_Brandschutz

Amsterdam verfügt über einige spektakuläre Bauten – mit dem Wohnhochhaus HAUT nach Plänen von Team V Architectuur ist eines der höchsten Holzhochhäuser weltweit hinzu gekommen. Am Ufer der Amstel im südöstlichen Amstelkwartier bildet es mit seinen 73 Metern Höhe eine weithin sichtbare Landmarke. Nicht nur der Standort am Fluss mit einem vorgelagerten Yachthafen und direkter Anbindung zum Park Somerlust ist beeindruckend. Auch das Ziel des Planungsteams von Team V Architectuur, Lingotto, Arup und JP van Eesteren war ehrgeizig: ein nachhaltiges Holzhochhaus mit 21 Stockwerken. Das Projekt erfuhr internationale Aufmerksamkeit und erhielt aufgrund der Kombination aus Nachhaltigkeit und städtischer Verdichtung die BREEAM-Klassifizierung „Hervorragend“.

Keller, Sockel und Erschließungskern in Stahlbeton

Die trapezförmige Grundform des Hochhauses auf  dreieckigem Sockel ist in erster Linie durch den Grundstückszuschnitt bedingt. Gegründet auf einem tiefen Pfahlsystem, bestehen lediglich Kellergeschoss, Sockel und Erschließungskern aus Stahlbeton. Tragende und aussteifende Bauteile wie Decken und Wände sind aus vorgefertigten Holzbauteilen erstellt.

Decken als Holz-Beton-Verbundsystem

Für die Decken wurde ein Holz-Beton-Verbundsystem gewählt: Solche hybriden Bauteile kombinieren die Vorteile und Eigenschaften beider Baustoffe hinsichtlich Schallschutz, Brandschutz und Statik. Die Deckenelemente bestehen aus einer 160 Millimeter starken Brettsperrholzplatte (BSP) und 80 Millimeter starkem Beton der Güte C55/67. Die größten Elemente sind 5,90 x 3,05 Meter groß, das kleinste ist dreieckig und misst 1,50 x 1,50 Meter.

Tragstruktur aus BSP und BSH

Die tragende Wandstruktur besteht aus Brettsperrholzelementen (BSP bzw. englisch CLT = Cross Laminated Timber), lastableitende Pfeiler aus Brettschichtholz (BSH). Die Massivholzelemente wurden industriell im Werk vorgefertigt: Neben möglichst geringen Toleranzen der Bauteile bietet die industrielle Vorfertigung eine materialoptimierte Produktion, minimiert also den Abfall, und – im Vergleich zu einer konventionellen Bauweise – eine beschleunigte Bauzeit.

Im Gegensatz zu Deutschlands Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR) gibt es in den Niederlanden keine Standardbauvorschriften für Hochhäuser. Dies hatte einen immensen individuellen Planungsaufwand zur Folge – auch und gerade weil das Hochhaus weitgehend aus dem CO₂-neutralen Baustoff Holz entstehen sollte. Nach Angaben von Team V Architectuur bindet das Holzbauwerk mehr als drei Millionen Kilogramm CO₂.

Wechselnd angeordnete Balkone

Die Kombination von Hybriddecken mit der innenliegenden Tragstruktur ermöglicht, die Fassaden raumhoch zu verglasen und Balkone freitragend zu konzipieren. Diese erscheinen nach dem Zufallsprinzip angeordnet und kragen mal mehr und mal weniger aus. Dadurch entsteht ein lebhaftes Erscheinungsbild mit einer aus jedem Blickwinkel unterschiedlichen Fassade.

Das statische Konzept ermöglichte ein hohes Maß an Individualisierung: Die CLT-Platten ließen sich bei der Vorfertigung anpassen, um die Größe und Aufteilung der Wohnung zu variieren, aber auch die Anzahl der Wohnungsetagen, die Positionierung von Räumen doppelter Höhe sowie Galerien und Balkone.

Solarkollektoren und Speichersystem, Nistkästen und Gärten

Das Hochhaus ist ausgestattet mit 1.500 Quadratmetern Sonnenkollektoren auf dem Dach und in der Fassade, einem thermischen Energiespeichersystem, sensorgesteuerte Anlagen mit Niedertemperatur-Unterböden für Heizung und Kühlung, Nistkästen für Vögel und Fledermäuse, Ladestationen für Elektro-Sharing-Autos und einem Dachgarten mit Regenwasserspeicher. Der Sockel beherbergt einen Wintergarten für Urban Gardening und Farming. Neben dem Gewächshaus finden sich ein Kindergarten und ein „Innovationslabor“.

Brandschutzaspekte
Hochhäuser sind zweifellos eine besondere Herausforderung für Architekten und Brandschutzfachplaner – insbesondere, wenn es sich bei der Tragstruktur um Holz und nicht (wie üblich) um Stahlbeton handelt. Vor dieser Herausforderung stand das renommierte und international agierende Ingenieurbüro Arup. Die Tragstruktur sollte nicht nur aus Holz sein, sondern auf Wunsch des Projektentwicklers und Investors auch weitgehend sichtbar belassen werden. Die Ausführung der Erschließungskerne und Fluchttreppenhäuser in Stahlbeton sowie eine Sprinkleranlage ließen sich aus Gründen des Brandschutzes nicht umgehen. Zumal das Wohnhochhaus lediglich über ein notwendiges Treppenhaus verfügt, welches dementsprechend als Sicherheitstreppenhaus mit Schleusen ausgeführt wurde.

Freiliegende Tragstruktur aus Holz
Freiliegendes Holz birgt zunächst einmal eine erhöhte Brandlast im Vergleich zu den üblicherweise im Hochhausbereich eingesetzten Baustoffen. Demensprechend verlangen die niederländischen Brandschutzvorschriften, dass – je nach Höhe und Nutzung des Gebäudes – Haupttragkonstruktionen bis zu 120 Minuten und Brandabschnitte bis zu 60 Minuten feuerbeständig sein müssen.

Die Ingenieure entwickelten mittels Berechnungen und Brandversuchen ein Gesamtkonzept: Die Decken als Holz-Hybridelemente wurden mit einer Abbrandschicht des Holzplattenteils geplant, um durch einen berechen- und damit kontrollierbaren Abbrand die Feuerwiderstandsdauer zu erhöhen bzw. zu erreichen. Dabei wird das Verfahren der Heißbemessung durchgeführt, bei der die berechnete Abbrandschicht den Bauteilquerschnitten hinzugerechnet wird. Entsprechend dimensioniert, gewährleistet Holz auch im Brandfall die Tragfähigkeit über den erforderlichen Zeitraum.

Feuerbeständigkeit von 60 auf 90 Minuten erhöht

In den Analysen des Büros Arup zeigte sich aber auch, dass eine Feuerbeständigkeit der tragenden Wandbauteile von 60 Minuten nicht ausreichen würde – diese musste auf 90 Minuten erhöht, die Bauteile also zusätzlich geschützt werden. Unter verschiedenen Optionen entschieden sich die Planer für eine Abdeckung der CLT-Wände mit feuerfesten, silikat- und sulfatbasierten Platten. Die Platten wurden in zwei Lagen auf einem Rahmen aus C- und U-Metallprofilen auf die CLT-Wände und -Pfeiler montiert, der Zwischenbereich zu den Holzwänden mit 40 mm Mineralwolle als zusätzliche Schutzschicht gefüllt.

Brandversuche zeigten, dass bei dieser Konstruktion eine Temperatur von 270°C über einen Zeitraum von 90 Minuten nicht überschritten würde. Im Rahmen der Tests wurde auch der gewählte Wandaufbau mit einer Bekleidung aus herkömmlichen Gipskartonplatten verglichen. Das Ergebnis überzeugte: Während die Gipskartonplatten abgebrannt waren und die CLT-Wand vollständig in Flammen stand, waren die Brandschutzplatten nach 90 Minuten noch vollständig intakt, die CLT-Wand unbeschädigt.

Bautafel

Fachwissen zum Thema

Bauwerke zum Thema