Auch wenn vielerorten vom Holzbau-Boom die Rede ist, so zeigen die nackten Zahlen, dass von „Boom“ (noch) keine Rede sein kann. Von den rund 85.000 Einfamilienhäusern, die 2020 neu errichtet wurden, bestanden etwa 20.000 vorwiegend aus Holz. Aber die Richtung stimmt, denn die Quote der genehmigten Wohngebäude in Holzbauweise nimmt kontinuierlich zu, von 17,6 % in 2017 auf 21,3 % in 2021.
Holz als Baustoff wird also immer beliebter. Das hat mehrere Gründe: Mit dem Energieeinsparungsgesetz (EnEG) von 1976 sowie mehreren Wärmeschutz- (WSVO), Heizanlagen- und Energieeinspar-Verordnungen (EnEV) in den Folgejahren schob der Staat ab 1977 dem unkontrollierten Verbrauch von Heizöl und Gas einen Riegel vor. Im Jahre 2020 gingen diese Verordnungen dann im neuen Gebäude-Energien-Gesetz (GEG) auf, das zuletzt in diesem Jahr für Neubauten noch einmal verschärft wurde.
Klar ist seitdem, dass es ohne nachhaltige Dämmung des Gebäudekörpers, ohne darauf abgestimmte Heizanlage ein Bauvorhaben nicht mehr möglich ist. Der Baustoff Holz kommt diesen Erfordernissen durch seine bauphysikalischen Eigenschaften sehr entgegen: Holz besitzt von Natur aus eine geringe Wärmeleitfähigkeit (kleiner Lambda-Wert) und eine hohe spezifische Wärmekapazität (c = 1900 J/kgK). Daraus ergibt sich qua Material für den Holzbau ein Dämmvermögen, das den umbauten Raum gleichsam vor winterlicher Kälte wie vor sommerlicher Hitze schützt.
Neben den materialspezifischen Eigenschaften ist es aber vor allem der Bauprozess selbst, der den Bauherren den Holzbau schmackhaft macht. Durch die Vorfertigung der Wand-, Decken- und Dachelemente wird der größte Teil der Bauleistung von der Baustelle in die Zimmerer-Werkhalle vorverlegt. Das bietet neben einer hohen Ausführungsqualität der Elemente auch erheblich Einsparungen bei der eigentlichen Montage der Elemente auf der Baustelle. Kürzere Standzeiten für den unabdingbaren Kran, weniger Baustellenverkehr durch LKW und nicht zuletzt der Wegfall von Trocknungszeiten wie bei Beton und Estrich machen das Aufrichten des neuen Eigenheims enorm effizient.
Das alles ist durch eine seit Jahren kontinuierliche Lobby- und Öffentlichkeitsarbeit der Verbände zu immer mehr Planern, Architekten und letztlich Bauherren durchgedrungen.Nicht zuletzt spielt auch die Diskussion über CO2-Einsparungen eine wichtige Rolle. Ein Kubikmeter verbauten Holzes bindet direkt eine Tonne CO2 in Form des gespeicherten Kohlenstoffs und eine weitere Tonne dadurch, dass kein Zement verbaut wird. Die Zementherstellung ist nämlich extrem CO2-emittierend, einerseits durch die hohe Prozesswärme, andererseits durch den chemischen Prozess der Kalzinierung selbst.
Was Holz für den Hausbau mitbringt
Unbegrenzte Verfügbarkeit: Holz muss man nicht erst energieaufwändig herstellen wie zum Beispiel Ziegelsteine. Holz ist ein Naturprodukt, das permanent von selbst nachwächst. Der Baumbestand wird sogar von Jahr zu Jahr immer größer, was auch daran liegt, dass die deutsche Holzwirtschaft seit über 300 Jahren das Nachhaltigkeitsgebot beachtet: Was dem Wald entnommen wird, muss auf absehbare Zeit in gleicher Qualität und Menge nachwachsen können. Deshalb wird in Deutschland immer nur ein Teil des Baumbestands zu Bauzwecken verwendet.
Konstruktive Vorteile: Holz hat ein besseres Verhältnis von Tragfähigkeit zu Eigengewicht als alle mineralischen Baustoffe, es lässt sich durch einfache Werkzeuge maßgenau zuschneiden, kann hohe Zug- und Druckkräfte aufnehmen und kann - witterungsgeschützt - äußerst flexibel in so gut wie jedem Baukörper und Bauteil eingesetzt werden. Durch die technische Trocknung des Holzes auf unter 15 % Feuchtegehalt bleibt Holz im eingebauten Zustand mittlerweile sehr maßhaltig. Gegenüber der konventionellen Stein-auf-Stein-Bauweise sind Holzbauten sofort bezugsfertig, ein "Trockenwohnen" gibt es im Holzbau nicht.
Flexible Gestaltung: Fertighäuser haftete lange das Image „Architektur von der Stange“ an. Mittlerweile hat es sich herumgesprochen, dass Holzfertighäuser höchst individuell geplant werden können, ohne die Vorteile bei Planung und Logistik zu verlieren.
Fairerweise muss man sagen, dass auch der Baustoff Holz nicht die eierlegende Wollmilchsau ist. So gibt es ein paar materialspezifische Eigenschaften, die zunächst wie ein Nachteil aussehen, sich aber durch eine integrierte Planung und sorgfältige Bauausführung nicht negativ auswirken müssen.
Problem Feuchte: Holz ist sogenannter hygroskopischer Werkstoff empfindlich gegenüber Wasser. Ab einer Auffeuchtung auf einen Feuchtegehalt über 20 % bietet Holz holzzerstörenden Pilzen und Insekten ein auskömmliches Leben, in der Folge riecht und fault Holz und verliert auf Dauer natürlich auch seine Tragfähigkeit. Der Feuchteeinwirkung auf die Holzelemente kann man aber sehr gut mit Abdichtungsmaßnahmen im Inneren (ist bei mineralischen Baustoffen genauso erforderlich) und durch einen geeigneten konstruktiven Holzschutz außen entgegnen. Konstruktiver Holzschutz bedeutet im Wesentlichen etwa einen großen Dachüberstand, eine Holzfassade aus witterungsresistenten Holzarten (Douglasie, Robinie, Lärche) sowie einen ausreichend großen Abstand (>30 cm) der Schwellen und Pfosten zum Erdreich.
Problem Schall: Bei der Schallübertragung stehen in der Regel die Übertragungswege zwischen Stockwerken oder zwischen Reihenhäusern im Fokus. Da Schall am effektivsten durch die schiere Masse eines Bauteils gedämpft wird, hat Holz hier einen klaren Nachteil gegenüber den schwereren mineralischen Baustoffen wie Mauerwerk oder Beton. Diesen Nachteil können erfahrene Planer und Holzbauer aber durch Maßnahmen zur Entkopplung der Bauteile oder durch Einbringen von schweren Baustoffen wie eine Splittschüttung in Deckenelementen nahezu kompensieren.
Mittlerweile greifen die Planer auch auf sogenannte Hybridbauteile zurück: Das sind Deckenelemente, die auf der Unterseite aus Brettsperrholz bestehen, auf deren Oberseite entweder Ortbeton frisch eingebracht wird, oder aber beide Schichten (Brettsperrholz und Betonfertigteile) werden auf der Baustelle miteinander verklebt. Diese Konstruktion bringt einen erhöhten Schallschutz zwischen den Geschossen, dabei bleibt die Decke des unteren Geschosses in Holzoptik erhalten.
Brandschutz
Holz ist ein brennbarer Baustoff. Das bedeutet, dass er sich nach der Entstehung eines Brands am Brandgeschehen beteiligen kann und damit eine sogenannte immobile Brandlast darstellt. Das ist zunächst nicht tragisch, muss aber bei dem Entwurf der Gebäude adäquat berücksichtigt werden. Dabei ist es wesentlich, zwischen der Brennbarkeitsklasse des Materials Holz und dem Feuerwiderstand der Konstruktion (Wand, Decke) zu unterscheiden.
Die Brennbarkeit des Materials der Oberflächen spielt dann eine besondere Rolle, wenn brennbare Oberflächen zu der Ausbreitung eines Brands beitragen können. Daher sind insbesondere in Fluchtwegen nicht brennbare Oberflächen gefordert, um Bereiche wie Flure und Treppenräume von unmittelbar zur Verfügung stehender Brandlast frei zu halten.
Ebenso sollte man im mehrgeschossigen Holzbau die sichtbaren Holzoberflächen begrenzen, um ein Mitbrennen aller Raumoberflächen nach einem Raumvollbrand ("Flashover") zu verhindern, da sonst häufig eine große Menge nicht vollständig verbrannter Gase entsteht, die sich nach dem Austreten durch Fassadenöffnungen vor der Fassade mit Sauerstoff vermengen und zu sehr intensiver, hoch schlagender Brandbeanspruchung vor der Fassade führen. Als grobe Faustregel kann gelten: Wenn Fußboden und Decke aus brennbarem Material bestehen, dann sollten die Wände nicht brennbar bekleidet sein - und umgekehrt.
Im Holzbau werden als Konstruktionswerkstoffe im Wesentlichen Vollholz, Brettschichtholz, Brettsperrholz und eine Vielzahl plattenförmiger Holzwerkstoffe wie OSB, Furnierschichtholz oder Sperrholz verwendet. Die europäische Klassifizierung für die meisten der Holzbaustoffe lautet D-s2,d0, das heißt der Holzbaustoff ist "normal entflammbar", besitzt die Rauchentwicklungsklasse 2 und ist darüber hinaus nicht brennend abtropfend.Um das Holz vor Entzündung zu schützen und um die Brandausbreitung zu begrenzen, werden nicht brennbare Plattenwerkstoffe eingesetzt, insbesondere Gipsbauplatten wie Gipskarton-Feuerschutzplatten (GKF) oder Gipsfaserplatten.
Gipsbauplatten eigenen sich besonders gut, da das im Gips chemisch gebundene Wasser bei Brandeinwirkung ausgetrieben wird und infolge der Verdunstung für einen längeren Zeitraum kühlt. Es entsteht in Abhängigkeit von der Rohdichte und der Dicke der Platte ein zeitlich begrenzter Haltepunkt der Temperatur bei etwa 110 Grad Celsius, der das dahinter liegende brennbaren Holz vor Entzündung schützt, dessen Flammpunkt bei 270 bis 300 Grad Celsius liegt.
Auch wenn man es im Holzbau, wie aus den vorangegangenen Ausführungen hervorgeht, mit brennbaren Baustoffen zu tun hat, muss man das Brandverhalten der Gesamtkonstruktion im Auge behalten. Im Gegensatz zum Brandverhalten der einzelnen Baustoffe ist dann der Feuerwiderstand der Bauteile maßgebend. Hierzu wird bei Brandbeanspruchung die verbleibende Tragfähigkeit (Kriterium R - Résistance), der Raumabschluss (Kriterium E - Étanchéité) und die Behinderung des Temperaturdurchgangs (Kriterium I - Isolation) beurteilt.
Im Hinblick auf diese Anforderungen ist der Holzbau als sehr gut kalkulierbar zu bezeichnen. Die Holzbauteile selbst werden durch die einsetzende äußere Holzkohlebildung geschützt. Infolge der geringen Wärmeleitung des Holzes durchwärmen die Bauteile nur sehr langsam und bleiben aufgrund der geringen Temperatur und des geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten auch sehr formstabil. Dazu kommt eine sehr gute Berechenbarkeit durch umfangreiche Bemessungsnormen für den Brandfall.
Allerdings gilt: Wie bei allen Hohlraumkonstruktionen sind Brände innerhalb dieser Konstruktionen schwer zu bekämpfen und können zu überproportionaler Schadensausweitung führen, obwohl der eigentliche Primärbrand vielleicht nur sehr klein und kurz war. Die beschriebene Kombination von nicht brennbaren (und brennbaren) Volldämmungen mit dichtem Einbau soll diesen Hohlraumbränden vorbeugen.
Da massive Holzbauteile oder Verbundbauteile aus Brettschichtholz oder Brettsperrholz dagegen keine Hohlräume aufweisen, werden sie insbesondere in den Fällen, in denen sichtbare Holzbauteile gewünscht sind, bevorzugt eingesetzt. Im Brandfall kommt es bei diesen Bauteilen nur zu einem Verkohlen der Oberflächen, ein Ablöschen ist nachgewiesen einfach und auch die Gefahr einer internen Brandweiterleitung ist nicht gegeben.
