Hochschulen präsentieren Massivholz in Forschung und Ausstellung

Quadratfuß

Campusgelände im ganzen Land fördern den nachhaltigen Baustoff als kohlenstoffarme Alternative zu Stahl und Beton.

Adohi Hall, ein Wohnheim der University of Arkansas, wurde aus Massivholz gebaut. Bildnachweis: Trent Bozeman für die New York Times

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Von Lisa Prevost

Massivholz, ein Holzwerkstoffprodukt, das Vorteile in Bezug auf Haltbarkeit und Nachhaltigkeit bietet, erfreut sich an Hochschulen im ganzen Land zunehmender Beliebtheit, wo es nicht nur als Konzept in den Lehrplan, sondern auch als Material in Campusgebäuden aufgenommen wird.

Experten sagen, dass Universitäten dazu beitragen, das Bewusstsein für Massivholz – mit Leim oder Nägeln verbundene Holzschichten – zu schärfen, indem sie dessen Potenzial als kohlenstoffarme Alternative zu Stahl und Beton demonstrieren.

„Unsere Hochschul- und Universitätskunden haben die Notwendigkeiten des Klimawandels wirklich erkannt“, sagte Ellen Belknap, Präsidentin von SMRT Architects and Engineers in Portland, Maine. „Ich bin begeistert, dass die Universitäten den Weg weisen.“

Allerdings behindern erhebliche Hindernisse die weit verbreitete Verwendung von Massivholz: Die Lieferanten beschränken sich meist auf Kanada und den pazifischen Nordwesten, und die Vorabkosten sind höher als für Stahl und Beton. Trotz dieser Herausforderungen stellen Bauträger fest, dass Holzmassen schneller wachsen, was ihnen hilft, die Vorlaufkosten schneller zu amortisieren.

„Das Gebäude lässt sich ein wenig wie ein Bausatz aufbauen“, sagte Sandra Lupien, Leiterin von MassTimber@MSU, einem Bildungs- und Öffentlichkeitsprogramm an der Michigan State University.

Liam O'Brien, ein 23-jähriger Doktorand an der University of Maine, ist Teil eines Teams, das versucht, eine mit Holzfasern isolierte Brettsperrholzplatte zu entwickeln. Eine solche Isolierung könnte aus den Abfällen der Holzverarbeitung hergestellt werden und, wenn sie in einer Fabrik in vorgefertigte Platten verarbeitet wird, die Bauzeit und -kosten weiter reduzieren.

Herr O'Brien, der ursprünglich Forstwirtschaft studiert hatte, wechselte zur Holzwissenschaft, als ihn das CO2-reduzierende Potenzial von Brettsperrholzplatten faszinierte, die aus mehreren Bretterschichten bestehen, die in abwechselnder Richtung gestapelt und mit Klebstoffen verbunden sind.

„Es ist ein Material, das sich in den USA durchsetzen sollte, solange wir die Menschen überzeugen können“, sagte Herr O'Brien. „Bauwissenschaften können eine große Rolle dabei spielen, wie wir auf den Klimawandel reagieren.“

Kreuzlaminierte Platten werden seit langem in Europa verwendet und sind so stark, dass sie für Wände, Dächer und Fußböden geeignet sind. Und sie haben eine Reihe weiterer Vorteile: Sie binden Kohlenstoff und halten ihn so von der Atmosphäre fern; sie sind nachhaltiger als andere Baumaterialien wie Stahl und Beton; und sie sind freigelegt, was einen ästhetischen Reiz verleiht.

Der Massivholzbau hat in den Vereinigten Staaten in den letzten Jahren stark zugenommen, und Universitäten waren eine treibende Kraft. Die meisten Aktivitäten finden in stark bewaldeten Bundesstaaten statt, darunter Arkansas, Idaho, Maine, Michigan, Oregon und South Carolina, wo eine weit verbreitete Nutzung des Materials zur Ausweitung oder Wiederbelebung der Forstwirtschaft beitragen könnte.

Die University of Arkansas gehört zu den Vorreitern. „Wir sind für viele Menschen fast eine Pilgerstätte“, sagte Peter B. MacKeith, der Dekan der Fay Jones School of Architecture and Design der Universität, und fügte hinzu, dass er dazu beigetragen habe, Campusleiter von den Vorteilen von Massivholz zu überzeugen. Auf dem Fayetteville-Campus gibt es jetzt zwei Gebäude, in denen das Material ausgestellt wird, und ein drittes ist in Vorbereitung.

Durch die Verwendung von Massivholz in einem 2018 fertiggestellten Bibliothekslageranbau habe die Universität mehr als 1 Million US-Dollar gegenüber dem ursprünglichen Stahl-Beton-Plan eingespart, sagte MacKeith. Er fügte hinzu: „Dann fangen die Leute an, sich aufzusetzen und zu sagen: ‚Vielleicht sollten wir das zumindest als alternative Bauform in Betracht ziehen.‘“

Adohi Hall, ein 200.000 Quadratmeter großes Wohnheim aus Massivholz, wurde 2019 eröffnet. Es besteht aus zwei fünfstöckigen Gebäuden, die durch einen Gemeinschaftsbereich verbunden sind.

„Es handelt sich um eine ziemlich hochwertige Raumaufteilung – sie strahlt optisch und atmosphärisch eine Wärme aus, die die Schüler sehr zu schätzen wissen“, sagte Herr MacKeith. „Und kommerzielle Entwickler schauen sich das an. Es ist vergleichbar mit Mehrfamilienhäusern.“

Bald wird die Universität den Grundstein für das 33,5 Millionen US-Dollar teure Anthony Timberlands Center for Design and Materials Innovation legen, das von Grafton Architects entworfen wurde. Es wird (neben anderen Programmen) das Graduiertenprogramm der Schule in Holz und Holzdesign beherbergen und es den Schülern ermöglichen, großformatige Prototypen aus Massivholz zu bauen, wobei der Schwerpunkt auf bezahlbarem Wohnraum und neuen Bautechnologien liegt.

„Diese Gebäude sind ein Beweis für das Konzept in Bezug auf Zeiteffizienz, Kosteneinsparungen und eine sicherere Baustelle“, sagte Herr MacKeith.

Die Michigan State University baute das erste Massivholzgebäude dieses Bundesstaates: die STEM Teaching and Learning Facility, die einem alten Kraftwerk nachempfunden wurde und Brettsperrholzplatten in den Rahmen, Böden und Decken verwendet. Das Gebäude sei zu einem Anziehungspunkt für Branchenfachleute geworden, von denen etwa 1.000 es seit seiner Eröffnung im letzten Jahr besichtigt hätten, sagte George H. Berghorn, Assistenzprofessor für Baumanagement an der School of Planning, Design and Construction der Universität.

„Es ist einfach ein wunderschönes Gebäude“, sagte er. „Viele Studenten gehen einfach zum Lernen dorthin, auch wenn sie dort keinen Kurs haben.“

Aber ein Mangel an Wissen bleibe ein Hindernis für die breitere Verbreitung von Massivholz, sagte Herr Berghorn. Zu diesem Zweck erhielt die Universität kürzlich einen Zuschuss in Höhe von 650.000 US-Dollar von der National Science Foundation, einer unabhängigen Bundesbehörde, die wissenschaftliche Forschung finanziert, um ein nationales Modell für einen Lehrplan für Massivholzdesign und -konstruktion für Architektur-, Ingenieur- und Bauprogramme zu entwickeln.

Die Clemson University in South Carolina erhielt vom Energieministerium einen Zuschuss in Höhe von 1,1 Millionen US-Dollar, um die Nutzung von Massivholz zu erweitern. Dort entwickeln Forscher ein Bodensystem aus Brettsperrholzplatten, das eine Spannweite von etwa 40 Fuß haben kann, doppelt so viel wie derzeit in der Industrie üblich. Sie suchen auch nach Möglichkeiten, das System mit anderen Gebäudekomponenten wie Rohrleitungen und Elektroleitungen zu verzahnen.

Ein solches All-in-One-System würde den Bedarf an ebenso vielen Strukturträgern reduzieren und möglicherweise den Bau beschleunigen, sagte Dustin Albright, stellvertretender Direktor der School of Architecture der Universität.

„Wir wollen einen All-in-One-Ansatz für das Bodensystem entwickeln, der den flexiblen Einstieg und Zugriff auf diese Komponenten ermöglicht, aber auf eine Weise, die ausschließlich aus Holz besteht“, sagte er.

Clemson verfügt auf seinem Hauptcampus über zwei Massivholzgebäude: die Samuel J. Cadden Chapel und das Andy Quattlebaum Outdoor Education Center, das aus Southern Yellow Pine besteht. Forscher haben im 2020 fertiggestellten Freizeitzentrum drahtlose Feuchtigkeits- und Vibrationssensoren installiert, um Daten über die langfristige Leistung des Gebäudes zu sammeln.

Verschiedene Universitäten erforschen die Machbarkeit einer lokalen Fertigung. Der Bundesstaat Michigan verfolgt die Nachfrage nach Massenholz und analysiert, wie die gesamte Lieferkette aussehen könnte, um diese Informationen potenziellen Herstellern zur Verfügung zu stellen, sagte Frau Lupien.

An der University of Maine tauschen Landbesitzer, Architekten, Holzproduzenten und Bauunternehmen über das Maine Mass Timber Commercialization Center Informationen aus, in der Hoffnung, schließlich wirtschaftliche Argumente für die Herstellung von Brettsperrholz vorzulegen.

„Wir versuchen, alle technischen Hindernisse oder Fragen abzubauen, die ein Unternehmen haben könnte, bevor es hier einen Produktionsbetrieb aufbaut“, sagte Stephen Shaler, Professor für nachhaltige Materialien und Technologie an der School of Forest Resources der Universität. In Zusammenarbeit mit einem Industriepartner hat die Universität Brettsperrholz aus Maine-Holz erfolgreich für den Bau qualifiziert.

Frau Belknap, die Architektin, glaubt jedoch, dass die Nachfrage erheblich steigen muss, bevor es wirtschaftlich sinnvoll ist, eine lokale Produktionsstätte zu eröffnen.

„Wenn Boston, New York, Philly und DC in Hochholz bauen“, sagte sie, „dann wird es wirtschaftlich sinnvoll sein, eine Produktionsstätte zu errichten.“

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