HOLZBAU ZIRKULÄR macht Schule − Holzbau-System für kreislaufgerechte und flexible Schulgebäude in Elementbauweise
Projektdurchführung
Universität Siegen
Fakultät II, Bildung – Architektur – Künste
Lehr- und Forschungsgebiet Baukonstruktion u. Entwerfen
Paul-Bonatz-Str. 9
57068 Siegen
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines kreislaufgerechten Holzbau-Systems für Schulgebäude, welches mit geringem Aufwand rückgebaut und dessen Bauteile wiederverwendet werden können. Ausgangspunkt ist die hohe ökologische Belastung des Bauwesens durch Ressourcenverbrauch und CO₂-Emissionen, insbesondere durch konventionelle Gründungen, hybride Verbunddeckenaufbauten und komplexe, nicht gut trennbare Schichtenaufbauten in der aktuellen Schulbaupraxis. Bestehende Ansätze zum zirkulären Bauen fokussieren meist einzelne Materialien oder Bauteile und blenden das Zusammenspiel von Konstruktion, Ausbau und Gebäudetechnik im System „Gebäude“ aus.
Das Vorhaben reagiert auf diese Defizite, indem es ein ganzheitliches Bausystem für Schulbauten in Holzbauweise entwickelt, welches alle konstruktiven Ebenen – von der Gründung über Tragwerk, Außen- und Innenwände, Decken und Dach – systematisch auf Rückbaubarkeit, Wiederverwendung und Recyclingfähigkeit überprüft und optimiert. Zentrale umweltrelevante Zielsetzungen sind die Reduktion grauer Emissionen durch minimierten Beton- und Verbundmaterialeinsatz, die Steigerung des Recycling- und Reuse-Anteils von Holzbauteilen sowie die Verlängerung der Nutzungsdauer von Bauteilen durch flexible und anpassungsfähige Grundriss- und Gebäudestrukturen insbesondere auch sich wandelnde Lehrkonzepte und Bedarfe.
Durch die Entwicklung eines Bauteil- und Detailkatalogs, kreislaufgerechter Konstruktionsprinzipien soll ein unmittelbar praxisfähiges System entstehen, welches auf vielfältige Schulbautypologien übertragbar ist und perspektivisch auch andere Gebäudekategorien unterstützt. Ausgangspunkt bildet ein Herangehen über die konstruktiven Hierarchien und den Ansatz des Design for Disassembly, wobei die entwickelten Systeme über geeignete Bewertungsmethoden, unter anderem Circularity Scores, validiert werden. Damit leistet das Vorhaben einen Beitrag zur Verringerung des Ressourcenverbrauchs im Bildungsbau und schafft eine Grundlage, um kommunale Schulneubauten systematisch auf Klimaschutz, Ressourceneffizienz und Wiederverwendbarkeit auszurichten.
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden
In diesem Vorhaben werden aufeinander abgestimmte Arbeitspakete bearbeitet, die von der Analyse des Status quo bis zur prototypischen Systementwicklung und Bewertung reichen. Zu Beginn stehen die Auswertung bestehender Holzbau und Schulbausysteme sowie die Identifikation typischer Problembereiche für Rückbau, Wiederverwendung und Recycling (Gründung, Tragwerk, Hüllschichten, Ausbau, Technik). Darauf aufbauend werden konstruktive Prinzipien, Raster und Module für ein kreislaufgerechtes Holzbau-System im Schulbau entwickelt, welche unterschiedliche Schulformen und Standortbedingungen abbilden.
Kern des Projekts ist die Erarbeitung eines Bauteil- und Regeldetailkatalogs für alle wesentlichen Bauteilebenen (Gründung, Primärkonstruktion, Außen- und Innenwände, Decken, Dach). Der Fokus liegt auf einer möglichst sortenreinen Materialwahl, reduzierter Schichtenanzahl, der Möglichkeit zur Revisionierbarkeit, demontierbarer Fügungen und Design for Disassembly. Parallel werden planerische Prozesse und Zuständigkeiten entlang der HOAI-Phasen so weiterentwickelt, dass Montage, Rückbau und Remontage integrale Bestandteile der Planung werden. Ergänzend entsteht eine Handreichung zu Ausnahmen und Befreiungen von geltenden Regelwerken, um kreislaufgerechte Holzbauweisen baurechtlich abzusichern.
Methodisch kommen etablierte und weiterentwickelte Bewertungsverfahren zur Anwendung, insbesondere Circularity Scores und holzbauspezifische Scoring-Systeme, mit denen Demontierbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Restwert der Bauteile quantifiziert werden. Variantenstudien auf Gebäude- und Bauteilebene, diagrammatische Analysen konstruktiver Hierarchien sowie prototypische Planungen für Schulgebäude dienen dazu, Konstruktions- und Systementscheidungen iterativ zu optimieren. Über den Stand der Technik hinaus geht das Vorhaben, indem es erstmals ein gesamthaftes, praxisfähiges Bausystem für den Schulbau entwickelt, das Kreislaufgerechtigkeit nicht nur auf Material- oder Bauteilebene, sondern über alle Ebenen von der Gründung bis zur Gebäudetechnik und den Planungsprozessen hinweg integriert und damit substanzielle, dauerhafte Umweltentlastungen im Bildungsbau ermöglicht.