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Baustoff Holz
Umweltschutz spielt im Fertigbau eine entscheidende Rolle. Durch den Einsatz von Holz nutzen die Hersteller die guten Verarbeitungseigenschaften, besonders aber die hervorragende Ökö-Bilanz dieses natürlichen und nachwachsenden Rohstoffes. Die Be- und Verarbeitung von Holz benötigt weniger Energie im Vergleich zu anderen Baustoffen.
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Holz verleiht Häusern
das gewisse Etwas
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Eine in den vergangenen Jahren ständig wachsende Zahl von neuen Holzbauten belegt zum einen die Fortführung einer ehemals langen und erfolgreichen Tradition, zeigt aber auch, dass diese Bauweise den Forderungen nach zeitgemäßem Wohnen und Arbeiten in idealer Weise gerecht wird. So belegen bei Architekturpreisen für Niedrigenergiegebäude Holzhäuser häufig die vorderen Ränge. Daran ist zu sehen, daß der Holzbau nicht nur wirtschaftlich konkurrenzfähig und ökologischen Fragestellungen gewachsen ist, sondern auch technisch wie gestalterisch anspruchsvolle Bauformen hervorbringt.
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Kein konkurrierender Baustoff wird mit so wenig Energieeinsatz und so geringer Umweltbelastung erzeugt, verarbeitet und genutzt wie einheimisches Holz. Die Planung und Errichtung von Holzhäusern setzt kreative Kräfte für einen neuen Weg hin zu einer besseren Architektur frei, die den Bewohnern Schutz und Geborgenheit vermittelt und die sich als umweltverantwortlich erweist.
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Die Vielseitigkeit von Holz
ist einmalig
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Holz ist ein Material mit sehr heterogenen Eigenschaften. Die verschiedenen Holzarten, der Wuchsstandort, das Baumalter, Kern- oder Splintholz und andere Randbedingungen bieten eine große Breite biologischer, technischer und optischer Eigenschaften. Diese Vielfalt gilt es in angemessener Weise nutzbar zu machen, da die Wünsche und Anforderungen an Bauteile aus Holz gezielt und deshalb vorteilhaft erfüllt werden können. Holz hat seine Eignung als ein ausgereifter Baustoff über Jahrtausende hinweg immer wieder unter sich ständig ändernden Bedingungen unter Beweis gestellt. Holz als das Leitmaterial des Holzhauses ist ein Multitalent. Als organischer Verbundwerkstoff besteht es aus luftgefüllten Zellen mit dem Hauptbestandteil Zellulose und der natürlichen Kittsubstanz Lignin. Dieser Aufbau formt einen Hochleistungswerkstoff mit einzigartiger Verbindung von geringem Gewicht, hoher Festigkeit und guter Wärmedämmung. Die reichhaltige Skala der Nadel und Laubhölzer mit ihren differenzierten technischen und ästhetischen Qualitäten stellt dabei für jeden Bereich das richtige Holzprodukt zur Verfügung. Für die tragenden Teile des Holzhauses, z. B. für Rahmen, Stützen, Balken und Dachsparren, wird Bauschnittholz mit entsprechend ausgewählten Eigenschaften verwendet.
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Ökologisches Profil des Baustoffes Holz
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1) Rohstofferzeugung
- in nachhaltiger Forstwirtschaft und weitgehend natürlichem Lebensraum
- positive Wirkung des Waldes auf Wasserhaushalt, Klima und Umwelt
2) Energieaufwand für Rohstoffbereitstellung
- extrem niedrig
- kostenlose, klimaneutrale Nutzung der natürlichen Sonnenenergie als Hauptproduktionsfaktor
- bezogen auf technische Leistungsfähigkeit (Werkstoffgewicht) gegenüber Festigkeit extrem niedrig
- die thermische Verwertung von Reststoffen in der Produktion ist äußerst positiv für die
Energiebilanz
3) Kohlendioxidspeicher
- Holz ist ein Kohlendioxidspeicher und bewirkt damit eine positive globale Auswirkung des Einsatzes von Holz, Holzwerkstoffen und Neben- und Reststoffen
- thermische Nutzung während des Produktionsprozesses
- Naturstoffe sind in der Wirkung mindestens umweltneutral
4) Gebrauch
- Holz ist das tragfähigste aller wärmedämmenden Materialien
- in Kombination mit Isolierbaustoffen entstehen extrem energiegünstige Gebäude
(Niedrigenergiehäuser)
- Verminderung des Treibhauseffektes durch langfristigen Gebrauch z. B. in Wohn- und
Industriegebäuden
5) Entsorgung
- Holzprodukte sind biologisch abbaubar
- stoffliche Verwertung möglich
- thermische Verwertung führt zu hervorragender, positiver Energiebilanz
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Holz ist ein Teil des Ökosystems Wald und stammt damit aus einer sich selbst erneuernden Rohstoffquelle. Auf der Fläche von derzeit 11 Mio. Hektar, das sind rund 30% unserer Landesfläche, erzeugen die deutschen Wälder jährlich ca. 60 Mio. m³ Holz. Genutzt werden aber nur ca. 40 Mio. m³, so daß der Holzvorrat von gegenwärtig ca. 2,7 Mrd. m³ stetig weiter zunimmt. Wir könnten also, wie Experten aus Gründen der Bestandspflege und Verjüngung empfehlen, die Ressource Wald deutlich stärker nutzen, ohne die nachhaltige Holzerzeugung zu gefährden. Schon diese zusätzliche Reserve würde reichen, um jährlich 250.000 Einfamilienhäuser in Holzbauweise zu errichten.
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Nachhaltige Nutzung hat Tradition
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Das Prinzip der Nachhaltigkeit – allerhöchstens soviel Holz entnehmen wie nachwächst – gilt bei uns seit 200 Jahren und dient weltweit als Vorbild. Inzwischen wird es jedoch auf sämtliche Funktionen des Waldes bezogen. Außer der Nutzfunktion, das heißt der Holzerzeugung, sind dies die Schutzfunktion und die Erholungsfunktion.
Gemäß diesem erweiterten Verständnis der Nachhaltigkeit werden heute unsere Wälder naturnah bewirtschaftet, mit einer standortgemäßen Mischung der Baumarten und der Altersklassen.
Solche naturnahen, intakten Wälder dienen als Lebensraum für reichhaltige Pflanzen- und Tiergesellschaften und entfalten optimale Schutzfunktionen für die Umwelt. Sie schützen den Boden gegen Erosion, reinigen das Wasser, dosieren seinen Abfluss und filtern die Luft. Der Wald verbessert das regionale Klima und mildert die Extreme.
Zunehmend erkannt wird der globale Klimaeffekt, vor allem die Funktion im CO2-Kreislauf. Mit der Sonnenenergie trennt der Baum in der Photosynthese das Kohlendioxid der Luft in den Kohlenstoff C und den Sauerstoff O2. Der Kohlenstoff wird in der Biomasse gebunden, der Sauerstoff freigesetzt. Beim Verrotten der Blätter und des Holzes im Wald wird umgekehrt Sauerstoff gebraucht und CO2 abgegeben. Im natürlichen Ablauf herrscht Gleichgewicht. Immerhin binden die Wälder der Erde eine CO2-Menge, die über 40% des freien atmosphärischen Kohlendioxids entspricht.
In dieses System greift der Mensch in doppelter Hinsicht ein. Zum einen verbrennt er die fossilen Energieträger und verstärkt mit den unnatürlichen CO2-Emissionen den an sich lebensspendenden Treibhauseffekt auf klimabedrohende Weise. Zum andern verwendet er das Holz und entzieht den darin gebundenen Kohlenstoff zeitweilig dem CO2-Kreislauf - im Falle unserer ältesten Fachwerkhäuser über 600 Jahre. Wenn nun heute wieder vermehrt mit Holz gebaut wird, so wirkt dies langfristig CO2-senkend. Der Aufbau junger, wuchskräftiger Wälder anstelle des genutzten Altbestandes entlastet die Atmosphäre sogar zusätzlich: hierfür wird mehr Kohlendioxid gebraucht, als durch Abbau von Biomasse auf derselben Fläche zur Verfügung steht.
Wer also ein Holzhaus baut, leistet zugleich einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz. Und auch dem Wald fügt er keinen Schaden zu. Im Gegenteil: eine vermehrte Nutzung des Holzes mit entsprechendem wirtschaftlichen Ertrag stärkt die Forstwirtschaft beim Aufbau und bei der Pflege des Bestandes.
So sichern nachhaltige Waldwirtschaft und sinnvolle Holznutzung langfristig den Erhalt des Waldes in allen seinen Funktionen: als Holzproduzent, als Umweltfaktor und als Erholungsraum.
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Die Bereitstellung oder Erzeugung von Rohstoffen benötigt Energie. Die Menge der aufzuwendenden Energie ist ein Kriterium für die Bewertung eines Baustoffes hinsichtlich seiner ökologischen Einstufung. So kann man z. B. mit dem gleichen Energieeinsatz verschiedene Halbfertigprodukte aus den folgenden Materialien in sehr unterschiedlichen Mengen gewinnen:
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Minimale Energie, maximaler Ertrag
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Schnittholz 1.000 kg
Ziegelstein 417 kg
Zement 333 kg
Stahl 50 kg
Aluminium 10 kg
Dieser Vergleich der Herstellenergie auf Gewichtsbasis hinkt jedoch, da er den tatsächlichen Materialverbrauch für vergleichbare Bauteile nicht berücksichtigt. So liegt z. B. die Gewichtsersparnis eines Quadratmeters Holztafelwand gegenüber einem Quadratmeter verputztem bzw. isoliertem Ziegelmauerwerk zwischen 7 und 87 Prozent. Das heißt: Mit einer Tonne Holz kann etwa das drei- bis achtfache an Außenwand erstellt werden, was in gleichem Maße die Einsparung an Herstell- und Transportenergie repräsentiert.
Für die Erzeugung von ungetrocknetem Nadelschnittholz im Sägewerk benötigt man nur 0,8 bis 2,65 % der im Holz gespeicherten Energie. Selbst die technische Trocknung erfordert nur 13 % des Energieinhaltes. Bei der Herstellung der Holzerzeugnisse entstehen im übrigen keine Abfälle: Rinde, Späne und Restholz werden vollständig stofflich oder energetisch verwertet.
Noch aufschlußreicher ist die ökologische Gesamtbetrachtung der Holzbauweise. Hier beträgt der Energieaufwand für den Bau einer Wohnung von 100 m² in Holztafelbauweise nur etwa zwei Drittel des Aufwandes bei konventioneller Bauweise.
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Das CO2 -Problem und der Treibhauseffekt:
Der Treibhauseffekt der Atmosphäre ist ein natürliches, für das Klima der Erde entscheidendes Phänomen. Ohne den natürlichen Treibhauseffekt wäre ein Leben in der Form, wie es heute existiert, auf der Erde nicht möglich.
Spurengase der Atmosphäre wie Wasserdampf (H20), Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4), Lachgas (N20) oder Ozon (O3) lassen die kurzweilige Sonnenstrahlung auf die Erdoberfläche auftreffen, absorbieren und reflektieren jedoch die langwellige Wärmestrahlung. Die Folge ist die Erwärmung der bodennahen Luftschichten.
Seit Beginn der Industrialisierung (ab ca. 1850) werden vor allem durch den Verbrauch fossiler Energieträger (Kohle, Erdöl, Erdgas) zusätzliche Mengen dieser Spurengase freigesetzt, was zu einer Erhöhung der Konzentration in der Atmosphäre und damit zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes führt.
Mengenmäßig ist CO2 das wichtigste dieser Gase, das mit etwa 50% am Treibhauseffekt beteiligt ist und dessen Konzentration heute bereits um 25% über der natürlichen Konzentration liegt und weiter ansteigt.
Auf dem G8-Gipfel in Heiligendamm im Juni 2007 nannte Bundeskanzlerin Angela Merkel eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes in Deutschland um 40 % bis zum Jahr 2020 als gestecktes Ziel der deutschen Beteiligung am Klimaschutz.
Unter dem Aspekt des Klimaschutzes hat der geschlossene CO2-Kreislauf der Holznutzung eine Schlüsselrolle bei der Lösung des CO2-Problems.
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Beanspruchung von Ressourcen
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Unser heutiges Wirtschaftssystem ist auf die Ausbeutung, das heißt den Abbau und Verbrauch sowie Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen (Rohstoffe, Energieträger etc.) ausgelegt. Steigende Industrialisierung in den Ländern der Dritten Welt und die zunehmende Weltbevölkerung lassen auch bei verbesserter Technologie den Ressourcenverbrauch ansteigen. Es ist dabei grundsätzlich zwischen erneuerbaren und nicht erneuerbaren Ressourcen und Energieträgern zu unterscheiden.
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Baustoff von Mutter Natur
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Nicht erneuerbare Ressourcen wie mineralische Stoffe, Metalle, Erdöl, Erdgas und Kohle müssen so sparsam und effizient wie möglich genutzt werden. Als Wertstoffe sind sie so lange wie möglich zu nutzen (Recycling), wobei absolut geschlossene Kreisläufe unmöglich sind.
Erneuerbare Ressourcen wie Holz, andere Biomassen, Wind- und Wasserkraft stehen ebenfalls nicht uneingeschränkt zur Verfügung, sie müssen nachhaltig genutzt werden. Eine Bewirtschaftung nachwachsender Rohstoffe in künstlichen Kreisläufen (z.B. Altpapierrecycling) ist hinsichtlich der Ressourcenbeanspruchung jedoch zu hinterfragen.
Etwa die gleiche Menge des heute in der Atmosphäre als CO2 vorkommenden Kohlenstoffes ist in der heute lebenden Biomasse (Pflanzen, Tiere und Menschen) gespeichert. Über 80% davon sind in den Wäldern unserer Erde festgelegt.
Naturwälder, sogenannte Urwälder, befinden sich idealerweise in einem Gleichgewichtszustand, in dem sich die Bindung und die Freisetzung von Kohlenstoff in Form von CO2 die Waage halten. In diesen Wäldern ist der Kohlenstoffspeicher aufgefüllt, es kann der Atmosphäre kein zusätzliches Kohlendioxid mehr entzogen werden.
Erst durch die Bewirtschaftung des Waldes und Nutzung des Holzes wird dem Wald gespeicherter Kohlenstoff entzogen und dieser damit in die Lage versetzt, der Atmosphäre weiteres Kohlendioxid zu entziehen. Dabei ist die Aufnahme von CO2 direkt abhängig vom Zuwachs an Holzvolumen. Das dem Wald entnommene Holz wird in Form von Produkten und zur Energiegewinnung verwendet und ersetzt so fossile Rohstoffe und Energieträger.
Die Nutzung von Holz und seine Verwendung in möglichst großer Menge und möglichst vielen Produkten führt damit zu einer Verminderung der durch den Menschen verursachten CO2-Emissionen und folglich zu einem geringeren Anstieg des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre. Nach der Nutzung der Holzprodukte können die chemischen Elemente des Holzes durch energetische Nutzung oder biologischen Abbau in den natürlichen Kreislauf zurückgeführt werden. Das durch die Photosynthese bei der Holzbildung der Atmosphäre entzogene CO2 wird damit wieder frei.
Während beim biologischen Abbau, z. B. bei der Kompostierung, auf die Nutzung der im Holz gespeicherten Sonnenenergie verzichtet wird, kann bei energetischer Nutzung ein zusätzlicher CO2-Minderungseffekt durch den Ersatz fossiler Energieträger erreicht werden.
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Konstruktionsbedingt verfügt der Holzbau durch seine Dämmstoffdimensionen über eine optimal gedämmte Außenhülle. Der Werkstoff Holz selbst kann im Vergleich zu anderen Stoffen auch als wärmedämmend bezeichnet werden. Ausschlaggebend dafür ist die spezifische Wärmeleitfähigkeit. Im folgenden sind die entsprechenden Werte für die wichtigsten Baustoffe zum Vergleich angeführt:
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Langlebiger Energiesparer
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Dämmstoffe 0,04 W/(mK)
Holz 0,13 W/(mK)
Luft 0,17 W/(mK)
Kalksandstein 0,8 W/(mK)
Beton 2,1 W/(mK)
Stahl 60 W/(mK)
Aluminium 200 W/(mK)
So wird durch die konsequente Durchbildung aller Bauteile die positive Umweltwirkung bei der Nutzung des Hauses während der gesamten Lebensdauer fortgesetzt. Der für das Holzhaus typische, sehr hohe Wärmeschutz senkt drastisch den Verbrauch von fossilen Brennstoffen und entlastet damit nicht nur die Atmosphäre durch entsprechend geringere Emissionen, sondern auch den Geldbeutel des Bauherrn.
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Am Ende der Nutzung gliedert sich das Holz nahtlos in den Kreislaufprozess ein: stoffliches Recycling – Balken wird wieder zu Balken –, energetische Verwertung oder schließlich biologischer Abbau und daraus neues Wachstum. Da im heutigen Holzhaus auf chemischen Holzschutz verzichtet werden kann, entstehen auch in dieser Hinsicht keine ökologischen Probleme.
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