Materialeffizient und klimafreundlich:
Büro- und Produktionsgebäude in Ulm

Das Büro- und Produktionsgebäude für die Envola GmbH entstand im Science Park III auf dem Eselsberg in Ulm. Der kompakte Baukörper vereint seine zwei Funktionen in zwei verschiedenen Tragwerken: Einer stützenfreien Halle mit einer Dachkonstruktion aus Fachwerken und einem dreigeschossiger Holzskelettbau.

Das Gebäudeensemble der Envola GmbH besteht aus einer Produktionshalle und einem Bürotrakt, die in einem kompakten Quader zusammengefasst sind. Die Fassadengestaltung ermöglicht die Unterscheidung beider Bereiche von außen, vereint sie aber dennoch zu einem lebendigen Ganzen. (Foto: Holzbau Amann - Martin Granacher)

Zahlreiche Fensterflächen in der Fassade geben dem Gebäude eine lebendige Ausstrahlung, Photovoltaik-Paneele auf der gesamten Dachfläche liefern die Art der Energie, für die das Unternehmen intelligente Speichertechnologien entwickelt. (Foto: Holzbau Amann - Martin Granacher)

Ensemble in Holz für Energie der Zukunft

Die Science Parks in Ulm vernetzen Wissenschaft und Wirtschaft und konzentrieren sich in erster Linie auf Technologiefelder, die speziell auf dem vorhandenen Potential der Region aufbauen und vom Markt nachgefragt werden. In diesen Kontext passt die Envola GmbH perfekt rein: Sie entwickelt intelligente Speichertechnologien für regenerative Energien zum effizienten Heizen und Kühlen von Gebäuden. Und so kam es, dass das Gebäudeensemble im neuen 40 Hektar großen dritten Science Park – die Science Parks I und II waren bereits belegt – errichtet werden konnte.

Der Baukörper schiebt sich mit knapp 10 m Höhe und seiner langen Seite parallel zur Straße in den Hang. Zusammen mit dem zurückgesetzten kleinen Gebäuderiegel im Westen schafft er einen großzügigen Eingangs- und Ausstellungsplatz, dem sich der dreigeschossige Bürotrakt an der Stirnseite des Quaders zuwendet. Denn sein Volumen umschließt sowohl den Bürobau als auch die Halle. Das heißt, der rund 55 m lange und 25 m breite Baukörper ist in einen 45 m langen Hallen- und einen 10 m langen Bürobereich aufgeteilt, tritt aber von außen als ein Gebäudeblock in Erscheinung. Lediglich an der Gestaltung der Fassade lässt sich die Aufteilung ablesen.

Gesucht: Materialeffizientes und klimafreundliches Tragwerk

Für die hohen Ansprüche an Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und Design setzten die Bauherren auf einen Holzbau. Dessen Bauteile sollten allerdings trotz geforderter Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten möglichst filigran ausfallen. Um die Halle mit Holz zu überspannen, boten Fachwerkträger hier eine ebenso elegante wie materialeffiziente Lösung. Die Planer nutzten dafür – mit Ausnahme des Obergurts – hochtragfähiges Buchen-Furnierschichtholz (Buchen-FSH, auch BauBuche), das sowohl schlanke Querschnitte als auch eine Feuerwiderstandsklasse von R30 ermöglichte.

Einfaches Tragsystem in Reihung für die Halle

Als statisches System wählten die Ingenieure den „Balken auf zwei Stützen“ in Reihung. So bilden BauBuche-Fachwerkträger auf eingespannten Stahlbeton-Fertigteilstützen im Abstand von 5 m das tragende Skelett der Produktionshalle. Die Materialeigenschaften des Buchen-FSH ermöglichten eine Konstruktionshöhe der 25 m langen Fachwerkträger von lediglich 2 m bei einer Binderbreite von nur 24 cm. Dabei wurden die Obergurte der Träger aus Brettschicht(BS)-Holz ausgeführt.

Die 62,50 cm breiten Lignotrend-Dachelemente überspannen die Fachwerke mit 15 m Länge über jeweils drei Felder. Auf den BS-Holz-Obergurten verschraubt und an den Stößen entsprechend verbunden, bilden sie die Dachscheibe aus und sorgen für die horizontale Aussteifung der Halle.

Dass für die Trägerobergurte BS-Holz verwendet wurde, ist montagebedingt, denn die Verbindung zweier Bauteile aus der gleichen Holzart – die Dachelemente sind aus Fichte – erleichtern das Einbringen der Verbindungsmittel.

Das Tragwerk der 45 m langen Halle bilden eingespannte Stahlbetonstützen und hochtragfähige und dennoch filigrane Fachwerkträger aus BauBuche, die zudem die Brandschutzanforderung R30 erfüllen. (Foto: Holzbau Amann - Martin Granacher)

Hallengrundriss mit Verlegeplan der 15 m langen Dachelemente, die jeweils über drei Felder spannen (Zeichnung: Holzbau Amann)

Die Auflagerung bzw. der Anschluss der Fachwerkbinder an die Stahlbetonstützen erfolgte über eingeschlitzte Bleche mit Anschluss-Stahlteil und verbreiterter Fußplatte, die auf den Stahlplatten der Stützenköpfe angeschweißt wurden. Die Wahl von BS-Holz für den Obergurt ergibt sich aus der einfacheren Verschraubung der Dachelemente auf den Obergurten. (Foto: Holzbau Amann)

Grundriss des 55 m langen und 25 m tiefen Gebäudeensembles (Zeichnung: f64 Architektur)

Holzskelett mit Aussteifungsböcken für dreigeschossigen Bürobau

Das in Verlängerung der Produktionshalle anschließende Bürogebäude haben die Architekten als reinen Holzbau konzipiert, inklusive Aufzugsschacht und Treppe. Den 10 m breiten und 25 m tiefen Dreigeschosser bildet ein Holzskelett aus BauBuche-Stützen und -Trägern in Kombination mit Lignotrend-Elementen für die Decken und das Dach. Letztere sorgen zusammen mit der zweischaligen BSP-Wand des Aufzugsschachts sowie der doppelschaligen, 9,45 m hohen BSP-Wand, die das Büro von der Halle trennt, für die horizontale Aussteifung bzw. die Aussteifung in Querrichtung.

Zur Längsaussteifung des Bürobaus setzten die Ingenieure auf Strebenverbände in den Endfeldern der beiden Außenwandebenen in Richtung der Hallenlängswände. Diese sichtbar belassenen dreigeschossigen Aussteifungsböcke aus Buchen-FSH fügen sich zudem wie schmückende Elemente ins Tragwerk ein.

(Dipl.-Ing (FH) Susanne Jacob-Freitag, Karlsruhe)