Achtfach-Sporthalle am Berliner Ring, Monheim am Rhein

Die Erschließung der Achtfach-Sporthalle erfolgt ebenerdig über den Vorplatz, der gleichzeitig als Außenfoyer für die Besucherinnen und Besucher fungiert
Foto: Zooey Braun

Eine vorgehängte, lichtgraue Lochblechfassade verleiht der Sporthalle (mit Sheddach) ihr semitransparentes Erscheinungsbild.
Das Nebengebäude (vorn) erhielt eine Holzfassade
Foto: Zooey Braun

Bereits die städtebaulichen Rahmenbedingungen machen deutlich, dass konventionelle Lösungen hier nicht zum Ziel führen würden. Das Grundstück, auf dem die vorherige Mehrfachsporthalle abgerissen worden war, liegt innerhalb eines dicht geplanten Schulareals in unmittelbarer Nähe des Rheins. Gleichzeitig sollte die Sportstätte sowohl dem Schul- als auch dem Vereinssport dienen und außerdem Wettkampfbetrieb mit Zuschauertribüne ermöglichen. Die Antwort von asp Architekten darauf lautete: stapeln statt ausdehnen.

Je vier Hallen auf zwei Ebenen wurden übereinander angeordnet und zu einem kompakten Baukörper zusammengeführt. Die Erschließung der Sporthalle erfolgt ebenerdig über den Vorplatz, der gleichzeitig als Außenfoyer für die Besucherinnen und Besucher fungiert. Während Schulsport und Vereine die Nebeneingänge nutzen, um direkt zu den Umkleidekabinen zu kommen, gelangen Veranstaltungsbesucher über den Eingangsbereich in die Lobby und von dort zu der ausfahrbaren Teleskoptribüne mit ihren 500 Sitzplätzen. Die untere Ebene hat eine Betondecke: Nicht nur die vier Hallen untereinander, auch die Galerie kann über einen Vorhang abgetrennt werden
Foto: Zooey Braun

Hallendach sowie Tragwerk der oberen Ebene sind aus Holz. Die Unterspannung mit Zugstangen unterstützt den Obergurt in den Drittelpunkten
Foto: Zooey Braun

Die eigentliche Besonderheit des Projekts liegt jedoch we­niger in der volumetrischen Organisation als in der Bau­geschwindigkeit und der konstruktiven Umsetzung. Die ­zweigeschossige Sporthalle kombiniert vorgefertigte Stahlbeton- und Holzbauelemente zu einem leistungsfähigen Hybridsystem, das die jeweiligen Materialeigenschaften gezielt nutzt. Während die unteren Bereiche hohe Lasten aufnehmen und gegen ein 500-jähriges Rhein-Hochwasser gesichert werden müssen, profitieren die oberen Ebenen von den Vorteilen leichter Holztragwerke. Insgesamt 30 (15 je Achse) massive, 18 t schwere Betonfertigteil­stützen musste der Hochbauer von der Straße aus einheben
Foto: Zooey Braun

Insgesamt 30 (15 je Achse) massive, 18 t schwere Betonfertigteil­stützen musste der Hochbauer von der Straße aus einheben

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Wasserundurchlässiger Sockel

Isometrie, ohne M.
Grafik: sbp

Die untere Hallenebene wurde knapp 5 m in das Erdreich abgesenkt. Dadurch reduziert sich die sichtbare Gebäudehöhe und integriert die Halle besser in das umgebende Stadtbild. Gleichzeitig bleibt die für den Sportbetrieb erforderliche Hallenhöhe erhalten. Die Einbindung in den Baugrund stellte die Planerinnen und Planer allerdings vor besondere Herausforderungen. Aufgrund der Nähe zum Rhein und möglicher Hochwasserereignisse wurde das in den Boden eingelassene Geschoss in wasserundurchlässiger Bauweise ausgeführt. Aufgrund der hochwertigen Nutzung der WU-Konstruktion im Untergeschoss wurde eine Frischbetonverbundfolie eingesetzt. Gegen die Auftriebskräfte aus dem Grundwasser ankern rund 80 Mikropfähle im Hallenbereich bis in die tragfähigen tiefen Bodenschichten. Das Dach der Halle wurde mit unterspannten Holzträgern über die gesamte Hallenbreite und einer aufgesetzten Sheddach-Konstruktion erstellt
Foto: sbp

Das Dach der Halle wurde mit unterspannten Holzträgern über die gesamte Hallenbreite und einer aufgesetzten Sheddach-Konstruktion erstellt

Foto: sbp

Betonelementwände, -stützen und Spannbetonträger haben den Baufortschritt im Betonbau optimiert
Foto: sbp

Der massive Sockel nimmt sämtliche vertikalen Lasten aus den darüberliegenden Hallenebenen auf. Betonfertigteilwände, Stahlbetonfertigteilstützen und Spannbetonträger ermöglichten dabei eine hohe Vorfertigung und einen beschleunigten Bauablauf; bei einem Schulbauprojekt mit engem Terminrahmen war das ein nicht unwesentlicher Vorteil. Lageplan, M 1 : 2 500

Lageplan, M 1 : 2 500

Untere Ebene mit 30 m Spannweite

Eine konstruktive Schlüsselrolle übernimmt die Decke über der unteren Hallenebene. Sie trennt nicht nur die beiden Sportgeschosse voneinander, sondern trägt zugleich die Spielflächen der oberen Hallen. Entsprechend hoch waren die An­forderungen an Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Schwingungsverhalten. Die rund 30 m weit spannende Konstruktion wurde als Plattenbalkensystem aus Spannbeton­bindern und Elementdecke ohne bauzeitliche Montageunterstützung gebaut. Im Raster von etwa 3,90 m angeordnet bilden die Fertigteilbinder gemeinsam mit der 22 cm starken Deckenplatte einen leistungsfähigen Verbund.

Erdgeschoss, M 1 : 750

Schnitt AA, M 1 : 750

Schnitt BB, M 1 : 750

Neben den statischen Lasten stand vor allem die Dynamik im Fokus der Untersuchungen. Sporthallen müssen mit laufenden, springenden oder synchron agierenden Nutzerinnen und Nutzer einer besonderen Beanspruchung standhalten. Bereits in der Entwurfsphase untersuchte sbp daher das Schwingungsverhalten der Konstruktion, wie Florian Markert, Projektleiter des Tragwerkplanungsbüros erläutert. Die Berechnungen zeigten, dass für die erforderliche Steifigkeit eine Binderhöhe von 1,80 m (statt von 1,60 m statisch) notwendig war. Die letztlich gewählte Konstruktion gewährleistet eine komfortable Nutzung auch bei hoher Personendichte und dynamischer Belastung.

Holzbau unterm Dach

Während die unteren Ebenen von massiven Betonbauteilen geprägt sind, wechselt das Tragwerkskonzept oberhalb dieser Hallendecke in den Holzbau. Diese Materialtrennung folgt einer statischen Logik: Wo Lasten konzentriert eingeleitet werden, dominiert Beton; wo große Spannweiten bei möglichst geringem Eigengewicht gefragt sind, kommt Holz zum Einsatz.

Detail, M 1 : 25
Unterspannter Binder
1 Schlitzblech 150 x 110 x 10 mm S355
2 3 x Stabdübel Ø12-200, S235, ez = 50mm
3 Blech 520 x 200 x 30 mm S355
4 BSP C24, 140 mm, 5-Lagen
5 2 x Steife t = 10 mm S235
6 UPE 240 S235
7 Vergussmörtel 30 mm Pagel V1/50
o. glw.
8 Blech 100 x 100-20 S235
Bolzen M20 8.8
9 Systempunkt/-achse, Zugstangen
10 BSH GL24h, 2 x 200 x 280 mm
11 BSH GL28h, 520 x 420 mm

Über die Sporthalle verlaufen unterspannte Fachwerkträger mit Brettschichtholz-Obergurten und Stahlzugstangen als Untergurten. Auf den Hallenträgern sind drei Sheddach-Reihen angeordnet, wobei Holzrahmenbauelemente die Dacheindeckung bilden. An den beiden Hallenenden befinden sich zwei liegende V-Fachwerke zur Stabilisierung der Obergurte und zur Aufnahme der Windlasten aus der Fassade. Die Fachwerkträger sind fest auf den Stützenköpfen der Stahlbeton-Fertigteilstützen gelagert.

Brandschutz als integraler Bestandteil

Die Einstufung als Gebäudeklasse 5 führte zu hohen brandschutztechnischen Anforderungen. Statt die Holzkonstruktion zu verstecken, entwickelten die Planer differenzierte Schutzkonzepte für die jeweiligen Bauteile. Tragende und aussteifende Bauteile wurden als R90-Konstruktionen ausgebildet.

Aus der herausfordernden Brandschutzplanung in Monheim habe er mitgenommen, dass bei dieser Gebäudeklasse (4 und 5, Holzbau) die frühzeitige Einbeziehung eines erfahrenen Brandschutzplaners für die LPH 1-5 für das gesamte Projekt sehr hilfreich sei, so Projektleiter Markert. Denn: „Der Brandschutz im Tragwerk ist entwurfsrelevant.“

Semitransparente Fassade

Die Außenwände der Sporthalle wurden aus eher kleinteiligen Holzrahmenbauelementen erstellt. Diese fügen sich im Norden, Osten und Westen zwischen die Stützen, Decken und Unterzüge ein. Im Süden stehen die Holzrahmenbau-Wände auf einem Betonsockel auf und werden horizontal mit den Betonfertigteilstützen verbunden. Mit Ausnahme von Teilen der Holzrahmenbau-Wände müssen die Außenwände nur Windlasten aufnehmen.

Dank der semitransparenten Lochblech-Fassade fügt sich die Achtfach-Sporthalle in die städtebauliche Umgebung ein. Gleichzeitig lässt sich dadurch die Nutzung des Gebäudes von außen schemenhaft erahnen. Während die Sporthalle hinter einer vorgehängten, lichtgrauen Fassade erscheint, setzt sich das Nebengebäude davon mit einer Gebäudehülle aus Lärchenholz ab.

Nebengebäude als einfacher Holzhybrid

Das viergeschossige Nebengebäude der Sporthalle mit Umkleiden, Sanitär-, Fitness- und Geräteräumen sowie Haustechnikflächen wurde weitestgehend aus einem Holztragwerk gebaut. Abgesehen von den Treppenhauskernen aus Beton wurde das Gebäude als Skelettbau aus circa 600 Holzelementen errichtet. Holzstützen, Brettschichtholz-Unterzüge und Brettsperrholzdecken bilden hier das Tragwerk aus. Die Aussteifung erfolgt durch die beiden Betontreppenhauskerne. Letztere sollten ursprünglich mit Betonelementwänden geschossweise zusammen mit dem Holzbau erstellt werden, um die Anschlusstoleranzen zwischen Holz- und Betonbau zu minimieren. Aufgrund der letztlich unterschiedlichen Terminierung der Gewerke konnte dies nicht umgesetzt werden. Die Planung der Schnittstellen sowie die Anschlussdetailentwicklung gehörte zu den anspruchsvollsten Aufgaben des Projekts. Insgesamt wurden für den Holzbau rund 40 Holz-, Stahl- und Betonbaudetails entwickelt, bemessen und gezeichnet.

Die Stützen werden je nach statischer und brandschutztechnischer Beanspruchung aus Brettschichtholz oder BauBuche ausgeführt. Im 1. Obergeschoss werden die Unterzüge durch einen wandartigen Träger aus Brettsperrholz ersetzt und bilden gleichzeitig den Raumabschluss des Sportgeräteraums. Das Sporthallendach wird über die Dachscheibe des Nebengebäudes mit den Kernen verbunden und somit ausgesteift.

Im Kontrast zum gefalteten Sheddach der Sporthalle erhielt das Nebengebäude ein Flachdach.

Materialgerecht und montageorientiert

Die Achtfach-Sporthalle in Monheim zeigt, wie sich große Sportstätten materialgerecht und in hoher Baugeschwindigkeit ­realisieren lassen. Das Tragwerk folgt den jeweiligen Anforde­rungen: Beton dort, wo Dauerhaftigkeit und nicht brennbares Material gefragt sind; Holz dort, wo geringes Eigengewicht und große Spannweiten Vorteile bieten.

schlaich, bergermann partner, sbp SE
Florian Markert, Projektleitung
www.sbp.de
Foto: sbp

Laut Florian Markert hatte sbp den Anspruch, ein schlüssiges Gesamtsystem unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeits­aspekten zu entwickeln. Zusammenfassend sind die Besonderheiten des Bauvorhabens das rationale Holztragwerk, die Anschlussstellen zum darunterliegenden Betonbau, die kurze Bauzeit, das weitgespannte unterspannte Hallentragwerk im Ingenieurholzbau sowie ein herausfordernder Brandschutz für die Sporthalle der Gebäudeklasse 5. Herausgekommen ist laut den Projektverantwortlichen eine der ersten Achtfach-Sporthallen Europas. ⇥Heide Teschner/DBZ