Holz-Hybrid überwindet Grenzen

Siebengeschossiger Neubau im Stadthafen Münster

Ende des 19. Jahrhundert entstanden die ersten Hochhäuser in Stahlskelettbauweise. Was mit dem Baustoff Stahl schon lange möglich ist, könnte nun auch bald mit Holz realisierbar sein. Einen Ausblick in die Zukunft eröffnet derzeit ein ehrgeiziges Bauvorhaben in Münster: An der Südseite des Stadthafens entsteht ein siebengeschossiges Verwaltungs- und Bürogebäude – das H7.

Am Stadthafen in Münster, zwischen Biokäserei und dem Gelände der Cronos GmbH, erstreckt sich das H7. Die Besonderheit des Bauvorhabens steckt bereits in seinem Namen: Das H steht hierbei für die innovative Holz-Hybridbauweise. Die Sieben für die realisierte Geschossanzahl. Damit handelt es sich um das höchste Gebäude dieser Art in Nordrhein-Westfalen. Nach aktuell gültiger Landesbauordnung sind brennbare Baustoffe im Tragwerk nur bei Gebäuden mit maximal drei Geschossen zugelassen. Mit einem hybriden Tragwerkskonzept – hier Holz in Verbindung mit Stahlbeton – konnte dieser Vorschrift jedoch intelligent Rechnung getragen werden.

Ökologischer Ansatz für Mehrgeschosser
Das nach den Plänen des Architekten Andreas Heupel und im Auftrag der DESRAD Immobilien GmbH & Co. KG errichtete Büro- und Verwaltungsgebäude setzt hohe Maßstäbe hinsichtlich Nachhaltigkeit und Energieeffizienz. So konnte zum einen durch die Verwendung von qualitativ hochwertigen, emissionsarmen Materialien ein hoher baubiologischer Standard erreicht werden. Zum anderen erfolgte die Vergabe von Bauleistungen an lokal ansässige Firmen und Verarbeiter, wie zum Beispiel den münsterländischen Projektbauspezialisten Brüninghoff aus Heiden. Auf diese Weise wurden kurze Transportwege gewährleistet und hohe CO2-Emissionen vermieden. Das umweltfreundliche Leitkonzept spiegelt sich auch in der Nutzung wider. In die unteren drei Geschosse des geplanten Gebäudes zieht die Zentrale einer Bio-Supermarktkette als Ankermieter. Insgesamt sind elf Mieteinheiten mit durchschnittlich 350 Quadratmetern auf einer vermietbaren Fläche von 4.340 Quadratmetern vorgesehen. Von dem – in der Mitte des Gebäudes platzierten – Erschließungs- und Versorgungskerns gehen die Büroeinheiten nach Norden und Süden ab. In den oberen Geschossen, mit Ausnahme des ersten Geschosses, ergeben sich durch die Höhenstaffelung des Gebäudes großzügige Dachterrassen.

Hybrides Bauen mit Holz
Die Holz-Beton-Verbundkonstruktion im H7 in Münster basiert darauf, dass die Außenwände und große Teile der Tragwerkskonstruktion in Holz ausgeführt sind. Die vorgefertigten Außenwandelemente bestehen aus tragenden, durchlaufenden Brettschichtholzstützen. Die Tiefgarage und das Erdgeschoss wurden mit tragenden Betonwänden, Stützen und Unterzügen in konventioneller Stahlbetonbauweise umgesetzt. Die Herstellung des zentralen Erschließungskern erfolgte in Kletterbauweise. Ab dem ersten Geschoss kamen Stahlbetonstützen sowie Stahlbetonfertigteilunterzüge zum Einsatz. Die verwendeten Stahlbetonträger überspannen 8,10 Meter. Das Tragwerk beruht auf einem Raster von 1,35 Meter. Bei den Geschossdecken handelt es sich um Holz-Beton-Verbunddecken. Das Brettschichtholz mit den Maßen 24 mal 26 Zentimeter wird hierbei mit einer zwölf Zentimeter dicken Stahlbetonplatte zu einer Hybriddecke verschraubt. Eine Regelplatte hat die Abmessungen 5,89 mal 2,68 Metern.

Sowohl die Wandelemente, die Halbfertigteil-Unterzüge als auch die Holz-Beton-Verbunddecken wurden von der Firma Brüninghoff vorgefertigt.

Begrenzte Platzverhältnisse und genaue Zeitvorgaben
Das 31 mal 81 Meter große Areal ist umschlossen von der Hafenkäserei Münster GmbH im Osten und dem Gelände der Cronos GmbH im Westen – im Norden liegt das Hafenbecken von Münster. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an die Baustellen-Logistik. Der Projektbauspezialist Brüninghoff setzt in diesem Zusammenhang zum einen auf eine modellorientierte Logistik. Zum anderen verlagerte er Teile der Produktion in das baustellennahe Industriegebiet Loddenheide, Münster. Rund 120 Lieferungen auf die Baustelle müssen allein von Brüninghoff koordiniert werden. Auch die anderen Projektbeteiligten der ARGE und auch Nachunternehmer – wie beispielsweise TGA-Planer und -Monteure – beliefern die Baustelle. Lagerfläche auf dem Grundstück ist jedoch kaum vorhanden. Um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten, entwickelten die Projektverantwortlichen gemeinsam ein Logistikkonzept, das im Zusammenspiel zu einer effizienten Umsetzung der komplexen Bauaufgabe führt.

Modellorientierte Logistikplanung
Grundlage für eine tiefgehende Logistikplanung seitens Brüninghoff war beim H7 in Münster die Gebäudemodellierung mittels Building Information Modeling (BIM). Hierbei werden nicht nur physikalische und funktionale Eigenschaften im Modell verwaltet, sondern Bezug auf alle projektrelevanten Daten genommen. Das Arbeiten im BIM-Verfahren sowie die integrale Produktion sind dabei die Grundpfeiler einer bauteilbezogenen Termin- und Statusplanung. Unter dem Gesichtspunkt der modellorientierten Logistiksteuerung trägt dieses Verfahren maßgeblich dazu bei, die Wege und Prozesse auf dem Weg zur Baustelle sowie das Arbeiten später vor Ort effizienter zu gestalten. Insbesondere bei hybriden Fertigteilen ist der Umgang mit transparenten und schnell verfügbaren Termininformationen ein nachhaltiges und effizientes Vorgehen.

Objektspezifischer Brandschutz
Im Fall des siebengeschossigen Büro- und Verwaltungsgebäudes H7 im Hafen in Münster war der Brandschutz ein besonderes Thema, da das Tragwerk des H7 zum überwiegenden Teil aus Holz besteht. Dies bedeutete eine Abweichung von der Landesbauordnung Nordrhein-Westfalens, die bei der Errichtung von Holztragwerkskonstruktionen maximal drei Geschosse zulässt. In enger Kooperation zwischen allen Fachplanern und dem Bauordnungsamt sowie Brüninghoff wurde das schutzzielorientierte Brandschutzkonzept durch die nees Ingenieure GmbH und die Nachweise für den statisch konstruktiven Brandschutz des Gebäudes durch die Arup Deutschland GmbH erbracht.

Bauteile “heiß” bemessen
Holz ist ein brennbarer Baustoff und wird der Baustoffklasse B2 – das heißt den normalentflammbaren Baustoffen – zugeordnet. Im Brandfall verkohlen Holzbauteile an der Oberfläche, diese Schicht vergrößert sich im Feuer relativ konstant um 0,7 Millimeter in der Minute. Das innenliegende Baumaterial erhitzt sich nur langsam, die Tragfähigkeit bleibt erhalten. In einem Brandfall müssen alle tragenden Bauteile eine ausreichende Standsicherheit aufweisen. Daher wurde für das H7 eine sogenannte Heißbemessung durchgeführt. Bei diesem Verfahren werden alle tragenden Holzbauteile im Brandfall bemessen und auf ihre Tragfähigkeit überprüft. Nach einer theoretischen Branddauer von 90 Minuten wurde der Standsicherheitsnachweis auf der feuerzugewandten Seite eines Holzquerschnitts geführt. Die exakte und realistische Berechnung lässt es zu, Bauteile schlanker auszulegen. Zudem kann auf Bekleidungen verzichtet werden. Eine zusätzliche Kapselung oder Beschichtung der Holztragwerkskonstruktion war nicht erforderlich. Die tragenden Außenwände sind für 90 Minuten Feuerwiderstand bemessen. Die Wandelemente sind sichtbar und zugängig zum Innenraum und entsprechen damit den Anforderungen des Brandschutzkonzepts. Die nichttragende Gebäudehülle mit Keramikfassadenbekleidung und Aluminiumkassettenprofilen ist feuerhemmend ausgeführt, nichttragende Brüstungen sind für 30 Minuten Feuerwiderstand ausgelegt. Mit einer Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten (REI 90) gewährleisten die Holz-Beton-Verbunddecken im H7 geschossweise Brandabschnitte. Auf eine geschlossene, abgehängte und biegeweiche Unterdecke wurde sowohl aus gestalterischen als auch aus brandschutztechnischen Gründen verzichtet.

Im Untergeschoss des H7 war die Verwendung von Holz aufgrund des bestehenden Erdkontaktes nicht möglich und auch die Aussteifung des Gebäudes gegen Horizontallasten war über einen Stahlbetonkern effektiver. Aus brandschutztechnischen Gründen wurden für die raumabschließenden Bauteile des Sicherheitstreppenraumes sowie für die Brandwände ebenfalls kein Holz eingesetzt. Gemäß den baurechtlichen Anforderungen wurden hier nicht-brennbare Baustoffe verwendet. Und auch in den abgehängten Decken im Bereich der hochinstallierten Mittelzonen verbot sich der Einsatz von Holz, da dort die Holzträger der Hybriddecke nicht sichtbar und zugängig gewesen wären.

Es sind Grenzen gesetzt – dennoch ist Holz mit seinem “eingebauten” Brandschutz eine Alternative zu anderen Baustoffen wie Stahl oder Stahlbeton. Die Umsetzung des H7 in Münster macht deutlich, was mit dem Baustoff Holz heute leistbar ist. Im intelligenten Verbund mit Stahlbetonelementen kann die baurechtlich festgelegte Grenze von drei Geschossen überschritten werden. Damit lässt sich diese Bauweise flexibel auf Bauaufgaben anwenden, für die bislang andere Materialien eingesetzt werden mussten. Gleichzeitig spricht auch die positive Energiebilanz für das Material Holz.

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Die Brüninghoff Gruppe gehört seit 40 Jahren zu den führenden Projektbau-Spezialisten in Deutschland. Der Hauptsitz des Unternehmens ist im münsterländischen Heiden. Weitere Niederlassungen sind an den Standorten Hamburg, Niemberg und Villingen-Schwenningen beheimatet. 400 Mitarbeiter realisieren europaweit bis zu 160 Bauprojekte im Jahr. Das Kerngeschäft des Familienunternehmens ist die Produktion von vorgefertigten Bauelementen aus Beton, Stahl, Holz, Aluminium sowie die ganzheitliche Konzeption, Planung und schlüsselfertige Ausführung von Bauprojekten.

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