Forschungsprojekt zu modularen (Stahl-)Bausystemen für nachhaltige Architektur

(22.9.2012) Gebäude aus unterschiedlichen Komponenten zusammensetzen und wie Autos fertigen, mit hoher Präzision und dennoch mit eigener Ästhetik? Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde diese Zukunftsvision jetzt konkretisiert. Entwickelt wurde ein modulares Bausystem in Stahl-Leichtbauweise, das die Vorteile der seriellen Vorfertigung mit den Ansprüchen an eine zeitgemäße Architektur in vielfältigen Varia­tionen verbindet.

Der Geschossbau in Deutschland ist in der Regel geprägt durch konventionelle Bau­weisen mit den bekannten Nachteilen:

• Viele Gewerke und Schnittstellen,
• witterungsabhängige Fertigung in Nassbauweise und
• aufwändige Baustellenlogistik

... machen das Bauen langwierig und teuer. Sinnvoll ist es daher, Planungs- und Materialaufwand zu optimieren und industrielle Produktionsmethoden, ähnlich denen in der Automobilindustrie, einzusetzen.

Unter Federführung des Architekten Wolfgang Schneider, Mit­inhaber des Architekturbüros ASP Architekten Schneider Meyer Partner in Hannover, wurde jetzt ein Forschungsprojekt der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. abgeschlossen, bei dem modulare, in der Werkstatt vorgefertigte Bauelemente in Stahl-Leichtbauweise zu Gebäuden mit bis zu sechs Geschossen zusammengefügt werden. Das Baukastensystem ist universell einsetzbar für unterschiedliche Nutzungen wie Büros, Werkstätten, Schulen, Krankenhäuser, Hotels und den Wohnungsbau.

keine Trennung von Tragwerk und Gebäudehülle

Die Idee des modularen Bausystems beruht auf dem seit lan­gem bekannten Prinzip der Reihung gleicher Grundelemente in der urbanen Architektur. Dieses Gestaltungsmuster bildet auch heute die Basis für eine zeitgemäße Baukunst. Bei der Kom­ponentenbauweise handelt es sich um ein integriertes System ohne Trennung von Tragwerk und Gebäudehülle, das im Grunde nur aus zwei Elemen­ten besteht. Wandpfeiler mit einem Standardmaß von 3,00 x 1,25 Meter bilden im Wechsel mit Öffnungen den äußeren Raumabschluss und gliedern den Innenraum in flexible Einheiten. Deckenplatten mit Maßen von 5,00 x 2,50 Meter bis 7,50 x 2,50 Meter werden über Bolzenverbindungen an die Wandelemente angeschlossen. Ent­sprechend den städtebaulichen und funktionalen Anforderungen können die Fenster- und Fassadenelemente in vielfältiger Form gestaltet werden.

Wand- und Deckenelemente werden als umlaufende Rahmenkonstruktion aus 10 Milli­meter dicken, gekanteten Stahlblechen gefertigt, in die Stahltrapezprofile eingelegt werden. Um die statisch erwünschte, kraftübertragende Scheibenwirkung zu erzielen, werden die Rahmenelemente mit den Trapezprofilen sowie an Ober- und Unterseite mit 2 Millimeter dicken Blechtafeln zu einem Kasten geschlossen und verschweißt. Die Gesamtdicke der Bauteile, die in der Werkstatt witterungsunabhängig nach Bedarf vorgefertigt werden können, beträgt 150 bis 200 Millimeter. Alle tragenden Wand- und Deckenelemente erhalten eine allseitige Brandschutzverkleidung.

Im Rahmen des Projekts wurden von den beteiligten For­schungsstellen bauphysikalische Detaillösungen zu sommer­lichem und winterlichem Wärmeschutz, Luftdichtheit und Schallschutz erarbeitet. Damit ist das modulare Bausystem für den universellen Einsatz geeignet und interessant für Stahl­bauunternehmen und Investoren, die das System in die Praxis umsetzen wollen.

Durch die Straffung der Planungs- und Ausführungsprozesse, die modulare Vorfertigung standardisierter Bauteile und den für die Stahl-Leichtbauweise üblichen schnellen Bauablauf lassen sich wirtschaftliche Vor­teile gegenüber konventionellen Bauweisen erzielen. Mit dem Einsatz energieeffizient hergestellter, dünnwandiger Wand- und Deckenelemente mit geringem Gewicht und hoher Tragfähig­keit sowie dem hohen Recyclingpotenzial des Baustoffs Stahl leistet das modulare Bau­system einen innovativen Beitrag zum nachhaltigen Bauen in der modernen Architektur.