18. – 21. Januar 2022

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Holz erobert den Hochhausbau

News  Holz erlebt seit einigen Jahren eine Renaissance: Immer mehr Gebäude basieren auf einer Konstruktion mit dem ökologischen Baustoff. Sogar Hochhäuser lassen sich damit realisieren, wie Beispiele aus der Schweiz und aus anderen Ländern beweisen. Doch was sind die Gründe für den Boom? (Visualisierung: HSLU)


Das vergangene Jahrhundert war das Jahrhundert von Beton und Stahl, wie ein Grossteil unserer Gebäude und Infrastruktur eindrucksvoll bezeugen. Holz hingegen fristete lange Zeit ein Nischendasein – dies nicht zuletzt aufgrund strenger Brandschutzbestimmungen. Es war zwar für den Dachstuhl ganz nützlich, vielleicht auch für die atmosphärische Aufhübschung oder für das Chalet in den Bergen. Doch bei der Grossüberbauung, beim Einfamilienhaus und bei der Strassenbrücke gab landauf, landab der Beton den Ton an. In den letzten Jahren jedoch zeichnet sich eine klare Trendwende ab. Holz feiert sein Comeback und findet in immer mehr Bereichen Anwendung.

Holzbau ist BIM-kompatibel

Dafür gebe es gute Gründe, erklärt Thomas Rohner, Professor für Holzbau und BIM an der Berner Fachhochschule (BFH). «Bauen mit Holz geht schneller, ist präziser und ermöglicht eine höhere Termin- und Kostensicherheit», nennt er einige Vorteile, von denen etwa Bauherrschaften und Investoren profitieren. Dazu trägt auch die Digitalisierung bei, denn Holzbauten lassen sich ausgezeichnet mit Building Information Modeling (BIM) planen. Die Holzbaubranche arbeitet bereits seit Jahrzenten mit 3D-Modellierungen und weiss dank dieser Erfahrung, wie man Produktionsdaten in ein BIM-Modell implementiert.

Hochhäuser aus Holz
Das Tragwerk des 2019 eingeweihten neuen Hauptquartiers von Swatch in Biel besteht aus einer riesigen Holzgitterkonstruktion. Die Formen und Positionen der insgesamt 4600 tragenden Balken – jeder davon ein Unikat – wurde mit Hilfe von BIM geplant. (Bild: Swatch)

Modulbauweise verbessert Qualität

Ein weiterer Grund ist die Modulbauweise, in der die meisten Holzkonstruktionen realisiert werden. Statt auf der Baustelle können Fachleute in trockenen, sicheren und gut ausgerüsteten Produktionshallen die einzelnen Elemente millimetergenau vorbereiten. Vor Ort sind die einzelnen Teile dann rasch montiert. Der Rohbau muss auch nicht austrocknen, wie das bei Beton der Fall ist. Der Bauprozess verkürzt sich so, die Immobilie kann früher bezogen werden und bringt damit früher Mieteinnahmen. Insbesondere bei Grossprojekten sind dadurch beträchtliche Kosteneinsparungen respektive höhere Einnahmen möglich.

Umweltfreundlicher Rohstoff

Wer auf Holz als Baustoff setzt, tut nicht nur dem eigenen Geldbeutel etwas Gutes, sondern auch der Umwelt. Schweizer Holz ist CO2-neutral, weil geerntete Waldflächen wieder aufgeforstet werden und Holz während des Wachstums CO2 bindet. Zudem sind die Transportwege sehr kurz, was ebenfalls zu einer Emissionsreduktion führt. Im Gegensatz zu vielen anderen Materialien ist bei Holz auch die Entsorgung am Ende der Lebensdauer unproblematisch: Wenn man es verbrennt, wird nicht mehr CO2 freigesetzt, als ursprünglich eingebunden wurde. «So schnell muss man es aber nicht entsorgen», ergänzt Thomas Rohner. «Bei den Baustoffen hat Holz mit Ausnahme von Naturstein die längste nachgewiesene Lebensdauer.»

Brandschutz gewährleistet

Während in früheren Zeiten Brände ganze aus Holz gebauten Dörfer und Städte in Schutt und Asche legen konnten, ist der moderne Holzbau bezüglich Brandschutz sehr sicher geworden. Bei Hochhäusern aus Holz erarbeiten die Verantwortlichen ein Brandschutzkonzept, das beispielsweise eine konsequente Kapselung der Holzelemente beinhaltet. «Das bedeutet, dass das Feuer nicht auf benachbarte Räume übergreifen kann, wenn ein Raum oder eine Wohnung in Brand geraten», erklärt Rohner. Auch die Ausbreitung eines Brandes über die Fassade, wie dies tragischerweise 2017 beim Grenfell Tower in London geschah, kann mit entsprechenden baulichen Massnahmen – sogenannten Brandriegeln – verhindert werden. Apropos Brandfall: Holz kann zwar brennen, ist aber aus konstruktiver Sicht dennoch sicherer als Stahl. Während letzterer nämlich seine Festigkeit bereits bei tiefen Brandtemperaturen verliert und die Konstruktion instabil wird, verliert Holz auch bei oberflächlichem Brand seine Festigkeit nicht.

Hochhäuser aus Holz
Das Gebäude 22 auf dem Suurstoffi-Areal in Risch Rotkreuz ist das erste Holzhochhaus der Schweiz – auch wenn das wegen der Alu-Fassade nicht sofort erkennbar ist. (Bild: ERNE AG Holzbau, Laufenburg)

Erstes Holzhochhaus

Mit der Revision der Brandschutzverordnung im Jahr 2015 wurde den neuen Erkenntnissen im Umgang mit Holz Rechnung getragen und der Bau von Holzhochhäusern hierzulande ermöglicht. Bereits 2018 konnte in der Innerschweiz auf dem Suurstoffi-Areal in Risch Rotkreuz (ZG) das erste Holzhochhaus der Schweiz fertiggestellt werden. Seine Konstruktion basiert auf einer Hybridbauweise: Die Kerne der zweiteiligen Bauten bestehen aus Ortbeton, darum herum wurde ein Holzskelett erstellt. Insgesamt wurden 1400 vorgefertigte Konstruktionselemente aus Buche, Fichte und Tanne verbaut. Das fertiggestellte Hochhaus mit einer Höhe von 36 Metern bietet nun auf 10 Geschossen moderne Büroarbeitsplätze, die vom Zusammenspiel von Holz und Beton geprägt werden. Im Herbst 2019 kam mit dem Projekt Arbo, das zum Campus der HSLU gehört, ein weiteres Holzhochhaus auf dem Suurstoffi-Areal dazu.

Projekt «Pi»: reine Holzkonstruktion

Ebenfalls in der Zentralschweiz soll in naher Zukunft der nächste ambitionierte Holzbau realisiert werden. V-ZUG will gemeinsam mit Implenia das erste Hochhaus in der Schweiz bauen, bei dem sämtliche Tragstrukturen aus Holz bestehen. Das Tragwerk besteht aus einem inneren und einem äusseren Holzrahmen sowie Holz-Beton-Verbunddecken. Weil nur Holz als tragender Baustoff verwendet wird, ist das Gewicht der Immobilie im Vergleich zu herkömmlichen Bauten deutlich geringer. Dadurch sinkt der Aufwand für die Fundation, was Kosten spart und nicht zuletzt die graue Energie reduziert. Auch die Höhe des Projekts «Pi» beeindruckt: Stolze 80 Meter hoch soll der Wohnturm in den Himmel ragen und wird damit eines der höchsten Holzgebäude der Welt sein.

Hochhäuser aus Holz
80 Meter hoch – und das ohne Betonkern: Das Projekt «Pi» von V-ZUG. (Visualisierung: Filippo Bolognese)

Innovativ: das Modul17

Einen alternativen Ansatz zum Hochhausbau mit Holz hat die Hochschule Luzern (HSLU) gemeinsam mit Partnern entwickelt. Das als Modul17 bekannte Konzept besteht aus Modulen mit einem Grundriss von 17x17 Metern – daher auch der Name. Die Höhe ist ebenfalls standardisiert und beträgt 14,5 Meter. Die Module können horizontal und vertikal uneingeschränkt gestapelt und kombiniert werden. Auch die Innenräume sind flexibel gestaltbar, Zwischenwände und -decken zieht man je nach Nutzung beliebig ein. So lassen sich auf Basis des Modul17 je nach Ansprüchen und Nutzungen individuelle (Hoch-)Häuser bauen. Gemäss den Projektverantwortlichen ist gar der Umbau eines Wohnhauses in ein Bürogebäude oder umgekehrt möglich. Zudem lassen sich dank des hohen Holzanteils in der Konstruktion CO2-Emissionen senken. Mit Modul17 erstellte Hochhäuser können damit künftig zu einer umweltverträglichen Verdichtung in urbanen Gebieten beitragen.

Hochhäuser aus Holz
So könnte gemäss der Hochschule Luzern ein mit Modul17 konstruiertes Hochhaus aussehen. (Visualisierung: HSLU)

Hybrid bauen

Wo liegen denn die Grenzen des Baustoffs Holz? «Aus bautechnischer Sicht gibt es keine», sagt Thomas Rohner. «Heute werden Hochhäuser, Brücken, Hallen und sogar Fundamente in Holz gebaut.» Ob das sinnvoll sei, wolle er allerdings nicht beurteilen. Rohner persönlich ist der Meinung, dass alles im Erdreich mit mineralischen Baustoffen gemacht werden sollte und nicht mit Holz. Er spricht sich aber auch dafür aus, die Materialisierungen nicht gegeneinander auszuspielen, sondern ihre individuellen Vor- und Nachteile für den Ausgleich zu nutzen. «Für mich ist die Hybridbauweise die beste Lösung, weil so jedes Material dort eingesetzt wird, wo es über die besten Qualifikationen verfügt.»


Zehn Gründe für Holzbau

1. Der hohe Detaillierungsgrad in der Planung bringt Kosten- und Terminsicherheit
2. Holzbau eignet sich für BIM (Building Information Modelling)
3. Höhere Qualität durch Vorfabrikation in der geschützten Produktionshalle
4. Gewichtsreduktion: bei schlechtem Baugrund sind die Fundationskosten tiefer
5. Kürzere Bauzeit führt zu einer Reduktion der Zinsen und früheren Mieteinnahmen
6. Geringe Baufeuchte führt zu besserem Raumklima und einer Reduktion der Bauzeit
7. Holz ist ein natürlich nachwachsender, einheimischer und CO2-neutraler Rohstoff 
8. Holz als Gestaltungsmittel: Lebensqualität, Wohlfühlfaktor, gute Vermietbarkeit
9. Kein anderer Baustoff ausser Naturstein hat eine so lange Lebensdauer
10. Problemlose Entsorgung durch thermische Verwertung (CO2-neutral)


Buche statt Fichte?

Lange Zeit war die Fichte im Schweizer Bauwesen vorherrschend. In den letzten Jahren ist die Buche in der Konstruktion als valable Alternative in den Fokus gerückt. Als Hartholz verfügt sie im Vergleich zur Fichte als Weichholz über eine höhere Festigkeit gegenüber Druck, Zug und Biegung. Auch die Festigkeit der Oberfläche ist grösser. Dadurch hat die Buche dort Vorteile gegenüber der Fichte, wo Hochleistungsbauteile nötig sind, also beispielsweise bei den tragenden Stützen in einem Hochhaus.

Überzeugt vom Potenzial der Buche ist zum Beispiel die Firma Fagus Suisse AG aus dem jurassischen Ort Les Breuleux. Das Unternehmen hat in Zusammenarbeit mit Holzbau-Experten von der BFH innovative Produkte entwickelt, wie «Schweiz aktuell» in einem Beitrag zeigt. So werden beispielsweise aus kleinen Buchenlatten grosse Balken (bis zu 30 Zentimeter breit, 1,3 Meter hoch und über 13 Meter lang) mit hoher Festigkeit zusammengeklebt. Sie können dauerhaft hohen Belastungen und der Witterung standhalten und dadurch bei vielen Anwendungen Stahl und Beton ersetzen. Dies ermöglicht nicht nur elegante Holztragwerke, sondern ist auch sehr nachhaltig und fördert die einheimische Wirtschaft. 

Remo Bürgi ist Kommunikator ZFH und arbeitet als Fachjournalist bei Faktor Journalisten. Er verfasst Beiträge für Publikationen des Faktor Verlags ebenso wie für verschiedene Fachzeitschriften und Blogs. Sein Schwerpunkt liegt auf den Themen Energie, Nachhaltigkeit und Mobilität.
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