Fraunhofer WKI simuliert Holzbau im Klimawandel: Holzbauten halten der Erderwärmung stand

Mit einer Rekordhitzewelle im Juli 2019 und dem wärmsten Juni seit Beginn der Wetteraufzeichnungen stellt sich die Frage, welche Anpassungen unserer Lebensweise aufgrund des Klimawandels notwendig werden könnten.

Müssen beispielsweise Gebäude in Zukunft anders gebaut werden? Ist es auch unter den prognostizierten klimatischen Bedingungen sinnvoll, mit Holz zu bauen?

Forschende am Fraunhofer WKI haben daher untersucht, ob die heute erstellten Holzbauten den künftigen Auswirkungen des Klimawandels standhalten.

»Wir haben die Gebrauchstauglichkeit von Holzbauten in Deutschland unter Berücksichtigung der prognostizierten klimatischen Bedingungen bis zum Jahr 2115 analysiert und sind zu dem Schluss gelangt, dass die Änderungen des Klimas keine negativen Auswirkungen auf das Bauen mit Holz haben«, fasst Projektleiter Norbert Rüther zusammen.

Damit sind gute und nachhaltige Zukunftsperspektiven für das Bauen mit Holz gegeben. Gebäude aus Mauerwerk, Stahl und Beton sind zwar sehr dauerhaft, für die Ausführung werden allerdings endliche Ressourcen wie Sand, Kalkstein und Eisenerze benötigt.

Diese Bauweise ist darüber hinaus energieintensiv und setzt bei der Herstellung und dem Transport große Mengen an CO2 frei. Holz als Baumaterial bietet hier viele Vorteile, denn es ist regional gut verfügbar, nachwachsend, recycelbar und hat einen deutlich geringeren Energiebedarf als herkömmliche Baustoffe.

»Während seiner Nutzungszeit speichert Holz CO2 und entlastet damit die Atmosphäre, das ist ein weiterer großer Vorzug von Holzbauten«, erklärt Rüther.

In der ersten Projektphase haben die Forschenden des Fraunhofer WKI und des Holzbau Deutschland-Instituts mit Hilfe von Klimamodellen die Randbedingungen der Simulationen festgelegt. Anschließend folgte die Modellierung und Simulation des Holzbaus unter Bedingungen des Klimawandels. Daraus wurden im dritten Schritt Handlungsempfehlungen für die Bauplanung und Ausführung abgeleitet, die drei Bereiche umfassen.

»Unsere Empfehlung ist, Extremwettereignisse in die Bauplanung einzubeziehen. Sturmböen sollten in der Art und Weise der Windsogverankerung berücksichtigt werden und Starkregenereignisse in Bezug auf die Regenwasserführung. Diese Aspekte betreffen das gesamte Bauwesen, nicht nur das Bauen mit Holz«, erläutert Rüther.

Die zweite Schlussfolgerung der Forschenden betrifft den sommerlichen Wärmeschutz, der bei der Planung und Erstellung von Bauten sowie in der gesetzlichen Regelung eine größere Rolle spielen müsse.

Das dritte Thema sind Holzschädlinge: »Durch den Temperaturanstieg und kürzere Frostperioden verbessern sich die Lebensbedingungen für holzzerstörende Insekten wie Hausbock oder Termiten. Auch durch den globalen Handel eingeführte Arten fühlen sich in Europa zunehmend wohl und haben bisher keine natürlichen Feinde. Die Folgen aus einem möglichen zukünftigen Populationsanstieg von Holzschädlingen sind aktuell noch unzureichend untersucht. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf«, resümiert Rüther.

Das erfolgreich beendete Forschungsprojekt wurde im Programm »Waldklimafonds« des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) durch den Projektträger Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer WKI bringen ihre Expertise zum Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen unter der Berücksichtigung von Klimawandel und Ressourcenschutz auch in andere Forschungsvorhaben ein. Im Forschungsverbund »Mehr als nur Dämmung – Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe)«, gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, ermittelt das Fraunhofer WKI derzeit Grundanforderungen für das Dämmen von Gebäuden mit Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen und entwickelt materialspezifische Parameter und Messverfahren. Mit diesen Erkenntnissen können Normen und Regelwerke angepasst werden, um den Einsatz von nachhaltigen Dämmstoffen zu erleichtern.

Vor kurzem ist auch das Projekt »Development of sustainable insulation materials and building elements for the chilean market (Susi4Chile)«, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), am Fraunhofer WKI gestartet. Es hat zum Ziel, Dämmstoffe aus in Chile einheimischen Pflanzen sowie bislang weitestgehend ungenutzten pflanzlichen »Abfällen« zu entwickeln, die in der chilenischen Land-, Forst- oder Holzwirtschaft anfallen. Damit tragen die Forschenden des Fraunhofer WKI zu einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung sowie zur Verbesserung der Umweltbilanz des Bauwesens in Chile bei und eröffnen neue Wertschöpfungsmöglichkeiten.

Zum Hintergrund

Nachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit über 70 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Holz- und Emissionsschutz, Qualitätssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktprüfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungstätigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.

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