Stahl oder Holz beim bauen – ein Vergleich

Stahl ist zu 95 % direkt wiederverwertbar. Die nachhaltige Verwendung spielt insofern eine wichtige Rolle, weil das weltweite Angebot an Eisenerz zur Rohstahlherstellung endlich ist. Stahlschrott ist bei der Herstellung eine unverzichtbare Zutat: Er wird mit 30-40 % bei der Rohstahlproduktion zugegeben. Noch verbraucht Stahl bei der Herstellung große Mengen klimaschädliche Primärenergie, doch bis 2050 soll die Stahlproduktion klimaneutral werden. Betrachtet man Stahl beim Leichtbau gesamtökologisch, zeigt sich, dass sein Einsatz eine eher untergeordnete Rolle spielt, denn das Verhältnis von Masse (1,2 mm Stahlblech) zur Gesamtstruktur eines Bauwerks ist vergleichsweise gering.

Grundsätzlich haben Naturprodukte wie Holz eine positive Klimabilanz. Als nachwachsender Rohstoff ist es so lange ökologisch unbedenklich, wie der Mensch die Balance zwischen Angebot (Nachwachsen) und Nachfrage (Verbrauch) wahrt. Die Realität sieht jedoch anders aus: Jedes Jahr verschwinden weltweit zehn Millionen Hektar Wald und damit verschwinden nicht nur große Mengen eines natürlichen Lebensraums vieler Tierarten, sondern auch große Mengen an CO2-Speicher. Beim Heizen ist Holz nur dann nachhaltig und klimaneutral, sofern ein Baum bis zu seinem natürlichen Ende im Wald steht und sein volles Potenzial als CO2-Speicher ausschöpfen konnte. Auch hier sieht die Realität anders aus. Aus Gründen des Klimaschutzes gibt es heute und auch in Zukunft kein schlüssiges Motiv, sich vermehrt für Holz als selbstverständliches Baumaterial zu entscheiden.

Die Fertigung von Rahmenbauweise mit Holz ist im Vergleich deutlich teurer, als mit Stahlprofilen. Mehrere Maschinen für unterschiedliche Bearbeitungsschritte verursachen hohe Investitionen sowie entsprechenden Sicherheitsaufwand für die Mitarbeiter und den Brandschutz. Umgekehrt erfordert ein geringerer Maschineneinsatz mehr Handwerksstunden. Stahlprofile werden vollautomatisiert mit nur einer Maschine gefertigt und erfordern einen vergleichsweise geringeren Investitionsaufwand. Großflächige Fertigungsanlagen und Brandschutz-Maßnahmen entfallen fast vollständig.

Im Holzrahmenbau wird aufgrund der vergleichsweise geringen Dichte und Bruchzähigkeit von gängigen Konstruktionshölzern viel Material benötigt. Rohbauten in Holzrahmenbauweise sind ca. 15-20 % schwerer als Häuser aus Stahlleichtbau-Elementen. Im Stahl-Leichtbau kommen dünne Bleche von 1,2-1,5 mm zum Einsatz, die nach C-förmiger Umformung zu hochstabilen Strukturen verschraubt werden. Der Masseeinsatz ist im Vergleich zum Holz rund 40 % geringer. Beim konventionellen Bau mit mineralischen Massiv-Baustoffen sogar um 75-80 % niedriger.

Die Lebensdauer von Bauholz hängt sehr stark von der Art der Verwendung und der Pflegemöglichkeit ab. Einen sachgemäßen Einsatz vorausgesetzt erreicht eine Holzkonstruktion rund 100 Jahre – in Einzelfällen durchaus auch die dreifache Zeit. Bei Stahl kommen moderne, metallische Beschichtungsverfahren zum Einsatz, die die Lebensdauer des Materials vergleichbar oder gar besser als Holz (und auch konventionelle Bauverfahren) aussehen lassen. Zudem kommt der Stahl nicht direkt mit der Umwelt in Berührung, sondern er wird komplett mit mineralisch basierten Bauplatten verkleidet. Durch den weitgehenden Entzug von äußeren Einflüssen sind Standzeiten weit über ein Jahrhundert hinaus möglich. Natürlich sind auch hierbei die fachgerechte Errichtung und Pflege des Gebäudes unabdingbar für eine lange Lebensdauer.

Beim Holzrahmenbau kommen in einem Bauteil Hölzer mit unterschiedlichster Dichte, Festigkeit und Fügestruktur zum Einsatz. Schwankungen beim Feuchtegehalt und bei den Umgebungstemperaturen können zu Strukturveränderungen führen, die Schäden in der bekleidenden Innen- oder Außenhaut verursachen können. Es können sich Risse bilden oder die Form kann sich verändern. Die eingeschränkte Biegefähigkeit kann bei Erdbeben ähnliche Schäden hervorrufen. Im sogenannten Vollbrandfall kann die gesamte Struktur vernichtet werden. Bei Holz als Baustoff empfiehlt sich daher immer eine Bekleidung mit mineralischen Baustoffen.
Stahlprofile weisen eine hohe Stabilität und Struktur-Festigkeit auf. Bei der Verwendung von Stahlprofilen sind Formveränderungen wegen der Stabilität und Biegefähigkeit von Warmform- und Walzstahl ausgeschlossen. Die Stahl-Leichtbauweise überzeugt mit einer herausragenden Erdbebenfestigkeit. Für den Brandfall empfiehlt es sich, die Stahlprofilstrukturen immer mit mineralischen, nicht brennbaren Bauprodukten zu schützen – gerade für Temperaturen oberhalb 500 °C.

Für eine gute Raumklimagestaltung spielt die Frage nach Holz-Fertigbau oder Stahl-Leichtbau keine Rolle. Ein gutes Raumklima wird durch andere Komponenten bestimmt. Zur Erläuterung: Das Klima im Innern wird vor allem durch die Raumtemperatur der Luft und die Luftfeuchtigkeit bestimmt. Die chemische Zusammensetzung der Luft mit möglichen Schadstoffen und Geruchsbelästigung beeinflussen ein ungünstiges Raumklima und damit die empfundene Wohnqualität. Ebenso führen wechselnde Oberflächentemperaturen der Wände, Fußböden und Möbel sowie Luftzug zu einem ungünstigen Klima. Nicht zuletzt wird das Raumempfinden durch die Lichtverhältnisse wie Tageslichtanteile, Sonneneinstrahlung und künstliches Licht mit geeigneter Farbtemperatur beeinflusst. Das bedeutet, die Materialauswahl im Rahmen-Leichtbau (Holz oder Stahl), die sich hinter der erforderlichen Dampfbremsfolie nach außen befindet, hat keinen Einfluss auf das Raumklima.

Ein Preisvergleich gestaltet sich schwierig, da neben den reinen Rohstoffpreisen die Verarbeitungsmethodik, die damit verbundenen Lohnkosten und die weltweite Preisentwicklung bei Bauprodukten ein komplexes Zusammenspiel sind. Erfahrungsgemäß ist die Rahmenbauweise sowohl mit Holz als auch im Stahl-Leichtbau eine schnelle und damit kostengünstige Baumethode. Aktuell erschweren allerdings die Rohstoff-Preisentwicklungen und Verfügbarkeitsprobleme die Gesamtbeurteilung.
Mit Blick auf die Rohbaukosten ist der Holzrahmenbau ca. 10-15 % teurer, als der Stahl-Leichtbau. Das hängt teils mit dem aus statischen Gründen vermehrten Masseeinsatz zusammen sowie einer anspruchsvolleren Fügetechnik und Verbindungsaufwendungen. Noch stärker fällt die Differenz bei einem Vergleich mit Massiv-Holzbau aus: hier sind es rund 35-40 % höhere Rohbaukosten gegenüber einem Stahl-Leichtbau. Das gilt auch für den Vergleich zum Rohbau aus Beton oder Mauerwerk.