HVFD
Holzverbundflachdecke für den Hochbau
Die Holzverbundflachdecke (HVFD) der Implenia AG und WaltGalmarini AG bietet eine neuartige, effiziente und nachhaltige Lösung für den Holz-und Hybridbau und kann in unterschiedlichen Gebäudetypen eingesetzt werden. Aufgrund der schlanken Bauweise/Konstruktion der HVFD kann die Lösung ihr Potenzial aber vor allem im hochgeschossigen Bauen entfalten.
Die Holzverbundflachdecke in Kürze
In der von der Implenia AG, WaltGalmarini AG und ETH Zürich entwickelten Holzverbundflachdecke (HVFD) kommen Materialien zum Einsatz, deren Eigenschaften zusammen ein hoch leistungsfähiges Deckensystem bilden. Im Vergleich zu klassischen Betonflachdecken und Holzbau-Massiv- oder Verbundlösungen ermöglicht die Holzverbundflachdecke gleichwertiges Bauen bei deutlicher Reduktion der Umweltauswirkungen.
Die nachfolgende Grafik zeigt übersichtlich gängige Einsatzbereiche von Deckensystemen in Abhängigkeit von Deckenspannweite und Gebäudehöhe. Dieser Übersicht zugrunde liegt die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Varianten und teilweise deren technische Grenzen aufgrund von Brand-, Schallschutz- und Festigkeitsanforderungen. Das gelb hinterlegte Feld zeigt die Leistungsfähigkeit der HVFD.
Warum Holzverbundflachdecken?
Herkömmliche Betonflachdecken als statisch wirkende Platten erfüllen die Anforderungen an Schall- und Brandschutz sowie Flexibilität von Gebäuden bisher optimal. Beim Beton müssen zukünftig allerdings die Umweltauswirkungen der Zementherstellung stärker berücksichtigt und deshalb die Zementverschwendung minimiert werden. Die Holzverbundflachdecke macht das möglich.
Der Beton liefert den statischen Druckzone, die Masse und den Feuerwiderstand, das Holz bietet die statische Zugzone sowie gestalterische hochwertige Sichtoberfläche. Dazwischen befindet sich ein Füllmaterial je nach bauphysikalischen Anforderungen. Die tragenden Schichten werden durch vertikale Stahlrohre schubsteif verbunden.
Es ist unsere Verpflichtung, äusserst sorgsam mit allen uns zur Verfügung stehenden Ressourcen umzugehen und bestmöglich emissionsfrei zu bauen. HVFD verbindet höchste Leistungsfähigkeit mit deutlich geringerem Materialeinsatz als bei bisherigen Konstruktionen im Hochbau.
Geschäftsführer Implenia Holzbau
4 key benefits
Nachhaltigkeit
Der Rohbau von Gebäuden hat anteilsmässig den grössten ökologischen Fussabdruck und muss dementsprechend einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung leisten. Da die HVFD ca. 35% leichter als eine herkömmliche Betondecke ist, kann Beton beim Fundament eingespart werden. Die Treibhausgasemissionen des Rohbaus können so mit dem Einsatz von HVFD bis zu 40% reduziert werden. Dank materialoptimierten Hybridkonstruktionen ist es möglich mit wenig Holz viel Zement zu vermeiden. Dies hat den grössten Hebel zur Erreichung der Netto-Null-Ziele.
Die Übersicht zeigt den Vergleich zwischen drei verschiedenen Tragwerkkonstruktionen und deren Einfluss auf die EBF, die Geschosshöhe und die Anzahl Geschosse. Die Hybrid Lösung (System Rocket) ist in Bezug auf Materialen insgesamt am meist effizient und nachhaltig.
Legende
STB: Stahlbeton
CLT: Cross-Laminated Timber (DE: Brettsperrholz)
THGE: Treibhausgasemissionen
EBF: Energiebezugsfläche
Nutzungsflexibilität über die Geschosse
Besteht das Bedürfnis für einen breiten Nutzungsmix über viele Geschosse, bieten Decken mit grossen Spannweiten deutlich mehr Flexibilität, was ein grosser Vorteil der HVFD ist. Dies insbesondere auch für zukünftige Umnutzungen und Lebenszyklen. Ökologische und finanzielle Nachhaltigkeit schliessen sich nicht aus, sondern ergänzen sich bei Betrachtung der integralen Zyklen.
In der Abbildung wird die geplante Nutzung der Räumlichkeiten beim Projekt Rocket ersichtlich. Der Einsatz der HVFD ermöglicht eine grosse Planungs- und Nutzungsflexibilität. Im Bild ist ein Beispiel dieser Nutzungsflexibilität am Projekt Rocket ersichtlich. Die Wohnungsanordnung über die Geschosse, kann beliebig in der Grundfläche gewählt werden. So stellen die verschieden farbigen Einheiten unterschiedliche Wohnungen dar die pro Geschosse gespiegelt werden können.
Qualitätssicherung und Reduktion der Bauzeit durch Vorproduktion
Durch den Einsatz von HVFD kann schneller und effizienter gebaut werden, da die Decke vorproduziert wird. Insbesondere für urbane Ersatzneubauten führt eine Verkürzung der Bauzeit zu weniger Mietausfall. Der für Holzbau benötigte konsequente Witterungsschutz während der Montage wird als Chance genutzt: Die Gebäudehülle wird bereits parallel mit dem Rohbau montiert, wodurch der Ausbau um mehrere Geschosse früher startet.
Brandschutz und Sicherheit
Brandschutztechnisch sind Gebäude in der Schweiz in deren Höhe eingeteilt. Ab 30 m gilt ein Gebäude als ein Hochhaus. Bis zur Hochhausgrenze sind sichtbare Holztragwerke meistens einfach möglich. Decken mit brennbaren Anteilen im Tragwerk sind in der Schweiz auch bei Hochhäusern - mit dem Einsatz eines Sprinklers möglich. Sprinkler löschen Brände sehr früh am Ort des Ausbruchs und sind damit eine der effektivsten Methoden zur Bekämpfung von Feuer. Es bestehen die Varianten einer Integration der Leitungen in der Zwischenschicht wie auch in den nicht tragenden. Projektspezifische und risikobasierte Sicherheitskonzepte können so zu erhöhter Sicherheit bei optimierten Kosten führen.
Wir sollten Zement minimieren und Holz nicht verschwenden. Es ist wichtig, effiziente statische Systeme mit hybriden Konstruktionen zu bauen, die den Materialverbrauch stark reduzieren und möglich Kreislaufbaustoffe berücksichtigen.
Wolfram Kübler
Partner, Geschäftsleiter WaltGalmarini AG
Oberflächen und Gestaltungsmöglichkeiten
Des Weiteren bietet die Holzverbundflachdecke eine grosse Anzahl Gestaltungsmöglichkeiten in Bezug auf die Holzwerkstoffplatten:
Referenzprojekte
Kontaktpersonen
Alternativ steht die Visitenkarte zum Download zur Verfügung. Visitenkarte herunterladen
WaltGalmarini AG
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Publikationen
ETH-Publikation: Two-Way Spanning Timber-Concrete Composite Slabs made of Beech Laminated Veneer Lumber with Steel Tube Connection - Research Collection (ethz.ch)
Beitrag Rocket und Tigerli: Rocket und Tigerli in der Lokstadt, Winterthur: Studienauftrag für das derzeit weltweit höchste Wohnhochhaus aus Holz erfolgreich abgeschlossen (implenia.com)