Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projekte

Wandelbarer Holzhybrid-Bau

Wandelbare Strukturen mit nutzungsneutralen Grundrissen im urbanen Raum sind erforderlich, um flexibel auf die Nachfrage nach Wohnungen, Büroflächen und Parkplätzen reagieren zu können. Holz-Hybridbau trägt zudem zur Reduktion der Treibhausgasemissionen und zur Steigerung der Holzbauquote bei.

Ziel

Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines veränderlichen Holzhybrid-Baus. Dabei werden Architektur und Konstruktion im Entwurf so variabel gestaltet, dass eine komplette oder teilweise Umnutzung etwa eines Parkhauses zu einem Bürogebäude, einem Wohngebäude oder einer Kombination aus Büro- und Wohngebäude möglich ist, ohne die Primärkonstruktion zu verändern. Ein standardisiertes Traggerüst aus Buchenholz erlaubt durch flexible Ausbaumodule aus (Laub-)Holz die unterschiedlichen Nutzungsarten. Nachverdichtungsoptionen durch Anbau- und Aufstockungsmöglichkeiten werden bereits in der Planung der Tragkonstruktion und der Dachausbildung berücksichtigt. Nach Ende einer Nutzungsform lassen sich die Bauteile aus Holz und Holzwerkstoffen in Schichten reversibel und zerstörungsfrei abtragen und wiederverwenden.
Ein solcher architektonisch und konstruktiv hochwertig verarbeiteter Holz-Hybridbau trägt zur Reduktion der Treibhausgasemissionen und zur Steigerung der Holzbauquote bei.

 

Aufgaben

•    Entwicklung eines ressourcenschonenden, materialoptimierten Konstruktionssystems aus Laub- und Nadelholz mit dem Potenzial nutzungsneutraler Strukturen für verschiedene Ausbaustufen
•    Untersuchung der wandelbaren Nutzung innerhalb dauerhafter Gebäudetragstrukturen nach brandschutztechnischen Gesichtspunkten
•    Entwicklung von Verbindungen und Bemessungsregeln für Stütze-Träger-Verbindungen
•    Erforschung von Dauerhaftigkeit und Langlebigkeit beschichteter Brettsperrholzsysteme in direkt bewitterten Einbausituationen unter Verwendung von acetyliertem Buchenholz
•    Untersuchung von Möglichkeiten zur erhöhten Bereitstellung von Konstruktionsholz aus Buche
•    Optimierung der lebenszyklusbegleitenden Ökobilanzierung der Bauprodukte mit Hilfe des Building Information Modeling

Status Quo

Langfristig werden 80% der Bevölkerung in Großstädten leben (Quelle: Statista, In Städten lebende Bevölkerung in Deutschland und weltweit bis 2030 | Statista). Neben Nachverdichtungsmaßnahmen werden deshalb wandelbare Strukturen mit nutzungsneutralen Grundrissen im urbanen Raum erforderlich, um flexibel auf die Nachfrage nach Wohnungen, Büroflächen und Parkplätzen reagieren zu können. Außerdem muss der Holzbauanteil im Bauwesen aus Klimaschutzgründen erhöht werden, um fossile Ressourcen zu schonen und mit Holzbauten zur langfristigen CO2-Speicherung beizutragen. 
Zudem sind Lösungen gefragt, um insbesondere Laubholz wertiger als bislang einzusetzen. Durch die Anpassung der Wälder an den Klimawandel wird sich das Aufkommen von Laubholz, vor allem der Buche, langfristig erhöhen. Die Entwicklung von (Buchen-)Laubholzprodukten mit hoher Tragfähigkeit kommt dieser Entwicklung ebenso entgegen wie die steigende Akzeptanz in der Gesellschaft für hochwertig verarbeitete Holzarchitektur. 

Vorteile

Nutzungsneutrale Raumgerüste werden infolge der Schnelllebigkeit unser Zeit für Investoren großer Baumaßnahmen immer wichtiger. Das erfordert flexible Grundrisse bzw. Ausbaustufen, die als Lager-, Park-, Wohn-, Büro-, Verkaufs- oder auch Ausstellungs- und Werkstattflächen nutzbar sind. 
Werden standardisierte Raumgerüste in modularer Bauweise errichtet, sind Funktionsänderungen - verbunden mit wandelbaren Ausbausystemen - leicht und kostengünstig realisierbar. Durch ihr geringes Eigengewicht sind Holzbauteile auch innerhalb geschlossener Raumstrukturen mit einfachen Hebewerkzeugen transportabel und können variabel ein-, umgebaut oder versetzt werden. Die Langlebigkeit der Gebäude wird durch die Flexibilität und Modularität ohne Wertverlust garantiert. Dies führt für Investoren zu einem hohen Maß an wirtschaftlicher Sicherheit.

Mit dem Bau des neuartigen Raumgerüstes aus Buchenholz für unterschiedlichste Ausbaustufen soll gezeigt werden, wie funktional und wirtschaftlich solche veränderlichen Strukturen sein können. Das geplante 3-feldrige und 4-geschossige Raumgerüst wird mit drei verschiedenen Nutzungsvarianten ausgebaut – Parken, Arbeiten, Wohnen. Der Demonstrationsbau zeigt der öffentlichen Hand und privaten Investoren, wie klimaschutz- und zukunftsorientiert mit Holz gebaut werden kann. 

 

Projektdaten und -partner

  • Teilvorhaben 1: Nutzungsneutrale Tragstruktur: Entwurf und Konstruktion standardisierter Holzbausysteme von Decke, Wand und Stütze für differenzierte Ausbaustufen. Systemvergleiche mit BIM und Lebenszyklusanalyse, Technische Universität Kaiserslautern - Fachbereich Architektur - Fachgebiet Tragwerk und Material, Fachgebiet Baukonstruktion 1 und Entwerfen, Fachbereich Bauingenieurwesen, Fachgebiet Statik und Dynamik der Tragwerke
  • Teilvorhaben 2: Bauteilverbindungen für mehrgeschossige Tragwerke aus Buchen-Furnierschichtholz, Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Holzbau und Baukonstruktionen
  • Teilvorhaben 3: Ökobilanzierungen wandelbarer Strukturen unter Berücksichtigung von Recycling und Kaskadennutzung, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Juniorprofessur für Nachhaltiges Energie- und Stoffstrommanagement
  • Teilvorhaben 4: Brandschutzkonzept für flexible Nutzungen in mehrgeschossigen Bauwerken, Technische Universität München - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion

 

Laufzeit: 11/2019 – 10/2021

 

Projektlinks:

Teilvorhaben 1: 2218WK07A3

Teilvorhaben 2: 2218WK07B3

Teilvorhaben 3: 2218WK07C3

Teilvorhaben 4: 2218WK07D3

 

 

Buchen-Furnierschichtholz mit Treppenversatz als Bauteilverbindung. Foto: Sina Glattacker

Buchen-Furnierschichtholz mit Treppenversatz als Bauteilverbindung. Foto: Sina Glattacker

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