BauBuche für Produktionshalle der Superlative

Mit dem Neubau der SWG-Produktionshalle in Waldenburg ist ein einzigartiges Gebäude entstanden. Das Dachtragwerk aus hochtragfähiger BauBuche überbrückt enorme Spannweiten in filigraner Konstruktion und übersetzt den architektonischen Entwurf damit in idealer Weise. Neben dem Hartholz trugen auch die Verbindungsmittel in Kombination mit zimmermannsmäßigen Verbindungen zum Gelingen bei.

SWG-Produktionshalle im Detail

Bauherr

SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH – Geschäftsbereich Produktion, Waldenburg, DE

Bauort

Waldenburg

Architekt

HK ArchitektenSchwarzach, AU

Holzbau  Schlosser Holzbau GmbH, Jagstzell, DE
Tragwerksplanung

SWG-Engineering, Rülzheim, DE (Holzbau)

BHM-Ingenieure Engineering & Consulting GmbH, Feldkirch, AU (Massivbau)

Brandschutz

Portz Brandschutz, Fellbach, DE

Bauleitung

gapp Groß Architekten GmbH, München, DE

Projektsteuerung

Mahl Projektsteuerung, Schwäbisch Hall, DE

Fotos, Visualisierungen, Zeichnungen

HK Architekten, SWG Produktion, Susanne Jacob-Freitag, SWG Engineering

Im Gewerbepark Hohenlohe an der Autobahn A6 hat die SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH – Geschäftsbereich Produktion – an ihrem Firmensitz in Waldenburg ein einzigartiges Gebäudeensemble aus Produktionshalle, Bürohaus und Ausstellungspavillon geschaffen. Mit dem Hallenneubau hat das Unternehmen nicht nur seine Kapazitäten erhöht, sondern auch einen Ingenieurholzbau realisiert, der als Pionierprojekt wegweisend ist.

Holz-Architektur schafft elegante Schlichtheit

Entworfen und geplant hat das Gebäudeensemble das Team rund um Hermann Kaufmann aus Schwarzach (Vorarlberg, Österreich) und seinen neuen Partnern Christoph Dünser, Roland Wehinger und Stefan Hiebeler, die seit Anfang 2018 zusammen unter dem Namen HK Architekten firmieren. Die Materialwahl „Holz“ für das Tragwerk bzw. „Blech und Metall“ für die Fassade sollen das Tätigkeitsfeld von SWG Produktion und die Einsatzgebiete der Schrauben für den Holz- und Metallbereich widerspiegeln.

Mit beachtlichen Abmessungen von knapp 96,50 m Breite und 114 m Länge nimmt der rund 12 m hohe Hallenneubau eine Fläche von 11.000 m2 ein. Die Halle ist fünfschiffig angelegt und wird von einem kammartig geformten Dach überspannt. Die Hallenschiffe sind rund 18,50 m breit. Ihre Dachflächen verspringen in regelmäßigen Abständen nach unten, wo sie etwa 5 m auf dieser Höhe weitergeführt werden, um dann wieder in die ursprüngliche Höhe überzugehen. Diese regelmäßigen Versprünge gliedern einerseits die großflächige Halle, andererseits haben sie dieselbe Funktion wie Sheddächer: Sie sorgen für viel Tageslicht im Halleninneren – nur in umgekehrter Ausführung, weshalb Hermann Kaufmann sie auch als Shed-Gräben bezeichnet.

Schnitte SWG

Das Tragwerk ist bisher einzigartig in dieser Größe und Ausführung. Die Fachwerkträger der Dachkonstruktion sind aus hochtragfähiger BauBuche gefertigt. Sie überbrücken zum Teil enorme Spannweiten, wie etwa die 82 m langen und 3,80 m hohen Haupt-Fachwerke in Längsrichtung der Hallenschiffe. Lediglich auf einer BauBuche-Stütze gelagert, überspannen sie als Zweifeldträger ein 40 m und ein 42 m großes Feld. Die 1,50 m hohen Neben-Fachwerkträger spannen quer dazu über 18,30 m und stützen sich auf den Haupt-Fachwerken ab.

Die BauBuche ermöglichte aufgrund ihrer hohen Festigkeit trotz dieser Überbrückungsweiten sehr schlanke Querschnitte, eine Option, die Hermann Kaufmann von Anfang an überzeugte: „Die BauBuche-Träger waren ein Gewinn für die Gestaltung. Sie haben sensationell kleine Abmessungen, die sogar schlanker sind als Stahlträger es wären, und sie erscheinen dem Betrachter in eingebautem Zustand, hoch oben im Dach, noch filigraner“, schwärmt er. Mit dem Hartholz ließ sich auch die benötigte Holzmenge ressourcenschonend auf ein Minimum reduzieren.

Verbindungen mit Tragweite

Die Tragwerksplaner des SWG-eigenen Ingenieurbüros "SWG Engineering" aus Rülzheim haben die überwiegende Zahl der Anschlüsse und Knotenpunkte als zimmermannsmäßige Verbindungen konzipiert, sie aber im Hinblick auf die Verwendung von BauBuche entsprechend ans Material angepasst, variiert und optimiert. Als Druckverbindung, also zur Übertragung der Druckkräfte, haben die Ingenieure besonders oft den „verlängerten“ Treppenversatz genutzt, eine optimierte Version des seit Jahrhunderten bekannten Fersenversatzes. Bei den Zugverbindungen dagegen hat man hauptsächlich Schraubverbindungen eingesetzt. Um so filigran und materialeffizient wie möglich zu sein, haben sie die Tragfähigkeit der BauBuche-Bauteile außerdem maximal ausgenutzt. Im Bereich des Knotenpunkts des Haupt-Fachwerkbinders über der Mittelstütze sind es sogar 99,9 Prozent. Dabei lag die besondere Herausforderung darin, große Kräfte über kleine Querschnitte zu übertragen. Mit dieser im Grunde widersprüchlichen Anforderung betraten auch die Tragwerksplaner Neuland. Denn die Größenordnung der Kräfte lag beim Zehnfachen, zum Teil sogar beim Hundertfachen der Kräfte, die üblicherweise bei Projekten auftreten. Doch am Ende haben sie für alle Knotenanschlüsse eine Lösung gefunden.

„Puzzle-Anschluss“ für optimale Kraftübertragung auf die Mittelstütze

Anschlüsse StützeGreift man beispielsweise den eben schon erwähnten Knotenanschluss über der Mittelstütze im Haupt-Fachwerkbinder heraus, den sogenannten „Puzzle-Anschluss“, und betrachtet die Querschnittsabmessungen im Verhältnis zur aufzunehmenden Kraft, wird das „Missverhältnis“ deutlich: bei Pfosten- sowie Unter- und Obergurtabmessungen von 28 cm Höhe und 32 cm Breite bzw. Diagonalen mit einem h/b von 24 cm x 32 cm erhält der Druckpfosten zwar „nur“ knapp 200 kN an Normalkräften, dafür kommen bei den Untergurten auf beiden Seiten bereits plusminus 1,2 MN an und die Diagonalkräfte erreichen eine gigantische Größe von 2 MN. Infolgedessen muss die zweiteilige Mittelstütze eine Last von 2,8 MN aufnehmen. Sie ist ebenfalls aus BauBuche ausgeführt und hat Abmessungen von 2 x 28 cm Breite und 32 cm Tiefe, was der Untergurtbreite entspricht.

Eleganter Baustoff mit Behaglichkeits- und Einsparpotenzial

Das im Innern der Halle sichtbar belassene Holz schafft eine natürliche und behagliche Atmosphäre, auch wenn man diesen Aspekt bei Hallenbauten selten im Blick hat. Doch er lieferte dem Bauherrn einen weiteren guten Grund, sich für Holz zu entscheiden: SWG Produktion will ihren Mitarbeitern, die sich ganztags in den Gebäuden aufhalten, eine angenehme Arbeitsumgebung mit hoher Aufenthaltsqualität bieten. Dass dies bei dem Neubau gelungen ist, ist dem filigranen BauBuche-Dachtragwerk zu verdanken. Es strahlt architektonische Leichtigkeit und Eleganz aus.

Mit BauBuche ließ sich jedoch nicht nur der architektonische Entwurf ideal umsetzen, sondern auch viele Kostenfaktoren positiv beeinflussen. Es ergab sich sogar ein kostensparender Nebeneffekt wie dieser: Durch die schlanken Querschnitte der BauBuche-Bauteile fielen die Höhen der Fachwerkträger im Vergleich zu anderen Materialien sehr viel niedriger aus, was zu einer geringeren Gebäudehöhe und damit zu weniger Material für die Gebäudehülle insgesamt führte.

In Summe wurden etwa 1.800 m3 Holz verbaut, davon rund 420 m3 des speziellen Hartholzes, was eine CO2-Einsparung von rund 3.600 Tonnen gegenüber einer konventionellen Bauweise – bezogen auf eine Nutzungsdauer von 50 Jahren – bedeutet. Zudem hatte die Verwendung heimischer Hölzer noch den Effekt der lokalen Wertschöpfung.

Produktion startet im Mai 2020 unter weltweit größtem BauBuche-Dach

Mit der bewussten Entscheidung, in Holz zu bauen, setzt SWG Produktion ein Zeichen und weist auf den positiven Effekt des Naturbaustoffs für den Klimaschutz durch CO2-Speicherung hin. Das Unternehmen erwartet sich durch den Neubau aber auch eine Signalwirkung über die Landesgrenzen hinaus. Denn er zeigt der breiten Öffentlichkeit, in welche Dimensionen der moderne Ingenieurholzbau vorgedrungen ist.

Das 1967 gegründete, zur Würth Gruppe gehörende Unternehmen zählt zu den größten Schraubenherstellern Europas. Mit rund 230 Mitarbeitern stellt es täglich bis zu 12 Millionen Schrauben her – Tendenz steigend. Dieser positiven Entwicklung trägt der Erweiterungsbau Rechnung. Da SWG Produktion in den nächsten Jahren mit einer weiteren Zunahme des Schraubenbedarfs für den Holz- und Ingenieurholzbau rechnet, haben die Architekten die Halle so ausgelegt, dass sie um zusätzliche 11.000 m2 erweitert werden kann. Doch im Mai 2020 startet erst mal die Produktion in der gerade fertiggestellten Halle unter dem dann weltweit größten Dachtragwerk aus BauBuche, einem Ingenieurholzbau der Superlative.

-Text by Susanne Jacob-Freitag-

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