Wagner Nachhaltiger Holz-Modulbau. Eine urbane Lösung für bezahlbaren Wohnraum?

1. Auflage 2022
ISBN: 978-3-346-60544-3
Verlag: GRIN Verlag
Format: EPUB
Kopierschutz: 0 - No protection

E-Book, Deutsch, 98 Seiten

Masterarbeit aus dem Jahr 2021 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 1,0, , Sprache: Deutsch, Abstract: Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit einem Lösungsansatz für die wohl zwei wichtigsten Herausforderungen der Zukunft. Zum einen gilt es die Wohnungsnot speziell im sozialen Bereich zu bewältigen und zum anderen die Klimakrise zu bekämpfen. Dabei wird auf aktuell vorherrschende Problematiken und Situationen zu den jeweiligen Themen eingegangen und erörtert, welche Verantwortungen und Aufgaben speziell die Politik und der Bausektor besitzen. Die österreichische Hauptstadt Wien setzt auf Holzbau und Gebäudebegrünung im sozialen Wohnungsbau. Dies dient als Vorbild zur Untersuchung vorgefertigter nachhaltiger Holzmodule samt Begrünung der Gebäudehülle. Dabei werden die wesentlichen Möglichkeiten für ein vorgefertigtes Holzmodul vorgestellt und die Vorteile von Holz und Fassadenbegrünung analysiert. Ein Kostenvergleich zu konventionellen Methoden, wird anhand von ausgewählten Beispielen veranschaulicht. Im analytischen Teil erfolgt die bauphysikalische Untersuchung eines Holzmoduls mit den Anforderungen eines KfW- 40-Energiestandard-Gebäudes. Abschließend wird dieses mit dem thermischen Simulationsprogramm IDAICE, auf seine thermischen Eigenschaften für den Komfort des Nutzers untersucht.

Autoren/Hrsg.

Wagner, Max

Leseproben

5.                         Bauen mit Holz
  Aufgrund des Wandels vom traditionellen hin zum industriellen Bauen mit Holz nimmt der Anteil an Holzgebäuden immer mehr zu. Besonders durch technische Entwicklungen konnte der moderne Holzbau in den letzten Jahren stark vorangetrieben werden und sich mehr und mehr ein System Holzbau etablieren, welches sich massentauglich einsetzen lässt. Die heutige Holzbauweise ist nicht mehr nur auf Gebäude mit geringer Höhe beschränkt, sondern gewinnt auch im mehrgeschossigen urbanen Bauen an Bedeutung (vgl. IHF, 2015, S.3). Aber nicht nur aus technischer Sicht hat sich vieles weiterentwickelt, sondern auch durch abgeänderte und neu formulierte Gesetze und Richtlinien sowie durch viele neue Erkenntnisse aus der Forschung und durch Musterprojekte. Dies hat insgesamt zu einer verbesserten Ausgangslage im mehrgeschossigen Holzbau geführt. Viele Projekte zeigen schon heute das enorme Potenzial des Holzbaus (vgl. Cheret, Seidel). Besonders der Begriff des modularen Bauens mit Holz wird in diesem Zusammenhang immer wieder verwendet. Im Allgemeinen bezeichnet modulares Bauen das Vorfertigen von Bauwerksteilen und das anschließende Zusammensetzen nach dem Baukastenprinzip. Die Palette des Modulbaus ist vielseitig und wahllos an Materialien und reicht vom Bau mit Containern bis hin zum Bauen mit gewöhnlichen Ziegelsteinen. Aus diesem Grund werden in diesem Kapitel zunächst bestimmte Begrifflichkeiten zum Thema des seriellen Modulbau erklärt, um das komplexe und vielfältige Thema für die hier zugrundeliegende Arbeit abzugrenzen und zu definieren. Anschließend wird auf die baubetrieblichen sowie bauwirtschaftlichen Vorteile dieser Bauweise eingegangen.   5.1.                    Begrifflichkeiten
  5.1.1.              Industrielles Bauen
  Durch die Entwicklung komplexer Informationstechnologien und neuartiger Produktionssysteme wurde die industrielle Vorfertigung durch automatisierte Vorgänge – hier speziell für den Holz-Modulbau und Holz-Tafelbau - vorangetrieben. Dadurch ergeben sich völlig neue Voraussetzungen für und Auswirkungen auf das zukünftige Bauen. Das industrielle Bauen wird durch die Übertragung von industriellen Vorgehensweisen auf die dezentralen Systeme einer Bauproduktion oftmals mit der Bezeichnung der Vorfabrikation oder dem seriellen Bauen pauschal für den Systembau verwendet. Im industriellen Holzbau geht es dabei speziell um das elementare oder modulare Bauen. In der Literatur findet man unter dem Begriff industrielles Bauen jedoch unter anderem auch die einfache Produktion einzelner Bauteile an einem witterungsgeschützten Ort, wobei der Grad der Fertigung nicht weiter definiert wird (vgl. Staib, 2008, S.44). Das Bauen in Serie bzw. im System entstammt ursprünglich aus den 1960er Jahren und wurde entwickelt, um einen wirtschaftlichen Vorteil durch eine Standardisierung und Massenproduktion zu erzielen. Durch die Einführung der sog. lean production wurde dieser Prozess weiterentwickelt. Erstmals standen nicht mehr nur ausschließlich die wirtschaftliche Optimierung im Vordergrund, sondern auch flexible Reaktionen auf bestehende Randbedingungen und Kundenwünsche. Bisher werden die vielen Potenziale der industriellen Produktion im Bauwesen in Europa allerdings noch nicht ausgenutzt (vgl. IHF, 2015, S.4f.).   5.1.2.              Modularität
  Die Modularität liegt beim Thema Holzbau im Trend. Allgemein wird das Modul in der Literatur als seriell gefertigtes und dreidimensional zusammengefügtes Element behandelt. Die Form und das verwendete Material spielt dabei für die Definition keine Rolle. Der Begriff der Modularität beschreibt dabei die Unterteilbarkeit eines Systems in standardisierte Baugruppen, die sich untereinander zu variablen Strukturen zusammensetzen lassen. Dabei können die Baugruppen auch zu mehreren verschiedenen Varianten zusammengeführt werden. (vgl. Steurer, 2006, S.216ff.). Im Bausektor wurde das System allerdings bisher nicht auf alle Gebäudetypen gleichmäßig angewendet. Gänzlich vorgefertigte Module wurden bisher größtenteils beim Bau von Hotels, Wohnheimen für Pflegebedürftige oder Studierende und Schulen verwendet, da diese eine hohe Rate an wiederkehrenden Raumsituationen darstellen. Beispiele für mehrgeschossige Wohnobjekte gibt es bei diesem System nur wenige. Hier findet eher das System der Elementvorfertigung statt. Auch eine Kombination aus Raum- und Flächenmodulen ist denkbar (vgl. IHF, 2015, S.5f.).   5.1.3.              Vorfertigung
  Die Vorfertigung wird in der Literatur nicht eindeutig definiert und wird daher von verschiedenen Experten unterschiedlich ausgelegt. In der Vorfertigung werden angefangen von einzelnen Teilbereichen eines Gebäudes (wie Wände oder Decken) bis hin zu gänzlich schlüsselfertigen Bauten an einem wettergeschützten Ort hergestellt. Ein Vorteil der Vorfertigung ist, dass durch eine hohe Standardisierung der Elemente eine serielle Fertigung mit hohen Stückzahlen generiert werden kann, um dadurch wirtschaftliche Vorteile zu erzielen und eine konstante Qualität sicherzustellen. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch wetterunabhängige Arbeiten die Bauzeit verkürzt und dadurch eine Reduktion der Baustellengemeinkosten erzielt werden kann. Des Weiteren wird davon ausgegangen, durch laufende Kontrollen eine erhöhte Qualitätssicherung zu erreichen, die aufgrund der Witterungsunabhängigkeit zudem auch noch schneller ausgeführt werden kann. Durch einen erhöhten Planungsaufwand sowie Anforderungen an Logistik, Transport und Hebeaufwand auf der Baustelle, entstehen allerdings auch Nachteile, die bei einer Vorfertigung berücksichtigt werden müssen. Ob die Vorteile einer Vorfertigung von Bauteilelementen oder der Fertigung eines ganzen Raummoduls überwiegt, ist dabei immer projektspezifisch zu prüfen. Der Produktionsablauf findet in Produktionshallen statt, wo die Modulelemente ähnlich wie Autos in der Automobilindustrie, unterschiedliche Fertigungsstationen durchläuft und dabei Schritt für Schritt zusammengesetzt werden. Anschließend werden die Elemente und Module regendicht verpackt und zur Baustelle transportiert, wo sie bestenfalls ohne Zwischenlagerung direkt verbaut werden. Die Montage der einzelnen Elemente oder Module erfolgt aufgrund der großen Vorleistungen im Werk in einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum mit wenig Lärm und durch kurze Transportwege und wenig Verpackungs- und Restmüll entstehen nur geringe Umwelteinflüsse (vgl. IHF, 2015, S.6ff.).   5.1.4.              Mass Customization
  Mass Customization ist eine Zusammensetzung der beiden sehr gegensätzlichen Begriffe Mass Production und Customization und kann mit „individuelle Massenproduktion“ übersetzt werden. Dem Kunden soll ermöglicht werden einige bestimmte Merkmale eines Produkts auf Bestellung anpassen zu können. Anders als bei der Einzelfertigung, sieht das Konzept der Mass Customization jedoch keine auftragsbezogene Erstellung von Elementen oder Modulen vor. Vielmehr soll die Produktspezifizierung durch die Auswahlmöglichkeiten zwischen einzelnen wenigen Produktkomponenten sichergestellt werden. Dadurch können die Kosten nahe an denen einer Massenprodukten gehalten werden. Gleichzeitig ermöglicht die Flexibilität dem Kunden verschiedene Optionen zu kombinieren, um ein halbindividuelles Endprodukt zu schaffen. Da in einem solchen Konzept die Preise der Auswahlmöglichkeiten auf einem vordefinierten Preisbaukasten basieren, wird in der Fachliteratur auch oft von einer Standardisierung der Individualisierung gesprochen. Je nach dem, zu welchem Zeitpunkt der Produktion die Individualisierung durchgeführt wird, unterscheidet man zwischen Soft Customization und Hard Customization. Die Anpassungen, die nach der Fertigung des Produkts angewendet werden, nennt man Soft Customization. Findet eine Anpassung bereits während der Fertigung statt, wird diese Hard Customization genannt. Diese wiederum lassen sich schließlich noch in sechs unterschiedliche Umsetzungsstrategien der Mass Customization einteilen – wie die nachfolgende Grafik zeigt –, die sich allerdings auch miteinander kombinieren lassen können.     Abb. 3: Umsetzungsansätze einer Mass Customization   Der Umfang der individuellen Wertschöpfung wird zudem durch die Art der Kundenanpassung bestimmt.   Die erste Art der Soft Customization stellt die Selbstindividualisierung dar. Hier kann der Endkunde zwischen massenhaft hergestellten Produkten wählen und diese an seine eigenen Bedürfnisse anpassen. Durch das Auswählen verschiedener Module wachsen allerdings auch die Anforderungen an die Produktflexibilita¨t und können damit zu höheren Entwicklungskosten führen. Ein entscheidender Vorteil ergibt sich in dieser Art jedoch durch die hohe Flexibilität...