MODULBAU

Planen und

bau modul

1 EINFÜHRUNG

CONTAINER, MODUL, RAUMZELLE Bauen mit vorgefertigten Raumsystemen 8 Günter Jösch

LEISTUNGSBILD UND HONORIERUNG Planen und Bauen mit Raummodulen ist anders 20 David Meuer

MODULBAU UND BRANDSCHUTZ Brandschutz im Raumzellenbau 26 Carl Richter, Andreas Plum, Georg Spennes

2 WOHNUNGSBAU

FRITZ-KISSEL-SIEDLUNG IN FRANKFURT 130 Wohnungen im Bestand aufgestockt 40 Jakob Schoof

WOHNGEBÄUDE HELLO LENZBURG Effizientes Hybrid-Modulsystem 48 für den Wohnungsbau Jakob Schoof

STUDENTENDORF IN MALMESBURY Vertikal gestaffelte Kuben 54 Sabine Drey

WOHN- UND GEWERBEBAU IN VALE DE CAMBRA Kostenoptimierte Mischnutzung 60 Jakob Schoof

WOHNANLAGE FÜR GEFLÜCHTETE IN GENF Temporär für zehn Jahre 68 Sabine Drey

SOZIALER WOHNUNGSBAU IN DREIEICH Geförderter Wohnraum aus dem 74 Modulbaukasten Jakob Schoof

3 BILDUNGSBAU

GYMNASIUM FRANKFURT NORD

Eine Übergangslösung mit Langzeitqualitäten 80 Alexandra Busch

KITA IN HAAN

Offene Räume für Kinder 88 Roland Pawlitschko

HAUSBURGSCHULE BERLIN

Flexibles Schulgebäude aus Holz 94 Thomas Jakob

INTERVIEW

Das Prinzip Mehrweg: Schulen 100 in Holzmodulbauweise Interview: Jakob Schoof

4 GESUNDHEITSBAU

GESUNDHEITSBAUTEN IN MODULBAUWEISE

Modulbau für Kliniken und Labore 110 Roland Pawlitschko

MARIENHAUS KLINIKUM MAINZ

Aufstockung eines Krankenhauses 114 Thomas Jakob, Jakob Schoof

UNIVERSITÄTSKLINIKUM DÜSSELDORF Covid-19-Intensivstationen in Rekordbauzeit 122 Jakob Schoof

BEREITSCHAFTSGEBÄUDE UNIKLINIK KÖLN

Mit Naturstein in die Umgebung eingebettet 130 Thomas Jakob

5 BÜRO- UND GEWERBEBAU

SAP-BÜROGEBÄUDE IN WALLDORF

Bürogebäude in Stahl-Holz-Modulbauweise 136 Claudia Fuchs

HOTEL JAKARTA IN AMSTERDAM

Ein Hotel als hybrider Holzmodulbau 144 Susanne Jacob-Freitag

INFOPAVILLON IM INNOVATIONSPARK ZÜRICH

Pionierbau und Provisorium 152 Thomas Jakob

FAQ 158

Partner und Sponsoren 164 Autoren 166 Impressum 168

Modulbauweise neu entdeckt

Der Luisenblock im Berliner Regierungsviertel fasst insgesamt 400 Büroräume für Abgeordnete und ihre Mitarbeiter. Geplant und realisiert wurde der Holzmodulbau von einem Konsortium der Architekten Sauerbruch Hutton, des Projektentwicklers Primus und des Bauunternehmens Kaufmann Bausysteme. Sie hatten zuvor ein zweistufiges VGV-Verfahren für sich entschieden.

Die Baubranche hat Nachholpotenzial: Im Vergleich der großen Wirtschaftszweige in Deutschland liegt ihr Industrialisierungsgrad deutlich unter dem Durchschnitt, die Rationalisierungsmöglichkeiten sind entsprechend groß. Nicht umsonst knüpfen sich große – auch politische – Hoffnungen an die Vorfertigung und den Modulbau: „Wir werden durch serielles Bauen, Digitalisierung, Entbürokratisierung und Standardisierung die Kosten für den Wohnungsbau senken“, schreiben die Parteien der Bundesregierung in ihrem Koalitionsvertrag Ende 2021. Das Vorhaben ist nachvollziehbar, will die Regierung doch künftig 400 000 Wohnungen pro Jahr – davon 100 000 sozial geförderte – neu errichten.

Das modulare Bauen spielt vor allem dort seine Stärken aus, wo es schnell gehen muss und Kostensicherheit gefragt ist – und das ist am Bau bekanntlich fast immer der Fall. Weitere Vorteile hat die Baukostensenkungskommission (des Bündnisses für bezahlbares Wohnen und Bauen) 2015 in ihrem Bericht dargelegt: Just-in-time-Lieferung der Bauteile minimiert die Lagerhaltung auf der Baustelle, durch die Verlegung der Fertigung in Werkshallen lässt sich der Baubetrieb ganzjährig aufrechterhalten und Typengenehmigungen beschleunigen mittlerweile auch den Genehmigungsprozess. Die erste allgemeine Bauartgenehmigung (aBg) für Modulbauten – quasi das Pendant zur allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung von Bauprodukten – hat das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) im März 2021 erteilt. Hinzu kommen ökologische Vorteile: Die Hersteller werben mit rund einem Drittel weniger Ressourceneinsatz und zwei Dritteln weniger Abfall als bei traditionellen Bauweisen – Zahlen, die angesichts der Zustände auf heutigen Baustellen zumindest nicht unglaubwürdig erscheinen. Überdies lassen sich die Module nach Ende ihrer Standzeit zumeist sortenrein zerlegen und erreichen so eine hohe Recyclingquote.

All dies sind Gründe, warum immer mehr Akteure die Modulbauweise für sich entdecken. Die Wohnungswirtschaft, kommunale Bauherren, Logistikunternehmen und selbst der Deutsche Bundestag decken auf diese Weise ihren wachsenden Raumbedarf. Ende 2021 ging an prominenter Stelle mitten im Berliner Regierungsviertel der Luisenblock in Betrieb – ein siebengeschossiger Neubau mit Abgeordnetenbüros, pünktlich fertiggestellt nach nur 20 Monaten Planungs- und Bauzeit und im Kostenrahmen von 70 Millionen Euro.

Der Luisenblock und zahlreiche weitere herausragende Bauten – einschließlich jener in diesem Buch – zeigen, dass das Bauen mit Modulen keinen Verlust an Baukultur bedeuten muss. Vorausgesetzt, Architekten und Modulbauunternehmen arbeiten auf Augenhöhe zusammen und berücksichtigen gewisse Spielregeln. Welche das sind, verdeutlichen die Beiträge in diesem Buch: Detailliert erläutern unsere Autoren darin die Techniken und Planungsprozesse im Modulbau und geben Hinweise zu Zulassungsverfahren und Brandschutz. In den Projektberichten und Interviews beleuchten wir einzelne, außergewöhnliche Modulbauten näher, fragen Architekten nach ihren Erfahrungen mit der Bauweise und zeigen die gestalterische Vielfalt, die im Bauen mit Raummodulen heute möglich ist. Dabei liegt unser Fokus auf individuell geplanten, dauerhaften Modulbauten und nicht auf temporären Lösungen aus Mietcontainern. Denn obwohl Letztere sicher ihre Berechtigung haben, sind die konstruktiven und bauphysikalischen Unterschiede gravierend. Und trotz der Eile, die bei Bauvorhaben bisweilen herrscht: Allein mit fliegenden Bauten wird sich der Bedarf an Wohnungen, Büros, Gesundheits- und Schulbauten in Deutschland in den kommenden Jahren gewiss nicht decken lassen.

Jakob Schoof

Jakob Schoof

Temporär für zehn Jahre

Sabine Drey

Im kosmopolitischen Viertel rund um den Völkerbundpalast in Genf fällt die Flüchtlingsunterkunft im Rigot-Park als modularer Holzbau sofort ins Auge. Die öffentlichen Flächen um die beiden Gebäude nutzen sowohl die Schüler des benachbarten Collège Sismondi als auch die Migranten . Die Bauten sind aus der Not geboren, 370 Flüchtlingen möglichst rasch ein Dach über dem Kopf zu verschaffen. Ein vorgefertigter Modulbau lag nahe, da sich nicht nur durch die schnelle Montage Zeit sparen ließ, sondern auch die Erstellung der Fundamente vor Ort und die Vorfertigung der Module zeitgleich stattfinden konnte. Es entstanden zwei parallele Riegel mit fünf Stockwerken aus 230 vorgefertigten Holzmodulen, die über Laubengänge erschlossen werden. Das Team von Acau Architecture entwickelte eine Konstruktion, die nach zehn Jahren demontiert und andernorts wieder aufgebaut werden kann. Lediglich

Marcel Kultscher

Die Wohnanlage besteht aus zwei parallelen Riegeln mit 230 vorgefertigten Holzmodulen, die über Laubengänge erschlossen werden.

Lageplan, M 1:8000

Schnitt, M 1:750

Grundriss 1. Obergeschoss, M 1:750

Grundriss Erdgeschoss, M 1:750

Hauswart

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die hölzerne Pfahlgründung wird im Boden verbleiben. Die Verwendung lokaler Holzressourcen war Bedingung für die Umsetzung. Gleich zu Beginn berechneten Förster und Sägewerke der Umgebung die verfügbare Menge von Eichenholz, das für die Fassade verwendet werden konnte. Das Planungsteam optimierte die Konstruktionsdetails, um den Holzverschnitt zu minimieren. So vereinheitlichte es die Dimension der sägerauen Holzbretter auf einen einzigen Querschnitt von 25 × 130 mm und entwickelte zwei Leitdetails für Geländer, Verkleidungen und die Schiebeläden.

Die rund 11,3 × 3 m großen Module mussten zudem sehr flexibel nutzbar sein, da die Bewohnerschaft sich ständig ändert und sich aus sehr unterschiedlich großen Gruppen zusammensetzt. Durch die Verbindung der Module mit Brandschutztüren entstanden Wohnungen mit einem bis sieben Zimmern, Küche und Bad, die sich nach Bedarf erweitern und verkleinern lassen. Die Küche kann in wenigen Stunden in ein Schlafzimmer umgewandelt werden, die Küchenzeile wird dafür ausgebaut und zwischengelagert. Für eine zukünftige Nutzung an anderer Stelle können die Module neu kombiniert werden.

Für Fundamente und Gebäudehülle wurden rund 3200 m3 zertifiziertes Holz verbaut. Da möglichst wenig Beton verwendet werden sollte, gibt es keinen massiven Kern und das Gebäude steht auf Holzpfählen. Wände und Decken, die innen sichtbar bleiben, bestehen aus tragenden Brettstapelelementen und die Bodenplatten aus Brettsperrholz. Die gedämmte Ständerkonstruktion der Fassade wurde innen mit Brettstapelplatten und außen mit Eichenholzlamellen verblendet. Die Raummodule selbst sind über verschraubte Bolzen miteinander verbunden. Im Untergrund verläuft zwischen den Pfählen eine hölzerne Techniktrasse als Fundament und horizontaler Verteiler für Heizungs- und Sanitärleitungen, die eine Polypropylen-Membran vor Feuchtigkeit schützt.

6, 7 Das Gebäude wurde fast gänzlich aus Holz errichtet. Die Bodenplatten der Balkone sind eine der wenigen Ausnahmen. Sie wurden aus Feuerschutzgründen als Betonfertigteile ausgeführt.

8 Schnitt und Grundriss Modul, M 1:100

Enric Rovira (6), Marcel Kultscher (7)

1 Fassadenaufbau:

Stulpschalung Eiche 130/25 mm

Lattung 40/50 mm/Hinterlüftung 40 mm

PE-Folie schwarz

Wärmedämmung Holzfaserplatte 60 mm

Holzständer 100/180 mm dazwischen Wärmedämmung Mineralwolle 180 mm

Brettstapelholz weiß gestrichen 100 mm

2 Wohnungstrennwand:

Brettstapelholz Lärche 120 mm

Gipsfaserplatte 2× 15 mm

Wärmedämmung Mineralwolle 50 mm Gipsfaserplatte 2× 15 mm

Brettstapelholz Lärche 120 mm

3 Fußbodenaufbau: Linoleumbelag

Brettsperrholz 120 mm

Gipsfaserplatte 2× 15 mm

Dämmung Mineralwolle 40 mm

Gipsfaserplatte 2× 15 mm

Brettstapelholz 100 mm

4 Sanitärmodul: Sandwichpaneel

PU-Kern mit PVC-Verkleidung

Eine Übergangslösung mit Langzeitqualitäten

Alexandra Busch

Im Schulbau setzt sich mehr und mehr die Erkenntnis durch, dass Holz als Baustoff gut geeignet ist, architektonisch ansprechende und inspirierende Lern- und Lebensräume zu schaffen. Solche attraktiven Schulhäuser müssen in deutschen Großstädten schnell realisiert werden, denn ein anhaltend hohes Bevölkerungswachstum in den Ballungszentren sorgt für deutlich gestiegene Schülerzahlen bei aktuell zu wenigen Schulgebäuden und einem gleichzeitig hohen Sanierungsrückstand. Eine mögliche Lösung für dieses Dilemma sehen städtische Bauämter seit einiger Zeit im Modulbau, genauer: im Holzmodulbau, denn dieser verspricht eine hochwertige Architektur, kurze Bauzeiten und eine gute Energiebilanz. Wenn schnell ein Schulhaus errichtet werden muss, weil das alte gerade saniert oder ein neues im Bau ist, entstehen daher in ganz Deutsch-

1 Schmale raumhohe Fenster erzeugen eine ruhige Gebäudehülle, die zur einfachen Gebäudestruktur passt.

2 Lageplan, M 1:3000

3 Grundriss Erdgeschoss mit 3. Bauabschnitt, M 1:1000

Brigida González

1 tragendes Deckenelement

2 Bodenelement

3 Stützen

4 Stirnwandelement geschlossen

5 Stirnwandelement mit Tür

6 gedämmtes Außenwandelement

7 Seitenwandelement

8 gedämmtes Außenwandelement

land derzeit Ausweichquartiere aus im Werk vorgefertigten Raummodulen aus Holz. Solch ein Interimsbau befindet sich auch im Frankfurter Stadtteil Westhausen. 2018 bezog das Gymnasium Nord dort sein temporäres Zuhause, das Lernende wie Lehrende aufgrund seiner vielfältigen Qualitäten aber alles andere als ein Provisorium empfinden.

Schulcampus ganz in Holz

2016 führte die Stadt Frankfurt, vertreten durch das Amt für Bau und Immobilien, ein Vergabeverfahren mit integriertem Plangutachten für den neu zu schaffenden Campus des Gymnasiums Nord durch. Die Schule war erst kurz zuvor für die nördlichen Stadtteile gegründet worden – als Antwort auf den auch in der Mainmetropole wachsenden Bedarf an hochwertigen Bildungseinrichtungen. Da der endgültige Standort des Gymnasiums damals nicht feststand, bestimmte die Stadt eine ehemalige Friedhofserweiterungsfläche im Bezirk West-

hausen als Grundstück. Ausgeschrieben wurden ein Schulgebäude, eine Mensa sowie eine Dreifeldsporthalle – jeweils zu errichten als Holzkonstruktion mit hohem Vorfertigungsanteil.

Vernetzt mit den umliegenden Stadtvierteln

Die Arbeitsgemeinschaft raumwerk & Spreen Architekten, bestehend aus dem Büro raumwerk Gesellschaft für Architektur und Stadtplanung aus Frankfurt und Spreen Architekten aus München, ging siegreich aus dem Verfahren hervor. Ihr Konzept fußt auf zwei wesentlichen Aspekten: „Wir haben einen Campus ganz in Holz, der städtebaulich entwickelt ist“, sagt Jon Prengel, Architekt und geschäftsführender Gesellschafter bei raumwerk. „Das bedeutet: In unserem Entwurf ist uns gleichermaßen wichtig, wie das Schulgelände mit den umliegenden Stadtvierteln verknüpft ist und wie wir Holz als vorgegebenen Baustoff für die Konstruktion der drei Gebäude einsetzen.“ Eine breite Querachse verbindet die drei neuen Baukörper, ein

4 Montageprinzip

5 Modulaufbau

6 Isometrie der Gesamtkonstruktion

7 Die versetzt angeordneten Baukörper schaffen klar strukturierte Außenräume für die Schulgemeinschaft.

Brigida González

Mit Naturstein in die Umgebung eingebettet

1

Die Zentrale Notaufnahme der Uniklinik Köln ist 365 Tage im Jahr 24 Stunden am Tag Anlaufstelle für medizinische Notfälle. Ärzte und Notfallsanitäter sind rund um die Uhr in Einsatzbereitschaft. Umso wichtiger ist während der ruhigen Phasen ein Aufenthaltsort, der zwar die direkte Anbindung an das Klinikgeschehen mit kurzen Laufwegen ermöglicht, gleichzeitig jedoch dazu beiträgt, die Leistungsfähigkeit und Gesundheit der Mitarbeiter zu erhalten. medfacilities ist ein Unternehmen der Uniklinik Köln. Es

entwickelt und plant Krankenhausgebäude und betreibt das Baumanagement. Auch für den Neubau des Bereitschaftsgebäudes übernahm medfacilities die Planung –der Entwurf stammt von der Moors Planungsgesellschaft. Mit dem Neubau ersetzte die Uniklinik ein Bestandsgebäude aus dem Jahr 2009, ebenfalls ein Modulgebäude, und zentralisierte die Bereitschaftsräume auf dem Klinikcampus. „Ein Großteil der Diensthabenden ist jetzt in einem Gebäude untergebracht, statt über mehrere Standorte

Thomas Jakob

Rüdiger Mosler

verteilt“, sagt Astrid Klosterhuis, Projektleiterin Planung und Baumanagement bei medfacilities.

Realisiert hat das Gebäude die Firma Kleusberg aus Wissen. Vier Geschosse, 800 m2 Wohn- und Nutzfläche, 40 funktional eingerichtete Einzelzimmer – jede Ebene des Neubaus verfügt über einen eigenen Aufenthaltsraum mit Koch- und Sitzgelegenheiten sowie über bis zu sechs Duschbäder. Für Kleusberg war es das zweite Projekt für die Uniklinik Köln. Auch das alte, dreigeschossige Gebäude für die Bereitschaftsärzte aus dem Jahr 2009 hatte das Unternehmen zusammen mit Moors Architekten errichtet.

Warum Modulbau? „Aufgrund der beengten Verhältnisse erwies sich der Modulbau als die beste Variante“, sagt Jens Rohmann, Abteilungsleiter Planung und Baumanagement bei medfacilities. „So mussten wir kaum auf fremde Flächen für die Baustelleneinrichtung zurückgreifen.“ Dass es Module aus Stahl und nicht aus Holz geworden sind, habe an der Empfehlung des Modulbauunternehmens gelegen. „Wir sind nicht auf ein bestimmtes Material festgelegt.“ Zeitliche Aspekte hätten weniger eine Rolle gespielt.

Beengte Grundstücksverhältnisse, erschwerte Baubedingungen

Das Grundstück befindet sich – eingebettet in den Gebäudebestand des Universitätsklinikums – in einer hoch verdichteten Umgebung mit intensivem Fahrzeug- und Fußgängerverkehr. „Deshalb war es sehr wichtig, die Arbeiten an der Baustelle zu koordinieren“, sagt Astrid Klosterhuis, „besonders während der Anlieferung und Montage der 28 Module.“ Der Ausbaugrad betrug etwa 50 bis 60 %. Von der Modulmontage bis zur Fertigstellung dauerte es etwa sechs Monate.

„Der Klinikbetrieb lief nahezu ungestört weiter“, sagt Rohmann. „Der typische Baustellenlärm und der Schmutz beschränkten sich weitgehend auf den Bau des Treppenhauses und des Aufzugsturms.“ Denn diese entstanden, wie im Modulbau nicht unüblich, in Stahlbetonbauweise.

Größte Herausforderung war die Fassade. Damit sich das Gebäude in die Umgebungsbebauung einfügt, wünschte

1 Damit sich das Gebäude an der Umgebungsbebauung anpasst, wünschte sich die Uniklinik eine Natursteinfassade.

2 Schnitt, M 1:500

3 Grundriss 1. Obergeschoss, M 1:500

4 Grundriss Erdgeschoss, M 1:500

5, 6 Auf jedem Geschoss befinden sich ein Aufenthaltsraum mit Koch- und Sitzgelegenheiten sowie 40 funktional eingerichtete Einzelzimmer.

7 Während der Montage der insgesamt 28 Module lief der Klinikbetrieb nahezu ungestört weiter.

sich die Uniklinik eine Natursteinfassade. Wie schon das benachbarte Gebäude des Kuratoriums für Heimdialyse und das Herzzentrum, erhielt deshalb auch das neue Bereitschaftshaus eine Außenbekleidung aus 4 cm starken Platten aus Kirchheimer Muschelkalk Rebstock. Sie stammen aus demselben Steinbruch wie die Natursteinplatten für die Fassaden der Bestandsgebäude. „Die Herausforderung lag darin, die Unterkonstruktion und die Ankerpunkte so zu planen, dass sie höhere Lasten abtragen können als dies sonst im Stahlrahmenmodulbau der Fall ist“, erklärt KleusbergProjektleiterin Esra Sarikaya.

Auf der Südseite des Neubaus befindet sich eine kleine Terrasse, die durch eine Winkelstützwand eingefasst ist. Sie fängt den Höhenunterschied zwischen der Magistrale auf der Nordseite und dem Straßenniveau auf der Südseite ab. Geheizt wird das Gebäude mittels Fernwärme. Die RWAAnlage ist autark.

Die BMA-Zentrale wurde gebäudespezifisch neu errichtet und ist in das Gesamtnetz eingebunden. Frische Luft erhalten die Zimmer über Nachströmöffnungen in der Fassade. Außerdem lassen sich die Fenster von Hand öffnen. Durch den Einsatz von Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik sind alle Stellschrauben der Gebäudetechnik miteinander verknüpft. Dies ermöglicht eine zentrale Steuerung.

Fotos: Rüdiger Mosler

BEREITSCHAFTSGEBÄUDE UNIKLINIK KÖLN

STANDORT: Kerpener Straße 62, Köln-Lindenthal (DE)

BAUHERR: Universitätsklinikum Köln (AöR), vertreten durch medfacilities GmbH, Köln (DE)

ARCHITEKTUR: Moors Planungsgesellschaft, Langenfeld (DE)

TRAGWERKSPLANUNG: medfacilities Betrieb GmbH, Köln (DE)

MODULE: KLEUSBERG GmbH & Co. KG, Wissen (DE)

ZAHL DER MODULE: 28

MODULMASS (L/B/H): 11,48m x 3,17m x 3,20 m + 8,24 m x 3,80 m x 3,20 m

BRUTTOGRUNDFLÄCHE: 980 m2

BAUZEIT: Oktober 2020   Juni 2021

Vorfertigung und Modulbau zählen zu den großen Hoffnungsträgern im Bauwesen: Eine bessere Termin- und Kostentreue, eine höhere Ausführungsqualität und ein schnellerer Bauablauf sind nur einige ihrer Vorteile. Die Gestaltungsfreiheit moderner Systembauweisen steht konventionellen Baumethoden praktisch in nichts nach. Gleichzeitig unterscheiden sich die Planungs- und Bauabläufe im Modulbau deutlich von konventionellen Bauvorhaben.

Das Buch „modulbau“ dokumentiert die aktuellen Entwicklungen im Bauen mit Raummodulen. Anhand von mehr als 15 Projekten aus den Bereichen Wohnen, Bildung, Gewerbe und Gesundheitswesen zeigt es, wie Modulbauten entstehen, welche Gestaltungsspielräume dabei bestehen und wie die Zusammenarbeit zwischen Bauherren, Architekten und Modulbauunternehmen funktioniert. Fotos, Grafiken und Gebäudepläne illustrieren die schrittweise Umsetzung der Entwurfsidee in die gebaute Realität.

Einleitende Expertenbeiträge zu den Besonderheiten bei Planung, Ausschreibung und Vergabe sowie zum Brandschutz komplettieren das Praxishandbuch und machen es zu einer wertvollen Informationsquelle für Architekten sowie öffentliche und private Bauherren.