Revitalisierung
Konstruktion - New7 in Mannheim
Holz erwies sich beim Projekt New7 als ein idealer Baustoff für die neue Aufstockung. Denn Holz ist im Vergleich zu Stahlbeton leichter, macht aber gleichzeitig hohe Tragfähigkeiten möglich. Die Aufstockung wird deshalb als Holzskelettkonstruktion in Kombination mit Holz-Beton-Verbunddecken ausgeführt. Das Bindeglied zwischen dem Bestand, einem Stahlbetonbau, und dem Neubau in Holzbauweise ist die Abfangebene mit Stahlverbundträgern im 1. Obergeschoss.
Dipl.-Ing. (FH) Kai Vahle ist Projektleiter bei der Hess Timber GmbH, die das Holz-Tragwerk hergestellt hat: Brettschichtholz-Stützen, Brettschichtholz-Träger und eine Holz-Beton-Verbunddecke aus 16 cm Brettsperrholzdecken mit 10 cm Aufbeton. Zur Verwendung kommt vorwiegend Fichtenholz, das aus PEFC-zertifizierten Quellen aus Deutschland und Österreich stammt. „Die Herausforderung bei Bauprojekten wie in Mannheim liegt einerseits in der Präzision und andererseits in der Schnelligkeit der Bauweise“, schildert Kai Vahle. „Das Tragwerk wird millimetergenau errichtet. Die Holz-Beton-Verbunddecken sorgen für eine robuste und nachhaltige Bauweise. Die Decken bestehen aus kreuzweise verleimten Brettsperrholzplatten aus Fichtenholz, auf die eine Betonschicht aufgebracht wird. Dadurch erreichen wir eine hohe Tragfähigkeit und einen sehr guten Schallschutz.“
Die Planungsprozesse erfolgen mittlerweile vollständig digital, mithilfe von 3D-Modellen. „Diese Modelle erlauben es uns, jedes Bauteil millimetergenau zu fertigen und auf der Baustelle zu montieren. Dadurch sparen wir Zeit und minimieren Fehler.“
Kerven steigern die Leistungsfähigkeit
Das Besondere an der Konstruktion ist der Schubverbund zwischen Betonschicht und Brettsperrholz. „Dieser wird über sogenannte Kerven hergestellt, was eine besonders leistungsstarke Verbindung mit einem direkten Kraftübertrag zwischen den beiden Materialien ermöglicht“, erklärt Ingenieurin Emilia von Fritsch: „Bisher wurde der Schubverbund in der Regel über Schrauben realisiert, doch die Variante mit Kerven bietet eine deutlich bessere Leistungsfähigkeit. Diese Lösung benötigt zudem weniger Verbindungsmittel, was den Materialaufwand reduziert und gleichzeitig die Ressourcen schont – ein wichtiger Beitrag zur Nachhaltigkeit der Immobilie.“ Da die Konstruktion auf einer neu erschienenen, aber noch nicht bauaufsichtlich eingeführten technischen Spezifikation basiert, war eine frühzeitige Abstimmung zwischen den Tragwerksplanern, der Bauaufsicht und dem Prüfingenieur notwendig.
Tragraster als Herausforderung
Eine „interessante“ technische Herausforderung war auch das Tragraster der Bestandskonstruktion: „Während das Bestandsgebäude große Spannweiten von bis zu 15 m aufweist, die für den ursprünglichen Zweck als Kaufhaus ausgelegt waren, sind für den Wohnungsbau, den wir in den oberen Geschossen realisieren, deutlich kleinere Spannweiten erforderlich. Das bedeutet, dass wir über dem 1. Obergeschoss zusätzliche Träger einsetzen mussten, um die darüberliegenden Wohngeschosse abzufangen und die Lasten in die vorhandenen Stahlbetonstützen des Bestandsgebäudes einzuleiten. Hier war es entscheidend, eine Lösung zu finden, die sowohl statisch als auch wirtschaftlich sinnvoll ist“, erläutert Emilia von Fritsch.
Doppelter Brandschutz, besonderer Schallschutz
„Holz ist natürlich ein brennbarer Baustoff. Aber wir können ganz genau berechnen, wie viel ein Holzträger im Brandfall abbrennt“, erläutert Kai Vahle. „Diese Art der Berechnung erlaubt es uns, die Konstruktionen so zu dimensionieren, dass sie im Brandfall 60 oder sogar 90 Minuten standhalten. Zusätzlich kapseln wir die tragenden Holzelemente mit nicht brennbaren Baustoffen, wie beispielsweise Gips ein, was eine doppelte Sicherheit bietet.“
Ein Punkt, der gerade bei Holzbauprojekten besonders kritisch ist, ist der Schallschutz. „Während Beton durch seine Masse gut als Schalldämmung wirkt, ist Holz leichter und leitet den Schall stärker weiter“, schildert Ingenieurin Emilia von Fritsch: „Daher mussten wir zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um die Schallübertragung zu reduzieren. Dies haben wir neben der Entwicklung der entsprechenden Knotendetails durch den Einsatz von Holz-Beton-Verbunddecken gelöst, die eine hervorragende Tragfähigkeit bieten und gleichzeitig den Schallübertragung reduzieren. Zudem haben wir in Zusammenarbeit mit der Universität Rosenheim an einem vorab hergestellten Prüfelement der Holz-Beton-Verbunddecke in Versuchen die Schallschutzeigenschaften ermittelt, um nun einen optimierten Deckenaufbau planen und ausführen zu können.“
Vorhabenbezogene Bauartgenehmigung
In diesem Fall wurde eine vorhabenbezogene Bauartgenehmigung für die Holz-Beton-Verbunddecke mit einer Feuerwiderstandsklasse von REI 90 erteilt. Dies ist erforderlich, da die Bauweise solcher Decken im Moment noch nicht durch bauaufsichtlich eingeführte Normen geregelt ist. Die Anforderung der Feuerwiderstandsklasse REI 90 resultiert aus der Einstufung des Gebäudes in Gebäudeklasse 5, was besonders hohe Anforderungen an den Brandschutz stellt.
„Was Nachhaltigkeit und Energieeffizienz angeht, ist Holz natürlich eine interessante Option“, bestätigt Geschäftsführer Alexander Dech. „Holz bindet CO2. Im Gegensatz dazu wird bei der Herstellung von Beton, insbesondere des darin enthaltenen Zements, eine große Menge CO2 freigesetzt. Beim Holzbau bleibt das gebundene CO2 im Material gespeichert. Das führt dazu, dass der CO2-Fußabdruck bei New7 kleiner ist. Ohne Beton wird es allerdings auch in Zukunft nicht gehen. Unsere Experten der Bauunternehmung, insbesondere unseres Betonwerks, haben sich bereits früh mit Recyclingbeton befasst, der auch bei New7 zum Einsatz kommt.“
Kürzere Bauzeit vor Ort
Der Holzbau verkürzt die Bauzeit vor Ort, weil die Elemente vorgefertigt werden. Allerdings verlängert sich die Vorbereitungszeit im Werk, sodass die Gesamtbauzeit sich insgesamt nur unwesentlich verringert. „Für die Nachbarn sind die geringeren Beeinträchtigungen und die kürzere Bauzeit vor Ort jedoch selbstverständlich ein großes Plus“, sagt Alexander Dech.
Bei der Entscheidung für eine Bauweise spielen aus Sicht des Bauherrn die Kosten selbstverständlich eine wesentliche Rolle, denn die Wirtschaftlichkeit muss gewahrt sein. Hierzu Geschäftsführer Alexander Dech: „Es wird auch in Zukunft bei jedem Projekt eine Einzelfallentscheidung bleiben. Im Fall von New7 ist das Bauen mit Holz nicht kostengünstiger, ermöglicht uns aber auf den Bestand aufzubauen, damit Emissionen am Bau zu vermeiden und eine hohe Nachhaltigkeit auch im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu erzielen. Denn die verwendeten Materialien können nach Ablauf der Lebensdauer von New7 dieser wieder zugeführt werden.“
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