Neuer Bauhof in Holzbauweise für Gemeinde Sengenthal

Immer mehr Städte und Gemeinden interessieren sich für den Holzbau, dementsprechend spielt der Baustoff bei kommunalen Gebäuden zunehmend seine Stärken aus. Beispielhaft hierfür steht der 2018 errichtete Bauhof der Gemeinde Sengenthal. Die Gemeinde im Landkreis Neumarkt in der Oberpfalz geht mit dem Neubau beispielhaft voran und erhält dafür viel Aufmerksamkeit. Der Bauhof wurde bereits im Bundeswettbewerb „Holzbau Plus“ in der Kategorie „Gewerbliches Bauen – Neubau“ mit dem ersten Platz ausgezeichnet.

Der Bauhof ist ein ebenerdiges Gebäude, dessen abgestuftes Dach eine offene Lagerbühne und Nutzräume beherbergt, die durch Trennwände unterteilt sind. Im Verwaltungsbereich sind die Büros und Sozialräume der Mitarbeiter/innen untergebracht. Im weiteren Gebäudetrakt entstanden eine Fahrzeughalle für Spezialfahrzeuge, Werkstätten, ein Technikraum und Magazine sowie das überdachte Lager, das gleichzeitig als direkte Durchfahrt dient. Im hinteren Gebäudebereich wurde ein Streusalzdepot erstellt. Bis auf die integrierte Waschhalle wurde der gesamte Bauhof in Holzbauweise errichtet.

Schlankes Rippentragwerk

Die Dachkonstruktion des Bauhofs besteht aus einem schlanken Rippentragwerk mit darunter montierten Mehrschichtholzplatten. Das überspannende Dach hat eine Spannweite von insgesamt 25 m. Das Tragsystem aus Holzrippen im Verbund mit Furnierschichtholzplatten reduziert die statische Trägerhöhe im Vergleich zu konventionellen Brettschichtholzbindern erheblich. Durch das sich zum Hang erhöhende Dach des Bauhofs passt sich der Komplex gut in die Umgebung ein. Der Neubau wurde geplant von Architekt Michael Kühnlein jun. aus Berching in Zusammenarbeit mit Dr. Thomas Gollwitzer vom Büro Dr. Gollwitzer – Dr. Linse und Partner Ingenieure mbB aus München. Das ausführende Holzbauunternehmen war die Hecker Holzsystembau GmbH aus Berching.

Unvorhersehbare Bodenverhältnisse

Während der Bauzeit gab es mehrere Herausforderungen zu bewältigen. Erst im Zuge der Aushubarbeiten war man auf nicht tragenden Untergrund – sogenannte Bodenlinsen – gestoßen. Durch diese nicht vorhersehbaren Bodenverhältnisse musste der Bauhof kurzfristig umgestaltet werden. Eigentlich hätte, wegen des ungesicherten Untergrunds, der östlich gelegene Hang zu einem Bahndamm hin erhöht werden müssen. Um die Erhöhung der Böschung auf maximal zwei Meter zu reduzieren, wurden einige Anlagenteile anders konzipiert. Ein ursprünglich östlich der Salzhalle geplanter Lagerplatz wurde an die Nordseite des Bauhofs verlegt. Zudem wurde die Breite der Durchfahrt von Bauhof und Salzhalle von zehn auf sieben Meter verringert. Gleichzeitig wurden die Säulen der Fahrzeughalle schmaler gestaltet und das gesamte Bauwerk ein Stück weiter in Richtung der Bundesstraße 299 verschoben. Das Resultat ist, dass der länglich gestaltete Bauhof nun ganze zwölf Meter aus dem Hang heraustritt.

Die zusätzlichen Kosten, die der nicht geplante Bodenaushub ausmachte, konnten durch die Umplanung ausgeglichen werden. Da die Salzhalle nun auf gleicher Höhe mit dem Hauptbau des Bauhofs liegt, konnte eine ursprünglich geplante Stützmauer zur Salzhalle entfallen. Dadurch musste am Ende weniger Erde bewegt werden und es blieb insgesamt bei den geplanten Gesamtbaukosten.

Herausforderung für die Tragwerksplanung

Grundgedanke und gleichzeitig Herausforderung für die Tragwerksplanung des Bauhofs war eine Fahrzeughalle mit 20 m Spannweite und weitem Vordach. Die Halle sollte stützenfrei als Flachdecke und ohne Unterzüge entstehen – keine leichte Aufgabe für die beteiligten Experten. In enger Zusammenarbeit mit den Projektbeteiligten von Kühnlein Architekten entwickelten die beauftragten, beratenden Ingenieure aus München schließlich die heutige Tragwerkslösung. Der erste Tragwerksentwurf sei ein verleimter Hohlkasten mit Furnierplatten oben und unten gewesen, sagt Thomas Gollwitzer und erklärt weiter: „In einer Dachsituation ist aber eine diffusionsdichte Furnierplatte auf der Außenseite wegen der eingeschränkten Austrocknungsmöglichkeiten bauphysikalisch problematisch.“

Rippentragwerk mit Furnierschichtholzplatten

Die Lösung war schließlich ein „aufgeschnittener Hohlkasten“ mit Furnierschichtholzplatten auf der Innenseite. Dafür wurden in der Zimmerei auf 3,3 cm starke Furnierschichtholzplatten oberseitig Rippen im starren Verbund mittels Schraubpressverleimung aufgeleimt. Die Rippen sind dem Momentenverlauf folgend gevoutet und erhöhen sich von 28 cm am Rand bis auf 70 cm in der Feldmitte. Sie stellen so das Gefälle von 4 Prozent für die Dachentwässerung her. Der Zwischenraum des Daches wurde teilgedämmt und  ist großzügig hinterlüftet.

Verformungen auf zulässiges Niveau reduziert

„Bei der Dimensionierung von Holztragwerken in derart großen Spannweiten ist nicht die Standsicherheit das maßgebende Kriterium, sondern die Verformungsgrenzwerte von L/200 nach erfolgter Kriechverformung sind es“, erläutert Gollwitzer. Das bedeutet: Die maximale Durchbiegung ist auf 1/200 der Spannweite zu begrenzen. Das von ursprünglich 4 auf 5 Meter erweiterte Vordach des Bauhofs ermöglichte eine sehr schlanke Ausbildung des gesamten Daches. Das hierbei erzeugte Stützmoment reduziert die Verformungen auf ein zulässiges, gebrauchstaugliches Niveau.

Brettschichtholzträger und Brettsperrholzstützen

Die raumhohen Tore der Halle werden überspannt durch einen Überzug aus Brettschichtholz (Gl28 c, Breite/Höhe 24/60 cm), der teilweise doppelt angeordnet als Durchlaufsystem trägt. Die Auflagerkräfte werden über 16 mm starke Holzbaugewindestangen in den Überzug übertragen. Üblicherweise werden im Gewerbebau die Stützen zwischen den Toren mit Anprallpoldern geschützt. Hier konnte die geforderte Anpralllast durch die massiven, 32 x 80 cm starken Brettsperrholzstützen statisch nachgewiesen werden. Konstruktiv entscheidend war aber die Lasteinleitung in den 30 cm dicken Betonsockel, die durch einbetonierte „Stahlschuhe“ gelöst wurde.

Holz ist gegen die Aggressivität des Salzes gewappnet

Das Tragwerk der Salzlagerhalle des Bauhofs aus innerer Hülle, Wänden und Dach besteht aus Rippenelementen in 2,5 m Länge. Holzbauelemente aus Furnierschichtholzplatten mit jeweils drei werkseitig aufgeleimten Stegen wurden sowohl für die Wände als auch für das Flachdach der Halle gefertigt.

Für die Lagerung des Salzes innerhalb des Bauhofs war eine spezielle Konstruktion nötig: Hierzu wurde ein Baukörper mit um 25° geneigten Innenwänden aus Brettsperrholzplatten in das Innere der Salzlagerhalle gebaut. „Für eine Salzlagerhalle muss eine angemessene und widerstandsfähige Konstruktion geplant werden“ sagt Thomas Gollwitzer, „die hauptsächliche Herausforderung von Salzlagerhallen ist die hohe Aggressivität des Salzes. Holz ist der einzige Werkstoff, der dieser besonderen Atmosphäre gewachsen ist.“

Im klassischen Ingenieurholzbau werden eigentlich, im Gegensatz zum zimmermannsmäßigen Holzbau, metallische Dübel und Bleche genutzt. „Das war hier jedoch nicht zielführend“, erklärt Gollwitzer. Für den Bau der Salzlagerhalle setzte man stattdessen auf Verbindungsmittel aus Holz wie Eichendübel, Eichenholznägel und Holzzapfenverbindungen sowie eine moderne Schraubpressverleimung für die Verbindung von Holzträgern und Furnierschichtholzplatten. Für die Ableitung des hohen, horizontalen Salzdrucks sind Dreiecksschotte aus Furnierschichtholz (FSH) im Trogbereich verantwortlich. Diese wurden über die Wandstege gesteckt und seitlich mit Eichenholznägeln verdübelt. 

Der Knotenbereich von Wand und Dach wurde mit Zapfen und Eichenholzdübeln ausgeführt. Einzig die Verbindungen zum Beton bestehen aus Edelstahl. Diese sind jedoch, sowohl im Beton als auch im Holzquerschnitt, zusätzlich durch Quellmörtel geschützt.

Außenwände und Fassade aus Holz

Die tragende Wandkonstruktion des Bauhofs besteht aus 12 cm starken, fünflagigen Massivholzelementen aus heimischer Fichte. Die Holzwände blieben in weiten Teilen des Gebäudes von innen komplett sichtbar. Die Fassade des Bauhofs wurde mit unbehandelten Kanthölzern aus Lärche (8 x 8 cm) gestaltet. Die Vorfertigung der Holzkonstruktion erlaubte eine rasche und witterungsunabhängige Montage im Werk.

Dachtragwerk mit 25 Meter Spannweite

Die Hecker Holzsystembau GmbH ist in der Lage, Holztragwerke für Gebäude mit großen Spannweiten herzustellen. Beim Bauhof in Sengenthal beträgt die Tragwerksspannweite des Daches 25 m. Die Zimmerer fertigten für das Dach insgesamt 23 Elemente aus Brettschichtholzträgern und Furnierschichtholzplatten vor und fügten sie mit  einer Schraubpressverleimung zusammen. Die Höhe der fertigen Trägerelemente beträgt 30 bis 70 cm.

Von Hecker Holzsystembau wurden auch die Rippenelemente aus Furnierschichtplatten („Kerto-Q“) für die Salzhalle vorgefertigt. Sie dienen, zusammen mit den in Schraubpressverleimung verbundenen Randstegen, als Grundelemente des Tragwerks aus Wänden, innerer Hülle und Dach.

Vorfertigung mit speziellem Montagetisch

Die Vorfertigung der Holzbauelemente im Werk war für die bevorstehenden Arbeiten von großem Vorteil. Die Zimmerei Hecker erstellte für dieses Projekt im eigenen Betrieb einen speziellen Montagetisch. Durch diesen Tisch und die entsprechende Vormontage der Bauelemente konnte man rund 800 Stunden Arbeitszeit einsparen, die üblicherweise auf der Baustelle verbracht werden müssten. Verschiedene Gefahrensituationen bei der Montage der Holzelemente auf der Baustelle konnten somit gar nicht erst entstehen, da sich die Aufbauzeiten vor Ort enorm verkürzten.

„Damit wir die Montagetätigkeiten an hochgelegenen Arbeitsplätzen wie dem Dach reduzieren können, setzen wir immer auf die Vorfertigung im Holzbau“, sagt Zimmermeister Johann Hecker, „der Vorteil dabei ist die Minimierung des Aufenthaltes in Bereichen mit Absturzgefahr.“ Durch eine gute, innerbetriebliche Arbeitsorganisation werde im Vorfeld die Montagereihenfolge festgelegt. Die Elemente werden dann entsprechend gekennzeichnet und verladen.

Energiekonzept

Die Untersicht der fertigen, sichtbaren Deckenkonstruktion wurde umfassend mit energiesparender LED-Beleuchtung im Innen- und im Außenbereich ausgestattet. Für Wärme im Innenraum sorgt eine Fußbodenheizung, die durch eine Luft-Wärmepumpe betrieben wird. Der sommerlichen Überhitzung des Gebäudes beugt das um fünf Meter auskragende Vordach vor.

Bei der in weiten Teilen sichtbaren Rohbaukonstruktion des Bauhofs aus Betonwänden und Decken aus Brettsperrholz wurde auch im Inneren ein Schwerpunkt auf Ästhetik gelegt. Die großflächigen Verglasungen der Fahrzeughalle tragen durch viel Lichteinfall zum Wohlbefinden der Bauhofmitarbeiter bei. Um beim Bau der Halle eine große Menge an Kunststoffen zu vermeiden, wurden für die Dämmung unter der Bodenplatte Glasschaumschotter und für die Wände und Decken Holzfaserdämmstoffe gewählt.

Die große Fahrzeughalle des Bauhofs wurde mit Sektionaltoren ausgestattet. Diese doppelwandigen Tore sind im Hinblick auf die Wärmedämmung keine Schwachstelle, im Gegenteil: Sie bieten erhebliche Vorteile durch ihre Robustheit, den Einbruchschutz und die guten Dämmwerte.

Die Energieeinsparverordnung – der Energiestandard nach EnEV 2016 – wurde bei diesem Projekt spielend erfüllt. Die Dachkonstruktion wurde mit einer Flachdachbahn abgedichtet. Damit ist die große Dachfläche bestens vorbereitet, um in Zukunft mit Photovoltaikmodulen zur regenerativen Stromgewinnung bestückt zu werden.

Eva Mittner ist freie Journalistin und Architekturfotografin. Sie lebt und arbeitet im bayerischen Isen (Kreis Erding).