Überdachung mit Folienkissen

Das neue Atriumdach ist nicht nur durch den zusätzlich geschaffenen Raum eine gelungene Lösung, sondern auch im Hinblick auf die energetische Optimierung des Gebäudes. Der weitläufige Gebäudekomplex des Berufsbildungszentrums Grevenbroich besteht aus sieben Einzelgebäuden mit unterschiedlicher Nutzung. Verwaltungsräume, Aula, Turnhalle, Dreifachsporthalle, Werkstatträume und Küche sowie zahlreiche Unterrichtsräume sind hier untergebracht. In Gebäude 3 befindet sich neben Klassenräumen auch die Mensa mit Schulkiosk. Eine Besonderheit des dreigeschossigen Gebäudes aus den 1960er-Jahren ist der rund 450 Quadratmeter große quadratische Innenhof in der Gebäudemitte. Bislang war dieser Lichthof nicht überdacht und wurde kaum genutzt. Hinzu kam, dass die energetische Sanierung der Innenhoffassaden anstand und die Fläche dringend für eine Mensa benötigt wurde. Diese Voraussetzungen führte den Rhein-Kreis Neuss zu der Entscheidung, den Innenhof von Gebäude 3 mit einer leichten Überdachung zu versehen und so umzugestalten, dass die Fläche künftig als Mensa und Veranstaltungsraum genutzt werden kann. Das würde auch – mit nur einer Baumaßnahme – die Sanierungsproblematik der Innenhoffassaden weitgehend lösen. Die Folientechnologie Texlon® ETFE von Vector Foiltec überzeugte die Planer insbesondere unter dem Blickwinkel des geringen Gewichts, das eine leichte und wirtschaftliche Tragwerkskonstruktion ermöglicht – ein großer Pluspunkt bei der Umnutzung von bestehenden Gebäuden. Zudem reduziert die geschlossene Dachkonstruktion den Energieverbrauch des Gebäudes. So wurden die Fassaden des Innenhofs weitestgehend im ursprünglichen Zustand belassen und lediglich geringfügig ausgebessert. Vector Foiltec hat nicht nur die Folienkissen für die Überdachung geliefert, sondern das Projekt auch unter dem Blickwinkel von Bauphysik und Tragwerksoptimierung begleitet, um eine sichere Schnittstelle von Foliendach und Bestand zu gewährleisten.

Stahl- und Aluminiumtragwerk

Das leichte Tragwerk des Atriumdaches besteht aus Aluminiumrahmen, die mit einer filigranen Stahlunterkonstruktion verbunden sind. Das Stahl-Primärtragwerk für das ETFE-Folienkissendach mit giebelseitiger Ausfachung mit einer Aluminium-Pfosten-Riegel-Konstruktion mit je 6-feldriger Wärmeschutzverglasung stammt vom Unternehmen Stahlbau Bakenhus. Der schwierigste Teil war die Trauf- und Giebelausbildung. Sie stellte nämlich gleichzeitig die Schnittstelle zum Bestandsdach dar. Dieses wurde umlaufend freigelegt, um die tragende Randträgerkonstruktion zu montieren. Die Befestigung erfolgte teilweise in den umlaufenden Stahlbetonunterzügen bzw. Stahlbeton-Deckenplatten, die komplett durchbohrt werden mussten. Anschließend mussten 160 mm starke, druckfeste Wandpaneelplatten montiert werden, die unterseitig mit einer winddichten und diffusionsoffenen Unterspannbahn verklebt wurden. Die Fugen der waagerecht verlegten Paneelwand wurden ebenfalls abgedichtet und mit Lisenen geschlossen.

In die Aluminiumrahmen sind sechs dreilagige Folienkissen mit den Abmessungen 3,40 x 21 Meter eingespannt. Um  Wärmeverluste zu verringern, wurde die Aluminiumkonstruktion im Berufsbildungszentrum Grevenbroich mit Thermoprofilen ausgeführt. Die oberste Folienlage ist zu 50 Prozent mit einem grafischen Raster bedruckt. Das reduziert den Licht- und Wärmeeintrag ins Gebäude und sorgt dafür, dass sich der Innenhof nicht zu stark aufheizt. Die Wandpaneele haben einen 160 mm starken Dämmkern, somit werden allseitig an der kurzen Wand Wärmeverluste verringert. Allgemein sind Sanierungen, bzw. An- und Umbauten schwieriger zu handhaben, da vorab immer umfangreiche Vermessungsarbeiten ausgeführt und Bestandskonstruktionen statisch und konstruktiv auf den neuen Zustand angepasst und berechnet werden müssen. In den meisten Fällen muss man hier mit wenigen Angaben und Unterlagen zum Bestand zurechtkommen.

Ein weiterer Vorteil des Texlon®-Systems ist sein hoher Vorfertigungsgrad. Das vereinfacht die Montage auf der Baustelle ungemein und verkürzt die Montagezeiten erheblich. Die Dauer der Planung nimmt üblicherweise die meiste Zeit in Anspruch, da in Verbindung mit der Foliendachkonstruktion die Schnittstellen sehr genau aufeinander abgestimmt und eingeplant werden müssen. Zusätzlich wird bei dieser Art der Konstruktion viel Wert auf eine optisch ansprechende und filigrane Konstruktion gelegt. Die Dauer der Fertigung des Stahlbaus beträgt ca. zehn Tage, die Montage des Stahlbaus fünf. Die gesamte Montagezeit des Projekts kann man auf rund fünf Wochen fixieren.

Vorteile der Folienkissen

Ist die Tragkonstruktion montiert, werden die vorgefertigten Folienkissen am Rand miteinander verschweißt. Ein Niederdruckluftsystem stabilisiert die Dachhaut auf etwa 220 Pa (220 N/m²). Damit überzeugt Texlon® ETFE neben seinem geringen Gewicht auch in punkto Kosteneffizienz. Zudem reinigt sich das flexible und langlebige Material dank seiner Oberflächencharakteristik bei Regen selbst. Die Variante mit dem ETFE-Folienkissendach wird in der heutigen Zeit für Dachkonstruktionen sehr gern verwendet. Zum einen hat es den Vorteil, dass durch die geringe Eigenlast, die Stahlkonstruktion geringer dimensioniert werden kann, zum anderen bietet dieses Dach eine Garantie für maximale Isolierung gegen Hitze und Kälte, maximale Standsicherheit bei allen einzuhaltenden Wind- und Schneelastvorgaben, hat eine hohe Lebensdauer und aufgrund ihrer adhäsiven Eigenschaften eine selbstreinigende Wirkung. Des Weiteren verfügt das Material „Texlon“ über Brandeigenschaften, die neue Sicherheitskonzepte für den Brandfall erlauben. Es wurden bei dieser Konstruktion 18,7 Tonnen Stahl verbaut. Das Gewicht der Aluminium-Pfosten-Riegel-Konstruktion betrug lediglich 0,5 Tonnen (Giebelausfachungen).

Fazit

Im Berufsbildungszentrum Grevenbroich ist es gelungen, mit überschaubaren Maßnahmen eine zuvor ungenutzte Fläche in einen atmosphärischen Lichthof zu verwandeln. Das Texlon® ETFE-Dach sorgt mit seiner leichten und eleganten Anmutung für hohe Aufenthaltsqualität und Nutzerkomfort, zudem verbessert es spürbar die Energiebilanz des Gebäudes. ⇥seif ◊