Die Beschaffung von nachhaltigem Holz beginnt beim Wald

Holz ist ein uralter Baustoff, der jedoch vor allem mit dem Aufkommen von Massivholz zunehmend an Bedeutung gewinnt. Diese Gruppe von Holzwerkstoffprodukten bietet die Möglichkeit, die Rohstoffe für unsere Gebäude und Städte nicht aus der Erde zu gewinnen, sondern anzubauen und dabei klimaerwärmende Treibhausgase einzufangen. Aber ist Holz immer gut für die Umwelt? Oder ist es einfach weniger schlimm als mineralische Materialien wie Beton und Stahl?

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Die Beantwortung dieser Fragen ist alles andere als einfach, aber sie beginnt damit, wo das Holz angebaut wird. Bei der nachhaltigen Bewirtschaftung eines Waldes geht es darum, die Produktivität mit dem Schutz von Gewässern, der Erhaltung des Lebensraums von Wildtieren und der Berücksichtigung von Kohlenstoff und Klima in Einklang zu bringen. „Vorbildliche Forstwirtschaft ist ein ganzheitlicher Blick auf alle drei“, erklärt Jennifer Shakun, Leiterin der Bioökonomie-Initiative der New England Forestry Foundation, einer Land Trust- und Naturschutzorganisation.

Ein Instrument, das dabei helfen kann festzustellen, ob ein Holzprodukt aus einem solchen Wald stammt, ist die Zertifizierung. Die wichtigsten Holzzertifizierungszeichen in Nordamerika sind die des Forest Stewardship Council (FSC) und der Sustainable Forestry Initiative (SFI). Diese Programme berücksichtigen Faktoren wie die Größe der Kahlschläge, den Grad der Erhaltung lebender Bäume, den Einsatz von Pestiziden und den Schutz bedrohter und gefährdeter Arten. Von den beiden gilt FSC als das strengere, wobei die von der SFI genehmigten Praktiken den bereits geforderten kanadischen und US-amerikanischen Vorschriften entsprechen. „FSC ist robuster“, sagt Amy Leedham, Leiterin der US-amerikanischen CO2-Praxis beim Nachhaltigkeitsberatungsunternehmen Atelier Ten. „Es geht tiefer auf mehr Kriterien ein“, sagt sie. Aber es gibt einen Haken: FSC-Produkte sind nicht immer verfügbar und der Zertifizierungsprozess kann teuer sein, sodass er für kleine Privatgrundbesitzer und von Stämmen bewirtschaftete Wälder unerreichbar ist.

Die besten Bewirtschaftungspraktiken fördern Waldökosysteme, die mehr Kohlenstoff binden. Es ist jedoch schwierig abzuschätzen, wie viel biogenen Kohlenstoff in einem bestimmten Holzprodukt enthalten ist. Ein Grund dafür ist, dass die meisten Ökobilanzrechner (LCA) – Tools zur Quantifizierung der Umweltauswirkungen hergestellter Produkte – nationale Datensätze verwenden, die die großen Unterschiede in den Praktiken in einzelnen Wäldern nicht berücksichtigen. „Mit aktuellen LCA-Tools ist es schwierig, die zugrunde liegenden Annahmen zu verstehen“, sagt Jacob Dunn, stellvertretender Direktor der ZGF. In Zusammenarbeit mit dem Applied Research Consortium der University of Washington versucht das Unternehmen, dieser Situation durch sein UpStream Forestry Carbon & LCA Tool Abhilfe zu schaffen. Der Open-Source-Rechner befindet sich derzeit im öffentlichen Betatest und zielt darauf ab, die zugrunde liegenden Daten transparent und einfach zu manipulieren. „Die Idee besteht darin, Designern dabei zu helfen, die Dynamik zwischen den Wäldern und den daraus entstehenden Holzprodukten besser zu verstehen.“

SOMs COB3 (oben auf der Seite) verfügt über einen Rahmen (oben), der für die Demontage konzipiert ist. Foto © Cesar Rubio, zum Vergrößern anklicken.

Angesichts der aktuellen Einschränkungen besteht eine der besten Möglichkeiten für Architekten darin, direkt mit den Herstellern zusammenzuarbeiten und ihnen detaillierte Fragen zu stellen, um herauszufinden, woher die von ihnen spezifizierten Holzprodukte stammen. Beispielsweise evaluierte das Team hinter COB3 – einem 230 Millionen US-Dollar teuren SOM-entworfenen Bürogebäude aus massivem Holz für San Mateo County, das in Redwood City, Kalifornien, kurz vor der Fertigstellung steht – potenzielle Hersteller für die maßgeschneiderten Bodenplatten aus Brettsperrholz (CLT) des Gebäudes . Sie untersuchten die Möglichkeiten der Hersteller hinsichtlich der Panelgröße und Einschränkungen der Tragfähigkeit, untersuchten aber auch ihre Lieferketten. Der schließlich ausgewählte Hersteller aus Montana befand sich weniger als eine Meile von dem Wald entfernt, in dem das Holz geerntet wurde, und befand sich neben einer anderen Anlage, die Faserplatten aus CLT-Abfällen herstellte.

Projektteams passen den Holzbeschaffungsprozess zunehmend an die Prioritäten ihrer Kunden an. Das in Portland (Oregon) ansässige Unternehmen LEVER Architecture tat dies auf dem 10,8 Millionen US-Dollar teuren, 19.800 Quadratmeter großen Hauptsitz, den es für die Förderorganisation Meyer Memorial Trust entworfen hatte. Das 2020 im Stadtteil Lower Albina in Portland fertiggestellte Gebäude mit Sägezahndach verfügt über Strukturkomponenten, die hauptsächlich aus Massensperrholz gefertigt sind – einer großformatigen technischen Platte aus Holzfurnieren. Das Gebäude umfasst auch zahlreiche andere Holzprodukte, darunter Dachstühle, Fußböden und Decken. Für Meyer war der Bauprozess und die Beschaffung dieser Materialien eine Gelegenheit, seine Mission der rassischen, sozialen und wirtschaftlichen Gerechtigkeit voranzutreiben, insbesondere in Oregon.

Die Beschaffungskriterien für das Meyer Memorial Trust-Projekt von LEVER spiegelten die Werte des Eigentümers wider. Foto © Jeremy Bittermann

Meyer arbeitete mit der gemeinnützigen Organisation Sustainable Northwest zusammen, um Beschaffungsrichtlinien zu entwickeln, die über Forstwirtschaft und Herstellungsprozesse hinausgingen und auch die Nähe eines Lieferanten zum Standort, Minderheits- und Kleinunternehmenseigentum sowie Kosten berücksichtigten. Die Prämie für diese Strategie war vernachlässigbar und betrug weniger als 25.000 US-Dollar oder etwa drei Prozent des Holzpakets von 745.000 US-Dollar. Doch die bescheidene Investition hatte eine übergroße Wirkung. Von den 12 Holzproduktkategorien des Gebäudes wurden 10 in Oregon angebaut und hergestellt. Am Kauf und der Installation von sechs der zwölf waren Minderheitsunternehmen beteiligt, während für sieben kleine Unternehmen verantwortlich waren. Neun der Produkte stammen aus Wäldern, die ökologisch bewirtschaftet werden sollen. Das Projekt beeinflusste Standorte außerhalb des Gebäudes, sagt Thomas Robinson, Gründer von LEVER.

Die Umgestaltung des Hauptterminals am Portland International Airport ist ein weiteres Projekt mit maßgeschneiderten Beschaffungskriterien, das den Ansatz jedoch in eine ganz neue Dimension bringt. Die von ZGF entworfene, 1,8 Milliarden US-Dollar teure Erweiterung, die sich derzeit im Bau befindet, verfügt über ein 380.000 Quadratmeter großes wellenförmiges Dach, das aus über 2,6 Millionen Brettfuß Brettschichtholzträgern und 400.000 Quadratmetern Massensperrholzplatten gebaut wird. Für den Terminalbesitzer, den Hafen von Portland, waren Transparenz und Rückverfolgbarkeit von entscheidender Bedeutung. „Sie wollten die Geschichte des Holzes vor Ort erfahren“, sagt Dunn. „Sie wollten wissen, wem das Land gehörte und wie sie es verwalteten“, sagt er.

Holztransparenz und Rückverfolgbarkeit waren wichtige Prioritäten für die Terminalerweiterung der ZGF am PDX. Bild © Hafen von Portland/ZGF

Nahezu alle im Terminal verwendeten Holzprodukte können auf einzelne Landbesitzer und Mühlen in Oregon und im US-Bundesstaat Washington zurückgeführt werden oder sind FSC-zertifiziert. Ein Großteil des Holzes stammte aus kleinen, familieneigenen Wäldern oder aus Stammesgebieten im pazifischen Nordwesten. Etwa 370.000 Brettfuß für die Brettschichtholzelemente stammten aus den Wäldern der Yakama-Nation, für die das Land spirituelle und kulturelle Bedeutung hat, aber auch eine Wasser-, Nahrungs- und Einnahmequelle darstellt. Zu den Waldbewirtschaftungspraktiken des Stammes gehören die Durchforstung von unten, um die größten und gesündesten Bäume übrig zu lassen, großzügige Puffer an Wasserstraßen und „No-Harvest“-Schutzgebiete. Solche Eigentümer „haben ein grundlegend anderes Verhältnis zum Land als große, industrialisierte Betriebe“, sagt Dunn.

Auch wenn das Holz aus vorbildlichen Wäldern stammt, ist es wichtig, dass es sinnvoll genutzt wird, sagen Holzexperten. SRG Partnership hat bei Edward J. Ray Hall, einem 49 Millionen US-Dollar teuren, 50.000 Quadratmeter großen Labor- und Klassenzimmergebäude, das das in Seattle ansässige Architekturbüro an der Oregon State University-Cascades in Bend entworfen hat, herausgefunden, wie wichtig der umsichtige Einsatz von Holz sein kann. Die im Jahr 2021 fertiggestellte vierstöckige Massivholzkonstruktion besteht aus Brettschichtholzstützen und -trägern, CLT-Böden mit Betonplatten und Betonkernen. Ursprüngliche Pläne basierten auf einem Säulenabstand von 13 Fuß 4 Zoll. Durch umfangreiche Analysen wurde jedoch festgestellt, dass eine Verkürzung dieser Entfernung zu erheblichen Materialeinsparungen führen würde. Ein Stützenabstand von 10 Fuß – der schließlich gebaut wurde – ermöglichte CLT mit weniger Lagen, was wiederum flachere Balken ermöglichte, was zu einer Reduzierung der Holzfaser um 25 Prozent führte. Obwohl die Architekten den Kohlenstoffgehalt der beiden Systeme nicht quantifiziert haben, ist es logisch, zu dem Schluss zu kommen, dass der engere Abstand zu bedeutenden Einsparungen führte, da er auch eine Reduzierung des Betons um 3 Prozent und eine Gesamtreduzierung der Gebäudemasse um 10 Prozent ermöglichte. Bemerkenswert ist, dass dadurch die Baukosten um 10 US-Dollar pro Quadratfuß eingespart wurden. „Die Analyse unterstreicht die Bedeutung des ganzheitlichen Denkens“, sagt Lisa Petterson, verantwortliche SRG-Direktorin.

Engere Säulenabstände im SRG-Gebäude für die University of Oregon-Cascades (1 & 2) sparten Material. Foto © Kevin Scott (1), mit freundlicher Genehmigung von SRG Partnership (2)

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Zum sinnvollen Umgang mit Holz gehört auch, darüber nachzudenken, was mit dem Material passiert, wenn das Bauwerk das Ende seiner Nutzungsdauer erreicht hat. Die Experten sagen, dass Gebäude detailliert sein sollten, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass Komponenten wiederverwendet und nicht weggeworfen werden. Zu den Details am COB3 von SOM, die die Wahrscheinlichkeit verringern, dass seine Komponenten auf der Mülldeponie landen – wo sie ihren gespeicherten Kohlenstoff an die Atmosphäre abgeben würden – gehören Stahleimerverbindungen an der Basis jeder Brettschichtholzsäule im H-förmigen fünfstöckigen Gebäude . Ihre Gewindestangen und Muttern könnten bei Bedarf abgeschraubt werden, sagt Eric Long, Bauingenieur und SOM-Partner.

Weitere Funktionen von COB3 wurden entwickelt, um seine Obsoleszenz zu verhindern. Das Gebäude rechnet mit Veränderungen, mit strukturellen Buchten, die so konzipiert sind, dass sie eine Vielzahl von offenen oder geschlossenen Bürokonfigurationen aufnehmen können. Vorgefertigte Durchdringungen in den Balken des Gebäudes, die größtenteils freiliegen, sollten die erforderliche Infrastruktur ermöglichen, unabhängig von der Anordnung des Arbeitsplatzes, einschließlich Beleuchtung, mechanischer Systeme und Sprinkleranlagen. „Die Zukunft wurde vom ersten Tag an eingebaut“, sagt die Architektin Francesca Oliveira, eine SOM-Direktorin.

Die zukunftsweisende Strategie von COB3 zeigt, wie wichtig Design für den Umgang mit dem Klima ist und wie sich Entscheidungen, die jetzt getroffen werden, angefangen beim Wald bis hin zum Gebäuderahmen, auf die Zukunft auswirken können. „Die Realität ist, dass unsere Entscheidungen Auswirkungen haben“, sagt Robinson von LEVER. Architekten müssen sich dessen bewusst sein, sagt er, wenn sie für die größere Materiallandschaft entwerfen. „Es ist eine Aufgabe der Architekten.“

Joann Gonchar, FAIA, LEED AP, ist stellvertretende Redakteurin bei Architectural Record. Sie kam 2006 zu RECORD, nachdem sie acht Jahre lang bei der Schwesterpublikation Engineering News-Record gearbeitet hatte. Bevor sie ihre Karriere als Journalistin begann, arbeitete Joann für mehrere Architekturbüros und verbrachte drei Jahre in Kobe, Japan, bei der Firma Team Zoo, Atelier Iruka. Sie erwarb einen Master of Architecture an der University of Pennsylvania und einen Bachelor of Arts an der Brown University. Sie ist im Staat New York als Architektin zugelassen.