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BESSER BAUEN MIT NACHWACHSENDEN ROHSTOFFEN


Baukultur - epaper ⋅ Ausgabe 5/2019 vom 02.09.2019

Mit dem Projekt EDGE Südkreuz Berlin werden derzeit zwei besondere Gebäude in der richtungsweisenden und modularen Holz-Hybrid-Bauweise CREE by ZECH errichtet. Hierzu haben sich ZECH, Rhomberg und CREE Deutschland zu einer ARGE zusammengeschlossen.


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Illwerke Zentrum Montafon (IZM) in Österreich, errichtet 2013 durch das Architekturbüro Hermann Kaufmann ZT GmbH (Foto: © Norman A. Müller)


Durch die intelligente Kombination des nachwachsenden Rohstoffs Holz mit Beton reduzieren sich die für die Herstellung des Rohbaus anfallenden CO2-Emissionen im Vergleich zur konventionellen Stahlbetonbauweise um bis zu 80 ...

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... % pro m² Nutzfläche. Dabei werden tragende Elemente aus Holz vorgefertigt und mit Betondeckenelementen kombiniert. Die statisch im Verbund wirkenden Elemente werden mit hoher Präzision vorgefertigt. Die Fassadenelemente können als Holzrahmen inklusive der Fenster ausgeführt und mit Wärmedämmung gefüllt werden. Die Bauteile werden gemeinsam auf die Baustelle angeliefert und aufgestellt. Die konsequente Anwendung von digitalen Planungsmethoden lässt dabei einen wachsenden Katalog von Lösungen entstehen, die den Anwendern von CREE zur Verfügung gestellt werden.

Modulare Ordnung

Die Modulmaße für die Systeme (1,35 – 1,50 m) bilden alle gängigen Ausbauraster von zeitgemäßen Verwaltungs-und Hotelgebäuden ab. Die einfache Transportfähigkeit wird bei den Regelelementen mit Breiten unter 3,50 m erreicht. Die Fassadenelemente zeigen so eine Geschosshöhe, die selbst bei der Nutzung von installierbaren Hohlraum-und Doppelböden eine großzügige Raumhöhe von netto 3,00 m unter den Konstruktionsbalken zeigt. Die Systembreiten betragen 2,70 m (bis 3,00 m). Die Decke spannt über 8,10 m. Die Kernfläche hängt von den Aussteifungsanforderungen ab. Inklusive aller Erschließungsbereiche beträgt sie in der Regel weniger als 20 % der Grundrissfläche.Konstruktion – Brandschutz – Bauphysik Das vom österreichischen Unternehmen CREE entwickelte modulare Holz-Hybrid-System verbindet die Vorteile des Holzbaus und die des Stahlbetonbaus in den Bereichen der Konstruktion, Brandschutz und Bauphysik.

Konstruktion

Vertikale und horizontale Lasten werden entlang der Stützen und in den Erschließungskern abgetragen. Die Betondecken sind mit mind. 10 cm bemessen, um die Brandsicherheit und den Schallschutz zu gewährleisten. Das Traggerüst besteht aus Brettstapelholz, welches mit hoher gleichbleibender Qualität in regionalen Handwerksbetrieben vorgerichtet wird. Das Holz bleibt unverkleidet und braucht wegen der technischen Trocknung keine weiteren Holzschutzmaßnahmen. Die Betonfertigteilplatte wird im Werk mit den Holzträgern gemeinsam geschalt. Die Schubverbindungen entstehen hier durch Kerven und Schraubverbindungen. Die Holzstützen erhalten Stahlplatten und Zentrierdorne für eine präzise und einfache Bauteilpositionierung. Mit diesem System können bis zu 30-stöckige Hochhäuser mit einer Höhe von bis zu 100 m realisiert werden.

Brandschutz

CREE hat den Feuerwiderstand der Hybriddecken in Brandtests entsprechend der europäischen Normung nachgewiesen. Die Holz-Beton-Hybriddecke besitzt nachweislich einen Feuerwiderstand von mind.zwei Stunden. Das CREE-Bausystem bietet weitere konstruktive Vorteile: Massive Leimholzquerschnitte sind nahezu unmöglich zu entzünden. Holz wird nur für Stützen und Balken verwendet, was die Ausbreitung eines Brandes erheblich erschwert. Die Betonplatte als Teil der Holz-Beton-Hybriddecke stellt eine kontinuierliche Barriere aus nicht brennbarem Material dar, die verhindert, dass sich Brände über mehrere Stockwerke ausbreiten.

Bauphysik

Die Betonplatte erzielt als Rohdecke einen rechnerischen Norm-Trittschallpegel von 82 dB, die Hohlraumböden und z. B. Teppichböden verbessern den Trittschallschutz auf 53 dB. Der Nachweis des Luftschallschutzes kann unter Berücksichtigung eines üblichen Innenausbaus in Trockenbauweise für ein bewertetes Bau-Schalldämm-Maß von 54 dB geführt werden. Darüber hinaus gehende Anforderungen sind möglich.

Illwerke Zentrum Montafon (IZM) in Österreich (Foto: © Norman A. Müller)


Bankgebäude BTV in Memmingen (Foto: © Tom Haider)


Schnelligkeit

Je nach den Anforderungen an den Innenausbau und dem verfügbaren Personal dauert der Aufbau eine Woche pro Stockwerk. Der Ausbau erfolgt im witterungsdichten, vollständig abgeschlossenen Innenraum. Trocknungs-und Aushärtungszeiten fallen nicht an. Die digitale Systemplanung unterstützt die Fertigung und den Aufbau mit Hilfe einer automatisierten Fertigung und strukturierter Ablaufplanung in der Bauüberwachung und Logistik.

Nachhaltigkeit

Der wohl wichtigste Aspekt des von CREE entwickelten Holz-Hybrid-Systems liegt in der Nachhaltigkeit der Baumaterialien, des Systembaus und der Wiederverwendbarkeit. Das Bausystem ermöglicht eine radikale Reduzierung der Betonmengen, die Gebäude werden leichter, die Gründungen weniger aufwendig, wodurch von der Produktion über den gesamten Lebenszyklus der Immobilie nur ein Fünftel der üblichen CO2-Belastung entsteht. Die verwendeten Baumaterialien sind weitgehend recyclingfähig nach dem Cradle-to-Cradle-Prinzip.

Digitale Systemplanung

Vor dem Produktionsbeginn wird anhand der Systemdatenbanken und in der Systematik des Building Information Modeling (BIM) genannten Verfahrens ein vollständiger „digitaler Zwilling” erzeugt. Das digitale Modell ist die Grundlage für eine elementgenaue Ablaufplanung auch in der Bauleitung. Das Resultat: Die Bauzeit verkürzt sich insgesamt um rund ein Fünftel.

Baukosten

Zwar sind Holz-Hybrid-Gebäude aktuell noch etwas teurer als herkömmliche Betonbauten. Die digitale Entwicklung in den Fertigungsbetrieben und die Bewertung der geringeren CO2-Belastung werden schon bald zu Kostenvorteilen des Systems führen. Die modulare Bauweise verkürzt die Bauzeit auf der Baustelle, was Vorteile bei den Gemeinkosten der Baustelle bietet.

Wandel in der Baukultur

Die mit der CREE-Bauweise errichteten Gebäude haben eine deutlich verbesserte CO2-Bilanz. CREE verwendet ökologisch wertvolle Standardbauprodukte, die leicht auf dem heimischen Markt zu finden sind. Dadurch werden die Transportwege kurz gehalten. Der Wandel in der Baukultur führt weg von ausschließlich Stahlbetonbauten hin zu intelligenten und ökologischen Systembauten, die die Vorteile von Stahlbeton mit denen von Holz kombinieren. Vor diesem Hintergrund erhielt ZECH Building zu Beginn des Jahres den Auftrag, den zweiten Bauabschnitt für Siemens am Standort Erlangen mit CREE Deutschland zu errichten.

Die Konstruktion besteht aus Doppelstützen aus Brettschichtholz, Randbalken aus Stahlbeton und Hybrid-Deckenelementen aus einem mind. 10 cm starken Holz-Beton-Verbund