Verdichtung in Holz
An der Hochschule Luzern ist ein Baukastensystem entstanden, mit dem sich Holzhochhäuser einfacher und nachhaltiger errichten lassen: «Modul17» soll die Vorzüge von Holzhybrid-Bauweise nutzbar machen.
Verdichtet bauen, Energie sparen, Ressourcen schonen, weitgehend klimafreundlich: Der Baustoff Holz macht auch Hochhäuser zu Sympathieträgern, wie das Echo in der Publikumspresse zeigt. Leuchtturmprojekte wie das Hochhaus «Pi» in Zug (geplante Fertigstellung 2024) oder das Holzhochhaus auf dem Suurstoffi-Areal in Rotkreuz (Einzug der Hochschule Luzern 2019) bekommen Beifall; ebenso das prestigeträchtige «Hoho» in Wien mit über 80 m Höhe (Fertigstellung Herbst 2019), in das bereits die ersten Mieter eingezogen sind.
So hoch will das «Modul17»-Team um Frank Keikut von der Hochschule Luzern freilich gar nicht hinaus. Es gehe nicht darum, Höhenrekorde aufzustellen, erklärt der Projektleiter vom Kompetenzzentrum Typologie & Planung in Architektur, sondern darum, ein System zu schaffen, das wirklich wie ein Baukasten funktioniert und die Vorteile des Baustoffs Holz nutzt. Um Hochhäuser aus vorgefertigten Elementen wie Stützen, Trägern und Decken – vereinfacht gesagt – Quader für Quader zusammensetzen zu können, je nach stadtebaulichen Notwendigkeiten und planerischen Ideen.
Mit Grundrissmassen von 17 m x 17 m wird ein «Free Space» definiert, der in der Höhe etwa 11 m misst und als ein Brandabschnitt konzipiert ist. In diesem Modul sind vielfältige Nutzungsarten möglich: sei es eine dreistöckige Bürolandschaft, ein viergeschossiges Wohnmodul mit Zwischendecken oder ein Gewerberaum mit einer oder keiner vertikalen Unterteilung.
Für diese Gestaltungsfreiheit ist ein einfaches Tragwerk vorgesehen, das ohne tragende Wände im Innenraum auskommt. Die Decken sind als Holz-Beton-Verbundkonstruktionen konzipiert, die gemeinsam mit Stahlbeton-Treppenhäusern auch die horizontale Aussteifung übernehmen.
Vorfertigung bis ins Detail
Getragen werden diese Decken von sechs raumhohen Fachwerkträgern (vgl. Bildergalerie). Dieses «Megageschoss», wie es im Buch zum Projekt heisst, leitet die Lasten auf vierteilige «Megastützen» weiter: zwei Hauptstützen und zwei Nebenstützen, die auch der Knicksicherheit dienen. Im Innern dieser Konstruktion liegt jeweils ein vertikaler Schacht von 1.2 x 1.2 m für Installationen der Haustechnik: Zu- und Abwasser, Lüftung, Leitungen, sodass zusätzliche Schächte im Innern des Gebäudes überflüssig werden.
Um die Effizienz durch weitgehende Vorfertigung zu steigern, sollen diese Stützen mitsamt Installationen vormontiert auf die Baustelle kommen und nach dem Plug-&-Play-Prinzip verbaut werden. Auch in anderen Punkten ist das Baukastenkonzept einfach gehalten: Als Material ist Brettschichtholz in gängiger Qualität vorgesehen. Und falls die Höhe eines Hochhauses 90 m übersteigt, so Keikut, würde das Bauprinzip beibehalten: Lediglich in den unteren Geschossen würden die Masse und das Material der Stützen aus konstruktiven Gründen angepasst, zum Beispiel durch die Verwendung von Baubuche.
Fazit des ehrgeizigen Konzepts: hohe Anpassungsfähigkeit für viele städtebauliche Situationen, flexible Nutzung, Nachhaltigkeit. Um zu testen, ob der Plan aufgeht, hat das Team mit Fachleuten aus der Praxis einen virtuellen «Prototyp» entworfen und von Anfang bis zum Ende durchdacht: 58 Module, zusammengefügt zu einem pyramidalen Gebäude, das zum Zentrum hin auf etwa 130 m Höhe anwächst.
Abwägung auch bei Kosten
Die Analyse durch Fachleute aus den Bereichen Architektur, Statik, Brandschutz, Gebäudetechnik und Bauökonomie brachte allerlei Faktoren zutage. Auf die Wirtschaftlichkeit zum Beispiel dürften sich die verkürzten Bauzeiten durch Vorfertigung positiv auswirken; ebenso rechnet man für die spätere Entsorgung des Bauwerks mit geringeren Kosten als bei einem vergleichbaren Massivbau. Und die flexible und veränderbare Nutzung über lange Zeit könne dazu führen, dass der Werterhalt höher ausfalle.
Die Mehrkosten durch den Baustoff Holz, die beim Rohbau gegenüber einem vergleichbaren Massivbau anfallen dürften, lassen sich laut dem Team zu einem hohen Teil durch frühzeitige Mieterträge dank der kurzen Bauzeit kompensieren. Bei der Gebäudetechnik wären ebenfalls Mehrkosten zu erwarten, etwa wegen der Installation einer Sprinkleranlage.
Werden sich Bauherren und Planer mit einem solchen System anfreunden können? Das Projektteam ist derzeit auf der Suche nach Partnern. Dass modulare Holzhybridbauwerke, zumindest mit bescheideneren Höhen, auf Interesse stossen können, zeigt das Beispiel des «Life Cycle Tower» im vorarlbergischen Dornbirn von Architekten Hermann Kaufmann und Partner, der schon 2012 fertiggestellt wurde: Die Technologie wurde seither auch für andere Projekte und Länder eingesetzt und weiterentwickelt.
Am Projekt Beteiligte:
Kompetenzzentrum Typologie & Planung in Architektur (CCTP) der Hochschule Luzern, Horw
Kompetenzzentrum Konstruktiver Ingenieurbau (CCKI) der Hochschule Luzern, Horw
Burkhalter Sumi Architekten, Zürich
Makiol Wiederkehr – Ingenieure Holzbau Brandschutz, Beinwil am See
Künzli Holz, Davos
b+p baurealisation, Zürich
Vadea Engineering, Wallisellen-Zürich
Lignum Holzwirtschaft, Zürich
Holzbau Schweiz, Zürich
Vereinigung Kantonaler Gebäudeversicherungen, Bern
