Pilatus ist der führende Flugzeughersteller der Schweiz und hat sich international einen guten Ruf als innovatives Unternehmen der Luft- und Raumfahrttechnik erworben. Das 1939 in Stans, Zentralschweiz, gegründete Unternehmen stellt Trainings- und Nutzflugzeuge her. Um mit der Nachfrage Schritt zu halten, erweiterte Pilatus 2017 seine Produktionskapazitäten mit einer neuen 120 m langen Montagehalle, der sogenannten Halle 25. Kurze Zeit später wurde eine zweite, 200 m lange Halle gebaut. Sie beherbergt das neue Kompetenzzentrum für die Strukturmontage, hauptsächlich für die Modelle PC-24 und PC-21. In der Vergangenheit wurde die Fertigung und Montage von Rümpfen, Flügeln und Leitwerken an Firmen im In- und Ausland ausgelagert. Dies ist nun nicht mehr der Fall, sie werden nun in der neuen Halle gebaut. Damit bündelt Pilatus seine Kernkompetenzen in der Konstruktion und Produktion von Flugwerken und stärkt seine Marktposition. Die neue Halle hat rund 45 Millionen Franken gekostet, wurde im Juni 2019 in Betrieb genommen und hat dazu beigetragen, Engpässe im Stammwerk in Stans zu beseitigen.

Holz für alle Fälle – BauBuche für große Lastfälle

Die beiden Montagehallen sind ähnlich aufgebaut. Von außen ähneln sie den Tragflächen eines Flugzeugs. Auch im Inneren haben sie viele Gemeinsamkeiten, wie zum Beispiel eine Tragkonstruktion aus Holz. Als innovatives Unternehmen betreibt Pilatus ein nach ISO 14001 zertifiziertes Umweltmanagementsystem. Deshalb entschied sich Oscar J. Schwenk, Verwaltungsratspräsident der Pilatus Flugzeugwerke AG, bei den beiden neuen Hallen für eine Holzbauweise. Die Planer entschieden sich für heimische Fichte und Tanne sowie für Buche und BauBuche, ein hochfestes Buchenfurnierschichtholz. Die neue Halle mit einer Produktionsfläche von rund 10.000 m^² (52 m x 193 m) ist 69 m breit und 17 m hoch. Von Anfang an war klar, dass die Halle stützenfrei sein musste, da die Krananlage für einen effizienten Material- und Arbeitsfluss Zugang zur gesamten Montagefläche benötigt. Dies erforderte eine Dachkonstruktion mit Haupt- und Nebenträgern, die sehr hohe Lasten aufnehmen können, und BauBuche erwies sich als das beste Material für eine solche Konstruktion. Sechs mit Stahlzugbändern unterspannte Brettschichtholz-Bogenbinder im Abstand von 34,50 m bilden dabei das Haupttragwerk. Die bis zu 90 Tonnen schweren Binder überbrücken die gesamte Breite der Produktionshalle. Ihre Enden ruhen auf den Köpfen der eingespannten Stahlbetonstützen in Außenwandebene sowie in den Auflagertaschen der Stahlbeton-Längswand, die den Produktionsbereich vom dahinter liegenden Bürotrakt trennt. Senkrecht dazu, also in Hallenlängsrichtung, spannen 4,50 m hohe Fachwerkträger aus BauBuche. In Ebene der Gebäude-Außenwand sind sie in 34 m lange Einzel-Fachwerke unterteilt, das heißt jeder Teil ist als Einfeldträger zwischen die eingespannten Stahlbetonstützen eingehängt. Im Hallenmittelfeld dagegen sind die Fachwerke als Durchlaufträger ausgebildet. Die 34 m langen, vorgefertigten Fachwerk-Teile hat man zwischen die unterspannten Bogenbinder gehängt. Ihre Vertikallasten nehmen zum einen die Stahlverbindungen auf und leiten sie in die Bogenbinder bzw. in deren Unterspannung ein, zum anderen in die Stützen an den Giebelseiten der Halle. Zug- und Druckkräfte der Gurte werden durch die Bogenbinder hindurchgeleitet. An den Hallenenden sind die Fachwerkträger oben in den Betonstützen über eine Lagerung eingespannt, so dass Wind- und Erdbebenlasten über die Rahmenwirkung ins Fundament abgeleitet werden können. Dank der hohen Tragfähigkeit von BauBuche haben die Planer eine recht elegante, filigrane Gitterkonstruktion entwickelt: Die Ober- und Untergurte der Träger in der Hallenmitte messen 42 cm x 40 cm, die der Fachwerkträger entlang der Außenwand haben nur 32 cm x 36 cm Querschnitt. Die Querschnitte der Streben variieren je nach Lastanforderung und betragen zwischen 24 cm x 24 cm und 36 cm x 36 cm. Die Gitterträger tragen tertiäre Bogenbinder mit Dachrippen, die in einem Abstand von 4,30 m zueinander angeordnet sind. OSB-Platten dienen als aussteifende Elemente der Konstruktion.

Herausforderung Schnee und veränderliche Lasten

Der Hängekran in der Tragwerksmontagehalle, der so genannten Halle S, hat eine zugelassene Tragfähigkeit von fünf Tonnen und läuft auf vier Kranbahnen. Die I-Träger der beiden inneren Kranbahnen sind zum Teil an den Stahlelementen der Primärträger-Unterspannkonstruktion und zum Teil an den durchgehenden Gitterträgern befestigt. Dort, wo sich die Stahlelemente und die Sekundärträger kreuzen, bilden sie in vier Richtungen ausgesteifte Festpunkte. Entlang der Gitterträger sind die Kranbahnen ohne zusätzliche Aussteifung vertikal aufgehängt. Die Berücksichtigung der Kranlast war für die Konstrukteure jedoch nur eine Nebensache, denn die eigentliche Herausforderung stellte die Schneelast dar. Die Ingenieure mussten sicherstellen, dass die große Dachfläche den wechselnden Belastungen standhält und sich nur geringfügig verformt. Aus diesem Grund wurden die Kranbahnen so an den Bogenträgern befestigt, dass sie ein gewisses Maß an Bewegung und Spiel zulassen. Darüber hinaus verfügt der Kran über ein Gelenk in der Mitte, das kleinere Abweichungen in der Kranbahngeometrie ausgleicht.

Montage in Teilen

Die Strüby Konzept AG aus Seewen zeichnete als Gesamtleistungsanbieter (Totalunternehmerin) für die Realisierung der Halle S verantwortlich. In ihrem Auftrag fertigte die neue Holzbau AG n’H Lungern die bis zu 34 m langen Teile der BauBuche-Fachwerkträger mit einem Gewicht von bis zu 16 Tonnen. Die Montage wiederum erledigte das Strüby-Holzbauteam. Die stützenfreien Überspannungen waren auch bautechnisch eine große Herausforderung, denn die Bogenbinder und Fachwerk-Träger konnten nicht als Ganzes im Werk vormontiert und zur Baustelle transportiert werden. Die Bogenbinder etwa wurden in je zwei Teilen angeliefert. Die Monteure haben sie vor Ort zusammengesetzt und als Ganzes mit dem Pneukran montiert. Für den Bau der imposanten Halle wurden 2.920 m^³ Fichten-/Tannen Holz, 270 m^³ BauBuche, 27.000 m^² Holzwerkstoffplatten und 135 Tonnen Stahlseile benötigt.

Grüne Fassade integriert die Halle in der Umgebung

Das Hallendach und Teile der Fassade sind mit Aluminium verkleidet und in einem Grün gestrichen, das den Farben der Landschaft rund um das neue Pilatus Kompetenzzentrum entspricht. Der weisse Epoxidharz-Bodenbelag verleiht dem Innenraum eine Atmosphäre der Leichtigkeit. Seit Mitte 2019 nutzt die Pilatus Flugzeugwerke AG die Halle S für die Montage von Flügeln, Leitwerken und Rümpfen. Mit einer Länge von 200 m musste die Halle stützenfrei gebaut werden, um den Betrieb der Krananlage zu ermöglichen. Erreicht wurde dies durch eine tragende Dachkonstruktion aus stahlverspannten Bogenträgern in Kombination mit abgehängten Fachwerkträgern aus BauBuche.

_{-Text von Susanne Jacob-Freitag-}