BIM & Digitalisierung im Gebäude : Holzbau, Nachhaltigkeit und BIM: Baumaterialien im Check

Holz ist ein ökologisches Baumaterial, das aufgrund der Ressourcenthematik aktuell immer mehr Anwendung im Bauwesen findet. Die Standardisierung im Holzbau und der Grad der Vorfertigung steigen; dies geht mit einem höheren Digitalisierungsgrad einher.

Durch die Anwendung von BIM-gestützten digitalen Methoden werden die ausschlaggebenden Entscheidungskriterien für die Vergabe nicht nur die Herstellungskosten, sondern vielmehr die digitalen Qualitäten und die Kompetenzen der beteiligten Unternehmen in Zusammenhang mit einer transparenten Datensituation in Bezug auf Nachhaltigkeitskriterien sein. Folgt man den aktuellen Handlungsmaximen für ökologisches und nachhaltiges Bauen, entspräche die Modulbauweise in Form von Holzbauten diesen Kriterien wohl am ehesten. Dadurch könnte ein wirtschaftlicher und schneller Bauablauf gewährleistet werden. Ferner erscheint zur Erreichung der Klimaschutzziele u.a. eine ressourcenbewusste Bauweise aus Holz aus nachhaltigem Anbau zielführender. In Anbetracht der aktuellen CO₂-Bepreisung bzw. der erwartbaren Preissprünge erfordert dies zusätzlich eine genauere Bewertung.

Darauf gilt es zu achten

Für die Planung und die nachfolgende richtige ökologische Betrachtung eines Holzmodulbaus sind neben den üblichen Fragestellungen besonders folgende Fragen bzw. deren Antworten festzulegen:

• Rastermaß der Module: Für den Bereich der Bürogebäude hat sich ein optimales Rastermaß von 3,875 m x 12,750 m herausgebildet. Grundsätzlich kann das Rastermaß zwischen standardisierten Breiten von 2,625 m bis 4,000 m und Längen von 7,750 m bis 16,750 m variieren. Die Länge eines Moduls beträgt dabei immer ein Vielfaches der Breite. Dies erleichtert die Montage bei wechselnden Ausrichtungen der Module.
• Vorfertigungsgrad: Bei Lieferung der Module zur Baustelle sollten sie bereits Einbauten beinhalten, wie Fenster, Türen, Haustechnik, Beleuchtung etc. Auf der Baustelle ist dann nur einen Plug-and-Play-Prozess durchzuführen.
• Transportleistung: Just in Time erfordert Managementkapazität. Holz hat meist höhere Kilometerleistungen als Beton.
• Material der Deckenplatten, Fassadenpfosten und Dachplatten: dies sind Halbfertigteile.
  

Holz ist ein idealer Kreislaufwerkstoff. Holz als Werkstoff für die Module sorgt durch seine vollständige Recyclebarkeit für einen geschlossenen Materialkreislauf. Der geringe Gesamtenergiebedarf von der Rohstoffgewinnung bis zur Montage der Module hinterlässt einen nur kleinen ökologischen Fußabdruck. Zudem ist Holz ein temporärer Kohlenstoffspeicher (1 m³ Holz speichert eine Tonne CO₂).

Bauteilevergleich

Bei einem Bauteilevergleich zwischen Holzbauweise und Betonbauweise bei einem identen Gebäude in Kilogramm zeigen sich vor allem bei folgenden Materialien markante Unterschiede:

• Gipsputz und Gipskarton wird primär im Betonbau verwendet.
• Beton im Holzbau rd. 25 % des Betonbaus.
• Sperrholzplatten werden im Betonbau praktisch nicht verwendet.
• Bewehrungsstahl im Holzbau rd. 10 % des Betonbaus.
• Furnierholz wird im Betonbau praktisch nicht verwendet.
• Wärmedämmung rd. 30 % weniger als beim Betonbau.
• Hohlraumdämmung (XPS, SW, MW) im Holzbau geringfügig mehr.

Setzt man diese sehr grobe und oberflächliche Betrachtung fort, könnte man sagen, dass eine Bauausführung eines baugleichen Gebäudes (10.000 m² BGF) in Stahlbetonbauweise in etwa eine Verdoppelung der Baustoffmassen bedeutet.

Wirkungsindikatoren

Die Ergebnisse einer Ökobilanz (ISO 14040/44) werden durch Wirkungsindikatoren dargestellt, die entweder einzelne Lebenszyklusphasen oder den gesamten Lebenszyklus betreffen. Einer der bekanntesten Indikatoren ist der GWP (global warming potential) – das „Treibhauspotential“, das in kg CO₂-Äquivalenten ausgedrückt wird. Als Datengrundlage dienen Umweltproduktdeklarationen EPDs (Environmental Product Declarations) laut ISO 14025. Die EPDs verschiedener europäischer Länder sind durchaus (noch) unterschiedlich. Für Österreich kann das baubook-Werkzeug eco2soft zur Berechnung von ökologischen Kennzahlen von Gebäuden (inkl. der haustechnischen Komponenten) verwendet werden. Basierend auf dem bestehenden baubook-Rechner für Bauteile kann damit das Klimaerwärmungspotential (GWP-Summe), das Versauerungspotential (AP), das Überdüngungspotential (EP) und der Bedarf an nicht erneuerbarer Primärenergie (PENRT) der verbauten Materialien und der haustechnischen Komponenten dargestellt werden.

Ein grober Vergleich zwischen Holzmodulbauweise und Betonbau weist für den Holzbau beim GWP einen deutlichen Vorteil aus; dies trifft auch beim Versauerungspotential zu. Das EP ist in ähnlicher Größe, während beim PENRT wiederum der Holzbau Vorteile bringt. Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass die Holzmodulbauweise bei der Erreichung der Klimaschutzziele vor allem durch den relevanten Indikator GWP und dessen erhebliches Einsparpotential in Bezug auf die Freisetzung von CO₂ einen deutlich geringeren Fußabdruck hat als der Stahlbau.

buildingSMART beschäftigt sich sowohl in Nordeuropa als auch in der DACH-Region auf verschiedenen Ebenen mit dem Thema Holzbau. Dort sind in den vergangenen Jahren Arbeiten in Richtung der Standardisierung der Materialien für IFC, der Methoden und Werkzeuge für den Holzbau (Datendurchgängigkeit), Vorfertigung mit CNC-Maschinen etc. erstellt worden. In Österreich wurde das Bioinstitut der HBLFA Raumberg-Gumpenstein (Holzbau in klimaaktiv-Gold-Zertifizierung) komplett nach buildingSMART-Austria-Standards geplant, errichtet und wird auch danach betrieben. Im November wird mit dem Fachverband der Holzindustrie auch die international angesehene buildingSMART Professional Certification Foundation gestartet, an der mehr als 20 Holzfachleute teilnehmen und von buildingSMART Zertifizierten Trainern auf internationalem Niveau geschult werden.

Mehr dazu finden Sie in unserem Planerjahrbuch 2022!

Zum kostenlosen Vortrag "Holzbau mit Leidenschaft"!