Holz-Beton-Verbund-Rippendecken

Beim Neubau des Dienstgebäudes Kaserne Liestal im Jahr 2003 begleiteten wir erstmals die Ausführung einer Holz-Beton-Verbund-Rippendecke mit Brettschichtholz-Balken, Überbeton und einem Verbundsystem mit SFS-WT-Schrauben. Während das Bauingenieurunternehmen für die Tragwerksplanung und die Statik verantwortlich war, übernahmen wir bei PIRMIN JUNG die konstruktive Planung des Systemholzbaus, die Werkstattplanung sowie die Qualitätssicherung auf der Baustelle.

Im Zuge dieses Projekts zeigte sich deutlich, wie aufwändig die Herstellung des Schubverbunds mit Schrauben war: Insgesamt mussten rund 36’000 Schrauben eingedreht werden, um die Verbundwirkung zwischen Holz und Beton sicherzustellen. Allein diese Verbindung verursachte Kosten von rund 60 CHF pro Quadratmeter.

Das von uns weiterentwickelte Prinzip setzten wir in der Folge erfolgreich bei weiteren Rippendeckenprojekten um.

In den folgenden Jahren rückte der Wunsch nach zusätzlicher Speichermasse in der Decke zunehmend in den Fokus, um das Raumklima in Büro- und Schulbauten zu optimieren. Diese Speichermasse sollte durch sichtbaren Beton erzeugt werden. Zunächst planten wir daher Decken, bei denen zwischen den Holzrippen eine Dreischichtplatte als verlorene Schalung montiert wurde. Nach dem Betonieren musste diese wieder entfernt werden. Die Demontage erwies sich als aufwändig, und zudem war die Betonqualität für eine sichtbare Deckenuntersicht nur bedingt geeignet.

Auch bei der Rettungsdienst-Notrufzentrale in Bern (2009-2013) bestand der Wunsch des Architekturbüros nach einer sichtbaren Betondecke. Auf Basis der vorherigen Erfahrungen entwickelten wir bei PIRMIN JUNG eine neue Lösung.

Nach dem Einbringen des zusätzlichen, 100 mm starken Überbetons blieb das Filigranelement dauerhaft in der Konstruktion erhalten und bildet seither die sichtbare Betonuntersicht der Decke. Der Überbeton wurde über die gesamte Höhe tragend ausgebildet; der Schubverbund zwischen Holz und Beton erfolgte – auf Wunsch des Holzbauers – über GSA-Anker.

Das innovative Hochhaus «Arbo» auf dem Suurstoffi-Areal in Rotkreuz war bei seiner Fertigstellung im Jahr 2018 mit einer Höhe von 60 Metern das höchste Holzbaugebäude der Schweiz.

Aufgrund grosser Differenzen zwischen dem KV und den Unternehmerangeboten entschied sich die Bauherrschaft jedoch, die HBV-Decke als vorgefertigtes Element – bestehend aus Rippendecken und Überbeton – im Werk der Erne Holzbau AG herstellen zu lassen. Die Kosteneinsparungen ergaben sich daraus, dass ein Grossteil der Haustechnik bereits im Werk in die Deckenelemente integriert werden konnte.

Das ursprünglich von uns angedachte System aus Rippendecken und vorgefertigten Betonelementen kam dennoch bei der Ausführung der Randträger und Fensterstürze entlang der Aussenwände zum Einsatz, weil hier die Unterzugsspannweite das 1,5-fache der vorfabrizierten Deckenelemente entsprach. Das Holzbauunternehmen hat die 2.5 Meter breiten Betonelemente mit den Rippen darunter zusammen geliefert und der Verbund vom Fenstersturz mit dem Überbeton wurde anschliessend wie von uns geplant auf der Baustelle ausgegossen.

Im Rahmen seiner Masterarbeit untersuchte unser damaliger Mitarbeiter das Tragverhalten von hochbelasteten Kerven bei Verbund-Unterzugsystemen, wie wir sie beim Arbo ausführten. Er konnte aufzeigen, dass auch hochbelastete Kerven bautechnisch einwandfrei bemessen und ausgeführt werden können. Zusätzlich hat er bewiesen, dass auf eine Bewehrung der Kervennocken verzichtet werden kann, wenn die Geometrie der Kerve entsprechend ausgebildet wird. Die Tauglichkeit des Systems konnten wir zusätzlich mit einem Grossversuch an der ETHZ beweisen.

Dieser Artikel ist Teil einer chronologischen Serie. Lesen Sie auch:

• Teil 1: HBV-Decke mit Kerven als Game Changer im mehrgeschossigen Holzbau
• Teil 2: Entwicklung einer eigenen HBV-Decke: Das +/- System
• Teil 3: HBV-Brettstapeldecke mit Akustikkammern
• Teil 5: Vorfabrizierte HBV-Decken