Rasant steigende Baukosten bei kaum verbesserter Nachhaltigkeit werfen derzeit die Frage auf, ob die Massivbauweise aus Zement, Kalk und Ton noch zukunftsfähig ist. Überall fehlt es an Wohnungen. Gleichzeitig müssen Nachhaltigkeitsaspekte der Neubauten hinsichtlich Baumaterialien und Gesamtenergieeffizienz erheblich verbessert werden. Eine Bauweise, die bereits in anderen Ländern auf dem Vormarsch ist, bietet Möglichkeiten, um diese Herausforderungen zu bewältigen: der Stahlleichtbau.
Für die herkömmlichen Massivbauweisen aus den üblichen Bestandteilen Zement, Kalk und Ton wird die Einhaltung der Nachhaltigkeitsziele aus heutiger Sicht immer aufwendiger und somit auch teurer. Der Baupreisindex für Wohngebäude basiert auf der Preisentwicklung der Bauwerke von individuell geplanten Ein-und Mehrfamilienhäusern. Hiernach sind die Preise für Wohngebäude im Zeitraum von 2010 bis 2020 um 29 Prozent gestiegen. Die Inflationsrate stieg im gleichen Zeitraum lediglich um 14 Prozent. Grund für die gestiegenen Preise sind neben dem Immobilienboom auch Kapazitätsengpässe bei Baufirmen und Handwerkern sowie das schwache Produktivitätswachstum in der Branche. Experten sind sich einig, dass im Vergleich zu Industrie, Handel und Dienstleistung, die den technischen Fortschritt im hohen Mass genutzt haben, um die Produktivität in den vergangenen Jahren sehr schnell zu steigern, die Entwicklung im Bauhandwerk und bei der Planung hingegen kaum voranging. Währenddessen hat sich in einigen Ländern eine alternative Bautechnologie mit höherer Produktivität bereits wesentlich schneller entwickelt: die Stahlleichtbauweise. Kürzeste Umsetzungszeiten, geringere Baukosten, mehr Nachhaltigkeit durch kontinuierliche Reduzierung des CO2-Ausstosses und eine Recyclingquote
bei Baustahl von 99 Prozent sind die markantesten Vorteile des Bauverfahrens, einer Ständerbauweise aus gewichtsoptimierten Stahlprofilen. Zusätzlich erzeugen die bekanntlich sehr günstigen bauphysikalischen Eigenschaften wie hohe Festigkeit, unbegrenzter Lebenszyklus und günstiges Verhalten im Brandfall weitere Vorteile.
In wenigen Wochen Bauzeit
Jedes Wohngebäude, ob Ein-, Zwei- oder Mehrfamilienhaus, kann in Stahlleichtbauweise gemäss den Anforderungen an Statik, Wärmedämmung, Trittschallschutz und Brandschutz errichtet werden. Im Gegensatz zum Holzständerbau benötigen die dünnwandigen C-Profile lediglich eine einfache Verschraubung, die keine speziellen Fachleute erfordert. Zudem erlauben sie grössere Spannweiten und sind zudem unbrennbar. Die Stahlprofile können mit unterschiedlichen Werkstoffen von aussen und innen beplankt sowie isoliert werden.
Das Beispiel zeigt ein zweistöckiges Wohngebäude mit 268 Quadratmetern Wohnfläche, das auf einem Betonfundament in nur wenigen Wochen errichtet wurde. Für die komplette Stahlleichtbaustruktur kamen 5 032 Meter beziehungsweise 7 673 Kilogramm verzinkte Stahlprofilelemente in zwei Profilbreiten mit 15’782 Schrauben zum Einsatz – montiert durch vier Monteure in nur 30 Stunden Arbeitszeit. Die individuellen Stahlprofilelemente von 90 und 140 Millimetern Breite sowie 0.8 und 1.2 Millimetern Stärke wurden dabei vollautomatisch mit allen notwendigen Bearbeitungsschritten gefertigt. Der moderne Mehrprofil-Automat von Arkitech Advanced Construction Technologies übernimmt heute alle Bearbeitungen vom Rollformen bis zum Stanzen, inklusive der individuellen Beschriftung. Die im Beispiel benötigten 5 032 Meter Stahlprofil kann ein moderner Automat in weniger als zwei Arbeitstagen fertigen. Als Vormaterial benötigt die Maschine dafür lediglich vier verschiedene handelsübliche Coils aus verzinktem Stahlblech in den entsprechenden Massen.
Vollständig digitalisiert
Wie in jedem Bauprojekt steht die Gebäudeplanung ganz am Anfang der wirtschaftlichen und gestalterischen Realisierung eines Bauvorhabens in Stahlleichtbauweise. Als führender Anbieter von Design-Software und Rahmenprofil-Automaten für den Stahlleichtbau bietet Arkitech eine ganzheitliche Lösung für die Planung der tragenden Gebäudestruktur: Sobald alle Anforderungen bekannt sind, kann die gesamte Stahlleichtbaustruktur in der hierfür eigens von Arkitech entwickelten Design-und Detaillierungssoftware erstellt werden. Die Einhaltung der statischen Anforderungen nach Eurocode 3 mit allen erforderlichen Lastangaben für Windlast, Schneelast, Nutzlast und Eigengewicht samt Verkleidung mit Isolierung können Anwender bereits während der Erstellung in der Design-Software überprüfen. Darüber hinaus ist die Weiterverarbeitung der konstruierten Stahlleichtbaustruktur jederzeit durch Export von IFC-Dateien in entsprechender BIM-Software möglich.
Ist die Stahlleichtbaustruktur final erstellt, können die Materiallisten für den Einkauf der Vormaterialien, die Fertigungsdatei für Rahmenprofil-Automaten und die Baupläne für die Montage der einzelnen Rahmenelemente automatisch erstellt werden. Per App lassen sich somit auch die gesamte Stahlleichtbaustruktur und jedes Rahmenelement mit allen Details auf jedem Mobilgerät mit Android- oder iOS-Betriebssystem ortsunabhängig darstellen. Die Einstiegshürden in diese Technologie sind für Bauunternehmen überschaubar, da sich die notwendige Investition in Hardware und Software durch die Einsparmöglichkeiten und die erhöhte Produktivität schnell amortisiert.
