Die Renaissance traditioneller Baustoffe im modernen Bauwesen : Synergie aus Holz und Beton: Der Verbund als neuer Weg für nachhaltiges Bauen

Die Besonderheit der Holz-Beton-Verbunddecke liegt dabei in ihrer Flexibilität: Sie kann sowohl in Neubauten als auch in der Sanierung von Bestandsgebäuden eingesetzt werden, wodurch sie eine breite Anwendbarkeit in verschiedenen Projekttypen besitzt. Dank des reduzierten CO2-Fußabdrucks des Holz-Betonbauteils und der strukturellen Vorteile des Betons ist die HBV-Technologie eine tragfähige Lösung für die klimafreundliche Transformation der Bauwirtschaft. 

Holz und Beton sind bewährte Baumaterialien mit jeweils einzigartigen Eigenschaften. Holz, ein nachwachsender Rohstoff, zeichnet sich durch seine hohe Zugfestigkeit, Leichtigkeit und Vielseitigkeit aus. Neben seiner Funktion als CO₂-Speicher zeichnet sich Holz durch seine Zugfestigkeit, Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an vielfältige bauliche Anforderungen aus. 

Neben der hohen Zugfestigkeit wird zunehmend Brettsperrholz (CLT) als bevorzugtes Material für Holz-Beton-Verbunddecken eingesetzt. Durch die kreuzweise Verleimung der Holzlagen zeichnet sich CLT durch eine außergewöhnliche Dimensionsstabilität, Tragfähigkeit und Formbeständigkeit aus, was es ideal für hybride Konstruktionen macht. Zudem ermöglicht die präzise Vorfertigung von CLT-Elementen eine hohe Planungs- und Bauqualität. 

Beton hingegen punktet mit seiner (Druck-)Festigkeit, seiner Wärmespeicherfähigkeit, seiner Dauerhaftigkeit, seinen Vorteilen im Brand- und Schallschutz, sowie durch seine vollständige Rezyklierbarkeit. Durch die Kombination dieser beiden Materialien in Holz-Beton-Verbunddecken können deren spezifische Vorteile synergetisch genutzt werden. 

Bei Holz-Beton-Verbunddecken wird zugfestes Holz unten und druckfester Beton oben angeordnet, wodurch der Einsatz von Bewehrungsstahl in der Zugzone vollständig durch Holz ersetzt wird.  

Brettsperrholz wird wegen seiner hohen Festigkeit und Formstabilität häufig als Basis für Holz-Beton-Verbunddecken verwendet. Diese Materialeigenschaften gewährleisten eine gleichmäßige Lastverteilung und ermöglichen größere Spannweiten bei gleichzeitig reduzierten Querschnitten. 

Holz-Beton-Verbunddecken erfüllen die bauphysikalischen Anforderungen an Schallschutz, Brandschutz und das Schwingungsverhalten. Sie sind aufgrund ihrer Flexibilität in vielen Bauprojekten zur Standardlösung für Planer geworden. 

Ein wesentlicher Vorteil der Holz-Beton-Verbund-Systeme ist die Möglichkeit der Bauteilaktivierung. Hierbei wird die thermische Masse der Decke genutzt, um Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Dies erfolgt durch in den Beton integrierte Rohrsysteme, durch die temperiertes Wasser zirkuliert. Die Bauteilaktivierung nutzt die Speicherkapazitäten des Betons und verbessert dadurch die Energieeffizienz. In Kombination mit regenerativen Energiequellen wie Wärmepumpen trägt die Holz-Beton-Verbunddecke so zur Reduktion der Betriebskosten bei. 

Diese Form der Energieverteilung ist im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen nicht nur effizienter, sondern ermöglicht auch eine gleichmäßigere Wärmeverteilung im Raum. Gerade in Niedrigenergie- und Passivhäusern hat sich die Bauteilaktivierung als effektiv erwiesen, da sie den Bedarf an zusätzlicher Heiztechnik reduziert und die thermische Trägheit des Gebäudes optimal ausnutzt. Ein angenehmes Raumklima ohne kalte Oberflächen wird durch diese Technologie ebenfalls forciert. 

Um die Effizienz und Qualität der Holz-Beton-Verbunddecke zu steigern, gründeten die Mayr-Melnhof Holz Holding AG und die Kirchdorfer Fertigteilholding GmbH im Jahr 2013 das Joint Venture MMK Holz-Beton-Fertigteile GmbH. Das Ziel war es, eine neuartige Bauweise zu entwickeln, die es ermöglicht, Holz-Beton-Verbundelemente durch industrielle Vorfertigung optimal zu nutzen und damit einen neuen Standard in der Bauindustrie zu setzen. 

Die Mayr-Melnhof Holz Holding AG, einer der führenden Hersteller für Holz- und Holzwerkstoffe in Europa, und die Kirchdorfer Fertigteilholding GmbH, bekannt für ihre Technologieführerschaft bei der Entwicklung und Herstellung von Betonfertigteilen, kombinierten ihre Expertise, um die Vorteile beider Materialien in einer standardisierten Produktion zu vereinen.  

Durch diesen Zusammenschluss wurde die Grundlage für die Entwicklung der X-Lam Concrete-Technologie (XC®) gelegt, die den Materialverbund von Holz und Beton unter kontrollierten Bedingungen optimiert. Diese industriell vorgefertigten XC®-Deckenelemente verkürzen die Montagezeiten und minimieren die Schnittstellen zwischen den Gewerken, was zu einer effizienten Bauweise beiträgt. 

Im Bereich der Holz-Beton-Verbundbauweise ist die XC-Verbunddecke ein speziell entwickeltes Produkt. Sie kombiniert die strukturellen Vorteile von Brettsperrholz (CLT) und Beton, um eine hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht zu erreichen. Diese Decke eignet sich sowohl für Wohn- als auch für Gewerbebauten und zeigt ihre Vorteile besonders in mehrgeschossigen Projekten, bei denen komplexe Brandschutzanforderungen berücksichtigt werden müssen. 

Technische Details und Aufbau der Holz-Beton-Verbunddecke 

Eine XC®-Verbunddecke besteht aus vorgefertigten CLT-Elementen, die über Kerven (rechteckige Fräsungen im Holz) effizient und kraftschlüssig mit Beton verbunden werden. Die kreuzweise angeordneten Holzlagen in CLT minimieren das Schwinden und Quellen des Materials und erhöhen die Schubfestigkeit der Verbundkonstruktion. Diese Konstruktion gewährleistet eine stabile Schubübertragung zwischen Holz und Beton. Die Querschnittshöhe der Decke kann so reduziert werden, bei gleicher Tragfähigkeit. 

Ein optionales technisches Merkmal der XC-Verbunddecke ist der integrierte Randunterzug, der dann zum Einsatz kommt, wenn keine Linienauflager wie tragende Wände vorhanden sind. Er ermöglicht eine optimierte Lastverteilung bei punktuellen Auflagerungen, etwa auf Stützen, insbesondere fassadenseitig. Durch die Möglichkeit, die Elemente in verschiedenen Größen und Dicken vorzufertigen, passt sich das System flexibel an unterschiedliche Bauprojekte an. Diese Modularität spart Zeit und Kosten, insbesondere bei der Anpassung an individuelle Bauanforderungen.

Montage und Vorteile einer XC-Verbunddecke im Bauablauf 

Die XC-Verbunddecke wird werkseitig vorgefertigt und als montagefertiges Element auf die Baustelle geliefert. Dadurch entfallen das zeitintensive Schalen und Betonieren vor Ort. Durch die Vorfertigung können nachfolgende Gewerke wie Trockenbau schneller mit ihren Arbeiten beginnen können. Zudem wird keine zusätzliche Feuchtigkeit während des Bauprozesses eingebracht, was besonders bei der Sanierung von Bestandsgebäuden von Vorteil ist – beispielsweise bei Dachgeschossausbauten und Aufstockungen. 

Zu den weiteren Vorteilen der Holz-Beton-Verbunddecke gehören ihre guten bauphysikalischen Eigenschaften: Die Betonschicht bietet hervorragenden Schallschutz, was den Einsatz in lärmsensiblen Bereichen wie Schulen oder Wohnbauten unterstützt.  

Darüber hinaus erfüllt die XC-Decke auch bei sichtbarer Holzuntersicht die hohen Anforderungen an den Brandschutz, beispielsweise R90 oder höher. Dies wird durch eine Heißbemessung des Abbrandes der Holzuntersicht gewährleistet, wodurch die Stabilität und Sicherheit der Konstruktion selbst im Brandfall erhalten bleiben. 

Bei der Entwicklung der industriell vorgefertigten Holz-Beton-Verbunddecken stand die Vereinfachung der Bauprozesse auf der Baustelle im Fokus. Während herkömmliche Holz-Beton-Verbunddecken häufig in Ortbetonbauweise errichtet werden, was eine Vielzahl von Arbeitsschritten wie Unterstellen, Abdichten, Bewehrungseinbau, Betonieren und Trocknungszeiten erfordert, bieten die XC® Elemente eine effiziente Alternative. Diese vorgefertigten Deckenelemente werden im Werk nach festgelegten Standards produziert und montagefertig geliefert. 

Eine Studie des Instituts für Baubetrieb und Bauwirtschaft an der TU Graz belegt, dass bei einem Vergleichsprojekt in Wien-Simmering die Baukosten der XC®-Variante um nahezu ein Drittel geringer waren als bei der Ortbetonbauweise. Die Bauzeit und der Einsatz von Arbeitskräften konnten sogar um über 40 % reduziert werden. Diese Einsparungen sind besonders bei komplexen und mehrgeschossigen Bauvorhaben relevant, bei denen die Koordination der Gewerke eine große Herausforderung darstellt. 

Die Konstruktion einer XC® Holz-Beton-Verbunddecke erleichtert die Trennung von Holz und Beton am Ende des Lebenszyklus, da sie überwiegend durch Schubkräfte zusammengehalten werden. Das erlaubt ein sortenreines Recycling der Bestandteile. 

Mit einer Recyclingquote von über 90 % in der mineralischen Baustoffbranche in Österreich wird Beton oft als Granulat im Straßenbau wiederverwendet. Das Brettsperrholz kann in seine Bestandteile zerlegt und weiterverarbeitet werden, sei es für Dämmmaterialien, Holzfasern oder als Rohstoff für die Papierindustrie. 

Holz-Beton-Verbunddecken kommen in unterschiedlichsten Bauprojekten zum Einsatz, die sowohl auf Effizienz als auch auf Nachhaltigkeit setzen. Die folgenden Beispiele illustrieren eindrucksvoll, wie diese Bauweise selbst bei anspruchsvollen Vorhaben ihre Stärken ausspielt. 

1. Ein Vorzeigeprojekt im Holz-Hybridbau: HoHo Wien in der Seestadt Aspern 

Das HoHo Wien ist mit einer Höhe von 84 Metern das höchste Holzhochhaus Österreichs und ein international beachtetes Vorzeigeprojekt. Es setzt einen markanten städtebaulichen Akzent in der Seestadt Aspern, einem der größten Stadtentwicklungsgebiete Wiens. Der Holz-Hybridbau umfasst 24 Stockwerke und vereint ein Hotel, Büros sowie Gewerbeflächen. Das Projekt hebt sich durch seine durchdachte Planung und Ausführungsqualität hervor, insbesondere im Hinblick auf den komplexen Brandschutz. 

Die Tragstruktur besteht aus einem massiven Erschließungskern, vorgefertigten Wandelementen aus Brettsperrholz (CLT) und Holz-Beton-Verbunddecken. Diese vorgefertigten XC® Decken erfüllen die hohen Brandschutzanforderungen der Klasse CC2 nach EN 1990. Durch den Einsatz von Sprinkleranlagen und maßgeschneiderten Brandschutzkonzepten konnte die Holzsichtigkeit in den Innenräumen erhalten werden, was den warmen, natürlichen Charakter des Materials zur Geltung bringt. Die Kombination aus vorgefertigten Elementen und einer effizienten Planung führte zu einer Reduktion der Bauzeit und machte das HoHo Wien zum Vorbild für den modernen Holz-Hybridbau. 

2. Moderne Lernräume mit Holz-Beton-Verbund: Zu- und Umbau der Volksschule in Moosbrunn 

Beim Zu- und Umbau der Volksschule Moosbrunn wurde ein innovatives Raumkonzept umgesetzt, das Alt- und Neubauten verbindet. Die kompakte Gebäudestruktur nutzt viel Tageslicht und bietet vielfältige Raumangebote, die gezielt auf die Anforderungen moderner pädagogischer Konzepte abgestimmt sind. In den Geschossbereichen entstanden sowohl Rückzugsorte als auch offene Lernlandschaften. 

Für den Bau wurden XC® Holz-Beton-Verbundelemente verwendet, die durch ihre hohe Tragfähigkeit und schnelle Montage überzeugen. Die vorgefertigten Decken ermöglichten eine zügige Installation und minimierten die Baufeuchte, was besonders bei der Integration von Neubauten in bestehende Strukturen von Vorteil ist. Die patentierten Hebesysteme der XC®-Elemente erleichterten Transport und Montage, sodass die neuen Schulbereiche schnell in Betrieb genommen werden konnten. 

3. Nachhaltiger Wohnbau in urbanem Umfeld: Gleis 21 in Wien 

In der Nähe des Wiener Hauptbahnhofs entstand die Wohnanlage Gleis 21 mit 34 Wohneinheiten und vier Gewerbeeinheiten. Das Gebäude kombiniert eine Ortbetonbauweise im Untergeschoss mit einem Hybrid-Aufbau aus vorgefertigten tragenden Wandelementen in Holzrahmenbauweise mit XC-Deckenelementen und Fertigteilen aus Stahlbeton in den oberen Etagen. Die vier Obergeschosse sowie das Dachgeschoss wurden in Montagebauweise errichtet, was eine schnelle Fertigstellung ermöglichte. 

Für die Geschoßdecken wurden Holz-Beton-Elemente mit integriertem Randunterzug eingesetzt, wodurch die Auflagerung auf den wandintegrierten Holzstützen möglich wurde. Erstmalig wurden bereits im Werk Sichtbetonbalkone mittels ISO-Körben thermisch getrennt an die XC-Elemente angeschlossen. Dadurch konnte Montagezeit eingespart und auf die Einrüstung der Fassade verzichtet werden. Das Projekt demonstriert damit die ökologischen und ökonomischen Vorteile der Kombination von Vorgefertigten Holz-, Holz-Beton-verbund- und Stahlbetonfertigteilen im städtischen Wohnbau. 

4. Hybride Holz-Beton-Lösung für ein modernes Software-Headquarter: MIC Firmenzentrale in Linz 

Das neue Headquarter des Softwareunternehmens MIC in Linz vereint nachhaltige Bauweise mit moderner Architektur. Auf einer Bürofläche von rund 10.000 Quadratmetern über fünf Stockwerke bietet das Gebäude flexible Arbeitsbereiche, die optimal auf Hybrid-Working-Konzepte abgestimmt sind. 

Die Tragwerkskonstruktion basiert auf einer Holz-Beton-Hybridbauweise. 3.950 m² XC®-office-Decken, kombiniert mit Brettschichtholz-Längsträgern und Brettsperrholzelementen aus Fichte, wurden eingesetzt. Die bis zu 8,3 Meter langen Verbundelemente, die je 23 m² Deckenfläche bieten, verbinden die Druckfestigkeit des Betons mit den ästhetischen und nachhaltigen Eigenschaften von Holz. Besonders hervorzuheben ist der sichtbare Holzanteil, der eine warme und angenehme Atmosphäre schafft, während der Beton für hervorragenden Schall- und Brandschutz sorgt. 

Dank des hohen Vorfertigungsgrades der Holz-Beton-Bauteile wurde die Gebäudehülle trotz verzögertem Baustart bereits vor Weihnachten 2023 fertiggestellt. Dies unterstreicht die Effizienz der industriellen Fertigung und die Vorteile einer engen Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten, insbesondere dem Bauunternehmen Swietelsky und der MMK Holz-Beton-Fertigteile GmbH. 

Der Einsatz von vorgefertigten Holz-Beton-Verbunddecken von MMK reduziert den ökologischen Fußabdruck eines Gebäudes im Vergleich zu reinen Stahlbetondecken. Der Ersatz der Stahlbewehrung durch Holz trägt zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks bei. Zudem überzeugt Holz durch seine hohe Zugfestigkeit bei geringem Gewicht, während Beton durch seine hohe Druckfestigkeit, Langlebigkeit und Wartungsfreiheit bestimmt ist. Die Kombination führt zu einem geringerem Materialverbrauch wodurch sowohl Kosten als auch CO₂ Emissionen verringert werden. 

Zusätzlich bieten Holz-Beton-Verbunddecken praktische Vorteile im Bauablauf, wie die Studie der TU Graz zeigt: Es wird keine zusätzliche Baufeuchte eingebracht, was besonders bei der Sanierung von Bestandsgebäuden vorteilhaft ist. Die Decken sind unterstellungsfrei und montagefertig, was eine schnelle Installation ermöglicht. Dank hoher Tragfähigkeit und guter Schwingungsdämpfung sind sie ideal für Bauprojekte, bei denen sowohl Komfort als auch Stabilität gefragt sind. 

Holz-Beton-Verbunddecken vereinen die Stärken von Holz und Beton und bieten eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Baumethoden. Ihre hohe Tragfähigkeit, die Bauteilaktivierung bei XC-office Elementen sowie der geringere CO₂-Ausstoß tragen nicht nur zur Senkung des ökologischen Fußabdrucks bei, sondern steigern auch die Effizienz auf der Baustelle durch kürzere Bauzeiten. 

Durch ihre technische Exzellenz und ihren nachhaltigen Ansatz erfüllt diese Bauweise die Anforderungen moderner Projekte und unterstützt die Klimaziele. Projekte wie die Zusammenarbeit mit der BOKU oder die XC-Verbunddecke von MMK verdeutlichen das Potenzial dieser Technologie für eine grünere Zukunft der Bauindustrie.