Technik

Wachsmanns Erbe?Wohnungsbauten in StahlbauweiseVon Bernd Naujoks und Helmut Zeitter

Im Verhltnis zu anderen tragenden Bau-stoffen hat Stahl eine wesentlich krzereTradition allerdings ist sie dafr weitausabwechslungsreicher. In einzelnen Bereichenwie zum Beispiel dem Brcken-, Industrie-und Gewerbebau konnten sich Stahlkon-struktionen gegenber anderen Bauweisenvielfach durchsetzen. Lediglich im Bereichdes Wohnungsbaus ist die Stahlbauweisebislang nur sprlich vertreten. Erste Anstze,auch Wohnbauten in Stahlbauweise zu errichten, gab es bereits Anfang des ver-gangenen Jahrhunderts in den VereinigtenStaaten. Die zu jener Zeit gebauten Apart-menthochhuser brachten fr den kurz dar-auf einsetzenden Hochhausboom wichtigeErkenntnisse. Einzelbauwerke wie dasEames-Haus in Los Angeles oder die Bam-bos-Huser in Dessau (Bilder 2, 3) stellenzwar Meilensteine der architektonischenEntwicklung dar, sie kamen aber nie berden Status von Prototypen hinaus. Viele dieser Huser wurden von herausragendenArchitekten wie zum Beispiel Walter Gropius,Marcel Breuer und anderen als Prototypenentwickelt. Kaum jemand hat sich in derFolgezeit aber darum bemht, die Detail-und Fertigungsprobleme abschlieend zu lsen, weshalb der Systematisierungs-gedanke aus den Ursprngen des industria-lisierten Stahlbaus nicht umgesetzt werdenkonnte. Dies hat sich bis heute kaum gen-dert, obwohl der Baustoff Stahl seine Leis-tungsfhigkeit beim Bau von Industriehallensowie mehrgeschossigen Gewerbe- undVerwaltungsbauten seit Jahrzehnten ein-drcklich unter Beweis stellt. Der Stahlbausteht heute daher an einer hnlichen Stellewie der Holzbau in den 20er Jahren desletzten Jahrhunderts, als sich Konrad Wachs-mann aufmachte, einen industrialisiertenHolzbau fr Wohnhuser zu ermglichen.

Fr den Wohnungsbau mit Stahltrag-

werken haben sich drei unterschied-

liche Konstruktionsprinzipien ent-

wickelt: Der Skelettbau, der Modulbau

und die Stnderbauweise mit Kalt-

profilen. Am verbreitetsten ist im

Verhltnis der vor Ort zu montierende

Skelettbau, bei dem die Wnde von

ihrer tragenden Funktion befreit sind.

Die Vorteile bei der Modul- und

Stnderbauweise liegen dagegen im

hohen Vorfertigungsgrad. Die Stahl-

bauweise kann sich in dem hart um-

kmpften Markt aber nur behaupten,

wenn die industrielle Vorfertigung

weiter perfektioniert wird und die

Branche serienreife Details entwickelt.

In housing development using steel

construction three structural principles

have evolved: the skeleton frame, the

module and the cold-formed steel

framing. Relatively the most common

is the steel frame assembled on site in

which walls are relieved of their load-

bearing function. Advantages of the

module and stud frame construction

lie in the high degree of prefabrication.

Steel construction however can only

prevail in a highly competitive market

if industrial prefabrication is further

perfected and better details developed.

1 Transparenz und Klarheit prgen den Innenraumdieses Wohnhauses in Stahlrahmenbauweise mitsichtbarer Tragkonstruktion. Die Materialwahlzeigt: Holz und Stahl knnen eine uerst frucht-bare Symbiose eingehen (Architekt: Reinhold Andries, Stuttgart)

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Grundlagen der Stahlbauweise Der konstruktive Ansatz derStahlbauweise nimmt Anleihen aus dem Skelettbau und den Konstruktionen des Trockenbaus, dessen Potenzial fr tragendeZwecke sogar Fachleute hufig unterschtzen. Grundstzlich ist jedoch eine begriffliche Klrung sinnvoll, da viele Bezeichnungender Bauweisen und Konstruktionsformen missverstndlich aus anderen Bauweisen entlehnt werden: So hat sich zum Beispiel imHolzbau der Begriff Holzrahmenbauweise aus der amerikani-schen Bezeichnung Timber framing bertragen. Darunter ver-steht man ein feingliedriges Traggerippe mglichst gleicher Hlzer,die mit Holzwerkplatten flchig beplankt sind. Der moderne Stahl-wohnungsbau bernimmt diesen Ansatz, der schon im Trockenbauseit Jahrzehnten mit hoher Wirtschaftlichkeit verbunden ist. Aller-dings ist hierfr der Terminus Stnderbauweise neutraler undprziser Gleiches gilt fr den Holzbau. Bei dieser Bauweise besit-zen die Wandelemente sowohl fr Vertikallasten als auch fr diehorizontalen Aussteifungslasten hohe Tragfhigkeiten. Unter derBezeichnung Stahlrahmenbau ist dagegen das statisch-konstruk-tive Detail der biegesteifen Rahmenecke zu verstehen. Die ober-flchliche hnlichkeit der Begriffe fhrt in der Planungspraxis auf-grund des wachsenden Erfolges der Holzrahmenbauweise hufigzu Missverstndnissen.Am konsequentesten wirkt sich die hohe Leistungsfhigkeit desWerkstoffs Stahl bei der Skelettbauweise (Bild 4) aus, wenn dasTragwerk auf wenige Hauptelemente reduziert wird, die in einemKonstruktionsraster mit Abstnden von ungefhr vier bis sechs Metern stehen: Besonders im Wohnungsbau gewhrt die Skelett-bauweise eine hohe planerische Freiheit und Flexibilitt, da die statischen Anforderungen an Wohnhuser relativ gering sind.Selbst bei mehrgeschossigen Gebuden erreicht man mit maximal240 mm hohen IPE- und HEA-Profilen Deckenspannweiten von bis zu sechs Metern. Nicht tragende Wnde kann der Planer dannbeliebig anordnen.

Skelettbau Das Stahlskelett ist in der Regel sichtbar und liegtentweder innerhalb oder auerhalb der Gebudehlle. Auen platzierte Sttzen gewhren eine optimale und bezogen auf dasTragwerk uneingeschrnkte Raumaufteilung. Nachteilig sind dieDurchdringungspunkte der Fassade durch die Rahmenriegel. In diesen Bereichen mssen die Stahltrger thermisch getrenntwerden, um den Einfluss dieser Wrmebrcke zu reduzieren. Hin-sichtlich des Wrmeschutzes ist daher ein innen liegendes Stahl-skelett empfehlenswert, damit die Auenhlle entsprechend denForderungen der EnEV wrmebrckenfrei gedmmt und konstru-iert werden kann.Je nach Achsabstand der Rahmen sprechen wirtschaftliche Grndeentweder fr Stahlbetondecken, Verbunddecken oder Balken-decken. Bei einem Deckentrgerabstand von 40 bis 62,5 cm erlau-ben Kaltprofildeckentrger mit [- oder S- Querschnitt problemlos

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2 In der ersten Schule von Chicago manifestierte sich gegen Ende des 19. Jahrhunderts in den USA der moderne Funktionalismus. Die offenen undzweckbetonten Grundrisse erforderten effiziente Tragwerke mit groenSpannweiten. Es war die Geburtsstunde des Stahls im Wohnungsbau. Etwafnfzig Jahre spter schrieb das Wohnhaus der Architekten Charles und RayEames Architekturgeschichte

3 Marcel Breuer entwickelte 1924 bis 1926 mehrere Konzepte unter dem Arbeitstitel Kleinmetallhaus. Bei seinen architektonischen Strukturstudienkonzentrierte er sich auch darauf, die Vorfertigungsprobleme zu lsen

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Spannweiten von bis zu sechs Metern (Bild 5). Stegffnungen inden Stahlprofilen erleichtern den Einbau haustechnischer Installa-tionen, sie sind aber statisch zu prfen.Der Wandaufbau der Skelettkonstruktion ist frei whlbar. Es sindsowohl leichte Trennwnde aus nicht tragenden Kaltprofilen undbeidseitiger Beplankung als auch Mauerwerk aus 11,5 cm dickenKalksandsteinen denkbar. Eine weitere Variante wenn auch seltener sind in die Auenwand eingesetzte Stahlkassetten.Die Aussteifung der Skelettkonstruktion erfolgt ber Verbnde(Auskreuzungen) oder biegesteife Rahmen. In Gebuden bis zudrei Geschossen knnen auch eingestellte Wandelemente in beplankter Stnderbauweise diese Funktion bernehmen.

Modulbauweise Ist man bereit, den Systematisierungs- und Vorfertigungsgedanken bis in den Gebudeentwurf zu verfolgen,resultiert daraus die Modulbauweise, die ber das einzelne Trag-glied (wie Sttze, Balken, Riegel) und auch das flchige Bauteil(Wand, Decke, Dach) hinausgeht und dreidimensionale Baukrperals Baueinheit definiert.Im Gegensatz zur Skelettbauweise, bei der das Stahltragwerk aufder Baustelle montiert wird, entstehen die raumgroen Modulewitterungsunabhngig im Werk. Das Tragwerk jedes Moduls be-steht aus einem rumlichen Rahmen (Bild 6), der bis zu einer Lngevon zwlf Metern problemlos mit dem Sattelschlepper zur Bau-stelle transportiert werden kann.Je nach Transportkapazitt sind die Stahlbaufirmen in der Lage,Module bis zu sechs Metern Breite anzuliefern. Bauelemente indieser Gre gelten als Schwertransport mit entsprechend hherenMontagekosten. Wesentlich wirtschaftlicher sind deshalb dreiMeter breite Module, die noch auf normale Tieflader passen. Die Hhe der Raummodule betrgt zwischen 3,2 und 3,8 Metern.Die Vorfertigung im Werk (Bild 7) umfasst neben dem mglichenEinbau von Fenstern, Tren, Treppen und Bdern eventuell auch

die Installation der Haustechnik. Die Leitungsstrnge sind in einemTechnikschacht konzentriert und mssen beim Zusammenfgender einzelnen Raummodule nur noch miteinander gekoppelt werden. Dadurch lassen sich die unterschiedlichen Gewerke vielbesser abgrenzen und koordinieren.Die Profilabmessungen der Stahlrahmen entsprechen den jeweili-gen statischen Anforderungen. So besteht zum Beispiel das in Bild 6 dargestellte Modul aus Kaltprofilen mit fnf MillimeternBlechdicke. Werden die Riegel der bereinander stehenden Raum-module schubfest (etwa mit HV-Schrauben) miteinander verbun-den, verdoppelt sich nach dem Zusammenbau die Trgerhhe.Dies hat eine entsprechend hhere Biegesteifigkeit zur Folge. Als Deckensysteme eignen sich neben einer beplankten Balken-decke aus Kaltprofilen auch Trapezbleche (mit oder ohne Auf-beton). Im letzteren Fall werden die Bleche zunchst mit denStegen des unteren Rahmenriegels verschweit. Der anschlieendaufzubringende Beton reicht bis zur Oberkante des Riegels undverbessert durch seine Masse erheblich den Trittschallschutz sowiedurch die geschlossene Flche den Brandschutz.Je grer die Stckzahl, umso wirtschaftlicher fllt die Produktionder Module aus. Die Modulbauweise ist deshalb fr Reihenhuseroder den mehrgeschossigen Wohnungsbau am besten geeignet.Trotzdem sind nur wenige Bauherren dazu bereit, die Module fr

4 Stahlhaus-System in Stahlrahmenbauweise: Die thermische Trennungder Stahlprofile im Bereich der Wandschalen verhindert Wrmebrcken und erlaubt es, die Bauelemente entsprechend ihrer Funktion auszubilden(Planung und Ausfhrung: Rudolstdter Stahlbau, Rudolstadt)

5 Balkendecken aus Kaltprofilen mit S-Querschnitt

6 Raummodul mit bereits eingebauter Treppe

7 Die Vorfertigung im Werk beschrnkt sich nicht nur auf die Montage von Wandelementen, sondern umfasst auch die Installation der Haustechnik

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Wohnzwecke zu nutzen. Die mangelnde Akzeptanz liegt sicherdaran, dass die Modulbauweise stets an die erste Standardisierungs-welle in den siebziger Jahren erinnert, die vor allem die inzwischenungeliebten Schulpavillons hervorbrachte. Dennoch ist es den Her-steller von Raummodulen gelungen, sich gerade fr gewerblicheBauten Marktanteile zu sichern, indem sie ihre Produkte kontinu-ierlich weiterentwickelt haben (Bild 8).Dank moderner Fertigungsmethoden bezieht sich der Produktions-vorteil der Modulbauweise nicht mehr auf das Addieren standardi-sierter Raumelemente, sondern liegt in technisch und wirtschaft-lich ausgereizten Details begrndet. Die heutigen Raummodulezeichnen sich durch eine versteckte Modularitt aus, mit der sichalle bauphysikalischen und statischen Anforderungen individuellerfllen lassen. Somit sind die Hersteller in der Lage, die Module jeweils projektbezogen zu konzipieren, ohne die Architektur aufeinen gestapelten Container-Baukasten beschrnken zu mssen.

Stnderbauweise Im Unterschied zu Skelettbauten bestehen dieDecken- und Wandscheiben bei der aus dem Holzrahmenbau ent-lehnten Stnderbauweise aus tragenden Kaltprofilen. Die Stnderstehen in einem Rasterabstand von vierzig bis achtzig Zentimeternund erhalten ihre Stabilitt durch eine beidseitige Beplankung mitHolz- und Gipswerkstoffen, die speziell fr diesen Zweck eine Zulassung haben mssen. Decken und Wnde wirken somit alsScheibe oder Platte und knnen alle Beanspruchungen an angren-zende Bauteile weiterleiten, sofern sie entsprechend angebundensind. In der Regel sind die Bleche der Profile ein bis zwei Millimeterdick dies ermglicht sehr leichte Konstruktionen.Die Stnderbauweise mit Kaltprofilen ist im nordamerikanischenund skandinavischen Raum unter der Bezeichnung Cold-FormedSteel Framing bekannt. Im Gegensatz zu den Skelettbauten, beidenen der Lastfluss unabhngig von der Gebudehlle punktuellber einzelne Sttzen erfolgt, besteht das Tragwerk eines Stnder-baus aus flchenhaften Bauteilen, die zugleich raumabschlieende

Funktion haben. Durch die Verbindung der Kaltprofile mit den Beplankungen entsteht eine Tafel, die zugleich das Gebude aus-steift. Bei den Deckentafeln wird dazu die obere Beplankungslageals Scheibe ausgebildet; bei den Ein- und Mehrraster-Wandtafelnbernimmt diese Funktion meist die uere Beplankung (Bild 9).Zugleich stabilisieren die Beplankungen der Wnde die druckbean-spruchten Kaltprofil-Sttzen, welche die Vertikallasten abtragen.Vergleichbar den Bauweisen im Holz gibt es bei der Stnderbau-weise unterschiedliche Anstze fr die Anschlussdetails und Mon-tageablufe: das platform-, das balloon- und das quasi-balloon-framing.Bei der Plattform-Bauweise (englisch platform-framing) liegen diehorizontalen Bauteile wie beispielsweise Deckenbalken und Unter-zge unmittelbar auf dem Deckenprofil der Wandbauteile auf. Diedarber stehende Wand lagert wiederum auf dem Rand der Deckeauf (Bild 10). Durch das wechselweise Stapeln von Wand- und

Technik Wohnungsbauten in Stahlbauweise

8 Brogebude in Raummodulbauweise (System Alho)

9 Stnderbauweise mit Kaltprofilen (aus [1])

10, 11 Whrend beim platform-framing (links) die geschosshohen Wand-elemente durch den Einbau der Decke vom nchsten Wandelement getrenntsind, wird die Deckenkonstruktion beim balloon-framing (rechts) mit einerdurchlaufenden Sttze verbunden

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abdecken ausreichend groe Platten sind am Markt erhltlich.Das quasi-balloon-framing eignet sich besonders fr vorgefertigteund mehrgeschossige Bauten. Aber auch fr kleinere Gebude, dienur aus Erdgeschoss mit darber liegendem, niedrigem Drempelbestehen, lassen sich die Vorteile effizient nutzen.Die Deckenbauteile liegen meist auf Randtrgern auf, die an denStndern der Auenwand befestigt sind. Aber auch die Stndereiner Installationsebene lassen sich als tragendes Element ausbil-den. In diesem Fall ist die Tragebene fr die Vertikallasten von derDmmebene entkoppelt und jede Ebene kann fr sich optimiertwerden, ohne dass dabei wesentliche Wrmebrcken entstehen.Fr bliche Bauaufgaben ist eine Kombination der beiden Bau-weisen ideal. Parallel zur Spannrichtung der Deckentrger ber-wiegen die bauphysikalischen und montagetechnischen (Folien-fhrung) Vorteile des quasi-balloon-framings. Zudem kann bei die-ser Variante der Stnderbauweise eventuell eine separate (teure)Installationsebene entfallen. Dagegen ist der Auflagerpunkt derDeckentrger (also senkrecht zur Spannrichtung der Deckentrger)bei der Plattform-Bauweise sowohl in statischer wie montagetech-nischer Hinsicht weitaus unkomplizierter.

Ausfhrung Fr eine effektive Werk- und Detailplanung ist essinnvoll, rechtzeitig den beabsichtigten Grad der Vorfertigung fest-zulegen. Zudem ist es hilfreich, die innerbetriebliche Organisationder ins Auge gefassten Stahlbaufirmen zu kennen. Denn je frherdie Kompetenz der ausfhrenden Betriebe in den Entwurfs- undPlanungsprozess einfliet, desto besser lassen sich deren wirt-schaftliche Vorteile nutzen.Trotzdem sollten die Regelquerschnitte und -details vom Planerund nicht von den ausfhrenden Firmen festgelegt werden. Diebergnge zwischen Baustellenfertigung, Vorfertigung von Halb-fertigteilen und voll elementierten Bauteilen mit integrierter odervorbereiteter Haustechnik sind flieend. Fr die Herstellung undMontage geschlossener Elemente (das heit inklusive beidseitigerBeplankung und integrierter Dmmung) ist wie im Holzbau einenachvollziehbare Qualittssicherung im Betrieb einzufordern.Die hohe Flexibilitt der Stahlbauweise kommt aber auch bei derBaustellenmontage zum Tragen: Gegenber der Massivbauweiselassen sich Kosten, Bauzeit und Qualitt individueller optimieren.Hat der Architekt den Grad der Vorfertigung festgelegt, stellt dieseine planerische Randbedingung dar. Dies kann zum Beispiel durcheine sehr beengte Baustellensituation begrndet sein, die es tech-nisch unmglich macht, groe Elemente mit dem Kran zu verle-gen. Umgekehrt knnen die rtlichen Verhltnisse eine logistischbesonders kurze Bauzeit erfordern, weshalb mglichst viele Bau-teile vorgefertigt werden mssen. Es ist nicht empfehlenswert, der-artige Festlegungen ohne triftigen Grund zu treffen, da ansonsteneventuell das Bieterfeld eingeschrnkt wird. Allerdings kann ein Architekt nur dann verlssliche Kosten kalku-lieren und von den Bietern erwarten, wenn er die Konstruktion imRahmen der Ausschreibung przise bis ins Detail beschreibt. Die

Deckenbauteilen entstehen geschossweise Ebenen beziehungs-weise Plattformen, auf denen die jeweils nchsten Geschosse(Wand und Decke) montiert werden knnen. Die luftdichtendeund dampfbremsende Ebene verspringt im Bereich des Decken-stoes nach auen; die Folien mssen also um das Deckenbauteilherumgefhrt werden. Dies ist zwar bauphysikalisch unkritisch,setzt aber eine besondere Sorgfalt bei der Ausfhrung voraus. Der entscheidende Vorteil dieser Variante liegt in der einfachenund schnellen Montage von Decke und Wandelement. Ohne vor-gefertigte Wand- und Deckenelemente muss dieser Anschluss aufder Baustelle ineinandergefgt werden (Bild 12). So entstehtzwar eine statisch sehr leistungsfhige Konstruktion in bauphysi-kalischer Hinsicht ist ein solches, von Hand gestricktes Detailaber kritisch, da die luftdichte Ebene raumseitig nur schwer her-stellbar ist.Bei dem balloon-framing laufen die Auenwnde ber die ge-samte Gebudehhe ungestoen durch es gibt keine einbinden-den Deckenbalken oder Unterzge. Diese Bauweise hat den Vor-teil, dass alle notwendigen Folien an der Wandinnenseite sowie die auenseitig aufzubringende Dmmung nebst Windsperredurchgehend montiert werden knnen. Die Auenwnde bildeneine geschlossene Hlle und gewhrleisten somit ein Maximum an bauphysikalischer Sicherheit. Im Unterschied zum balloon-framing gibt es beim quasi-balloon-framing keine mehrgeschossigen, gegebenenfalls gebudehohenWandelemente. hnlich wie bei der Plattform-Bauweise setzt sichdas Gebude aus geschosshohen, vorgefertigten Wandelementenzusammen, deren horizontaler Sto knapp oberhalb der Rohdeckeliegt. Diese Bauweise kann ihre wirtschaftlichen Vorteile aber nurausspielen, wenn die Abmessungen der fr die uere Beplankungverwendeten Plattenwerkstoffe die volle Brutto-Geschosshhe

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12 Anschlussdetail Wand / Decke beim platform-framing (aus [2])

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C-Wandprofil

U-Profil fr unterenWandanschluss

U-Abschlussprofil

U-Profil fr oberenWandabschluss

Deckentrger

Eck-Aussteifungs-winkel

C-Aussteifungsprofil

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Planungssicherheit hngt also davon ab, wie zielgerichtet die Aus-schreibung erfolgt dementsprechend zuverlssig gestaltet sichdie Kostenseite. Ein Architekt hat die besten Aussichten auf gut vergleichbare An-gebote, wenn er sie ausschlielich von nachweislich qualifiziertenBetrieben einholt. Zuvor sollten aber alle Randbedingungen derBaustellensituation geklrt sein. Auerdem muss der Planer daraufachten, dass die Stahlbauarbeiten mit den vor- und nachlaufendenGewerken abgestimmt und eindeutig abgegrenzt sind.Um sicherzustellen, dass der ausfhrende Betrieb die gefordertenLeistungen in der gewnschten Qualitt berhaupt erbringenkann, sind unter anderem folgende Aspekte fr die Fertigungmageblich: betriebliche Ausstattung (Wendetisch / Portalkran); Transport- und Krankapazitt; Anteil der Huser am Gesamtgeschft; Hufigkeit der Vollauftrge (das heit, wie viele Huser bautdas Unternehmen pro Jahr); Qualifikation / Kontrollinstrumente fr die Herstellung geschlos-sener Elemente; Qualifikation der Mitarbeiter im Betrieb und auf der Baustelle; Just-in-Time-Lieferung der Materialien vom Hndler; Lagerkapazitt im Betrieb; Logistik auf der Baustelle; Einzugsbereich und Kundenprofil; Umgang mit Fugenproblematik (Luftdichtheit).

Fr den grten Teil der Wohnungsbauten in Stahlbauweise geltendie blichen gestalterischen und planerischen Grenzen. In statischerHinsicht stellt ein Stahltragwerk eine wirtschaftlich gut optimier-bare Lsung dar, da sowohl eine unmittelbare Lastweiterleitung als auch ausreichende Aussteifungselemente in den Geschossenangeordnet werden knnen. Mit leistungsfhigen, meist schlankenStahlprofilen lassen sich hohe Punktlasten einfacher und eleganterals im Holzbau abfangen. Ein Nachteil ist die vergleichweise teureVerbindungstechnik warmgewalzter Profile, weshalb bereits in der Entwurfsphase mglichst einfache Tragstrukturen bevorzugtwerden sollten. Aufwndige Abfangungen und unregelmigeKlimmzge zur Aussteifung des Bauwerkes machen zudem dieVorteile der Leichtbauweise schneller zunichte als im Massivbau.

Wenn es an die Ausschreibung einer Stahlkonstruktion fr dieoben genannte Bauweisen und Gebudetypen geht, muss sich derPlaner entscheiden, ob er auf der Basis einer Funktionalausschrei-bung die volle Bandbreite der zur Verfgung stehenden Lsungenabfragen mchte oder ob er zunchst eine entsprechend detail-lierte Planung erarbeitet, die dann im Leistungsverzeichnis przisebeschrieben werden kann. Die Antwort auf diese Frage hngtmageblich von der Erfahrung des Architekten und der gewhrtenPlanungszeit ab. In beiden Fllen kann der Planer mittelfristigdavon ausgehen, dass nur wenige Betriebe ein Angebot abgeben,da das Bettigungsfeld noch sehr frisch ist. Zudem enthaltenviele Angebote sicher auch weiterhin Sondervorschlge mit alter-nativen Lsungen zum Beispiel von Holzbaubetrieben eine Holz-rahmenbauvariante. Dies ist im Grunde zu begren, allerdingssollte man die Alternativen besonders sorgfltig prfen und ver-gleichen. Da es den mittelstndischen Betrieben noch an Erfahrungfr zuverlssige Angaben fehlt, bergen Funktionalausschreibungengroe Risiken.Dass auch der Holzbau im Wohnungsbau sehr hohe Qualitt mitbewhrten Materialien und Techniken anbieten kann, ist hinlng-lich bekannt und eine wesentliche Voraussetzung fr den gesun-den Wettbewerb in diesem Marktsegment. Der Stahlbau muss sichdaran messen lassen. Die Auswertung des Bieterspiegels setzt alsowieder entsprechende Sorgfalt und Erfahrung voraus.

Ausblick Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes ber-wogen bei den Bauherren von Ein- und Zwei-Familienwohnhusernim Jahr 2000 folgende Baustoffe: Mauerwerk: 81 % (125160 Baugenehmigungen); Holz: 13 % (19610 Baugenehmigungen); Stahlbeton: 5 % (8089 Baugenehmigungen).Der Anteil in Stahlbauweise liegt unter einem Promille. Wesentlichhher ist mit neun Prozent der Anteil der Stahlbauten am gesam-ten Bauvolumen bei Bro- und Verwaltungsgebuden.Interessant sind in diesem Zusammenhang die Absatzzahlen dervon Zimmerei- und Holzbaubetrieben erstellten Ein- und Zwei-familienhuser: Von 500 Gebuden im Jahre 1980 konnte die Anzahl auf 14500 im Jahre 1998 gesteigert werden [3].Nach Aussage der Steel-Framing-Alliance, der US-amerikanischenInteressenvertretung der Stahlbauer fr den Wohnungsbau, be-trgt der Anteil der in Stahlbauweise errichteten Wohneinheiten in den USA zirka drei bis fnf Prozent. Im Jahr 2000 wurden dort1,26 Millionen Einfamilien- und 331000 Mehrfamilienhuser ge-baut. Demnach betrgt die Anzahl der jhrlich gebauten Wohn-huser in Stnderbauweise mit Kaltprofilen (Cold-Formed SteelFraming) ungefhr 50000 [4].Wesentlich hher ist der Anteil von Stahlwohnhusern in Japan mitdeutlich ber 15 Prozent. Die japanische Firma Sekisui House bautseit 1960 konfektionierte Stahlskeletthuser; seit 1975 bietet sieauch Huser in Modulbauweise an. Diese Firma beschftigt 16000Mitarbeiter und verkaufte allein im Jahre 2001 etwa 60000 Huser,

Herstellungsmethode Bemerkungen

Vollmontage auf der Baustelle Vorkonfektionierte Einzelteile, Vorbereitung im Betrieb

Halbfertigteile bestehend aus einseitiger (aussteifender) Beplankungund den Konstruktionsprofilen

Vollfertigteile im Betrieb Herstellung geschlossener Elemente (Wnde, Decke, Dach); gegebenenfalls inklusive Fenster, Fassade, Dmmung, HaustechnikEigen- und Fremdberwachung sinnvoll /erforderlich

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davon zirka achtzig Prozent aus Stahl. Toyota konnte im selbenJahr 3666 Wohngebude in Raummodulbauweise absetzen.Aus diesen Zahlen kann man zwei Schlussfolgerungen fr die Ent-wicklung von Wohnungsbauten in Stahlbauweise ziehen:1. Die Holzbauindustrie hat sich in den letzten zwanzig Jahren miteinem breit gefcherten Engagement einen soliden Markt geschaf-fen. Dem Buch Holzrahmenbau [5], das vom Bund DeutscherZimmermeister inzwischen in der dritten Auflage herausgegebenwird, sind fr diese Bauweise standardisierte Detaillsungen zuentnehmen. Diese und viele andere Fachverffentlichungen ma-chen den Holzrahmenbau fr jeden zugnglich und vereinfachenden Fachplanern die Arbeit erheblich.In hnlicher Form knnten sich Trockenbauunternehmen undStahlbaufirmen darauf einigen, gemeinsam Details zu entwickelnund zu publizieren, um einen neuen Markt fr Stahl im Wohnungs-bau zu schaffen. Nur ein standardisiertes Bausystem und ausge-reifte Details vergrern die Akzeptanz fr Wohnhuser in Stahl-bauweise. Solange die auf dem Markt etablierten Anbieter anihren individuellen Bausystemen festhalten, verhindern sie gegen-seitig eine sprbare Zunahme ihrer Absatzzahlen.2. Der Akt oder die Form des bundesdeutschen Hausbaus ist miteiner Entwicklung wie in Japan auf Jahre hinaus nicht vergleichbar.Whrend sich Architekten hierzulande bereits in der frhen Pla-nungsphase mit dreidimensionalen Computeranimationen ber-bieten, um den Bauherren von ihrem Entwurf zu berzeugen,endet die Hochtechnologie bereits beim ersten Spatenstich auf der Baustelle [6]. An stndig wechselnden Orten entstehen durchberwiegend manuelle Arbeit immer wieder neue Unikate. DieAusfhrung teilt sich in unzhlige Gewerke, und der stndigeWechsel der Projektbeteiligten erschwert die Zusammenarbeit entsprechend lange ist die Bauzeit.Dabei sind die Vorteile industrieller Vorfertigung offensichtlich: Die Entwicklungs-, Herstellungs- und Vermarktungsprozesse sindaufeinander abgestimmt, alle Beteiligten arbeiten firmenintern undber einen lngeren Zeitraum zusammen. Trotz groer Stckzahlenlassen sich individuelle Bauherrenwnsche erfllen. Mit den ge-wonnenen Erfahrungen knnen im Gegensatz zum konventionellenHausbau die Fertigungsprozesse im Werk stndig optimiert werden[7]. Der Erfolg der elementierten Bauweise hngt aber nicht vomGrad der Vorfertigung ab es ist viel entscheidender, dass der Pla-nungsprozess bei Fertigungsbeginn vollstndig abgeschlossen ist.Daraus resultiert eine organisierte Koordination zwischen allenBaubeteiligten. Bei der industriellen Vorfertigung entfllt damit diebaubegleitende Planung die protokollfhige Umschreibung frdas kostentrchtige und zeitaufwendige Ausbgeln von Planungs-versumnissen und -fehlern.Die Hersteller von Wohnhusern in Holzrahmenbauweise nutzendiese Vorteile mit wachsendem Erfolg. Aufgrund der typisch deut-schen Vorliebe fr die Massivbauweise ist der Bauherr nur mit Qualitt, Kostensicherheit, Schnelligkeit und Zuverlssigkeit zuberzeugen.

Fazit Stahl im Wohnungsbau ist wegen seiner Fgetechniken,den hohen Tragfhigkeiten bei geringen Abmessungen und seinerFormtreue fr die industrielle Vorfertigung gut geeignet. Um dieseVorteile fr eine angemessen verbreitete Bauweise nutzen zu kn-nen, muss dem Architekt der Herstellungsprozess der elementier-ten Bauteile oder der ganzer Raummodule vertraut sein. Gleich-zeitig sollte der Planungsaufwand fr Architekten bei der Ein-fhrung einer neuen Bauweise wie der Stnderbauweise mit Kaltprofilen kalkulierbar sein. Deshalb kann diese Bauweise nur erfolgreich sein, wenn dem Fachplaner ein Katalog von funktions-fhigen Regelquerschnitten und Details zur Verfgung steht. Indiesen Regelquerschnitten und Details mssen die technischenAspekte der Statik und Bauphysik gelst sein, um sie unmittelbarauf die anstehenden Projekte bertragen zu knnen. Diese Infor-mationen zu erarbeiten und zu verffentlichen, ist eine Heraus-forderung fr die Industrie, die Verbnde und Hochschulen.Die meisten Wohnhuser in Stahlskelettbauweise sind Unikate, dieArchitekten fr sich selbst gebaut haben. Kaum ein privater Bau-herr htte sich nmlich bereit erklrt, die entsprechend hohen Planungskosten zu honorieren. Auch die spter abgerechneten Baukosten sind hufig nicht reprsentativ. Die Akzeptanz von Wohnhusern in Stahlbauweise ist bei den Bau-herren zur Zeit gering. Dies hngt aber nur zum Teil mit den oftangefhrten Schlagwrtern Barackenklima oder mangelnderWiederverkaufswert zusammen. In den letzten Jahren sind inDeutschland aber zahlreiche Wohnhusern in Stahlbauweise ent-standen, mit denen sich diese Vorurteile entkrften lassen. Die eigentliche Aufgabe besteht darin, das bei Architekten und Fach-planern fehlende Wissen zu vermitteln. Es fehlt ein gemeinsamesEngagement, allgemein zugngliche, funktionierende Standard-lsungen zu entwickeln. Ein fr neue Techniken aufgeschlossenerBauherr kann nur dann zielgerichtet informiert werden, wenn derArchitekt in der Lage ist, die Vor- und Nachteile gegenber ande-ren Bauweisen zu erlutern. Auch Wachsmann initiierte mit seinenArbeiten und dem 1959 erschienenen, richtungsweisenden BuchWendepunkt im Bauen eine neue ra des industrialisierten Bau-ens. Es sollte nicht wundern, wenn aus dem Gedankengut undden danach erreichten Erfolgen des Holzbaus in Verbindung mitden heutigen Mglichkeiten nicht auch viele Anstze fr den Stahlim Wohnungsbau erwachsen wrden ... B. N., H. Z.

Literatur:[1] National Association of Home Builders: Pescriptive Method for Residential Cold-Formed Steel Framing, Upper Marlboro, MD, 1997[2] Luig, Lenze: Stahl im Wohnungsbau, Ernst & Sohn Verlag, 1998[3] Homepage des Bund Deutscher Zimmermeister, www.bdz-holzbau.de[4] National Association of Home Builders: Housing - Facts, Figures and Trends, Washington, Juni 2001[5] Kttinger, Steinmetz, Fritzen: Holzrahmenbau, Bruderverlag, Karlsruhe, 2000[6] Bock, Prochiner: Automatisierungssysteme im Wohnungsbau, Fraunhofer IRB-Verlag, 1999[7] Linse, Werner: Produkt- und Prozessstrategien fr den innovativen Wohnungsbau,Kongressbeitrag zu Innovativer Wohnungsbau mit Stahl, Hamm, November 2000