Pictet AM: Holz neu gedacht – Holz für die breite Masse

Wolkenkratzer aus Holz? Solche Bauten sind in den Städten der Welt mittlerweile eine realistische Option.

Immer mehr Stadtplaner ersetzen Stahl und Beton durch Holz als nachhaltigeren, langlebigeren und kostengünstigeren Baustoff.

Der Anteil von Holz im Bau ist von Land zu Land und von Region zu Region unterschiedlich, aber fest steht, dass sich die Zahl der jährlich in den USA gebauten Massivholzgebäude alle zwei Jahre verdoppelt. 2034 dürften es mindestens 24.000 sein – und dann würde der Bausektor mehr CO2 speichern als ausstossen.¹

Heute machen technologische Fortschritte und günstigere Vorschriften den Weg für die Verwendung von Holz in allen Arten von Bauten – vom Bürokomplex bis hin zum Hochhaus – frei.

„Bei der Umstellung auf Holz steht Europa an der Spitze, aber auch in den USA, einem der grössten Immobilienmärkte der Welt, vollzieht sich eine Wende“, sagt Binkley.

„Das könnte entscheidend sein, um den CO2-Fussabdruck von Gebäuden zu reduzieren und zu einer nachhaltigen Klimawende beizutragen.“

Holz neu gedacht

Holz ist ein traditioneller Baustoff, der seit Jahrhunderten in Konstruktionen auf der ganzen Welt verwendet wird, weil er langlebig und robust ist und sich relativ einfach beschaffen und verarbeiten lässt.

Der im Jahr 607 n. Chr. erbaute Horyuji-Tempel in der Nähe von Nara in Japan ist das älteste noch erhaltene Holzgebäude der Welt, das mit Hinoki-Zypresse errichtet wurde. Ein weiteres Beispiel ist die aus dem Jahr 1050 n. Chr. stammende Eichentür in der Westminster Abbey in London, die älteste des Landes.

In den letzten Jahrzehnten hat dieser nachwachsende Baustoff jedoch an Bedeutung verloren, weil Beton und Stahl als langlebiger und verrottungsbeständiger wahrgenommen werden und leichter in Massen zu produzieren sind.

In der Regel werden in Wohngebäuden in Europa rund 20 Prozent Holz für das Tragwerk verwendet, bei Gewerbebauten sind es nur 5 Prozent. In den USA ist der Kontrast mit fast 90 Prozent bei Wohnhäusern und weniger als 10 Prozent bei Gewerbebauten noch grösser.

„Kurzum, es gibt viel Potenzial, den Einsatz von Holz im Bau zu erhöhen, vor allem jetzt, wo die Klimakrise den Druck auf den Bausektor verstärkt“, sagt Clark Binkley, Geschäftsführer von International Forestry Investment Advisors in Portland, Oregon.

Alle Gebäude der Welt zusammen sind für 40 Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich, daher muss ihr ökologischer Fussabdruck reduziert werden.

Innovative Technologien verändern die Art und Weise, wie wir mit Holz bauen, und das macht die Sache spannend.

Einer der vielverprechendsten Werkstoffe ist Kreuzlagenholz, bei dem kreuzweise angeordnete Brettlagen miteinander verleimt werden. Dieser Werkstoff wurde in Europa in den 1980er Jahren entwickelt und ist ein CO2-armes Material, das genauso stabil wie Beton ist, dafür aber fünfmal leichter.³

Einige Aufsehen erregende Projekte für die Errichtung von Holzhochhäusern und Grossflächenbauten in den USA belegen das Potenzial von Holzwerkstoffen als alternativen nachhaltigen Baustoff.

Der Technologieriese Microsoft hat Kreuzlagenholz für den Bau seines Silicon Valley Campus verwendet – die bislang grösste Massivholzkonstruktion in den USA.

Der Einsatz von Holz und anderen nachhaltigen Materialien bringt das Unternehmen seinem Ziel, seine betriebsbedingten CO2-Emissionen bis 2030 um 75 Prozent zu senken, ein grosses Stück näher.

Das Ascent Gebäude in Milwaukee, Wisconsin, ist das höchste Massivholzgebäude der Welt mit 25 Stockwerken.

Um die Bauvorschriften zu erfüllen, wurden für den Hybrid Tower Kreuzlagenholz, Stützen und Träger aus Brettschichtholz sowie Stahlbetonkerne verwendet.

Im Rahmen eines Förderprogramms für Holzinnovationen der nationalen Forstbehörde des US-Landwirtschaftsministeriums wurden Zuschüsse für Entwurfs- und Konstruktionsarbeiten gewährt und die Brandschutzüberwachung übernommen.⁴

Der Markt für Kreuzlagenholz dürfte bis 2027 weltweit von 1,1 Mrd. US-Dollar im Jahr 2021 auf rund 2,5 Mrd. US-Dollar anwachsen; das entspricht einem jährlichen Anstieg von rund 15%.⁵

Einige Experten gehen davon aus, dass der Markt noch schneller wachsen könnte. Denn durch überarbeitete Vorschriften wird es einfacher, in den USA mit Holz zu bauen, sagt Binkley.

Bis vor kurzem lag in den meisten amerikanischen Städten die Obergrenze für Holzgebäude bei 26 Meter bzw. etwa sieben Stockwerken. Durch die jüngste Überarbeitung des International Building Code (IBC) im Jahr 2021, einer Musterbauordnung, die Mindestanforderungen für Gebäudesysteme festlegt, wurde diese Grenze auf 18 Stockwerke angehoben.

Was dem Ruf von Holz in der Vergangenheit geschadet hat, ist die weit verbreitete Annahme, dass Holzkonstruktionen ein ernsthaftes Brandrisiko darstellen. Diese Meinung muss revidiert werden.

Sicherheitsprüfungen zeigen, dass Fortschritte bei der Produktion und den Bauverfahren die Feuerbeständigkeit von Holz erhöht haben.

Wenn die äusseren Schichten eines Holzbalkens verkohlt sind, schützen sie den Kern über längere Zeiträume vor Beschädigungen.

Darüber hinaus können mit neueren Technologien wie Kreuzlagenholz noch stärkere und feuerbeständigere Materialien geschaffen werden, die Stahlkonstruktionen in puncto Brandschutz übertreffen können.

Holzerzeugnisse können zudem aus zu dicht bewaldeten Gebieten beschafft werden, was das Risiko von Waldbränden verringert, die den Südwesten der USA als einem der am stärksten betroffenen Gebiete insgesamt 25 Mrd. US-Dollar kosten.

Klimafreundlicher Bau zahlt sich aus

Der Einsatz von mehr Holz im Bau kann erhebliche Umweltvorteile bringen.

In einer viel beachteten Studie haben Wissenschaftler herausgefunden, dass der verstärkte Einsatz von Holz im Nichtwohnungsbau die Emissionen um 870 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalent in einem Zeitraum von 50 Jahren reduzieren könnte – das ist die Menge an Umweltverschmutzung, die von 233 Kohlekraftwerken in einem Jahr verursacht wird.⁶

Die Studie hat auch ergeben, dass im Vergleich zu herkömmlichen Gebäuden der CO2-Fussabdruck von Holzhochhäusern während ihrer Bauphase geringer ist – das ist in der Regel die umweltschädlichste Phase eines Projekts, da hierzu die Gewinnung von Rohstoffen, die Herstellung, der Transport, die Montage und die Abfallentsorgung gehören.

Diese als „graues“ CO2 bezeichneten Emissionen in der Bauphase entstehen in den ersten Jahren eines Bauprojekts und machen 45% der Gesamtemissionen eines Gebäudes mit einer durchschnittlichen Lebensdauer aus. Holzgebäude können das durchschnittliche Volumen an grauem CO2 um 18–50% senken, wodurch die grauen Emissionen von Massivholzgebäuden auf 157–315 kg CO2e/m2 Bodenfläche sinken, wie die Analyse gezeigt hat. Im Vergleich zu Beton- und Stahlbaustoffen lassen sich mit Gebäuden, die mit Holzbaustoffen gebaut werden, die CO₂e-Emissionen bis 2060 weltweit um 16–44 Milliarden Tonnen reduzieren.

Eine Reduzierung dieser Grössenordnung hätte den gleichen Effekt wie wenn 3,5 bis 9,6 Milliarden Pkw ein Jahr lang aus dem Verkehr gezogen würden.⁷

Das ökologische Profil von Holz beschränkt sich nicht auf die Reduzierung von Emissionen. Dank seiner hervorragenden thermischen Eigenschaften und der warmen Optik lässt sich mit Holzbauten nicht nur in der Bauphase Energie sparen, sondern auch während ihrer gesamten Lebensdauer, so Binkley.

Technologie der nächsten Generation und holzbaufreundlichere Vorschriften dürften dazu beitragen, dass Holzgebäude in den kommenden Jahren höher und zahlreicher werden.

„Holz kann in unserem Kampf gegen den Klimawandel ein gewichtiger Verbündeter sein“, sagt Binkley.

^{[1] North American Mass Timber Report: 2020 State of the Industry
[2] Tomorrow’s Timber, International Energy Agency & United Nations Environment Programme (2018)
[3] College of Natural Resources
[4] USDA
[5] Markets and Markets
[6] Gu, Hongmei & Nepal, Prakash & Arvantiis, Matthew & Alderman, Delton (2021). Carbon Impacts of Engineered Wood Products in Construction. 10.5772/intechopen.99193.
[7] Angenommen wird ein Durchschnittswert für die grauen Emissionen traditioneller Beton- und Stahlgebäude von 384 kg CO2e/m2 Bodenfläche und es wird geschätzt, dass eine Gesamtbodenfläche von 230 Milliarden m2 bis 2060 bebaut wird, um dem Wachstum und der Nachfrage der Stadtbevölkerung Rechnung zu tragen. Quelle: Gu et al. (2021)
[8] Einschliesslich Bioenergie- und CO2-Speicherung. Sbimkchulze, E. et al. (2020). The climate change mitigation effect of bioenergy from sustainably managed forests in Central Europe. GCB Bioenergy. 12. 10.1111/gcbb.12672.}

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