Nachwachsende Baustoffe

Beim Holzrahmenbau steht selbstverständlich der nachwachsende Baustoff Holz im Mittelpunkt. Wieso schützen Holzhäuser das Klima und welche sonstigen Vorteile bietet der natürliche Baustoff aus dem Wald? Im Folgenden möchten wir die wichtigsten Fragen zum Holzbau und zur Holzrahmenbauweise beantworten.

Graue Energie: Der unsichtbare Faktor beim Klimaschutz

Nach der konstruktiven Gestaltung hat die Werkstoffwahl den zweiten großen Einfluss auf die graue Energie eines Bauwerks. Als "graue Energie" wird die bei der Herstellung einer Sache benötigte Energie sowie die damit verbundenen Schadstoffemissionen bezeichnet. Circa 11 % der globalen CO₂-Emissionen entstehen bei der Herstellung konventioneller Baustoffe. (Quelle: König, 2017, Lebenszyklusanalyse von Wohngebäuden, Studie für das Bayerische Landesamt für Umwelt; Mahler et al., 2019, Energieaufwand für Gebäudekonzepte im gesamten Lebenszyklus, Studie für das Umweltbundesamt; Faktor X Agentur, 2018, Bauhandbuch Inden). Daher ist es höchste Zeit für den Bau von Einfamilienhäusern alternative Bauweisen wie den Holzrahmenbau zu bevorzugen.

Ein Vergleich von konventionellen Baustoffen mit Baustoffen, die die gleichen bauphysikalischen Eigenschaften besitzen, aber weitaus weniger graue Energie verbrauchen, macht deutlich, dass sich durch eine entsprechende Baustoffwahl leicht 50 % der grauen Energie einsparen lässt.

Ein ökologisches Baukonzept handelt demnach von "guten Baustoffen". Damit sind jene Baustoffe gemeint, die zum Klima- und Ressourcenschutz beitragen, weil sie die Errichtung von Bauwerken in einer Form zulassen, die sowohl beim Bauen als auch bei der Nutzung der Gebäude dem Leitbild der Nachhaltigkeit entsprechen.

Gute Baustoffe zeichnen sich auf der einen Seite dadurch aus, dass sie den Bau von energieeffizienten Gebäuden ermöglichen, die die Gesundheit der Bewohner nicht beeinträchtigt und sich auf der anderen Seite durch Materialwahl und Produktionsbedingungen ebenso positiv auf den Umwelt- und den Klimaschutz auswirken.

Holzrahmenbau vereint die meisten Vorteile

Unter allen Bauweisen, auf die die oben aufgeführten Eigenschaften passen, ist der Holzrahmenbau die Bauweise, die sich am intelligentesten und flexibelsten an unterschiedlichste Anforderungen anpassen lässt. Mit dem Holzrahmenbau lassen sich vom Ferienhaus bis zum mehrgeschossigen Wohnhaus alle möglichen Gebäude realisieren. Je nachdem, welche Anforderungen an den Holzrahmenbau gestellt werden, kann die Holzrahmenbauweise bedarfsgerecht je nach Aufgabenstellung angepasst werden. Der Holzrahmenbau zeichnet sich dadurch aus, dass er so wenig Holz verbraucht wie keine andere Holzbauweise.

Da beim Holzrahmenbau tragende Konstruktion und Wärmedämmung in einer Ebene liegen, sind die Wände bei gleichem Dämmstandard dünner als bei jeder anderen Bauweise. Die Gefache zwischen den tragenden Stützen in der Wand können mit ganz unterschiedlichen Fasern gefüllt werden. Selbst Strohballenhäuser lassen sich nur mit dem Holzrahmenbau realisieren.

Durch den Holzrahmenbau die CO₂-Speicherung beim Bauen maximieren

Da der Rohbau eines Hauses im Mittel bereits über 50 % der grauen Energie eines Gebäudes verursacht, haben Planer und Bauherren in Bezug auf die Bauweise den wohl größten Hebel in der Hand, um CO₂ und wertvolle Rohstoffe einzusparen. Fällt die Wahl zum Beispiel auf eine Holzrahmenbauweise mit Naturfaserdämmung anstatt auf einen Massivbau mit mineralischer Dämmung, führte dies bei einem Versuchsbau zu einer Reduzierung von CO₂ um 86 Tonnen. (Quelle: Umweltgerechte Baustoffe, Fraunhofer IRB.Verlag, Ganzheitliche energetische Betrachtung von Gebäuden, Taco Holthuizen) Diese Bilanz liegt vor allem an der hohen CO₂-Speicherung des Holzes und der Naturfaserdämmung, welche bis zu 1.800 kg CO₂ pro Tonne Holzfaser speichern können, sowie dem vergleichsweise geringen Energieeinsatz bei der Herstellung der Baustoffe auf Holz und Naturfaserbasis. Selbst nach Hinzurechnung aller für die schlüsselfertige Fertigstellung des Versuchshauses verursachten CO₂-Emissionen verblieb eine negative CO₂-Bilanz von mehr als 50 Tonnen CO₂. Würde demnach jedes neu errichtete Einzelhaus als Holzrahmenbau erstellt, könnten wir allein durch diese Maßnahme 20 % unseres CO₂-Gesamtverbrauchs einsparen.

Holzrahmenbau als dampfdiffusionsoffene Bauweise

Viele Zimmereibetriebe, die sich auf den Bau von Holzhäusern spezialisiert haben, setzen seit Mitte der 1980er-Jahre im Bereich des Holzhausbaus vorzugsweise auf einen dampfdiffusionsoffenen und naturfasergedämmten Holzrahmenbau. Mit dem Aufkommen der Zellulosefaser in den 80er-Jahren war es erstmalig auch kleinen Zimmereibetrieben wieder möglich, wirtschaftliche und robuste Holzhäuser zu bauen. Robust deshalb, weil der Einsatz von Naturfaserdämmung einen dampfdiffusionsoffenen Bauteilaufbau ermöglicht. Naturfasern können bis zu einem hohen Maß Feuchtigkeit speichern, ohne dass der Wandaufbau dadurch Schaden nimmt. Die hauptsächlich durch Wohnfeuchte aufgenommene Feuchtigkeit wandert zu 80 % vom Hausinneren nach draußen, 20 % der Wohnfeuchte wandern im Winter wieder nach innen zurück und sorgen so dafür, dass die Wohnraumfeuchte sich konstant auf angenehme 50 bis 60 % einpendelt.

Diffusionsoffene Wandaufbauten sind hochwertiger als andere Wandaufbauten, weil die Naturfasern Feuchtigkeit aufnehmen und zeitversetzt wieder an die Umgebung abgeben können. Hierdurch werden Feuchteschäden an der Holzkonstruktion vermieden, die bei mineralisch gedämmten Außenwänden dann entstehen, wenn die Dampfsperre – in der Regel eine PE-Folie – mit der Zeit spröde wird und wenn Risse entstehen, durch die Feuchtigkeit durchkondensieren kann. Da die mineralischen Fasern keine Feuchtigkeit aufnehmen können, läuft das sich bildende Wasserdampfkondensat bis zu den Schwellenhölzern hinab und richtet hier große Schäden, bis zum Totalschaden, an. Von den Fertighäusern, die in den Jahren zwischen 1960 und 1990 in der Bauweise mit Dampfsperrfolien erstellt wurden, steht heute so gut wie keines mehr.

Holzhausbau ohne Leim?

Es ist ein sensibler Prozess, bei der Wahl der Baustoffe für ein energetisches, wohngesundes und klimaneutrales Wohnhaus ein ideales Gleichgewicht an Ökonomie, Ökologie und Baubiologie zu finden. So vermeiden wir einerseits bei unseren Häusern aus Holz zerspante und leimgebundene Holzwerkstoffplatten für die Aussteifung unserer Dach- und Außenwandelemente - die sogenannten OSB-Platten. Anderseits können wir jedoch mit einer 3-Schichtplatte, die zwei Leimfugen besitzt, für die Aussteifung der offenen Deckenlagen der Geschossdecken gut leben.

Was zunächst wie ein Widerspruch erscheint, ist Folge eines sorgsamen Abwägungsprozesses. Bei solchen Entscheidungsprozessen spielt die genaue Betrachtung der bauphysikalischen Prozesse eine größere Rolle als generelle Vorurteile, die pro oder kontra Leim ausfallen.

Da sich eine OSB-Platte beim Holzrahmenbau in einem dampfdiffusionswirksamen Außenbauteil befindet, zu über 30 % aus Leim besteht und die Außenwände oftmals eine Fläche von mehreren Hundert Quadratmetern besitzen, sind die Emissionen einer OSB-Platte im Innenraum eines Hauses nachweisbar und sogar an besonders warmen Tagen durch Geruch wahrnehmbar. In Deutschland existiert keine Volldeklaration für Baustoffe, daher müssen Baustoffproduzenten von OSB-Platten keine Angaben zu den Zusammensetzungen der Leime oder zur Herkunft der verwendeten Holzspäne machen.

Es kam bereits vor, dass in Bayern Kindergärten wieder abgerissen werden mussten, weil die Klassenräume durch viel zu hohe VOC-Schadstoffwerte (volatile organic compounds, flüchtige organische Verbindungen) nicht nutzbar waren. Besitzen Bauteile aus Holz jedoch lediglich eine bis zwei Leimfugen, so ist das im Vergleich mit der OSB-Platte in den Außenwänden des Holzrahmenbaus eine so geringe Leimmenge, dass diese nur schwer nachzuweisen und schon gar nicht zu riechen wäre. Würden wir jedoch darauf abzielen, komplett auf Leim zu verzichten, würde der Holzverbrauch für die konstruktiven Hölzer um ein Drittel zunehmen, da nicht zusammengesetzte Holzquerschnitte statisch nicht so tragfähig sind wie zusammengesetzte. Zudem arbeiten und verdrehen sich massive Hölzer wesentlich stärker, weil sie nicht durch das Zusammensetzen mehrerer Holzquerschnitte abgesperrt sind.

Anstelle der im Holzrahmenbau üblichen OSB-Platte in den Außenwänden greifen wir bevorzugt zur Aussteifung auf die GFM-Platte zurück - eine leimfreie Holzplatte, die aus diagonal angeordneten Fichtenbrettern besteht, die mithilfe von Nut- und Feder zusammengesteckt werden. Diese Schalung steift die Außenwände hervorragend aus und wird ab Werk mit Heißwachs bedampft, um die benötigte Dampfbremswirkung zu erzielen. Insofern die Baukosten reduziert werden müssen, ist es auch möglich, die Außenwände beim Holzrahmenbau mit einer mit Pappe kaschierten Gipsfaserplatte auszusteifen. Auch diese Platte enthält keinen Leim.

Holzrahmenbau als Strohballenbau

Die Strohballenbauweise ist eine zu Recht immer beliebter werdende Holzrahmenbauvariante. Bei dieser Bauweise werden die Gefache der Außenbauteile sowie die Gefache von den Dach- und Außenwandtafeln mit Strohballen gestopft und - ohne aussteifende Plattenwerkstoffe - innenseitig mit Lehm und außenseitig mit Kalk verputzt. Zur Aussteifung dienen verzinkte Windrispenbänder oder Bänder aus Edelstahl, die kreuzweise Unterputz über die Bauteile gespannt werden.

Der mit Strohballen ausgefachte Holzrahmenbau zeichnet sich dadurch aus, dass er verstärkt auf regional verfügbare Produkte wie Stroh, Lehm und Kalk zurückgreift und deshalb weitestgehend auf Industrieprodukte verzichten kann. Die Sache hat nur einen wesentlichen Haken: Gerade die Putzarbeiten – innen und außenseitig - sind sehr lohnintensiv. Aus diesem Grund ist der Strohballenhausbau eine eher kostenintensive Bauweise und Spielart des Holzrahmenbaus. Besitzen jedoch die Bauherren Zeit und Mut zur Eigenleistung, stellt die Holzrahmenbauvariante mit Strohballen eine der Bauweisen dar, bei der sich Eigenleistungen wirklich rentieren.

Zum Verputzen von Außenwandflächen lassen sich zum Beispiel Freunde und Nachbarn einladen, denn die Arbeit macht Spaß und auch ungeübte Hobbyhandwerker können nicht viel falsch machen. Das Verputzen stellt eine ideale Position dar, mit der sich die Mehrkosten der Strohballenbauweise durch Eigenleistung wieder ausgleichen lässt.

Wärmespeicher senken: Sommerlicher Hitzeschutz beim Holzrahmenbau

Eine der angenehmsten Eigenschaften, die ein naturfasergedämmter Holzrahmenbau mitbringt, ist seine schnelle thermische Regeneration. Egal, wie sehr ein Haus in Holzrahmenbauweise im Sommer durch solare Energiegewinne erwärmt wurde, über Nacht kühlt es sich immer wieder ab, sodass sich das Gebäudeklima vom Abend bis zum nächsten Morgen wieder komplett akklimatisiert hat. Ein Haus in Holzrahmenbauweise wirkt am nächsten Morgen wieder so frisch wie am Morgen zuvor. Dies liegt daran, dass die Bauteile eines Holzrahmenbaus nur genau so viel Speichermasse für die Wärmeenergie besitzen, dass sie die Energie nur für wenige Stunden speichern können. Auf diese Weise kann sich die Temperatur im Sommer nicht hochschaukeln, wie es bei massiveren Häusern mit Stahlbetonbauteilen oder Estrichfußböden häufig der Fall ist, wenn es mehrere Tage in Folge sehr warm ist.

Soll das geplante Haus mit einem Grundofen beheizt werden, bietet ein Holzrahmenbau ebenfalls optimale Bedingungen. Denn auch hier ist ein Holzrahmenbau leicht genug, um sich schnell durch die Wärmestrahlung des Ofens zu erwärmen. Falls das Haus im Winter mehrere Tage nicht beheizt wird und dadurch auskühlt, benötigt es nur wenigen Stunden, bis sich in allen Räumen wieder die gewünschte Raumtemperatur hergestellt hat.

Holzfenster oder Kunststofffenster - oder doch lieber Holz-Aluminium?

Für viele Bauherren ist die Wahl des Fenstermaterials eine schwierige Herausforderung. Während sich die Vorurteile gegenüber Holzhäusern weitestgehend abgebaut haben, halten sich die Vorurteile gegen Holzfenster hartnäckig - selbst bei sonst sehr ökologisch orientierten Bauherren. Meist wird befürchtet, dass Holzfenster zum einen wesentlich teurer als Kunststofffenster sind und zum anderen regelmäßig gepflegt und gestrichen werden müssen. Holz-Aluminium-Fenster gelten in der Regel als die qualitativ besten Fenster, da sie dem Anschein nach die ökologischen Vorteile des Holzfensters mit der Langlebigkeit der Aluminiumbekleidung vereinen. Dies ist jedoch nicht der Fall. Auf einen Zeitraum von 30 Jahren und mehr betrachtet, schneidet das Holzfenster in den Punkten Ökologie und Ökonomie am besten ab. Dies hat gleich mehrere Gründe. Holz-Aluminium-Fenster halten statistisch betrachtet nicht so lange wie Holzfenster. Dies liegt daran, dass sich unterhalb der Aluminiumbekleidungen häufig Kondensat bildet, welches über die Befestigungsmittel der Bekleidung in die Holzprofile des Fensters gelangt. Nach wenigen Jahren können diese Schäden dazu führen, dass einzelne Fensterelemente unbemerkt fast komplett verrotten und ausgewechselt werden müssen.

Auch moderne Kunststofffenster können durch die UV-Strahlung der Sonne innerhalb weniger Jahre ihren Glanz und ihre Farbe verlieren bzw. vergilben. Im Kunststoff befinden sich zudem Weichmacher, die sich mit der Zeit verflüchtigen und den Kunststoff hart und spröde werden lassen. Dies führt dazu, dass durch die jahreszeitbedingten Temperaturschwankungen große Spannungen entstehen können, die das Material nicht mehr auszugleichen vermag. Es kommt dann zu Rissen in den Rahmenverbindungen oder auch direkt auf den Oberflächen. Bei beiden Fenstertypen, ob Holz-Alu-Fenster oder Kunststofffenster, liegen dann irreparable Schadensfälle vor, die meist zu dem Totalverlust des Fensters führen.

Ganz anders stellt sich die Lage bei Holzfenstern dar. Die oben beschriebenen Schäden können bei einem reinen Holzfenster gar nicht erst entstehen. Da das Fensterholz selbst wie auch dessen Lackierung mit Ventilationslack dampfdiffusionsoffen ist, kann Feuchtigkeit dem Fensterholz die ersten 15 Jahre nichts anhaben. Sobald das Wetter durch die UV-Strahlung der Sonne den Fensterlack im Süden und Westen nach mehr als einem Jahrzehnt abgebaut hat, werden ausschließlich die betroffenen Fensterbereiche für wenige Hundert Euro gestrichen. Die beste Wahl ist hier sicherlich ein Fachbetrieb. Wird diese Maßnahme alle 10 bis 15 Jahre wiederholt, besteht kein Grund, weshalb Holzfenster je kaputtgehen sollten. Zum Beispiel sind die Fichtenholzfenster unseres eigenen Hauses aus dem Jahr 1924, also fast hundert Jahre alt. Kein Holz-Aluminium-Fenster oder Kunststofffenster wird jemals dieses Alter erreichen können. Selbst wenn alle Pflegemaßnahmen an Holzfenstern von Fachbetrieben durchgeführt werden, liegen die Kosten für Holzfenster über die Jahre gerechnet weit hinter den Kosten und Folgekosten von Holz-Alu-Fenstern bzw. Kunststofffenstern.