Ein Material- und Tragwerkskonzept für zwei Sporthallen

Stadt Langenhagen, Deutschland

Das Gebäudeensemble des neuen Schulzentrums in Langenhagen hat neben vier Clusterhäusern und einer Aula zwei teilbare Sporthallen der besonderen Art. Diese erhielten Dachtragwerke in Form von Fachwerkträgern aus BauBuche. Mit dem hochtragfähigen Hartholz ließen sich die großen Spannweiten ebenso materialsparend wie kosteneffizient überbrücken, elegantes Erscheinungsbild inklusive.  

Beteiligte

Bauort

Theodor-Heuss-Straße 51, D-30853 Langenhagen 

Bauherr

Stadt Langenhagen, D-30853 Langenhagen 

Fertigstellung

Januar 2023 

Architekten

gernot schulz : architektur GmbH, D-50677 Köln 

Tragwerksplaner

whp Ingenieure, D-70563 Stuttgart

Holzbau

Holzbau-Amann GmbH, D-79809 Weilheim-Bannholz 

Fotos

Holzbau Amann GmbH, HGEsch, wh-p Ingenieure 

Zeichnungen

gernot schulz : architektur GmbH, Holzbau Amann GmbH 

Projekt informationen

Das 190 m lange und 180 m breite Schulzentrum in Langenhagen bietet Platz für rund 1.700 Schülerinnen und Schüler, 200 Lehrkräfte und weiteres Personal. Für einen reibungslosen Unterrichtsablauf wurde die Anlage als Campus konzipiert und das komplexe Raumgefüge in verschiedene Funktionen gegliedert: Vier Clusterhäuser beherbergen die Klassenräume der einzelnen Jahrgänge und eine zentrale Aula steht für Versammlungen und Veranstaltungen zur Verfügung. Zwei teilbare und flexibel nutzbare Sporthallen für den Schul- und den Vereinssport ergänzen das Gebäudeensemble. Bei Letzteren handelt es sich um eine Zweifeld- und eine Dreifeld-Sporthalle. Eine Tribüne in der Dreifeldhalle ermöglicht dort nun auch Veranstaltungen mit Zuschauern. 

Erdgeschoss:

1.Obergeschoss:

Da die alten Schulgebäude aus brandschutztechnischen Gründen nicht mehr genutzt werden konnten, stand der Bau des neuen Campus‘ unter enormem Zeitdruck. Dies wirkte sich auch auf die Wahl der Bauweise und Konstruktionen aus: So haben die Planenden die Clustergebäude als Holzhybridbauten konzipiert, die Versammlungs- und Sportbereiche hingegen als mineralische Gebäude aus Stahlbeton-Stützen und -Wänden mit Dachkonstruktionen aus Fachwerkträgern in Buchen-Furnierschichtholz (Sport), kurz BauBuche, und Sprengwerken in Lärchen-Brettschichtholz (Versammlung). 

Mit BauBuche Material sparen 

Da die kurze Spannweite des rechteckigen Baukörpers der Dreifeld-Sporthalle mit rund 38 m (L = 46,35 m) genauso groß ist wie die Spannweite des quadratischen Baukörpers der Zweifeld-Sporthalle mit ebenfalls rund 38 m, konnte in beiden Sporthallen der gleiche Fachwerkträgertyp eingesetzt werden – ein Wirtschaftlichkeitsfaktor bei der Planung und Fertigung. 

Und so erhielten die Zweifeld- und Dreifeldhalle 37,60 m weit gespannte Fachwerkträger als Dachkonstruktion. Der Entwurf sah flache Tonnendächer vor, weshalb die Fachwerk-Obergurte gekrümmt ausgeführt wurden. Damit ließ sich auch gleich die Dachentwässerung bewerkstelligen. Für die Fachwerkgurte, -pfosten und -diagonalen war BauBuche der Festigkeitsklasse GL 75 das Material der Wahl. Denn die hohe Tragfähigkeit des Hartholzes ermöglicht Konstruktionen dieser Art mit geringem Materialeinsatz. So ließ sich ein filigranes Dachtragwerk realisieren, dessen Eigengewicht auch geringer ausfiel als ein vergleichbares mit Fichten-Brettschichtholz. Dies wiederum führte dazu, dass Stützen, Wände und Fundamente schlanker bemessen werden konnten. 

Die Fachwerkbinder reihen sich aus architektonischen Gründen mit einem relativ engen Abstand von 3,75 m aneinander und liegen auf Stahlbeton-Stützen bzw. Stahlbetonwänden auf. Sie haben trotz der großen Spannweite von 37,60 m eine Höhe von nur 2,85 m am Auflager und im Stich, also in Bindermitte, von rund 3,60 m. Unter- und Obergurte konnten mit 28 cm Breite bei einer Höhe von 24 cm (unten) bzw. 37,7 cm (oben) dimensioniert werden. Die Fachwerk-Diagonalen sind mit 24 cm Breite (h = 20 cm) dazwischen gefügt und 4 cm schmaler als die Gurte, so dass sich an den Gurt-Anschlüssen ein beidseitiger Versatz von 2 cm ergibt. Da diese Versätze optisch nicht ins Auge fallen, blieben die Tragwerksplaner bei den minimal möglichen Querschnittsabmessungen und „rundeten“ nicht auf 24 cm auf. Damit ließ sich Material einsparen und damit das Eigengewicht der Binder zusätzlich reduzieren. Mit 24 cm sind die Fachwerkpfosten ebenso breit wie die Diagonalen, so dass in der Fachwerkebene alle Fachwerkstäbe gleich tief sind. Mit 10 cm Pfostenbreite in der Frontalansicht der Fachwerkbinder sehen diese dann besonders schmal aus. Sie stützen den Obergurt im Abstand von rund 7,50 m ab und leiten Vertikalkräfte entsprechend in die Trägerkonstruktion ein. 

Vorfertigung in transportfähige drei Trägerteile 

Um die Fachwerkträger, die bei Holzbau Amann inklusive der Stahlverbinder vorgefertigt wurden, vom Südschwarzwald nach Hannover transportieren zu können, wurden sie in drei Teilen mit versetzt angeordneten Montagestößen im Unter- bzw. Obergurt hergestellt (Einzelteillängen: 2x 13,90 m und 12,60 m). Die werksseitig eingebauten Schlitzbleche ermöglichten die händische Montage der drei Fachwerkträgerteile mit Stabdübeln vor Ort, so dass sie in ganzer Länge auf die Auflager eingehoben werden konnten. Nach der Montage der Fachwerkbinder folgte eine Pfettenlage quer zu den Obergurten. Diese Balken dienen sowohl als Kippsicherung der Obergurte als auch als Unterkonstruktion für die darauf verlegten Dreischichtplatten. Zu einer statisch wirksamen Dachscheibe verbunden, sorgen sie für die Aussteifung des Dachtragwerks. Die Konstruktion erreicht damit eine Feuerwiderstandsdauer von 30 Minuten (R-30). 

Auf die Dreischichtplatten folgen eine Aufdachdämmung und eine Bitumenabdichtung. Das Ganze schließt ein Gründachaufbau ab. Darauf installierte Photovoltaikelemente tragen zur Stromversorgung der Schulanlage bei. Im Inneren der beiden Hallen blieb die Tragkonstruktion von unten sichtbar. Akustikplatten zwischen den Sparren tragen zur Schalldämmung bei, aneinander gereihte, abgehängte Deckenstrahlplatten zwischen der ebenfalls abgehängten Beleuchtung erwärmen die Räume. 

Träger gleicher Spannweiten in zwei Hallen reduzieren die Bauzeit 

Mit der gewählten Konstruktions- und Fertigungsweise konnte das Ziel, die Sporthallendächer möglichst materialsparend, schnell und wirtschaftlich zu produzieren und zu montieren, wunschgemäß erreicht werden. Der hohe Vorfertigungsgrad, der die Montage der Binder vor Ort auf zwei Stöße und das Positionieren der Träger beschränkte, half, die Bauzeit zu reduzieren. Aufgrund der gleichen Spannweiten der Fachwerkträger in beiden Hallen ließ sich zudem die Planungs- und Fertigungszeit für die Dachkonstruktionen wesentlich verringern. 

 

-Text von Susanne Jacob-Freitag- 

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