Holzbau im mehrgeschossigen Wohnbau | Konstruktive Vergleichsbetrachtung zu einer mineralischen Bauweise

Abstract

Durch die weltweit zunehmende Urbanisierung der Städte sind für die notwendige Wohnraumschaffung mehr Kapazitäten erforderlich, als derzeit vorhanden sind. In Wien wird bereits seit einigen Jahren die Nachverdichtung der bestehenden Gründerzeithäuser durch Dachgeschossaufstockungen verfolgt. Diese werden mit einer Stahlkonstruktion und Holzausfachung gefertigt. Das zeigt seine Vorteile in einer guten vorzeitigen Planbarkeit und einer rasanten Bauabwicklung. Diese Vorteile lassen sich auf mehrgeschossige Wohnbauten aus Holz umlegen und verhelfen somit, ein langzeitiges Bauvorhaben mit vielen Arbeitern und Baumaschinen von den bewohnten Bereichen fernzuhalten. Die stets geworbene Nachhaltigkeit von Holzbauprojekten ist längst bekannt, doch der Holzbau kann durchaus mehr als nur einen ökologischen Eindruck hinterlassen. Bei der guten Planbarkeit eines großvolumigen Holzbaus schleichen sich weniger Baumängel ein und dadurch einen hohen Vorfertigungsgrad der einzelnen Elemente garantiert. Der Vorfertigungsgrad bei Holzbauteilen wird durch das geringe Bauteilgewicht und dem damit verbundenen kostengünstigeren und nachhaltigeren Transport begünstigt. Bei mineralischen Bauteilen hingegen stellt das hohe Eigengewicht beim Transport den limitierenden Faktor für eine hohe Vorfertigung dar. Allein mit der Teilfertigteilfertigung von Betonbauteilen kann diese Bauweise nicht die raschen Baufortschritte erreichen, die bei einem Holzbau möglich sind. Durch die Novellierung der OIB-Richtlinie 2 im Jahr 2015 teilte sich die Gebäudeklasse 5 in eine Kategorie 6 Obergeschosse und 6 oberirdischen Geschosse. Bei Wohnbauten unter 7 Obergeschossen entfällt hierbei die Anforderung der Nichtbrennbarkeit der tragenden Bauteile (Euro-klasse A2) in den oberirdischen Geschossen. Somit liegt hier ein neues Potenzial, den Holzbau für Wohnbauten bis einschließlich 6 Obergeschosse einzusetzen, ohne aufwändige Kompensationsmaßnahmen im Zuge eines Brandschutzkonzeptes erarbeiten sowie anschließend ausführen zu müssen. In dieser Arbeit wird daher eine Gegenüberstellung von einem bereits gefertigten mineralischen mehrgeschossigen Wohnbaus in Wien der Gebäudeklasse 5 mit 6 Obergeschossen mit einer Ausführung in Holzbauweise ausgearbeitet. Es werden einzelne Bauteile in verschiedenen Holzbau-ausführungen durchdacht und mit der mineralischen Ausführung verglichen und abgewogen, ob sich diese sinnvoll in diese Gebäudekategorie etablieren lassen. Bei den neu entwickelten Auf-bauten in Holzbauweise sollen anschließend spezifische Anforderungen der Bauteile sowie Bauteilebenen untersucht werden, die den Holzbau von den mineralischen Bauwerken unterscheiden. Abschließend werden ein Vergleich sowie ein abschließendes ganzheitliches Resümee der ermittelten Holzbauausführungen, Holzbauteile und Holzbaustoffe dargestellt. Die Planung bzw. Strategieentwicklung wird mit der SWOT-Analyse (Strengths (Stärken), Weaknesses (Schwä-chen), Opportunities (Chancen) und Threats (Risiken)) durchgeführt. Als Ergebnis soll hervorgehen, bei welchen Bauwerksteilen eine Alternative in Holzbauausführung zu den klassischen Betonbauteilen eine sinnvolle Anwendung findet und mit welchem Verhältnis (Hybridsysteme) von Holz und Beton in Gebäuden der Gebäudeklasse 5 6 Obergeschosse hantiert werden kann. Der direkte Vergleich an einem konkreten Beispiel zeigt somit sofort die maßgebenden Unterschiede hinsichtlich Statik, Brand- und Schallschutz sowie Ökologie (im Her-stellungsprozess).

Due to the increasing urbanization of cities worldwide, more capacities than are currently available are required to create the necessary housing. In Vienna, redensification of existing Gründerzeit buildings by extending the attic storeys has already been performed for several years. These are manufactured with a steel construction and wood infill. This demonstrates the advantages of a good premature plannability and a rapid building completion. These advantages can be transferred to multistorey residential buildings made of wood. Thus, a longterm construction project with many workers and construction machinery can be kept away from the inhabited areas. The widely promoted sustainability of timber construction projects has recently become known. However, timber construction can definitely do more than just leave an ecological impression. Due to the good plannability of a large-volume timber construction, fewer construction defects creep in. Thus, a high degree of prefabrication of the individual elements is guaranteed. The degree of prefabrication of wooden components is favoured due to the low weight of the compo-nent and the associated lower-cost and more sustainable transport. On the other hand, in case of mineral components the high dead weight during transport represents the limiting factor for a high degree of prefabrication. For this type of construction, the partial production of concrete components alone does not achieve the rapid progress possible in timber construction. Due to the amendment of the OIB guideline 2 in 2015, building class 5 was divided into a category of < 6 upper floors and 6 upper floors. For residential buildings below 7 upper floors, the requirement for non-combustibility of the load-bearing components (Euroclass A2) in the above-ground floors does not apply. Thus, there is a new potential to use timber construction for residential buildings up to and including 6 upper floors, without having to elaborate and subsequently to carry out complex compensation measures in the course of a fire protection concept. In this work a comparison of an already manufactured mineral multi-storey residential building in Vienna of the building class 5 with 6 upper floors is worked out executing the wood construction method. Individual components of different wood finishes are thought through and compared to the mineral finish. It is weighed whether these can be sensibly established in this building category. In the case of the newly developed superstructures using timber construction, specific requirements of the components and component levels that distinguish timber construction from mineral constructions are then to be examined. Subsequently, a comparison and a final holistic summary of the determined timber construction designs, timber construction components and timber construction materials is performed. The planning and strategy development is carried out with the SWOT analysis (strengths, weaknesses, opportunities, threats). As a result, it should be possible to determine which building components are suitable for an alternative timber construction design to the classic concrete components and which ratio (hybrid systems) of wood and concrete in buildings of building class 5 6 upper floors can be applied. The direct comparison using a specific example immediately shows the decisive differences re-garding statics, fire and noise protection, as well as, ecology (within the manufacturing process).