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Strohboid: klimafreundliches Strohhaus

Kaum ein anderes Thema beherrscht die Medien wie die Diskussion um den Klimawandel. Seit Beginn der Industrialisierung nimmt die Freisetzung von Treibhausgasen zu – die Emission von Kohlenstoffdioxid gilt dabei als Hauptverursacher für steigende Temperaturen. Allein in Deutschland sind laut Umweltbundesamt Gebäude für circa 30 % der CO2-Emissionen verantwortlich. Zugleich werden heutzutage mehr Ressourcen verbraucht als die Erde zur Verfügung stellen kann: Durch den anhaltenden Bauboom schwinden derzeit bereits die Sandressourcen, die für den Beton benötigt werden. Welche Möglichkeiten gibt es im Bausektor, diesem Trend entgegenzuwirken? Diese Frage stellten sich Studenten am Institut für Tragwerksentwurf der TU Graz. In der Diplomarbeit von Fritz Walter und Max Schade zeigen die beiden Architekturstudenten, wie weit sich materielle und bauliche Maßnahmen konsequent ausschöpfen lassen. Dazu entwickelten sie den Strohboid-Prototypen, eine Holzkonstruktion, die sowohl ressourcenschonend als auch klimaneutral gebaut, bewohnt und schließlich rückgebaut werden kann. Bei dem Prototyp, der als Pavillonkonstruktion innerhalb von sechs Wochen errichtet wurde, handelt es sich um einen Holzelementbau, dessen Grundprinzip sich an die Holzgitterschale anlehnt, die man u.a. in der 1975 von Frei Otto erbauten Multifunktionshalle in Mannheim findet.

Gekrümmte Holzgitterschalen in Kombination mit Strohballen
Um eine ressourcenschonende Tragstruktur zu gewinnen, werden innen und außen jeweils doppelt gekrümmte Holzgitterschalen als zentrales Konstruktionselement verwendet. Für die Biegung bietet sich die Bugholztechnik an, die Michael Thonet für sein Stuhldesign Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte. Dabei wird das Holz durch Wasserdampf befeuchtet und erhitzt. So verflüssigt sich der holzeigene Klebstoff Lignin. Im erkalteten Zustand bindet dieser die Holzpartikel neu zusammen, sodass die gebogene Form erhalten bleibt. Die Zwischenräume der Schalen werden mit Stroh gefüllt. Hierbei gelten Strohballen als idealer Baustein für Wandkonstruktionen: Neben guten bauphysikalischen Eigenschaften erzeugen Strohballen in Kombination mit Lehmputz ein gesundes Raumklima. Mit einer 2,5 cm dicken Lehmschicht überdauern die Strohballen einen zweistündigen Brandtest und können als schwer entflammbar für B1, F90 zugelassen werden. Darüber hinaus bindet der Baustoff große Mengen CO2, was wiederum positive Auswirkungen auf die Klimabilanz des Gebäudes hat. Bei der Dachabdeckung entschied man sich für die Verlegung von Brettschindeln aus Lärchenholz, die in unterschiedlichen Längen an der Holzkonstruktion befestigt wurden. Insgesamt werden pro Konstruktion rund 20 m3 Holz, 80 m3 Stroh und optional 15 m3 Lehmputz verbraucht. Der Strohboid benötigt im Vergleich zu herkömmlichen Gebäuden 90% weniger Herstellungsenergie.

Vom Prototyp zu temporären Architekturen
Im Frühjahr 2018 gründeten die beiden Absolventen das Unternehmen Strohboid und bieten seitdem die Konstruktion in verschiedenen Varianten an: als offene Pavillonkonstruktion, als Eventzelt oder als bewohnbares Ferienhaus. Mit den neu geschaffenen Varianten wurde die Herstellung des Strohboids angepasst. Grund hierfür ist die benötigte Flexibilität der temporären Bauten, auf denen aktuell der Fokus des Unternehmens liegt. »Da das mobile Eventzelt ständig auf- und abgebaut wird, war es notwendig, die Konstruktion aus einem zusammenschiebbaren Scherengitter zu fertigen, bei dem alle Knotenpunkte gleich lang sind. Das Eventzelt können wir jetzt in sechs Stunden aufbauen«, erläutert Fritz Walter. So wurde das Holz, das im Prototyp mit Dampf gebogen wurde, durch eine spezielle Baubuche ersetzt, die ohne Erhitzung biegbar ist. Die Buchenholzkonstruktion ist nach Angaben der beiden Gründer in etwa so belastbar wie Stahl, aerodynamisch und windstabil. Darüber hinaus werden textile Wandabschlüsse in Form von Lyozell Planen verwendet. Diese sind atmungsaktiv und wasserdicht. Die Größe der Eventzelte variiert, ähnlich wie beim Pavillon, zwischen 35 - 330 m2.

Eine bewohnbare Variante stellt das Chalet mit einer Grundfläche von 50 m2 dar. Neben einer Galerie sind darin eine Kochnische und ein Badezimmer untergebracht. Eine Erweiterung um rund 60 m2 ist im Untergeschoss möglich – die einzelnen Elemente lassen sich zudem seitlich miteinander verknüpfen. Durch die Nutzung von Regenwasser, einer Pflanzenkläranlage sowie Photovoltaik werden die Emissionen auf den Passivhausstandard reduziert. Da die Fassaden unter der gebogenen Dachkonstruktion verglast sind, kann die niedrige Wintersonne den Innenraum erwärmen, während im Sommer ein Vordach Sonnenschutz bietet. Dadurch, dass es sich um eine Leichtbaukonstruktion handelt, ließen sich die einzelnen Elemente ohne großen Aufwand transportieren und eigneten sich aufgrund des geringen Gewichts auch für Dachaufstockungen, so die Entwickler. Die Planungen für eine Umsetzung starten diesen Winter. Ende 2020 soll das erste Chalet fertiggestellt werden.

Bauen als Beitrag für den Klimaschutz
Während natürliche Baustoffe im vergangenen Jahrhundert im Zuge der Einführung modernerer Bauweisen ersetzt wurden, erlebt das ökologische Bauen durch die aktuelle Debatte eine Renaissance. Die Technisierung und vereinfachte Herstellungsprozesse erleichtern das Denken in Ressourcenkreisläufen. Die für Stohboid-Bauten benötigten Materialien Holz, Stroh und Lehm lassen sich lokal erwerben, sodass weite Transportwege und -kosten umgangen werden können. Durch den Holzelementbau werden kurze Bauphasen erreicht. Die Weiterentwicklung der studentischen Arbeit zu einem realen Bausystem zeigt, welches Potenzial in dem konsequentem Einsatz rein natürlicher Materialeien für das Bauen liegt. Ob der Strohboid auch als Wohnobjekt die Erwartungen erfüllt und das System auf einen seriellen Maßstab übertragbar ist, wird das erste realisierte Chalet im nächsten Jahr zeigen.

 

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