Wie hoch ist hoch genug?

Solche und weitere interessante Fragen beantwortete man am 24. Holzbau-Forum

18.01.2018 – Von 5. bis 7. Dezember öffnete das Kongresszentrum Garmisch-Partenkirchen zum letzten Mal seine Tore für das Internationale Holzbau-Forum (IHF). An drei Tagen durften die Veranstalter rund 1850 Teilnehmer zur Leitveranstaltung des europäischen Holzbaus begrüßen. Neben herausragenden Ingenieurholz- und Hochhausprojekten in Holz waren Modulbau, Industrie 4.0 sowie die Digitalisierung im Handwerk zentrale Themen.

Carsten Hein © Kathrin Lanz
Carsten Hein © Kathrin Lanz

Wie hoch ist hoch genug?

Aus Sicht des Statikers gibt es kaum eine Grenze nach oben. „Höhen begrenzende Aspekte betreffen vor allem den Brandschutz und die Aussteifung“, konstatiert Carsten Hein von Arup Deutschland aus Berlin. Das Unternehmen hat das Holzhochhaus „HAUT“ mitgeplant, das in Amsterdam gerade seinen Baubeginn nimmt. Ganz klar sei bezüglich Höhenrekorde jedoch: „Das was wir derzeit im Bereich von 20 bis 30 m bauen, liegt deutlich außerhalb der Norm.“ Was aber nicht viel mehr heißt, als dass man immer wieder neues Terrain betritt und kaum auf Forschungsergebnisse zurückgreifen kann.

Rune Abrahamson © Kathrin Lanz
Rune Abrahamson © Kathrin Lanz

Wir hoffen, es bleibt nicht das höchste

Am 1. März wird Mjøstårnet im norwegischen Brumunddal eröffnet. 18-stöckig und 85,5 m hoch, überragt das Holzhochhaus damit weltweit alle seiner Art. Noch – geht es nach Rune Abrahamsen von Moelven Limtre: „Wir glauben nicht, dass Mjøstårnet das höchste Holzhaus bleiben wird. Wir hoffen es sogar.“ Moelven hat den 150 m-Turm bereits in der Schublade, scheint es. Mit 1400 m3 Brettschicht- und 450 m3 Brettsperrholz ist die nötige Holzmenge für Mjøstårnet allerdings beträchtlich. Aber auch die Bauzeit ist das: Der erste Brettschichtholzbalken wurde am 4. September 2017 montiert, der letzte – nicht mit Absicht – auf den Tag genau ein Jahr später. „Schneller kann man einen Betonbau in dieser Größe nicht bauen“, schließt der Norweger seinen Vortrag.

Prof. Achim Menges © Günther Jauk
Prof. Achim Menges © Günther Jauk

Halb so dick wie eine Eierschale

Auf ein 50 mm dickes Schalendach aus Buchensperrholz mit bis zu 11 m Spannweite folgt ein über 29 m frei spannendes Dach aus aufgelösten Kassettensegmenten. Dabei handelt es sich um ein Projekt der Universität Stuttgart. Als Vorlage für die filigranen, materialsparenden Konstruktionen diente das Plattenskelett des Sanddollars, einer Unterart des Seeigels. Gleich dem Meeresbewohner erhalten die Schalen ihre Stabilität durch die dreidimensionale Fügung vieler ebener, polygonaler Platten. Jede Platte und jede Zinkenverbindung sind dabei Einzelstücke. Die Lage und Form der einzelnen Elemente werden mithilfe integrativer, agentenbasierter Modellierung ermittelt. Dabei sucht sich jede Platte selbstständig die optimale Lage und Dimension. Nur 12 m3 Holz umspannen dabei 605 m3 Raum. „Im Verhältnis ist unsere Konstruktion damit dünner als die Schale eines Hühnereis“, berichtet Prof. Achim Menges vom Institut für computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung in Stuttgart. Für noch leistungsfähigere und materialeffizientere Konstruktionen haben Menges und sein Team die massiven Plattensegmente jetzt in einer verklebten Kassettenkonstruktion aufgelöst. Je nach Polygongeometrie bestehen die Segmente aus sieben bis zehn Bauteilen, womit dem geringen Materialeinsatz ein massiv höherer Fertigungsaufwand gegenübersteht. Diese Herausforderung lösten die Forscher mithilfe zweier Industrieroboter. Derzeit befindet sich ein erster Demonstrationsbau für die Bundesgartenschau 2019 in Bearbeitung. Dabei wird eine freie Spannweite von über 29 m bei einer Konstruktionshöhe von 160 mm realisiert, wobei die Plattenstärke in Summe nur 54 mm beträgt.

Thomas Solle © Günther Jauk
Thomas Solle © Günther Jauk

Den Mitarbeiter in 3D finden

Genau zu wissen, wo sich Waren, Fahrzeuge und Menschen wann aufhalten, ist für die Produktionslogistik ein wesentlicher Vorteil. Möglich wird dies mithilfe eines Trackingsystems von NAiSE, bestehend aus Sendern und Empfängern, welches Dinge in Echtzeit lokalisiert. Eine webbasierte 3D-Karte liefert dazu eine intuitive Visualisierung. Jeder Sender und Empfänger teilt seine Informationen mit seiner Umgebung, wodurch das gesamte Wissen im ganzen Netzwerk bekannt ist. Neben den Positionsdaten lassen sich auch Steuerbefehle und Nachrichten an das System übermitteln und so lässt sich beispielsweise ein Hallentor unter bestimmten Voraussetzungen automatisch öffnen. Mithilfe dieser Entwicklung lässt sich laut Thomas Solle von SC Solle Consulting aus Barntrup die Produktion einfacher steuern und mit Daten aus der Zeitwirtschaft abstimmen. Zudem sind Stapleraufträge in Abhängigkeit Ihrer Position besser planbar. Darüber hinaus lassen sich auch Transportroboter einbinden.

Dr. Mathias Zscheile © Günther Jauk
Dr. Mathias Zscheile © Günther Jauk

Verborgene Schätze

„Das Potenzial liegt in der Buche“, ist Prof. Dr. Matthias Zscheile von der TU Rosenheim überzeugt. Dabei geht es ihm in erster Linie nicht um den Holzbau, sondern um holzbasierte Bioökonomie. Damit ist die innovative Nutzung des Rohstoffs entlang der Wertschöpfungskette bis hin zur chemischen Industrie gemeint. Pro Sekunde wachsen weltweit 3000 t Cellulose nach, was die globale Erdölproduktion um das 20-Fache übersteigt. Der lignocellulosehaltige Rohstoff Holz könnte mittels chemischen Aufschlusses und neuer Technologien somit fossile Rohstoffe, wie Erdöl und Gas, in vielen Bereichen ersetzen. Laut Zscheile wird die stoffliche Verwertung von Holz künftig intensiv auf Kosten der thermischen Nutzung zunehmen, wodurch derlei Überlegungen an Bedeutung gewinnen werden.

Prof. Werner Sobek © Kathrin Lanz
Prof. Werner Sobek © Kathrin Lanz

Wie wir morgen bauen müssen

Bei einem Bevölkerungszuwachs von 2,6 Personen pro Sekunde in Deutschland seien wir angehalten zu überlegen, wie wir morgen bauen müssen, ist Prof. Werner Sobek überzeugt. Bauen wir, wie bisher, dann „müssen wir 1300 Tonnen Baumaterialien pro Sekunde produzieren“, hält der Architekt fest. Dass dies nicht möglich ist, leuchtet jedem Zuhörer ein. „Trotzdem schmeißen wir mit Energie und Ressourcen um uns“, entgeistert er sich weiter. Die Lösung: „Keine fossilbasierte Energie verwenden und Material sparen.“ Sobek leistet seit Jahren Pionierarbeit auf diesem Gebiet. Nicht nur in Sachen Materialminimierung mit Holz, auch mit Glas oder Beton. Zudem entwickelt er prädiktive Systeme, die den Haushalt mit Minimalenergieaufwand schaukeln. Die Energie, die es braucht, wird aus Sonnenenergie gewonnen. Im Auditorium stößt er mit seiner Auffassung natürlich auf Zustimmung.

Karl-Heinz Weiss © Kathrin Lanz
Karl-Heinz Weiss © Kathrin Lanz

Telefon steht nicht mehr still

„Uns hat man am Anfang immer erzählt, mehrgeschossiger Holzbau in der Stadt – das gehe nicht“, erzählt Karl-Heinz Weiss, der seit fünf Jahren bei Lendlease in Australien tätig ist. Das Unternehmen wurde erst 1958 von einem Holländer gegründet. Erste große Aufmerksamkeit erlangte man dann mit dem International House Sydney im angesagten Stadtteil Barangaroo South. Das baute man 2017 fünf Geschosse hoch in Holz. „Seitdem steht das Telefon nicht mehr still“, informiert der Wahlaustralier mit Begeisterung. Derzeit entsteht gerade ein Schwesterngebäude zu dem Bau. Ebenfalls in der Pipeline hat Lendlease ein über 20-stöckiges Hochhausprojekt. Der Entwurf wird aber nur ganz kurz auf die Wand projiziert. „Wirklich darüber reden werden wir, wenn wir auf der Baustelle sind.“

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