Beschreibung
P 753 – Entwicklung eines modularen Bausystems in Stahlleichtbauweise
Gebäude aus unterschiedlichen Komponenten zusammenfügen und wie Autos fertigen, mit hoher Präzision und eigener Ästhetik? Im Rahmen des Forschungsvorhabens P 753 wurde diese Zukunftsvision Realität. Entwickelt wurde ein modulares Bausystem in Stahl- Leichtbauweise, dass 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, Planungsaufwand und Einsatz von Material zu optimieren und industrielle Produktions-methoden, ähnlich denen in der Automobilindustrie, zu adaptieren.
Aus den entwickelten, in der Werkstatt vorgefertigten Bauelementen in Stahl-Leichtbauweise, können Gebäude modular mit bis zu sechs Geschossen zusammengefügt werden. Das Baukastensystem ist universell einsetzbar für unterschiedliche Nutzungen wie Büros, Werkstätten, Schulen, Krankenhäuser, Hotels und Wohnheime.
Die Idee beruht auf dem seit Jahrhunderten eingesetzten Prinzip der Reihung gleicher Grundelemente in der urbanen Architektur. Dieses Gestaltungsmuster bildet auch heute noch die Basis für eine zeitgemäße Baukunst. Bei der entwickelten Komponentenbauweise handelt es sich um ein integriertes System ohne Trennung von Tragwerk und Gebäudehülle, das prinzipiell 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 nforderungen 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.
Das Forschungsprojekt wurde von ASP Architekten Schneider Meyer Partner, Drewes + Speth Beratende Ingenieure im Bauwesen, Prof. Dr.-Ing. Bohne Ingenieure GmbH und Prof. Michael Lange Ingenieuregesellschaft mbH mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.
Autoren:
W. Schneider, W. Meyer, P. Kahl, H. Fliess, H. Drewes, M. Speth, A. Claußen, D. Bohne, J. Schurr, M. Lange, J. Düker, R. Lorenz, A. Kolbaske, R. Hass, W. Schneider
Veröffentlichung:
2012
