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Studierendenwohnheim in modularer Element-Holzbauweise Heidelberg

Studierendenwohnheim in modularer Element-Holzbauweise

Schlagworte

Holzbau-Referenz
HIP - Bauvorhaben
MLR
EFRE Holz Innovativ Programm
2023
Wohngebäude

Projektdetails

ProjektartBauvorhaben – HIP
GebäudetypWohngebäude
Ort69126 Heidelberg
Fertigstellung2023
FördernehmerCollegium Academicum GmbH, Heidelberg
BilderHans Drexler, Frederik Ehling, Uli Hillenbrand, Johannes Rose, Thilo Ross (Urh. Nr. 4026999, Quelle: DGJ Architektur GmbH), Patrick Schneider, Holger Merkel, DGJ Architektur

Details zum Projekt

Das Collegium Academicum hat zwei Bestandsgebäude auf dem Gelände eines ehemaligen US-Hospitals in Heidelberg-Rohrbach umgenutzt und ein Gebäude in Holzbauweise errichtet. In den Bestandsbauten finden Wohnungen, Werkstätten, Seminarräume, Gemeinschaftsflächen, ein Cafe und Büros Platz. Der vom Frankfurter Architekturbüro DGJ entworfene, barrierearm konzipierte modulare Holzbau bietet Wohnraum für 46 Wohngemeinschaften mit drei bis vier Personen. Der Dachgarten dient als Begegnungsstätte. Das Erdgeschoss nimmt eine Werkstatt, die Aula und einen Multifunktionsraum mit Küche auf. Die circa 80 m² großen Wohnungen sind mit beweglichen Wandelementen in vier 14 m² große Zimmer und eine Gemeinschaftsfläche in der Mitte unterteilt. Ein Versetzen der Innenwände ermöglicht andere Zimmergrößen und Gemeinschaftsflächen bis zu 49 m² sowie Zwischenformen, z.B. einen privaten Kernbereich mit vorgelagertem Wohn- und Arbeitszimmer. Das Zukunftsinvestitionsprogramm Variowohnen des Bundesbauministeriums fördert die Baumaßnahme aufgrund des innovativen Charakters im Bereich des flexiblen Wohnens und des nachhaltigen Baukonzepts mit Fokus auf Gemeinschaftsflächen mit 2,2 Millionen Euro. 2015 wurde das Projekt zum IBA-Projekt unter dem Motto „Wissen I schafft I Stadt“ gekürt. Als Praxismodell zur Erforschung flächensparenden Wohnens mit hoher Lebensqualität wurde es zudem vom Institut für Energie- und Umweltforschung (ifeu) begleitet. 


Architektur: DGJ Architektur GmbH, Frankfurt am Main
Ausführung Holzbau: ZÜBLIN Timber GmbH, Aichach
Tragwerksplanung/Schallschutz/Brandschutz: PIRMIN JUNG Deutschland GmbH, Remagen
Landschaftsarchitektur: DGJ Architektur Gmbh (LP 1-4), GDLA Gornik Denkel landschaftsarchitektur partg mbb, Heidelberg (LP 5-8)
TGA-Planung: SBI, Neckarsulm
Thermische Bauphysik: ina PlanungsgesellschaX mbH, Darmstadt
Technische Gebäudesysteme: HTS GmbH, Ludwigshafen am Rhein

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DGJ Architektur

Studierendenwohnheim kombiniert Altbauten mit Neubau in Holzbauweise

Hinter dem Begriff Collegium Academicum verbirgt sich ein Studierendenwohnheim, das von einer Gruppe junger Menschen geplant und teilweise selbst gebaut wurde. Die Anlage auf dem Gelände eines ehemaligen US-Hospitals in Heidelberg-Rohrbach besteht aus zwei umgenutzten Altbauten mit Wohnungen, Werkstätten, Seminarräumen, Gemeinschaftsräumen, einem Cafe und Büros sowie einem Neubau in Holzbauweise. Sie wird von der Gemeinschaft selbst verwaltet.

Nutzungskonzept für den Neubau

Der Neubau beherbergt im Erdgeschoss eine Werkstatt mit CNC-Fräse, Wasch- und Trockenräume, eine Aula, Seminarräume und einen Multifunktionsraum mit Küche. Ein Dachgarten dient als Treffpunkt. Neben den Gemeinschaftsflächen bietet das Gebäude 176 Wohnplätze in 46 Wohngemeinschaften, die als 83 m² große Wohneinheiten konzipiert sind. Die acht Dreier- und 38 Vierer-WGs verfügen jeweils über eine eigene Wohnküche und ein Gemeinschafts-Badezimmer. Eine Grundausstattung an Möbeln können die Studierenden in der eigenen Werkstatt selbst herstellen. Die Erschließung erfolgt über Laubengänge und ist barrierefrei. Alle Wohneinheiten werden durch flexible Wandelemente unterteilt. So können die standardmäßig 14 m² großen Individualräume zum internen Gemeinschaftsbereich hin geöffnet und dieser bis auf 49 m² Größe erweitert werden. Zwischenformen ermöglichen z.B. einen privaten Kern mit vorgelagertem Wohn- und Arbeitsbereich. Darüber hinaus können die Wohnungen miteinander verbunden und so vielfältig umgenutzt werden, perspektivisch auch für altersgerechtes Wohnen.

Modellvorhaben und Forschungsprojekt

Das Collegium Academicum wurde als Modellvorhaben aufgesetzt, dessen Kernelement die Erprobung einer neuen Holzbauweise ohne metallische Verbindungselemente war. Schwerpunkt des Forschungsprojektes war die Übersetzung traditioneller Zimmermannsknoten in zeitgenössische Bautechnologie und Anschlussdetails mit Holz-Holz-Verbindungen, die mit CAD, CAM, CNC und Robotik erstellt wurden. Mit Hilfe qualitativer und quantitativer Untersuchungen sollte das dabei konzipierte Bausystem in wirtschaftlicher und ökologischer Hinsicht mit konventionellen Lösungen verglichen und Vor- und Nachteile ermittelt werden. Im Sinne des Kreislaufprinzips wurde auch die zerstörungsfreie Rückbaubarkeit und Wiederverwertbarkeit der Materialien bzw. Elemente beachtet. Priorität hatten daher nachwachsende Rohstoffe mit niedrigem Primärenergiegehalt und positiver Klimabilanz. Mit diesen Materialien und auf Basis der während der Forschungsarbeit gewonnenen Erkenntnisse entwickelte das Planungsbüro DGJ Architektur identische Bauteile, die in hoher Stückzahl kostengünstig produziert werden können. Auf große Montage-Module wurde verzichtet.

Baukasten mit speziellen Verbindungen

Um die Montageprozesse zu vereinfachen und die handwerklichen Arbeitsschritte auf der Baustelle zu minimieren, haben die Planer für das Collegium Academicum zudem ein Baukastensystem mit speziellen Verbindungslösungen entwickelt. Zugunsten der Montagegeschwindigkeit hat man auf zusätzliche Verbindungsmittel verzichtet. Stattdessen stellt ein sogenanntes bauteilintegriertes Verbindungsprinzip Verbindungen durch geometrisch verschränkte Bauteile her, wobei der Form- und Kraftschluss durch die präzise Passung der Bauteile während des Fügeprozesses erzeugt wird. Die Verbindungen können somit schon beim Abbund der Bauteile produziert werden. Dabei lassen sich dank heutiger CNC-Abbundtechnologien sogar hochkomplexe Geometrien realisieren.

Holz-Skelett als Bausystem für Mehrgeschossigkeit

Das Ergebnis der Forschungsarbeit ist ein innovatives, für den mehrgeschossigen innerstädtischen Wohnungsbau geeignetes Holz-Skelett-Bausystem, dessen tragende Elemente über geometrische Verbindungen und Knotenpunkte aus Holz form- und kraftschlüssige miteinander verbunden sind. Die Primär- und Sekundärkonstruktion sowie Sanitärbereiche und Fassade bestehen aus vorgefertigten Elementen. Die hohe Flexibilität des Bausystems macht es möglich, dieses auf unterschiedliche Bauaufgaben zu übertragen. Die Fügung ist einfach, sodass die Konstruktion schnell und präzise errichtet werden kann. Auf Basis der Planungsmethode BIM lässt sich der Ablauf von der Planung über die Kostenschätzung, die Fertigung und die Logistik schließlich auch leicht koordinieren.

Statisches Konzept aus unabhängigen Abschnitten

Durch die konsequente Trennung von Konstruktion und Nutzungseinheiten ist der Neubau des Collegium Academicum in statisch unabhängige Abschnitte unterteilt. Da die Laubengangerschließung der Holzkonstruktion vorgelagert ist und somit nicht zur Aussteifung herangezogen werden kann, müssen alle statischen Einheiten des Tragsystems alle Lasteinwirkungen gleichermaßen aufnehmen können. Die zu schubsteifen Scheiben miteinander verbundenen Deckenelemente nehmen die Horizontallasten auf. Die Schubkräfte übertragen sie in die darunterliegenden Unterzüge bzw. in die aussteifenden Wandscheiben, wie die Wohnungstrennwände, die Außentrennwände und die den Installations-/Sanitärkern rahmenden, tragenden Wohnungsinnenwände. Von den Wänden werden die Lasten über Holzverbinder (X-Fix) in die Stützen eingeleitet. Auf diese wirken somit sowohl Druck- als auch Zuglasten ein, die folglich bei der Ausbildung der Knotendetails am Geschossübergang und am Bodenanschluss berücksichtigt werden mussten.

Fügeprinzip von A bis Endergebnis

In den ersten Entwicklungsschritten beschränkte sich das Fügeprinzip auf zwei Verbindungsarten. Mit gefrästen Schwalbenschwanzverbindungen wurden Träger mit Stützen und Deckenelemente mit Trägern gekoppelt. Die Auflagerung der Träger auf den Stützen bzw. deren Verbindung erfolgt mit auskragenden Zapfenverbindungen. Später haben die Ingenieure die rein geometrischen Verbindungen an verschiedenen Stellen dann noch modifiziert. So liegen die Decken- und Bodenplatten des Collegium Academicum über einer Aussparung, die über die gesamte Trägerlänge reicht, auf den angrenzenden Trägern auf. Diese Träger sind mit Zapfenverbindungen an den Stützen angeschlossen. Die massiven Brettsperrholz-Scheiben der Wandelemente schließen mit Nut und Feder an die Stützen an. Es gibt keine zusätzlichen Wandanschlüsse an Decken oder Unterzüge.

Montageablauf

Auf der Baustelle wurden zunächst die aussteifenden Elemente errichtet: die Wohnungstrennwände und die massiven Wandelemente, die den Installationskern mit dem Fertigbad rahmen. Im Anschluss kamen die Module für die Außenwände an die Reihe. Die Montage erfolgte entweder einzeln je Rasterfeld oder als rasterübergreifende Einheiten. Die innenliegende Skelettstruktur besteht aus Einzelteilen, sodass der Ausbau flexibel gestaltet werden kann. Auf der fertigen Tragstruktur folgte schließlich die Montage der Brettsperrholz-Deckenplatten, die schubsteif miteinander verbunden wurden. Schüttung, Installation, Estrich und Belag haben die Monteure auf der Baustelle eingebracht.

Energie- und Ökonomie-Effizienz

Da auch die Reduzierung der Betriebskosten im Fokus des Bauvorhabens standen, ist dieses als KfW-Effizienzhaus 40 Plus konzipiert. Es gibt eine kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung und eine Photovoltaikanalge auf dem Dach des Gebäudes, die durch einen externen Investor errichtet und von diesem auch betrieben wird. Die Verbrauchstechnik ist energieeffizient. Echtzeit-Feedbacksysteme ermöglichen die laufende Kontrolle des Verbrauchs. Die Freiflächen wurden mit heimischer Bepflanzung und einer offenen Wasserfläche gestaltet. Es gibt Versickerungsflächen als Schachtelhalmsumpf und eine Nasswiese mit Silberweiden-Auwald sowie Nistmöglichkeiten für Insekten und Vögel.

Förderprogramme

2015 wurde das Projekt zum IBA-Projekt unter dem Motto „Wissen I schafft I Stadt“ gekürt. Als Praxismodell zur Erforschung flächensparenden Wohnens mit hoher Lebensqualität und wird es zudem vom Institut für Energie- und Umweltforschung (ifeu) begleitet. Es wurde unterstützt durch das Förderprogramm „Variowohnungen“ des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR). Und es ist Bestandteil des Förderprogramms „Holz Innovativ“ des Ministeriums für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg / Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).

Text: Christine Ryll, Susanne Jacob-Freitag