Holz in Höchstform

Mit dem neuen Luftschiffhangar der WDL Luftschiffgesellschaft in Mülheim an der Ruhr entstand weit mehr als ein Ersatzbau für die in die Jahre gekommene „Grüne Raupe“. Das Projekt verbindet außergewöhnliche Spannweiten, digitale Planung, industrielle Vorfertigung und konsequente Kreislaufwirtschaft zu einem Bauwerk, das neue Maßstäbe setzt. Dass der Hangar dafür mit dem Deutschen Ingenieurbaupreis 2024 ausgezeichnet wurde, ist weniger eine Überraschung als die logische Konsequenz einer Planung, die Konstruktion und Nachhaltigkeit von Beginn an zusammengedacht hat.

Zwei Nutzungen, ein Gebäude

Die Aufgabe war anspruchsvoll. Der neue Hangar sollte das Luftschiff aufnehmen, gleichzeitig aber auch als Veranstaltungsort für bis zu 1500 Gäste dienen. Zwei Nutzungen, deren Anforderungen kaum unterschiedlicher sein könnten. „Bei der Planung standen Nachhaltigkeit, Langlebigkeit und Funktionalität gleichermaßen im Fokus“, erläutern die Architekten Martin Smyk und Patrick Fischer. Deshalb entschieden sie sich früh gegen kurzfristige Lösungen und für Materialien, die sich am Ende ihres Lebenszyklus sortenrein trennen und wiederverwenden lassen.

Diese Überlegungen prägten jede Entscheidung – vom Tragwerk bis zur Gebäudehülle. Während die Fassade aus einer langlebigen Aluminium-Stehfalzdeckung besteht, übernimmt eine Fachwerkkonstruktion die tragende Funktion. Die massive Dachtragschale steift lediglich aus und übernimmt die bauphysikalischen Eigenschaften. Holz sei, so die Architekten, nicht nur wegen seiner CO₂-Bilanz die richtige Wahl gewesen. Der Baustoff schaffe eine hochwertige Atmosphäre, verbessere den Schall- und Wärmeschutz und eigne sich damit ideal für die spätere Doppelnutzung als Luftschiffhalle und Eventlocation. Holz besitze aufgrund seiner faserigen Struktur gute schalldämmende Eigenschaften und reduziere die Schallübertragung besser als Metall, insbesondere in geeigneten Holzbausystemen. Außerdem hat es eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als Metall und wirkt daher als natürlicher Dämmstoff. Dadurch entstehen weniger Wärmeverluste und ein angenehmeres Raumklima.

Von außen erscheint der Hangar fast monolithisch. Die Aluminiumhaut legt sich wie ein Mantel über den Baukörper, lediglich ein durchgehendes Fensterband öffnet den Blick auf das Flugfeld. Im Inneren dagegen bestimmt die Konstruktion den Raumeindruck. Die rhythmisch angeordneten Holzrahmen verleihen dem Gebäude eine fast sakrale Wirkung und machen zugleich sichtbar, wie Ingenieurbau funktionieren kann.

42 Meter ohne Stahl

Die eigentliche Innovation beginnt dort, wo sie von außen nicht zu erkennen ist. Fünfzehn Zweigelenkrahmen aus Brettschichtholz überspannen jeweils 42 m. Darüber liegt eine Dachscheibe aus Brettsperrholz, die nicht nur aussteift, sondern gleichzeitig bauphysikalische Aufgaben übernimmt. „Die größte Herausforderung war die Entwicklung und Realisierung dieser gewaltigen Fachwerkbögen“, berichten die Holzbauingenieure von Derix. Das Unternehmen war für Werkplanung, Abbund und Montage zuständig. Die Tragwerksplanung übernahmen Ripkens Wiesenkämper Beratende Ingenieure. Die Dimensionen seien laut den Tragwerksplanern außergewöhnlich gewesen, die eigentliche Schwierigkeit habe jedoch in den Verbindungen gelegen. Während große Hallentragwerke üblicherweise mit massiven Stahlknoten arbeiten, verzichtete das Planungsteam bewusst auf metallische Verbindungselemente. Stattdessen entstanden sämtliche 592 Knotenpunkte als reine Holz-Holz-Verbindungen. Furnierschichtholzplatten übernehmen die Lastabtragung, verbunden ausschließlich über Hartholzdübel. Diese Lösung ist weit mehr als ein konstruktives Detail. Sie folgt konsequent dem Gedanken des zirkulären Bauens. „Unser Ziel war es, das Prinzip der Kreislaufwirtschaft bis in die Verbindungstechnik hinein umzusetzen“, erklären die Ingenieure. Die Konstruktion lasse sich dadurch deutlich einfacher demontieren und die einzelnen Bauteile könnten später sortenrein wiederverwendet werden. Gemeinsam mit Prüfingenieuren wurden die Verbindungen digital entwickelt, statisch optimiert und in zahlreichen Varianten untersucht. Obwohl die eingesetzten Systeme grundsätzlich bekannt seien, würden sie in dieser Größenordnung nur selten verwendet.

Präzision beginnt am Bildschirm

Eine Konstruktion dieser Komplexität lässt sich nicht mehr mit klassischen Planungsmethoden beherrschen. Mehr als 1500 Holzbauteile mussten millimetergenau aufeinander abgestimmt werden. Deshalb setzte das Projektteam von Beginn an auf eine durchgängige BIM-Planung. „Ohne digitale Planung wäre dieses Projekt kaum umsetzbar gewesen“, sagen die Derix-Ingenieure. Sämtliche Bauteile wurden dreidimensional modelliert, Bohrungen und Fräsungen direkt aus dem Modell auf CNC-Abbundanlagen übertragen. Bereits im Entwurf arbeitete ein interdisziplinäres Team aus Tragwerksplaner, Entwurfsarchitekt und ausführendem Architekt zusammen. Gronau Plan zeichnete dabei als verantwortliches Büro für die Ausführungsdetails und die Koordination verantwortlich.

So entstanden passgenaue Elemente, die auf der Baustelle nahezu ohne Nacharbeit montiert werden konnten. Die digitale Planung diente aber nicht nur der Fertigung. Gleichzeitig dokumentiert sie sämtliche verbauten Materialien und bildet damit die Grundlage für den späteren Rückbau.

Eine logistische Meisterleistung

Der hohe Vorfertigungsgrad wirkte sich unmittelbar auf die Baustelle aus. Statt umfangreicher Anpassungsarbeiten vor Ort wurden die einzelnen Elemente nahezu montagefertig angeliefert. Dennoch blieb die Errichtung der Tragstruktur eine logistische Meisterleistung. Die bis zu 26 m hohen Fachwerkrahmen wurden in exakt abgestimmten Bauabschnitten aufgerichtet und permanent vermessen. Aufgrund der außergewöhnlichen Geometrie waren nur minimale Maßabweichungen zulässig. Gleichzeitig mussten Witterungseinflüsse berücksichtigt und temporäre Hilfskonstruktionen entwickelt werden, bis das Tragwerk seine endgültige Aussteifung erhielt. „Das Einheben der riesigen Bauteile erforderte leistungsstarke Krantechnik und eine präzise abgestimmte Logistik“, berichten die Ingenieure. Jeder Montageschritt sei zuvor detailliert simuliert worden. Erst das Zusammenspiel aus digitaler Werkplanung, industrieller Vorfertigung und exakter Baustellenorganisation habe die kurze Bauzeit von nur sechs Monaten ermöglicht.

Nachhaltigkeit immer im Mittelpunkt

Mindestens ebenso konsequent wie die Konstruktion wurde das Thema Nachhaltigkeit behandelt. Dabei ging es nicht um einzelne ökologische Maßnahmen, sondern um einen vollständig durchdachten Materialkreislauf. Schon beim Rückbau des alten Hangars wurde deutlich, dass Kreislaufwirtschaft hier nicht lediglich als Schlagwort dient. „Die bestehenden Fundamente wurden vor Ort gebrochen, aufbereitet und unmittelbar wieder als Unterbau eingebaut. Lange Transportwege entfielen ebenso wie der Einsatz neuer mineralischer Baustoffe. Auch der Hallenboden erzählt diese Geschichte weiter. Die großformatigen Betonplatten stammen aus einem ehemaligen Logistikzentrum und erhielten im Hangar ein zweites Leben“, berichten die Architekten. Gleichzeitig wurden sämtliche verwendeten Materialien in einem digitalen Materialkataster dokumentiert.

Für Martin Smyk und Patrick Fischer gehört gerade dieser Aspekt zu den wichtigsten Entscheidungen des Projekts. Nachhaltigkeit sei von Anfang an ganzheitlich gedacht worden, erklären sie. Neben langlebigen und recyclingfähigen Materialien ermögliche die vollständige Dokumentation aller Baustoffe im Materialpass künftig eine transparente Wiederverwendung der verbauten Ressourcen. Damit folgt der Hangar konsequent dem Prinzip „Design for Disassembly“. Das Gebäude wurde nicht nur für seine Nutzung entworfen, sondern ebenso für seinen irgendwann notwendigen Rückbau. Konstruktion, Verbindungstechnik und Materialwahl greifen dabei ineinander. Auch aus Sicht der Holzbauingenieure war genau dieser Gedanke richtungsweisend. Der bewusste Verzicht auf metallische Verbindungsmittel erleichtere die spätere Demontage erheblich. Gleichzeitig würden regionale Wertschöpfung, kurze Lieferwege und der Einsatz eines nachwachsenden Baustoffs mit einer Konstruktion verbunden, die langfristig im Materialkreislauf verbleiben könne.

Beeindruckende Zahlen

Rund 1184 t CO₂ werden dauerhaft in der Holzkonstruktion gespeichert. Gegenüber einer konventionellen Bauweise konnten zusätzlich etwa 1421 t CO₂ vermieden werden. Doch die Beteiligten betonen, dass diese Bilanz das Ergebnis einer konstruktiven Herangehensweise sei. Dass sich Nachhaltigkeit und Ingenieurbau gegenseitig beflügeln können, zeigt sich auch in der Architektur. Trotz seiner gewaltigen Dimensionen wirkt der Hangar erstaunlich leicht. Die geschlossene Aluminiumhülle zeichnet die Rundung der Holzkonstruktion nach und erinnert an die Form des Luftschiffs selbst. Im Inneren dagegen dominiert das sichtbare Tragwerk. Die rhythmisch angeordneten Fachwerkbögen verleihen dem Raum eine fast sakrale Wirkung und machen die Lastabtragung unmittelbar ablesbar. Gerade diese Ehrlichkeit der Konstruktion macht den besonderen Reiz des Gebäudes aus. Nichts wird verkleidet, nichts kaschiert. Das Tragwerk ist Architektur.

Für die Architekten bestätigt der fertige Bau den eingeschlagenen Weg. Mit den Erfahrungen aus Planung, Bau und Betrieb würden sie die wesentlichen Entscheidungen heute erneut genauso treffen. Konstruktion und Materialwahl hätten sich gleichermaßen bewährt. Auch bei Derix bleibt vor allem eine Erkenntnis. Das Projekt habe gezeigt, dass sich selbst außergewöhnliche Spannweiten wirtschaftlich und technisch zuverlässig mit Holz umsetzen lassen. Voraussetzung dafür seien frühzeitig entwickelte Sonderlösungen sowie eine enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit aller Beteiligten von Beginn an. Ebenso habe sich bestätigt, dass BIM, industrielle Vorfertigung und digitale Fertigung heute keine Zusatzoptionen mehr sind, sondern die Voraussetzung für Präzision und Qualität bei anspruchsvollen Holzgroßprojekten. Der neue Luftschiffhangar ist deshalb weit mehr als ein spektakulärer Unterstand für „Theo“. Er steht exemplarisch für eine Entwicklung, die den modernen Ingenieurholzbau zunehmend prägt. Konstruktionen werden materialgerecht gedacht, Verbindungen auf den späteren Rückbau ausgelegt und digitale Planung mit industrieller Fertigung verzahnt.