Studiengemeinschaft Holzleimbau
Produktionshalle Breisach
Im Breisacher Gewerbepark Rheinbrücke entstand in extrem kurzer Zeit eine Produktionshalle in Holzbauweise, deren zentrale Tragelemente Fachwerkträger-Stützen sind, die zudem eine zweite Funktion als Hochregallager einnehmen.
Mit einem ambitionierten Zeitplan haben die Geschäftsführer der Holzhaus Fabrik GmbH nicht nur ihr Unternehmen gegründet, sondern auch die dafür notwendige Produktions- und Lagerhalle baulich umgesetzt. Erst im Frühjahr 2021 hatten sie sich zusammengetan, und bereits im November desselben Jahres erfolgte der Spatenstich für den Bau der Halle. Diese wiederum war Ende März 2022, also kein halbes Jahr später, fertiggestellt, so dass schon im April 2022 das erste Haus in der Halle gefertigt werden konnte.
Fertigungsmaschinen und Fertigungsprozess bestimmen die Hallengröße
Das Herzstück der Halle bildet eine 56 m lange und 14 m breite Hightech-Produktionsstraße, die mit 36 vollautomatischen CNC-Werkzeugen ausgestattet ist. Länge und Breite der Produktionsstraße definierten Länge und Breite des Gebäudes mit 61 m und 41 m (samt Fassade). Eine weitere Vorgabe war von Beginn an die Zweischiffigkeit der Halle. Zudem sollte es möglich sein, mit dem Brückenlaufkran zwei Wandelemente übereinander zu heben. Ausschlaggebend für die Raumhöhe war also die Hakenhöhe des Krans. Das ergab im Endeffekt eine Traufhöhe von 11,70 m beziehungsweise 12,20 m – für eine solche Halle eine außergewöhnliche Höhe.
Fischbauch-Träger auf zwei Stützen in Reihung mit raffinierten Anschlüssen
Im Abstand von 6 m überspannen 13,10 m lange Brettschichtholz-Fischbauchbinder mit 6 cm Überhöhung das kleine Hallenschiff als „Träger auf zwei Stützen“, und zwar von den zentralen Fachwerk-Stützen mit 10 t Tragkraft zu den Stützen in Außenwandebene. Analog dazu überspannen 24,60 m lange Brettschichtholz-Fischbauchbinder mit 8 cm Überhöhung den großen Hallenbereich von den zentralen Fachwerk-Stützen zu den Stützen in Außenwandebene.
Die Wahl der Dachbinderform ergab sich aus der Möglichkeit, Material und damit Kosten einzusparen. Denn sie wurden gleich in Fischbauchform verklebt, entgegen der sonst üblichen Fertigungsart, bei der die Fischbauchbinder erst als gerade Träger hergestellt und dann entsprechend in Form gefräst werden, was mit erheblichem Mehraufwand und viel Holzverschnitt verbunden ist. Das direkte In-Form-Verkleben ermöglichte es auch, den Trägerquerschnitt ohne Berücksichtigung angeschnittener Lamellen bzw. Fasern zu berechnen. Die 18 cm breiten Träger der großen Halle haben somit am Rand eine auf Schub bemessene Höhe von 84 cm und in der Mitte eine auf Biegung kalkulierte Höhe von 140 cm.
Im Zuge der Gestaltung des Hallentragwerks brachten die Ingenieure die Idee ins Spiel, das notwendige Hochregallager nicht als einfaches Regal an der Seite der Halle unterzubringen, sondern es in der mittleren Hallenachse zwischen die Fachwerkträger-Stützen in die Tragkonstruktion einzubinden. Die Wandlaufkräne stellten in diesem Projekt das dominierende Element dar, da sie hohe Lasten in Querrichtung erzeugen, die das Hallentragwerk aufzunehmen hat.
Ausgelegt ist das Tragwerk für drei Brückenlaufkräne. Ferner floss in die statische Berechnung die Last von zwei weiteren, geplante Wandlaufkränen ein. Während Dachbinder von Hallen ohne Laufkräne in Querrichtung meist nur Windlasten aufzunehmen haben, mussten die Fischbauchbinder bei dieser Halle wegen der Wandlaufkräne zusätzlich große Horizontalkräfte in Binderachse aufnehmen. Denn das Gewicht der Wandlaufkräne wirkt auf die Stützen wie Lasten an Kragarmen und zieht diese quasi Richtung Halleninnenraum, was Horizontalkräfte auf die Dachbinder erzeugt. Die dafür erforderliche Queraus¬steifung gewährleisten die extrem steifen Fachwerk-Stützen in der mittleren Längsachse. Sie fungieren gleichzeitig als Stützen des Hochregallagers.
Tragwerksbauteile für schnelle Montage konzipiert
Wichtig bei dem Projekt war schließlich auch eine Montage, die möglichst einfach und schnell erfolgen konnte. Im Falle der Fischbauchbinder bedeutete dies, dass die Träger über Dollen am Auflager aufgesteckt wurden. Die Stützen hat man vorgefertigt, die Fachwerke vor Ort liegend zusammengebaut und dann aufgerichtet, so dass sich Träger und Stützen am Ende einfach zusammenstecken ließen.
Zur Längsaussteifung nutzten die Planer Holzrahmenbauwände, da diese einfach herzustellen sind, sehr gut vorgefertigt und ebenfalls schnell montiert werden können.
Der Dachaufbau dagegen wirkt nicht als aussteifende Scheibe. Die Aussteifung erfolgt über Pfetten und Verbände in Dachebene. Das abschließende Sandwich-Element liegt ohne statische Funktion oben drauf.
Den Bauherren war jedoch neben der zügigen Umsetzung der gesamte Raumeindruck sehr wichtig. Es sollte eine Produktionshalle sein, die auch einem ästhetischen Anspruch gerecht wird und als sauber konstruierter Holzbau in Erscheinung tritt.
Dipl.-Ing. (FH) Susanne Jacob-Freitag, Karlsruhe
Projektdaten im Überblick:
Bauherr: Dietzenbach Anna und Gehring Mara GbR, D-79206 Breisach-Hochs
Bauzeit: November 2021 bis März 2022
Energiestandard: KfW40
Architektur: Rebitzke GmbH, Jürgen Rebitzke, D-79189 Bad Krozingen-Biengen, www.rebitzke.de
Tragwerksplanung: Ingenieurbüro Wirth Haker PartmbB, D-79100 Freiburg, www.ing-wh.de
Fertigung Fischbauchbinder: Ing. Holzleimbau Wiedmann GmbH & Co. KG, D-79618 Rheinfelden-Minseln, www.wiedmann-holzleimbau.de
Abbund: Zimmerei Steiger & Riesterer GmbH, D-79219 Staufen, www.steiger-riesterer.de
Montage: Holzhaus Fabrik GmbH, D-79206 Breisach am Rhein, www.holzhausfabrik.com
Brandschutz: Ingenieurbüro Waldvogel, D-79539 Lörrach, www.ib-waldvogel.de