Seit unsere Vorfahren das Problem des Fällen von Bäumen gelöst haben, bauten die Menschen Schutzhütten aus altem, zuverlässigem Holz. Von einfachen Hütten aus Ästen bis hin zu breiten Pavillons mit großen, in Pfählen eingelassenen Hölzern hat Holz schon immer einen herausragenden Stellenwert erlangt.
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In Europa gibt es Hinweise auf Holzkonstruktionen ab 4000 v. Chr., Und wir haben wahrscheinlich schon lange vorher gebaut, da Holz nach Jahrtausenden der Vergrabung in der Regel nicht gut standhält. Und die, die heute noch stehen, sind keine Hütten: Die Schweiz beansprucht das Haus Bethlehem aus dem Jahr 1287 n. Chr.; Die berühmte Stabkirche von Urnes in Norwegen wurde um 1130 errichtet. und der große Tempel von allen ist die 607 n. Chr. erbaute japanische Horyu-ji-Pagode
Holz kann jedoch nur so hoch gebaut werden, dass die Bauherren mit dem Wachstum der Städte neue Materialien verwendeten. Die moderne Skyline vieler Städte besteht fast ausschließlich aus glänzendem Glas und poliertem Stein, der von Stahl und Beton getragen wird.
Doch jetzt feiert Holz ein neues Comeback.
Ein großer Segen, von dem Architekten und Ingenieure hoffen, dass er große Gebäude leichter, billiger und umweltfreundlicher macht, ist das sogenannte Brettsperrholz (CLT).
„Ich bin jetzt seit fast 30 Jahren hier und in dieser Zeit gab es nur wenige Artikel, die für Aufsehen und Interesse gesorgt haben. Dies ist einer dieser Punkte “, sagte David Kretschmann, ein Forschungsingenieur des Forest Products Laboratory (FPL) des US-Forstdienstes in Madison, Wisconsin.
CLT und andere so genannte Massivholzprodukte sind seit fast 20 Jahren in Europa im Einsatz und wichtige Gestaltungselemente von Projekten wie Puukuokka in Finnland, einem achtstöckigen Wohngebäude. und Norwegens Baum, mit 14 Stockwerken das derzeit höchste Holzgebäude der Welt. Nach seiner Fertigstellung wird das 18-stöckige Brock Commons-Gebäude der University of British Columbia den Rekord für die höchste von CLT gebaute Struktur halten. Und 18 Stockwerke sind keineswegs die Grenze: Schwedische Architekten haben ein 34-stöckiges Holzgebäude mit dem Namen „Trätoppen“ für die Stockholmer Innenstadt vorgeschlagen, und Forscher und Architekten aus Cambridge haben ein 80-stöckiges Gebäude mit einer Fläche von einer Million Quadratmetern entworfen das Barbican in London, hauptsächlich aus Holz. Mit 984 Fuß Höhe wäre es das achtzehnthöchste Gebäude der Welt, direkt vor dem Four World Trade Center in New York City.
Die größten Vorschläge sind wahrscheinlich Jahre von der Realität entfernt, aber viele andere haben bereits Holz in diese Richtung getrieben: nach oben.
Albina Yards Konstruktion verwendet Holz als strukturelle Elemente - Wände, Stützen und Böden. (Mit freundlicher Genehmigung von LEVER Architecture) CLT unterscheidet sich in erster Linie von derzeit auf dem Markt erhältlichen geklebten oder genagelten Produkten dadurch, dass es aus Platten besteht, die in abwechselnden Schichten anstatt in parallelen Schichten gestapelt und geklebt werden. Paneele können sehr groß und sehr dick sein: Einer der beiden CLT-Hersteller in den USA ist in der Lage, CLT-Paneele mit einer Länge von 98 Fuß, einer Breite von 18 Fuß und einer Dicke von 19 Zoll herzustellen.
Die Vorteile sind zahlreich. So stark wie jedes altbewachsene Holz und fast so stark wie Stahl, kann es aus übrig gebliebenen Sägewerksabfällen sowie aus neuem Material hergestellt werden. Platten können als Fußböden oder Wände verwendet werden. Durch die Verwendung von weniger oder gar keinen Stützkonstruktionen aus Beton oder Stahl ist das Gesamtgewicht eines Gebäudes aus Holz weitaus geringer und es wird viel weniger Fundamentbeton benötigt. Und auf die gleiche Weise wie Papierfabriken schnell wachsende Arten anbauen, die geerntet werden können, während sie noch relativ klein sind, erfordert die Herstellung von CLT-Platten keine Bäume mit stattlichem Umfang.
Es gibt auch die Idee, dass durch die Verwendung von mehr Holz im Bauwesen und weniger kohlenstoffproduzierenden Materialien wie Beton und Stahl die Gebäude selbst zu Kohlenstoffsenken und nicht zu Kohlenstoffproduzenten werden. Und wenn die Platten im Werk exakt nach den Spezifikationen gefräst und einbaufertig geliefert werden, können die Bauwerke viel schneller hochfahren: Das neunstöckige Stadthaus in London, das 2009 fertiggestellt wurde, benötigte 23 Wochen weniger als ein vergleichbares Betongebäude.
„CLT ist in gewisser Weise eine sehr umfangreiche Version eines IKEA-Schranks. Wir fertigen und konstruieren ein System auf den Millimeter genau und verbinden es mit Stahlelementen “, sagte Thomas Robinson, leitender Architekt von LEVER Architecture in Portland und einer der beiden Gewinner des ersten Tall Wood Building Prize-Wettbewerbs von 2015. Das Projekt seiner Firma, Framework genannt, wird 12 Stockwerke umfassen, wenn es abgeschlossen ist.
Der andere Gewinner, 475 West 18th des Architekturbüros SHoP, ist ein 10-stöckiges Wohngebäude, das in der Nähe des High Line Parks im New Yorker Stadtteil Chelsea errichtet werden soll.
Also, wenn es so großartig ist, warum sprießen in Städten keine Massivholzgebäude wie ein fruchtbarer Garten? Zum einen, weil das Baugesetz noch nicht aufgeholt hat, und zum anderen, weil es keine bekannte Größe ist.
"Es ist etwas Neues auf dem US-Markt, weshalb es an grundlegender Vertrautheit mangelt", sagte David Barber, Feuerwehringenieur und Bauherr des in Australien ansässigen Konstruktionsunternehmens Arup. „Beamte haben es nicht angefasst oder beim Bau gesehen, daher gibt es eine erhebliche Barriere. Es ist sehr schwer, etwas zu genehmigen, wenn Sie es noch nie gesehen haben. “
Mit dem Bedürfnis nach Schutz geht auch die Forderung einher, dass die menschlichen Behausungen sicher sind, und die Leute, die die Codes schreiben, möchten wissen, wie neues Material, einschließlich CLT, Feuer, Wasser, Erdbeben, Wetter, Zersetzung oder anderem standhält apokalyptische Kraft, die ein Gebäude zum Einsturz bringen könnte. Und das Testen neuer Materialien kann die Rechnungen in Eile aufladen.
"Das System, das wir haben, haben wir im Laufe der Zeit aufgebaut. Um einige innovative Produkte zu haben, muss man jemanden finden, der im Grunde genommen den Hals raushält, um dies zu erreichen", sagte Kreschmann. „Es gibt Orte, die mit Holz vertraut sind, wie der pazifische Nordwesten. Daher sind sie tendenziell viel freundlicher gegenüber innovativen Verwendungen von Produkten. Es ist etwas schwieriger an Orten, an denen die Lernkurve steiler ist. “
Feuer ist eine große Frage, und das zu Recht, da Holz nicht nur ein Baustoff, sondern auch ein Brennstoff ist. Praktisch jede große Stadt in der Geschichte hatte auch ein oder mehrere "große Brände" - Konstantinopel, Rom, London, New York.
Infolgedessen sind Brandprüfungen umfangreich, streng und daher kostspielig und kosten Hunderttausende bis Millionen Dollar, auch wenn sich CLT-dicke Hölzer nur langsam entzünden, insbesondere wenn sie mit Trockenbau- oder Gipskartonplatten bedeckt sind.
"Es ist nicht so, als würden viele kleine Zahnstocher zusammengesetzt", sagte Kretschmann. "Diese großen massiven Paneele benötigen viel Energie, um zu brennen."
Tatsächlich bieten CLTs einen potenziellen Vorteil, wenn es um Brände geht: Wenn sie in die Holzkonstruktionen eingebettet sind, erweichen Stahl- und andere Befestigungselemente bei einem Brand weniger leicht und versagen.
Die seismische Leistung ist ein weiteres Problem, das derzeit untersucht wird. Kreschmanns Partner an der FPL, Doug Rammer, beteiligt sich an mehreren von der National Science Foundation finanzierten Projekten, um besser zu verstehen, wie Gebäude mit CLTs als zentralem Gestaltungselement besser gegen Erdbeben ausgelegt werden können und wie sie unter verschiedenen Bedingungen funktionieren.
Und hier ist ein weiterer Aspekt, über den sich die meisten Menschen wahrscheinlich kaum Gedanken machen: Wind. Zu verstehen, wie sich wirklich große CLT-Hochhäuser mit 40 oder mehr Stockwerken verhalten, wenn sie in böigen Himmel eindringen, ist eine weitere Frage, auf die die Branche hinarbeitet.
Die Forscher des Forest Products Laboratory installierten einen kabellosen Feuchtigkeitssensor in einem CLT-Panel, um den Feuchtigkeitsgehalt über einen längeren Zeitraum zu verfolgen. (Mit freundlicher Genehmigung von Steve Schmieding, USFS Forest Products Laboratory) Robinson seinerseits hofft, dass Gebiete im ganzen Land mit zahlreichen, aber wenig genutzten Wäldern neue Marktchancen eröffnen können, indem sie ihre lokalen natürlichen Ressourcen nutzen. Außerdem können durch die Vermeidung von Kosten für den Fernversand und den Transport die Projektbudgets reduziert werden.
"Mein Interesse an Holz erwuchs aus der Ansiedlung im pazifischen Nordwesten und dem Blick auf Materialien, die in der Region leicht verfügbar und reichlich vorhanden sind", sagte Robinson. „Wir waren daran interessiert, über unsere Baumaterialien so nachzudenken, wie Köche über Zutaten nachdenken, und darauf abzustimmen, was wir mit der Zutat machen. Vor allem, wenn es eine großartige Zutat ist. “
In dem Maße, in dem die Akzeptanz von CLTs langsam zunimmt, sind Kreschmann und Rammer der Ansicht, dass sie hauptsächlich in Gebäuden mit etwas niedrigeren Höhen in der Nähe von 12 bis 14 Stockwerken zum Einsatz kommen werden. Wenn CLTs in höheren Gebäuden eingesetzt werden, ist dies neben Beton und Stahl ein weiteres Material.
"Wir sehen es als wunderbares, komplexes Material, und alles, was eine stärkere Nutzung nachwachsender Rohstoffe zur Verbesserung des Lebens der Öffentlichkeit ermöglicht, ist eine gute Sache", sagte Kreschmann. "CLT bietet die Möglichkeit, einige wirklich innovative und wundervolle Dinge zu tun, und wir möchten, dass CLT nur noch ein Pfeil im Köcher ist, mit dem Sie auf das Problem schießen können."
