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Nachhaltigkeit in der Bauindustrie. Ist Holz ein nachhaltiger Rohstoff?

©2020 Facharbeit (Schule) 18 Seiten

Zusammenfassung

In der vorliegenden Seminararbeit werden die Nachhaltigkeitspotenziale des Baustoffs Holz erläutert. Herausgearbeitet werden in diesem Zusammenhang die klimatischen Vorteile von Holz und die technischen und funktionellen Eigenschaften. Im ersten Teil der Arbeit wird die Nachhaltigkeit erstmal definiert. Es werden die Grundlagen der Nachhaltigkeit erklärt sowie die Historie und Dimensionen der Nachhaltigkeit. Daraufhin wird die Bedeutung für das Bauwesen erläutert. Im zweiten Teil der Arbeit werden die Baustoffeigenschafften von analysiert. Danach wurde geguckt welche Eigenschaften Holz als Baustoff bei einem ganzheitlichen Gebäudekonzept mitbringt.

Nachhaltige Entwicklung sichert die Zukunftsfähigkeit der Gesellschaft. Dabei ist eine Entwicklung bedeutend, die den Bedürfnissen der heutigen Generation gerecht wird, ohne die Chancen künftiger Generationen zu gefährden. Es gilt, dass natürliche (ökologische) Lebensgrundlagen gesichert werden müssen, um die ökonomische und die soziale Lebensqualität zu verbessern. Vor diesem Hintergrund ist die Notwendigkeit der Nachhaltigkeit für die Zukunft erklärt .
Innerhalb der EU sind etwa 40 % des Gesamtenergieverbrauchs auf die Gebäudenutzung und 36% auf Treibhausgasemissionen zurückzuführen . Dieser große Anteil hat das Thema "Nachhaltigkeit" in den Fokus des Bauwesens gerückt. In diesem Zusammenhang spielt die Baustoffverwendung bei der Frage der Nachhaltigkeit von Bauobjekten eine zentrale Rolle. Dabei müssen die Auswirkungen auf alle drei Dimensionen der Nachhaltigkeit berücksichtigt werden. Bei der Materialwahl werden nicht nur die ökologischen Aspekte während der "Herstellung" des Baustoffs, sondern auch die Umweltwirkungen der daraus hergestellten Bauwerke betrachtet. Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung zählen nicht nur die Herstellungs-, sondern auch Betriebs-, Wartungs- und Instandhaltungskosten über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks hinweg. Und schließlich spielt bei der sozialen Dimension des nachhaltigen Bauens eine Rolle, ob die funktionalen Anforderungen dauerhaft erfüllt werden und ein Bauwerk auch über lange Zeit von den Nutzern nachgefragt wird . Der meistverwendete Konstruktionsbaustoff bei Wohngebäuden speziell mit fertigteilbau ist Holz .

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Nachhaltigkeit und Bauwesen
2.1 Grundlagen der Nachhaltigkeit
2.2 Bedeutung des Bauwesens für eine nachhaltige Entwicklung

3. Baustoffeigenschaften Holz
3.1 Holzbestandteile
3.2 Klimatischen Vorteile/ Ökobilanz
3.3 Technische und Funktionelle Eigenschaften
3.4 Verwendungsmöglichkeiten

4. Holz als Nachhaltiger Baustoff beim ganzheitlichen Gebäudekonzept
4.1 Brandschutz
4.2 Thermische Speicherfähigkeit
4.3 Schalschutz
4.4 Flexibilität, Konstruktion und Nutzung
4.5 Dauerhaftigkeit und Widerstandsfähigkeit

5. Fazit

6. Quellenverzeichnis

Seminararbeit: Ist Bauen mit Holz nachhaltig?

1. Einleitung

Nachhaltige Entwicklung sichert die Zukunftsfähigkeit der Gesellschaft. Dabei ist eine Entwicklung bedeutend, die den Bedürfnissen der heutigen Generation gerecht wird, ohne die Chancen künftiger Generationen zu gefährden. Es gilt, dass natürliche (ökologische) Lebensgrundlagen gesichert werden müssen, um die ökonomische und die soziale Lebensqualität zu verbessern. Vor diesem Hintergrund ist die Notwendigkeit der Nachhaltigkeit für die Zukunft erklärt1.

Innerhalb der EU sind etwa 40 % des Gesamtenergieverbrauchs auf die Gebäudenutzung und 36% auf Treibhausgasemissionen zurückzuführen2. Dieser große Anteil hat das Thema „Nachhaltigkeit“ in den Fokus des Bauwesens gerückt. In diesem Zusammenhang spielt die Baustoffverwendung bei der Frage der Nachhaltigkeit von Bauobjekten eine zentrale Rolle. Dabei müssen die Auswirkungen auf alle drei Dimensionen der Nachhaltigkeit berücksichtigt werden. Bei der Materialwahl werden nicht nur die ökologischen Aspekte während der „Herstellung“ des Baustoffs, sondern auch die Umweltwirkungen der daraus hergestellten Bauwerke betrachtet. Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung zählen nicht nur die Herstellungs-, sondern auch Betriebs-, Wartungs- und Instandhaltungskosten über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks hinweg. Und schließlich spielt bei der sozialen Dimension des nachhaltigen Bauens eine Rolle, ob die funktionalen Anforderungen dauerhaft erfüllt werden und ein Bauwerk auch über lange Zeit von den Nutzern nachgefragt wird3. Der meistverwendete Konstruktionsbaustoff bei Wohngebäuden speziell mit fertigteilbau ist Holz4. Somit stellt sich mir in diesem Zusammenhang die Frage: Ist Bauen mit Holz nachhaltiges Bauen?

In der vorliegenden Seminararbeit werden die Nachhaltigkeitspotenziale des Baustoffs Holz erläutert. Herausgearbeitet werden in diesem Zusammenhang die Klimatischen Vorteile von Holz und die technischen und funktionellen Eigenschaften.

2. Nachhaltigkeit und Bauwesen

Die Basis für die erfolgreiche Darstellung der Nachhaltigkeitspotenziale des Baustoffs Holz sind Kenntnisse über die spezifischen und individuellen Besonderheiten des Werkstoff Holz wichtig. In diesem Zusammenhang werden im zweiten Kapitel als Grundlage Hintergründe erläutert, die den Begriff der Nachhaltigkeit erörtern und die Besonderheiten des Baustoffs Holz verdeutlichen. Die wesentlichen Dimensionen der Nachhaltigkeit in Hinblick auf die Nachhaltigkeitspotentiale auf den Rohstoff Holz, sollen hier aufgezeigt werden.

2.1 Grundlagen der Nachhaltigkeit

2.1.1 Historie und Definition

In vielen Bereichen wird heutzutage der Begriff „Nachhaltigkeit“ verwandt. Sei es in Verbindung mit Konsum, Tourismus, Politik, Mobilität, Bevölkerungsentwicklung, oder Klimaschutz. Aber auch in Kunst und Kultur ebenso wie in der Werbung taucht der Begriff häufig auf. Nachhaltigkeit ist aus dem modernen Sprachgebrauch nicht mehr wegzudenken. Dabei ist der Gedanke des nachhaltigen Handelns, bzw. der Nachhaltigkeit an sich aber keine neue Erfindung, sondern ein in Vergessenheit geratener Grundsatz aus der deutschen Forstwirtschaft. Tatsächlich lässt sich der Begriff als solcher bis ins frühe 18. Jahrhundert zurückverfolgen5,6.

Der Begriff der Nachhaltigkeit stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft. Er wurde erstmals 1713 von Hans Carl von Carlowitz formuliert. Damals wurde für den Betrieb der Erzgruben mehr Holz geschlagen, als in den angrenzenden Wäldern nachwachnachwachsen konnte. Um den Bedarf zu decken, musste das Holz aus anderen Regionen angeliefert werden. Hans Carl von Carlowitz beschloss damals, die Wälder wieder aufzuforsten und dem Wald nur so viel Holz zu entnehmen, wie in der gleichen Zeit nachwachsen konnte. Schon damals entwickelte er damit einen zentralen Leitgedanken der Nachhaltigkeit: „Verbrauche nicht mehr nachwachsende Rohstoffe je Zeiteinheit als in dieser Zeit nachwachsen können“7 ! Doch dieses Prinzip wurde in den folgenden Jahrhunderten weitestgehend missachtet. Erst im 20. Jahrhundert gewann das Thema Nachhaltigkeit an Bedeutung. Im Jahre 1987 wurde der ursprünglich forstwirtschaftliche Hintergrund der Nachhaltigkeit durch den sogenannten Brundtland-Bericht der World Kommission on Environment and Development (WCED) um die umwelt- und entwicklungspolitischen Komponenten erweitert8. Der Nachhaltigkeitsgedanke beinhaltet demnach drei Aspekte: Ökologie, Ökonomie und Soziales.

2.1.2 Dimensionen der Nachhaltigkeit

Wie im vorherigen Abschnitt deutlich wurde, ist das Leitbild der Nachhaltigkeit vielschichtig. Insgesamt werden drei Dimensionen unterschieden: Ökologische Dimensionen, Ökonomische Dimensionen und Soziale Dimensionen Die einzelnen Aspekte müssen vernetzt werden, da eine nachhaltige Entwicklung unserer Gesellschaft nur durch die erfolgreiche Kombination des ökologischen, ökonomischen und des sozialen Aspekts erreicht werden kann (siehe Abbildung).

2.2 Bedeutung des Bauwesens für eine nachhaltige Entwicklung

Das Handlungsfeld Bauen und Wohnen hat wirtschaftliche und soziale Bedeutung, und bietet die größten Handlungspotentiale für eine nachhaltige Gestaltung unseres Umgangs mit Ressourcen! So schrieb die Enquete-Kommission des Deutschen Bundestages in ihrem Abschlussbericht und betonte damit, wie wichtig ein verantwortungsvolles Handeln im Bausektor im Hinblick auf eine nachhaltige Entwicklung ist9.

2.2.1 Umweltbeeinflussung

Bauen beeinflusst und beeinträchtigt die Umwelt in verschiedener Hinsicht: Die Schaffung von Siedlungsfläche führt zu einer Reduzierung der Naturfläche. 58 Hektar unbebaute Fläche wurden im durschnitt von 2014-2017 in Deutschland täglich in Siedlungs- und Verkehrsfläche umgewandelt. Dies bedeutet eine jährlich neue Flächeninanspruchnahme durch Gebäude und Infrastruktur von ca. 21200 Fußballfeldern. Ziel der Bundesregierung ist es, die Inanspruchnahme neuer Flächen für Siedlungs- und Verkehrszwecke bis zum Jahr 2030 auf 20 Hektar (ha) pro Tag zu begrenzen10. In den letzten Jahren hat sich der Zuwachs an Siedlungs- und Verkehrsfläche mit erkennbarem Trend abgeschwächt. Eine Fortsetzung der durchschnittlichen jährlichen Entwicklung der letzten Jahre würde jedoch weiterhin nicht genügen, um das vorgegebene Reduktionsziel bis 2030 zu erreichen. Die mit der Bautätigkeit verbundene erhöhte Flächenversieglung beeinträchtigt das ökologische Gleichgewicht. Der Bau von Gebäuden sorgt darüber hinaus für einen enormen Verbrauch an Ressourcen zur Baustoff- und Bauteilherstellung (Holz, Sand, Kies, Lehm, Ton etc.). Die zugrunde liegenden Stoffflüsse sind gewaltig. In Deutschland wurden 2010 rund 121 Mio. Tonnen Holz, Beton, Ziegel, etc. nur im Wohnungs- und Nichtwohnungsbau verwendet. Die jährlich in den Bausektor fließenden Stoffströme sind dreimal so hoch wie die aus Bau, Sanierung und Abriss zurückfließenden Reststoffströme11. Das Abfallaufkommen aus der gesamten Bautätigkeit ist vier- bis fünfmal so hoch wie das Hausmüllaufkommen. Mit knapp 222.3 Millionen Tonnen Bauabfällen im Jahr 2017 sind das 53,4 Prozent des gesamten Abfallaufkommens in Deutschland12.

Ein weiterer, wichtiger Aspekt ist der immense Energieeinsatz im Zusammenhang mit Bauen und Gebäuden. Sowohl die „Baustoffherstellung“ als auch die Baustoffentsorgung und insbesondere der Betrieb von Gebäuden haben einen enormen Anteil am Energieverbrauch in Deutschland. So geht eine Drittel des Gesamtenergieverbrauchs auf diesen Betrieb zurück. Hier dominiert der Heizenergieverbrauch mit 80 – 85 % der in Gebäuden verbrauchten Nutzenergie. Dazu kommt der Energieaufwand für Warmwasserbereitung, Spülen, Kochen, Waschen, Beleuchtung, Kühlung und Klimatisierung. Auch der Transport von Baustoffen, ihr Einbau und schließlich der Abriss von Bauwerken tragen zum Energieverbrauch bei.

2.2.2 Wirtschaftliche Bedeutung

In Deutschland betrugen die Bauinvestitionen je Einwohner im Jahre 2018 3.386 Euro13. Da die Zahlen (Entwicklung des Bauvolumens) im Bausektor von 2009 bis 2019 in der Branche stark gestiegen sind, kommt der Bauwirtschaft immer noch eine Schlüsselrolle in der deutschen Gesamtwirtschaft zu14. Dies zeigt sich auch im Anteil der Produktion und Beschäftigten, da man dort vor den wichtigen Industriebereichen wie Fahrzeugbau, dem Maschinenbau oder der Chemie Industrie liegt. Das Baugewerbe trug 2018 mit 5,3% zur Bruttowertschöpfung bei15. Neben den Investitionsausgaben ziehen Bauprojekte hohe Folgekosten nach sich. Investitionsentscheidungen, die hier getroffen werden, haben somit bei einer Nutzungsphase von 80 bis 100 Jahren langfristige wirtschaftliche Konsequenzen. In diesen Zahlen zeigt sich die wirtschaftliche Bedeutung des Bausektors.

3. Baustoffeigenschaften Holz

Nachdem im vorangegangenen Kapitel die Nachhaltigkeit und die Notwendigkeit der Nachhaltigkeit für das Bauwesen, sowie die Grundlagen der Nachhaltigkeit beschrieben worden sind, werden in diesem Zusammenhang im folgenden Kapitel die Eigenschaften des Baustoffs Holz untersucht. Dabei werden die Holzbestandteile, die klimatischen Vorteile, die Technischen und Funktionellen Eigenschaften und die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten des Baustoffs Holz aufgezeigt.

3.1 Holzbestandteile

„Holz ist im Wesentlichen aus toter Zellwandsubstanz bestehendes natürliches Verbundmaterial aus den 3 Hauptkomponenten Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Daneben kommen noch die sog. Holzinhaltsstoffe (akzessorische Holzbestandteile) im H. vor, die verschiedenen Stoffgruppen (z. B. Terpene, Lipoide, Phenole, Stickstoffverbindungen, mineralische Bestandteile Holzasche) zuzuordnen sind und in unterschiedlicher Zusammensetzung und Menge in den verschiedenen Baumarten und Baumteilen vorkommen.

Die Holzpolysaccaride sind im Wesentlichen die Träger der Zugfestigkeit, das Lignin der Träger der Druckfestigkeit im Polymerenverbund. Die Holzinhaltsstoffe beeinflussen Geruch, Geschmack, Färbung, Tränkbarkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Pilze und Insekten etc., dagegen nur in untergeordnetem Maße die Festigkeitseigenschaften des Holzes.

Die elementare Zusammensetzung des Holzes ist etwa: 50,5 % Kohlenstoff, 6,4 % Wasserstoff, 43 % Sauerstoff, 0.3 % mineralische Bestandteile (Holzasche), unter 0,1 % Stickstoff. Extraktstofffreies Holz von Nadelhölzern und Laubhölzern besteht zu etwa 40 bis 44 % aus Cellulose. Die Nadelhölzer enthalten hingegen mehr Lignin (27-32 %) und weniger Hemicellulosen (20-25 %) als die Laubhölzer (18-24 % Lignin, 30-35 % Hemicellulosen)“16. Diese Informationen sind sehr wichtig um zu wissen wo man bestimmte Holzarten einsetzt. Auf diese Informationen beruhen zum Teil auch die jeweiligen Verwendungsmöglichkeiten von Holz.

[...]


1 Vgl. Was ist Nachhaltigkeit? Dimensionen und Chancen https://www.bpb.de/apuz/188663/was-ist-nachhaltigkeit-dimensionen-und-chancen (12.04.2020)

2 Vgl. Im Blickpunkt – Energieeffizienz von Gebäuden https://ec.europa.eu/info/news/focus-energy-efficiency-buildings-2020-feb-17_de (abgerufen am 13.04.2020)

3 Vgl. Nachhaltiges Bauen https://ibu-epd.com/nachhaltiges-bauen/ (abgerufen am (13.04.2020)

4 Vgl. Statistik (Quelle Stat. BA) https://www.win-ev.org/verband/news/details/beton-bleibt-fuehrender-baustoff/ (abgerufen am 13.04.2020)

5 Vgl. Nachhaltigkeit https://www.rechnungswesen-verstehen.de/lexikon/nachhaltigkeit.php (abgerufen am 13.04. 2020)

6 Vgl. Historische Entwicklung der Nachhaltigkeit https://www.global-ethic-now.de/gen-deu/0d_weltethos-und-wirtschaft/0d-04-verantwortung/0d-04-102-nachhaltigkeit-2.php (abgerufen am 13.04.2020)

7 Vgl. Nachhaltende Nutzung – ein Geschenk an die Welt https://www.forstwirtschaft-in-deutschland.de/forstwirtschaft/nachhaltigkeit/ (abgerufen am 13.04.2020)

8 Nachhaltigkeit- ein Historischer Überblick https://library.fes.de/pdf-files/akademie/online/09118.pdf (abgerufen am 13.04.2020)

9 Vgl. Abschlussbericht http://dipbt.bundestag.de/dip21/btd/13/112/1311200.pdf (abgerufen am 13.04.2020)

10 Vgl. Siedlungs- und Verkehrsfläche https://www.umweltbundesamt.de/daten/flaeche-boden-land-oekosysteme/flaeche/siedlungs-verkehrsflaeche#anhaltender-flachenverbrauch-fur-siedlungs-und-verkehrszwecke- (abgerufen am 13.04.2020)

11 Vgl. Die Entwicklung der Ressourcen im Bauwesen https://www.detail.de/fileadmin/uploads/02-Research/ZdB_Recycling_im_Bau_Cluas_Asam.pdf (abgerufen am 13.04.2020)

12 Vgl. Abfallaufkommen https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/abfallaufkommen#deutschlands-abfall (abgerufen am 13.04.2020)

13 Vgl. Entwicklung der Bauinvestitionen https://www.bauindustrie.de/zahlen-fakten/bauwirtschaft-im-zahlenbild/entwicklung-der-bauinvestitionen_bwz/ (abgerufen am 13.04.2020)

14 Vgl. Entwicklung des Bauvolumens https://de.statista.com/statistik/daten/studie/167953/umfrage/bauvolumen-in-deutschland-seit-2008/ (abgerufen am 14.04.2020)

15 Vgl. Bruttowertschöpfung des Baugewerbes im Vergleich zur gesamtwirtschaftlichen Bruttowertschöpfung* in Deutschland in den Jahren 2009 bis 2019 https://de.statista.com/statistik/daten/studie/252400/umfrage/bruttowertschoepfung-des-baugewerbes-in-deutschland/ (abgerufen am 13.04.2020)

16 LEXIKON DER CHEMIE: Holz https://www.spektrum.de/lexikon/chemie/holz/4151 (abgerufen am 14.04.2020)

Details

Seiten
18
Jahr
2020
ISBN (eBook)
9783346326126
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Fachhochschule Braunschweig / Wolfenbüttel; Standort Wolfenbüttel
Erscheinungsdatum
2021 (Januar)
Note
10
Schlagworte
Bauen mit Holz
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Titel: Nachhaltigkeit in der Bauindustrie. Ist Holz ein nachhaltiger Rohstoff?