Effizienz im Holzbau: Die Statik zählt

Holzbau gilt als nachhaltige Alternative zu Beton, doch bei der statischen Berechnung von Holzrahmenbauten existiert eine Lücke: Wände mit Fensteröffnungen werden bislang nicht berücksichtigt, da verlässliche Daten fehlen. Ein gemeinsames Projekt von Empa, Berner Fachhochschule und ETH Zürich – unterstützt vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) sowie Industriepartnern – soll dies ändern. Im Fokus stehen mathematische Modelle und groß angelegte Versuche, die das Tragverhalten solcher Wände analysieren.

Versuche an Holzrahmenwänden

In der Bauhalle der Empa wurden zweigeschossige Holzwände mit Fensteröffnungen kontrolliert unter Druck gesetzt und bis zum Versagen belastet. Zahlreiche Kameras und Sensoren dokumentierten das Verhalten. Die Versuche schließen eine vierjährige Forschungsphase ab, die bereits mit kleineren Bauteilen an der Berner Fachhochschule begonnen hatte.

Relevanz für Wind- und Erdbebensicherheit

Bauten müssen nicht nur vertikale Lasten wie Eigengewicht oder Schnee tragen, sondern auch horizontale Belastungen durch Wind oder Erdbeben. Bislang gelten Wände mit Fenstern im Holzrahmenbau in den Berechnungen als „nicht tragend“. Die Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass ihr Beitrag zur Aussteifung erheblich ist.

Potenzial für Einsparungen

Erste Resultate deuten darauf hin, dass künftig weniger aufwendige Stahlverankerungen und in manchen Fällen sogar Betonkernlösungen entfallen könnten. Das spart Zeit, Material und Kosten und erhöht die Nachhaltigkeit von Holzbauten.

Ausblick: Modell für die Praxis

Das aktuelle Computermodell bildet die Basis für ein vereinfachtes Praxismodell, das Bauingenieuren künftig verlässliche, aber weniger komplexe Berechnungen ermöglicht. In enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern soll sichergestellt werden, dass die Ergebnisse schnell Anwendung finden.