Schnell, flexibel, qualitätvoll

Architektur in modularer Bauweise

Modulbauten gewinnen in der Architektur immer mehr an Bedeutung, die Nachfrage steigt kontinuierlich. Bei Auftraggebern und Planern scheint sich das Wissen durchzusetzen, dass das ehemals negative Image der flexiblen, schnellen Bauweise auf undifferenzierten und sachlich inkorrekten Vergleichen mit temporären Containeranlagen beruht.

In der Vergangenheit hatten Bauherren wie Architekten große Probleme, die Unterschiede zwischen den Bauprinzipien Modulbauweise und Container-Anlagen zu erkennen, da Container-Anbieter sich ebenfalls des Begriffs ‚Raummodul‘ bedienen und weder eine eindeutige Definition, noch eine Trennung zwischen den Systemen erkennen lassen.

Doch während es sich bei Containern um im Raster starre, unflexible Gebilde handelt, die für den temporären Einsatz konstruiert und ausgelegt sind, werden modulare Gebäude für den Dauerbetrieb gebaut. Die im Werk unter ständiger strenger Qualitätskontrolle hergestellten Modulgebäude sind baukonstruktiv und bauphysikalisch ausgereift und energietechnisch optimiert. Sie erfüllen alle bauordnungsrechtlichen Anforderungen sowie DIN-Vorgaben hinsichtlich Brandschutz, Schallschutz und Wärmeschutz. Das bedeutet: Modulare Gebäude sind konventionell errichteten Bauten gleichgestellt. Das gilt sowohl für Qualität und Werthaltigkeit als auch für die architektonischen Gestaltungsmöglichkeiten.

Gerade Objekte mit speziellen Anforderungen an Gebäudetechnik, Sicherheit und Hygiene, wie Kliniken oder Pflegeheime, lassen sich mit präzise vorgefertigten und ausgestatteten Modulgebäuden optimal planen und umsetzen. Der Gesundheitsmarkt entwickelt sich schnell weiter. Eine moderne Klinik muss sich kurzfristig an Erfordernisse anpassen können, die heute kaum absehbar sind. Die Modulbauweise bietet diese Flexibilität wie keine andere Bauweise. Darum ist sie in diesem Bausegment fast sogar schon Standard. Ihre anpassungsfähige, modulare Struktur garantiert jederzeit nutzungsbedingte Veränderungen. Erweiterungen und selbst die teilweise oder komplette Umsetzung eines Gebäudes sind möglich. Zudem sind Baustellen bei der Errichtung modularere Gebäude sauber und leise und können bei fortlaufendem Klinikbetrieb erfolgen. Die Montage des Modulgebäudes nimmt nur wenige Tage in Anspruch.

Bauen ist Vielfalt

Solide wie „Stein auf Stein“, nur schneller und flexibler – so kann der Modulbau heute charakterisiert werden.

Grundsätzlich können Neubauten aller Art in Modulbauweise errichtet werden. Auch in puncto Fassadengestaltung ist alles realisierbar, was konventionelle Bauweisen bieten: großflächige Verglasungen, Putz auf Wärmedämmverbundsystem oder vorgehängte, hinterlüftete Fassadenelemente in Holz, Metall, Keramik oder Glas. Modulbau bedeutet daher weder „Neuer Plattenbau“ noch das Aufeinanderstapeln von Containern, sondern ermöglich eine Architektur, die von konventionell errichteten Gebäuden nicht zu unterscheiden ist. Es sei denn, der Architekt spielt die Möglichkeiten der Modulbauweise bewusst aus – z. B. mit frei auskragenden Balkonen und Loggien oder versetzter Anordnung der Module.

Bei der Gestaltung der Innenräume gibt die Modulbauweise die Freiheit, große Räume ohne störende Zwischenwände zu eröffnen. Die Eckstützen der Raummodule sollten dabei entweder als gestalterisches Element berücksichtigt werden oder in den seitlichen Wänden „verschwinden“. Gegenüber strukturell ähnlichen Bauweisen in Beton bieten Modulgebäude dabei den Vorteil erheblich schlankerer Stützenquerschnitte.

Intelligente Lösungen auch für bereits bebaute Flächen

Wann immer Gebäude mit vielen identischen Nutzungseinheiten erstellt werden – Wohnheime mit Apartments, Verwaltungsgebäude mit Büroräumen, Krankenhäuser mit Bettenstationen – macht der Einsatz von Moduleinheiten wegen ihrer seriellen Reproduzierbarkeit besonders Sinn. In Städten, in denen Baugrund Mangelware und zudem teuer ist, liefern vorgefertigte Module mit ihren leichten Konstruktionen Lösungen für bereits bebaute Flächen, um bspw. aufzustocken.

Mit der freitragenden Stahlskelettstruktur und den nichttragenden Wänden sind Gebäude in Modulbauweise flexibel an sich wandelnde Anforderungen anpassbar. Wände können versetzt oder geöffnet werden, das Aufstocken und Anbauen ist jederzeit möglich. Die ursprüngliche Investition ist daher unabhängig von der mittel- und langfristigen gesellschaftlichen Entwicklung gesichert.

Modulbau vs. kreative Architektur?

Kommt ein Architekt zum ersten Mal mit Modulbau in Berührung, wirft die Bauweise meist Fragen auf, die oft im Zusammenhang mit Entwurfsoriginalität und Gestaltungsvielfalt stehen: Planen im modularen Raster – wo bleibt da Raum für Kreativität? Grundsätzlich ist zu sagen: Im Modulraster hat der Architekt prinzipiell alle denkbaren Freiheiten – unabhängig voneinander in jedem Geschoss. Nahezu jeder Entwurf für ein Massivgebäude lässt sich auch in Modulbauweise umsetzen.

Der Modulbau beruht auf einer orthogonalen Rasterung, entstanden aus den einzelnen Raummodulen. Durch Reihung und Stapelung entstehen unterschiedliche Baukörper. Auch wenn der Grundriss auf einem festen Modulraster basiert, ist dieses Raster doch sehr variabel. Die gängigen Modulgrößen reichen in der Breite von 2,625 – 4,00 m, in der Länge von 7,75 – 16,75 m und in der Höhe von 3,20 – 3,90 m. Sondergrößen sind ebenfalls realisierbar. Die maximalen Abmessungen der einzelnen Raummodule werden durch ihre Transportfähigkeit bedingt.

Wenn es gelingt, standardisierte Leitdetails der Modulbauweise in Einklang mit dem individuellen Entwurf zu bringen, entstehen Bauten mit architektonischer Kreativität, die Zweckmäßigkeit, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit in sich vereinen.

Hinsichtlich der Geometrie des Gebäudes muss jedoch eines akzeptiert werden: Organische Gebäudekubaturen sind nur schwer zu realisieren und wenn ja, dann nur als kostenintensive Sonderapplikationen oder in Form von Hybrid-Bauweisen. Bei den Trennwänden im Gebäudeinneren ist hingegen das gesamte Repertoire des Gipskarton-Ständer-Leichtbaus verfügbar.

Architekt Andreas Haus aus Herborn, der eine ganze Reihe von Gebäuden, darunter Bürogebäude und Kindertagesstätten realisiert hat (übrigens auch die erste deutsche Plus-Energie-Kita in Modulbauweise) und gerade exemplarische Grundrisse für ­mehrgeschossige Wohnungsbauten in Modulbauweise entwickelt, sagt dazu: „Die Art, Ge­bäude zu entwerfen, welche dann in Modulbauweise umgesetzt werden, schränkt mich nicht im Geringsten ein. Sie ermöglicht im Gegenteil eine ganz neue Kreativität. Außerdem nutze ich als Architekt die Vorteile der Modulbauweise, die bei meinen Bauvorhaben am meisten ins Gewicht fallen: Schnelligkeit und Terminsicherheit, Qualität und Kostensicherheit.“

Zeitgemäß bauen in Modulbauweise

Zwar entspricht eine Konzentration auf die Entwurfsarbeit nicht dem bekannten, traditionellen Leistungsprofil eines Architekten, doch sie bietet den Vorteil, mit einem Modulbaupartner als Generalunternehmer schnell wieder neue Aufträge annehmen und das Augen­merk auf Leistungsphasen richten zu können, die sich finanziell am meisten lohnen – nämlich auf den Entwurf. Energie und Zeit sind nicht in der Ausarbeitung der Werkplanung oder der Koordination der Gewerke gebunden.

Gemäß dem Motto „Das Rad muss nicht immer wieder neu erfunden werden“, wird auf Systemgutachten, Typenstatiken und bewährte Standard-Details der Modulbauweise zurückgegriffen. Der weitere Planungs- und Genehmigungsprozess wird dadurch deutlich vereinfacht, beschleunigt und qualitativ abgesichert.

Viele Architekten sehen in der Modulbauweise auch eine Möglichkeit, Bauen anders als bisher, nämlich industrialisierter und damit effizienter und qualitätvoller, angehen zu können. Wo andere Industriezweige, wie z. B. die Automobilindustrie oder die IT-Branche, längst Anschluss an die High-Tech Gesellschaft gefunden haben, hinkt das Bauwesen bislang noch hinterher, von der Invention einzelner neuer Baustoffe einmal abgesehen.

Auch Umweltschutz und ökologisch-ökonomischer Einsatz von Materialien und Energie sind im Zusammenhang mit zeitgemä­ßem Bauen wichtige Parameter. Was den Ressourceneinsatz angeht, ist der Modulbau durch die industrielle Vorfertigung im Werk in der Lage, Rohstoffe und Energien optimiert einzusetzen. Es fallen bspw. deutlich geringere Verschnitt- und Bauschuttmengen an als bei konventionellen Bauweisen. Lange Transportwege der Materialien zur Baustelle und ein Großteil des „Nachunternehmertourismus“ entfallen. Dies hat auch zur Folge, dass die Bauphase vor Ort mit geringer Lärm- und Schmutzbelästigung abgewickelt werden kann. Die Arbeiten auf der Baustelle werden auf die Erstellung der Fundamente oder eines Untergeschosses sowie auf die Endmontage der vorgefertigten Raummodule ­reduziert. Es ist anzumerken, dass Umwelt­belastungen durch den Transport der Raum­module über zum Teil lange Strecken nicht ausbleiben. Diese trüben die positive Gesamtbilanz allerdings nur marginal.

Architekt und Modulbau-Experten – wie finden sie zusammen?

Es gibt mehrere Wege, wie Architekten und Modulbau-Unternehmen zusammen kommen: Im Idealfall wird die Entscheidung für die Modulbauweise von Beginn an getroffen, so dass Architekt und Generalunternehmer bereits in einer relativ frühen Phase der Planung Hand in Hand arbeiten können. Und tatsächlich suchen Architekten in der Praxis immer häufiger selbst den Kontakt zu Modulbauanbietern.

Doch auch die Umsetzung systemunabhängiger Entwürfe ist möglich und bietet Planern die Chance, die Gesetzmäßigkeiten der Modulbauweise kennen und ausschöpfen zu lernen. Vor allem bei kommunalen Auftrag­gebern existiert oft schon die Entwurfsplanung, bevor die Modulbauweise als Alternative ins Gespräch kommt. Hier ist neben Kostenaspekten eindeutig die extrem kurze Bauzeit ausschlaggebend. Dann gilt es, gemeinsam ein Raster zu finden, das ästhetischen, wirtschaftlichen und technischen Anforderungen gleichermaßen Rechnung trägt.

Ob der Impuls, ein Gebäude in Modulbauweise zu errichten, letztendlich vom Architekten oder vom Bauherrn kommt – die Gründe dafür sind identisch: Flexibilität durch freitragende Rahmenkonstruktionen, hohe Qualität durch die kontrollierte, industrielle Vorfertigung, eine kurze Bauzeit dank paralleler Abläufe im Werk und auf der Baustelle sowie leise und saubere Abläufe bei Montage und Ausbau und schließlich Planungssicherheit dank Termin- und Festpreisgarantie.

Der Entwurf steht – wie geht es weiter?

Eine baubegleitende Planung ist beim Modul­bau nur begrenzt möglich. Allerdings ­werden auch Mehrkosten vermieden, die beim konventionellen Bauen inzwischen fast zwangsläufig anfallen. Die Umsetzung erfolgt parallel, das heißt während Fundamente oder ein Untergeschoss konventionell vor Ort erstellt werden, produziert das beauftragte Modulbauunternehmen die einzelnen Raummodule in seinen Werkhallen witterungsunabhängig und durch Qualitätskontrollen begleitet.

Im Herstellerwerk wird zunächst die Trag­struktur geschweißt, anschließend Böden, Wände und Decken eingebaut. Auch nahezu der komplette Ausbau erfolgt im Werk. Im Unterschied zu Fertigbauweisen wie dem Holzrahmenbau oder dem Betonfertigteilbau werden bei der Modulbauweise dreidimen­sionale Räume so weit vorgefertigt, dass sogar Wand-, Boden- und Deckenflächen werksseitig ihr Finish erhalten. Ebenso werden Elektro-, Sanitär-, Heizungs- und Lüftungsinstallationen vorgenommen. Der Vorfertigungsgrad reicht bspw. im Sanitärbereich so weit, dass Bäder komplett gefliest und mit Sanitärobjek­ten bis hin zu den Sanitäraccessoires ausgestattet das Werk verlassen.

Damit kann die Produktion von Raummodulen in etwa mit der Produktion in der Autoindustrie verglichen werden: Auch hier werden in konditionierten Werkhallen die einzelnen Montageabschnitte erstellt. Verzögerungen durch Schlechtwetter entfallen, die Arbeitsplatzqualität für die Bauarbeiter ist sehr hoch, sie sind mit den einzelnen Arbeitsschritten bestens vertraut und ein eingespieltes Team.

Geldwerte Vorteile der Modulbauweise

Betrachtet man die reinen Investitionskosten, sind diese für die Erstellung eines Modulgebäudes mit denen eines konventionell errichteten Gebäudes vergleichbar, nicht etwa günstiger. Schließlich verbauen auch Modul­anbieter die gleichen Materialien wie die übrige Bauindustrie – in der Regel sogar hochwertige Markenprodukte. Aber es gibt eine Reihe geldwerter Vorteile, wodurch sich das Bauen in Modulbauweise gegenüber konventionellen Bauweisen bezahlt macht und von denen öffentliche wie private Bauherren von Anfang an profitieren. Aufgrund der witterungsunabhängigen Produktion können Modulbauunternehmen das ganze Jahr über bauen und somit ein Gebäude bis zu 50 % schneller fertigstellen. Die im März 2016 eingeweihte neue Firmenzentrale des Traditionsunternehmens J.J. Darboven GmbH & Co. KG in Hamburg ist dafür bestes Beispiel.

Durch eine kurze Bauzeit lässt sich zum einen die Finanzierungsperiode entsprechend verkürzen und kürzere Finanzierungszeiten wirken sich positiv auf die anfallenden Zinsen aus. Zum anderen können die Immobilien schneller in Betrieb genommen und vermietet werden und erzielen früher Einnahmen.

Modulgebäude haben auch in Sachen Life Cycle Kosten deutliche Vorteile: Bei einer LCC-Analyse werden die Gesamtkosten ermittelt, die ein Gebäude im Verlauf seines gesamten Lebenszyklus – bei konventionellen Gebäuden sind dies in der Regel 50 Jahre – verursacht. Da ein Modulgebäude von der Lebensdauer her mit einem Massivgebäude absolut vergleichbar ist, wurden die Berechnungen auf dieser Basis durchgeführt. Das Ergebnis lautet, dass der Modulbau in Sachen Life Cycle Costs erheblich günstiger abschneidet als konventionell errichtete Gebäude.

Zudem steht der Modulbau durch seine industrielle Fertigung mit zertifizierten Ab-läufen und stetigen Kontrollen für eine hervor­ragende Qualität. Bedenkt man, dass „Kostentreiber Nummer eins“ am Bau die Mängel und deren Beseitigung sind, bietet diese Bauweise Sicherheit – technisch, zeitlich und finanziell. Mit Raummodulen entstehen hochwertige, dem jeweiligen Bedarf angepasste Gebäude. Dank des systembedingten zweischaligen Wand- und Decken-systems erreichen Modulbauten in Sachen Schallschutz sowohl im Geschossdeckenbereich als auch im Zwischenwandbereich bessere Werte als in der DIN 4109 gefordert. Ähnliches gilt für den Wärmeschutz in Bezug auf die EnEV 2016. So wagt der Architekt Peter Schnatmann, der Entwurf und Planung einer Schulerweiterung in Mülheim verantwortet, ein sehr weitreichendes Fazit: „Einen Modulbau-Spezialisten als verlässlichen Partner zu haben, der die Ideen und Vorgaben des Architekten schnell und verlässlich 1:1 umsetzt, bietet entscheidende Planungsvorteile. Die extrem kurze Bauzeit und vor allem die Präzision der im Werk vorgefertigten Bauteile sind unschlagbar. In der modularen Bauweise liegt die Zukunft.“