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Hallen- und Dachtragwerke

Konstruieren mit Buchen-Furnierschichtholz

Karin Triendl
Erschienen in
Zuschnitt 64: Laubholz
Dezember 2016, Seite 14 - 17

Seit ein paar Jahren ist Furnierschichtholz aus regional gewonnenem Buchenholz auf dem Markt. Dabei werden 3 mm starke Schälfurniere verleimt und zu Platten, Holzstäben und Trägern weiterverarbeitet. Der Vorteil von zerlegten Produkten gegenüber Schnittholz ist ihre Homogenität. Das bei großen Spannweiten eingesetzte Produkt wird aus faserparallel verleimten, 40 mm dicken Lamellen aus Buchen-Furnierschichtholz hergestellt und ermöglicht aufgrund seiner Festigkeit besonders schlanke Konstruktionen.

Der Ingenieur Konrad Merz konnte mit seinem Büro bereits einige Projekte mit Buchen-Furnierschichtholz realisieren und weiß dessen hervorragende Eigenschaften in Bezug auf die Tragfähigkeit zu schätzen: „So ist beispielsweise die Biegefestigkeit von Buchen-Furnierschichtholz circa drei Mal höher als jene von herkömmlichem Brettschichtholz.“

Ob der Einsatz von Buchen-Furnierschichtholz sinnvoll ist, hängt vom Anwendungsfall oder genauer gesagt davon ab, welche Baustoffeigenschaft (Biege-, Druck-, Zug-, Schubfestigkeit oder Steifigkeit) für die Bemessung maßgebend ist. In Bezug auf Zug- und Druckfestigkeit sind die Vorteile von Buchen-Furnierschichtholz für Bauteile eklatant. Anhand von zwei Projekten aus dem Ingenieurbüro merz kley partner können die spezifischen Einsatzmöglichkeiten des Werkstoffs beispielhaft dargestellt werden.

Produktionshalle in Probstzella

Um Flecken an der Oberfläche zu vermeiden, wurden bei diesem Projekt alle Träger mit einem Schutzanstrich versehen.

Die erst kürzlich fertiggestellte Produktionshalle in Probstzella von F64 Architekten besteht aus einem flachen Kopfbau und einer daran angrenzenden Produktionshalle mit ca. 1.150 m2 Fläche. Dem Anspruch an Nachhaltigkeit und Energieeffizienz des neuen Gebäudes folgend, kam als Konstruktionsmaterial nur Holz infrage. „Die günstigste Dachkonstruktion wäre sicherlich ein Vollwandträger aus Fichte mit einer Eindeckung aus Trapezblech gewesen“, erklärt Konrad Merz, „doch der Bauherr zeigte viel Verständnis für den Wert einer optisch ansprechenden Konstruktion.“

Das Tragwerk der Halle sollte 25 Meter überspannen und der Wunsch der Architekten war eine möglichst filigrane Konstruktion. Die Konstrukteure konzipierten einen Streben-Fachwerkträger, der sich aufgrund der hohen Zug- und Druckfestigkeit von Buchen-Furnierschichtholz mit geringer Bauhöhe und gleichzeitig schlanken Bauteilen realisieren ließ. Im Vergleich zu herkömmlichen Brettschichtholz-Trägern beträgt die Materialersparnis aufgrund der schlanken Dimensionierung der Bauteile rund 42 Prozent.

Die Obergurte der Fachwerkträger sind bündig in die Hallen-decke eingelassen. Die Übertragung der Kräfte in den Knoten des Fachwerks wurde mit eingeschlitzten Stahlblechen und selbstbohrenden Stabdübeln gelöst. Die Stahlteile sind dabei vollständig in das Holz eingelassen. Das ergibt einerseits ästhetisch ansprechende Verbindungen und andererseits große Vorteile für den Brandschutz, weil außen liegende Stahlteile im Falle eines Brandes sehr rasch an Festigkeit verlieren. Bei diesem Projekt sind auch die Stützen und die Träger, auf denen die Schienen für den Hallenkran befestigt werden, aus Buchen-Furnierschichtholz.

Produktionshalle in Dornbirn

Bei dem aktuellen Projekt von Architekt Johannes Kaufmann wird Buchen-Furnier-schichtholz dort eingesetzt, wo seine Eigenschaften am besten wirken können. Die Anforderungen an das Dachtragwerk der rund 3.800 m2 großen Produktionshalle waren folgende: Bei einem Stützenraster von ca. 18 x 18 m2 musste neben den üblichen Einwirkungen aus Eigengewicht und Schnee in jedem Hallenschiff ein Kran mit jeweils 20 Tonnen Nutzlast berücksichtigt werden. Die Hauptträger wurden als Fachwerkträger mit Gurten und Druckpfosten aus Buchen-Furnierschichtholz und Zugdiagonalen aus Stahl konzipiert.

Um aufwendige Knotenverbindungen zu vermeiden, wurde diese Materialkombination gewählt. Die Zugkräfte aus den Diagonalen können mittels einfacher Stahlteile direkt als Druckkraft in die anschließenden Buchenquerschnitte übertragen werden. Die Konsolen für die Kranbahn sind auf den Untergurt aufgelegt. 
In das Fachwerk ist ein 56 x 120 cm großer Lüftungskanal aus Dreischichtplatten integriert.

Bei den Nebenträgern, die im Abstand von 4,5 Metern zwischen den Hauptträgern angeordnet wurden, ist die Steifigkeit für die Bemessung maßgebend. Darum waren hier Vollwandträger aus Fichte die wirtschaftlichste Lösung. Eingedeckt ist die Halle mit Trapezblech.

Eine allgemeine Konstruktionsregel lautet, dass Baustoff und Tragwerk aufeinander abgestimmt sein müssen. Dieser Leitsatz trifft auch und in besonderem Maße auf das Material Buchen-Furnierschichtholz zu und bildet die Grundlage für den Einsatz dieses neuen Werkstoffs.

Querschnitt, Produktionshalle Dornbirn
Querschnitt, Produktionshalle in Probstzella

Foto:

© Michael Christian Peters

Text

Karin Triendl
Architektin, seit 2007 Bürogemeinschaft mit Arch. Patrick Fessler, schreibt als freie Autorin über aktuelle Stadt(Räume) und Architekturen
www.triendlundfessler.at

Produktionshalle Probstzella

Standort

Am Überlandwerk 1B, Probstzella/D

[auf Google Maps anzeigen]

Bauherr

grimelo GmbH & Co. KG, Leutkirch/D, www.elobau.com

Planung

F64 Architekten, Kempten/D, www.f64architekten.de

Holzbau

Holzbau Amann GmbH, Weilheim-Bannholz/D, www.holzbau-amann.de

Statik

merz kley partner ZT GmbH, Dornbirn/A, www.mkp-ing.com

Fertigstellung

2016

Z-Werkzeugbau

Standort

Hoechster Straße 8, Dornbirn/A

[auf Google Maps anzeigen]

Bauherr

z-werkzeugbau-gmbh, Dornbirn/A, www.z-werkzeugbau.com

Planung

Johannes Kaufmann Architektur, Dornbirn/A, www.jkarch.at

Holzbau

Dobler Holzbau GmbH, Röthis/A, www.dobler-gruppe.at

Statik

merz kley partner ZT GmbH, Dornbirn/A, www.mkp-ing.com

Fertigstellung

2016