Weit tragend

Pilatus Aircraft ist eine der führenden Firmen in der Herstellung von einmotorigen Turboprop Flugzeugen und die einzige Schweizer Firma, die Flugzeuge und Trainingssysteme entwickelt, baut und weltweit verkauft. Mit dem Bau der neuen Endmontagehalle wurde der Produktionsengpass im Stammwerk in Stans beseitigt.

Die Anforderungen des Bauherrn waren klar definiert. Er wollte nicht nur ein ökonomisches, sondern auch in jeder Hinsicht ökologisch optimales Gebäude. So ist beispielsweise selbst der farbige Außenanstrich umweltfreundlich aus Erdfarben und Fischkleister, ganz ohne jegliche giftige Zutaten. Auf 72 x 122 m beherbergt das einer Flügelform nachempfundenen Gebäude neben der 7 300 m² großen Endmontagehalle noch rund 1 400 m² Büroräumlichkeiten sowie das „Visitor-Center“.

Für die komplette Baustruktur wurde ein digitales Gebäudemodell als Grundlage für eine durchgängige Bauplanung erstellt. Hier wurden ca. 33 000 Holzbauteile, 4 000 Stahlteile und über 60 000 Schrauben und Dübel elektronisch verarbeitet. Die räumliche Struktur der Tragkonstruktion wurde mittels des CAD-Programms Cadwork vom planenden Ingenieur erstellt. Sie diente den Architekten sowie sämtlichen Fachplanern als Basis für ihre Detailplanungen. Die beteiligten Holzbaufirmen konnten die Daten auf direktem Weg in ihre CAD Systeme übernehmen und weiter an die CNC/CAM gesteuerten Fertigungs- bzw. Abbundanlagen übergeben. Das Ergebnis kann sich sehen lassen, die komplette Montage der Haupttragkonstruktion konnte innerhalb weniger Wochen mit sehr hoher Passgenauigkeit der Bauteile abgeschlossen werden.

Beherrscht wird die Tragkonstruktion der Halle von den rund 61 m weit gespannten Bogenbindern. Die äußere Form der Halle soll an die Form eines Flugzeugflügels erinnern. Ein Tonnendach über der Montagehalle bildet den oberen Gebäudeabschluss. Das Primärtragwerk in Form eines Fachwerks besteht aus einem gebogenen Obergurt 36 x 120 cm und einem horizontalem Zugband als Stahlprofil HE-B 260 bzw. HE-B 300 in den Verbandsfeldern. V-förmig angeordneten Fachwerkstäbe, welche als Zug- und Druckstäbe angeschlossen sind, verbinden Ober- und Untergurt und sorgen für die Stabilität des globalen Ausknickens.

Die Binder liegen südseitig auf wohlgeformten und nach außen geneigten Holz-Pendelstützen und nordseitig auf Stahlbeton-Einspannstützen auf. Im Bereich der Giebelwände reduziert sich die Spannweite des Fachwerks auf die Breite der Toreinfahrt. Der übrige Teil des Obergurts liegt direkt auf den Giebelwandpfosten. Der überwiegende Teil des Tragwerks besteht aus Fichten-Brettschichtholz der Festigkeitsklassen GL24 und GL28. Nur für einzelne, hoch belastete Elemente wurde BS-Holz der Festigkeitsklasse GL36 eingesetzt.

Das Sekundärtragwerk der Halle, welches die eigentliche Dachebene bildet, ist dem Querschnittsprofil entsprechend über den Obergurten aufgeständert. BS-Holz Rippen in einem Abstand von ca. 35 cm im Verbund mit der oberen Beplankung bilden den oberen Dachabschluss. Diese Elemente wurden werkstattmäßig vorgefertigt und als Einfeldelemente verlegt. Die Außenwände bestehen ebenfalls aus vorgefertigten Holztafelelementen welche außen auf das Primärtragwerk befestigt wurden. Diese bestehen aus Holzrippen mit einer Dämmung aus 200 mm Steinwolle. Raumseitig sind diese mit einer 19 mm Grobspannplatte und außen mit einer 15 mm MDF-Platte beplankt. Auf diese wurde die Fassade aus Blech bzw. eine horizontale Lamellenschalung aufgebaut.

Die horizontale Aussteifung der Halle erfolgt über sogenannte K-Fachwerke. Diese leiten zunächst die horizontalen Kräfte aus Wind, Auslenkung und Erdbeben von der Dachebene in die darunter liegende Bogenebene. Diese ist wiederum mittels K-Verbänden ausgesteift, welche die Kräfte auf der Nordseite in die eingespannten Stahlbetonstützen und auf der Südseite direkt über die Außenwand in die Fundamente weiterleitet. Die Untergurte sind ebenfalls seitlich mit Druckstäben und horizontalen Verbänden ausgesteift. Diese verhindern das Ausknicken des Zugbandes infolge Beanspruchungen aus Windsog. Quer zur Hallenlängsachse erfolgt die Aussteifung über die Stahlbetonstütze sowie über Verbände in den Giebelachsen.

Die Büroräume sowie das „Visitor Center“ auf der Nordseite sind als Skelettbau konzipiert. Holzstützen leiten die vertikalen Einwirkungen aus dem Dach weiter in die Fundamente und vorgefertigte Wandelemente bilden die Außenhaut und sorgen für die nötige Aussteifung. Die Decken über 2. und 3. OG bestehen aus Hohlkastenelementen. Auf Rippen aufgeklebte 3-Schichtplatten bilden die obere und untere Beplankung. Diese ebenfalls als Einfeldträger ausgebildeten Elemente haben Spannweiten bis zu 8 m. Das 2. und 3. OG in Form einer eingeschobenen Tragstruktur bilden das Besucherzentrum. Es ist 32 m lang und ragt 7,5 m über die Nordfassade hinaus. Ein Fachwerk mit Zugdiagonalen, 32 m Spannweite, bringt die Lasten aus Fassade, Decken und Dach in die beiden Giebelwände. In diesen ist die eigentliche Kragstruktur integriert und leitet die Lasten über eine Abspannung in die Fundamente ab.

Architekten: Scheitlin – Syfrig + Partner AG, Luzern

Tragwerksplanung: Lauber Ingenieurbüro für Holzbau, Luzern