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Zeitfragen | Beitrag vom 29.06.2021

Baustoff HolzRevival eines Alleskönners

Von Simon Schomäcker

Ein Bauarbeiter richtet ein Paneel für die Windkraftanlage aus Holz auf. (imago images / Joerg Boethling)
Die TimberTower GmbH errichtete 2012 den ersten 100 Meter Holzturm für eine 1,5 Megawatt Windkraftanlage der Firma Vensys in Hannover-Marienwerder. (imago images / Joerg Boethling)

Stabil, nachhaltig und langlebig: Holz ist als Baumaterial wieder gefragt. Nicht nur für Häuser, sondern auch Brücken und sogar Windkraftanlagen. Wären da nicht der Klimawandel, der das Holz knapper werden lässt - und die explodierenden Holzpreise.

Durch Lohmar bei Köln fließt die Agger, ein Nebenfluss des Rheins. Bauingenieur Frank Miebach steht neben einer 40 Meter langen Fichtenholzbrücke, die er über den Fluss gebaut hat. Darüber können auch Autos fahren. Das Bauwerk von 2014 ersetzt eine Holzbrücke, deren Pfeiler durch Treibgut beschädigt worden waren.

"Diese Brücke hat sich so sehr in die Herzen der Menschen hineinbegeben, dass sie unbedingt wollten, dass hier wieder eine Holzbrücke hinkommt", sagt Miebach. "Aber halt ohne Pfeiler im Fluss."

Holz schied bei größeren Brücken lange als Baumaterial aus, weil es an stabilen Verbindungselementen mangelte. Doch das sei heute kein Problem mehr – dank Hochleistungsklebern aus Kunstharzen: 

"Seitdem mehrere Bretter zu großen Einzelbindern verklebt werden können, ist es ja erst möglich, Holzträger in nahezu unendlicher Länge herzustellen. Und das ist für den Bereich des Brückenbaus ideal."

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Bis zum 19. Jahrhundert war Holz der beliebteste Baustoff – der Beginn der Industrialisierung machte Stahl und Beton populär. Als im 20. Jahrhundert bessere Verarbeitungsmethoden für Holz aufkamen, setzte eine Wellenbewegung ein, erklärt Thomas Uibel, Professor für Holzingenieurwesen an der Fachhochschule Aachen:

"Der Holzbau hat dann wieder aufgeholt, insbesondere in Zeiten, in denen Energie und Stahl knapp waren, also zur Zeit des Ersten Weltkrieges und der Weltwirtschaftskrise danach. Er ist dann natürlich im städtischen Bereich nach dem Zweiten Weltkrieg nicht mehr zum Einsatz gekommen, aufgrund der Brandschutzverordnungen durch Erfahrungen, die man aufgrund von Bombardierungen gemacht hat."

Holz als CO2-Speicher

Die Brennbarkeit von Holz ist längst berechenbar, was bessere Brandschutzkonzepte ermöglicht. Somit ist Holz seit den 2000er-Jahren wieder sehr beliebt, als nachwachsender Baustoff, der pro Kubikmeter eine Tonne CO2 speichert. Seine Stabilität verdankt das Naturprodukt der Evolution, erläutert Thomas Uibel am Beispiel eines Baumes:

"Der wird ja über seine gesamte Lebenszeit vom Wind dynamisch beansprucht. Darauf hat sich die Biologie natürlich eingestellt. Der ist bionisch diesbezüglich optimiert."

Materialermüdung gibt es bei Holz daher nicht, sofern es trocken bleibt und nicht fault. Mittelalterliche Glockenstühle aus Holz existieren bis heute. Sie halten zuverlässig enormen dynamischen Lasten stand, sagt der Glockensachverständige Sebastian Wamsiedler:

"Hier sind es vor allem die horizontalen Schubkräfte, die bei einer Glocke dazu führen, dass teilweise das Drei- bis Vierfache ihrer eigenen Masse nochmal als Kraft in den Glockenstuhl wirken. Und diese Kraft muss natürlich vom Glockenstuhl aufgenommen und auch abgeleitet werden."

Holz schwingt weniger stark als Stahl

Manche historischen Exemplare haben Balkendurchmesser von 50 Zentimeter. Gut 20 Zentimeter weniger reichen aber auch. Wie beim Glockenstuhl der Kirche St. Johannes Enthauptung in Salzkotten bei Paderborn. Vor vier Jahren hat Zimmerermeister Markus Keuper das Holzgerüst gebaut. Jetzt steht er zwischen dem Geläut, das vorher in einer Stahlkonstruktion aufgehängt war: 

"An der zweitgrößten Glocke zum Beispiel war das Joch schadhaft. Stahl schwingt halt wesentlich stärker als Holz. Holz dämpft mehr. Solange wie der hier oben trocken und wettergeschützt steht, da brauchen wir und auch zwei, drei weitere Generationen sich keine Gedanken zu machen, dass hier oben etwas kaputt geht."

Für den Glockenstuhl verwendete Markus Keuper Eichenholz, wegen der hohen Rohdichte. Durch den Gerbsäuregehalt lässt es sich aber nicht zu Schichtholz verleimen und ist für Brücken ungeeignet. Hier wird Nadelholz Hauptbaustoff bleiben, der aber auch sicher vor Nässe sein muss. In Lohmar hat Frank Miebach einen simplen Trick verwendet:

"Hier können wir komplett auf eine Verkleidung verzichten, weil der Überhang der Fahrbahn so groß ist, dass da kein Schlagregen drankommt."

Im Hochbau fehlen Forschung und Normen

Holzbrücken mit Betonaufbau wird eine Lebensdauer von 60 bis 80 Jahren zugesagt. Ähnlich ist das bei Stahlbetonbrücken. Die Baukosten sind vergleichbar. 

Nur 20 bis 35 Jahre sind Windkraftanlagen in Betrieb. Deshalb stehen Rotoren und Türme aus Holz zur Debatte. Sie wären nicht nur stabil, sondern ließen sich auch einfach recyceln. Ein 100 Meter hoher Prototyp aus geklebten Holzplatten dreht sich seit 2012 in Hannover. Noch gibt es wenige Holzwindräder, sagt Torsten Faber, Professor für Windenergietechnik an der Hochschule Flensburg: 

"Es war schwierig, neue, innovative Verbindungen zu nutzen. Dieser Turm ist überdimensioniert worden und mit Messequipment bestückt worden – ein Stück aus Unsicherheit. Das führt schließlich dazu, dass so eine Anlage schnell unwirtschaftlich wird."

Faber und sein Team testen daher, wie sich Holz mit anderen Werkstoffen optimal kombinieren lässt, und natürlich Verbindungstechniken. Herausforderungen bleiben neben dem Turm die Rotoren – glasfaserverstärkter Kunststoff ist günstiger und leichter als Holz – und die Investorensuche. Geldgeber sehen Risiken, weil es im Holz-Hochbau noch an Forschung und Normen mangelt.

Der Klimawandel lässt Holz knapper werden

Und auch der Klimawandel macht den Einsatz von Holz schwieriger: Besonders Nadelholz leidet unter höheren Temperaturen und wird als Rohstoff zunehmend knapper. Deshalb müssen auch Laubhölzer als belastbare Baustoffe erprobt werden. Thomas Uibel von der FH Aachen sieht Potenzial in Schichtholz aus Buche:

"Das hat Festigkeiten von 75 Newton pro Quadratmillimeter. Da liegen wir im Bereich von hochfestem Beton. Furnierschichtholz aus Buche geht bis in die Nutzungsklasse 2 – also im Freien unter Dach. Würde ich für eine Brücke jetzt nicht unbedingt einsetzen. Aber für den Bereich von Gebäuden ist das sehr gut geeignet."

Also etwa für Windradtürme, die immer verkleidet werden. Da die Zahl der Brücken im Bausektor vergleichsweise klein ist, werden sie wohl auch in Zukunft eher aus Nadelholz konstruiert. Vorausgesetzt, die Holzpreise schnellen nicht weiter in die Höhe.

Mehr zum Thema

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(Deutschlandfunk, Hintergrund, 11.06.2021)

Klimasünder Beton - Ein Baustoff sucht Nachfolger
(Deutschlandfunk, Wissenschaft im Brennpunkt, 20.12.2020)

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(Deutschlandfunk, Informationen am Morgen, 21.09.2018)

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