Vorfertigung

Vorteile, Möglichkeiten und Planungshinweise

Immer höhere Vorfertigungsgrade prägen die Entwicklung des Holzbaus seit der Jahrtausendwende. Denn Holz ist nicht nur leicht, es lässt sich auch gut im Kontext einer digitalen Prozesskette bearbeiten. Die aus der Vorfertigung resultierenden kurzen Bauzeiten vor Ort reduzieren die Finanzierungskosten der Baustelle erheblich und entlasten die Umgebung maßgeblich von Baustellenemissionen (s.a. Fachwissen zum Thema: Bauen mit Holz in der Stadt).

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Auch nimmt die Präzision des Bauens mit der Vorfertigung erheblich zu. Das ist in Zeiten, in denen Gebäude stetig komplexer und damit fehleranfälliger werden, ein großer Vorteil. Alle Beteiligten – von den Bauherren über die Planer bis zu den Ausführenden – haben ihre Entscheidungen rechtzeitig vor Beginn der Ausführung zu treffen. Der Verschleppung von Problemlösungen in die Bauphase hinein, die sonst oft zu Kostensteigerungen, Qualitätsminderungen oder Bauzeitverzögerungen führt, ist damit vorgebeugt.

Des Weiteren ermöglicht die Vorfertigung großer Bauteile in der Halle das Arbeiten unter optimalen Bedingungen. Eine gute Baustelleneinrichtung mit Energieversorgung, Geräten und Baustoffen ist jederzeit gegeben. Alle Arbeiten erfolgen unter guten klimatischen Bedingungen (Temperatur und Witterungsschutz), die die Ausführung zuverlässig und planbar machen. Gerade für sichtbare Holzkonstruktionen ist das ein entscheidender Vorteil – ein aufwändiger Witterungsschutz auf der Baustelle wird umgangen.

Vorfertigung von Bauelementen
Die Vorfertigung von Bauelementen (Teile von Bauteilen wie Wände, Decken, Dächer oder Treppen) lässt sich im Holzbau sehr weit treiben: Außenwände werden einschließlich Dämmschicht, Fenstern, Sonnenschutz, Fassadenbekleidung, Innenbekleidung und Installationen vorgefertigt. Der Schichtenaufbau von Dachelementen kann ebenfalls weitgehend vorgefertigt sein, die Deckung beziehungsweise Abdichtung erfolgt jedoch meist vor Ort. Die Vorfertigung von Deckenelementen beschränkt sich meist auf das Tragwerk, indem der Bodenaufbau fast immer vor Ort ausgeführt wird.

Innenwände und Innenausbau
Aussparungen für Installationen und Einbauteile werden häufig werkseitig vorbereitet. Innenwände werden in sehr unterschiedlichen Vorfertigungsgraden eingesetzt. Denn während die Vorfertigung von Außenwand- und Dachelementen einschließlich Fenstern und Witterungsschutz den unmittelbaren Vorteil des sofortigen Witterungsschutzes für den Holzbau mit sich bringt, müssen Böden und Innenwände nach dem Aufrichten des Gebäudes oft für längere Zeit ganz oder teilweise unverkleidet bleiben, damit Elektro- und HLS-Installationen ausgeführt werden können. Selten werden Installationsschächte oder -wände vorgefertigt, was dann den Bauablauf sehr beschleunigen kann.

Raumzellen
Systematisch begegnet dem Problem des langwierigen Innenausbaus die Vorfertigung ganzer Raumzellen, die sich entweder auf besonders komplexe Räume (Zimmer mit Küche, Bad, Sanitärzellen) beschränkt oder aber über das gesamte Raumprogramm erstreckt. Denn so können sämtliche Innenoberflächen einschließlich Bodenbelägen sowie die Elektro- und Sanitärinstallation bereits werkseitig erstellt werden und innerhalb von kurzer Zeit zu Gebäuden zusammen gesetzt werden (siehe Kapitel Raumzellen).

Vorfertigung und Planung
Hohe Vorfertigungsgrade verändern auch die Planung von Gebäuden erheblich. Einerseits müssen Entscheidungen in früheren Planungsstadien getroffen und viele Beteiligte früher in den Planungsprozess einbezogen werden. Andererseits können der Bauprozess und die spezifischen Möglichkeiten der Produktion großer Bauteile den Entwurf sehr beeinflussen. Je höher der Vorfertigungsgrad ist, desto wichtiger wird eine disziplinierte Planung. Gebäude aus Raumzellen verlangen zum Beispiel bereits in der Grundrissgestaltung oft einen hohen Wiederholungsfaktor gleicher Räume, um wirtschaftlich umgesetzt werden zu können. Werden Außenwände inklusive Fassadenbekleidung vorgefertigt, müssen die Bauteilanschlüsse der Elemente nicht nur hinsichtlich ihrer statischen und bauphysikalischen Verbindungen, sondern auch hinsichtlich der Fassadengestaltung genau geplant werden. Um Einschränkungen in der Gestaltung zu vermeiden, werden Fassadenbekleidungen daher oft vor Ort ausgeführt.

Hohe Präzision
Vorfertigung erfordert es, in Elementen zu denken. Das Resultat ist eine sehr hohe Präzision, die unter üblichen Baustellenbedingungen nicht möglich ist. Die meisten Holzbaubetriebe verfügen heute über Fertigungskapazitäten zur Herstellung großdimensionierter Wand-, Decken- und Dachelemente in der Werkshalle. Unter diesen Bedingungen lassen sich qualitätsgesicherte Bauteile mit raumseitiger und äußerer Bekleidung sowie allen bauphysikalischen Leistungsebenen montagefertig auf die Baustelle liefern. Sie übernehmen häufig tragende, dämmende und dichtende Funktion zugleich und besitzen deshalb gegenüber Massivkonstruktionen deutlich schlankere Querschnitte.

Aus gestalterischer Sicht eröffnet die weitgehende Vorfertigung trotz ständig steigender Komplexität der Anforderungen an Gebäude besondere Möglichkeiten, die in der Tradition des Holzbaus schon immer angelegt waren: Sichtbare Oberflächen der Konstruktion benötigen keine Nachbehandlung oder Verkleidung. Der Rohbau ist zugleich Ausbau. Tragende Bauteile können mit der Genauigkeit und Oberflächengestaltung von Möbeln ausgeführt werden.

Autor: Stefan Krötsch

Fachwissen zum Thema

Für eine wirtschaftlich erfolgreiche Abwicklung (wenige Änderungen) sind bereits in der Vorplanungsphase spezifische Inhalte des Holzbaus zu berücksichtigen, die die Konstruktion und die Herstellung der Elemente betreffen (im Bild: Firmensitz Flexim in Berlin-Marzahn, geplant von ZRS Architekten Ingenieure).

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Beim Impulszentrum Reininghausgründe in Graz von 2004 (Architekt Hubert Rieß) wurden die Großraumbüros eines Gründerzentrums jeweils aus zwei Raumzellen zusammengesetzt, deren Decken einseitig auf Trägern und Stützen aufliegen.

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