Ausloten was geht

Foto: Sebastian Schels

Wer experimentiert, geht Risiken ein, denn dem Experimentieren liegt auch ein Scheitern inne. Dass ein solches Scheitern durchaus eine Erweiterung des Erfahrungshorizonts bedeutet und damit das Folgeexperiment dem Erfolg schon sehr viel näher ist, möchte ein Auftraggeber in der Regel nicht mit­finanzieren müssen – und den für ein zielgerichtetes Experimentieren nötigen Zeitrahmen schon gar nicht zur Verfügung stellen.

Erschließung der 3-Zimmer-Wohnung im EG. Blick innen auf die tragende Wand aus ReUse-Ziegeln (Südwestfassade)
Foto: Sebastian Schels

Dass wir, gerade auch im Bauen, um ein Experimentieren nicht drumherum kommen, wenn wir uns weiterentwickeln wollen, das zeigt uns die B&O Gruppe Bau im süddeutschen Bad Aibling. Besser gesagt, sie zeigte es uns schon mit den drei Versuchshäusern, die die Gruppe zusammen mit dem Forschungszentrum Einfach Bauen der TUM, Florian Nagler Architekten, u. a. mit merz kley partner und Transsolar KlimaEngineering, im Jahr 2020 auf die (eigene) Wiese stellte. Die drei physiognomisch beinahe identischen, in der Materialwahl aber sehr verschiedenen Bauten wurden von der Bayerischen Bauwirtschaft ebenso gefördert wie vom Bund (hier das BBR Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung, Bonn). Das Interesse der Politik wie auch der Wirtschaft ist klar: Wir müssen einfacher bauen, wenn wir noch bezahlbar, ja, wenn wir überhaupt noch erfolgreich bauen wollen.

Blick durchs Treppenhaus aus Lehmsteinen: Die Treppenstufen aus KVH sind in die Lehmwände eingepasst und werden auch für die Podeste verwendet (Trittkanten aus Eiche). Schön zu sehen auch der gemauerte Sturz (Stichbogenhöhe­ ca. 10 mm)
Foto: Sebastian Schels

Abgesehen von der grundsätzlichen Frage, ob das Bauen auf der grünen Wiese der richtige Weg ist, Ressourcen aller Art zu schonen, ist der in Bad Aibling demonstrierte Ansatz einer neuen Einfachheit ein guter Weg dorthin, wo das Einfache sich in vielen Lebensbereichen etablieren könnte: Kleidung, Mobilität, Komfort, Ernährung und immer auch: Konsum.

Zweite Versuchsreihe gestartet

Um die Lasten der Decken möglichst gleichmäßig auf die Wände abzulagern, wurde auf den Wandkopf ein Holzbalken angeordnet, der auch die Türöffnung überspannt
Foto: Sebastian Schels

Um die Lasten der Decken möglichst gleichmäßig auf die Wände abzulagern, wurde auf den Wandkopf ein Holzbalken angeordnet, der auch die Türöffnung überspannt

Foto: Sebastian Schels

Die drei ersten Bauten, bereits mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis Architektur 2021 ausgezeichnet, werden nun in weiteren Projekten gleichsam fortgeschrieben. Nun allerdings eher auf alleinige Rechnung des Bauherrn selbst, der B&O Gruppe Bau. Die zweite Versuchsreihe, in Steinwurfweite von den ersten Bauten entfernt, soll den Einsatz von Zement und Beton im Vergleich zur ersten Serie deutlich reduzieren. Die für eine effektive Klimatisierung nötige Speichermasse wird durch das Material Lehm, konkret durch gepresste Lehm­mauersteine zur Verfügung gestellt. Geplant sind drei unterschiedliche Hybride, bei denen jeweils Holz und Lehm als tragende Baustoffe so miteinander kombiniert werden, dass beide Materialien ihre Potentiale voll ausspielen können. Wesentliche Erkenntnisse aus der ersten Serie von Forschungshäusern – Kompaktheit, Fenstergrößen, etc. – wurden für die zweite Serie im Wesentlichen übernommen, aber auch weiterentwickelt. Das im vergangenen Jahr bereits realisierte, hier vorgestellte Forschungshaus 4 ist als Kombination von tragenden Innenwänden aus Lehmsteinen und tragenden Außenwänden und Decken in Brettstapelbauweise ausgeführt worden. So jedenfalls die erste Planung, die möglicherweise auch hätte realisiert werden können, wären nicht Unsicherheiten ob der Tragfähigkeit der Lehmmauersteine aufgekommen.

Tragende Wände aus Lehmmauersteinen

Die zentrale Wandachse­ war ursprünglich - wie der Treppenhauskern - aus Lehmmauersteinen geplant; fehlende Druckfestigkeitsnachweise führten zur ReUse-Klinker-Lösung. Die offene Grundrisslösung führte auch zum türenlosen Raumkontinuum (was veränderbar wäre)
Foto: Sebastian Schels

„Wir sind immer froh, wenn wir nicht experimentieren müssen, aber manchmal geht es einfach nicht anders“, so der Projektleiter Tilmann Jarmer, Florian Nagler Architekten, im Gespräch über das von ihm geleitete Projekt Versuchshaus 4. „Tatsächlich wollten wir für die tragenden Innenwände Lehmbausteine verwenden. Die Lehmbaurichtline, die zum damaligen Planungszeitraum gültig war, sagte allerdings, dass tragende Wände aus Lehmstein maximal zwei Geschosse erlauben. Konkret begründet wird das allerdings nicht. Unser Statikerbüro hatte gerechnet, dass Druckfestigkeitsklasse 3 für drei Geschosse ausreiche.“ Genormte Klassizifierungen bei Mauerwerk reichen von Druckfestigkeit 2 bis 60, ein KS-Stein liegt im Regelfall bei 12, 16 oder 20. Damit war auch den Planerinnen von Florian Nagler Architekten klar, dass sie um eine Zustimmung im Einzelfall nicht herumkommen. Dass dieser „Extraaufwand für den Bauherrn Kosten und Zeit, also wieder Kosten verursacht“ (Tilmann Jarmer) bereits in der Ausführungsplanung mitgedacht wurde und bereits in diesem Planungsstadium beantragt wurde, war auch dem Umstand zu verdanken, dass man hier  schon Erfahrungen sammeln konnte: „Vielleicht waren wir auch deshalb so früh, weil wir über die ersten drei Forschungshäuser noch sehr lebendige Erfahrungen hatten.“

Betonplattenreste aus einem benachbarten Hallenumbau konnten für die Fundamentierung (Versuchshaus 5, im Hintergrund Versuchshaus 4) eingesetzt werden: 1/3 weniger Frischbeton an dieser Stelle
Foto: Silja Schade-Bünsow

Im Nachhinein hätten sich alle den Mehraufwand sparen können, denn der Händler konnte keine 3er-Klasse liefern, es gab nur Steine der Klasse 2. Also entschied man sich, die mittlere tragende Wand des EG mit einem ReUse-Ziegel zu mauern. „Die hatte der Bauherr auf Ebay gefunden bei einem spezialisierten Händler an der Ostsee, noch im alten Reichsformat“ (Tilmann Jarmer). Mittlerweile gibt es mit dem IAB – Institut für Angewandte Bauforschung ein Forschungsinstitut, das Druckfestigkeitsnachweise u. a. für Claytec übernimmt und aktuell Druckfestigkeit 4 bei Lehmsteinen nachweisen konnte; „für uns rund ein halbes Jahr zu spät!“ (Tilmann Jarmer)

Offene Grundrisse, reversibles Fügen

Auch wenn die Architekten beim Versuchshaus 4 natürlich nicht wild experimentieren konnten, ausprobiert und bereits vollzogene Varianten des Bauens haben sie aber. So wurden im gemauerten Treppenhaus die Stufen aus KVH direkt ins Mauerwerk eingearbeitet. Auf die Frage, ob es hier nicht zu Spannung in der Lehmwand und es in Folge dessen zu Rissebildung kommen könne, antwortete der Projektleiter, dass sich auch industriegetrockentes KVH minimal verdrehen könne, doch „ich vermute, dass sich der Lehmstein mitverformt, weil er nicht gebrannt, also quasi knetbar ist.“ Dass hier Holz in direkten Kontakt zu Lehm komme, sei zudem nichts Ungewöhnliches, schaue man in den historischen Fachwerkbau.

Sauberkeitsschicht auf Tragschotter, Abdichtung,
gebrannter Kimmziegel, Trennlage,
Lehmmauersteine
Foto: Florian Nagler Architekten

Angesprochen auf die bewusst offen gehaltene Grundrissnutzung der Wohnungen kommentiert Tilmann Jarmer: „Wir sind grundsätzlich der Meinung, dass wir Räume für jede Nutzung anbieten sollten. So könnten die 3 ZKB-Wohnungen auch drei Büroräume sein mit Empfang-, Pausen- und WC-Bereich etc. davor. Die Raumhöhe mit 3 m würde die Arbeitsstättenrichtlinie Büro erfüllen. Würden wir die Grundrisse nach den spezifischen Möbeln von Kinderzimmern oder Elternschlafzimmern ausrichten, wären wir wesentlich weniger flexibel. Wir sind der Meinung, dass ein Gebäude, das 100 Jahre steht, grundsätzlich die Strategie verfolgen sollte, flexible Nutzungen anbieten zu können … Vielleicht keinen Veranstaltungssaal, aber warum nicht Arztpraxen, Büros … Eine Mischnutzung müsste via Baugenehmiung durchgesetzt werden, das hätten wir im Vorfeld schon machen können. Auch der Schallschutz würde derartige Mischnutzungen hergeben!“ Die technische Ausstattung der Räume ist rudimentär, „alle Zimmer haben zwei Steckdosen, zwei Netzwerkanschlüsse, das wars. Natürlich kann ich die Anschlüsse modifizieren und das Wandsystem – Brettstapelelemente – erlaubt verdecktes Verlegen wie ‚unter Putz‘.“

Die Badzellen als vorgefertigte Einhei­ten kommen vom Bauherrn B&O Bau selbst, der hier wie auch in weiteren Bauten auf dem Gelände seine Produkte testet und optimiert
Foto: Florian Nagler Architekten

Die Holzdübeldecken in den Wohnungen – gehobelte Massivholzprofile – haben eine Splitschüttung, darauf trockener Estrich, Basaltgestein mit Zementkleber. Das erlaubt, im Gegensatz zur Verwendung von Fließestrich, dass man es ohne großen Aufwand und sortenrein wieder ausbauen kann. „Wir hatten das schon einmal machen müssen wegen eines Wasserschadens. Da wurden die Dielen aufgenommen, die Estrichplatten zur Seite gepackt, die undichte Muffe in der Splittschüttung repariert, alles wieder zugemacht.“

Lageplan, M 1 : 5 000

Oder die Türstürze – schon ein Thema bei den drei Versuchshäusern davor: Bei den Übergängen vom Treppenhaus in die Wohnungen hat der Sturz eine Stichhöhe von vielleicht 10 mm. Erkennen kann man den Bogen an der leichten Schrägstellung der Steine. Konstruktiv wird die Deckenlast darüber über den Meter Lehmstein abgetragen: „Die scheitrechten Stürze hat die ausführende Firma auch ohne Diskussionen umsetzt. Das ist eigentlich auch eine übliche Konstruktion, jedenfalls in his­torischen Mauerwerksbauten.“

Streifenfundamente, nur außen gedämmt

Grundriss EG, M 1 : 333

Grundriss EG, M 1 : 333

Die Suche nach weiterem Reduzierungspotenzial weist weit über das hier vorgestellte Versuchshaus 4 hinaus. So wird in dem in Garching angesiedelten Forschungsprojekt TUMorrow Factory – eine vielseitige Werkstatt für Studierende der TU München, die verschiedene Räume für Gruppenarbeit, Büros, Werkstätten, Besprechungen und Vorträge anbieten wird und aus Baustoffen besteht, die mindestens zu 75 % nachwachsend sind – auf die Dämmung der Bodenplatte verzichtet. Auf meine verwunderte Nachfrage, wie dann die Gebäudebauteile daran gehindert werden, Wärmeenergie ins Erdreich abzugeben, erläutert Tilmann Jarmer: „Wir planen, hier lediglich die außenliegenden Fundamentstreifen und umlaufend 5 m unter dem Werkhallenboden zu dämmen. Innen kann die Wärme so weit nach unten wandern, bis sich ein Temperaturgleichgewicht einstellt und der Abfluss gestoppt ist. Im Sommer kann man dann diesen Bereich als thermische Trägheit erschließen. Schotter und der Beton haben ja auch schon einen U-Wert. Ich muss die Schicht nur weit genug denken, dann gibt es irgendwann ein Gleichgewicht und einen Energieflussstopp.“

Grundriss 1. OG, M 1 : 333

Ganz konkret – aber ebenfalls als weiterer Schritt im Optimierungsprozess zu sehen – ist die Verwendung von Abbruch­bodenplatten beim Versuchshaus 5 für die Streifenfundamente. Die kommen aus einer nahegelegenen Werkshalle. „Tragwerksplaner und Prüfstatiker haben für Abbruchplatten angenommen, dass diese mindestens so tragfähig sind wie Magerbeton. Mit einer Beprobung wäre vielleicht eine noch höhere Tragfähigkeit ermittelt worden, aber auch so konnte der Einsatz von Frischbeton im Fundament um ein Drittel reduzieren werden.“ (Tilmann Jarmer)

Fazit

Grundriss 2. OG, M 1 : 333

Grundriss 2. OG, M 1 : 333

Das Experimentelle im Versuchshaus ist eher ein Ausloten von Wegen, die nicht so oder lange gar nicht mehr gegangen wurden. Vieles ließe sich über den Rückgriff auf Erfahrung vereinfachen, manches durch bewussten Verzicht auf Komfort zum Beispiel. Dass hier die Architekten noch immer dazulernen, bestätige Tilmann Jarmer. Es seien „viele der anstehenden Projekte, die den Einfach-Bauen-Ansatz immer weiterverfolgen. Kleines Beispiel: Bei einem Kindergarten wird die Lüftung der Räume über Schachtzüge geregelt, alles händisch betrieben! Florian Naglers eigenes Haus ist komplett ohne Zement gebaut. In Heidelberg sanieren wir mehrere vergleichbare Häuser auf sehr unterschiedlichem Niveau, von sehr einfach bis aufwendiger. Am Ende haben wir dann sieben Gebäude, die wir über das Jahr bezüglich ihres Energieverbrauchs messen werden, im direkten Vergleich zwischen den Sanierungstypen wie auch im Vergleich zum Vorsanierungsstand. Das ist ein Forschungsprojekt der TUM im Rahmen des ‚Strategiedialogs Bezahlbares Wohnen und innovatives Bauen Baden-Württemberg‘, finanziert von der Wohnungsbaugesellschaft GGH, der diese Bauten gehören.“

Schnitt/Ansicht Treppenhaus, M 1 : 50

Und damit kommen wir zu den Bauherrn, die natürlich vom Ausloten profitieren. Wie schon die genannte GGH untersucht die B&O Bau in Bad Aibling die Ökobilanz der Bauteile der drei Häuser der zweiten Serie. Bei Forschungshaus 5 kommen beispielsweise Außenwandkonstruktionen zum Einsatz, die B&O selbst entwickelt hat. „Da werden vier verschiedene Deckentypen ausprobiert, von konventionell bis hin zu einer Holz-Lehm-Decke. Da sieht man den durchaus unternehmerischen Gedanken des Bauherrn, der hier einen Blick auf den hoffentlich bald wieder auflebenden Wohnungsneubaumarkt hat. Bis zu 200 000 m² Wandfläche pro Jahr sind hier angestrebt, man baut dafür gerade ein neues Werk bei Frankfurt/Oder.

Fassadenschnitt, M 1 : 75
Decke über 2. OG/Dach
– Bitumenbahn, 5 mm
– Zollschalung sägerau, 21 mm
– Sparren, 200 x 80 mm, e < 850 mm
– Dachraum, bis 1 200 mm
– Holzfaserdämmung BW = < 0,04 W/(mK)
– Biofaserplatte für Scheibenwirkung, 8 mm
– Dübelholzdecke, 100 mm
– Außenwand Halbholz
– Fichte sägrau, versch. Breiten (150  – 250 mm), Fugenmaß 5 mm, Beschichtung gem. Muster, 30 mm
– Abstandshalter Nadelholz (10 x 50 mm), 10 mm
– Druckfeste Dämmplatte, diffusionsoffen, lambda BW = < 0,09 W/(mK)
– Hanf/Jute lambda BW = < 0,041 W/(mK), dazwischen Stege (60 x 140 mm, e = 625 mm)
– Winddichtung
– Diagonalschalung Nadelholz, 24 mm
– Massivholzwand, 120 mm
Fenster
– Rechteckig, 1-teilig, Dreh-Kipp-Beschlag; Lärche, endbehandelt, lasiert, geölt, lamelliert, Decklagen o. Keilverzinkung, Profiltiefe 78 mm,  Uw = < 1,1 W/m²K
– Integrierter Fensterfalzlüfter; Isolierglas, 3-fach float; Ug = < 0,63 W/m²K
– g > = 0,49
Schwingfenster
– wie „Fenster“ aber abweichend Schwingflügelbeschlag, Griff mit Schließplatte für Spaltlüftung
Bodenplatte/Fundament
– Dielen Nut+Feder, verschraubt, 27mm; m‘= 12,4 Kg/m²
– Holzfaserdämmung, 180 mm
– Schüttung Höhenausgleich, 48 mm
– Abdichtung, 5 mm
– Recycling-Magerbeton gem. Angaben Statik, 50 mm
– Recyclingschotter gem. Statik, 250 mm
– Streifenfundament, 800 mm, 80 % Abbruchmaterial, 20 % Recycling-Magerbeton

Fassadenschnitt, M 1 : 75
Dachrand
– Brettsperrholz, 50 mm, Stöße über Sparren, Ausklinkung in Sparren 29 mm
Decke über EG u. 1. OG
– Dielen, Nut+Feder, verschraubt, m‘ = 12,4  kg/m²
– Trockenestrich, 45 mm, FB-Heizung mit Holz-leisten, m‘ = 75  kg/m²
– Trittschalldämmung MiWo, s‘ < = 15  Mn/m³
– Holzweichfaser, 15 mm
– Schüttung, 98 mm, Splitt 3/8, m‘=100 kg/m² (> 01,4 t/m³), Lattenrost genagelt (30/50 mm), Raster 800 x 800 mm, im Bereich Leitungsführung ausgespart
– Rieselschutz (Folie)
– Biofaserplatte, 8 mm, für Scheibenwirkung
– Dübelholzdecke, 160 mm
Dach Anbau
– Lärche (60 x 100 mm) sägerau, 60 mm
– Vierkant, verzinkt (8 x 8 mm)
– Traglattung (60 x 100 mm), 60 mm
– Abstandshalter höhenverstellbar, 40 - 70 mm
– Bautenschutzmatte, 10 mm
- Abdichtung
– Brettsperrholz, 100 mm

Fassadenschnitt, M 1 : 75
Dachrand
– Brettsperrholz, 50 mm, Stöße über Sparren, Ausklinkung in Sparren 29 mm
Decke über EG u. 1. OG
– Dielen, Nut+Feder, verschraubt, m‘ = 12,4  kg/m²
– Trockenestrich, 45 mm, FB-Heizung mit Holz-leisten, m‘ = 75  kg/m²
– Trittschalldämmung MiWo, s‘ < = 15  Mn/m³
– Holzweichfaser, 15 mm
– Schüttung, 98 mm, Splitt 3/8, m‘=100 kg/m² (> 01,4 t/m³), Lattenrost genagelt (30/50 mm), Raster 800 x 800 mm, im Bereich Leitungsführung ausgespart
– Rieselschutz (Folie)
– Biofaserplatte, 8 mm, für Scheibenwirkung
– Dübelholzdecke, 160 mm
Dach Anbau
– Lärche (60 x 100 mm) sägerau, 60 mm
– Vierkant, verzinkt (8 x 8 mm)
– Traglattung (60 x 100 mm), 60 mm
– Abstandshalter höhenverstellbar, 40 - 70 mm
– Bautenschutzmatte, 10 mm
- Abdichtung
– Brettsperrholz, 100 mm

Auf diese Weise profitieren wir alle, Bauherr, Planerinnen und Bewohner, Eigentümerinnen und die Politik, die das „Einfache Bauen“ schneller und mit mehr Effektivität in die Breite bringen wird. So langsam wird‘s aber auch Zeit!

Florian Nagler Architekten, München
www.nagler-architekten.de
Foto: Benedikt Kraft

Benedikt Kraft/DBZ