HoNR: ETH auf zukunftsträchtigem „Laubholzweg“

HoNR: ETH auf zukunftsträchtigem „Laubholzweg“

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Teaserbild-Quelle: ETH Zürich/Marco Carocari

Wie man nachhaltig mit einheimischem Laubholz baut, worauf es dabei an kommt und wie sich Konstruktionen aus Buche, Esche und Co. bewähren, soll das „House of Natural Resources“ (HoNR) auf dem Campus Hönggerberg der ETH Zürich zeigen. Am dieser Tage in Betrieb gegangenen Bürogebäude testen Professoren verschiedener Institute neuartige Technologien und Bauweisen.

„Das House of Natural Resources ist ein schönes Beispiel für gelebte Interdisziplinarität. Es zeigt, wie der einheimische Rohstoff Holz nachhaltig und technisch raffiniert eingesetzt werden kann,“ sagt ETH-Präsident Lino Guzzella über das besondere Haus. Am Bau des Gebäudes waren sechs Professorinnen und Professoren der Institute für Baustatik und Konstruktion, für Baustoffe sowie für Technologie in der Architektur und ihre Forschungsgruppen beteiligt. Sie haben ihre Forschungsprojekte direkt am HoNR realisiert.

Solarmodule am und auf dem Haus

Die Versuchsfelder sind vielfältig, sie reichen von Solarenergie bis hin zu neuartigen Baumethoden. Eines davon ist die Fassade des HoNR: Dazu installierten die Wissenschafter an einem Teil der Gebäudehülle eine adaptive Solarfassade aus beweglichen Dünnschicht-Solarzellen-Modulen, die sich über druckluftgesteuerte Antriebe bewegen und nach dem Sonnenstand ausrichten lassen. Überdies können sie sich damit auch an den Wärme- und Lichtbedarf des Hauses und insbesondere an das Verhalten der Nutzer anpassen.  

Daneben testen die Wissenschaftler ein System, mit dem sich Solarmodule auf Dächern nach dem Sonnenstand richten lassen. Möglich machen dies besondere zweiteilige Holzlamellen und der Umstand, dass sich Holz je nach Luftfeuchtigkeit ausdehnt oder zusammenzieht: Dazu werden zwei Holzschichten mit unterschiedlicher Faserorientierung aufeinander geklebt. Verändert sich die Luftfeuchtigkeit, verbiegen sich die Schichten entsprechend.  Damit können die Holzdoppelschichten wie ein Motor eingesetzt werden, denn an sonnigen Tagen oder am späteren Nachmittag nimmt die Luftfeuchtigkeit ab und des Nachts steigt sie an.

Zudem werden neuartige Oberflächenbeschichtungen für Holzfassaden auf ihre Witterungsbeständigkeit überprüft. Die Beschichtungen sollen im Gegensatz zu herkömmlichen besser vor UV-Strahlung schützen und  besonders wasserabweisend sind.

Ähnlich gute Eigenschaften wie Stahlbetondecken

Neben neuen Technologien wurden auch neuartige Bauweisen angewandt: eine Holz-Beton-Verbunddecke mit Schweizer Buchenholz, bei der sich laut ETH um eine Weltneuheit handelt. Sie besteht aus einer rund vier Zentimeter dicken Buchenholz-Furnierplatte, die sowohl als Schalungselement als auch als Armierung dient. Sie soll über ähnlich gute Trageigenschaften wie Stahlbetondecken verfügen. Einzigartig ist laut Medienmitteilung auch die Dachkonstruktion bestehend aus einer Buchenholzdecke aus kreuzweise angeordneten Holzlamellen, welche die Lasten wie bei einer Betondecke in zwei Richtungen verteilen.

Aus Schweizer Holz setzt sich auch die Rahmenkonstruktion des HoNR zusammen. Die Stützen bestehen zu 100 Prozent aus Eschenholz. Um die Festigkeit zu erhöhen, wurden die Träger aus Esche und Fichte zusammengesetzt. Zudem sind alle Träger mit einem Kabel, das im Innern durch das Holz verläuft, vorgespannt. Sie zentrieren sich dadurch selber. So ist die gesamte Tragkonstruktion besonders verformbar, was die Träger wiederum deutlich erdbebensicherer als herkömmliche macht.

Überwachen und Messen

Ein umfangreiches Monitoringsystem misst, wie sich das Gebäude über die Jahre hinweg verändert: Es registriert regelmässig die Feuchtigkeit im Holz und zeichnet mittels eines Tachymeters die Verformungen auf. Des Weiteren überwachen spezielle Sensoren die relative Verschiebung zwischen Holz und Beton in der Verbunddecke. Bereits während des Baus haben die Wissenschafter mit einem dichten Sensornetzwerk beobachtet, wie sich die Tragstruktur verhält. Zudem registrierten sie mit 16 Kraftmessdosen die Vorspannkraft in jedem einzelnen Spannkabel.

Wie sich die neuen Technologien bewähren, soll auch der Alltag zeigen. „Wir werden genau dokumentieren, wie die Nutzer mit dem Gebäude zufrieden sind“, sagt Projektleiter Andrea Frangi, Professor für Holzbau am Institut für Baustatik und Konstruktion der ETH Zürich. Er erhofft sich von den Erkenntnissen des Projekts auch Impulse für die Schweizer Holzverarbeitungsindustrie. Zumal er im Holzbau grosses Potenzial für die Schweiz sieht, weil hier der Anteil an Laubbäumen als Folge der Klimaerwärmung zunimmt.  (mai/mgt)

Weitere Informationen zum Projekte. www.honr.ethz.ch