Spannung in Form

Am Beispiel des vom Architekturbüro Professor Gerber für die neue Messe Karlsruhe realisierten Ausstellungstraktes wird ein gekonntes Zusammenspiel von Konstruktion mit Funktion und architektonischer Baukunst deutlich.

Seit Ende 2003 haben die vier eingeschossigen, durch kurze Wege miteinander verbundenen, säulenfreien Hallen ihren Betrieb aufgenommen. Bei einer Nutzfläche von je 12 500 m² entspricht das Gesamtangebot der Dimension von zehn Fußballfeldern.

Als modernes Kommunikationszentrum ausgelegt, kann eine der Hallen mühelos in eine Multifunktionsarena für bis zu 14 000 Besucher verwandelt werden; an die Messe selbst ist ein Messe Kongress Center mit einer Kapazität für 1 500 Personen direkt angebunden.

Als statische Meisterleistung gilt die Konstruktion der mit einer Spannweite von über 75 m freitragenden Hallendächer. Bei der Umsetzung spielten Kombinationen von Holzwerkstoffen, Glas und anderen Materialien eine entscheidende Rolle.

Wo Vollholz hinsichtlich Dimension und Tragfähigkeit den Anforderungen nicht mehr entspricht, rücken Verbundwerkstoffe aus Holz und anderen Materialien an seine Stelle.

„Das Prinzip des Verlegens und neu Zusammenfügens“, bestätigt Dipl.-Ing. Matthias Gerold, „hat eine Vielzahl linearer und flächiger Bauelemente mit definierten Eigenschaften hervorgebracht.“

Spezielle Anforderungen fänden dadurch ihre eigene Lösung, ist er durch praktische Erfahrungen überzeugt. Nicht nur die „begrenzten“ Abmessungen der Bäume würden dadurch überwunden, auch die Materialeigenschaften seien erheblich besser, wären doch Störquellen wie etwa Äste und Fehlstellen innerhalb des natürlichen Baustoffes Holz bei Holzwerkstoff minimiert bzw. nicht gegeben.

Wo Querschnitte schlanker und Spannweiten größer werden, kommt Materialverbund zum Zuge. Holz-Glas-Kombinationen wie bei der Neuen Messe verlangten als weit gespannte und schwere Lasten abtragende Konstruktionen allerdings geeignete Anschlusstechniken.

Für die Umsetzung bedurfte es dazu besonders erfahrener Partner. Bei der Umsetzung des Entwurfs vom Büro Gerber Architekten, Dortmund setzte der Bauherr, die Karlsruher Messe und Kongress GmbH, auf perfektes Zusammenspiel der Projektsteuerung durch Drees & Sommer, Stuttgart, mit Genehmigungsplanung durch Bollinger & Grohmann, Frankfurt, und Prüfung durch Dipl. Ing. Matthias Gerold, Karlsruhe, sowie Bauleitung durch die dafür gegründete ARGE ZSP/Weidlich, Karlsruhe.

Mit der Ausführung wurde die im Hallenbau mit vorgefertigten Elementen aus Brettschichtholz und Holzwerkstoffen sowie Verbundmaterialien erfahrene Holzbaufirma Wiehag Holzbau aus Altheim/Österreich beauftragt. Hier ging es um Anfertigung und Montage der Dachelemente auf die in Stahlbeton ausgeführten Unterbauten der vier Hallen.

Die Tonnendächer wurden dafür als unterspannte Holzkonstruktionen ausgelegt und spannen frei über 75 m. Drei der vier Hallen verfügen als reine Messehallen über eine Traufhöhe von je 9,2 m und einer Firsthöhe von 19,2 m; bei der vierten, als Mehrzweckhalle bei Bedarf geplanten Einheit wurde die Dachkonstruktion 4 m höher angelegt.

Für die Tonnendächer der „Standard“-Messehallen wurden einheitlich Segmente aus Brettschichtholz-Bogenbindern vorgesehen, für die Mehrzweckhalle gab es eine auch optisch besonders hervorstechende Konstruktion.

Dieses sehenswerte Dachtragwerk mit dem Grundriss eines Rautennetzwerks ähnelt einem Zollingerdach. Allerdings liegen hier die sich kreuzenden Stäbe nicht in einer Ebene.

Dazu wurden die BS-Holz-Binder der beiden Diagonalrichtungen in der Höhe versetzt. Dank des Ergebnisses, einer unteren und oberen Bogenschar, laufen beide Diagonalen an den Kreuzungen stoßfrei durch.

Zur schubfesten Verbindung der Kontaktpunkte wurden Nagelplatten mit Schubverdornung eingesetzt.

Kompromisslos zeigten sich hier der Verantwortlichen der ausführenden Holzbau-Firma bei der Materialwahl. Auf die obere Bogenschar wurde eine bei der statischen Berechnung als „tragende Bauteile“ einbezogene Beplankung aus zwei Lagen Holzwerkstoffplatten aufgenagelt.

Um hier den ästhetischen Gesamteindruck der Hallendecke mit ihrer von unten deutlich sichtbaren Rautenauslegung zu gewährleisten, mussten Anschlüsse und Montagestöße soweit wie möglich unsichtbar durchgeführt werden.

Den Sicherheitsaspekten kamen die eingesetzten Holzwerkstoffe ideal entgegen, wobei speziell die hohen Materialkennwerte der Eurostrand OSB (Egger Holzwerkstoffe) einen wesentlichen Beitrag leisteten. Hochwertige emissionsarme Bindemittelsysteme als Zugabe stellen Dimensionsstabilität und Maßhaltigkeit auch unter Feuchteeinfluss sicher. Im Zuge des Montagezeitraums ist dieser nicht ganz vermeidbar und hätte angesichts der Größe der zu verlegenden Flächen infolge Quellens und Schwindens zu nicht unbedeutsamen Zwängungsspannungen geführt.

So wurde auf der oberen Bogenschar eine doppellagige Beplankung durch Nageln aufgebracht. Für diesen tragenden Dachbelag wurde eine Kombination aus einer 30 mm dicken OSB Plattenlage in Gefällerichtung mit statischer Funktion analog zu den gekreuzten Bogenscharen mit „Kerto Q“ gewählt.

Dieses spezielle Furnierschichtholz verfügt dank seines Furnierverlaufs in überwiegend einer Richtung über hohe Festigkeiten und ungewöhnliche Dimensionen. Den raumseitigen Abschluss bildeten gelochte 3-Schichtplatten mit der Aufgabe, zum einen Sprinklerleitungen und Elektroinstallationen zu verblenden und zum anderen die Akustik zu verbessern.

Optisch überzeugt die helle, geschlossene Oberfläche des Materials mit seinen langen dünnen Strands. Für die gemäß. EN 300-OSB dreischichtig aufgebauten, kunstharzgebundenen Flachpressplatten aus orientiert gestreuten Mikrofurnieren wird überwiegend frisches Nadelholz der Kiefer aus nachhaltig bewirtschafteten Forsten verarbeitet.

Die bis dato nicht am Markt verfügbare hellere, nahezu bläue-freie und geschlossene Oberfläche verdankt Eurostrand OSB einer getrennten Holzaufbereitung nach Deck- und Mittelschicht. Dazu werden die ca.150 mm langen Strands von 0,4 mm Dicke optimal orientiert.

Weitere Informationen

Eurostrand OSB bba 504

Architekten: Gerber Architekten, Dortmund Projektsteuerung: Drees & Sommer, Stuttgart