Entwicklung eines Voll-Holz-Bausystems mit form- und kraftschlüssigen geometrischen Verbindungen

Holz war bis zur Industrialisierung einer der wichtigsten Baustoffe, der sich vor allem durch die lokale Verfügbarkeit, die leichte Verarbeitung und die guten statischen und bauphysikalischen Eigenschaften empfahl. Von Zimmerleuten wurden über Jahrhundertelang wurden Holzkonstruktionen ohne metallische Verbindungsmittel gebaut. Hierfür gibt es in Europa und Asien eine reichen Fundus an historischen Holz-Verbindungen für unterschiedlichste Lastfälle und Bauweisen. Auch mehrgeschossige, große und komplexe Bauwerke wurden mit reinen Holzbauweisen allein mit form- und kraftschlüssigen Verbindungen errichtet. Diese Tradition ist im Zuge Industrialisierung abgerissen. Nicht nur ersetzten kostengünstige Metallverbindungen (Nägel, Schrauben, Bolzen) die handwerklich aufwendigen und somit lohnintensiven Knotenpunkte, auch wurde Holz als Primärbaustoff durch neue Baustoffe (Gußeisen, Stahl, Beton) verdrängt, die bis heute aufgrund der größeren Produktionsmengen und der fehlenden Berücksichtigung der externen Kosten (Umweltfolgen), bei der Preisbildung, zu günstigeren Preisen angeboten werden.
Durch die Fortschritte bei Planungs- und Produktionstechnik können auch komplizierte Geometrien mit computergesteuerten Maschinen (CAD, CAM, CNC-Abbund) wirtschaftlich hergestellt werden. DGJ Architektur hat in einer Serie von Fallstudien (Case-Studies) und zwei Forschungsprojekten im Verbund mit Pirmin Jung Ingenieure, ein Holz-Skelett-Bausystem entwickelt, bei dem alle Verbindungen und Knotenpunkte durch form- und kraftschlüssige Verbindungen konstruiert sind. Es wurden neue Details und Konstruktionen entwickelt, so dass das Bausystem den aktuellen Anforderungen (Brandschutz, Schallschutz, Standsicherheit, Berechnungsmethoden, Nachweisverfahren, Normen) genügt.
Das Bausystem nutzt auf allen Ebenen eingeführte Materialien, Technologien und Prozesse, um eine möglichst schnellen und breiten Einsatz zu ermöglichen. Es werden standardisierte, kostengünstig und in großen Mengen verfügbare Baumaterialien eingesetzt: Konstruktionsvollholz (KVH), Brettschichtholz (BSH) und Brett-Sperr-Holz (BSP), bzw. Brettstapeldecken. Nachweis und Dimensionierung Tragwerk und Verbindungen basieren auf den aktuellen Eurocodes und können dem Grunde nach von jeder IngenieurIn berechnet und bemessen werden. Die Innovation besteht also nicht in der Entwicklung von neuen Materialien oder Bauteilen, sondern darin, dass die vorhandene Methoden, Technologie und Materialien intelligenter einzusetzen und konsequent zu einem System zusammenführen.
Im Rahmen der Forschungsarbeit wurde auch ein Planungstool entwickelt, das eine Vordimensionierung und Abschätzung von Kosten und Performance für eine Anwendungsfall gestattet. Die Planung der Anschlüsse ist in einer zeitgemäßen dreidimensionalen Ausführungsplanung, wie sie im Holzbau verbreitet ist, so lassen sich auch die Maschinendaten mit geringem Aufwand in der Planung erzeugen. Die Herstellung des Bausystems mit form- und kraftschlüssigen Verbindungen lässt sich auf weit verbreiteten Abbund-Anlagen herstellen. So wird das traditionelles Wissen in zeitgenössischen Bautechnologien und Materialien übersetzt.