Modulare Holzbauweise: Wie intelligente Tragwerksplanung Transportkosten drastisch senkt

Eine Literaturauswertung des Journal of Building Engineering aus dem Jahr 2023 zu modularen CLT-Projekten der Jahre 2009 bis 2021 liefert die fachliche Basis.

Transport als Bemessungsgröße

Die WSU plant doppelfunktionelle Module. Massivholzbauteile und Verbindungen sollen Aufgaben in der Tragstruktur sowie in der Versorgungs-, Transport- und Montagelogistik übernehmen. Bauteile werden so konstruiert, dass sie als Bestandteil der Lkw-Aufbauten oder Flatbeds wirken. Das Modul wird damit vom passiven Frachtobjekt zum aktiven Element der eigenen Hebe- und Versetzvorgänge.

Das genannte Review liefert einen statistisch relevanten Befund: Zweidimensionale modulare CLT-Projekte wurden im Mittel über größere Distanzen transportiert und schneller errichtet als dreidimensionale. Die Konfigurationswahl bestimmt damit sowohl Transportreichweite als auch Montagezeit. Für die Tragwerksplanung folgt daraus: Die Entscheidung 2D gegen 3D ist eine statische und logistische Grundsatzentscheidung, nicht ein nachgelagerter Produktionsaspekt.

Das Projekt gliedert sich in Literaturstudie, Erhebung des Standes der Praxis, Konstruktion und Demonstration hybrider Module aus Massivholz und Leichtbauholzrahmen sowie einen abschließenden Leitfaden für Planer und Ausführende. Ein Stakeholder-Panel begleitet die Arbeit.

Parallele in Europa

Das Konsortium SWIFT-BUILD verfolgt mit vier Millionen Euro aus dem Pathfinder-Programm des European Innovation Council über drei Jahre einen komplementären Ansatz. Industriepartner ist Foster + Partners. Akademische Partner sind die Universitäten Bristol, Süddänemark, TU München, Pisa, Delft, Birmingham und LMU München.

Die Baufolge verläuft von oben nach unten. Bodengebundene Roboter montieren das Holztragwerk geschossweise am Boden und heben es nach oben. Drohnen überwachen den Prozess und gleichen die Aktionen der Maschinen in Echtzeit ab. Das Verfahren reduziert Höhenmontage und damit ein klassisches Risikofeld der Bauausführung.

Die Verbindungen sind mechanisch lösbar ausgelegt. Bauteile lassen sich einzeln entnehmen, ohne die übrige Struktur zu zerstören. Das Konsortium plant die Errichtung eines Holz-Pavillons in Originalgröße als Demonstrationsobjekt. Für Tragwerksplaner bedeutet das: Lösbare Knoten werden zum Bemessungsparameter, nicht zum nachträglichen Detail.

Zwei Eingriffspunkte

Transportweg als Eingangswert in die Vorstatik. Modulabmessungen, Stückgewicht und Hebepunkte bestimmen Achslasten und Anschlagmittel. Eine Reduktion der Modulhöhe verändert das Transportvolumen linear, die Hebezeugkosten überproportional.

Lösbare Verbindungen vollständig bemessen. Vorgespannte Schraubverbindungen und formschlüssige Holzknoten erfordern Nachweise im Endzustand und im Rückbauzustand. Die Forderung nach Trennbarkeit verschiebt das Sicherheitskonzept.

Beide Programme markieren eine Verschiebung der Bemessungsrandbedingungen. Transport und Rückbau treten als erste Ordinaten neben die klassischen Lastannahmen. Tragwerksplanung antwortet darauf mit Modulkonzepten, die Versorgung, Hebezeug und Knoten in eine statisch konsistente Einheit überführen.