Schlanke Stützen in engem Raster

Neubau Heynlinsporthalle, Königsbach-Stein

Bei Sporthallen mit ihren großen Hallenträgerspannweiten mache Holz Sinn, so die Planenden. Dass das im Ergebnis dann so oder anders aussieht, gehört ebenfalls zur Baugeschichte von Turn- und Sporthallen. In Königsbach-Stein überzeugt das Holztragwerk durch das scheinbar Einfache in der sehr schlanken Lösung, die zwischen alltäglichem Holzbau, cleverem Tragwerk und feinem Fügen changiert.

Die Gemeinde Königsbach-Stein liegt am Nordschwarzwald, hat gut 10 000 Einwohnerinnen und ein paar, das Ausbildungsspektrum abdeckende Schulen, darunter die Grund- und Hauptschule mit Werkrealschule, die Heynlinschule. Ergänzt wird das Heynlin-Ensemble von einer Kita, gestalteten Außen­flächen und einer Sporthalle. Diese wurde 2018 auf Zukunftstüchtigkeit geprüft. 2019 nahm der Rat eine Planungsrate von 100 000 Euro für ihre Ertüchtigung/Erneuerung in den Haushalt auf.

Dann ein Wechsel, die Halle sollte einem Neubau weichen. Es gab eine Machbarkeitsstudie, erste Kostenschätzungen. Im Oktober 2019 beschloss der Gemeinderat Auswahl- und Zuschlagskriterien für das Architektenauswahlverfahren für den Neubau einer Zweifeld-Sporthalle. Gewinner des folgenden VgV-Verfahrens waren D‘Inka Scheible Hoffmann Lewald Architekten, Stuttgart, die Ende 2020 beauftragt wurden.

Nicht ohne Wirkung für die Entscheidung Abriss/Neubau wird gewesen sein, dass die Gemeinde vom Regierungspräsidium Karlsruhe einen Zuwendungsbescheid erhalten hatte, einen pauschalen Zuschuss von 420 000 Euro im Rahmen der Sportförderung.

Nutzungsfindungsprozess

Nun könnte man annehmen, dass eine Sporthalle eine Sporthalle sei, Punkt. Doch angesichts hoher Betriebskosten, aber auch mit Blick auf den Mangel öffentlichen Raums für gemeinschaftliche Nutzungen war schnell klar, dass neben den Hauptnutzern des Neubaus – Heynlinschule und Kita – die Halle außerhalb der Schulzeiten Sport- oder Schützenvereinen zur Verfügung stehen sollte. Möglichkeiten variabler Nutzungen umfassten zudem die Nutzung durch den Gemeinderat, für Turniere und Wettkämpfe oder auch für Feiern und Vereinsveranstaltungen (Mehrzweckhalle). Dass man sich am Ende auf den Sport fokussierte, ist den großen Auflagen zu verdanken, die die Versammlungsstättenverordnung mit sich bringt.

Bauliches Konzept

Womit D‘Inka Scheible Hoffmann Lewald die Gemeinde auch überzeugen konnten, war neben konkreten Bauvarianten der Umgang mit dem Vorhandenen. So konnte das Büro nachweisen, dass Baustellenlogistik und temporäre Weiternutzung der Bestandshalle möglich seien und auf teure Interims­lösungen verzichtet werden könnte.

Der Neubau der etwa gleich großen Sporthalle wurde direkt neben die alte Halle gestellt, was, wie der für das Projekt zuständige Büropartner Marco Lewald im Gespräch sagte, „in der Bauphase auch herausfordernd war, wir sind da sehr, sehr dicht an die alte Halle gerückt.“ Auch habe man wegen des geringen Platzes „die Schulwege auf dem Gelände mehrmals umgebaut.“ Die Platzierung des Neubaus nicht am Standort der alten Halle erbrachte zudem den Vorteil, dass man die neue Halle direkt an den Schulhof anbinden konnte. Und hier kommt – so der Architekt Marco Lewald – „das zweite Zentrale“ des Entwurfs. Wegen des Gefälles auf dem Schulgelände führte die Splitlevel-Lösung zu einfachen Anschlüssen an die Schulhof-Ebene mit Schule, Kita-Ebene und späterer Kleinspielfeld-Ebene dort, wo am Ende die alte Halle abgerissen wurde.

Als Büro mit viel Holzbauerfahrung sprachen die Architekten dennoch über rund zehn Varianten, wie die Sporthalle konstruktiv zu bauen wäre. Natürlich war immer auch Holz ein Thema: „Das sieht man unseren Gebäuden auch an“, so Marco Lewald, „und beim Sporthallenbau mit den Spannweiten macht Holz unserer Meinung nach auch Sinn.“ Und er ergänzt: „Dazu kommt, dass wir hier ja ein Schulprojekt haben, da ist das Bauen mit Holz, seiner Haptik, aber auch seinem ganzen Wesen nach für die pädagogische Arbeit ideal. Hier lässt sich sehr einfach Anschaulichkeit herstellen für die Schüler, die den Umgang mit Architektur als etwas Gebautem lernen, den Umgang mit einem doch alltäglich präsenten Material usw. […] Holz ist im Rohbau auch gleich der Ausbau, das Material, das man später sofort sieht und sofort versteht.“

Holz / Beton

Das wegen der Topografie in Teilen eingegrabene Hallenvolumen ist schon aus diesem Grund kein reiner Holzbau geworden, der Materialmix ist etwa 30 Prozent Stahl­beton / 70 Prozent Holz. Man habe aber darauf geachtet, heimische Hölzer wie Fichte und Lärche zu verwenden. Aus dem Ort selbst kommt das Holz aber nicht, hier waren die Architekten an die öffentlichen Ausschreibungspflichten gebunden. „Wir haben das gesamte Untergeschoss, den Sport­hallenboden natürlich und den Nebenraumstrang, das Split-Level im Untergeschoss, in Stahlbeton ausgeführt. Darauf haben wir die Galerie, den oberen Nebenraumstrang sowie das komplette Hallentragwerk in Holzbauweise gesetzt“, so der Architekt.

Natürlich kommen Fragen nach Nachhaltigkeit, Ressourcen oder die Wiederverwendung von Bauteilen. Fragen, auf die die Architekten Antworten haben. Ihr Entwurf zeichne sich durch Einfachheit, eine direkte, auf die Konstruktion bezogene Sprache aus. Wo es möglich war, wurde gedübelt und nicht geleimt. Ob allerdings Binder mit den hier vorliegenden Dimensionierungen auch über Verzahnung hätten gefügt werden können … „Wir bringen diese Themen auf jeden Fall ins Spiel und rechnen unseren Bauherren die Varianten durch. Hier war diese Lösung kostenmäßig nicht möglich. Uns ist bewusst, dass dieses Denken über Varianten eine Entwicklung ist, die gerade anfängt, in die Breite zu gehen, genauso wie die Demontierbarkeit. Diese Themen sind in den letzten Jahren immer wichtiger geworden und werden immer wichtiger“, so Marco Lewald.

Der Holzskelettbau ermöglicht eine Konstruktion, die sich – vielleicht entgegen manchen Klischees dem Holzbau gegenüber – sehr schlank darstellt. Gerade einmal 10 cm (auf 30 cm) Ansichtsbreite haben die vorgefertigten Stützen wie die Binder, die in einem Raster von 1,25 m aufgestellt sind. „Das spart Material trotz des engen Rasters“, so Projektleiter Martin Abt. Die schlanken Formate erlauben auch einen einfachen Transport auf die Baustelle, das zügige Aufrichten, die Bearbeitung insgesamt.

Tragwerk Sporthalle/Brandschutz

Auf die Frage, ob die Architekten das feingliedrige Tragwerk in seiner dichten Setzung bewusst derart intensiv spielen, kommt ein „Ja“: „Genau das war unser Ziel, ganz klar. Wir sehen mit durchaus gemischten Gefühlen, wie bei aktuellen Projekten aufgrund der höheren Brandschutzanforderungen immer größere Querschnitte die Architektur bestimmen. Hier die Norm zu erreichen, aber mit wesentlich filigranerem Material, schlankeren Querschnitten etc., dazu fordern wir unsere Tragwerksplaner immer wieder heraus“, so Marco Lewald.

Die Dachkonstruktion der Sporthalle besteht aus geraden Brettschichtholzbindern, die mit einem Abstand von 1,25 m auf die beidseitigen Holzstützen aufgelagert sind. Die Giebelseiten in Achsen 2 und 3 der Sporthalle bestehen aus Holzrahmenbauelementen, ein Teil der Holzrahmenkonstruktion wurde als reine Pfostenfassade realisiert. Die Aussteifung der Sporthalle übernimmt die vollflächig montierte Dachscheibe als BSP (d = 80 mm, 20/40/20) hergestellt. Die Dachscheibe spannt mit ihren Querlagen quer zur Spannrichtung der Dachbinder. Die Aussteifungslasten der Dachscheibe werden an den Längswänden (Achse A und B) jeweils über drei Felder mit Rundstahlverbänden abgeleitet.

Im Brandfall fallen die Rundstahldiagonalen in den beiden Längsachsen aus, die Halle wird dann über die zwei Giebelseiten sowie die Längsseite (Achse B) ausgesteift. Die Holzrahmenwände haben nach DIN 4102-4 eine Branddauer von 30 Minuten. In Achse B wird die Aussteifungslast über die Eckstütze in Achse B/3 aufgenommen. Diese leitet die Aussteifungslast in den Dachbereich des Nebentrakts. Die restlichen tragenden Bauteile der Sporthalle werden im Brandfall nach DIN EN 1995-1-2 auf Abbrand bemessen.

Der zweigeschossige Nebentrakt schließt an die Nord- und Westseite der Halle an. Dabei sind die Innenwände des Erdgeschosses (Eingangsbereich) in Brettsperrholzbauweise und die Außenwände als Holzrahmenbaukonstruktion hergestellt. Das Untergeschoss wurde als Stahlbetonkonstruktion realisiert. Die Dachkonstruktion des Nebentrakts ist ein Brettsperrholz-Flachdach/Brettschichtholzdach.

Die Aussteifung des Nebentrakts erfolgt im Erdgeschoss über Dach- und Wandscheiben. Im Eingangsbereich werden zusätzlich in der Halle Brettschichtholzstützen (Achse 2) eingebaut, um die Einwirkungen in diesem Bereich über die Dachscheibe der Halle aufnehmen zu können. Die tragenden Decken und Wände des Nebentrakts werden im Brandfall auf Abbrand nachgewiesen. Die Außenwände sind so konstruiert, dass sie analog zur DIN 4102-4 einer Branddauer von 30 Minuten standhalten.

Die Holzstützen der Dachkonstruktion werden mit einer Breite von 10 cm ausgeführt. Aufgrund der großen Schlankheit sind zusätzliche Knickstabilisierungen um die schwache Querschnittsachse notwendig. Für die Kaltbemessung werden die Stabilisierungslasten gleichmäßig über die Rundstahldiagonalen und die Eckstützen Achse 2+3 / A abgetragen. Um dies sicherzustellen, werden die Stabilisierungsriegel zug- und druckfest miteinander verbunden.

Im Brandfall werden die kompletten Stabilisierungslasten nach außen in Achse 2 und 3 weitergeleitet und über die Brettschichtholzeckstützen (Achse 2- und 3/A) in die Dachscheibe der Sporthalle bzw. in den Untergrund abgeleitet. Der vertikale Lastabtrag (Längswand Sporthalle - Flurseite - Achse B) wird analog zur Achse A über Holzstützen mit einer Breite von 10 cm hergestellt.

Die Aussteifung der Längswand wird für die Kaltbemessung über die Rundstahldiagonalen aufgenommen. Die Aussteifungskräfte der Diagonalen werden dabei auf die Dachscheibe des Nebentraktes abgeleitet. Somit entsteht unterhalb des Dachs des Nebentrakts ein freies Sichtfeld ohne Aussteifungsbauteile.

Im Brandfall stehen die Rundstahldiagonalen nicht zur Verfügung. Die Gabellagerung der Hallenbinder wird zum einen über den durchlaufenden Riegel in der Dachscheibe und zum anderen durch zusätzliche Wandstreben (Druck) in den Fel­dern­ sichergestellt. Die obere horizontale Einwirkung der Gabel­lagerung wird dabei über eine massive Eckstütze in Achse 3/B aufgenommen. Diese leitet die Einwirkung in die Dachscheibe und in den Untergrund. Die untere Komponente wird über die Druckstreben in die Dachscheibe des Nebentrakts geleitet.

Nicht unwesentlich, aber eben nicht in Sicht: das Fundament. So steht das komplette Volumen auf einer elastisch gebetteten Bodenplatte und auf umlaufenden sowie auf in Achse B angeordneten Streifenfundamenten. Aufgrund des nicht sehr tragfähigen Bodens wird die Last flächig verteilt. Die Streifenfundamente werden dort angeordnet, wo konzentrierte Linienlasten abgetragen werden müssen. Die Breite der Streifenfundamente wird so gewählt, dass man ein (theoretisch) gleichmäßiges Setzungsverhalten von Streifenfundamenten und der Bodenplatte erhält.

Fazit

Nach einiger Zeit der Holzfassadenalterung wird die neue Halle so gelesen werden, als gehöre sie schon immer an diesen Ort. Gestalterisch (Ansichten und Topografie) haben die Architekten Funktionen, Erschließung, Ensembleeinbindung so entwickelt und gesetzt, dass alles im Gleichgewicht, ausgewogen und angemessen erscheint. Ob die Sportlerinnen und sonstigen Veranstaltungsteilnehmer wahrnehmen, dass die Hallenkonstruktion in ihrer Schlankheit, ihrer repetitiven Erscheinung ein höchst moderner Hallenbau ist, mag angezweifelt werden. Was aber dann wohl auch das Beste ist, was Architekten und Tragwerksplaner leisten können: Einen Ort zu schaffen, der mehr als ein Zweckraum ist, aber eben auch ein solcher. Die während der Bauphase häufiger gehörte Frage: „Hält das denn überhaupt?“ ist nur noch ein Echo in den Ohren der Planerinnen. Die Halle bietet uneingeschränkt Ballwurf-, Lauf- oder Dribbelspaß. Benedikt Kraft / DBZ

Die Klarheit des Entwurfs erzeugt ein Tragwerk, welches dem Raum eine sehr harmonische und durchaus dynamisch elegante Wirkung verleiht, trotz des konsequenten Holzeinsatzes.«
DBZ-Heftpartner Arup, Frankfurt a. M.

Baudaten

Objekt: Heynlinturnhalle

Standort: Heynlinstraße 18, Königsbach-Stein

Typologie: Sporthalle

Bauherrin: Gemeinde Königsbach-Stein

Nutzerin: Gemeinde Königsbach-Stein/Heynlinschule

Architektur: D’Inka Scheible Hoffmann Lewald Architekten BDA, Stuttgart, www.dishl.de

Team: Marco Lewald (Partner), Martin Abt (Projektleitung)

Tragwerksplanung: Ingenieurbüro Braun GmbH & Co. KG, Pforzheim, www.braun-ing.de

Bauleitung: Christoph Beyerle

Bauzeit: Sporthalle 07.2022 – 01.2024, Abbruch Bestandssporthalle + Bauzeit Kleinspielfeld 01.2024 – 06.2024

Zertifizierungen: NBBW

Projektdaten

Grundstücksgröße: 6 548 m²

Grundflächenzahl: 0,07

Geschossflächenzahl: 0,08

Nutzfläche gesamt: 1 279 m²

Nutzfläche: 1 002 m²

Technikfläche: 49 m²

Verkehrsfläche: 228 m²

Brutto-Grundfläche: 1 576 m²

Brutto-Rauminhalt: 10 265 m³

Baukosten (nach DIN 276):

Gesamt brutto: 6,38 Mio. € (KG 100-700), 5,09 Mio. € (Bauwerkskosten KG 300 + 400)

Hauptnutzfläche: 4 988 €/m² (3 979 €/m² für Bauwerkskosten KG 300 + 400)

Brutto-Rauminhalt: 622 €/m³ (496 €/m³ für Bauwerkskosten KG 300 + 400)

Fachplaner

TGA-Planung: HLS: Ingenieurbüro Verena Berndt, Weilheim a. d. Teck, www.ibb-energie.de

Elektro: Ingenieurbüro Wörtz Part mbB,
Pforzheim, www.buero-woertz.de

Akustik: Bauphysik Gerlinger + Merkle Ingenieurgesellschaft mbH, Schorndorf, g-m-gmbh.de

Brandschutz: ZeBraS Ing.-GmbH, Uhingen, www.igzebras.de

Baugrund: augeon GmbH & Co. KG, Karlsruhe, augeon.de

Holzbau: Die Holzmeister, Benningen am Neckar, www.dieholzmeister.eu

Energie

Primärenergiebedarf: 76,90 kWh/m²a nach EnEV 2016

Endenergiebedarf: 26 kWh/m²a nach EnEV 2016

Jahresheizwärmebedarf: 62 kWh/m²a nach EnEV 2016

U-Werte Gebäudehülle:

Außenwand: U = 0,23 W/(m²K) (Durchschnitt)

Fassadenpaneel: U = 1,3 W/(m²K) (Türen)

Bodenplatte: U = 0,39 W/(m²K)

Dach: U = 0,15 W/(m²K)

Fenster: Uw = 0,90 W/(m²K)

Verglasung: Ug = 0,90 W/(m²K)

Ug-total (mit Sonnenschutz) = 0,70 W/(m²K)

Luftwechselrate: n50 = 1,00/h

Haustechnik

Fußbodenheizung angeschlossen über Pufferspeicher an zentrale Pelletheizung (Nahwärme) in der Bestandsschule 135 kW mit Spitzenlast-Gaskessel, Warmwasserbereitung: Duschen dezentral über Frischwasserstationen, an Heizungskreislauf angeschlossen, Lüftung: Sporthalle 3 600 m³/h über zentrales Lüftungsgerät mit Überströmung in die Nebenräume, PV-Anlage aufgeständert, Ost-West-Ausrichtung, 48 kWp

Hersteller

Beleuchtung: RZB

Bodenbeläge: HARO Sports

Fenster: Aufsatzsystem Raico

Möbel: BENZ Sportgeräte

RWA-Anlage: Geze

Software /CAD/ Zutrittssysteme: Schließanlage ASSA ABLOY

Behänge: Durach

Türen/Tore: Einsatzelemente Schüco

x

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