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Moderne Wolkenkratzer sind Konstruktionen aus Stahl, Glas und Beton. Ein 350-Meter-Bau in Tokio soll beweisen, dass es auch anders geht. Das Hochhaus soll nahezu gänzlich aus Holz gebaut werden […] Der Wolkenkratzer soll beweisen, dass Holz als nachwachsender Rohstoff durchaus auch für derartige Großprojekte ein taugliches Baumaterial darstellt. Dafür würden rund 185.000 Kubikmeter an verschiedenen Holzsorten verarbeitet werden.

Und wie viel Hektar Regenwald werden dafür dann abgeholzt? Ich verstehe den Sinn dahinter irgendwie nicht. Stahl, Glas und Beton haben sich doch bewährt. Und es ist ja nicht so, dass Holz ein extrem schnell nachwachsender Rohstoff ist…

Quelle: Wired.de

20 KOMMENTARE

  1. In Anbetracht der Sandknappheit (Sand für Beton! Da kann man nicht jeden verwenden) ist das eigentlich eine ziemlich gute Sache. Wälder kann man wieder aufforsten, der richtige Sand lässt sich im Moment nur schwer wieder ersetzen (wobei sich da wohl auch was tun wird – wirtschaftliche Not kann ein starker Motor für wissenschaftlichen Fortschritt sein.).

  2. Lebe seit über 14 Jahren in Tokio, bis jetzt noch nichts über dieses Projekt gelesen, kann mir aber auch nicht vorstellen das es bezüglich des kommenden Jahrhundert Erdbeben eine gute Idee ist.
    Aber sicherlich schön anzuschauen.

  3. Hä? Holz ist doch tatsächlich ein schnell nachwachsender Rohstoff im Gegensatz zu Stahl, der ja nur begrenzt auf der Erde vorhanden ist.
    Kommt natürlich darauf an ob man dafür Regenwald abholzt oder auf schnell wachsenden Bambus setzt.
    Bis der nächste Asteroid aber genügend “Eisen nachwachsen lässt” dauert es aber sehr wahrscheinlich noch.

  4. Die Frage ist ja die Pflege des Holzes. Mein Onkel lebt in einem Holzhaus und wenn du das nicht alle 3-4 Jahre abschmörgelst und neu lackierst, sieht das bei den Witterungen einfach nicht mehr schön aus und dann auch noch als Wolkenkratzer, puuuh.

    Ich bin mir unsicher, vor allem in Japan, die haben ja nun mal auch oft mit Erdbeben zu kämpfen, ich würd da nicht so gerne drinnen wohnen, selbst wenn ich wüsste, dass da fähige Menschen saßen und gut gerechnet haben… :/….

  5. Möglicherweise werden wir in sehr naher Zukunft Probleme mit Sand bekommen, der in Massen beim üblichen Gebäudebau verwendet wird. Daher vielleicht keine Schlechte Idee nach “neuen” Werkstoffen zu suchen. Natürlich nur, wenn man der folgenden Doku Glauben schenken darf:

    Dokumentarfilm – Sand Die neue Umweltzeitbombe Arte Doku 2013 HD

  6. Betrachtet man den gesamten Produktlebenszyklus vom Rohmaterial bis zur Rezyklierung, ist Holz alleine schon deswegen unschlagbar, weil es beim Wachsen CO2 bindet während Stahl, Glas, etc. unter hohem Energieaufwand erschmolzen, legiert, urgeformt und umgeformt werden müssen. Daneben bringt Holz viele werkstofftechnische Eigenschaften mit, die Baustahl z.B. überlegen sind. In Bezug auf Zug-, Biege- und Druckbelastung im Leichtbau haben bestimmte Holzwerkstoffe sogar ein höheres Potential als die meisten Aluminium- und Stahllegierungen. In entsprechender Größenordnung könnte ein großer Teil der Herstellkosten entfallen, weil Legierungselemente und komplizierte Herstellverfahren (z.B. thermomechanisches Strangpressen) wegfallen und aufgrund des Gewichtes der Transport einfacher ist.
    Der Punkt ist: Das Holz in dem Video ist nicht die 0815 Variante aus dem Baumarkt, sondern sog. cross laminated timber (CLT). Inzwischen gibt es so einige große Konzepte im Bauwesen, die in Zukunft darauf setzen.

    • Spannend. Danke für diesen wissenschaftlichen Einblick, der uns “Alltagsnewbs” natürlich fehlt. Trotzdem frage ich mich, wer den Bedarf an Holz decken soll, der irgendwann fällig wird, wenn sich dieses spezielle Holz als Material im Bauwesen durchsetzt – und sei es nur als Alternative. Ich behandle als Erdkunde-Lehrer dieses Thema aktuell im Unterricht. Man darf nicht vergessen, dass der tropische Regenwald, der als Haupt-Holzquelle der westlichen Welt dient, schon auf 50% seiner ursprünglichen Fläche reduziert wurde. Wie wichtig der Regenwald und die Bäume als CO2-Filter sind, brauche ich Dir wohl nicht erzählen.

      • Ich bin mit dem ganzen Thema bisher nur am Rande in Berührung gekommen, ich meine aber, sicher zu sein, dass vor allem Nadelholz bisher als Ausgangsmaterial verwendet wird. Damit würde sich die Herstellung natürlich eher in nördlichen Breitengeraden abspielen als in den Tropen. Ich denke, dass da vor allem Gegenden wie Kanada, Skandinavien und Russland führende Rollen spielen könnten.
        Grob vereinfacht schneidet man sich einzelne Lagen zurecht und verklebt sie unter Drehung von 90° übereinander. Wenn man das mit der Produktion von Aluminium vergleicht, bei dem man zuerst Bauxit in Natronlauge auflöst, um dann mittels Elektrolyse das Aluminium zu gewinnen, sieht man schon, was man damit an Emissionen einsparen kann. Im Moment ist der Stoff natürlich noch zu neu, als dass es fundierte Bewertungen und Untersuchungen gibt, aber ich denke, dass sich da in den nächsten fünf bis zehn Jahren einiges tun wird.

      • Das ist eben das Problem. Holz umweltfreundlicher als Stahl oder Beton sein aber die Holzreserven gehen schnell mal aus und es dauert lange, bis man wieder genug Holz zum bauen hat. Für eine Massenproduktion solcher Konstruktionen ist Holz deshalb aktuell eher weniger geeignet, da man der Umwelt dadurch deutlich mehr schadet als man sie schont.

        Als Einzelprojekt ist das aber relativ spannend um mal zu sehen ob so etwas überhaupt realisierbar ist und wie es dann tatsächlich auch realisiert wird. Man muss das ganze daher einfach als ein wissenschaftliches Projekt ansehen 😀

        Ich bin mir aber nicht sicher, ob man wirklich in so einem “Holz-Hochhaus” leben möchte. Wir müssen uns da einmal die Elastizität der beiden Materialien ansehen.
        Holz ist um einiges weniger elastisch als Stahl. Zudem haben wir bei Stahl eher eine halbwegs konstante Steifigkeit, bei Holz kann diese jedoch sehr stark schwanken aufgrund von Umwelteinflüssen.

        Bei einem Erdbeben würde ein Hochhaus aus Stahl deutlich mehr vertragen als ein Holzhaus. Holz bricht deutlich früher als Stahl. Sicher haben sich die Architekten da was gutes bei ausgedacht, wie man das Holz dennoch halbwegs stabil hin bekommt, aber bei Extremfällen ist man bei Stahl und Beton auf der sichereren Seite.

        • CLT hat laut Hersteller einen max. Elastizitätsmodul von 12 GPa (ggü. Stahl mit 210 GPa). Ein Stahlstab gleicher Geometrie ist also um ein vielfaches steifer als aus Holz.

          Das alleine sagt allerdings noch nichts über die sog. Werkstoffeffizienz aus. In der Konstruktion hat man meistens eine begrenzte Auswahl an Werkstoffen, Randbedingungen und ein konkretes Ziel. Könnte z.B. lauten: “Konstruiere einen reinen Zugstab, der die gleiche Zugbelastung wie der gegebene Stahlstab aushält und minimiere das Gewicht.”
          In dem Fall würde man die relevante Kenngröße der Belastung (Zugfestigkeit Rm) auf die entsprechende Größe des Ziels beziehen (Dichte). Daraus ergibt sich die spezifische Werkstoffkenngröße (in diesem Fall Zugfestigkeit/Dichte). Und erst diese Größe zieht man für einen Vergleich heran. Stichwort Ashby-Diagramme, falls sich jemand das genauer anschauen will.

          Stellt man diesen Vergleich auf, unterscheiden sich beide Werkstoffe nur unwesentlich (0,024 CLT ggü. 0,026 Stahl). Dies ist aber nur eine Kenngröße für eine Aufgabe. Es kommt eben auf das konkrete Ziel der Konstruktion an.
          Holz ist bspw. um ein vielfaches bruchzäher als Stahl und nimmt besser Schwingungen auf. Daneben wirken die Schichtgrenzen in den einzelnen Lagen als Rissbarrieren (schonmal versucht Plexiglas zu zertrümmern?). Andererseits ist Stahl i.d.R pflegeleichter in der Anwendung. Einen genauen Vergleich wird man erst in einigen Jahren anstellen können, wenn erste praktische Erfahrungen da sind.

          • @Thelmarr vielen Dank für deine Antwort.
            Ich kenn mich da (noch) nicht so gut aus mit der Materie.
            Selbstverständlich gibt es eine Menge anderer Faktoren die eine Rolle spielen dafür wie gut ein Baumaterial für den Bau eines Hochhauses geeignet ist.

            Wenn man sich ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm ansieht, dann bricht Holz bereits bei sehr geringen Spannungen. Stahl hält da besonders hohe Spannungen aus, bis es sich plastisch verformt und anschließend ebenfalls bricht.

            Wir müssen hier zudem beachten, dass die Elastizität nicht unbedingt beschreibt, wie leicht sich ein Material verbiegen lässt sondern wie stark die Spannung sein darf in der sich das Material zwar verbiegt aber elastisch bleibt, also bei entlastung wieder auf 0 zurück geht. Weniger elastische Materialien gehen viel früher in eine plastische Dehnung über, da die Elastizitätsgrenze bei deutlich weniger Spannung liegt.

            Gummi verhält sich in der Elastizität natürlich anders (ist elastischer), hat aber eine ungenügende Steifigkeit, kann also sehr leicht verformt (gedehnt) werden.

            Es ist hier also von besonderer Bedeutung ein Material zu finden, welches sowohl genügend Spannung zulässt bevor es sich plastisch verformt oder sogar bricht als auch eine gewisse Steifigkeit welche eben verhinder, dass das Gebäude die ganze Zeit wie Gummi umher wippt.

            Holz ist von der Steifigkeit einwandfrei, geht aber sehr schnell in eine plastische Dehnung über und bricht. Stahl hingegen hält mehr Spannung und damit mehr Belastung aus ohne dass es sich bleibend verformt oder sogar bricht und ist somit, zumindest in Gebieten mit Erdbeben und in Einsatz bei Häusern die vlt ein wenig höher sind als andere (und damit mehr aushalten müssen) besser geeignet.

            Aber ich bin kein Architekt, man möge mir Fehler also bitte verzeihen. Ich betrachte das ganze rein aus der Theorie heraus und habe viele andere Faktoren außer Acht gelassen (das wäre mir zu hoch).

          • @Rosenkohlmitsose / Bu40_70: Alles richtig, was du sagst. Nur musst du bedenken, dass sich das Spannungs-/Dehnungsdiagramm auf eine Spannung und damit auf einen Querschnitt bezieht. Verwendet man einen leichteren Werkstoff, kann man also einen größeren Querschnitt vorsehen. In dem Sinne nochmal der Verweis auf die spezifische Werkstoffkennzahl.
            Holz ist auch im Gegensatz zu Stahl kein homogener Werkstoff. Bei Stahl muss man immer einen Kompromiss zwischen Härte/ Festigkeit und ausreichender Zähigkeit finden, da sie sich gegensätzlich verhalten.
            Holz hingegen weist eine zellartige Struktur auf, ähnlich aufrecht stehenden Honigwaben. Daraus ergibt sich eine (im gewichtsbezogenen Vergleich zu Stahl) höhere Festigkeit und Sprödigkeit in Höhenrichtung und eine hohe Bruchzähigkeit bei geringerer Festigkeit in Querrichtung. Beobachten kann man dies im Bruchbild nach Biegeversagen. Voneinander abgescherte Längsfasern, welche schließlich spröd brechen (vorausgesetzt, das Holz ist trocken).
            Der Clou bei CLT besteht nun darin, dass man einzelne Schichten unter 90° dreht und miteinander verbindet. Man kann also sagen, dass unter Zugbelastung die aufrecht stehenden Schichten über ihre Festigkeit die Last steif tragen, während die horizontalen Schichten für die notwendige Zähigkeit sorgen.
            Indem man also diese sog. Anisotropie der Werkstoffeigenschaften ausnutzt, können für beide Eigenschaften (Festigkeit und Zähigkeit) überdurchschnittlich hohe Werte erreicht werden, da der ansonsten erforderliche Kompromiss zwischen ihnen entfällt.

        • Klugscheißmodus:
          “Holz ist um einiges weniger elastisch als Stahl.”
          Ja, aber das sagt als alleinige Materialeigenschaft gar nichts über die Eignung als Baustoff aus. Beton, oder Ziegelsteine sind noch viel weniger elastisch. Radiergummis sind um einiges mehr elastisch. Trotzdem würde ich lieber in einem Haus mit Ziegelwänden wohne als in einem aus Gummi 😛

        • Also Entschuldigung, aber hier wird gerade viel Halbwissen verbreitet. Mitnichten gehen die Holzreserven schnell mal aus. Aktuell werden zirka 60 Prozent des jährlichen Holzzuwachses in Europa verbraucht, das bedeutet, man könnte die Holznutzung durchaus noch weiter steigern, ohne dass man Gefahr läuft, den Rohstoff nicht nachhaltig zu nutzen.
          Nun Holz ist gerade dahingehend im Bau interessant, da es sich in der Vorfertigung und eben industriellen Produktion sehr gut eignet. Siehe Beispiele der Fertighausindustrie in Deutschland, welche zum grössten Teil mit Holz die Häuser baut, vorfertigt und nur noch auf der Baustelle zusammensetzt. Das gleiche Prinzip kann im Hochhausbau auch angewendet werden. Elementevorfertigung in der Fabrik, und auf der Baustelle zusammensetzen.
          Was die Statik bzw. Steifigkeit des Holzbaus angeht, so steht dieser bei der Erdbebensicherheit dem Stahlbeton in nichts nach. Entsprechende Aussteifung und Konstruktion natürlich vorausgesetzt, das gilt ja auch für alle anderen Konstruktionsweisen. Die Schwankungen im Holz betreffend Umwelteinflüssen hat man in den heutigen Holzwerkstoffen absolut im Griff.
          Noch ein Wort zum Regenwald, dieser gilt zwar als signifikante Holzquelle für allerhand, jedoch kaum für Holzwerkstoffe, welche in der Bauindustrie eingesetzt werden. Hier werden zum grössten Teil Nadelhölzer verwendet.

          • Naja, wenn du jetzt anfängst alle Hochäuser der Welt nur noch mit Holz zu bauen dann gibts bald wirklich nicht mehr ausreichend Holz. Holz ist nun mal ein Baustoff der nachwachsen muss, daher kannst du das auch irgendwann mal vollständig aufbrauchen. Natürlich wächst dann wieder Holz nach aber das dauert ewig und daher finde ich ist Holz kein zuverlässiges Material auf das wir kontinuierlich in so hohen Mengen zurückgreifen können.

          • Es dauert nicht wirklich ewig. Und wenigstens ist es überhaupt nachwachsend – das sind Stahl und Bausand eben nicht. Besser eine nicht ganz perfekte Lösung als gar keine (auf lange Sicht).

  7. Viel schlimmer finde ich die Tatsache als Gebäudereiniger, wie soll man da vernünftig an das Glas kommen um es zu reinigen… ach du scheisse 🙁
    Aber das ist den Architekten sowieso immer egal…..

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