Hybridbauweise mit Stahl und Holz: ökologisch und technisch überzeugend

Iris Darstein-Ebner, architekturkontext, Stuttgart

Der Klimawandel ist eines der dringlichsten Probleme unserer Zeit. Um den CO2-Ausstoß maßgeblich zu reduzieren, spielt der Gebäudesektor eine zentrale Rolle. Dabei ist der Energieverbrauch von Gebäuden im Betrieb nur ein Aspekt. Der weitaus größere Anteil am CO2-Ausstoß entfällt auf die Herstellung von Baumaterialien, das Errichten der Gebäude sowie deren Rückbau: Laut UN verursacht der Bausektor 38% des weltweiten CO2-Ausstoßes und 60% des weltweiten Abfallaufkommens. Nachhaltiges Bauen bedeutet daher die Reduzierung von Emissionen und den bewussten Einsatz von Ressourcen. Vor diesem Hintergrund wurde die Alho Hybridbauweise entwickelt und auf der BAU 2023 präsentiert.

Bereits die bekannte und bewährte Alho Stahlmodulbauweise zeichnet sich im Vergleich zu konventionellen Bauweisen durch besonders hohe Qualitätsansprüche an ein nachhaltiges und zukunftsfähiges Bausystem aus. Mit der neuen Hybridbauweise soll dies noch gesteigert werden.

Wann ist ein Gebäude nachhaltig?

Anhand eines Drei-Säulen-Modells, das gleichermaßen ökologische, ökonomische und soziokulturelle Faktoren berücksichtigt, lässt sich die Nachhaltigkeit eines Gebäudes festmachen. Das Modell geht davon aus, dass Nachhaltigkeit nur durch das gleichzeitige und gleichberechtigte Umsetzen von umweltbezogenen, wirtschaftlichen und sozialen Zielen erreicht werden kann. Alle drei Aspekte sind in die Entwicklung der Alho Hybridbauweise eingeflossen.

Ökologische Qualität der Hybridbauweise

Bei der Alho Hybridbauweise bilden Holz und Stahl perfekte Synergien, denn hier werden die Nachhaltigkeitsaspekte des Baustoffs Holz mit den technischen und konstruktiven Vorteilen des Stahls verbunden. Die tragende Stahlrahmenkonstruktion wird mit Decken und Außenwänden aus Holz kombiniert. Baukörper, die in der Hybridbauweise errichtet werden, erreichen ein Holzvolumen von rund 70%.

Da Holz während der gesamten Lebenszeit Kohlendioxid speichert, bleibt dies im Baustoff und somit im Gebäude gebunden. Dadurch reduzieren sich die CO2-Äquivalente massiv – insbesondere im Vergleich zu konventionellen Bauweisen. Beim Baustoff Stahl ist zudem zu beachten, dass er mit einer Quote von 99% das weltweit am meisten recycelte Material ist. Der Einsatz von „grünem Stahl“ ermöglicht eine weitere CO2-Einsparung von rund 30%.

Wie schon die bewährte Stahlmodulbauweise basiert auch die Hybridbauweise auf dem Prinzip der Lean Production. Durch stetige Prozessoptimierungen werden alle vorhandenen Ressourcen, wie Material, Personal und Energie bereits in der Produktion effizient eingesetzt und Verschwendung und Abfall auf ein Minimum reduziert. So entstehen innovative, emissionsarme und ökologisch besonders nachhaltige Gebäude.

Vorteile Holz auf einen Blick:

• Holz bindet während der gesamten Gebäude-Lebenszeit Kohlendioxid (CO2)
• CO2 bleibt im Baustoff und somit dauerhaft im Gebäude gebunden
• Massive Reduktion der CO2-Äquivalente im Vergleich zu konventionellen Bauweisen
• Nach Ende des Gebäudelebenszyklus Wiederverwendung als Bauholz oder thermische Nutzung möglich
• Verwendung von FSC- oder PEFC-zertifiziertem Holz aus nachhaltigem Anbau.

Vorteile Stahl auf einen Blick:

• Weltweit das am meisten recycelte Material
• 99% des Baustahls wird recycelt, 88% davon eingeschmolzen und zu neuem Stahl verarbeitet
• Stahlrecycling vermeidet Millionen Tonnen an Treibhausgasen
  pro Jahr
• Einsatz von „grünem Stahl“ ermöglicht weitere CO2-Einsparung von rund 30%.

Ökonomische Qualität

Bei der neuen Alho Hybridbauweise handelt es sich um ein standardisiertes Bausystem mit klar definiertem Rastermaß. Dieses ist für eine höchstmögliche Flexibilität in der Grundrissgestaltung entwickelt und bietet durch das produktionsoptimierte System eine besonders wirtschaftliche Lösung.

Die Standardisierung vereinfacht den digitalen, integralen Planungsprozess, bei dem nicht nur Gebäudekubatur und Grundrisse gestaltet, sondern auch Bauwerk und Gebäudetechnik präzise aufeinander abgestimmt werden.

Für die Fertigung bringt die Standardisierung massive Vorteile hinsichtlich der Ressourceneffizienz mit sich. So wird es möglich, die zu verbauenden Stahlrahmen und Holz-Wandelemente in größere Stückzahl vorzufertigen. Dadurch ergeben sich zum einen Skaleneffekte sowohl in der Beschaffung als auch in der Fertigung. Zum anderen wird so eine höhere Qualität der Bauteile erzielt.

Die Optimierung der Produktionsabläufe führt zu einer Reduzierung der Durchlaufzeiten. Das bedeutet, dass die Module schneller gefertigt und die Gebäude auch schneller realisiert werden können. Mit dieser Ressourceneffizienz geht somit letztlich auch eine Reduzierung der Baukosten einher – was ökonomische Vorteile für den Bauherrn mit sich bringt.

Wie bei der bewährten Stahlmodulbauweise wurde auch bei der Entwicklung der Hybridbauweise großen Wert auf eine hohe Flexibilität in der Nutzung gelegt. So sind die Wände nichttragend ausgeführt. Eine Änderung der Grundrisse und eine Anpassung des Gebäudes an neue Bedarfe sind jederzeit möglich. In der Hybridbauweise werden nachhaltige Gebäude mit einem langfristigen Werterhalt realisiert.

Ökonomische Vorteile der Hybridbauweise auf einen Blick:

• Möglichkeit, die zu verbauenden Stahlrahmen und Holz-Wandelemente in größerer Stückzahl vorzufertigen
• Schaffung von Skaleneffekten in Beschaffung und Produktion
• Noch höhere Qualität der Bauteile
• Optimierung der Produktionsabläufe führt zu Reduzierung der Durchlaufzeiten
• Dauerhafte Nutzungsflexibilität der Gebäude dank nichttragender Wände
• Langfristiger Werterhalt.

Soziokulturelle Qualität

Die dritte Säule der Nachhaltigkeit von Gebäuden ist deren soziokulturelle Qualität. Dabei geht es um die Akzeptanz und Wertschätzung eines Gebäudes durch seine Nutzer. Aspekte wie Wohngesundheit, Lebensqualität und ästhetische Gestaltung spielen hier eine große Rolle.

Durch die Vielzahl an Modulabmessungen verbunden mit unterschiedlichen Bauformen wie z.B. Riegel, U-, oder L-Form ist nahezu jede Grundrissgestaltung gegeben. Die schlanken zweischaligen Zwischendecken mit Installationshohlraum ermöglichen es, hohe und luftige Innenräume bei geringen Geschosshöhen zu schaffen.

Der Einsatz unterschiedlichster Materialien macht eine individuelle Fassadengestaltung möglich, z.B. mit Putz auf Wärmdämmverbundsystem, Vorsatzmauerwerk oder vorgehängten, hinterlüfteten Fassadenelementen aus Metall, HPL, Faserzement oder Keramik. Der ökologische Gedanke kann durch eine Holzfassade oder Fassadenbegrünung betont werden.

Ein Gründach entsiegelt Flächen, bzw. dient als Ausgleich für versiegelte Flächen. Es schafft Biodiversität, Lebensraum für Insekten und Nahrungsquellen für Vögel. Neben CO2 speichert es Feuchtigkeit und trägt so zu einem angenehmen Raumklima bei. Die Integration von regenerativen Energien wie Photovoltaik oder Solarthermie auf dem Dach ist problemlos möglich.

Holz sorgt – auch wenn es in der Konstruktion verborgen bleibt – für ein gutes Raumklima: Der Baustoff gleicht Schwankungen in der Feuchtigkeit der Raumluft aus, entlastet die Atemwege und ist für Allergiker besonders günstig. Zudem kann jedes Gebäude in Hybridbauweise grundsätzlich barrierefrei nach DIN geplant und erstellt werden. So genießen Bauherren und Architekten das gute Gefühl, in ein auf ganzer Linie soziokulturell nachhaltiges Gebäude zu investieren.

Soziokulturelle Aspekte der Hybridbauweise auf einen Blick:

• Hoher Holzanteil bewirkt gutes Raumklima und sorgt für Wohngesundheit.
• Vielfältige Fassadengestaltung, z.B. mit Holz oder Fassadenbegrünung.
• Dachbegrünung und Integration von Photovoltaik bzw. Solarthermie möglich.