Die Leichtigkeit des Werkstoffes Holz, die einfache Montage vor Ort, der automatische Abbund, die zunehmend digitale Planung, aber auch die Notwendigkeit, effizienter zu bauen, weniger Fehler zu machen, aus Fehlern schnell zu lernen und Skaleneffekte zu nutzen, zeigt ganz deutlich in Richtung seriellem Bauen mit Raummodulen aus Holz. Was bei anderen Werkstoffen, etwa Beton, allein aufgrund der immensen Masse schier unmöglich ist, ist mit Holz möglich und sinnvoll.
Das Raummodul ist dann der Baustein, aus dem der mehrgeschossige Holzbau gemacht ist. Für effizientes Bauen mit relativ regelmäßigen Grundrissen, etwa bei öffentlichen Gebäuden oder Hotelgebäuden, ergeben sich deutliche Vorteile. Aber auch für Aufstockungen und Erweiterungen im Bestand ergeben sich günstige Umstände. Die Planung kann allerdings schwer im Planungsprozess in Richtung Raummodulbau umschwenken, sondern muss vom ersten Tag an diese Festlegung treffen.
Die Vorgangsweise ist denkbar einfach: Raummodule werden digital geplant, im Werk montiert, Feuchteschutz und Akustik werden bereits werkseitig berücksichtigt, dabei wird möglichst auch der Innenausbau mit der Haustechnik weitgehend bereits verbaut, die Raummodule werden für die Baustelle assembliert und dort dann schnell und effizient verbaut. Auf die Baustelle entsteht dann insbesondere die Herausforderung, die einzelnen Module optimal zum Gesamtbauwerk zu fügen, dabei auf Bauwerksfugen und Gesamtaussteifung zu achten.
Dieser Trend wird befeuert durch die Tendenz, die Baustellenzeiten zu minimieren, was gerade im urbanen Umfeld wesentlich ist. Durch kurze Bauzeiten mit möglichst geringen Problemen wird der Bauprozess wesentlich beschleunigt.
Was einfach klingt, ist effektiv gar nicht so einfach: Umso einfacher der Bauablauf, umso aufwändiger ist die Planung, die konstruktiv und zeitlich bis ins kleinste Detail abgestimmt sein muss und Montage, Logistik und Bauausführung umfasst. Der Begriff des Raummoduls klingt anfänglich nach Standard-Modulen, ermöglicht aber im modernen Holzbau heute eine hohe Flexibilität, Anpassbarkeit und Variabilität der einzelnen Module.
Selbstverständlich muss die Planung allerdings an die Bauausführung angepasst sein. Diese Kohärenz ist kein Nachteil, sondern ein Vorteil. Die Abstimmung von Planung und Ausführung, die häufig im Bauwesen nicht gegeben ist, ist ein Anstoß zum effizienten Bauen.
Bei Raummodulen besteht dann immer auch das „Problem„, dass Wände und Decken tendenziell doppelt ausgeführt sind. Das ist allerdings auch kein Nachteil. Der leichte Werkstoff Holz hat systemimmanente Probleme mit Schwingungen und Akustik. Indem Wände und Decken doppelt ausgeführt werden, lassen sich Masse-Feder-Masse-Systeme verwirklichen, die die Schallwellen effizient dämpfen und zum Abklingen bringen.
Entsprechend dieser Potenziale von der digitalen Planung zum automatischen Abbund zur Montage vor Ort bezeichnen sich innovative Start-Ups, die das serielle Bauen mit Holz vorantreiben wollen, wie im Falle Gropyus als „Tesla der Immobilienwelt“ (Manager Magazin).
Als Bauingenieur im konstruktiven Ingenieurbau tauchen dann einige wichtige Herausforderungen auf, nämlich Bauphysik, Wärmeschutz, Feuchteschutz, Brandschutz, Akustik oder Tragwerkskonzept. Die ästhetische Komponente ist nicht außer Acht zu lassen, wobei sich immer die Frage stellt, ob Sichtholz unbedingt notwendig ist oder ob es nicht vielmehr um ein effizientes Bauen mit Holz geht, das auch ohne Sichtholzoberflächen seine Stärken entfaltet.
Das interessante am Konstruieren mit Raummodulen besteht in der Betrachtung des Einzelmoduls sowie in der Betrachtung des Gesamtgebäudes. Ist das einzelne Raummodul tragfest, sind Konzepte zu finden, die Summe an Rummodulen stabil zu verbinden, indem Schubdorne und Verbindungsmittel eingesetzt werden. Die Assemblierung im Gesamtgebäude entscheidet aber wesentlich, wie die einzelnen Module bemessen sein müssen.
Diese können in beide Richtungen steif konzipiert sein, in eine Richtung mit zusätzlichen Konstruktionen, etwa Diagonalverbänden, ausgesteift werden, oder einseitig oder zweiseitig an Aussteifungskerne angeschlossen werden.
Aus Sicht der Tragwerksplanung ergeben sich diverse Möglichkeiten:
- Selbsttragende Raummodule, die im Lego-Prinzip aneinandergereiht werden.
- Selbsttragende Raummodule, die in eine Rahmenkonstruktion eingestellt werden.
- Raummodule die als tragende Elemente dienen, in welche dann aber Decken eingehängt werden.
Das Raummodul selbst ist entweder in Massivholz, als Brettstapelbauweise, Brettsperrholz oder in Skelettbauweise oder Rahmenbau konzipiert.
Balkonkonstruktionen werden in der Regel sowohl aus statischer als auch aus thermischer Sicht entkoppelt. Dies betrifft allerdings nicht nur den Raummodulbau mit Holz, sondern den gesamten mehrgeschossigen Holzbau, weil sich Probleme ergeben, insofern Holzdecken in verschiedenen Nutzungsklassen angeordnet sind.
Grundsätzlich sind die Längswände tragend und die Schmalwände, die die Außenwände des fertigen Gebäudes darstellen, nicht. Folglich werden die Funktionen Wärmedämmung, Feuchteschutz, Winddichtheit, Luftdichtheit und Fassadenbekleidung den Querwänden zugeordnet. In allen Fällen ergibt sich die Notwendigkeit, die Fugen auf der Baustelle zu verschließen. Dadurch sind die Fugen allerdings dann sichtbar. Grundsätzlich wird häufig die gesamte Außenhaut auf der Baustelle montiert, was zwar zu Lasten der Effizienz geht, aber eine vollständige und einwandfreie Hülle schafft.
Bei möglichst kurzen Bauzeiten, emissionsarmen Baustellen und hoher Ausführungsqualität sind Raummodule in Holz besonders stark. Das Planen und Ausführen ändert sich aber grundsätzlich und es ist viel Offenheit und Flexibilität gefragt.
Literatur:
[1] Hermann Kaufmann, Stefan Krötsch. Stefan Winter: „Atlas mehrgeschossiger Holzbau“, Edition Detail, München 2022
[2] Wolfgang Huß, Matthias Kaufmann, Konrad Merz: „Holzbau Raummodule“, Detail Edition, München 2018
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