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Temporärbau mit Kurve und Höhenversatz

Veröffentlicht am: 24. Nov. 2023

(bezahlter Inhalt)

Der Fugger-Pavillon, ein Temporärbau in Holzbauweise, besitzt eine vermeintlich schlichte Form. Er stand im Mai 2022 – anlässlich des 500-jährigen Jubiläums der ältesten Sozialsiedllung der Welt namens „Fuggerei“ – wie eine Skulptur auf dem Rathausplatz von Augsburg. Doch die Röhre mit Satteldach und Abzweig nach oben warf einige tragwerksplanerische Fragen auf, die alles andere als schlicht waren. ZÜBLIN Timber ermöglichte den Sonderbau.

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Bild 1: Mitten in Augsburg auf dem Rathausplatz stand einige Wochen der Fuggerei-Pavillon, um das 500-jährige Bestehen der ältesten Sozialsiedlung der Welt zu feiern. Das aufsehenerregende Bauwerk ist eine Neuinterpretation eines typischen Fuggerei-Wohnhauses mit Satteldach

 

Die Fuggerei in Augsburg feierte im Mai 2022 ihr 500-jähriges Jubiläum – u. a. mit einem eindrucksvollen Holzpavillon. Innerhalb von zwei Wochen entstand auf dem Augsburger Rathausplatz eine architektonische Skulptur, die mit ihrem Satteldach zum einen an die historischen Häuser der Fuggerei erinnerte, zum anderen aber auch die Möglichkeiten des modernen Ingenieurholzbaus zeigte.

Dieser Pavillon mit dem Namen „NEXT500“ stammt aus der Feder des Rotterdamer Architekturbüros MVRDV. Er greift gestalterische Elemente der historischen Fuggerei auf und „katapultiert diese dynamisch-geschwungen in die Zukunft“, so Architekt Jacob van Rijs. Die langgestreckten Reihenhäuser und deren typische Giebelansichten mit Satteldach haben den Entwurf inspiriert. 

Dabei wurde die ca. 5 m breite und 7 m hohe Ausgangsform quasi extrudiert und nach ca. 10 m Länge in einem geschwungenen Bogen vom Boden weg als 8,50 m große Auskragung in die Höhe geführt.

Zum Rathaus hin ausgerichtet, dient der Pavillon am höchsten Punkt auch als Aussichtsplattform auf selbiges. Dort befindet sich zudem eine Tribüne, die für Vorträge, Präsentationen und andere Veranstaltungen im Rahmen des Festivals genutzt wurde.

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Bild 2: Der auskragende Teil des Pavillons hat an seiner Spitze eine Tribüne. Gut zu sehen: Die abgedeckten Stahlverbindungsmittel und die Schwalbenschwanzverbinder „X-Fix-c“ aus Buchen-FSH im Bereich der Wand- und Dachelementstöße.

 

Brettsperrrholz für alle Kurven

Gebaut wurde das Gebäude aus Brettsperrholz (BSP): Wände, Boden und Dach bestehen aus vorgefertigten Elementen. Ziel dabei war, das statische Potenzial des nachhaltigen Materials und des Ingenieurholzbaus zu demonstrieren. Denn tragwerksplanerisch hat es die vermeintlich einfache Form durchaus in sich – insbesondere der Übergang vom geraden Teil zur Auskragung sowie die Auskragung selbst.

Innen sichtbares Holz, ohne sichtbare Verbindungsmittel

Grundsätzlich sollte das Holz im Pavillon-Innern überall sichtbar bleiben, metallische Verbindungsmittel hingegen unsichtbar verbaut und nicht zu sehen sein. Wo sie nicht versteckt eingebaut werden konnten, wurden sie mit Einlegehölzern abgedeckt - und derer gibt es viele.

Bei der Entwicklung der Konstruktion galt es zudem, den kompletten Bausatz des Pavillons als Temporärbau so zu konzipieren, dass er einmal komplett auf-, anschließend wieder zerstörungsfrei abgebaut und an anderer Stelle erneut aufgebaut werden kann. Dies stellte die Ingenieure von ZÜBLIN Timber zunächst vor die Aufgabe, entsprechende Verbindungsmittel und -typen zu finden, die für das mehrmalige Montieren und Demontieren geeignet sind.

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Bild 3: Die Fuggerei-Bar befindet sich im Übergangsbereich zum ansteigenden Teil des Pavillons.
Alle Stahlverbindungsmittel wurden mit Holzeinlagen abgedeckt. Zusammen mit den Schwalbenschwanz-Verbindern wirken die Abdeckungen beinahe wie schmückende Elemente.

 

Anschließend war zu prüfen, welche Rahmenbedingungen die Produktion vorgibt – dies vor allem in Bezug auf zwei Aspekte: „Was sind die größten bzw. kleinsten Krümmungen, die gebogen werden können?“ und „Welche Bauteilgrößen passen noch in die Pressbetten hinein?“.

Und zu guter Letzt ging es um die geschickte Aufteilung der Geometrie des Pavillons. Aus der Frage, an welchen Stellen die Gebäudehülle sowohl fertigungstechnisch als auch statisch am besten in Einzelelemente aufgeteilt werden sollte, ergab sich unmittelbar die Frage der Elementverbindungen. Je nach Lage der Elementstöße, der Auflager- und Anschlusssituation sowie der zu übertragenden Kräfte kamen vor allem Schrauben, speziell gefertigte Stahlblechformteile, Ringkeildübel, schwalbenschwanzförmige Buchen- Furnierschichtholz(FSH)-Verbinder (X-Fix-c) sowie aufgeschraubte Stahllaschen und -winkel zum Einsatz. So war beispielsweise schnell klar, dass die Satteldachflächen des auskragenden Gebäudeteils in je zwei Teilen gefertigt werden müssen, da sie leicht S-förmig geschwungen sind. Andernfalls hätte man eine extrem aufwendig zu fertigende Gegen(aus)form(ung) gebraucht.

BSP-Elemente mit geschwungenen und verwundenen Stoßfugenflächen

Die Außenhülle bilden zwischen 36 m² und 50 m² große, vorgefertigte und bis zu 6 t schwere BSP-Einzelbauteile. Um die aufwendigen und z. T. mehrfach gekrümmten Freiform-Elemente abbinden zu können, wurde der Pavillon als exaktes 3D-CAD-Modell erstellt. Über eine interne Programmschnittstelle wurden die Produktionsdaten zur Ansteuerung des Hundegger Plattenbearbeitungszentrums für alle ebenen Bauteile erzeugt, alle gekrümmten Bauteile wurden, soweit möglich, von einem 8-Achs-CNC-gesteuerten Roboter bearbeitet. Alle Bearbeitungen, die außerhalb des Bearbeitungsbereiches des Roboters lagen, wurden im Handabbund nachträglich angefertigt.

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Bild 4: Die 24 cm dicken Wandelemente wurden mit Stahlwinkeln auf der Bodenplatte verankert. (Fotos 1-4: Eckhart Matthäus)

 

Die stumpf gestoßenen Elemente schmiegten sich mit ihren unterschiedlich geneigten und über die Länge verwundenen Stoßfugenflächen wie Puzzlestücke aneinander. Ringkeildübel und quer über die Stoßfugen aufgeschraubte Stahllaschen und -winkel verbinden sie zu biegesteifen Dach- und Wandflächen bzw. zu einer in sich stabilen Röhre. Sowohl die Steifigkeit der Verbindungsmittel bzw. deren Duktilität (Nachgiebigkeit) als auch deren genaue Anzahl ging bei der Dimensionierung der Plattendicken mit in die Berechnung ein. Dabei haben die Ingenieure von ZÜBLIN Timber jedes Verbindungsmittel, jede Stahllasche und jeden Anschlusswinkel exakt für die ankommenden Lasten bemessen.

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Grafik 1: Querschnitt des ca. 5 m breiten und 7 m hohen Pavillons.
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Grafik 2: Grundriss: Nach etwa 10 m Länge wendet sich der Bau um 105 Grad und steigt über 8,50 m in die Höhe, wo er mit einer Tribüne endet. (Grafiken 1 & 2: MVRDV)

 

Die Herausforderung bei der Tragwerksplanung des Bauwerks lag also nicht so sehr darin, die Plattenquerschnitte, also deren Formate und Plattenstärken, entsprechend groß zu dimensionieren, sondern eher darin, die Verbindungsmittel so auszulegen, dass sich der auskragende Gebäudeteil bei Belastung am Kragarmende nicht zu weit durchbiegt oder dass sich das ganze System nicht als zu weich herausstellt, wenn sich die Kräfte aufgrund von Zusatzverformungen doch anders verteilen als angenommen. So ziehen beispielsweise im Bereich des auskragenden Gebäudeteils die Vertikalkräfte aus Eigengewicht und Nutzlasten den Kragarm nach unten und erzeugen dadurch abhebende Kräfte im Bereich des Außenradius’. Diese Zugkräfte mussten mit eigens dafür angefertigten, verdeckt eingebauten Stahlteilen (maximale Kraft pro Zuganker: 60 kN bzw. 6 t) verankert werden. Gleichzeitig stützt sich das Gebäude dabei im Bereich des Innenradius’ ab. Solche und einige andere besondere Lasteinwirkungen und -verteilungen galt es zu berücksichtigen. Insgesamt wurden 2700 Vollgewindeschrauben und ca. 1,8 t Stahl in Form von Zugankern und eigens angefertigten Verbindungsblechen verbaut.

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Bild 7: Die leicht S-förmigen Satteldachflächen des auskragenden Gebäudeteils setzen sich jeweils aus zwei Elementen zusammen, da es fertigungstechnisch einfacher war, sie zu teilen. Aufgeschraubte Stahllaschen verbinden die Wand- und Dachelemente miteinander bzw. Stahlwinkel die Wand- mit den Dachelementen oder auch die Dachelemente im First.

 

Elementfertigung im Werk mit Nähe zur Baustelle

Nicht nur für das Tragwerk bzw. die Tragwerksplanung, sondern auch für die Fertigung und Montage zeichnete ZÜBLIN Timber aus Aichach verantwortlich. Damit hatte die Fuggerstiftung nicht nur das gefragte Knowhow in greifbarer Nähe, sondern auch einen extrem kurzen Transportweg von 25 km für die Elemente zur Baustelle nach Augsburg. Außerdem stammen die dafür benötigten ca. 130 m3 BSP aus den nachhaltig beforsteten Fuggerschen Stiftungswäldern.

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Bild 8: Der ca. 8,50 m weit auskragende Pavillon-Arm schwebt am höchsten Punkt ca. 3 m über dem Boden
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Bild 9: In der seitlichen Aufsicht ist gut zu erkennen, dass First- und Trauflinie des auskragenden Gebäudeteils nicht parallel verlaufen und die Dachfläche leicht S-förmig ist. So ergibt es sich, dass fast jedes Element ein Unikat ist. (Fotos 7-9: Eckhart Matthäus)

 

Ensembleschutz erlaubte keinen Wiederaufbau in der Fuggerei

Nach der Jubiläumsveranstaltung wurde der Pavillon demontiert und im niederländischen Groningen im Kunst- und Skulpturenpark der Stiftung Fraeylemaborg wiederaufgebaut. Zwar sollte er in Augsburg bleiben und für zehn Jahre seinen Standort in der Fuggerei erhalten. Da die Fuggerei jedoch unter Ensembleschutz steht, durfte dort kein neues Gebäude eingefügt werden. So musste sich die Stiftung nach einer anderen Verwertung und anderen Nutzern umsehen. Nun bereichert der Pavillon die Kulturgüter des Freiluftmuseums in den Niederlanden.

Dipl.-Ing. (FH) Susanne Jacob-Freitag, Karlsruhe


Bautafel
Fugger-Pavillon, Augsburg

Bauherrschaft: Fürstlich und Gräflich Fuggersche Stiftungen, 86152 Augsburg, www.fugger.de
Architekturbüro: MVRDV, NL-3002 JC Rotterdam, www.mvrdv.nl
Tragwerksplanung, Fertigung und Montage: ZÜBLIN Timber GmbH, 86551 Aichach, www.zueblin-timber.com
Neuer Standort: Kunst- und Skulpturenpark Stiftung Fraeylemaborg, NL-Groningen, www.fraeylemaborg.nl

www.fuggerei-next500.de