Wiederverwendbares Holz-Wandsystem in Bausteinbauweise

Abstract

Durch die lauter werdende Klimaschutzdebatte rückt der Bausektor immer weiter in den Fokus.Rund ein Drittel der weltweiten Kohlenstoffdioxid (CO2) - Emissionen, 35 Prozent des Endenergieverbrauchs,90 Prozent der Entnahme mineralischer Rohstoffe in Industrienationen und dieHälfte des Abfallaufkommens können dem Bausektor zugeschrieben werden. Noch erschreckendersieht die Bilanz auf kleinerem Maßstab, und zwar in Städten bzw. Großstädten, aus. Dort istrund 75 Prozent des Ressourcenverbrauchs der Bauindustrie anzurechnen. Ziel dieser Masterarbeit war es, ein neuartiges Wandsystem mit dem Grundwerkstoff Holz zuentwickeln, welches die Themen Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Wettbewerbsfähigkeitvereint und somit eine konkurrenzfähige Gesamtlösung bietet.Der Aspekt der Nachhaltigkeit wird sowohl durch die Verwendung von regionalen Grundmaterialienwie aber auch der Maximierung der Holzausbeute des Grundwerkstoffes (Vermeidung vonAbfallprodukten) erfüllt. Zudem soll die Materialvielfalt auf ein Minimum beschränkt werdenund fast ausschließlich mit dem Grundwerkstoff Holz gearbeitet werden.Die Wirtschaftlichkeit respektive die Fähigkeit als Konkurrenzprodukt zu aktuellen Bauverfahrenwird durch ein System, welches als Serienprodukt mit nur wenigen Grundbausteinen gefertig werdenkann, abgedeckt. Hinzu kommt die Bedingung, dass der Personalaufwand für die Errichtungauf der Baustelle auf nur wenige Arbeitskräfte beschränkt werden soll.Als weiteres Kriterium für das Wandsystem, das wieder den Blickwinkel der Nachhaltigkeitbeinhaltet, wird die komplette Wiederverwendbarkeit der Materialien gefordert. Dies ermöglichtdie Umnutzung von Bauwerken, respektive die Wiederverwertung einzelner Bauwerksteile fürzukünftige Bauvorhaben. Damit stellt die Bauweise eine mögliche Kreislaufwirtschaft mit nurgeringem Materialverschleiß sicher.Die zentrale Frage der hier vorliegenden Masterarbeit lautet dementsprechend:Ist es möglich ein, aus wenigen Grundbausteinen bestehendes und im Werk vorgefertigtes,Wandsystem in reiner Vollholzbauweise zu kreieren, welches die Materialvielfalt auf ein Minimumbeschränkt und die Möglichkeit einer Wiederverwertung (Kreislaufwirtschaft) sämtlicher Bau- und Einzelteile bietet, wobei die Aspekte der Regionalität, wie aber auch der Gesichtspunkt einerSerienfertigung mit berücksichtigt werden müssen.Der Ausgangspunkt der hier vorliegenden Masterarbeit stellt eine Betrachtung des „State ofthe Art“ (Stand der Technik von Konkurrenzprodukten) dar, wobei vier Wandsysteme durchverschiedene, vorab festgelegte, Kriterien näher betrachtet und beschrieben werden. Der Mittelbaudieser Masterarbeit zeigt den Entwurf des Wandsystems auf (beyond the State of the Art).Ein ganz zentraler Aspekt wird dabei auf die Fertigung, und die damit verbundenen Hindernisseund Schwierigkeiten, eines ersten Prototyps gelegt, wodurch Erkenntnisse für eine spätere Serienfertigung erörtert werden. Der Abschluss dieser Masterarbeit wird durch ein Resümeeabgerundet, welches auf Zukunftsfragen wie auch auf weitere zu behandelnde Themenbereichehinweist. Die Conclusio stellt abschließend eine Schlussfolgerung dar und zeigt auf, welche dergestellten Anforderungen (zentrale Frage) erfüllt wurden, respektive nicht erfüllt werden konnten.

As the debate on climate protection becomes louder, the construction sector is increasinglycoming into focus. Around a third of global carbon dioxide (CO2) emissions, 35 percent of finalenergy consumption, 90 percent of the extraction of mineral raw materials in industrializednations and half of the waste produced can be attributed to the construction sector. The balanceis even more alarming on a smaller scale, namely in cities and large towns. There, around 75percent of resource consumption can be attributed to the construction industry. [1], [2], [3]The aim of this master’s thesis was to develop a new type of wall system using wood as thebase material, which combines sustainability, resource efficiency and competitiveness and thusoffers a competitive overall solution.The aspect of sustainability is fulfilled both through the use of regional base materials andthe maximization of the wood yield of the base material (avoidance of waste products). Inaddition, the variety of materials is to be kept to a minimum and work is to be carried out almostexclusively with wood as the base material.The economic efficiency or the ability to compete with current construction methods is coveredby a system that can be manufactured as a series product with only a few basic components.Added to this is the condition that the personnel required for construction on the building siteshould be limited to just a few workers.A further criterion for the wall system, which again includes the sustainability perspective,is that the materials must be completely reusable. This allows buildings to be repurposed orindividual building components to be recycled for future construction projects. The constructionmethod thus ensures a possible circular economy with only minimal material wear.Accordingly, the central question of this master’s thesis isIt is possible to create a wall system consisting of a few basic building blocks and prefabricatedin the factory in pure solid wood construction, which limits the variety of materials to a minimumand offers the possibility of recycling (circular economy) of all building and individual parts,whereby the aspects of regionality as well as the aspect of series production must be taken intoaccount.The starting point of this master’s thesis is an examination of the "State of the Art" (state ofthe art of competing products), whereby four wall systems are examined and described in moredetail using various predefined criteria. The middle section of this master’s thesis shows thedesign of the wall system (beyond the state of the art). A very central aspect is placed on theproduction, and the associated obstacles and difficulties, of a first prototype, whereby findingsfor a later series production are discussed. The conclusion of this master’s thesis is rounded offwith a summary, which points to future issues as well as further topics to be addressed. Finally,the conclusion presents a conclusion and shows which of the requirements (central question) werefulfilled or could not be fulfilled.