Die Raumzellenbauweise mit Stahl stellt gewissermaßen die Urform des modularen Bauens dar. Hier erfahren Sie, welche Vorteile der Stahl-Modulbau mit sich bringt, für welche Gebäude er sich vor allem eignet und inwiefern sich die Stahl-Modulbauweise von der Containerbauweise unterscheidet.
- Modulbau mit Stahl oder Holz sowie als Hybrid »
- Abgrenzung zur Containerbauweise »
- Aufbau und Vorfertigung »
- Gebäudearten im Stahl-Modulbau »
- Vorteile der Stahl-Modulbauweise »
Herzstück der Stahl-Modulbauweise sind freitragende Stahl-Rahmenkonstruktionen, die in der Fabrik vorgefertigt und als fertige Raumeinheit mit bereits eingebauten Wänden, Decken, Fenstern und Türen auf die Baustelle geliefert werden. Dort lassen sich die einzelnen Module mit jeweils einem Kranhub praktisch endlos nebeneinanderreihen und in mehreren Geschossen übereinanderstapeln. Der hohe Vorfertigungsgrad erlaubt die Errichtung kompletter Gebäude in kürzester Bauzeit.
Modulbau mit Stahl oder Holz sowie als Hybrid
Die Reihung und Stapelung der vorgefertigten Raumzellen aus Stahl ist ein zentrales Element der modularen Bauweise. Teilweise wird deshalb unter dem Begriff der Modulbauweise allein der Stahl-Modulbau verstanden.
Da jedoch der moderne Holz-Modulbau inzwischen ähnliche Verfahrensweisen erlaubt, sollte Modulbauweise stets als Oberbegriff verwendet werden, der sich dann nach den Materialien Stahl und Holz genauer unterschieden lässt.
Die jeweiligen Vorteile beider Werkstoffe können auch kombiniert werden, sodass eine hybride Modulbauweise entsteht, bei der sowohl Holz- als auch Stahlkomponenten zum Einsatz kommen.
Abgrenzung zur Containerbauweise
Der Stahl-Modulbau ist eng mit der Containerbauweise verwandt, weshalb umgangssprachlich die beiden Begriffe oft deckungsgleich verwendet werden. Die Branche selbst legt jedoch auf eine Unterscheidung zwischen beiden Systemen Wert.
Merkmale der Containerbauweise
- Containergebäude basieren auf genormten Frachtcontainern (auch Übersee-Container genannt).
- Grundlage des Gebäuderasters ist dann zum Beispiel der 20-Fuß-ISO-Container mit seinen genormten Maßen von 8 Fuß Breite, 8½ Fuß Höhe und 20 Fuß Länge (umgerechnet 2,4384 x 2,591 x 6,058 m).
- Das besondere Merkmal eines Containers ist seine Mobilität, weshalb Containergebäude vor allem für kostengünstige temporäre Gebäude zum Einsatz kommen.
- Die Gebäude decken einen kurzfristigen, aber vorübergehenden Raumbedarf ab und können anschließend relativ einfach demontiert und an einem anderen Ort erneut verwendet werden.
- Typische Beispiele sind der Baustellencontainer, Schulgebäude bei zeitweise erhöhten Schülerzahlen oder vorläufige Unterkunftsgebäude für Bauarbeiter, Geflüchtete, Soldaten und ähnliche Personengruppen.
- Die architektonische Gestaltung ist begrenzt: Die Rahmenkonstruktionen der Container bleiben in der Regel sichtbar, es handelt sich um einfache Blechfassaden und Lochfenster. Treppen und Erschließungswege werden in der Regel außen angebracht.
Im Unterschied dazu entstehen im Stahl-Modulbau ….
- dauerhafte Konstruktionen, deren Nutzungsdauer denen konventionell errichteter Bauten entspricht,
- baukonstruktiv ausgereifte und energetisch optimierte Gebäude, die allen zeitgemäßen Ansprüchen, etwa an den Wärme- und Schallschutz genügen,
- architektonisch anspruchsvolle Gestaltungen mit individuellen Fassaden, variablen Fenstergeometrien, innenliegender Erschließung.
Im Mittelpunkt des hochwertigen Stahl-Modulbaus stehen nicht die Mobilität und Wiederverwendbarkeit der Elemente, sondern der hohe Vorfertigungsgrad mit seiner witterungsunabhängigen Herstellung und der schnellen Errichtung auf der Baustelle.
Aufbau und Vorfertigung
- Die Raumzellen des Stahl-Modulbaus bestehen aus einer freitragenden Stahlrahmenkonstruktion mit 8 biegesteifen Ecken. Dadurch entsteht eine stabile Einheit, die sich sicher vom Werk auf die Baustelle transportieren und dort mit dem Kran zur Einbaustelle heben lässt.
- Die Rastermaße der zu stapelnden und zu reihenden Module wird bereits in einer frühen Planungsphase mit dem Anbieter abgestimmt. Die Hersteller bieten in der Regel eine flexible Rasterung an, deren Maximalmaße in Einzelfällen bis zu 25 m Länge, 6 m Breite 4 m Höhe reichen können.
- Es ist aber nicht unbedingt sinnvoll, die Maximalmaße auszuschöpfen. Stattdessen sollte das Raster auf die Gebäudenutzung, das Raumprogramm und die dafür erforderlichen Raummaße abgestimmt werden. Zu prüfen sind außerdem die zulässigen und auf dem Weg zur jeweiligen Baustelle technisch möglichen Transportabmessungen. Eventuell müssen Sondertransporte beantragt werden.
- Die modularen Stahlrahmenelemente werden noch im Werk ausgebaut, wobei ein sehr hoher Vorfertigungsgrad von bis zu 90 % erreicht werden kann.
- Wände und Decken entstehen meist im Trockenbau mit Gipsplatten oder zementgebunden Platten, die einerseits die raumbildenden Bauteile darstellen und andererseits die Stahlkonstruktion einkapseln, sodass deren Brandschutz sichergestellt ist.
- Schon im Werk lassen sich Innenbauteile wie Türen und Treppen sowie alle notwendigen haustechnischen Installationen einbauen. Im Extremfall können selbst Ausstattungselemente wie Badarmaturen, Fliesen, Einbaumöbel, Lampen und selbst Vorhänge bereits vorhanden sein. Je höher der Vorfertigungsgrad, desto geringer ist der Ausbauaufwand auf der Baustelle, der im konventionellen Bauen einen erheblichen Anteil der Bauzeit verursacht.
- Bei der Fassade, die das architektonische Äußere des Gebäudes prägt, hat der Planer die Auswahl unter allen gängigen Fassadensystemen. Anders als beim Bauen mit Containern muss die Außenhülle nicht aus Blech bestehen. Stattdessen sind vorgehängte Fassaden mit den verschiedensten Begleitungen oder auch Putzfassaden möglich.
Gebäudearten im Stahl-Modulbau
Im Grundsatz lassen sich alle gängigen Bauwerke des Hochbaus mit modularen Stahlrahmenkonstruktionen ausführen. Ihre speziellen Vorteile spielt die Bauweise jedoch vor allem dann aus, wenn das Gebäude viele Räume mit gleicher oder ähnlicher Größe und Nutzungsstruktur hat.
- Kliniken, Bettenstationen sowie Labor- und andere medizinische Gebäude,
- Pflege- und Altenheime,
- Kindergärten,
- Schulen und Hochschulen,
- Hotels, Wohnheime und Unterkunftsgebäude,
- Büro- und Verwaltungsgebäude, Rechenzentren.
Neben freistehenden Gebäuden sind auch Aufstockungen, Anbauten oder Einbauten (zum Beispiel Schaltwarten oder Meisterbüros in Industriehallen) möglich.
Vorteile der Stahl-Modulbauweise
- hoher Vorfertigungsgrad,
- witterungsunabhängige Herstellung der Module mit industriellen Methoden (Automatisierung, Robotik),
- dadurch gleichbleibende Qualität und hohe Ausführungssicherheit,
- schnelle Planung und Errichtung mit hoher Terminsicherheit,
- für sehr kurzfristigen Baubedarf und eilige Projekte geeignet,
- weniger Beeinträchtigungen (Lärm, Verkehr, Staub) im Umfeld während der Bauphase (» wichtig zum Beispiel bei der Erweiterung von Krankenhäusern oder im innerstädtischen Bauen),
- für die modularen Stahlrahmen und die daraus errichteten Gebäude können Typenstatiken entwickelt werden, die den Planungs- und Genehmigungsprozess weiter verkürzen,
- Containerbauweise für temporäre Gebäude mit einfachem Rückbau und Wiederverwendung der Komponenten,
- Gestaltungsfreiheit, Nutzungsdauer und Funktionalität im Stahlmodulbau wie beim konventionellen Bauen.
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