Kreislauffähige Verbindungen in der Praxis

Aus unseren Forschungserkenntnissen zum kreislauffähigen Bauen mit Holz leiten wir konkrete Handlungsempfehlungen ab und lassen diese in unser Dienstleistungsangebot im zirkulären Bauen und in unsere Projekte einfliessen. Ein wichtiger Planungs- und Konstruktionsansatz ist das Design for Disassembly-Prinzip («Rückbauorientierte Planung»), bei welchem Bauteile so konzipiert werden, dass sie einfach getrennt, demontiert und flexibel wiederverwendet werden können.

Mit unserem innovativen Firmensitz, dem Haus des Holzes, haben wir anschaulich gezeigt, wie sich dieser Ansatz in der Praxis umsetzen lässt. Bei Planung und Ausführung lag der Fokus konsequent auf der zukünftigen Wiederverwendung der eingesetzten Materialien. Im Sinne des Bauens nach dem Kreislaufprinzip konnte die Trennbarkeit der Materialien nach «Design for Disassembly» maximal möglich umgesetzt werden. Dafür haben wir sämtliche Materialien und Verbindungsmittel hinsichtlich ihrer späteren Lösbarkeit und Recyclingfähigkeit geprüft und mittels Materialpassport bewertet. Nicht den Anforderungen entsprechende Materialen konnten so ausgeschlossen werden.

Die Rückbaubarkeit eines Gebäudes steht und fällt mit den gewählten Verbindungen. Hier bieten reine, wieder lösbare Holz-Holz-Verbindungen einen idealen Ansatzpunkt, da keine Schraub- oder Klebeverbindungen gelöst werden müssen. Die Bauteile lassen sich wie Puzzlesteine zusammensetzen, auseinandernehmen und sortenrein trennen, womit sie einer erneuten stofflichen Nutzung zur Verfügung stehen.

Haus des Holzes in Sursee (CH)

Das Haus des Holzes ist eines der ersten Holzbaugebäude in der Schweiz, bei dem wir konsequent kreislauffähige Holzverbindungen eingesetzt haben. So wurde das Gebäude mit rückbaubaren Deckenaufbauten, Wandelementen und Stütz-Unterzugkonstruktionen gebaut. Diese sind ineinandergesteckt, verzahnt oder verschraubt – anstatt verleimt oder genagelt.

Beim Deckenaufbau kommen z. B. traditionelle Schiebeböden zum Einsatz. Die Aussteifung erfolgt über die Decken und Wände mit Hilfe von flächigen Brettsperrholzscheiben.

Schwalbenschwanzverbindungen, beispielsweise X-fix-Verbinder, sind metallfreie Schwerlastholzverbinder nach dem Doppelschwalbenschwanz-Prinzip, bestehend aus zwei konisch geteilten Teilen, welche schonend in dafür vorgesehene Ausfräsungen in den zu verbindenden Holzbauteilen eingeschlagen werden und so die Bauteile automatisch formschlüssig verbinden – keine gänzlich neue Art zu bauen, denn Varianten der Schwalbenschwanzverbindung kamen bereits im Mittelalter im konstruktiven Holzbau zum Einsatz.

Collegium Academicum in Heidelberg (DE)

Das Collegium Academicum, ein viergeschossiges Wohnheim und Begegnungsstätte für Studierende und Auszubildende, ist ein Vorzeigeprojekt für kreislauffähiges Planen und Bauen in Deutschland – ausgezeichnet mit namhaften Architektur- und Holzbaupreisen.

Die besondere Innovation dieses Projektes liegt darin, dass der traditionelle Holzbau neu gedacht und in die Moderne übersetzt wurde. Zusammen mit Architektur und Holzbau entwickelten wir ein Gebäude mit einem Tragwerk als Holzskelettkonstruktion, das durch form- und kraftschlüssige Nur-Holz-Verbindungen tragend zusammengefügt wird. Der Form- und Kraftschluss wird durch die geometrische Verzahnung erzeugt.

Ursprünglich für horizontale Bauteile entwickelt, haben wir den X-Fix hier erstmals auch für vertikale Bauteile eingesetzt. Er dient dazu, die im Raster aneinandergereihten vorgefertigten Wandelemente – Holzstützen, Unterzüge und aussteifende Wandscheiben aus Brettsperrholz – miteinander zu koppeln sowie einzelne Deckenelemente reissverschlussartig zu grossen Scheiben zu schliessen.

Derartige Holz-Holz-Verbindungen lassen sich bereits beim Abbund der Bauteile kostengünstig, in hoher Stückzahl sowie vorgefertigt herstellen. Zur Montage genügt als Werkzeug ein einfacher Hammer. Das Ergebnis ist ein Bausystem, das in kurzer Zeit montiert bzw. «zusammengesteckt» werden kann und sich sowohl für den mehrgeschossigen innerstädtischen Wohnungsbau als auch für andere Bauaufgaben eignet.

Um die innovativen Holz-Holz-Verbindungen sinnvoll einsetzen zu können, wurden die Spannweiten im Entwurf und Holztragwerk so gewählt, dass an allen Anschlüssen und Auflagerpunkten annähernd gleiche Kräfte auftreten. Dafür wurde ein enges Konstruktionsraster gewählt, dieses hält die Lasten in den Anschlüssen niedrig und ermöglicht eine flexible Raumaufteilung. Die Aussteifung des Gebäudes erfolgt jeweils durch Brettsperrholzplatten in den Wand- und Deckenebenen der Wohngemeinschaften. Die Räume innerhalb der Wohnungen können aufgrund mobiler Wandelemente unterteilt werden.

Mehrfamilienhäuser in Bridport, London (UK)

In Bridport planten wir 2010 ein achtgeschossiges Mehrfamilienhaus in Brettsperrholzbauweise. Die Aussenwände wurden aus einzelnen CLT-Elementen – bestehend aus Wandtafeln und separaten Stürzen – konzipiert. Die vertikale Lastabtragung erfolgte konsequent über die Aussenwände. Anstelle von grossformatigen Holzplatten mit ausgeschnittenen Fensteröffnungen entschieden wir uns bewusst für diese Lösung, um den Verschnitt von hochwertigem Brettsperrholz zu vermeiden und Material effizient einzusetzen.

Lesen Sie hier mehr über die speziell für dieses Projekt entwickelten Auflagerdetails mit geschossdurchlaufenden CLT-Aussen- und Innenwänden.

Die Nocken wurden jeweils zur Hälfte der Deckendicke im Brettsperrholz ausgefräst, so dass sich der Übergangspunkt inmitten der Geschossdecke befindet. Im Hinblick auf die Montage wurde mit Toleranzen von 2mm um die Nocke herum geplant. Die Montage verlief hervorragend, aufgrund der Nockenform mit entsprechend angefasten Kanten konnten die Wände bzw. die Nocken einwandfrei in den dafür vorgesehenen Löchern in der Decke eingebracht werden.

Diese konstruktiven Grundsätze prägen unsere Planung bis heute und finden insbesondere in unseren Projekten in Deutschland weiterhin Anwendung.