Fünfeckiger IntercityHotel-Neubau in Hannover
Patentiertes Hohlkörper-Deckensystem senkt Gebäudegewicht erheblich
Hannover (ABZ). – Bis 2020 entsteht in der Nähe des Hauptbahnhofs das neue, 55 m hohe IntercityHotel Hannover Ost. Um den Ansprüchen der Hotelgäste an Eleganz und Komfort zu entsprechen, sind für den fünfeckigen Bau, der in seinem Grundriss nur einen rechten Winkel aufweist, u. a. Flachdecken mit Spannweiten bis zu 8 m als Einfeldsysteme geplant. Damit die Konstruktion noch wirtschaftlicher und effektiver wird, werden die Decken statt in Vollbetonbauweise mit der patentierten Hohlkörpertechnologie der Heinze Cobiax Deutschland GmbH ausgeführt. Dieses System erlaubt es nach Unternehmensangaben, bis zu 35 % des massiven Betons im Inneren einer Stahlbetondecke durch Hohlkörper aus recyceltem Kunststoff zu ersetzen – und damit gleichzeitig 35 % an Gewicht einzusparen. Da zudem durch die Nutzung der Module die Deckenstärke bei gleicher Spannweite von 32 auf 30 cm gesenkt werden konnte, ergibt sich eine weitere Lastreduktion. Die gesamte Minderung für die Gründung beläuft sich somit auf 15.000 kN, wodurch sich nicht nur die Zahl der notwendigen Bohrpfähle um etwa zehn Stück reduzieren ließ, sondern auch der Bau eines Abfangträgersystems für die Obergeschosse 3–15 vereinfacht wird. Insgesamt werden bei diesem Projekt 38 176 Cobiax-Hohlkörper eingesetzt.
Das neue InterCityHotel Hannover Ost, dessen Fertigstellung für Anfang 2020 geplant ist, soll ein neuer Blickfang am Andreas-Hermes-Platz werden: Das 15-stöckige Hochhaus mit fünfeckigem Grundriss wird über eine Fassade mit farblich changierenden Tonelementen und eine verglaste Frontseite verfügen, die vom Erd- bis zum zweiten Obergeschoss reicht. Das Vorhaben ist hinsichtlich Planung, Bemessung und Bau überaus anspruchsvoll: "Die grundlegende Herausforderung bei Hotels liegt darin, dass die Nutzungsansprüche und damit die Anforderungen an die verschiedenen Geschosse z. T. deutlich voneinander abweichen können, was auch zu unterschiedlichen Grundrissen führt", erkärt Kai-Uwe Oberdieck von LSM Ingenieure für Tragwerksplanung aus Hannover, der für das Projekt in der niedersächsischen Landeshauptstadt zuständig ist. Dies ist auch beim neuen IntercityHotel der Fall: So sind im Erdgeschoss der Empfangsbereich und die Bar, im 1. Stock das Hotelrestaurant und im 2.Stock Tagungsräume untergebracht. "Erst ab dem 4. Obergeschoss finden sich ausschließlich Hotelzimmer und die Grundrisse der Etagen bleiben gleich", so Oberdieck weiter. "Das bedeutet: An vielen Stellen etwa im 13. Obergeschoss, an denen Stützen eingebaut werden könnten, würden sie in den unteren Stockwerken stören – bspw. im Bar- und Restaurantbereich, der komplett von Stützen frei bleiben sollte." Aus diesem Grund wurde auf innere Stahlbetonstützen gänzlich verzichtet. Die Stahlbetondecken wurden von der tragenden Außenwand bis auf den inneren Kern gespannt, so dass Einfelddecken mit einer Spannweite von rd. 8 m entstanden. Bei der herkömmlichen Stahlbetonbauweise wäre jedoch wegen der Verformung eine Deckenstärke von mindestens 32 cm notwendig geworden, was sich bei 15 Obergeschossen zu einer starken Gewichtsbelastung für die Gründung summiert. "Für das Gebäude wurde eine Bohrpfahlgründung vorgenommen, bei der sämtliche Lasten aus den Stockwerken darüber einzeln auf Pfähle abgesetzt werden", erläutert Oberdieck. "Bei Vollbetondecken hätte eine so hohe Anzahl an Pfählen verwendet werden müssen, dass wir uns entschieden haben, nach leichteren und wirtschaftlicheren Alternativen zu suchen."
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Nachdem der Einsatz von Leichtbeton wegen verschiedener Problematiken – u. a. wegen des geringen E-Moduls und der Einschränkungen beim Einsatz von Befestigungselementen – verworfen worden war, wurden die Verantwortlichen im Zuge ihrer Recherche auf die patentierte, umweltfreundliche Hohlkörpertechnologie von Cobiax aufmerksam. Im Vergleich zu vollmassivem Stahlbeton ermöglicht sie um bis zu 35 % leichtere Decken: Das Kernelement dieses Systems bilden nur ca. 400 g schwere Hohlkörper aus recyceltem Kunststoff, die bis zu 35 % des massiven Betons im Inneren einer Stahlbetondecke ersetzen – und zwar dort, wo kein Beton für die (Biege-)Tragfähigkeit erforderlich ist. "Dadurch werden nicht nur Material und Gewicht eingespart, es sind meist auch dünnere Gebäudedecken und deutlich größere Spannweiten von bis zu 20 m möglich", erklärt Jan Cote, Projektleiter und Vertriebsingenieur bei der Heinze Cobiax Deutschland GmbH.
Grundsätzlich erlaubt das Cobiax-System einen Lastabtrag in zwei Richtungen, wobei die statische Leistung und das äußere Erscheinungsbild der Hohlkörperdecke vollständig erhalten bleiben. "Durch das eingesparte Material lassen sich in der Regel auch die Kosten der gesamten Tragstruktur eines Gebäudes senken", so Cote weiter. "Hinzu kommt, dass sich durch das geringere Betonvolumen auch der Ausstoß von umwelttoxischen Schadstoffen verringert." Bei CO2 bspw. ist eine Reduktion um bis zu 20 % möglich. "Aufgrund des geringeren Deckengewichts und des großen Verdrängungsvolumens von bis zu 35 % ermöglichen Cobiax-Hohlkörperdecken neben der Lastreduktion in den Decken gleichzeitig auch eine Optimierung der Gründung. Das war für uns der Faktor, der beim Projekt InterCityHotel wesentlich zur Entscheidung für diese Lösung beigetragen hat", betont Oberdieck.
Das patentierte Cobiax-System besteht aus 250 cm langen linienförmigen Fixierungselementen aus Betonstahl, in denen die Hohlkörper integriert sind. "Die Module, die zwischen der oberen und der unteren Bewehrungsanlage montiert werden, sind in den Ausführungen Eco-Line und Slim-Line erhältlich. Letztere sind für Deckendicken von 20–45 cm ausgelegt und werden für das Projekt in Hannover verwendet", so Cote. Die Hohlkörper- bzw. die verbleibenden Massivbereiche werden einem Verlegeplan entnommen, der unter Berücksichtigung der Deckenstatik des Tragwerksplaners von Cobiax erstellt wurde. Die Betonage im Hohlkörperbereich erfolgt in zwei Lagen und ermöglicht so den auftriebsfreien Einbau der Hohlkörper in die Betondecke. Insgesamt werden vom Erdgeschoss bis zum 15.Obergeschoss des IntercityHotels 5476 Cobiax-Hohlkörpermodule eingesetzt, was eine Gesamtbetonersparnis von 403 m³ sowie eine CO2-Reduktion von ca. 85 t ergibt. Zusätzlich zur Gewichtsersparnis durch weniger Beton konnte die Deckenstärke von 32 auf 30 cm reduziert werden, da die Hohlkörper schon bei diesem Maß die gewünschten Spannweiten zulassen. "Die Lastverminderung durch diese beiden Faktoren zog sich über 15 Geschosse durch bis hinunter zur Gründung und belief sich insgesamt auf rd. 15000 kN", erklärt Oberdieck. "Auf diese Weise konnten wir ca. 10 der 18 m langen Bohrpfähle einsparen."
Gleichzeitig wurde auch das Abfangen der Außenwand im 3. Obergeschoss erleichtert. Diese war aufgrund der speziellen Gebäudekonstruktion erforderlich: Die Wand vom Erdgeschoss bis zum 2. Stock springt an der Gebäudeseite mit dem Haupteingang um 80 cm zurück, geht im Grunde also nur bis zum 3. Obergeschoss. In den darüber liegenden Etagen findet die Außenwand ihr Auflager nur an den seitlichen Wandscheiben und muss über ca. 16 m Spannweite die Deckenlasten aufnehmen. Dadurch musste über dem Eingangsbereich ein Abfangträgersystem eingebaut werden, das sich vom 3. bis zum 15. Obergeschoss erstreckt. Hauptbestandteil dieses Systems ist ein wandartiger Träger, der sich im 15. Stock befindet und die Lasten aus zwölf Geschossen einsammelt, so dass zwischen den Fenstern Zugglieder entstehen. "Eine massive Decke mit 32 cm Stärke hätte deutlich mehr Last auf dieses System gebracht, als das nun mit den Cobiax-Decken der Fall ist. Dies war eine wesentliche Erleichterung bei der Umsetzung des von Bauherren und Architekt gewünschten statischen Systems", so Oberdieck. "Auch mit der Gewichtsreduktion durch das Cobiax-System mussten wir teilweise in den unteren Wänden Beton der Festigkeitsklassen C40/50 verbauen, weil die Druckspannungen in den Auflagern dieses großen, weit gespannten Trägers sehr hoch waren." Darüber hinaus hat die Cobiax-Lösung noch einen weiteren Vorteil: Durch die Reduktion der Deckenstärke um jeweils 2 cm konnte die Gebäudehöhe um 30 cm reduziert werden.
Das Hohlkörperdeckensystem des Wiesbadener Unternehmens konnte die Projektverantwortlichen auch durch weitere Eigenschaften überzeugen: "Uns war bspw. wichtig, dass wir Dübel einsetzen können, um etwas festzuschrauben, und dass vor allem Durchbrüche leicht durchführbar sind", führt Oberdieck aus. Da sich im IntercityHotel pro Geschoss 17Hotelzimmer mit Nasszellen befinden, fallen hier allein für die Abflüsse sehr viele Durchbrüche an. "Sie können realisiert werden, indem in den gewünschten Bereichen die Hohlkörper weggelassen und die Durchbrüche eingefasst werden wie im normalen Betonbau", so Cote. "Auch eine Bauteiltemperierung kann leicht mit der Cobiax-Technologie kombiniert werden." Die Projektverantwortlichen zeigen sich mit dem Hohlkörperdeckensystem sehr zufrieden: "Neben dem einfachen Handling war für uns wesentlich, dass wir die Bauhöhe reduzieren und bei den Decken eine Gewichtseinsparung von 20 % für die Gründung und die Abfangträger realisieren konnten", erläutert Oberdieck. "Auch im Bereich der Lasteinleitungspunkte an den Ecken und am Kern waren Erleichterungen die Folge. Das alles hat sich positiv auf die Durchstanznachweise ausgewirkt." Im Oktober 2018 war das Projekt, das nach den Prinzipien der Lean Construction gemäß einer engen Taktplanung gebaut wird, bereits bis zur Decke über dem 3. Obergeschoss fortgeschritten. Somit wurden bereits über 9700 Hohlkörper von insgesamt 38176 verbaut. Neben dem IntercityHotel Hannover ist das Cobiax-System in zahlreichen anderen nationalen wie internationalen Bauprojekten im Einsatz.
