Holzbau in Taiwan: Im Gespräch mit Prof. Meng-Ting Tsai
Taipehs Stadtbild ist nicht von nachwachsenden Baustoffen geprägt – bisher setzt hier das Bauen mit Beton den Standard. Prof. Meng-Ting Tsai forscht hier hingegen an seinem Lehrstuhl intensiv zu Holzbaukonstruktionen und entwickelt diverse Materialstrukturen für das von Erdbeben bedrohte Gebiet.
Insbesondere in Europa ist der Trend in Lehre und Forschung, sich vom Bauen mit Beton weitestgehend zu verabschieden deutlich spürbar. Immer mehr Projekte setzen auf nachwachsende oder ressourcenschonende Materialien. Doch wie gehen Regionen mit anderen Bedingungen damit um? Im klimatisch feuchten und von Erdbeben heimgesuchten Taiwan ist Zement nach wie vor der gängigste Baustoff. Professor Meng-Ting Tsai forscht hingegen an der National Taiwan University of Science and Technology (NTUST) intensiv zu Holzstrukturen und der seismischen Bewertung von Holzhochhäusern.
Wie sind Sie dazu gekommen, sich mit Holzforschung und der Konstruktion mit diesem Material zu beschäftigen?
Prof. Meng-Ting Tsai: Mein ursprünglicher Hintergrund liegt eigentlich nicht in der Architektur. Ich habe Bauingenieurwesen studiert und mich auf konstruktive Strukturen spezialisiert. Während meines Masterstudiums konzentrierte ich mich auf die Restaurierung historischer Gebäude aus der Qing-Dynastie und der japanischen Besatzungszeit Taiwans. Dabei faszinierte mich bereits Holz als strukturelles Material viel mehr als Beton und Stahl. Holz verhält sich in klimatischen Bedingungen oder konstruktiven Verbindungen nämlich deutlich komplexer.
Schließlich habe ich mich 2010 für ein Promotionsstudium in Tokio entschieden. Zu dieser Zeit begann eine neue Ära für Hochhäuser. Es wurde allmählich erkannt, dass Holz ein sehr gutes Baumaterial dafür ist. Es ist unter anderem leichter, biegsamer und die Bauzeit im Vergleich zu Beton ist relativ kurz. Vor 15 bis 20 Jahren galt es noch als sehr ungewöhnlich, Hochhäuser aus Holz zu konstruieren. Von 2010 bis 2013 habe ich daran gearbeitet, Technologien zu entwickeln und Simulationen durchzuführen, um herauszufinden, wie wir höhere Holzgebäude bauen können. Schließlich wurde dies zum Schwerpunkt meiner Forschung. Während der Zeit in Tokio wurde mir bewusst, dass in Taiwan sehr viele, eher nachlässig instandgehaltene Betongebäude existieren. Ich konzentrierte mich daher auf Wohngebäude und entwickelte Methoden, um japanische Stilrichtungen hier anzuwenden.
Das Bauen mit Holz ist also eher unkonventionell für Taiwan. Können Sie uns die Entwicklung der Verwendung des nachwachsenden Materials genauer schildern?
Prof. Meng-Ting Tsai: Nach meiner Promotion im Jahr 2013 kehrte ich nach Taiwan zurück. Zu dieser Zeit war es hier noch nicht bekannt, dass Holz als Baumaterial, geschweige denn für Hochhäuser, verwendet werden kann. In Taipeh gibt es viele historische Gebäude aus der japanischen Besatzungszeit, meist ein- oder zweistöckig. Mein Forschungsteam und ich wollten in Taiwan eine ähnliche Bewegung starten, um zu zeigen, dass dieses Material auch hier vermehrt eingesetzt werden kann. Erst ab 2019 bis 2020, nach dem Pariser Abkommen wurde die taiwanesische Regierung aufmerksam und erkannte die Bedeutung von Holz für die Kohlenstoffspeicherung und die Reduzierung von Emissionen. Mittlerweile werden für Baugenehmigungen bereits bestimmte Scores gefordert, um in bestimmten Umweltgruppen zu bauen.
Welche Methoden nutzen Sie an Ihrem Lehr- und Forschungsstuhl? Welche Ziele verfolgen Sie hierbei?
Prof. Meng-Ting Tsai: Aufgrund der aktuellen politischen Lage und der damit verbundenen Motivation entwickeln wir neue Systeme für lokale ökologische Bewertungen. Wenn Holz als Material verwendet wird, reduziert sich der Kohlenstoffemissionsfaktor im Vergleich zu Stahlbeton um das 0,7-fache. Das bedeutet, dass Architekt*innen dazu ermutigt werden, möglichst viel Holz zu verwenden. Unsere Untersuchungen umfassen erdbebensichere Hochhauskonstruktionen, diverse Brandschutztests und Strukturuntersuchungen. Damit wollen wir zeigen, wie Holz Feuer standhalten oder wie Stahl in Holz integriert werden kann – also welche Möglichkeiten von Hybridstrukturen es gibt. Unsere Forschung kann mit anderen Branchen kombiniert und auf andere Industrien angewendet werden. Es ist faszinierend, dass wir dadurch letztlich die Gesetzgebung nachhaltig beeinflussen und unsere Forschungsergebnisse den Architekt*innen für ihre Anwendungen vorstellen können.
Um die Förderung der Holzarchitektur in Taiwan voranzutreiben, ist es zudem wichtig, Forschung im Labor durchzuführen. In unserem Lab möchten wir zeigen, wie wir städtische Betonwüsten in echte Kohlenstoff-Speicherwälder verwandeln können. Wir schlagen hybride Systeme vor, insbesondere für die Renovierung bestehender Häuser. Dabei ersetzen wir beispielsweise Betonwände durch Holz, um das Gewicht, die Kosten und den Kohlenstoffspeicher direkt vergleichen zu können.
Mit welchen Methoden vermitteln Sie Ihren Studierenden das Konstruieren mit Holz?
Prof. Meng-Ting Tsai: Wir bieten einen Graduiertenkurs an, in dem Studierende aus den Bereichen Architektur, der Forstwirtschaft und Bauingenieurwesen zusammenkommen. Dabei sind die Architekturstudierenden für die Gestaltung der Gebäude verantwortlich, die Bauingenieur*innen helfen bei der Berechnung der Tragfähigkeit der Bauteile, und die Studierenden aus der Forstwirtschaft unterstützen bei der Auswahl des Materials. Ein Drittel des Kurses widmet sich den Grundideen des Holzbaus. In den ersten sechs Wochen lernen die Studierenden verschiedene Strukturen kennen, die sie in ihren Entwürfen verwenden können. In den folgenden Wochen lernen sie, wie sie die Tragfähigkeit der Bauteile berechnen und lokale Vorschriften in ihre Entwürfe integrieren. Der Kurs ermöglicht den Studierenden, von der Entwurfsphase bis hin zur Materialauswahl zu experimentieren und miteinander zu kommunizieren, um auch die zukünftige Zusammenarbeit der verschiedenen Disziplinen in der Praxis zu fördern.
Auf Bachelor-Niveau vermittele ich hingegen einen umfassenden Überblick über die Gestaltung von Gebäuden. Dabei geht es sowohl um strukturelle Systeme als auch um Materialien. Ich zeige den Studierenden, wie verschiedene Struktur- und Materialsysteme funktionieren und wie sie aufeinander abgestimmt werden müssen. Außerdem leite ich einen Design-Workshop, in dem wir Materialien nicht nur als Hauptkonzept, sondern als integralen Bestandteil der Raumgestaltung nutzen. Seit drei bis vier Jahren versuchen wir am Lehrstuhl, diese Methoden umzusetzen. Anfangs haben wir kleinere Designs erstellt und dann größere Projekte angegangen. Die Studierenden waren damit jedoch überfordert, da sie – anders als in Europa – mit den Eigenschaften von Holz bisher nicht vertraut sind. Beton zu verwenden ist viel einfacher, da die Struktur bei diesem Baustoff vorgegeben ist. Beim Holzentwurf hingegen müssen Verbindungen ausgewählt, die ordnungsgemäße Verwendung des Materials sichergestellt und Aspekte wie Brandschutz und Wasserdichtigkeit berücksichtigt werden. All diese Dinge müssen von Anfang bis Ende durchdacht werden und lassen sich nicht in sechs Wochen lösen. Daher habe ich meine Strategie geändert und begonnen, mit kleineren Gebäudeskalen zu starten. So lernen die Studierenden alle Details zu berücksichtigen, bevor sie sich größeren Projekten zuwenden.
Mein Labor ist, würde ich sagen, ziemlich speziell, weil wir das japanische Bildungssystem übernommen haben. In Japan sind Strukturdesign und Umweltdesign Hauptfächer im Fachbereich Architektur. Die angehenden Architekt*innen in Taiwan lernen hier also ganz neu, wie ein Entwurf mit Holz funktioniert. Wir hoffen, dadurch einen Wandel im taiwanesischen Holzbau zu fördern.
