Raumzellen

Potenziale, Vor- und Nachteile, gebaute Beispiele

Die Vorfertigung im Holzbau beschränkt sich nicht nur auf zweidimensionale Bauelemente wie Wände, Decken und Dächer. Inzwischen gibt es sowohl in Mitteleuropa als auch in Skandinavien einige Gebäude, die aus vorgefertigten Raumzellen zusammengesetzt sind.

Gallerie

Raumzellen bieten die Möglichkeit, nicht nur Wandaufbauten weitgehend vorzufertigen, sondern auch Bodenaufbauten, Innenoberflächen sowie Sanitär- und Elektroinstallationen. Im Werk lässt sich so ein sehr rationaler Fertigungsprozess organisieren: Einzelteile müssen nicht weit transportiert werden, und es besteht keine Gefahr von Diebstahl oder Beschädigung schon erstellter Leistungen. Außerdem kann die Ausführung stets unter optimalen Bedingungen hinsichtlich Ausstattung (Baustelleneinrichtung), Witterungsschutz, Temperatur und Anlieferungsmöglichkeiten erfolgen.

Vielzahl gleicher Einheiten

Die Transportkosten sind aufgrund des größeren Volumens von Raumzellen zwar erhöht. Das hohe Maß an Vorfertigung bietet jedoch andere wirtschaftliche Vorteile, wie zum Beispiel Planungstiefe und Überschaubarkeit zeitlicher Abläufe. Bei Bauvorhaben in Deutschland und Österreich war in den letzten Jahren eine große Stückzahl gleicher Einheiten entscheidend für den wirtschaftlichen Erfolg. Große Vorteile im Vergleich mit konventionell errichteten Gebäuden bieten Wohnheime oder Hotels, bei denen viele gleiche Räume mit zugehörigen kompakten Nassräumen benötigt werden. Die in den Bauabläufen komplexesten Räume und Bauteile (Sanitärbereiche sowie die Hülle der Wohnräume) können dabei unter den kontrollierten Bedingungen im Werk vorgefertigt werden. Das sorgt für extrem kurze Bauzeiten und eine hohe Ausführungsqualität.

Beim Bau des Hotels Ammerwald (Oskar Leo Kaufmann Architekten) konnten 96 Hotelzimmer einschließlich Außenwand mit Fenstern, Bädern, Innenausbau und Möblierung vorgefertigt und in nur sechs Wochen auf der Baustelle montiert werden. Zwei Sockelgeschosse waren vorher in Ortbeton ausgeführt worden. Lediglich Dach und Fassade aus Aluminiumblechen mussten noch vor Ort montiert werden. Hohe Präzision und Sorgfalt erfordern jedoch die Planung des Montagevorgangs und der Zusammenführung der Gebäudetechnik.

Doppelte Wände und Decken kommen Schallschutz zugute

Für kleine Einheiten wie Hotel- oder Wohnheimzimmer bieten sich Raumzellen aus Brettsperrholz an. Wände und Böden werden dabei nach den statischen Erfordernissen für das gesamte Gebäude dimensioniert, während die Decke nur die Steifigkeit der Zelle gewährleisten muss und aus einer deutlich schlankeren Platte bestehen kann. Die doppelten Wände und Decken, die durch die Zusammensetzung des Gebäudes aus Raumzellen enstehen, kommen aber dem Schallschutz zugute, wenn Raumzelle und Nutzungseinheit identisch sind. Der höhere Aufwand in der Herstellung ersetzt damit andere aufwändige Schallschutzmaßnahmen.

Auch mehrgeschossige Gebäude lassen sich aus Raumzellen konstruieren. Beim Studentenwohnheim Woodie in Hamburg (Sauerbruch Hutton Architekten, Abb. 12,13) sind Boden- und Deckenplatten zwischen die tragenden Wandschotten der Zimmer eingehängt, sodass sie auch nach Montage die vertikalen Lasten ohne Querholzpressungen durch sechs Geschosse abtragen können.

Es lassen sich jedoch auch größere Räume aus mehreren Raumzellen zusammensetzen. Beim Impulszentrum Reininghausgründe in Graz (Architekt Hubert Rieß, Abb. 1-4) wurden die Großraumbüros eines Gründerzentrums jeweils aus zwei Raumzellen zusammengesetzt, deren Decken einseitig auf Trägern und Stützen aufliegen. Auch sind die Klassenzimmer der Europäischen Schule Frankfurt am Main (NKBAK Architekten, Abb. 5-11) aus je zwei vorgefertigten Raumzellen zusammengesetzt. Stützen in der Mitte des Raums waren hier nicht möglich, sodass eine Modullängsseite offen ist, und die Decke auf einem Träger aus Buchen-Furnierschichtholz aufliegt.

Autor: Stefan Krötsch

Fachwissen zum Thema

Brettsperrholz eignet sich sehr gut für Wandelemente. Um vertikale Lasten optimal abtragen zu können, müssen die Decklagen stehend angeordnet sein.

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Brettsperrholz (BSP) - Massivholzsysteme

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In der Praxis sind Holzkonstruktionen heute meist Mischkonstruktionen verschiedener Bauweisen oder Hybride mit anderen Materialien wie Stahl oder Beton (im Bild: Geschosswohnungsbau in Wien, geplant von querkraft architekten und Berger + Parkkinen Architekten, Wien).

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Die Präzision des Bauens nimmt mit der Vorfertigung erheblich zu (Abb.: Firmensitz Flexim in Berlin-Marzahn, geplant von ZRS Architekten Ingenieure).

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Grundlagen

Möglichkeiten der Vorfertigung

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Holzhaus Lynarstr. in Berlin-Wedding (2019); Schäferwenningerprojekt, Berlin

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Einführung

Trends und Entwicklungen im Holzbau

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Bauwerke zum Thema

Dem dreigeschossigen Schulbau sieht man seinen Aufbau aus 98 Holzcontainern nicht an.

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Das Gymnasium Nord wurde innerhalb weniger Monate als modularer Holz-Beton-Hybridbau errichtet. Trotz der kurzen Bauzeit war den planenden Büros raumwerk aus Frankfurt und Spreen Architekten aus München die architektonische Qualität sehr wichtig (Südansicht des Haupthauses mit Pausenhof).

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Massivbauweise

Beim Waldorf-Campus in Berlin-Schöneberg (Kersten Kopp Architekten, 2018/2021), einem weitgehend aus vorgefertigten Bauteilen errichteten Holzbau, bestehen die Innenwände und Decken aus Massivholz.

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Welche Möglichkeiten bieten Elemente aus Brettsperrholz, die für Wände und Decken eingesetzt werden? Worauf ist im massiven Holzbau zu achten, welche Holzarten werden verwendet?

Fachwerkbauweise

Stark ausgeprägte Eichenholzbalken bei einem Fachwerkhaus aus Bilkheim (Ende 17. Jhd.)  im Freilichtmuseum Kommern / Nordrhein-Westfalen

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Viele historische Fachwerkgebäude haben sich über Jahrhunderte erhalten. Welche Kennzeichen sind charakteristisch für die Konstruktion?

Skelettbauweise

Beispiel Skelettbauweise: House of Natural Resources auf dem Campus Hönggerberg der ETH in Zürich (2015)

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Weil das Tragwerk von der Hülle und dem Innenausbau des Gebäudes weitgehend unabhängig ist - es handelt sich um ein sogenanntes offenes Bausystem - ermöglicht die Skelettbauweise hohe Flexibilität.

Blockbauweise

Die Blockbauweise gibt es seit tausenden von Jahren. In bewaldeten, alpinen Regionen sind Blockhäuser recht häufig (hier ein Naturstammhaus).

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Es handelt sich um eine der ältesten Bauweisen überhaupt: Kant- oder Rundhölzer (Vollholz) werden in horizontalen Lagen zu Wänden gestapelt und an den Ecken durch Versatz kraftschlüssig verbunden.

Tafelbau/Rahmenbau

Die Holzkonstruktion dieses Wohnhauses ist ein kombinierter Skelett- und Holztafelbau (Baugruppenprojekt 3XGrün in Berlin, 2011; Architektur: IfuH - Institut für urbanen Holzbau, Atelier PK, Roedig Schop Architekten, Rozynski Sturm Architekten).

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Diese Art der Wandkonstruktion ist in Mitteleuropa weit verbreitet: Sie ist materialeffizient und kann kostengünstig hochwärmedämmend ausgeführt werden.

Vorgefertigte Deckensysteme

Die Grundrissstruktur ist im Holzbau stark geprägt durch die Deckenkonstruktion (im Bild: Wohnblock Wylerpark in Bern; Architekt: Rolf Mühlethaler)

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Brettstapeldecke, Kastendecke, Brettsperrholzdecke: Was sind die Besonderheiten, welche Einsatzbereiche bieten sich an, wie aufwändig sind Herstellung und Einbau?

Holz-Beton-Verbunddecken

Holz-Beton-Verbund-System bei einem Dachgeschossausbau in Singen: Die vorhandenen Nadelholzbalken mit Spannweiten bis zu fünf Metern boten keine ausreichende Tragreserve, und die hohe Eigenschwingung der Decke musste beruhigt werden. Der Architekt löste die Probleme mithilfe des pumpfähigen Betons von Cemex Deutschland und dem Holz-Beton-Verbundsystem Elascon V-HB-S.

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Wenn Beton und Holzdecke schubsteif miteinander verbunden sind, entsteht eine statisch wirksame Höhe der gesamten Konstruktion. Die Materialeigenschaften beider Teile werden optimal genutzt.

Raumzellen

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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Gebaute Beispiele zeigen das Potenzial von Raumzellen: Die weitgehende Vorfertigung erhöht die Transportkosten, die Bauzeit aber ist kurz, die Ausführungsqualität hoch.

Neue Broschüre

Aktuelle Ingenieurholzbauten im Kontext von Projekt- und Stadtentwicklung werden im neuen Heft der Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V. beleuchtet. Jetzt kostenfrei herunterladen!

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