Produktions- und Verwaltungsgebäude, Biel

Trotz aussergewöhnlicher Dimensionen wirkt das neue Produktions- und Verwaltungsgebäude der Firma Sputnik...

Produktions- und Verwaltungsgebäude, Biel

Trotz aussergewöhnlicher Dimensionen wirkt das neue Produktions- und Verwaltungsgebäude der Firma Sputnik Engineering elegant und nicht typisch industriell. Zu verdanken ist dies einer innovativen Hybridbauweise, welche die Vorzüge des schlanken Stahlbaus und des warmen Holzbaus nutzt.

Das neue Produktions- und Verwaltungsgebäude ermöglicht der Firma Sputnik Engineering, ihre verschiedenen Standorte in Biel unter einem Dach zu vereinen. Die international tätige Unternehmung ist auf Entwicklung, Produktion, Vertrieb und Wartung von netzgekoppelten Photovoltaik-Wechselrichtern spezialisiert. Alleine das Tätigkeitsgebiet lässt schon darauf schliessen, dass bei diesem Gebäude die ökologische Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle spielt.

So sollten die verwendeten Materialien möglichst effizient, entsprechend ihren jeweiligen Stärken, eingesetzt werden. Das Ergebnis ist eine Konstruktion, in der Stahlbau, Holzbau und Betonbau in einer hybriden Weise miteinander kombiniert wurden. Der Neubau mit einer Länge von rund 132 Metern, einer Breite von knapp 90 Metern und einer überbauten Grundfläche von 11 800 Quadratmetern weist nicht alltägliche Dimensionen auf und bietet Raum für bis zu 500 Mitarbeitende.

Kompakt und doch grossräumig
Das architektonische Konzept des Neubaus leitet sich direkt von der Funktion des Gebäudes ab. So ist das Volumen im Produktionsbereich sehr kompakt, im darüber liegenden Verwaltungsgeschoss aber wird es mit einem begrünten Innenhof aufgelockert. Dank Bindern mit 18 Metern Spannweite bieten die Fabrikationsräume im Erdgeschoss die gewünschte Flexibilität im Grundriss, und Oberlichter garantieren auch in der Mitte der Produktionshalle eine optimale Belichtung. Im Erdgeschoss, das über zwei Stockwerke reicht, befindet sich ausser der grosszügigen Eingangshalle, die für Ausstellungen benutzt werden kann, auch das Personalrestaurant. Die Bürotrakte im Obergeschoss nehmen nicht die gesamte Gebäudefläche ein. Sie sind in Form von 19 Meter breiten Riegeln im Abstand von 19 Metern auf das Erdgeschoss gesetzt. Verbunden werden sie durch eine Kommunikationszone, sodass ein U-förmiger begrünter Innenhof entsteht.

Jedes Material am richtigen Platz
Analog dem architektonischen Konzept leitet sich auch die Konstruktion des Gebäudes direkt von den jeweiligen Nutzungen ab. Über den vorfabrizierten Betonstützen des Erdgeschosses liegen Primärträger aus Stahl, die eine Holz-Beton-Verbunddecke aufnehmen, wobei die Stahlträger zusammen mit dem Überbeton als Verbundträger ausgeführt sind. Die HEB-Träger über dem Erdgeschoss fangen jeweils eine Stützenachse des darüber liegenden Bürogeschosses ab, hier sind die Stützen aus Stahlhohlprofilen in einem Raster von 6,25 x 6,25 Metern angeordnet. Die Deckenscheiben, im Speziellen deren Überbeton, bilden die horizontale Aussteifung und sind damit wesentliche Bestandteile der Gebäudeaussteifung. Sie leiten die Horizontallasten in die Treppenkerne. Die Dächer über den Bürotrakten sind als reine Brettstapeldecken ausgeführt. Eine reine Holzkonstruktion ist auch das Dach über der Produktion im Erdgeschoss. Es wurde mit BSH-Satteldachträgern, Pfetten und OSB-Platten als Dachscheibe konzipiert.

Effizient dank Vorfabrikation
Um das beachtliche Bauvolumen kosten- und terminmässig möglichst effizient zu realisieren, entschied man sich für eine Bauweise mit vorfabrizierten Elementen. Dank der gewählten Beton,- Stahl- und Holzbauweise konnte der Bau in rund 14 Monaten erstellt werden. Analog zu den Deckenelementen wurden auch die Fassaden in Holzelementbauweise realisiert. Eine hinterlüftete Holzschalung kaschiert die vorfabrizierten Fassadenelemente und prägt das Erscheinungsbild des Gebäudes. Während um die Produktionshalle umlaufend eine offene, sägerohe vertikale Lärchenholzschalung angebracht wurde, sind die Bürotrakte ost- und westseitig mit einer vorbehandelten, regelmässigen horizontalen Fichtenholzschalung eingekleidet. Mit diesen im Detail zwar unterschiedlich ausgeführten, punkto Material aber einheitlichen Fassaden gelang es, dem Gebäude trotz verschiedener Nutzungen im Innern ein einheitliches Erscheinungsbild zu verleihen.

Umfasssend nachhaltig
Nachhaltigkeit wurde bei diesem Projekt als ausgewogenes Verhältnis zwischen wirtschaftlichen, ökologischen und gesellschaftlichen Faktoren verstanden. Die Mitarbeiter und ihr Wohlbefinden standen im Vordergrund. Genügend Tageslicht, ein angenehmes Raumklima, die Wohnlichkeit der Holzbauweise, der Garten im Innenhof sowie ein gutes Angebot von Nischen und Rückzugsräumen führen zu einer besseren Befindlichkeit und bieten eine offene Bürolandschaft, in der sich motiviert und kreativ arbeiten lässt. Dem Aspekt der Ökologie wurde mit dem materialgerechten Einsatz von gezielt ausgewählten Baustoffen und einer energieeffizienten Bauweise Rechnung getragen. Dies ermöglichte schliesslich ein nach Minergie zertifiziertes Gebäude. Eine betriebseigene Photovoltaikanlage auf den Bürodächern trägt zusätzlich zur Nachhaltigkeit bei. Die hohe Flexibilität der Büro und Produktionsräume erhöhen den Wert des Neubaus.(vra)


Ort: Biel BE
Bauherrschaft: Sputnik Engineering AG, Biel
Architekten: Burckhardt Partner AG, Bern
Ingenieure: Merz Kley Partner AG, Altenrhein SG
Stahlbau: Jakem AG, Münchwilen AG
Holzbau: Hector Egger Holzbau AG, Langenthal BE
Tragsystem: Skelettbau
Material und Konstruktion: Beton-, Stahl- und Holzbau
Vorfertigung und Montage: Vorfabrizierte Stahlbetonstützen,
Decken und Fassaden: vorfabrizierte Holzelemente
Tonnage: 530 t
Energie-Effizienz/Nachhaltigkeit: Kontrollierte Raumlüftung
(gemäss Minergielabel)
GF: 21 810 m²
Volumen: 128 590 m³
Länge, Breite, Höhe: 132 m, 88.5 m, 15.7 m
Kosten: CHF 260/m3, CHF 37.7 Millionen exkl. Mwst.
Bauzeit 14 Monate, Fertigstellung Ende August 2012

Bilder
Hansueli Schärer, Bern S. 22, 23, 24, 26
Jakem AG S. 27 oben
Burckhardt Partner AG S. 27 unten

Steeldoc, Mo., 2012.12.31

Die Fassade des neuen Besucherzentrums Schloss Laufen erinnert ein wenig an eine Ritterrüstung. Doch die stählerne Hülle ist lichtdurchlässig und filigran perforiert. Ihre bewitterte Oberfläche trotzt den Naturgewalten und lässt sich mit ihnen auf einen Dialog ein. Im Innern trägt traditionsgemäss ein Holzfachwerk. So begegnen sich die beiden Materialien auf neue Weise.

Die Schlossanlage auf dem Felssporn des Rheinknies als historische Zeugin, die Kirche mit Pfarrhaus als geistige Stätte und das Besucherzentrum als Profanbau für die touristische Nutzung bilden zusammen die baulichen Elemente des Weilers Laufen am Rheinfall. Das dem Schloss vorgelagerte Besucherzentrum verrät in keiner Weise mehr das ehemalige Personalhaus, das sich hinter dem einfachen, langgestreckten Baukörper verbirgt. Zusätzlich zur südlichen Erweiterung erhielt das bestehende Gebäude eine allseitig umlaufende äussere Hülle aus wetterfestem, archaisch anmutendem Stahl, die dem Bau ein einheitliches Aussehen verleiht. Die Vordächer illustrieren in ihrer Form noch die ursprüngliche Idee von aufklappbaren Fassadenfronten.

Den touristischen Bedürfnissen angepasst

Die Raumanordnung folgt der Regel eines typischen Besuchsablaufs. An vorderster Stelle bei der Ankunft, im Neubauteil, befinden sich die gedeckten Kassen und Infoschalter sowie der Geldautomat. Unmittelbar danach und räumlich mit den Kassen eine Einheit bildend folgt der grosszügige und von drei Seiten mit Licht durchflutete Souvenirshop. Im darüber liegenden Obergeschoss bilden wandhohe Fachwerkträger einen geschlossenen Dachraum, in dem sich ein geräumiger Mehrzwecksaal befindet, der sich dank eigenem Zugang autark betreiben lässt. Im hinteren Teil des Erdgeschosses, im eigentlichen Altbau, ist das Selbstbedienungsrestaurant untergebracht. Im Südwesten, dem Gebäude vorgelagert, entstand eine grosszügige Terrasse, die eigentlicher Gastraum ist und freie Sicht auf die Schlossanlage gewährt. Mit der Konzentration der Lager- und Technikflächen im erweiterten Gebäudesockel, der gleichzeitig die Terrasse bildet, konnte die Dienstebene von der Publikumsebene entkoppelt werden.

Stahl für Schutz und Patina

«Die funktional sehr unterschiedlichen Anforderungen an die Zugänge und Öffnungen im Erdgeschoss, die verschiedenen Ein- und Ausblicke im Obergeschoss sowie die Intensitätsunterschiede der Nutzung in der unmittelbaren Umgebung können am besten ästhetisch befriedigend eingelöst werden, wenn die Fassade auf ein einziges Material reduziert wird», so die Begründung der Architekten für die gewählte Aussenhülle. Dieses Material musste für die Ein- und Aussichten lichtdurchlässig und gegen intensiven Gebrauch robust sein. Zudem sollte es eine naturnahe Patina entwickeln. Diese Anforderungen konnten mit wetterfestem Stahlblech in vorzüglicher Weise erfüllt werden. Die spielerisch unregelmässige Perforierung der Aussenhaut vergleichen die Architekten mit Stickereitüchern.

Das Muster, das aus einem komplexen Entwurfsprozess hervorging, wurde mit Lasertechnik in die Bleche geschnitten, jedes Blech ist ein Unikat.

Neue Rollenverteilung

Werden Stahl und Holz kombiniert, übernimmt der Stahl in den meisten Fällen die tragende Funktion und Holz eine verkleidende oder ausfachende. Im Fall des Besucherzentrums jedoch besteht das Tragwerk aus einer Kombination von Massiv- und Holzständerbau, während der wetterfeste Stahl die äussere, vorgehängte Hülle bildet.

Das heisst, die Architekten haben hier die übliche Rollenverteilung unter den Materialien umgekehrt, mit faszinierendem Resultat.

Steeldoc, Mo., 2012.12.31

Laufen sie durch oder nicht? fragt sich wohl jeder Architekt, der die kühnen Träger aus der Glasfassade ragen sieht. Die Sporthalle in Burkertsmatt zeigt, wie solche Details im Zeitalter der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit gelöst werden. Ästhetischer Minimalismus mit viel technischem Know-how realisiert.

«Sport im Park», mit dieser Projektidee gewann Rolf Mühlethaler den Wettbewerb für das regionale Sport-, Freizeit- und Begegnungszentrum Burkertsmatt in Widen am Mutschellen. Der Gebäudekomplex mit seinen verschiedenen Aussenanlagen folgt der natürlichen Topographie des Hasenberges. Der präzis geschnittene Baukörper liegt am Fuss des Hanges und bildet mit dem gegenüberliegenden Islerenwald den Raum für die Leichtathletikanlage. Fussgänger- und Fahrradverbindungen, Hangmauern, Baumreihen und der offen gelegte Pflanzerbach gliedern das offene Gelände und verleihen dem Ort die gewünschte Identität als Park. Mit dem transparent gestalteten Baukörper lässt der Architekt Innen- und Aussenraum ineinander fliessen und schafft einheitliche Fassaden ohne ausgeprägte Vorder- und Rückseiten.

Über eine grosszügig angelegte Zugangsrampe gelangt man zum Halleneingang auf der öffentlichen Terrasse, der Bel Etage, von der man die Leichtathletikanlage, die Fussballfelder und das Beach-Volleyballfeld überblicken kann. Hier, im eigentlichen Obergeschoss, befinden sich das Foyer und die Vereinsküche sowie die Zuschauertribünen. Im Erdgeschoss sind die Sporthalle, die Garderobenanlagen, der Jugendbereich und die Technikräume untergebracht. Auf demselben Niveau befindet sich die Aussentribüne zur Leichtathletikanlage und zu den Fussballfeldern.

Dank der kompakten und zentralen Anordnung zwischen den Hallen- und Aussenanlagen können die Garderoben je nach Veranstaltungsdichte getrennt oder gemeinsam für Innen- und Aussenanlässe genutzt werden.

Ausgeklügelte Horizontalaussteifung

Die Tragkonstruktion der Sporthalle Burkertsmatt ist auf drei statische Hauptelemente reduziert: Hauptstützen (HEB 320), Blechträger (1400/300 mm) und Dachblech. Die über 50 Meter frei gespannten Dachträger liegen jeweils auf zwei 9 Meter hohen Stützen, die auf der Bodenplatte des Erdgeschosses fundiert und auf Niveau Obergeschoss in der Stahlbeton-Tribüne seitlich gehalten sind. Die Aussteifung der Konstruktion gegen horizontale Erdbeben- und Windkräfte wird über das als Scheibe ausgebildete Dachblech und die eingespannten Stützen erreicht. Tatsächlich stellte für den Ingenieur die Stabilisierung der schlanken Blechträger gegen das seitliche Ausknicken (Kippen) des Druckflansches bei der Tragwerkskonzeption die grösste Herausforderung dar. Um die Stabilisierung zu gewährleisten, wurde das Dach mit Trapezblech, Verlegehilfe-Blech und einem zusätzlichen Verstärkungs-Z-Blech als statische Scheibe ausgebildet. Träger, Dachbleche und die integrierten Verstärkungsbleche wurden mit Nieten und Nägeln statisch miteinander verbunden. Diese Scheibenkonstruktion dient nun zugleich der horizontalen Lastabtragung der Erdbeben und Windkräfte auf die eingespannten Stützen.

Die mit den Stützen verschraubten sichtbaren Blechträger wurden wegen ihrer Länge vor Ort jeweils an zwei Stellen verschweisst und die Montageschweissnähte mittels Ultraschall geprüft. Die Träger, die in der Mitte 120 Millimeter überhöht wurden, kragen auf der einen Hallenseite um 5, auf der gegenüberliegenden um 1,6 Meter über die nach innen versetzte Fassade hinaus. Dort, wo sie die Glasfassade durchdringen, sind die innenliegenden Träger von den auskragenden Partien mit einer Schicht Wärmedämmung getrennt und nur punktuell mit Stahlplatten und Schrauben verbunden. Zugstangen eben den Fassadenstützen minimieren die vertikalen Verformungen der Träger in diesem empfindlichen Bereich.

Dosierte Transparenz

Die Fassaden bestehen aus einer selbsttragenden Pfosten-Riegel-Konstruktion mit einer Rasterbreite von 1,68 Metern und einer Gesamthöhe von 6,83 Metern. An den Fassadenstützen (IPE 180) befinden sich auf einer Höhe von 2,3 Metern Fugenhalter in Form von Flachstahl-Auslegern. Auf ihnen ruhen die oberen Glaselemente. So können die Vertikallasten aus der Fassade in die Stahlbetonkonstruktion des Sockelgeschosses abgeleitet werden. Die Fassadenstützen sind im Randbereich der Dachkonstruktion so eingespannt, dass sie einen kleinen Teil der Dachlasten abtragen. Ausserdem übernehmen sie die auf die Fassadenpfosten wirkenden Windlasten.

Spezialverglasungen mit eingebautem Vlies aus Seidengespinnst in den unbeschatteten Ost- und Westfassaden verhindern störendes Blenden. Gleichzeitig lässt diese abgestufte Transparenz die Halle in Nord-Südrichtung um so offener und transparenter erscheinen. Die Landschaft fliesst förmlich durch das Gebäude hindurch.

Die Ruhe selbst

Grau- und Silbertöne prägen den Innenausbau sowie das äussere Erscheinungsbild. Nur der auf dem Betonsockel aufgesetzte Glaskörper hebt sich ab und spiegelt die Farben der Umgebung und des Himmels. Im Innern wurden die technischen Einrichtungen konsequent in die Wände und Decken integriert. So wirkt auch die vom Trapezblech profilierte Deckenuntersicht der Sporthalle äusserst ruhig und elegant. Ein Ort für Sport und Bewegung, der Ruhe und Gelassenheit ausstrahlt.

Steeldoc, Mo., 2012.10.15

Die 60 Meter lange Halle neben der Autobahn bei Saint-Maurice beherbergt ein Kontrollzentrum für den Schwerverkehr. Unter der Blechverkleidung versteckt sich ein ausserordentlich komplexes und dichtes Stahltragwerk. Das Gebäude entspricht dem Minergiestandard und den Normen für erdbebengerechtes Bauen.

Ein grossflächiger Schwarzbelag, darauf ein siebeneckiges begrüntes Flachdach mit Oberlichtern, die scheinbar zufällig wie Konfettis darüber gestreut sind, und am Boden verteilt ein paar Blumen. So ungefähr präsentiert sich die Projektidee für das Fahrzeugkontrollzentrum in Saint-Maurice (VS). Das Projekt ging aus einem Architekturwettbewerb hervor, den das Büro meier + associés aus Genf gewann. Übertragen in den Massstab eins zu eins, stellt die asphaltierte Ebene einen grossen Parkplatz für Lastwagen dar. Die «grünen Blumen», die den Asphalt durchdringen, sollen als Naturflächen die Versickerung des Meteorwassers sicher stellen, und unter dem grossen Dach befinden sich die diversen Räumlichkeiten des Kontrollzentrums. Das Raumprogramm war breit gefächert: Ein Kontrollzentrum für Lastwagen, die auf dem Walliser Strassennetz verkehren, sowie Abstellplätze, auf denen diese Fahrzeuge im Falle von Unwetter in den Alpen warten können. Ausserdem waren eine Halle für periodische Kontrollen der leichten und schweren Fahrzeuge für das Unterwallis sowie ein regionaler Polizeiposten verlangt. Im Schnitt macht das Gebäude den auf dem Gelände vorhandenen Höhenunterschied zum Thema, das auch mit der Raumaufteilung im Innern wieder aufgenommen wird. Im Nordwesten, im höher gelegenen Teil, befindet sich der Eingang zu den Büros des regionalen Fahrzeugkontrollzentrums. Von diesem Bereich aus überschaut man die über zwei Geschosse reichende Kontrollhalle, die eine Spannweite von 21,5 Metern aufweist und im Süden von den Räumlichkeiten der Polizei begrenzt wird.

Ein Präzisionspuzzle

Das Stahlskelett des Gebäudes beeindruckt mit seinen imposanten Dimensionen. Besonders faszinierend war das Dach, dessen Träger der Primärkonstruktion eine maximale Höhe von 1700 Millimetern und eine Länge von etwas mehr als 60 Metern aufweisen, während der Bauphase. Für das Stahlbauunternehmen bedeutete der Transport dieser Träger eine grosse logistische Herausforderung. Sie wurden in der Werkstatt in je zwei ungefähr 30 Meter langen Teilen vorfabriziert.

Das Tragsystem besteht aus ausbetonierten Stahlstützen, Zwischendecken aus Beton sowie aus geschweissten Blechträgern von variabler Höhe. Um die Erdbebensicherheit des Tragwerks zu gewährleisten, waren zwei Aussteifungsebenen notwendig. Die eine übernimmt die einwirkenden Kräfte der Pfetten auf der Ebene des Dachblechs, welches das Substrat der Dachbegrünung trägt, die andere, im unteren Bereich der Dachträger, kanalisiert die Belastungen der durchlaufenden Balken und leitet sie in die vertikalen Tragelemente ein. Frédéric Rossoz von der Firma Sottas betont denn auch: «Wir haben viel Zeit für die Planung aufgewendet, denn nicht nur das Tragwerk war komplex, zusätzlich mussten wir die Leitungen der technischen Installationen in die Trägerebene einbauen.» Tatsächlich sind in den Stegen der Träger Löcher mit verschiedenen Durchmessern, die genau auf die Leitungsführung der Haustechnik abgestimmt sind.

Für den Ingenieur bestand eine der grössten Herausforderungen darin, eine «einfache» Tragstruktur zu entwerfen, welche die komplexen geometrischen Ansprüche erfüllt und in der konstruktiven Ausbildung die verschiedenen architektonischen Aspekte berücksichtigt. Äusserst anspruchsvoll war es auch, mit ein und derselben Aussteifung im Dach sowohl die Stabilität der hohen Träger als auch die Erdbebensicherheit der Tragstruktur gewährleisten zu können.

Im Hinblick auf die geforderten Spannweiten, die Tragwerksform und die grossen Auskragungen drängte sich der Stahlbau für dieses Projekt auf.

Korrosionsschutz

Der Stahl wurde mit Sandstrahlen und zwei Anstrichen im Innern, bzw. drei Anstrichen im Bereich des Vordachs vor Korrosion geschützt. Die Werkstattschweissnähte bei den Verbindungsplatten der Hauptträger und den Kopfplatten der Aussteifungselementen sind QB geprüft. Das Tragwerk ist jedoch nur noch im Bereich des Vordachs sichtbar, da die inneren Oberflächen mit Metallkassetten verkleidet sind. Damit soll der industrielle Charakter des Gebäudes unterstrichen werden. Aussen wurden die Fassaden mit einer Haut aus verzinktem Streckmetall umhüllt.

Schwebende Grünfläche

Baubeginn war im März 2010 und Fertigstellung genau nach Plan im Dezember 2011. Die Montage des Stahlbaus dauerte neun Wochen, dazu kamen vier Wochen für das Verlegen der Dachbleche. Der Stahl-Glaskomplex mit seinem Dach, das wie ein Stück des natürlichen, nach oben verschobenen Bodens über der künstlichen Oberfläche schwebt, soll von der Autobahn aus als Aushängeschild der neuen Institution wahrgenommen werden.

Steeldoc, Mo., 2012.10.15

Trageigenschaften

Innerhalb der hier vorgestellten Bauweisen zur Konstruktion einer Halle stellt das System aus Stütz en, Bindern und Pfetten und zusätzlichen...

Trageigenschaften

Innerhalb der hier vorgestellten Bauweisen zur Konstruktion einer Halle stellt das System aus Stütz en, Bindern und Pfetten und zusätzlichen aussteifenden Verbänden einen Baukasten dar, der vielfältige Variationsmöglichkeiten erlaubt und an grosse und kleine Spannweiten und unterschiedliche Funktionen anpassbar ist.

Im Hinblick auf den Momentenverlauf stellt das System «Träger auf zwei Stützen» den ungünstigsten Fall dar. Diese Trägeranordnung führt zu einem maximalen Moment in Feldmitte und damit zu grossen Schnittkräften und Verformungen, die durch einen entsprechenden Materialeinsatz kompensiert werden müssen. Träger mit Kragarmen, Zweifeldträger und Durchlaufträger hingegen bewirken ein geringeres Feldmoment und eine günstigere Verteilung der (inneren) Kräfte. Dies gilt besonders für die Pfetten. Daher werden die Pfetten meist als Durchlaufträger aus geführt und liegen dabei auf den Bindern auf. Die aus der Hülle resultierenden Horizontalkräfte (Wind) werden über eine Unterkonstruktion aus Pfosten und Riegeln in die Tragkonstruktion eingeleitet. Horizontalverbände in der Dachebene nehmen die Kräfte auf und leiten sie über die Binder in Vertikalverbände ein. Die Vertikalverbände befinden sich in den Wandebenen und dienen zur Ableitung der Kräfte zum Stützenfusspunkt. Es ist nicht notwendig, jedes Feld mit einem aussteifenden Verband zu versehen. Zur Ableitung der Längskräfte genügt bei kleinen Hallen meist ein Verbandsfeld, das etwa in Hallenmitte angeordnet sein sollte. Für grössere Hallen sind dafür mindestens zwei Verbandsfelder notwendig.

Stützenformen

Der Stützenquerschnitt wird durch die Art der Beanspruchung geprägt. Reine Pendelstützen ohne Zwischenhalterungen (normalkraftbeansprucht) sollten wegen der allseitig gleichen Knickbeanspruchung aus statischen Gründen in beiden Achsen annähernd gleiche Steifigkeit aufweisen. Bei eingespannten Stützen und Stützen mit Zwischenhalterungen oder mit Kranbahnlasten wird das Profil entsprechend der maximal belasteten Profilachse gewählt.

Eingespannte Stützen sollten nur dann gewählt werden, wenn eine Lösung mit Vertikalverbänden nicht möglich, die Knicklänge gering ist und viele Stütz en zur Horizontallastabtragung aktiviert werden können. Die Einspannung kann über Köcherfundamente oder Ankerbarren erfolgen. Die Ausbildung der Binderanschlüsse und der Fussplatten sollte so erfolgen, dass Aussteifungsrippen möglichst vermieden werden.

Binderformen

Binder sind ebene biegebeanspruchte Tragelemente. Für die Biegebeanspruchbarkeit eines Trägers sind jene Querschnittsbereiche massgebend, die in der Biegeebene möglichst weit von der Schwerachse entfernt liegen. Die Momententragfähigkeit hängt deshalb von der Querschnittsform des Trägers ab. Daher hat der Querschnitt eines Doppel-T-Profils eine für die Biegebeanspruchung optimale Massenverteilung. Im Stahlbau ist diese Querschnittsform synonym für einen Biegeträger. Mit zunehmender Spannweite ist es sinnvoll, den Querschnitt des Tragprofils der Beanspruchung noch besser anzupassen. Bei einem Lochstegträger oder Wabenträger, der durch Auftrennen und Wiederzusammensetzen eines Doppel-T-Profils hergestellt wird, ist die Massenverteilung wesentlich günstiger als beim Ausgangsprofil.

Geschweisste Blechträger mit dünnen Stegen bieten hier oftmals eine wirtschaftliche Alternative. In Fachwerkträgern werden die Gurtprofile durch Füllstäbe auf Abstand gehalten. An den Knotenpunkten greifen idealerweise nur Zug- und Druckkräfte an.

Beim Vierendeelträger sind zwischen den Gurtprofilen nur senkrechte Pfosten angeordnet, wodurch die einzelnen Tragglieder biegebeansprucht sind. Vierendeelträger erfordern deshalb immer einen höheren Materialeinsatz als ein vergleichbarer Fachwerkträger.

Sie haben jedoch den Vorteil grosser, ungestörter Öffnungen. Voraussetzung für wirtschaftliches Konstruieren ist eine möglichst einfache konstruktive Ausbildung der Knotenpunkte. Die Ausbildung von echten Gelenken ist nicht üblich. Durch Schraub- und Schweissverbindungen entstehen mehr oder weniger steife Verbindungen. Die dadurch entstehenden Nebenspannungen bleiben jedoch bei der Dimensionierung eines Fachwerkträgers unberücksichtigt.

Steeldoc, Mi., 2012.08.29

Unter Brandschutz versteht man alle Massnahmen, die der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorbeugen und...

Unter Brandschutz versteht man alle Massnahmen, die der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorbeugen und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten ermöglichen. An erster Stelle steht dabei der Personenschutz. Er umfasst im einzelnen folgende Massnahmen:

Rauch- und Wärmeabzug

Neben dem Feuer darf insbesondere die Gefährdung durch Rauch nicht unterschätzt werden. Im Brandfall fordert dieser die meisten Todesopfer und verursacht zudem oft erhebliche Sach- und Betriebsunterbrechungsschäden. Für den Personenschutz können deshalb Massnahmen, die einer raschen Abführung der Rauchgase dienen, entscheidend sein. Dafür sind im Dach- oder Wandbereich der Halle Rauchabzugsvorrichtungen vorzusehen, die sich im Brandfall selbsttätig öffnen. Sie sollen gleichmässig über die Hallengrundfläche verteilt sein. Des Weiteren begrenzen Rauch- und Wärmeschürzen im Decken- und Dachraum die Ausbreitung von heissen Brandgasen und gewährleisten für eine definierte Zeitdauer eine ausreichend rauchfreie Schicht über dem Boden.

Fluchtwege und Rettungswege

Fluchtwege dienen im Brandfall dem raschen und sicheren Austritt von jedem Punkt in der Halle bis ins F reie oder in einen gesicherten Bereich. Anzahl, Anordnung, Form und Bemessung der Fluchtwege richten sich nach behördlichen Vorschriften.

Zugänglichkeit

Zum Personenschutz zählen auch diejenigen Massnahmen und Vorrichtungen, die das Eindringen von Rettungspersonal in das Gebäude betreffen. Dazu gehören die Zufahrtswege für Rettungsfahrzeuge und die Feuerwehr ebenso wie die Fluchtwege als Einstiege sowie weitere Öffnungen, die das Eindringen in das Gebäude ermöglichen.

Brandabschnitte

Um den durch einen Brand entstehenden Schaden zu begrenzen, werden Brandabschnitte ausgebildet. Die Grösse der Brandabschnitte ist behördlich geregelt. Sondermass nahmen, wie der Einbau einer Sprinkleranlage, ermöglichen die Ausbildung grösserer Brandabschnitte.

Feuerlöscheinrichtungen

Brandmeldeanlagen dienen einem möglichst raschen, effizienten Feuerwehreinsatz. Für die Feuerwehr zugängliche Hydranten und Wasserreservoirs bilden die Voraussetzung einer effektiven Brandbekämpfung. Zu den automatisch wirksamen Feuerlöscheinrichtungen zählen u.a. Sprinkleranlagen.

Baulicher Brandschutz

Wände, Fachwerke, Binder und Stützen bilden die tragende und aussteifende Konstruktion eines Gebäudes. Diese muss auch während eines Brandes für die Zeitdauer der Lösch- und Rettungsmassnahmen ihre Standsicherheit behalten, um das Risiko von Verletzungen für die Rettungskräfte so gering wie möglich zu halten.

Der gängigste bauliche Brandschutz ist die Verkleidung, die entweder direkt oder unter Bildung von Hohlräumen (z. B. für Installationen) auf die Stahlteile angebracht wird. Verbundkonstruktionen, bei denen die Stützen und Träger teilweise oder gar vollständig ausbetoniert werden, sind eine weitere sinnvolle und verbreitete Brandschutzmassnahme. Dabei sind die Stahlstützen häufig von einem Stahlmantel umgeben, welcher beim Betonieren als Schalung dient. Der Hüllbeton schützt das innere Stahlprofil vor übermässiger Wärmeeinwirkung und kann selber noch eine tragende Funktion übernehmen. Wird umgekehrt eine Stahlrohrstütze mit Beton gefüllt, erfolgt unter Brandeinwirkung eine Lastumlagerung, sodass fortan der Betonkern die tragende Funktion übernimmt.

Steeldoc, Mi., 2012.08.29