FAQ zum Thema Hallenbau

Durch das Unglück von Bad Reichenhall ist eine Diskussion um Hallendächer aus Holz ausgelöst worden. Im Zusammenhang damit haben nicht nur Laien viele Fragen. Im Folgenden haben wir einen Katalog von Fragen und Antworten speziell für Journalisten, kommunale Entscheidungsträger, Politiker und alle Interessierten zusammengestellt. Wenn Sie mehr wissen möchten: Schreiben Sie uns, wir beantworten Ihre Fragen gern.

 

Wann sprechen wir von einer Halle? Wie können wir die Hallen eingrenzen, um die sich die Diskussion dreht?

Eine Halle ist in aller Regel ein eingeschossiges Gebäude, das zu verschiedenen Zwecken verwendet werden kann. In Hallen wird zum Beispiel Sport getrieben, finden Kulturveranstaltungen statt, werden Waren produziert, verkauft oder gelagert. Die meisten Hallen sind geschlossen, es gibt aber auch Hallen mit offenen Überdeckungen. Mehrgeschossige Wohn- oder Geschäftshäuser sind keine Hallen, es kommt jedoch vor, dass Hallen auf mehrgeschossigen Gebäuden errichtet sind und dort ein Dach bilden - wie manche Tennishallen auf Einkaufszentren.

Die aktuelle Diskussion dreht sich im Wesentlichen um weit gespannte Hallen wie Reithallen, Tennishallen oder Eisstadien.

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Wie viele Hallen gibt es ca. in Deutschland?

Das kann man nur sehr grob schätzen. In einer Kleinstadt mit 25.000 Einwohnern gibt es etwa 200 Hallen. Reine "Wohnstädte" können weniger, von Gewerbe geprägte Kommunen mehr Hallen haben. Danach gäbe es in Deutschland bei 80 Mio. Einwohnern etwa 600.000 Hallen. Das mag sogar noch niedrig gerechnet sein, wenn man bedenkt, dass allein Aldi mindestens 5.000 Märkte betreibt und es in Ballungsgebieten eine Unzahl von Produktions-, Umschlag- und Speditionshallen gibt.

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Ab welcher Spannweite des Daches besteht durch verschiedene Einflussfaktoren ein höheres Gefährdungspotenzial als bei dem Dachstuhl eines Eigenheims?

Der Dachstuhl ist ein räumliches Tragwerk, das über eine Menge Tragfähigkeitsreserven verfügt, auch weil die Spannweiten mit 10 bis 13 Metern relativ klein sind. Versagt ein Teil des Dachstuhls, wie etwa ein Sparren, übernehmen andere Teile die Aufgabe des ausgefallenen Bauteils.

Bei einer Hallenkonstruktion mit Spannweiten größer als 15 m sind die Konstruktionsweisen in aller Regel anders, so dass bei Ausfall eines Bauteils möglicherweise auch die benachbarten Bauteile in Mitleidenschaft gezogen werden. Das darf man auch für Bad Reichenhall annehmen.

Mit dem Begriff Spannweite bezeichnet man den Abstand zwischen zwei Unterstützungen, z.B. zwischen zwei Stützen. Die Halle in Reichenhall war 80 m lang, die Spannweite betrug 40 m. Die Spannweite bezieht sich immer auf das Primärtragwerk. Es stützt die anderen ab.

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Was ist ein Tragwerk?

Eine "Konstruktion, die trägt", die Lasten aus dem Dach wie Eigengewicht oder Schnee in das Erdreich abträgt. Die Belastungen werden von den Trägern über die Stützen in die Fundamente und von dort in den Erdboden bzw. den Baugrund abgeleitet.

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Was muss bei weit gespannten Konstruktionen grundsätzlich beachtet werden?

Wer eine Dachkonstruktion für weit tragende Gebäude plant und baut, muss die Eigenarten der Baustoffe, die Bauphysik und die statischen Zusammenhänge genau kennen. Dazu gehört es auch, alle auf die Konstruktion einwirkenden Lasten wie z.B. Schnee und Wind zu berücksichtigen.

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Welche Baustoffe werden für Hallendächer verwendet?

Man verwendet Stahl- bzw. Spannbeton, Stahl, Holz oder Mischbauweisen. In einzelnen Bauteilen kann man auch die verschiedenen Materialien kombinieren - dann spricht man von Verbundbauteilen, zum Beispiel Holz-Beton-Verbundteilen. Man kann aber auch innerhalb eines Tragwerks Einzelbauteile aus verschiedenen Materialien mischen wie bei dem Eisstadion in Deggendorf.

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Was sind die Vorteile und die Nachteile der verschiedenen Baustoffe?

Holzkonstruktionen haben ein geringes Eigengewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit. Deswegen sind sie bei großen Spannweiten prädestiniert. Sie haben glatte Oberflächen, auf denen sich kein Schmutz niederlegt und sind resistent gegen Angriffe durch Luftinhaltsstoffe - sie widerstehen zum Beispiel der salzhaltigen Luft bei Solebädern. Obwohl sie brennbar sind, haben sie einen hohen Feuerwiderstand, d.h. sie sind noch lange nach dem Beginn des Brandes tragfähig.

Stahlkonstruktionen haben hohe Festigkeiten bei relativ geringer Dimensionierung. Nachteile sind die geringe Feuerwiderstandsdauer, die offene Querschnitte, in denen sich Staub ablegen kann, der Pflegebedarf, um in Umgebungen mit salzhaltiger Luft oder großer Feuchtigkeit die Korrosion zu verhindern.

Stahlbetonkonstruktionen vereinen die Vorteile des Betons mit den Nachteilen des Stahls. Beton, der die Druckkräfte übernimmt, ist resistent gegen die meisten Angriffe. Um die Zugkräfte zu übernehmen, braucht man jedoch zusätzlich Stahl, der unter anderem leicht korrodiert. Ein besonderer Nachteil weit gespannter Konstruktionen aus diesem Baustoff ist das große Gewicht: Stahlbeton wiegt etwa fünfmal so viel wie Holz. Das Eigengewicht zehrt damit schon einen großen Teil der Tragreserven auf. Bei weit gespannten Konstruktionen wirkt Stahlbeton plump und ist unwirtschaftlich. Deshalb geht man bei größeren Spannweiten etwa ab 25 m auf Spannbeton über. Dabei sind die Stahleinlagen vorgespannt und leiten Druckkräfte in den Beton ein.

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Gibt es dabei für die Tragfähigkeit je nach Baustoff unterschiedliche neuralgische Punkte?

Bauteile aus jedem Baustoff werden bei gleichartigem Einsatz gleich beansprucht. Die Sicherheiten aller Baustoffe sind miteinander vergleichbar. Weil aber jeder Baustoff seine Stärken und Schwächen hat, muss man als Planer nicht nur die statischen Regeln beherrschen. Man muss auch die spezifischen Eigenschaften der Baustoffe in Betracht ziehen und sie richtig einsetzen.

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Liegt ein besonderes Gefährdungspotenzial ausschließlich bei den Dächern oder auch bei den Wänden?

Weit gespannte Dächer haben die ganze Last - ihr Eigengewicht und den Schnee - von oben auf die Wände abzutragen. Durch die große, dadurch hervorgerufene Biegebeanspruchung gibt es ein besonderes Gefährdungspotenzial.

Wände haben andere Dimensionen und sind aufgrund ihrer geringeren Höhe unproblematischer als weit gespannte Dachkonstruktionen. Die Spannweite des Dachs lag in Bad Reichenhall bei 40 m, die Wände darunter hatte eine Höhe von 8 oder 10 m. Versagen jedoch Teile der Wandkonstruktion, bricht natürlich auch das Dach zusammen.

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Welche klimatischen Faktoren gefährden die Tragfähigkeit und was tut man dagegen?

Grundsätzlich gefährdet Wasser jede Konstruktion, völlig unabhängig vom Baustoff. Holzbauteile, die dauernd durchfeuchtet sind, verlieren ihre Festigkeit und sind durch den Angriff von Pilzen gefährdet. Stahlbauteile rosten, in Betonbauteilen ist der Bewehrungsstahl ebenfalls durch Korrosion gefährdet. Gegen das Wasser, den Feind jeder Konstruktion, muss man einen baulichen Schutz einplanen. Man sollte so bauen, dass eine Durchfeuchtung ausgeschlossen ist. Außerdem müssen die Bauwerke gewartet werden und die Betreiber oder Eigentümer haben dafür zu sorgen, dass Dächer und Wände dicht bleiben.

Für Frost gilt grundsätzlich das Gleiche, auch hier geht es ja um Wasser. Wenn in einen Riss, gleichgültig bei welchem Baustoff, Wasser eindringt und gefriert, dehnt sich das Wasser aus, wird zu Eis und sprengt den Beton ab oder zerreißt das Holz.

Hitze ist im Normalbereich für jeden Baustoff unschädlich. Der Brandfall ist ein anderes Thema. Hier hat die Holzkonstruktion ihre besonderen Stärken. Stahlkonstruktionen oder Stahlbetonkonstruktionen verlieren bei Temperaturen jenseits von 300 bis 400 Grad schlagartig ihre Festigkeit und fallen zusammen. Holz brennt zwar, die äußere, verkohlende Schicht wirkt aber wie eine Wärmedämmung und schützt den weiterhin tragenden Kern.

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Welche Bedeutung für die Qualität eines Bauwerks im Sinne von Tragfähigkeit haben Tragwerksplanung und Bauausführung?

Die Kompetenz von Planern und ausführenden Firmen ist für die Qualität das A und O.

Man kann ein Tragwerk so planen, dass das Versagen eines Einzelteils nicht das Versagen der ganzen Halle zur Folge hat. Intelligente Tragwerksplanung zielt darauf hin, im Fall des Kollapses eines Einzelbauteils nur begrenzte Schäden am Gesamttragwerk zu erzeugen. Weil es teurer ist so zu planen, ist es auch weniger üblich. Sehr oft stehen bei Planungsentscheidungen wirtschaftliche Zwänge im Vordergrund und nicht Fragen der Schadensminimierung in einem Unglücksfall.

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Führt zunehmendes Alter grundsätzlich bei jedem Bauwerk zu Gefährdungen?

Wenn man sich um ein Bauwerk nicht kümmert, es nicht bewohnt, darin nicht lebt und es vor allem nicht pflegt, wird es nach wenigen Jahren verfallen. Das gilt für Wohnhäuser wie für jedes andere Bauwerk. Deshalb sagt man auch: "Die Natur holt sich alles zurück".

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Kann man dem mit regelmäßigen Kontrollen begegnen?

Regelmäßige Kontrollen helfen, kleine Schäden zu erkennen und zu beseitigen. Kümmert man sich nicht darum, kommt es zu massiven Folgeschäden.

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Es scheint keine vorgeschriebenen Wartungsintervalle für öffentlich zugängliche Hallen zu geben. Warum nicht?

Das ist eine politische Frage. Der Gesetzgeber folgt der Philosophie, dass Unterhaltung und Pflege von Gebäuden Sache der Eigentümer und Betreiber ist. Man wollte bisher und will auch heute keine Vorschriften zur Wartung erlassen, um keine Überreglementierung zu betreiben.

Die Tendenz im öffentlichen Baugeschehen geht dahin, die öffentliche Bauverwaltung abzubauen, den Unternehmern während der Bau- und Gewährleistungszeit und im Anschluss daran den Eigentümern und Betreibern die Verantwortung für das Bauwerk zu übertragen. Der Abbau von Überreglementierung ist von Brüssel gewollt, die Behörden begrüßen das unter dem Aspekt der allgemeinen Geldnot. Die Stellen von Fachleuten in den Bauämtern werden nicht mehr besetzt, die Verantwortlichkeiten gehen von der Öffentlichkeit auf die Betreiber über.

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Warum verwendet man überhaupt Holzkonstruktionen für Hallendächer?

Holzkonstruktionen hat man schon verwendet als es Stahl- und Betonkonstruktionen noch gar nicht gab. Seit Jahrhunderten werden große Gebäude, Versammlungshallen und Häuser aus Holz gebaut. Es ist ein historischer Baustoff, der sich bewährt hat. Alte Rathäuser, die vielen Fachwerkhäuser, das Knochenhauer Amtshaus in Hildesheim, aber auch die Karawansereien an der Seidenstraße sind Beispiele für langlebige Konstruktionen.

Die Verwendung von Holzkonstruktionen bei modernen Bauten wurde durch die Entwicklung des Brettschichtholzes, mit dem man sich von den natürlich gewachsenen Dimensionen des Holzes freimachen konnte, erleichtert. Jetzt kann man "Holzbalken" mit nahezu beliebigen Längen und Dimensionen wie eben auch große Bauteile für Decken herstellen.

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Was sind die Vorteile gegenüber anderen Baustoffen?

Das geringe Eigengewicht bei gleichzeitiger Festigkeit, die große Formbarkeit von Brettschichtholz, also die Möglichkeit, gekrümmte Bauteile herzustellen und die glatten Oberflächen, hohe Brandwiderstandsdauer und das optisch ansprechende Äußere. Brettschichtholz bietet dem Architekten große Gestaltungsmöglichkeiten. Man kann gekrümmte und verdrehte Teile herstellen, was mit einem vergleichsweise geringen Aufwand wie beim Holz mit anderen Baustoffen nicht möglich ist.

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Sind die hierzulande beim Bau verwendeten Holzarten alle gleich geeignet?

Natürlich nicht. Bei weit gespannten Hallen wird häufig Brettschichtholz verwendet oder auch Fachwerkträger aus Vollholz, beispielsweise mit Knotenverbindungen aus Nagelplatten. Dazu wird im Allgemeinen Nadelholz verwendet. Das Standard-Nadelholz in Europa ist Fichte. Es ist gegen Feuchte und daraus folgend gegen Pilze wenig resistent. Bauten aus Fichte brauchen einen besonderen "baulichen Holzschutz". Das bedeutet: Sie müssen so gebaut werden, dass die Bauteile nicht nass werden. Dann ist Fichte unbegrenzt haltbar. Die Imprägnierung mit einem Holzschutzmittel wirkt bei Fichte wenig, weil die Flüssigkeit kaum in die Oberfläche eindringt.

Andere Holzarten wie Lärche und Kiefer haben etwas weniger Probleme mit der Dauerhaftigkeit. Eiche, die in der Regel nur als Vollholz verwendet wird, kommt aus wirtschaftlichen Gründen als Massenbaustoff kaum in Betracht und ist für die Verwendung in Brettschichtholz derzeit nicht zugelassen.

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Welche Lebensdauer haben Bauwerke aus Holz?

Wenn sie trocken gehalten werden, ist ihre Lebensdauer unbegrenzt. Die Kapellbrücke in Luzern zum Beispiel, die ein Dach hat, ist über 500 Jahre alt. Es gibt auch immer noch sehr gut erhaltene Fachwerkhäuser aus dem Mittelalter. Ohne Katastrophen und Kriege wie dem Dreißigjährigen Krieg und allen, die darauf folgten, wären es noch sehr viel mehr. Auffällig ist, dass die noch existierenden Holzbauwerke auch früher schon in guter Qualität errichtet wurden.

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Vor nicht allzu langer Zeit haben wir uns noch an dem hölzernen EXPO-Dach erfreut. Müssen wir damit rechnen, dass es in einigen Jahrzehnten zusammenfällt?

Das Dach mit seinen auf jeweils 40 x 40 m Grundfläche errichteten Schirmen ist zwar ein schönes Beispiel für den modernen Ingenieur-Holzbau, aber es braucht auch Pflege. Wenn man es wartet, kann es Jahrhunderte halten.

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Wie werden aus Brettern in Baumgröße sehr viel größere, gerade oder gebogene Holzteile?

Die Bretter werden mit Keilzinkenverbindungen zu beliebig langen Lamellen verbunden. Sie sind sehr flexibel, man kann sie auf Formen biegen, nachdem man den Leim aufgetragen hat. Ist dann der Leim ausgehärtet, haben die Bauteile Festigkeit.

Das macht man etwa seit der Mitte den 19. Jahrhunderts. In Southampton gibt es noch ein College mit gekrümmten Holzbauteilen aus dem Jahr 1869. In Deutschland hat der Weimarer Zimmermeister Otto Hetzer diese Bauweise aufgegriffen und das Verfahren bis zur industrialisierten Serienproduktion weiterentwickelt. In Wuppertal steht noch eine von ihm erbaute Turnhalle. Erst mit dem Wiederaufbau nach dem 2. Weltkrieg erlebte das Brettschichtholz jedoch seinen Durchbruch. Die Hälfte des weltweit hergestellten Brettschichtholzes kommt aus Nordamerika, die andere Hälfte aus Europa, ganz überwiegend aus den deutschsprachigen Ländern.

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Welche Verfahren gibt es, einzelne Bretter miteinander zu verbinden?

Durch Keilzinkung verbindet man sie miteinander. Untereinander verklebte Bretter ergeben die fertigen Bauteile. Man spricht dann oft von "Bindern". Das bedeutet "Träger".

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Welche Leimarten verwendet man?

Wir sprechen heute von Klebern. Leime sind eine Unterart, nämlich Kleber, die Wasser als Lösungsmittel enthalten. Früher hat man nur Leime verwendet. Otto Hetzer nahm Kasein-Leime, die aus Knochen hergestellt wurden. Heute nimmt man Polykondensationsleime, die aus Leim und einem Härter bestehen. Beides wird vermischt, beim Aushärten entweicht dann das Wasser.

Daneben gibt es Kleber auf der Basis von Polyurethan oder Epoxidharzen - das sind Entwicklungen der letzten 20 Jahre.

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Wie wird ihre Eignung getestet und seit wann gibt es diese Tests?

Kleber müssen in Deutschland eine Zulassung haben. Die Materialprüfungsanstalt MPA in Stuttgart testet die Klebstoffe, danach erteilt das Deutsche Institut für Bautechnik die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung. So ist es seit Jahrzehnten üblich.

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Wie ist die Qualität der Holzleimbaufirmen gesichert?

In Deutschland gibt es etwa 40 Hersteller von Brettschichtholz. Jeder braucht eine - große oder kleine - Leimgenehmigung. Die große Leimgenehmigung ist erforderlich, wenn man weit gespannte Konstruktionen liefert. Das sind etwa 30 Unternehmen. Jeder Hersteller wird daraufhin überprüft, ob er technisch und personell in der Lage ist, Brettschichtholz herzustellen. Firmen, die sich einer über die bauaufsichtlichen Anforderungen hinaus gehenden Überwachung unterwerfen, erhalten das RAL-Gütezeichen. Insgesamt arbeiten die Hersteller auf einem Qualitätsniveau, das im Baugewerbe nicht überall üblich ist.

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Gibt es eine Güteüberwachung für die Brettschichtholzhersteller, die unsachgemäßes Vorgehen ausschließt?

Die industrielle Herstellung von Brettschichtholz ist systematisiert und wird streng kontrolliert. Alle Firmen haben sich gemäß einer deutschen Norm seit 1996 neben der Eigenüberwachung einer umfassenden Fremdüberwachung zu unterwerfen. Sie werden zweimal im Jahr unangemeldet von Fremdüberwachern kontrolliert, die stichprobenweise feststellen, ob die Eigenüberwachung lückenlos ist.

Darüber hinaus müssen alle Hersteller, die eine Leimgenehmigung besitzen, einen Befähigungsnachweis zum Herstellen geleimter, tragender Bauwerke besitzen. Auch für die Leimgenehmigung finden regelmäßige Kontrollen durch ein unabhängiges Institut statt.

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Bei öffentlichen Aufträgen sind meist die Bauämter beteiligt. Sind sie informierter und sensibler als private Auftraggeber was Wartung und Kontrolle betrifft?

Nein. Öffentliche Bauten werden zumeist mit Zuschüssen finanziert. Damit ist der Bau gesichert, für die Unterhaltung aber ist kein Geld vorgesehen. Sensibilität stellt sich erst ein, wenn ein Unglück passiert ist. Dann will sich niemand vorwerfen lassen, er habe etwas versäumt.

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