HBV-Decken für Franziskus-Grundschule in München

Im Zentrum von München Haidhausen, im so genannten Franzosenviertel, hat die Erzdiözese München und Freising mit dem Kirchlichen Zentrum einen Bildungscampus geschaffen, auf dessen Gelände täglich mehrere tausend junge Menschen lernen und leben: Ein Gymnasium gehört dazu, eine Fachoberschule, eine Stiftungshochschule für soziale Berufe. Seit kurzem ergänzt eine zweizügige Grundschule das Bildungsangebot. Mit der „Erzbischöflichen Franziskus-Grundschule“ hat die Bauherrin einen Ort konzipiert, der sich nicht nur als Schulraum sieht. Vielmehr will die Erzdiözese damit einen Lebensraum gestalten, in dem sich jedes Kind bestmöglichst entfalten kann. Das Planungsgutachten dafür ließ das Ordinariat von h4a Gessert + Randecker Generalplaner GmbH erstellen.

Nachhaltige Materialwahl

Die zweizügige Grundschule in München Haidhausen wurde in Massivholzbauweise aus Brettsperrholz in Kombination mit Holzbetonverbunddecken (HBV) errichtet
Foto: Bernd Ducke

Ein Schwerpunkt der trapezförmigen, langgestreckten Anlage liegt dabei auf den Themen Nachhaltigkeit und Ökologie. Dieser Gedanke drückt sich auch in der Wahl des Materials und der Konstruktion des Schulneubaus aus. Das komplette Gebäude wurde in Massivholzbauweise aus Brettsperrholz in Kombination mit Holzbetonverbunddecken (HBV) errichtet. Nur in den Fluchttreppenhäusern kam gestockter Beton hinzu.

Veränderte Lernkultur bedingt verändertes Grundrisskonzept

Die Grundrissstruktur des Gebäudes spiegelt den Wunsch nach einer veränderten Lernkultur wider, in der der Unterricht über Tandems aus Lehrern und Erziehern erfolgt und die Schulkinder einen ansprechenden Raum zum individuellen und gemeinsamen Lernen finden. Diesem Ansatz folgend, haben ihre Planer, Hirner & Riehl Architekten Stadtplaner, die Erzbischöfliche Franziskus-Grundschule als Clusterschule mit einem offenen Zentrum gestaltet. So entstand die außergewöhnliche, langgestreckte Rautenform des Gebäudes.

Clusterschule mit Chilling-Areas

Das in der Gebäudemitte erschlossene Erdgeschoss nimmt – rechts vom Haupteingang – die Verwaltung mit den Lehrerzimmern auf. Auf der linken Seite befinden sich die Kindermensa und ein Mehrzweckraum, der sich zum zentralen Foyer hin öffnen lässt.  Darin befindet sich auch das zentrale, über eine Lichtkuppel mit Tageslicht beschienene Treppenhaus. Dieses führt weiter nach oben in den jeweils in zwei Cluster unterteilten, zweigeschossigen Unterrichtsbereich. Alle Klassenzimmer sind miteinander verbunden und gruppieren sich rings um eine so genannte Chilling-Area. In diesen können die Kinder zu zweit oder in Kleingruppen lernen und sich nach und zwischen den Unterrichtseinheiten im Gebäudezentrum zum Reden, Spielen oder einfach Ausruhen zurückziehen. Lehrerstützpunkte und Lehrmittel, im Kernbereich zudem Sonderräume für Kunst oder besondere Fördermaßnahmen sowie ein Tagesheim ergänzen die Lernlandschaft.

Holzmassivbau mit grüner Fassade

Für die Betonage wurde die Gesamtfläche bewehrt und mit dem Hydrophobierungsmittel „ElascoCure 3 in1“ vorbehandelt
Foto: Elascon

Als Dreigeschosser gehört die Schule noch zur Gebäudeklasse 3 und musste daher keine besonderen Brandschutzvorschriften erfüllen. So konnten in den Obergeschossen fast alle Holzoberflächen als Sicht­oberflächen gestaltet werden. Die Decken mit ihren Vor- und Rücksprüngen sowie Auskragungen und die mit Sparren gestaltete Dachkonstruktion blieben ebenfalls unverkleidet.  Als Basis der Wände dient grundsätzlich eine Brettsperrholzkonstruktion, die an den Fassaden mit einer Pfosten-Riegel-Konstruktion mit Zwischendämmung, einer zusätzlichen Lage Weichfaserplatten sowie Lattung, Konterlattung und einer klassischen Boden-Deckel-Schalung komplettiert wurde. Eine mineralische Farbbeschichtung verleiht der gesamten Fassade einen grünlichen Farbton, der perfekt mit der umgebenden Natur harmoniert. Im Sinne einer zügigen Montage wurden alle Brettsperrholzelemente vorgefertigt. Nur die Fassade wurde vor Ort gebaut.

HBV-Decken und Blechdach

Die Basis für die Decken und das Dach bilden Vollholzlamellen. Oberhalb des letzten Obergeschosses wurden diese mit einer klassischen Pfettendachkonstruktion kombiniert. Die Wände dienen als Auflager. Als Deckung wurden Blechbahnen auf einer Holzschalung verbaut. Für die HBV-Decken wurden die Brettstapeldecken stattdessen mit einer Betonschicht kombiniert und später mit einem Heiz­estrich und Fußbodenbelägen komplettiert.

Hydrophobieren

Die Schubverbindung erfolgt über Kerven in Kombination mit Sicherungsschrauben. Der Beton wurde direkt auf das Holz beziehungssweie in die Kerven gegossen
Foto: Elascon

Mit der Ausführung der HBV-Decke beauftragte die Erzdiözese den HBV-Spezialisten Elascon GmbH. Zum Einsatz kam dabei eine Lösung, in der die Schubverbindung über Kerven in Kombination mit lastab­hebenden Sicherungsschrauben erfolgt. Bei dieser Variante wird der Beton direkt auf das Holz beziehungsweise in die Kerven gegossen. Um eine Wechselwirkung der beiden Materialien während der Betonage zu verhindern, behandelten die HBV-Spezialisten die gesamte Fläche daher zunächst mit dem Hydrophobierungsmittel „ElascoCure 3 in1“. Dieses auf einer Acryldispersion basierende Mittel schließt die Holzporen und versiegelt sie damit.

Passmarken setzen

Vor dem anschließenden Vergießen des Betons „haben wir dem Gewölbe folgend mit Tellerkopfschrauben Passmarken gesetzt, um den Betonverlauf jederzeit auch optisch kontrollieren zu können“, zählt Holger Rupprecht, Geschäftsführer von Elascon, den nächsten Arbeitsschritt auf. Die mittig in der Lamellenunterkonstruktion platzierten Tellerkopfschrauben erfüllten dabei noch einen weiteren Zweck: Sie dienten während der Betonage als konstruktive lastabhebende Sicherung.

Betonage

Im Anschluss wurde die so vorbereitete Gesamtfläche bewehrt und in zwei je 1000 m² großen Bauabschnitten betoniert sowie mit „ElascoCure 3 in1“ nachbehandelt. Dieses Mal diente die Sprühfolie als Verdunstungsschutz, um ein zu schnelles Austrocknen des Betons zu verhindern. „Da das Schulprojekt nur eine maximale Tagesleistung von 500 m² erlaubte, haben wir die täglich betonierte Fläche am Abend jeweils an einer statisch nicht relevanten Stelle einmal abgestellt“, erinnert sich Rupprecht. Am folgenden Tag wurde von dieser Stelle aus weitergearbeitet und der jeweilige Bauabschnitt fertiggestellt.

Maßgeschneiderte Betonrezeptur für HBV-Kervenkonstruktion

Die Betonrezeptur wurde exakt auf den speziellen Anwendungsfall maßgeschneidert
Foto: Elascon

„Wir haben unsere Betonrezeptur im Vorfeld zudem exakt auf diesen Anwendungsfall ausgerichtet. Dazu haben wir uns eng mit Cemex Deutschland abgestimmt“, fährt der Geschäftsführer fort. Das Sprießkonzept sah eine Überhöhung vor, wodurch ein gewölbeartiger Betonverguss notwendig wurde. Für das Holztragwerk ergaben sich 6 cm Überhöhung, wobei die Betonschicht die Krümmung der Holzplatten ebenfalls abbilden musste. Der Rohbeton durfte daher nicht zu fließfähig sein, da er sich sonst selbst nivelliert hätte. Gleichzeitig durfte er nicht zu steif sein, da die Holzkerven entsprechend der statischen Anforderungen einer HBV-Kervenkonstruktion formschlüssig gefüllt werden müssen.

Für einen schwindarmen Beton wird im Normalfall zudem eine Rezeptur verwendet, die sehr wenig Zement enthält. Muss der Beton jedoch über einen 100 m langen Pumpweg eingepumpt werden – wie es bei der Franziskus-Grundschule der Fall war – erfordert die Rezeptur Schwindstoffe. Nur so ist garantiert, dass das Material auch am Ende des Pumpwegs noch verarbeitbar ist.

Vom Probemuster zum Erfolgserlebnis

Der HBV-Spezialist und der Betonhersteller entwickelten daher gemeinsam eine Rezeptur, die den erforderlichen Zementanteil mit Schwindreduzierern kombiniert, so dass das geforderte Schwindmaß trotz erhöhtem Wasserzementwert (WZ) eingehalten werden konnte und somit alle Ansprüche gleichermaßen erfüllt. Um die Fließfähigkeit dieses Betons im Vorfeld zu testen, wurde sogar ein Probemuster mit 100 m Pumpweg im Werk konzipiert. Das Verarbeitungsergebnis übertraf die Erwartungen sogar noch. Weder beim Test noch später traten Frühschwindrisse auf.

Zusammen zum Erfolg: Beton- und HBV-Hersteller und die Zimmerei

„Wir haben mit unserer Rezeptur gezeigt, dass man einen pumpfähigen Beton konzipieren kann, der quasi die Quadratur des Kreises erfüllt“, zieht Rupprecht die Bilanz dieser erfolgreichen Zusammenarbeit, an der auch die Obermeier Holzbau GmbH als ausführendes Holzbauunternehmen maßgeblich beteiligt war. Für die Montagearbeiten sei eine intensive technologische und logistische Abstimmung mit der Zimmerei absolut unerlässlich gewesen, fährt er fort. Obermeier übernahm nicht nur alle vorbereitenden Arbeiten, er wickelte auch die Baustellenlogistik für das gesamte Bauvorhaben ab und sorgte dafür, dass in und rings um die Geschosse, in denen jeweils betoniert wurde, großflächige Bau- und Bewegungsfreiheit gegeben war.

Der Holzbauer stellte Ablagestellen für die Bewehrung bereit, organisierte Kräne für notwendige Transporte ins Haus und sorgte dafür, dass die Betonpumpe einen geeigneten Platz fand. Zudem bereitete er mit den eigenen Handwerkern die notwendigen Anschlüsse an aufgehende Betonteile vor und stellte auch noch zwei Mann für die Reinigung der Kerven ab. „Späne oder Klebereste müssen vor der Betonage der Brettsperrholzdecke unbedingt entfernt werden. Insbesondere die Kerven müssen absolut sauber sein. Sonst ist keine tragfähige Verbindung garantiert“, erzählt Rupprecht ein Beispiel einer Zusammenarbeit, bei der das gemeinsame Ziel während der gesamten Bauzeit im Vordergrund stand.

Autorin

Dipl.-Ing. (FH) Christine Ryll ist Architektin und betreibt als Fachjournalistin das Presse- und PR-Büro rylltext.