Plattform zu Beton und Stahl im Bauwesen
Auf dem Plein in Den Haag befindet sich das Gebäude J, das ehemalige Justizministerium, derzeit vollständig im Bau. Dieser Entwurf des leitenden Regierungsarchitekten Cornelis Peters wurde bis vor einigen Jahren vor allem von Fraktionen der Zweiten Kammer genutzt. Nach der Renovierung wird das monumentale Gebäude als Büro- und Sitzungsort dienen und unter anderem die zentrale Informationsstelle für Abgeordnete und Mitarbeiter beherbergen. In dieser sechsten Folge der Serie über die Renovierung des Binnenhofs beleuchten wir die baulichen Eingriffe, die insbesondere unter dem Dachbereich notwendig sind, wo neue Bodenfelder entstehen und ein zusätzliches Stockwerk die schweren neuen Klimaanlagen tragen muss. Das bedeutet neue Tragwerke, die in ein monumentales Gebäude eingeflochten werden.
Rijksvastgoedbedrijf hat die Renovierung von Gebäude J echten Restaurierungsspezialisten anvertraut. Van Hoogevest Architecten hat den Entwurf erstellt, der den ursprünglichen Reichtum des Gebäudes vollständig wiederherstellt. Die Ausführung liegt in den Händen des Restaurierungsunternehmens Nico de Bont, das zusammen mit J.P. van Eesteren (Bau) und Croonwolter&dros (Technik) Teil des TBI-Baukonsortiums für die Renovierung des Unterhauskomplexes ist. Arcadis ist für die bautechnische Beratung verantwortlich. In diesem Artikel geht es vor allem um die Dachzone, wo neue dritte und vierte Stockwerke realisiert werden. Konstruktiv geht es um die Aufstockung von Vollgeschossen innerhalb einer bestehenden Gebäudehülle mit begrenzten Geschosshöhen und einer monumentalen Fassadenkonstruktion, die nicht ohne Weiteres belastbar ist.
Das bedeutet, dass man sehr sorgfältige Entscheidungen treffen muss. “Die vielleicht wichtigste Entscheidung war, was wir mitnehmen durften und was genau nicht”, sagt Frank Blokdijk, Arbeitsorganisator bei Nico de Bont. “Wir bauen die dritte Etage über die bestehende Etage. Diese neue Etage stützt sich nicht auf die bestehende Bodenstruktur, sondern auf eine unabhängige Stahlkonstruktion. Die Kraftübertragung erfolgt demnächst über neu installierte Stahlelemente, die sowohl vertikal als auch horizontal unabhängig von den bestehenden Holz- und Mauerwerkskonstruktionen funktionieren. Damit wird verhindert, dass historische Bauteile ungewollt zu Lastenträgern werden.”
Vor der Planungsphase wurde das Gebäude mit Hilfe von Punktwolken auf der Grundlage vorhandener Scans und zusätzlicher Vermessungen durch den Stahllieferanten umfassend vermessen. “Bei bestehenden Konstruktionen ist die Maßhaltigkeit nicht gegeben”, sagt Blokdijk. “Man hat es mit sich durchbiegenden Fachwerkbindern, Ausrichtungsfehlern und historisch veränderten Detaillösungen zu tun.” Um zuverlässige Berechnungen anstellen zu können, wurde der Fußboden zunächst weitgehend entkernt und die Holzbinder und -stützen wurden freigelegt. Anschließend fertigte Arcadis einen genauen Scan an, dessen Punktwolke die Grundlage für das digitale Gebäudemodell bildete.
Die Hauptlast der neuen Stockwerke wird über stählerne Hammerstücke abgetragen, die mit Klebeankern an den monumentalen Fassaden befestigt sind. Diese Hammerstücke nehmen die vertikalen Lasten von den Fußbodenträgern auf und übertragen sie auf das tragende Mauerwerk. “Diese Fassaden sind erheblich”, sagt Blokdijk. “Wir sprechen hier von Mauerwerkswänden mit einer Dicke von etwa sechshundert Millimetern.” Die von Vic Obdam vorgefertigten Hammerstücke werden mechanisch mit Klebeankern verankert, wobei sowohl die Tragfähigkeit des Mauerwerks als auch die Kraftverteilung sorgfältig berechnet wurden. Die Übergänge zwischen Stahl und Mauerwerk wurden so gestaltet, dass eine direkte, starre Kopplung vermieden wird, um Spannungskonzentrationen und unerwünschte Schallbrücken zu vermeiden. Der gesamte Stahl, der mit den Außenwänden in Berührung kommt, ist feuerverzinkt, um zusätzlichen Schutz vor Feuchtigkeit zu bieten.
Bei der Freilegung der Bauwerke wurde festgestellt, dass in der Vergangenheit an mehreren Stellen eingegriffen worden war, unter anderem in die Aufzüge und Anlagen. Teile von Fachwerkbindern wurden lokal verändert oder sogar entfernt, wodurch die ursprüngliche Kraftwirkung gestört wurde. Anstelle provisorischer Ausweichlösungen wurden zusätzliche Stahlkonstruktionen - Kränze, Zugstangen und portalartige Rahmen - gewählt, um die Kraftübertragung wieder zu schließen. “Stahl wirkt hier als Korrekturmittel”, erklärt Blokdijk. “Nicht um das Alte zu ersetzen, sondern um die Struktur wieder sinnvoll zu machen. Digitale Modelle, gespeist durch die Punktwolken, ermöglichen es, diese Eingriffe genau zu dimensionieren und zu positionieren.”
Ein wichtiges Gestaltungsprinzip ist die akustische Entkopplung zwischen Alt und Neu. Dieses Prinzip hat direkte Auswirkungen auf die baulichen Details. Bestehende Holzstützen, die ursprünglich bis in die darunter liegenden Stockwerke reichten, werden von neuem Stahl konstruktiv ‘umschlossen’ und unten verkürzt. “Diese Stützen sollten nicht mehr Teil der neuen Kraftverteilung sein”, so Blokdijk weiter. “Indem wir sie komplett umschließen, können wir sie unten abschneiden, ohne dass sie an Tragfähigkeit verlieren. So entsteht eine strukturell eigenständige, aber geometrisch nahe an der bestehenden Struktur liegende Bodenstruktur.”
Neben dem Eigengewicht und der Nutzlast spielen die Installationen eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung. Eine hohe Installationsdichte wird in der Dachzone realisiert, mit Lüftungsgeräten, Kanälen und Rohrleitungen zum Teil in den neuen Stockwerken. “Diese Installationen sind kein nachträglicher Einfall”, betont Blokdijk. “Sie bestimmen, wo der Stahl liegen kann, wo Aussparungen nötig sind und wo im Gegenteil Verstärkungen erforderlich sind. Die Stahlkonstruktion wurde mit Verjüngungen, versenkten Rinnen und sorgfältig platzierten Aussparungen entsprechend angepasst. In einigen Bereichen werden die Rohre an den Trägern entlang statt durch sie hindurch geführt, wobei das Profil lokal angepasst wurde, um Durchbiegungen und Spannungsspitzen zu begrenzen. Akustisch werden die Anlagen über Federpakete statt über Elastomere entkoppelt, da sonst das Gewicht der Anlagen nicht ausreichend kontrolliert werden kann. Diese Federn sind auf die Belastungs- und Leistungsanforderungen abgestimmt und mit mechanischen Begrenzungen versehen.”
Der Brandschutz beeinflusst auch die Wahl der Konstruktion. Holzbinder und -balken werden mit Beschichtungen feuerfest gemacht, die in Kombinationen aus Holz und Stahl vorgetestet werden. Nähte und Lücken, die größer als ein Zentimeter sind, werden ausgefüllt, da die Beschichtung nur eine begrenzte Quellung verkraften kann. “Das sind keine ästhetischen Details, sondern kritische Randbedingungen”, sagt Blokdijk.
Zusätzlich zu den permanenten Konstruktionen wird temporärer Stahl für Gerüste und Stützen während der Bauarbeiten benötigt. Einige Hilfskonstruktionen erstrecken sich über mehrere Stockwerke, um ein sicheres Arbeiten zu ermöglichen, ohne bestehende Teile zu belasten. Wo immer möglich, wird Spenderstahl verwendet. “Das ist strukturell solide und passt zu unseren Ambitionen in Sachen Nachhaltigkeit”, sagt Blokdijk. Auch bei der Konservierung wird pragmatisch vorgegangen: Stahl, der nicht mehr sichtbar ist, wird mit vorhandenen Farbresten beschichtet.
Letztlich sind die komplexen Stahlkonstruktionen in Gebäude J für die Nutzer weitgehend unsichtbar. “Stahl ist hier hundertprozentig funktional und unverzichtbar”, so Blokdijk abschließend. “Er ermöglicht neue Funktionen, ohne das Denkmal zu tragen oder zeitgenössischen Ansprüchen zu unterwerfen. Wenn wir unsere Arbeit richtig machen, sieht man vor allem Peters” Gebäude. Die neuen Strukturen tun nur im Hintergrund ihre Arbeit".”
