Baustoffe Holz, Beton, Kupfer und Ziegel im Kompakt-Über ... / 2 Holz: Der nachwachsende Baustoff aus dem Wald

"Der Holzbau ist ein Baustein des nötigen Wandels im Bausektor. Er bedarf jedoch einer differenzierten Betrachtung."^[1]

Holz gilt grundsätzlich als nachhaltiger Baustoff, denn es wächst immer wieder nach. Werden Wälder nicht vollkommen vernichtet, so steht Holz als Baustoff den Menschen (theoretisch) als Baustoff immer wieder neu zur Verfügung. Im Laufe der Geschichte hat sich bis heute leider gezeigt, dass der Mensch die Ressource Holz nicht nachhaltig nutzt. Ohne eine nachhaltige Waldwirtschaft verschwanden während des Mittelalters und der Neuzeit vielerorts Wälder aufgrund von Übernutzung. Erst durch eine nachhaltige Forstwirtschaft stehen Wälder und damit Holzressourcen in Mitteleuropa wieder fast überall zur Verfügung. Mittlerweile kann die Nachhaltigkeit der lokalen bzw. regionalen Forstwirtschaft in Deutschland und immer mehr Ländern weltweit (v. a. des "globalen Nordens") durch Zertifizierungssysteme (z. B. Programme for the Endorsement of Forest Certification Schemes, kurz PEFC, und Forest Stewardship Council, kurz FSC) überprüft und nachgewiesen werden. In vielen anderen Regionen der Welt aber, in der eine nachhaltige Waldbewirtschaftung immer noch unbekannt ist oder aber nicht praktiziert wird, verschwinden die Wälder und mit ihnen die kostbare Ressource Holz. Die Degradation der Wälder ist dabei nicht nur ein Problem des "globalen Südens", sondern betrifft leider auch immer noch Teile Europas – die aktuelle skrupellose Vernichtung der Karpatenwälder Rumäniens ist dabei das schlimmste Beispiel.

Nachdem es als Baustoff seit Anfang des 19. Jahrhunderts an Bedeutung verloren hat, erlebt Holz seit rund 30 Jahren ein Revival – nicht nur im Privatwohnungsbau, sondern auch zunehmend beim Bau von Firmen- und Verwaltungsgebäuden. Die Entscheidung, ob ein Gebäude in Holzbauweise errichtet werden soll, hängt neben ästhetischen und ökologischen Aspekten auch von den bautechnischen Möglichkeiten ab, die sich durch seine spezifischen Eigenschaften ergeben. Diese werden im Folgenden vorgestellt.

[1] DGNB-Positionspapier Holzbau August 2021, https://static.dgnb.de/fileadmin/dgnb-ev/de/aktuell/positionspapiere-stellungnahmen/DGNB-Positionspapier-Holzbau.pdf?m=1628695027&, letzter Abruf am 17.2.2023.

2.1 Baurelevante Eigenschaften von Holz

Festigkeit: Holz ist ein aus Zellulose bestehender Verbundbaustoff mit einem hohen Hohlraumanteil. Trotz seiner vergleichsweise geringen Dichte weist er eine hohe Steifigkeit und Festigkeit auf, womit der Rohstoff bei gleicher Tragfähigkeit leichter ist als andere, insbesondere massive Baustoffe. Noch vor etwa 60 Jahren war Holz deshalb ein wichtiges Material im Flugzeugbau. Durch die Röhrenbündelstruktur können Kräfte v. a. in Faserrichtung aufgenommen werden. Dadurch weist Holz eine ebenso hohe Druckfestigkeit wie Beton auf, kann aber im Gegensatz zum Massivbaustoff zusätzlich Zugkräfte aufnehmen. Diese Eigenschaft macht Holz für unterschiedlichste Tragsysteme flexibel einsetzbar. Die Zug- und Druckfestigkeiten sind quer zur Faserrichtung signifikant geringer.

Rohdichte: Die Rohdichte hat einen großen Einfluss auf die Eigenschaften von Holz. Sie hängt von dem Verhältnis des Zellwandanteils zum Porenraum im Holzkörper ab. Da sich Holzarten in Form und Größe ihrer Zellen und der Zellwanddicken differenzieren, zeichnen sie sich durch unterschiedliche Rohdichten und damit verbunden durch individuelle Eigenschaften aus. So hat Nadelholz meist eine geringere Dichte als Laubholz und somit auch eine geringere Festigkeit. Da der Porenraum und die Zellzwischenräume zudem aufgrund der Umgebungsfeuchte mit mehr oder weniger Wasser gefüllt sind, verändert sich die Rohdichte mit dem Feuchtgehalt des Holzes. Für Bauholz wird die sogenannte Normal-Rohdichte mit einer Holzfeuchte von 12 % angegeben, welche sich bei langer Lagerung im sogenannten Normalklima mit 20 ° Celsius und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit einstellt.

Wärmedämmeigenschaften: Aufgrund des hohen Hohlraumanteils hat Holz günstige Wärmedämmeigenschaften, wodurch es das tragfähigste aller wärmedämmenden Materialien darstellt. Durch die Verwendung von Holz werden Wärmebrücken reduziert, was das Planen und Bauen insbesondere von energieeffizienten Gebäuden vereinfacht.

Widerstand gegen Witterungseinflüsse: Wird Holz im Außenbereich verwendet, ist es Witterungseinflüssen wie Sonneneinstrahlung, Regen, häufigem Temperatur- und Feuchtewechsel und UV-Strahlen ausgesetzt. Bei Änderung der Temperatur und Feuchte quillt oder schwindet das Holz. Das bedeutet, es verändert seine Form durch die Änderung der Holzfeuchte. Voraussetzung ist ein Feuchtigkeitsgefälle zwischen dem Holz und seiner Umgebung. Die Holzfeuchte passt sich der Luftfeuchtigkeit der Umgebung an. Nimmt es Feuchtigkeit aus der Luft auf, wird sein Volumen größer – es quillt; gibt es Feuchtigkeit an die Luft ab, verliert es an Volumen – es schwindet. Die Schwind- und Quellverformungen treten hauptsächlich quer zur Faserrichtung des Holzes auf. Dagegen kann der Verformungsanteil in Faserlängsrichtung vernachlässigt werden. M...