Leichte Decken für den Holzbau

Zusammen mit Duplex Architekten und WaltGalmarini Ingenieuren baut Implenia mit Projekt «Pi» in Zug das erste Holzhochhaus der Schweiz. Um die gesamtstatische Belastung über 27 Stockwerke und 80 Meter Höhe möglichst gering zu halten, hat unser Holzbau in Kooperation mit den Bauingenieuren von WaltGalmarini eine Holz-Verbund-Flachdecke entwickelt, die mit nur 90 Millimetern Beton auskommt. 

Innovative Projekte verlangen nach innovativen Lösungen. Nur so wird möglich, was noch vor zwanzig Jahren als unvorstellbar galt. Hochhäuser aus Holz gehören in diese Kategorie. Adrian Ulrich, Teamleiter Holzbau, erklärt: «2015 sind in der Schweiz neue Brandschutzvorschriften in Kraft getreten. Die haben einen Quantensprung im Holzbau ausgelöst.» 

Innovation im Holzbau

So ist auch «Projekt Pi», ein 80 Meter hohes Wohnhaus mit nicht weniger als 27 Stockwerken, ein absolutes Innovationsprojekt, das eine ganze Reihe interessanter Neuerungen präsentiert. Unter anderem setzt das Hochhaus auch im Kern voll auf Holz für die Tragstruktur. Dafür erstellen wir mit Holz ein für Stahlbau typisches Tragwerk, das den aktuellen Brandschutzanforderungen entspricht.  

Weltneuheit: leichte Holz-Verbund-Flachdecke

Eine weitere Neuentwicklung, für die Implenia Holzbau und WaltGalmarini im März 2021 das Patent eingereicht haben, betrifft die Deckenkonstruktion: Um die gesamtstatische Belastung möglichst gering zu halten, hat unser Holzbau in Kooperation mit den Bauingenieuren von WaltGalmarini eine Holz-Verbund-Flachdecke entwickelt, die mit nur 90 Millimetern Beton auskommt. So konnten wir in der vorgegebenen Maximalhöhe von 80 Metern ein zusätzliches Stockwerk unterbringen.

«Wir haben eine Decke entwickelt, die 30 % leichter ist als herkömmliche Beton-Stahl-Decken und dabei auch deutlich dünner.» 

Adrian Ulrich 

«Wir haben eine Decke entwickelt, die zweiachsige Lastabtragungen aufnehmen und Spannweiten bis 10 Meter überbrücken kann», erklärt Adrian Ulrich. Die Materialien in der Zwischenschicht sind aufeinander abgestimmt. Sie bestehen, von unten nach oben, aus folgenden Schichten:  

  • Baubuche: 60 Millimeter, in Sicht  

  • Dämmschicht: 170 Millimeter 

  • Überbeton: 90 Millimeter  

  • Total: 320 Millimeter

Die Materialien wurden in den letzten Monaten immer wieder getestet. Adrian Ulrich: «Unsere Deckenkonstruktion ist bei gleichbleibender Tragfähigkeit nicht nur 30 % leichter als herkömmliche Beton-Stahl-Decken, durch Entfall der sonst im Holzbau üblichen Zusatzmassen oder dickeren Betonschichten ist sie auch deutlich dünner. Je grösser die Spannweite, desto grösser die Gewichtseinsparung. 

Weniger Beton, mehr Wohnraum – eine Produktinnovation mit echtem Mehrwert. Auch akustisch bringt die Konstruktion Vorteile: Die zweischalige Decke erreicht Rohschalldämmmasse, die mit einer massiven Betondecke vergleichbar sind. Die für den Schallschutz erforderliche Masse befindet sich direkt in der Decke. Die Materialien sind nicht brennbar und durch Einsatz von Recyclingmaterialien für die Zwischenschicht ist die Konstruktion auch besonders nachhaltig.  

In der Dämmschicht können Installationen wie Sprinkleranlagen geführt werden. Ein weiterer Vorteil des Systems: Durch die Vorfertigung entfallen die Austrocknungszeiten bzw. Spriessungen auf der Baustelle. So geht der Bau vor Ort schneller voran. 

Die Praxistauglichkeit der neuen Holz-Verbund-Flachdecke wurde anhand eines Mock­up im Massstab 1:1 auf Herz und Nieren nachgewiesen. Der hohe Vorfertigungsgrad des Holzbaus ermöglicht eine kurze Bauzeit und die Just­in­time­ Lieferungen eine optimale Materiallogistik. Und Innovationen wie die neue Decke stellen sicher, dass Holz als nachwachsender, regional verfügbarer, CO2-neutraler Baustoff in Zukunft in immer grösserem Ausmass auch bei Grossprojekten zum Einsatz kommt. Das Patentverfahren läuft.

«PROJEKT PI»


Mit «Projekt Pi» will V-ZUG preisgünstige Wohnungen für ihre Mitarbeitenden erstellen, die aber auch dem Wunsch nach urbanem Wohnen und individuellen Lebensformen gerecht werden. Die unterschiedlichen Wohnungstypen sowie die vielfältig nutzbaren Zusatzräume ermöglichen eine flexible Anpassung an sich verändernde Lebenssituationen. «Die innere Logik des Hochhauses baut auf der Idee der Vertikalen Nachbarschaft auf», sagt Anne Kaestle, Mitinhaberin von Duplex Architekten. «Dazu werden jeweils drei Geschosse über eine zentrale, offene Mitte zusammengefasst. Diese Piazza ist Ankunftsort, Verteilraum und Auftakt zu den Wohnungen. Insgesamt entstehen zehn solche Nachbarschaften mit jeweils etwa 22 Wohneinheiten – man kennt sich.» Ergänzt werden sie um grosszügige Gemeinschaftsflächen, das öffentlich zugängliche Erdgeschoss (mit Coworking Space, Showroom und Bistro) sowie um ein Hofhaus mit einer Kindertagesstätte. 

Beim Bau werden die Vorteile des nachwachsenden Rohstoffes Holz mit bewährten Bauweisen kombiniert. Das Rahmentragwerk aus Buchenholz erinnert an typische Stahlbautragwerke. «Bäume wachsen bis 84 Meter hoch in den Himmel. So zeigt uns die Natur die Leistungsfähigkeit des Rohstoffes Holz – mit «Projekt Pi» meistern auch wir diese Herausforderung», sagt Anita Eckardt, Leiterin Division Spezialitäten bei Implenia. Die neu entwickelten Holz-Beton-Verbunddecken haben übrigens die gleiche Konstruktionsstärke wie herkömmliche Betondecken, sind aber wesentlich leichter und erzeugen in der Herstellung bedeutend geringere Treibhausgasemissionen. 

Die ökologische Nachhaltigkeit soll auch später im Betrieb gewährleistet sein: Durch Photovoltaikmodule in der Fassade wird das Gebäude zum Energieproduzenten und deckt einen Teil seines Strombedarfs selbst. Erneuerbare Wärme und Kälte aus dem Boden sowie dem Zuger See versorgen es zusätzlich energetisch. 

Projekt «Pi» vereint innovative Architektur und Bautechnologie zu einer stimmigen Gesamtlösung für nachhaltiges, zeitgemässes Wohnen.

So soll das höchste Holzhaus der Schweiz aussehen, wenn es fertig ist. Alle Visualisierungen ®Filippo Bolognese