LEHMBAUSTOFFE IM HOLZSYSTEMBAU

Bis weit in das 19. Jh. dominierten in Europa Bauten aus Holz, vorwiegend als Fachwerk mit Ausfachungen aus Lehm, "Lehmwickeldecken", Lehmputzen und anderen Verfahren. Im Laufe der Industrialisierung und Verstädterung nahm die Verwendung von Holzkonstruktionen im Wohnungsbau stark ab. Mauerwerks- und Betonbau sind heute die Regel, auch im Wohnungsbau. Neben der im osmanischen Reich schon sehr früh ausgereiften Holzbautechnik - dünne, in Querschnitt und Länge standardisierte Hölzer - mit bis zu dreigeschossigen Holzrahmenbauten aus Kiefern- und Zedernholz entwickelten europäische Siedler in Nordamerika den Holzbau zu einer effektiven Bauweise. Heute werden dort über 80 % der Wohnungsbauten aus Holzsystembauteilen, vor allem als Ständer- und Rahmenbauten errichtet.1 In Europa, wo das Bauen ebenfalls eine rasante Entwicklung genommen hat, verspricht man sich vom Tafelbau mit vorgefertigten Holzrahmenelementen die meisten Vorteile. Der leichte und sparsame Rahmenbau wurde in Deutschland bereits in den zwanziger Jahren in Großserie für den Wohnungsbau genutzt.2 Im wesentlichen war er jedoch auf den Eigenheimbau beschränkt, allerdings innerhalb größerer Siedlungen wie in Dresden, Niesky und im Berliner Raum. Großsiedlungen der zwanziger Jahre wurden "die materielle Basis und der geistige Raum für die Herausbildung der Schweren Vorfertigung". Namhafte Architekten wie Konrad Wachsmann, Hans Poelzig, Richard Riemerscheid und Max Taut beschäftigten sich in Entwürfen mit vorgefertigten Häusern aus Holz. Sie basierten auf einer "Normung der Bauteile, aber kaum einer Typisierung der Grundrisse"3 wie z.B. im sächsischen Niesky, entworfen vom Chefarchitekten der Firma Cristoph & Unmack AG, Konrad Wachsmann: Wohnhaus Kerig, Baujahr 1930, Bauaufnahme durch Rudolf Höll, 11.9.1995, im Auftrag der Denkmalpflege; die Holzhaus-Siedlung bei Ludwigsfelde, Brandenburg, und das Haus Albert Einsteins in Caputh bei Potsdam, Instandsetzungskonzept von Rudolf Höll, 1996, im Auftrag der Gemeinde Caputh und der Denkmalpflege. Holzsystembau der neunziger Jahre Im Wohnungsbau haben heutzutage Rahmen- und Tafelbauweisen die größte Bedeutung. Somit ist eine weitgehende Werksfertigung in Tafelbauweise möglich. Bei der Rahmenbauweise können durch Zugrundelegen allgemeiner Konstruktionsstandards auch kleine Holzbaubetriebe, beispielsweise Zimmereien, Aufträge ausführen. Die verschiedenen Arten der Vorfertigung reichen von geschoßhohen Kleintafeln in Raum- und Hausbreite bis zu Raumzellen mit Boden und Decke. Diese Konstruktionen sind im Gegensatz zu den vorgenannten Beispielen von 1920/1930 mit hochwärmedämmenden Bauteilen ausgestattet. Der Wärmegewinn eines solchen Hauses mit sog. Niedrigenergiestandard "gegenüber normal gedämmten Gebäuden entspricht etwa der Wirkung einer guten Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung",4 so auch bei der Konstruktion für die unten beschriebene Buckower Siedlung. In Brandenburg, in anderen Bundesländern und in Europa wächst das Interesse, diese Vorteile im Einfamilienhausbau, Reihenhausbau und auch im Geschoßwohnungsbau5 mit bis zu drei Vollgeschossen einzusetzen. Die Holzbauweise, v.a. der Geschoßwohnungsbau, verlangt allerdings Änderungen in den Bauordnungen, nicht nur in Brandenburg und Berlin. Die Eigenheimsiedlung in Buckow, Märkische Schweiz Bei der für die Siedlung in Buckow/Märkische Schweiz vorgesehenen Holzsystembau-Konstruktion wurde die Idee der Vorfertigung wieder aufgegriffen, allerdings auf der Grundlage des Kenntnisstands weiterentwickelt, den die Baubiologie in den letzten 20 Jahren erwarb. Die Verbindung zum Baustoff Lehm und dessen Verwendung in dieser kleinen Siedlung resultiert aus Erfahrungen in der Altbausanierung, aus der Mitarbeit im Verein zur Förderung des ökologischen Bauens e.V. und der Mitgliedschaft beim LehmbauKontor Berlin/Brandenburg. Sie basiert auch auf der Erkenntnis, daß eine breitere Anwendung von Lehm im Wohnungsbau nur über eine stärkere Professionalisierung des Einsatzes von Lehmbaustoffen im Hausbau erreichbar ist. Die Defizite des Lehmbaus und das Nischendasein von Lehmbaubetrieben in der Region Berlin/Brandenburg verlangten nach einer grundlegenden Untersuchung der Situation des hiesigen Lehmbaus. Im Auftrag der Landesagentur für Struktur und Arbeit (LASA), Potsdam, wurde eine Studie über Produktion, Beratung und Vertrieb ökologischer Baustoffe erarbeitet, an der Jörg Depta, Burkard Rüger, Friedrich Schindler und das Lehmbauzentrum Ihlow/Märkische Schweiz mitwirkten. Sie wurde 1996 vorgelegt und veröffentlicht.6 An ihr Ergebnis knüpften u.a. die 1. Europäische Lehmbautagung im Dezember 1997 in Berlin und der vorliegende Ratgeber an. Konstruktive Grundlagen Die folgende Darstellung zu der in Buckow geplanten Siedlung konzentriert sich auf einzelne Themen, insbesondere auf die Verwendung von Lehmbauprodukten bei diesem Wohnungsbauprojekt und ihre generellen Einsatzmöglichkeiten. Wir gehen auf die Möglichkeiten ein, die der Lehmbau für Selbsthilfe bietet. Eine Studie unseres Büros für den Holzgeschoßbau an einem Beispiel aus Berlin-Tiergarten rundet diese Ausführungen ab. Abschließend erläutern wir wohnungswirtschaftliche Rahmenbedingungen dieses Bauprojekts. Wandelemente: Grundlage unseres Bausystems sind Wandelemente, die aus dünnen, tragenden Hölzern und einer äußeren Beplankung bestehen. Ständer leiten die lotrechten Lasten aus Dach und Geschoßdecken ab, während die mittragende Beplankung die waagerechten Lasten in die Wandebene weiterleitet und die Ständer gleichzeitig gegen Knicken aussteift. Die Ständer werden in Fußboden- und Deckenhöhe durch Schwellen und Rähme gleichen Querschnitts verbunden, die Hölzer stumpf gestoßen. Die Beplankung wird auf den Rippen mit Nägeln, Klammern oder Schrauben befestigt, kann aber auch, abhängig vom jeweiligen Herstellersystem, zusätzlich verleimt werden. Die Gefache zwischen den Rippen werden - im Werk oder auf der Baustelle - mit Dämmstoffen (wie Zellulose) gefüllt. Von der Konstruktion her werden tragende und raumabschließende Teile nicht getrennt. Das räumliche Zusammenwirken der einzelnen Wände wird durch die im Stoßbereich übergreifenden, wie ein Ringbalken wirkenden Rähme sichergestellt. Verbindungselemente wie Bolzen, Lochbleche oder Winkel werden i.d.R. nur für die Verankerung der Wandelemente auf der Grundplatte und für die Verbindung der Elemente untereinander benötigt. Fenster und Türausschnitte sind in den Wandelementen ab Werk vorgesehen. Deckenelemente: Die Deckenbalken werden direkt auf die Wandelemente aufgelegt und verschraubt. Darauf wird eine Beplankung aus Holzwerkstoffen befestigt, so daß die Decke als Scheibe wirkt. Die Balken haben einen Regelquerschnitt von 10/18 cm und ein den Wandelementen entsprechendes Rastermaß. Der Deckenrand wird mit einem umlaufenden Balken ausgeführt, auf den die Außenwandelemente des nächsten Geschosses aufgesetzt werden. Dachkonstruktion: Der Dachstuhl kann in zimmermannsmäßiger Konstruktion (als Pfetten- oder Kehlbalkendach) errichtet oder in Form von Dachelementen (als vorgefertigte Großtafeln) aufgelegt werden. Siedlungsstruktur des Kurorts Buckow Die Siedlungsstruktur der Stadt Buckow/Märkische Schweiz weist klassischerweise eine vordere Baureihe entlang der Straße auf, die in diesem Ortsteil, um unterschiedliche Vorgärtentiefen von der Grundstücksgrenze zurückspringend, dem Lauf der Straße folgt. Eine zweite, hintere Baureihe ist ebenso ortstypisch und wird größtenteils durch Scheunen und Remisen besetzt, in der näheren Umgebung des Baugrundstückes auch durch mehrere Wohnhäuser. Unser städtebaulicher Entwurf nimmt beide Baureihen wie auch das Wechselspiel der vor- oder zurückgesetzten Gebäude auf, wobei die Architektur mit den villenartigen Wohngebäuden der Nachbarschaft korrespondiert (Abb. 1 [alle Abbildungen in der Veröffentlichung als Buch]). Innerhalb eines Hauses mit zwei bzw. drei Wohneinheiten (WE) werden giebel- und traufständige Teile kombiniert. Sie erhalten einfache Kehlbalken- bzw. Pfettendächer. Lage des Grundstücks: Auf dem Grundstück in exponierter Hanglage mit einer angepaßten Geschoßflächenzahl (0,23) mußte dem "flächensparenden Bauen" im Zuge der Innenentwicklung entsprochen werden. Einer Zersiedlung oder "massigen" Bebauung in einem hochsensiblen Landschaftsraum mit Naturparkstatus sollte von vornherein entgegenwirkt werden. Ein weiterer Aspekt war die Pilotwirkung des Bauvorhabens, denn die Stadt Buckow führte seit der Wende 1989 erstmals ein eigenes Neubauvorhaben für einheimische Bauherren mit geringerem Budget durch. Unter Berücksichtigung der topographischen und naturräumlichen Gegebenheiten, Beachtung der Hanglage und weitgehender Schonung des Baumbestandes werden für die Wohn- und Nebengebäude einzelne Plateaus hergestellt. Darauf werden die Baukörper - jedes in unterschiedlicher Höhe - errichtet, so daß bei Beachtung aller Faktoren eine Staffelung in drei Dimensionen erreicht wird (Abb. 2). Die Einzelplateaus sind durch die vorhandene Topographie auf dem Grundstück weitgehend vorgegeben. Auch beim Haupterschließungsweg wird die Hauptlinie des bestehenden Weges aufgenommen. Da dieser später ausschließlich zur Lieferung und Rettung dienen soll, stellen wir einen Lkw-gerechten Unterbau und eine wassergebundene Decke her. Damit findet eine Entwicklung auf bestehenden "Spuren" des Grundstücks statt. Damit das Grundstück frei von Verkehr bleibt, ordnen wir die Stellplätze für Kraftfahrzeuge an der Nord- und Südspitze des Grundstückes zusammengefaßt an. Ansichten der Wohngebäude: Gemäß der Vorgabe des Bauordnungsamtes sind Putzfassaden und rote Ziegeldächer vorgesehen. Giebelfelder und Fassaden der Nebengebäude können als Lärchen-Stülp-Schalung ausgeführt werden. Um den Bewohnern einen möglichst ungestörten Ausblick ins Tal und in den anschließenden Wald zu ermöglichen, erhalten die Wohngebäude Fensteröffnungen, die vom Fußboden aus bis in eine Höhe von 2,25 m reichen. Zur Kostensenkung werden sämtliche Fenster bzw. Fenstertüren auf zwei Formate begrenzt. Großflächige Öffnungen sind wegen der angestrebten Minderung des Wärmebedarfs nicht vorgesehen. Um in kleineren Räumen Stellfläche zu gewinnen, beispielsweise in Bädern, werden hier Brüstungsfenster eingesetzt (Abb. 3). Die Grundrißkonzeption: Wesentlicher Bestandteil der Grundrißkonzeption ist das Angebot von großzügigen Wohnräumen mit direkt angeschlossenen Terrassen und mehreren Fensteröffnungen als Fenstertüren, die unterschiedliche Nutzungsvorstellungen zulassen. Zudem besteht in allen drei Haustypen die Möglichkeit einer Verknüpfung von Küche und Wohnraum. Weitere Aspekte der Grundrißentwicklung waren die Maßgabe von außenliegenden Küchen, Bädern und WCs, eine mögliche Querlüftung in allen Haustypen sowie eine weitgehende Reduzierung der Erschließungsflächen (Abb. 4). Schnitt, Aufbau, Konstruktion und Planung: Die Gebäude sind als Holzsystembauten konzipiert, speziell für den Holztafelbau und/oder Holzrahmenbau, um den Zeitraum für Rohbau und Ausbau möglichst gering zu halten; Trocknungsphasen feuchter Baumaterialien entfallen. Damit wird eine niedrige Bau-Zwischen-Finanzierung erreicht, die an den Gesamtbaukosten einen erheblichen Anteil ausmacht (1/4 Jahr Bauzeit kostet 50 DM/m 2 Wohnfläche). Dem konstruktiven Holz- und Gebäudeschutz wird Rechnung getragen durch große Dachüberstände (40 cm an Traufe und Ortgang), Abschluß der Fassade in 30 cm Höhe über der Oberkante des Umgebungsgeländes (OKG), Sohlbankabdeckungen in Titan-Zink-Blech und Vermeidung durchlaufender Holzbauteile von innen nach außen. Argumente für den Einsatz ökologischer Baustoffe Neben den bereits genannten Gesichtspunkten beruht der Einsatz von Holz und Lehm bei diesem Bauvorhaben v.a. darauf, daß beides Materialien sind, bei denen von der Herstellung über die Bearbeitung bis hin zu den verwendungsfähigen Bauteilen ein sehr geringer Energieaufwand erforderlich ist. Hinzu kommt die einfache Wiederverwendbarkeit. In beiden Baustoffen steckt somit ein geringer Anteil grauer Energie und ein großes Potential an Recyclingfähigkeit. Zudem kann Holz als nachwachsender regionaler Baustoff (märkische Kiefer) eingesetzt werden, allerdings bei Gewährleistung hoher Anforderungen an die Qualität des Holzes. Lehmmaterialien werden als Speichermasse eingesetzt, um über den langsamen Austausch von Wärme und Feuchtigkeit (Pufferwirkung) eine hohe Behaglichkeit in den Räumen zu erzielen. Zusätzlich fördern sie ein gesundes Wohnraumklima und wirken beruhigend auf den Organismus (Abb. 5). Kostenpunkte: Um die Lasten der Lehmwände abtragen zu können, ohne die Dimensionen der Stiele und Deckenbalken unnötig zu vergrößern, ist eine Abstimmung übereinanderliegender Grundrisse und Innenwände notwendig. Damit bei vereinfachter Konstruktion dennoch eine gestalterische Einbindung in die umgebende Bebauung sowie in das Stadtbild des Kurortes möglich ist, wählten wir Kehlbalken- bzw. Pfettendächer (ohne Drempel!). Sie sind erheblich aufwendiger als beispielsweise ein einfaches Pultdach und führen zur Erhöhung der Baukosten. Das gleiche gilt für die vom Bauordnungsamt geforderte Ziegeleindeckung der Dächer und die aufwendige Putzfassade. Die komplette Dämmung der Dächer bis in den First ist ein weiterer Faktor der Kostenerhöhung, jedoch auch eine Maßnahme, die der Qualitätssicherung beim späteren Ausbau der Dachgeschosse dient. Maßnahmen der Selbsthilfe bleiben auf unproblematische Bereiche begrenzt. Das Eigenbaupotential zum Einbringen von Selbsthilfe liegt beim "Ausfachen" der Innenwände mit Lehmbaustoffen (vorzugsweise "trockenes" Stapeln von Lehmsteinen) sowie beim Aufbau der Nebengebäude in einer den Wohngebäuden sehr ähnlichen (ungedämmten), einfachen Konstruktion. Einsatzbereiche von Lehm Bei einem solchen Holzsystembau kommt Lehm zum Einsatz als Schüttung in den Deckenfeldern, als Einlage von Lehmsteinen in die Deckenfelder, als Ausfachung/Füllung der Holzrahmengefache der Innenwände, in Form von Lehmsteinen oder von Lehmelementen, als Putzfläche auf Innenwänden, als Lehmbauplatte auf Innenseiten der Außenwände und als Putzfläche auf Innenseiten der Außenwände. Wichtiger Grundsatz der Planung war: Dämmung nach außen und Speichermasse nach innen. Maßnahmenkatalog für das Bauvorhaben: Die einzelnen Maßnahmen des Bauvorhabens umfassen Brandschutz, Wärmedämmung, rationelle Energieverwendung, Reduzierung des Trinkwasserverbrauchs, Reduzierung des Abwasseranfalls, Natur- und Umweltschutz, Verträglichkeit und Behaglichkeit, Winddichtigkeit, Baukosteneinsparung sowie Betriebskosteneinsparung. Fördermittel des Landes Brandenburg Das Bauvorhaben wird im Rahmen der Eigenheimbaurichtlinien des Landes Brandenburg gefördert und basiert auf dem 1. und 3. Förderungsweg, Familien mit geringem und mittlerem Einkommen betreffend. Die Grundförderung besteht in der Gewährung eines Baudarlehens durch die Investitionsbank des Landes Brandenburg. Es kann ein Baudarlehen von bis zu 1800 DM/m2 förderungsfähiger Wohnfläche mit einer Laufzeit von 15 Jahren und einer Tilgung von 1 % gewährt werden. Die monatliche Mindestbelastung beträgt 9 DM/m2 förderungsfähiger Wohnfläche (70, 80, 90 und 100 m2 für Haushalte von zwei bis fünf Personen). Die Eigenleistung soll mindestens 10 (15) % der Gesamtkosten (Geldmittel oder Grundstück) betragen und das Bauvorhaben als Maßnahme der "organisierten Grupppenselbsthilfe" durchgeführt werden. Um Kosten einzusparen, werden Eigenleistungen eingeplant - beispielsweise das Stapeln der Lehmsteine in den Tafeln der Innenwände. Wohnungswirtschaftliche Daten: Die Wohnsiedlung umfaßt 12 Häuser zwischen 73 und 122 m2 Wohnfläche, 4 Kellerersatzgebäude, 2 Spiel- und 17 Kfz-Stellplätze. Die Grundstücksgröße beträgt 4413 m2, der Grundstückspreis 65 DM/m2. Bei einer Bruttogeschoßfläche von 1038,34 m2 und einer Geschoßflächenzahl von 0,23 betragen die reinen Baukosten (KG 300/400) ca. 2,5 Mio. DM netto für das Gesamtprojekt. So kostet z.B. eine Doppelhaushälfte für eine fünf- oder sechsköpfige Familie einschließlich eines ca. 350 m2 großen, mit Bäumen bestandenen und voll erschlossenen Grundstücks (inkl. 2 Stellplätzen) rund DM 370.000. Ein verbindlicher Bauvorbescheid für das Bauvorhaben liegt vor (Planungsstand 11/97). Die Funktionalausschreibung ist seit April 1998 abgeschlossen, der Baubeginn für Herbst 1998 vorgesehen. Rudolf Höll, Dirk Homann, Friedrich Schindler Anmerkungen 1 Bayerisches Staatsministerium des Innern, Oberste Baubehörde, München (Hg.): Wohnungen in Holzbauweise. Wohnmodelle Bayern, Bd. 2. Stuttgart und Zürich 1997 2 Grundlegend dazu: Wachsmann, K.: Holzhausbau. Berlin (Wasmuth) 1930 3 Bayerisches Staatsministerium des Innern, Oberste Baubehörde, München (Hg.): Wohnungen in Holzbauweise, Wohnmodelle Bayern, Bd. 2. Stuttgart und Zürich 1997, S. 147 4 Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg (Hg.): Holzsysteme im Wohnungsbau. Stuttgart 1995, S. 111 5 s. Anm. 1 6 Depta, J., B. Rüger, Fr. Schindler: Innovative Tradition - Lehmbau. Ein Leitfaden für Projektträger, Planer und Unternehmen in der ökologischen Baubranche (= Landesagentur für Struktur und Arbeit Brandenburg GmbH [Hg.], LASA-Praxishilfe Nr. 5). Potsdam 1997. Die Broschüre ist vergriffen. Anhang Maßnahmenkatalog für das Bauvorhaben Buckow © 1998 by Ingenieurbüro Schindler/Höll, 10961 Berlin nächster Beitrag