Stahlleichtbau: So nachhaltig und kosteneffizient ist die neue Bauweise

Stahlleichtbau als Alternative: Studien zeigen, dass in Deutschland jährlich zusätzlich mehr als 200.000 bezahlbare Wohnungen fehlen. Gleichzeitig wären in Sachen Baumaterialien und Gesamtenergieeffizienz Nachhaltigkeitsaspekte von Neubauten erheblich zu verbessern, um die vorgegebenen Klimaziele bis 2035 zu erreichen. Die EU-Gebäuderichtlinie schreibt beispielsweise vor, dass alle neuen Gebäude in der EU ab 2021 nahezu auf dem Niveau von Null-Energie-Häusern zu bauen sind. Für die herkömmlichen Massivbauweisen aus Zement, Kalk und Ton wird die Einhaltung der Nachhaltigkeitsziele aus heutiger Sicht immer aufwändiger und teurer.

Stahlleichtbau: Kostengünstige Alternative?

Der Baupreisindex für Wohngebäude etwa basiert auf der Preisentwicklung von individuell geplanten Ein- und Mehrfamilienhäusern. Hiernach sind die Preise für Wohngebäude im Zeitraum 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 Engpässe bei Baufirmen und Handwerkern sowie das schwache Produktivitätswachstum in der Branche. Experten sind sich einig, dass die Entwicklung im Bauhandwerk und bei der Planung kaum vorangeschritten ist. Im Vergleich dazu haben Industrie, Handel und Dienstleistung den technischen Fortschritt genutzt, um in den vergangenen Jahren ihre Produktivität zu steigern.

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 günstigen bauphysikalischen Eigenschaften wie hohe Festigkeit, unbegrenzter Lebenszyklus und günstiges Verhalten im Brandfall weitere Vorteile.

Bezugsfertige Wohngebäude

Eigentlich lässt sich jedes Wohnhau in Stahlleichtbauweise gemäß der Anforderungen an Statik, Wärmedämmung, Trittschallschutz und Brandschutz errichten. Im Gegensatz zum Holzständerbau benötigen die dünnwandigen C-Profile lediglich eine einfache Verschraubung, für die keine Fachleute erforderlich sind, erlauben größere Spannweiten und sind zudem unbrennbar. Die Stahlprofile lassen sich mit unterschiedlichen Werkstoffen von außen und innen beplanken sowie
isolieren.

Die Bilder zeigen ein zweistöckiges Wohngebäude mit 268 qm Wohnfläche, das man auf einem Betonfundament in nur wenigen Wochen errichtet hat. Für die komplette Stahlleichtbaustruktur kamen 5.032 Meter (7.673 kg) verzinkte Stahlprofilelemente in zwei Breiten mit 15.782 Schrauben zum Einsatz, die vier Monteure in nur 30 Stunden Arbeitszeit verbauten. Die individuellen Stahlprofilelemente von 90 und 140 Millimeter Breite sowie 0,8 und 1,2 Millimeter Stärke wurden dabei vollautomatisch mit allen Bearbeitungsschritten gefertigt. Der moderne Mehrprofilautomat von Arkitech Advanced Construction Technologies übernimmt heute alle Bearbeitungen vom Rollformen bis 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.

Stahlleichtbau: Gebäude- und Materialplanung

Wie in jedem Bauprojekt steht die Gebäudeplanung ganz am Anfang der wirtschaftlichen und gestalterischen Realisierung eines Bauvorhabens in Stahlleichtbauweise. Als Anbieter von Designsoftware und Rahmenprofilautomaten für den Stahlleichtbau bietet Arkitech hier eine ganzheitliche Lösung für die Planung der tragenden Gebäudestruktur an: Sobald alle Anforderungen bekannt sind, lässt sich die gesamte Stahlleichtbaustruktur in der hierfür eigens entwickelten Design- und Detaillierungssoftware erstellen. Die Einhaltung der statischen Anforderungen, mit allen erforderlichen Lastangaben für Wind-, Schnee-, Nutzlast und Eigengewicht samt Verkleidung mit Isolierung, kann man während des Erstellens bereits in der Designsoftware überprüfen. Darüber hinaus ist die Weiterverarbeitung der konstruierten Stahlleichtbaustruktur jederzeit durch Export von IFC-Dateien in der entsprechenden BIM-Software möglich.

Ist die Stahlleichtbaustruktur final erstellt, werden die Materiallisten für den Einkauf der Vormaterialien, die Fertigungsdatei für Rahmenprofilautomaten und die Montagebaupläne der einzelnen Rahmenelemente automatisch erstellt. Per App lassen sich dann auch die gesamte Struktur und jedes Rahmenelement ortsunabhängig auf jedem Mobilgerät darstellen.

Von Andreas Cebulsky.

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