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Hochhaus Skaio I Header I Aluminiumfassade I Holzkonstruktion I Der Dämmstoff I Foto Bernd Borchardt

Hoch hinaus mit Holz

Die Stadt der Zukunft braucht Hochhäuser. Jedes gestapelte Geschoss verbessert die Ausnutzung der begrenzten wie teuren Ressource städtischen Bodens. Aber es braucht neue Hochhaustypen, die sich sozial, ökologisch und ökonomisch gleichermaßen lohnen und die in unsere mitteleuropäischen Städte passen. So ein Gebäude baute das Berliner Architekturbüro Kaden + Lager in Heilbronn. Es heißt Skaio und ist ein Hybrid aus Holz, Beton, Stahl, Aluminium und Mineralwolle.

Die Schaffung von nachhaltigem, bezahlbarem und sozial durchmischtem Wohnraum ist die größte Herausforderung für wachsende Städte und die Sicherung ihrer sozialen Zukunft. Energieeffiziente und flächensparende Hochhäuser sind da eine Lösung, aber hierzulande meist Luxus. Das Skaio in Heilbronn ist nur 34 m, zehn Geschosse, hoch, glänzt aber nicht nur mit ökonomischer und ökologischer, sondern auch mit sozialer Nachhaltigkeit. Statt großer Luxuswohnungen finden sich im Skaio Ein- bis Zwei-Zimmer-Wohnungen mit 40 bis 90 m² Fläche, die sich bei Bedarf verbinden lassen. 25 der 60 Wohnungen sind Sozialwohnungen. In Gemeinschaftsräumen sowie einer gemeinsamen Loggia und einer Dachterrasse können die Bewohnenden zusammenkommen und ihre Nachbarschaft leben. Im Erdgeschoss gibt es außerdem eine Bäckerei, in der sich auch die Nachbarn des Viertels begegnen. Trotz des sozialen und ökologischen Anspruches musste das Skaio wirtschaftlich bleiben, um eine wirklich zukunftsfähige Lösung darzustellen.

Nachhaltigkeit braucht Kompromisse

Die Architekten hatten drei Ansätze, Wirtschaftlichkeit und Ökologie zu verbinden. Ökologisch erscheint eine reine Holzkonstruktion plausibel. Sie speichert viel CO2, spart Gewicht und Baumasse, lässt sich vorfertigen, reversibel zusammenstecken und später demontieren. Holz ist ein lokaler Rohstoff, der nachwächst und kurze Transportwege ermöglicht. Allerdings gibt es für Hochhäuser besondere Auflagen hinsichtlich Brandschutz und Statik.

Hochhäuser aus reinen Holzkonstruktionen sind möglich, aber mit verhältnismäßig viel Aufwand und Kosten verbunden. Daher setzten die Architekten auf eine Hybrid-Konstruktion: einen aussteifenden Treppenkern und einen Sockel aus Sichtbeton, darüber eine Stahl-Holz-Skelettbauweise. Der Hybrid ist ein guter Kompromiss aus Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit. Der Architekt Markus Lager sagt: „Man hätte mehr Impact auf die Klimaziele von Paris, wenn man mehr Gebäude mit einem hybriden Anteil baute, als wenige Gebäude mit einem kompletten Holzanteil.“

Nachhaltig durch lange Lebenszyklen

Den zweiten Ansatz gab der Bauherr vor, wie Lager berichtet: „Ziel des Bauherrn war es – angelehnt an das Cradle-to-Cradle Prinzip – ein Gebäude zu erstellen, das komplett reversibel ist. Das heißt, dass alle Fügungen demontierbar sein mussten.“ Die Architekten überprüften also alle Einzelbauteile und -materialien auf ihren Lebenszyklus, ihre Demontierbarkeit und Rezyklierbarkeit. Nach Abwägung aller Faktoren versprach die Kombination verschiedener Materialien einen langen Lebenszyklus für die Bauteile, aber auch für die Holzkonstruktion selbst, die zum Beispiel durch Mineralwolle und Aluminium vor Witterungs- und Brandschäden geschützt ist. Mit den ausgewählten Materialien ließen sich die Konstruktion, der Ausbau und die Fassade rein mechanisch befestigen, und können nach Jahren demontiert und sortenrein rezykliert werden. Der Architekt betont: „Das Prinzip, Baustoffe wiederzuverwenden und im Kreislauf zu denken, muss beim Bauen insgesamt Anwendung finden.“

Nachhaltig durch industrielle Bauprozesse

Die reversible Montage erfordert eine präzise Ausführung – der dritte Ansatz der Architekten, um Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen. Sie ließen die Holzbauteile im Werk vorfertigen und reduzierten damit nicht nur Bauzeit und Kosten, sondern auch den Materialverschnitt und die Fehlerquote. Der vorgefertigte, elementierte Holzbau erfordert und ermöglicht eine Genauigkeit im Millimeterbereich und garantiert so eine sehr hohe Qualität.

Der Hausbau gleicht hier dem Autobau: Die Einzelteile werden im Werk teils per CNC-Produktion, teils per Hand produziert, zu einzelnen Bauteilen zusammengefügt und kommen dann als passgenauer Bausatz auf die Baustelle. Diese konnte dann jede Woche um ein Geschoss höher wachsen und war in nur 11 Monaten fertig. Ein Kran hievte die einzelnen Elemente bis ins 10. Geschoss: die tragenden Stützen aus Brettschichtholz, die Innenwände und Geschossplatten aus Brettsperrholz, die Holzrahmenbauteile der Außenwände sowie die Stahlträger. Die Bäder kamen sogar als fertiges Modul samt Fliesen und Keramik auf die Baustelle. Die industrielle Bauweise bewies schon im Plattenbau der 1960er Jahre, dass sie wirtschaftlich, zuverlässig und sehr schnell ist. Zukünftig ist sie zudem nachhaltig, individuell und erlaubt eine stärkere und zeitsparende Überschneidung von Planung, Produktion und Montage.

Brandverhalten von Holz

Im Vergleich zu anderen Konstruktionsweisen gilt der Holzbau allgemein als brandanfällig. Dabei lässt sich das Brandverhalten von Holz sehr sicher und genau vorhersagen – im Gegensatz zu Stahl, das bei starker Erhitzung im Brandfall ohne sichtbare Vorzeichen einknicken kann. Holz brennt bis zu einer berechenbaren Materialtiefe, bildet an der Oberfläche eine schützende Kohleschicht, die die weitere Ausbreitung von Feuer und Hitze im Inneren des Holzes verhindert. Der Brand verlöscht also von selbst, je nach Dicke des Holzes.

Statisch bedeutet das bei tragenden Massivholzwänden und -stützen, dass die Abbrandtiefe der Holzoberfläche auf den statisch notwendigen Stützen- oder Wandquerschnitt aufgerechnet wird. So sind beim Skaio die Stützen aus Brettschichtholz zwar mit 40 cm x 40 cm sehr breit und tief, bleiben aber im Brandfall tragfähig. Ebenso günstig wirken sich die 24 cm hohen und 2,4 m breiten Deckenplatten aus massivem Brettsperrholz aus, die auch im Brandfall rauchdicht und tragfähig bleiben.

Brandausbreitung mit nichtbrennbarer Mineralwolle verhindern

Um eine mögliche Rauchentwicklung und die Brandausbreitung entlang der Stöße, Fugen und Anschlüsse in Hohl- und Installationsräumen der Konstruktion, im Raum und von Raum zu Raum zu verhindern, dafür sorgt vor allem Mineralwolle: Der nichtbrennbare, nicht glimmende und nicht brennend abfallende oder abtropfende und dabei formstabile Dämmstoff verhindert die Rauch-, Feuer- und Hitzeausbreitung über Anschlüsse und Fugen und auf Oberflächen. Beim Skaio kapselten die Architekten Bauteile und Räume mit Mineralwolle, indem sie die tragenden Innenwände aus Brettsperrholz mit Vorsatzschalen aus Mineralwolle und Platten aus Gipskarton schützten.

Auch Installationen und Leitungen ließen sich mit Mineralwolle sicher und brandschützend dämmen und geschossweise abgeschottet durchs Gebäude führen. Die Holzdecke sollte unterseitig sichtbar, also unverkleidet, bleiben. Der rauchdichte Abschluss der Stöße erfolgt also von der Oberseite der Deckenplatten, im jeweiligen Bodenaufbau. Mineralwollestreifen entkoppeln dabei den Bodenaufbau von den angrenzenden Bauteilen, wie zum Beispiel den Vorsatzschalen, sowie im Inneren die tragenden Wände von den Deckenplatten. Mineralwolle erhöht hier, wie auch bei anderen Anschlussdetails beim Skaio, nicht nur den Brandschutz, sondern verbessert zugleich den Schallschutz.

Brand- und Schallschutz mit einer Fassadendämmung aus Mineralwolle

Eine Dämmung aus Mineralwolle verstand sich als Teil der vorgehängten hinterlüfteten Fassade des Skaio eigentlich von selbst: Sie verhindert, dass sich Feuer oder Rauch entlang der Fassade in der hinterlüfteten Dämmebene ausbreiten und garantiert zudem optimalen Schallschutz. Weil die Fassade ursprünglich F90-Qualität haben musste, dämmten die Architekten die Holzrahmenbauteile der Fassade mit 28 cm Mineralwolle und verkleideten sie innenseitig mit einer 12 cm starken Brettsperrholzplatte. Außerdem ließen sie geschossweise Brandschutzriegel aus Mineralwolle außen vor den Deckenplatten und Stahlträgern montieren. Samt Unterkonstruktion und Aluminiumbekleidung erreichen die Außenwände so eine Tiefe von einem halben Meter, und selbstverständlich F90-Qualität.

Da sich die Planenden aber gegen eine Brüstung und für raumhohe Fenster entschieden, mussten sie einem möglichen Brandüberschlag von Geschoss zu Geschoss über die Fassadenöffnungen zusätzlich vorbeugen. Sie ergänzten in den Innenräumen eine Wassernebellöschanlage. Brandschutztechnisch war dann die Brettsperrholzbekleidung der Holzrahmenkonstruktion nicht mehr notwendig. Sie blieb aber für die Ästhetik und raue Haptik erhalten. Die Bewohnenden profitieren so nicht nur von einem höheren Brandschutz, sondern auch von der für Holzgebäude typischen Wohnlichkeit.

Das Skaio zeigt, dass Hochhäuser aus Holz Zukunft haben. Sie sind sozial verträglich, ökologisch nachhaltig, wirtschaftlich sowie von hoher Qualität – vor allem aber auch sicher und komfortabel.

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Hochhaus Skaio I Heilbronn I Der Dämmstoff I Foto Bernd Borchardt

Das Skaio in Heilbronn, geplant von Kaden + Lager, erhielt mehrfach Preise für seine Nachhaltigkeit und ist mit DGNB gold und diamant zertifiziert. Der Primärenergiebedarf des Gebäudes liegt bei nur 28 kWh/(m²a). Architektur: Kaden + Lager; Foto: Bernd Borchardt

Hochhaus Skaio I Aluminiumfassade I Holzkonstruktion I Der Dämmstoff I Foto Bernd Borchardt

Erst auf den zweiten Blick erkennt man hinter der Aluminiumfassade die Holzkonstruktion. Architektur: Kaden + Lager; Foto: Bernd Borchardt

Hochhaus Skaio I Decke und Außenwand aus Fichtensperrholz I Der Dämmstoff I Foto Bernd Borchardt

Das Fichtensperrholz an Decke und Außenwand ist weiß lasiert. So bleibt die Holzoptik und -haptik erlebbar, ohne dass es zu rustikal wird. Architektur: Kaden + Lager; Foto: Bernd Borchardt

Hochhaus Skaio I Gemeinschaftsküche I Der Dämmstoff I Foto Bernd Borchardt

In der Gemeinschaftsküche im Erdgeschoss können die Bewohnenden miteinander kochen, feiern und Nachbarschaft erleben. Architektur: Kaden + Lager; Foto: Bernd Borchardt

Hochhaus Skaio I Hybrid-Gebäude I baulicher Brandschutz Mineralwolle I Der Dämmstoff I Foto Bernd Borchardt

Das Skaio ist ein Hybrid-Gebäude: Treppenkern und Sockel bestehen aus Sichtbeton, die tragenden Stützen aus Brettschichtholz, die Träger aus Stahl, die Wände und Decken aus Brettsperrholz und die Außenwände zusätzlich aus Holzrahmen. Den baulichen Brandschutz der Bauteile sichern vor allem Mineralwolle und Gipskarton. Architektur: Kaden + Lager; Foto: Bernd Borchardt

Hochhaus Skaio I Vorgehängte hinterlüftete Fassade I Mineralwolle I Der Dämmstoff I Zeichnung Kaden + Lager

Die vorgehängte hinterlüftete Fassade hat eine Mineralwolldämmung, die nicht nur den Brandschutz sichert, sondern auch den Schallschutz der Holzrahmenwand verbessert. Architektur und Zeichnung: Kaden + Lager

Hochhaus Skaio I Außenwand I Brandriegel aus Mineralwolle I Der Dämmstoff I Zeichnung Kaden + Lager

Ein Problem für die F90-Qualität der Außenwand waren die raumhohen Fenster, die einen Brandüberschlag begünstigen könnten. Deshalb wurde zusätzlich zum Brandriegel aus Mineralwolle eine Nebellöschanlage eingeplant. Architektur und Zeichnung: Kaden + Lager

Hochhaus Skaio I Dämmung aus Mineralwolle I Der Dämmstoff I Zeichnung Kaden + Lager

Mineralwolle ist das Dämmmaterial der Wahl beim Skaio. Sie sichert bei allen Bauteilanschlüssen den Brandschutz und vermindert den Schallübertrag über die Holzkonstruktion. Sie schafft also mehr Sicherheit und mehr Ruhe. Architektur und Zeichnung: Kaden + Lager

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