen Anforderungen der Arbeitsstättenverordnung an das Innenklima wird ganz ohne den Einsatz künstlicher Kälte­erzeugung Rechnung getragen.

Klima und Konstruktion

Klima und Konstruktion sind nicht voneinander zu trennen. Nachdem wir die Leistungsfähigkeit von Plattenbalkendecken mittels Pressverleimung in Holzbauweise als Systemdecken entwickelt haben – einachsig wie in der Mensa auf dem Tempelhofer Feld und zweiachsig gespannt wie in der 2022 fertiggestellten Ausstellungshalle ophelis in Bad Schönborn –, stellen wir Ende dieses Jahres zwei Projekte fertig, die mit metall- beziehungsweise leimfreien Fügungstechniken arbeiten.

Die Kindertagesstätte in Berlin Lichtenberg wird ausschließlich mit metallfreien, zimmermannsmäßigen Holz-Holz-Verbindungen realisiert, zum Beispiel mit Schwalbenschwanz- und verdeckten Scherzapfenverbindungen. Die entsprechend CNC-gefrästen Bauteile der Stützen und Deckenbalken wurden nicht im Werk vorele­mentiert, sondern raumsparend zur Baustelle transportiert und erst vor Ort gefügt. Der bei der Mensa und der ophelis Ausstellungshalle optimierte Grad der Vorfertigung blieb bei diesem Projekt dank der passgenauen Verbindungsvorfertigung zugunsten einer besseren Transport­fähigkeit ungenutzt. Die zeitlichen Gewinne der Vorfertigung unterlagen den optimierten Transportbedingungen. Alle Verbindungen sind sortenrein demontierbar, sodass eine zukünftige Wiederverwertung oder Kaskadennutzung auf höchstem Niveau gewährleistet ist.

Das Seesport- und Erlebnispädagogische Zentrum Kloster am Ostufer des Bleilochstausees lotet im Rahmen der IBA Thüringen eine komplett andere Holzbautechnik aus. Das Projekt steht für einen radikal lokalen Holzbau, der den Radius der Wertschöpfung nachweisbar minimiert. Grundsätzlich verzichteten wir auf jede Form von Leimhölzern oder Plattenwerkstoffen wie OSB-Platten; statisch notwendige Scheibenwirkungen werden mittels genagelter Rauspundschalungen erstellt. Verwendet wird ausschließlich Konstruktionsvollholz in Nichtsichtqualität (nsi) aus dem nächstgelegenen Sägewerk. Alle konstruktiven Elemente sind auf die Fähigkeiten der lokalen Holzbaubetriebe angepasst. 80 entrindete Lärchenholzstämme bilden die teils weit überdimensionierten Stützen des ufernahen „Pfahlbaus“. Die Dimension ist nicht dem Brandschutz oder der Tragwerksplanung anzulasten, sondern ergibt sich aus der Verfügbarkeit der Stämme aus dem Thüringer Forst Sondershausen. Ob hier der Fundort und die Ästhetik zusammenfinden wie eingangs beschrieben, oder eine neue Typologie des Holzbaus erkennbar ist, sehen wir Ende des Jahres.

Ausloten

Die Testfelder dieser Projekte, jedes für sich, sehen wir als Versuche an, untergegangene Eigenschaften der Nähe und der lokalen Spezifik erneut zu üben und mit innovativen Möglichkeiten und Fertigkeiten unserer Zeit weiterzuentwickeln. Von einer Konstruktion zur nächsten werden die Erkenntnisse für ein zukünftiges Bauen mit Holz im Praxistest nutzbar gemacht.

Autorin und Autor: Laura Fogarasi-Ludloff und
Prof. Jens Ludloff, Heftpartner dieser Ausgabe
www.ludloffludloff.de
Foto: Benedikt Kraft