Massive mehrgeschossige Holzgebäude als CO2-Senken?

Mjøstårnet mit 18 Geschossen in Norwegen. Der Schein trügt etwas. Die tragende Konstruktion ist nicht ganz aus Holz. Foto von Nina Rundsveen CC BY-SA 4.0 Quelle Wikipedia.


Die Baubranche ist ein erheblicher CO2-Emittent. Ein Faktor dabei ist der Herstellungsprozess von Zement bzw. Beton, welcher Zement enthält. Hierbei wird nicht nur CO2 durch die Nutzung fossiler Energie frei sondern auch durch den chemischen Prozess der Herstellung selbst (Davis et al. 2018). Damit ist der Herstellungsprozess von Zement, meines derzeitigen Wissens nach, nicht CO2 – neutral machbar.

Deshalb ist man in der Baubranche auf der Suche nach technischen Optionen den CO2-Ausstoß zu reduzieren, beziehungsweise auf Null zu senken. Im Netz findet man Informationen zum CO2-Impact verschiedener Baustoffe und einen sogenannten carbon construction calculator

Holz dagegen ist ein biogener Rohstoff der durch Fotosynthese entsteht, die CO2 bindet, um das organische Material Holz aufzubauen. Nach einer aktuellen Studie, die verschiedene Szenarien der Holzverwendung im Bausektor erkundet, könnten erhebliche Mengen an CO2 in Holzgebäuden “versenkt” werden (Churkina et al. 2020). Über 30 Jahre summiert, würden bei einem Anteil an Holzgebäuden von 10% 0,25 – 2,3 Gigatonnen, bei 50% 1 – 11 Gt und bei 90% 2 – 20 Gt CO2 gespeichert werden. Die Spannbreiten der Werte zeigen allerdings die erhebliche Unsicherheit solcher Berechnungen.

Holz hat im Vergleich zu anderen Baustoffen wie Beton aber eine Reihe von Nachteilen. Dazu gehören seine Anfälligkeit gegenüber biologischer Zersetzung (Schimmel), gute Brennbarkeit sowie die Eigenschaft sich bei der Aufnahme von Wasser auszudehnen. Besonders die letztere Eigenschaft macht es ungeeignet für große Gebäude als primären Baustoff.

Allerdings gibt es interessante Entwicklungen von neuen Holzmaterialien, wie das sogenannte Brettsperrholz (cross-laminated timber im Englischen). Hierbei sind mehrere dicke Schichten Holz so miteinander verleimt, dass ihre Wuchsstrukturen (die verholzten wasserleitenden Gefäße, die als Tracheiden bezeichnet werden) zueinander in 90° Winkeln liegen. Hierdurch wird dann eine relativ hohe Formstabilität erreicht und massive mehrgeschossige Holzbauten möglich. Brettsperrholz wurde von Österreicher Gerhard Schickhofer 1994 in seiner Doktorarbeit entwickelt.

Mittlerweile gibt es eine Reihe von sehr spektakulären massiven und mehrgeschossigen  Holzbauten. In Schweden steht z.B. das Kajstaden Tall Timber Building mit neuen Geschossen, welches von C.F. Møller Architects gestaltet wurde. Mjøstårnet ist ein 18-geschossiges Gebäude von 85 Metern Höhe in Norwegen, das 2019 fertiggestellt wurde. Allerdings basiert die Struktur dieses Gebäudes nicht nur aus Holz sondern zum erheblichen Teil auch aus Beton. Nicht ganz so spektakulär aber immer noch beeindruckend ist ein Vollholzbau Hotel in Weimar. Eine Liste der höchten Holzgebäude, inklusive dem hindu-buddhistischen Tempel Sanctuary of Truth (105 m Höhe), findet man bei Wikipedia.

Ein wichtiges Problem ist aber natürlich die Herkunft des Holzes. Wenn wertvolle Regenwälder für Brettsperrholz gerodet werden, geht Lebensraum für viele Lebewesen verloren und durch die Zerstörung von Bodenstrukturen kann auch CO2 freigesetzt werden. Würden Neubauten nur noch überwiegend aus Holz gefertigt, könnte dies die globale Produktion von Holz übersteigen bzw. deren Nachhaltigkeit ernsthaft gefährden (Pomboni et al. 2020). Das Thema Agroforst ist derzeit in aller Munde, allerdings wird oft der geringe Wert bzw. eine geringe Nachfrage nach Wertholz als eine Herausforderung der Profitabilität dieser Systeme genannt. Vielleicht ließe sich ein Teil der nachhaltigen Holzversorgung für High-Rise-Wood Gebäude durch Agroforstsysteme sicherstellen.

Und hier noch ein spannendes Video von der Universität Cambridge, von der Natural Material Innovation Arbeitsgruppe:

Literatur

Davis, Steven J., Nathan S. Lewis, Matthew Shaner, Sonia Aggarwal, Doug Arent, Inês L. Azevedo, Sally M. Benson, u. a. „Net-Zero Emissions Energy Systems“. Science 360, Nr. 6396 (29. Juni 2018). https://doi.org/10.1126/science.aas9793.

Churkina, Galina, Alan Organschi, Christopher PO Reyer, Andrew Ruff, Kira Vinke, Zhu Liu, Barbara K. Reck, T. E. Graedel, und Hans Joachim Schellnhuber. „Buildings as a global carbon sink“. Nature Sustainability, 2020, 1–8.

Pomponi, Francesco, Jim Hart, Jay H. Arehart, und Bernardino D’Amico. „Buildings as a Global Carbon Sink? A Reality Check on Feasibility Limits“. One Earth 3, Nr. 2 (2020): 157–161.

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