Ein Bauteil lässt sich als „klimapositiv“ bezeichnen, wenn es im Lebenszyklus als CO2-Senke wirksam ist – also im Saldo der Atmosphäre Kohlenstoff entzieht. Dies lässt sich nur über eine dynamische Lebenszyklusanalyse nachweisen.1, 2 Im Holzrahmenbau ist dies dann der Fall, wenn ein sehr guter Wärmeschutz (U < 0,15 W/m²K) mit schnell nachwachsender Dämmung (z. B. Stroh) und einer CO2- armen Wärmeversorgung – etwa über eine Wärmepumpe – kombiniert wird. Zudem benötigen die Bauteile eine Lebensdauer von 70 bis 80 Jahren.
Bei einem zirkulären Bauteil können alle wesentlichen Komponenten nach Nutzung weiterverwendet oder zu mehr als 50 % in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden. Biogene oder erdölbasierte Stoffe können dann dauerhaft als CO2-Senke im Materiallager erhalten werden. Das schließt eine Verbrennung aus.
Die interessante Frage lautet: Lassen sich beide Ziele unter Verwendung handelsüblicher Baukomponenten und -methoden miteinander verbinden? Um das herauszufinden, hat ein interdisziplinäres Forschungsteam eine Reihe von Praxisversuchen durchgeführt. Dabei haben die beteiligten Unternehmen ein Fassaden-Mock-up mit Stroh-Einblasdämmung und Beplankung aus Gipsfaserplatten hergestellt, zerlegt und wiederaufgebaut. Alle Prozesse während des Lebenszyklus wurden dabei im Zeitraffer einmal praktisch durchgespielt und dokumentiert.
Für das Experiment war ganz bewusst kein Prototyp vorgesehen, sondern eine nur leicht abgewandelte Standardkonstruktion. Sie erlaubt den Bau einer tragenden Fassade bis Gebäudeklasse 3 und einer nicht tragenden Außenwand bis Gebäudeklasse 5. Wichtig war dabei, dass keine Schichten verputzt, gespachtelt oder mit schwer lösbaren Abklebungen versehen sind, damit alle Befestigungen zugänglich bleiben.
Klammern oder Schrauben?
Vor dem Hauptexperiment fanden mehrere Vorversuche statt. Dabei standen die Erstellung gut lösbarer Verbindungen, das Einbringen und Absaugen der Strohdämmung sowie der bauphysikalisch fehlerfreie Ein- und zerstörungsfreie Ausbau der Fenster im Vordergrund.
Der Einsatz von Einblasdämmungen in luftdichten Gefachen kann wegen der dabei auftretenden Druckunterschiede zu Plattenbrüchen führen. Aufgrund der hohen Rohdichte passiert dies bei Stroh häufiger als bei Zellulose oder Holzfasern. Mit Entlastungsöffnungen und Stützlattungen lässt sich diesem Risiko entgegenwirken. Bei Einblasplatten treten Plattenbrüche technisch bedingt ohnehin nicht auf.
Die heute dominierenden Klammerverbindungen sind zwar zeit-, kosten- und materialsparend, können aber nicht zerstörungsfrei gelöst werden. Nagelschrauben können ebenfalls kosteneffizient mit Gasdrucknaglern eingebracht werden. Allerdings sind sie bisher nur bedingt für den Rückbau geeignet. Klassische verzinkte Holzschrauben hingegen erlauben ein problemloses Ein- und Herausschrauben. Die Randabstände werden dadurch jedoch größer und damit auch die erforderlichen Holzquerschnitte.
Erfahrungen beim Ab- und Aufbau
Das Zerlegen und der Wiederaufbau fanden an einem Tag statt. Während das Zerlegen nur zwei Stunden und 40 Minuten in Anspruch nahm, dauerte der Wiederaufbau fast doppelt so lang.3 Die Schraubverbindungen erwiesen sich als gut lösbar. Beim Wiederaufbau wurden neue Schrauben in die vorhandenen Löcher gesetzt und nicht, wie zuvor angedacht, in neu hergestellte Bohrungen. Die nicht ablösbare Folienschürze unter dem Fensterblech blieb erhalten und wurde beim Wiedereinbau mit Neuware überklebt. Bei der Dampfsperre und der Fassadenschutzbahn fand ein kompletter Austausch statt. Die Gipsfaserplatten wurden ohne Schwierigkeiten abgenommen, zwischengelagert und wieder eingebaut.
Im Verlauf des Experiments brach dann doch eine Platte in einem Gefach, weil nur die Gegenseite mit Stützlatten versehen war. Ansonsten bereiteten das Absaugen der Strohdämmung und das Wiedereinblasen in das liegende Wandelement keine größeren Probleme.4
Vorteil Vorfertigung
In den Nachbesprechungen wurde deutlich, dass bei weitgehender Vorfertigung deutlich weniger Schwierigkeiten zu erwarten sind als bei der Ausführung auf der Baustelle. Für die Herstellung der Elemente verwendet man dabei Einblasplatten für die Strohdämmung und Schraubautomaten. Schraubverbindungen verursachen jedoch auch hier einen erheblich höheren Zeitaufwand als Klammern. Um einen Holzrahmenbau komplett zerlegen zu können, wäre die Entwicklung kosteneffizienter und zugleich gut lösbarer Holz-Platte-Verbindungen erforderlich.
Für eine Wiederverwendung der Kernelemente sind Klammerverbindungen jedoch kein Problem. Erforderlich ist vielmehr eine standardisierte Planung bezüglich Geschosshöhen, Achsraster und regelmäßiger Trennmöglichkeiten, um die Bauteile später möglichst flexibel einsetzen zu können. Für die Kernelemente ist darüber hinaus ein Wasser- und Feuchteschutz mit zwei getrennten Abdichtungsebenen erforderlich, damit diese deutlich länger als 100 Jahre haltbar sind.
Die Sichtbarkeit aller Verbindungsmittel führt zu einer neuen Ästhetik des Machens, in der der Herstellungsprozess offengelegt wird. Die Zerlegbarkeit spielt auch bei den Erneuerungszyklen im Laufe des Lebenszyklus eine große Rolle, etwa für den zerstörungsfreien Fenstertausch, die Erneuerung der Fassadenverkleidung und die Nachrüstung der Elektrik im Zuge einer Generalsanierung nach 50 Jahren.
In weiterführenden Untersuchungen plant das Projektteam die Bewertung der zirkulären Fassadenelemente mit bereits verfügbaren (halb-)dynamischen Bilanzierungsmethoden, etwa dem GWP-bio-Index.1 Für das Bewertungssystem nachhaltiger Bauten des Bundes (BNB) wurde jüngst der Zirkularitätsindex entwickelt, der momentan in der Praxis erprobt wird. 5 Diese Methode ist für einen Vergleich der optimierten Holzrahmenelemente mit dem gegenwärtigen Standard interessant. Mock-ups könnten in diesem Zusammenhang generell als Nachweis für die Kreislauffähigkeit von Bauteilen etabliert werden. Ein naheliegender, weiterer Schritt wäre die Entwicklung von klimapositiven zirkulären Bauteilen hin zu entsprechenden Gebäuden.
Projektpartner
Vallentin + Reichmann Architekten, Huber & Sohn, James Hardie, pro clima, Isostroh, Climasonic, ITW Haubold, dad Gruppe, Energieinstitut Vorarlberg, RWTH Aachen, Norbert Hirschbeck, Markus Lieb/lop
Literaturhinweise
1 Guest, Geoffrey, u. a.: Global Warming Potential of Carbon Dioxide Emissions from Biomass Stored in the Anthroposphere and used for Bioenergy at End of Life. DOI: 10.1111/j.1530-9290.2012.00507.x
2 Vallentin, Rainer: Wie kann der Holzbau zum Klimaschutz beitragen? Veröffentlichung unter rb.gy/fi0d0e
3 Vallentin, Rainer: Klimapositiver zirkulärer Holzrahmenbau. Veröffentlichung unter rb.gy/fi0d0e
4 Borsch-Laaks, Robert und Vallentin, Rainer: Einblasdämmung aus Stroh; In: HOLZBAUquadriga, Heft 1/2026, S. 21 ff.
5 Fortentwicklung und Evaluierung des BNB-Kriteriensteckbriefs 4.1.4 Rückbau, Trennung, Verwertung bit.ly/zirkularität
