Der Kappenverbund
Die tragende Kappendecke aus Stampflehm ist für das Besucherzentrum Schloss Charlottenburg nicht mehr nur eine konzeptionelle Idee, sondern wurde im Rahmen von Forschung, Materialuntersuchungen und großmaßstäblichen Mock-Ups bereits grundlegend untersucht.
Aufbauend auf den Forschungsergebnissen und Erprobungen, unter anderem im Rahmen des Projekts der Hochschule für Technik Stuttgart, ist die grundsätzliche Tragfähigkeit und Funktionsweise dieser Bauweise nachgewiesen. Der entscheidende Mehrwert unserer Lösung liegt daher nicht in der Entwicklung eines neuen Tragwerks, sondern in der Überführung dieser Forschungsergebnisse in einen realistisch steuerbaren, baupraktischen und risikoarmen Umsetzungsprozess.
Unser Ansatz versteht die Kappendecke nicht als Einzelbauteil, sondern als komplexen Bauprozess, der Materialgewinnung, Fertigung, Transport, Montage, Trocknung, Genehmigung und Qualitätssicherung integriert betrachtet. Genau an dieser Schnittstelle zwischen Forschung und Baustellenrealität setzt unser Projektverbund an.
Im Mittelpunkt unserer Herangehensweise steht die kontrollierte Beherrschung der Bauabläufe. Risiken, die sich aus dem Materialverhalten von Stampflehm ergeben, etwa im Zusammenhang mit Feuchte, Schwinden, Witterungseinflüssen, Baustellenlogistik oder Bauzwischenzuständen, werden von Beginn an systematisch berücksichtigt. Durch klar definierte Qualitätsgrenzen, sowie die Verifikation kritischer Prozessschritte vor der Ausführung, beispielsweise durch Mock-Ups im Maßstab 1:1, werden Unsicherheiten frühzeitig reduziert und in planbare Abläufe überführt.
Der Mehrwert unserer Lösung liegt wesentlich in der Zusammensetzung und Arbeitsweise des Projektverbunds. Modreno übernimmt als federführender Partner die Gesamtkoordination des Projekts und ist zentraler Ansprechpartner für Bauherrschaft, Planung und Ausführung. Als ausführendes Bauunternehmen mit Erfahrung in komplexen Bauabläufen, Fertigteilmontage und Lehmbau verbindet Modreno die planerischen Anforderungen mit der Realität der Baustelle und stellt die Steuerbarkeit des Gesamtprozesses sicher.
August Lücking ist als industrieller Fertigungs- und Materialpartner in den Verbund eingebunden. Das Unternehmen ist eine traditionsreiche Ziegelei mit eigener Lehmgrube und umfangreicher technischer Infrastruktur zur Herstellung schwerer Bauteile. Lücking verfügt über Erfahrung in der maschinellen Aufbereitung von Lehm, der Fertigung von Stampflehmelementen sowie in der Herstellung von Prüfkörpern und bildet damit das industrielle Rückgrat für reproduzierbare Qualität und verlässliche Fertigungsprozesse.
SOLA, Solidarische Lehmarchitektur e. V., ergänzt den Verbund als unabhängige Entwicklungs-, Vergleichs- und Qualitätssicherungsinstanz. Der Verein vereint Fachleute aus Planung, Ausführung, Forschung und Ökobilanzierung und bringt insbesondere Kompetenz in der Bewertung unterschiedlicher Umsetzungsszenarien, in der Material- und Prozessanalyse sowie in der Qualitätssicherung ein. SOLA ist nicht in die wirtschaftliche Ausführung eingebunden und kann Entscheidungen daher unabhängig, fachlich fundiert und im Sinne des Gesamtprojekts begleiten.
Durch diese klare Rollenverteilung werden Verantwortung, Entscheidungskompetenz und Kontrolle voneinander getrennt, ohne den Projektablauf zu fragmentieren. Entscheidungen werden im Verbund abgestimmt, fachlich begründet und transparent getroffen. Auf diese Weise entsteht eine belastbare Struktur, die den Anforderungen eines Pilotprojekts ebenso gerecht wird wie den Erwartungen an Termin-, Qualitäts- und Genehmigungssicherheit.
Ein wesentlicher Mehrwert liegt zudem in der Fähigkeit, unterschiedliche Umsetzungsszenarien systematisch zu bewerten. In Zusammenarbeit mit SOLA werden ökologische, logistische, wirtschaftliche und bauliche Parameter zusammengeführt und gegenübergestellt. Auf dieser Grundlage wird die jeweils am besten geeignete Lösung für die konkreten Projektbedingungen ausgewählt.
Unsere Herangehensweise berücksichtigt explizit die Perspektive des Bauherrn. Aspekte wie Terminsicherheit, Genehmigungsfähigkeit, Haftungsfragen und öffentliche Wahrnehmung werden von Beginn an mitgedacht. Durch standardisierte Bauteile, klare Ersatz- und Nachproduktionsstrategien sowie eine transparente Projektkommunikation wird das Projekt steuerbar und für alle Beteiligten nachvollziehbar.
Als Pilotprojekt erzeugt das Vorhaben einen Mehrwert über das konkrete Bauwerk hinaus. Die strukturierte Dokumentation von Entscheidungen, Abläufen und Erfahrungen schafft eine Grundlage für zukünftige Projekte und leistet einen Beitrag zur Etablierung tragender Stampflehmkonstruktionen im Hochbau.
Zusammengefasst bietet unsere Lösung keinen theoretischen Sonderweg, sondern einen realistischen, verantwortungsvollen und übertragbaren Ansatz, um eine innovative Bauweise sicher in die Praxis zu überführen.
Die Wirtschaftlichkeit der vorgeschlagenen Lösung ergibt sich aus der Gesamtbetrachtung von Fertigung, Logistik, Bauablauf, Risiko und Terminsicherheit, nicht aus Einzelpreisen. Ziel ist es, kostenrelevante Unsicherheiten frühzeitig zu minimieren und den Bauprozess planbar zu gestalten.
Grundannahme ist die Herstellung von standardisierten, sich wiederholenden Stampflehmelementen. Entwicklungskosten werden als Pilotaufwand verstanden und sind nicht 1:1 auf Folgeprojekte übertragbar. Der wesentliche wirtschaftliche Hebel liegt in der frühzeitigen Organisation und Abstimmung der Prozesse sowie in der Nutzung vorhandener Erfahrung aus Forschung, Fertigung und Ausführung.
Für die Herstellung der Elemente werden zwei Szenarien betrachtet: eine Feldfabrik auf der Baustelle sowie eine Vorfertigung im Werk.
Eine Feldfabrik erfordert große Flächen für Materiallagerung, Aufbereitung und Verarbeitung sowie zusätzlichen Aufwand für Einhausung, Wetterschutz und Logistik. Gleichzeitig bietet sie den Vorteil, dass geeignetes Material aus dem näheren Umfeld der Baustelle gewonnen und genutzt werden kann, wodurch lange Transportwege für das Rohmaterial entfallen und der Materialkreislauf lokal geschlossen werden kann. Die Prozesseffizienz einer Feldfabrik ist jedoch stark witterungs- und platzabhängig.
Die Werkfertigung bietet hingegen vorhandene Infrastruktur, gleichbleibende Materialqualität, Hallenkrane und die Möglichkeit, Fertigung und Montage zeitlich zu entkoppeln. Dies reduziert Baustellenrisiken und Vorbereitungszeiten, insbesondere unter innerstädtischen und terminlich engen Rahmenbedingungen.
Welche Variante wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt von projektspezifischen Parametern wie Materialherkunft, verfügbaren Flächen, Terminplan und innerstädtischer Logistik ab. Die Entscheidung erfolgt daher nicht pauschal, sondern auf Basis eines strukturierten Vergleichs. So kann beispielsweise die Nutzung von geeignetem Aushubmaterial aus dem unmittelbaren Umfeld der Baustelle klar für eine Feldfabrik sprechen, da Transportwege für das Rohmaterial minimiert und lokale Materialkreisläufe genutzt werden können. Sind die verfügbaren Flächen auf der Baustelle hingegen begrenzt oder lassen sich Lagerung, Aufbereitung und Witterungsschutz nicht zuverlässig sicherstellen, spricht dies wirtschaftlich eher für eine Vorfertigung im Werk mit kontrollierten Bedingungen und entkoppelten Bauabläufen.
Transportkosten schwerer Stampflehmelemente werden bewusst dem Aufwand einer Feldfabrik gegenübergestellt. Erfahrungswerte aus bereits realisierten Fertigteilprojekten zeigen, dass auch große und schwere Bauteile wirtschaftlich transportiert und montiert werden können. Optimierungsmöglichkeiten werden projektbezogen geprüft.
Die Montage erfolgt mit kleinen, eingespielten Teams und realistischen Tagesleistungen. Ein wirtschaftlicher Vorteil liegt in der Vermeidung ineffizienter Bauphasen, insbesondere bei ungünstiger Witterung. Baupausen oder zeitliche Verschiebungen werden als wirtschaftlich sinnvoller bewertet als kostenintensive Notlösungen.
Ein zentraler Bestandteil der Wirtschaftlichkeit ist die Reduktion von Risikokosten. Standardisierte Bauteile, einfache Nachproduktion, klare No-Gos (z. B. Wintermontage, unkontrollierter Nass-Einbau) und definierte Ersatzstrategien verhindern kostenintensive Schadensfälle.
Die Wirtschaftlichkeit wird zudem im Zusammenhang mit ökologischen Aspekten betrachtet. Ökobilanzen werden gemeinsam mit SOLA erarbeitet und in die Entscheidungsfindung integriert.
Die bauliche Umsetzung der Stampflehm-Kappendecken wird als klar strukturierter, phasenweiser Prozess verstanden, der Herstellung, Transport, Montage, Bauzwischenzustände und Trocknung integriert berücksichtigt. Ziel ist eine Ausführung, die die materialtypischen Eigenschaften des Stampflehms ebenso abbildet wie die praktischen Anforderungen einer innerstädtischen Baustelle.
Die Stampflehmelemente werden als standardisierte Bauteile mit einheitlichen Rastermaßen konzipiert. Diese Standardisierung ermöglicht den Einsatz identischer Schalungen, eine gleichbleibende Qualität sowie eine hohe Prozesssicherheit über alle Bauphasen hinweg. Gleichzeitig schafft sie die Voraussetzung für eine klare Montageabfolge und eine präzise Integration in die Stahltragkonstruktion.
Für Herstellung und Montage werden zwei unterschiedliche, gleichwertig betrachtete Umsetzungsvarianten vorgesehen, die jeweils eigene baupraktische Konsequenzen haben.
Bei einer Fertigung in einer Feldfabrik auf der Baustelle wird das Lehmmaterial vor Ort aufbereitet und die Elemente werden unmittelbar nach dem Stampfen weiterverarbeitet. Die Bögen werden im noch feuchten Zustand aus der Schalung genommen, gekippt und direkt in die Stahltragkonstruktion eingehängt. Die Trocknung und das damit verbundene Setzverhalten erfolgen in dieser Variante im eingebauten Zustand.
Diese Vorgehensweise erfordert eine besonders sorgfältige Berücksichtigung des Schwind- und Setzverhaltens, da sich die Bögen während der Trocknungsphase geometrisch verändern können. Um diesem Prozess kontrolliert zu begegnen, können temporäre Auflager- oder Stützelemente vorgesehen werden, die eine definierte Abtragung der Eigenlast ermöglichen und ein gleichmäßiges Setzen unterstützen. Die Feldfabrik ermöglicht zugleich die Nutzung lokalen Materials und vermeidet lange Transportwege für das Rohmaterial, ist jedoch stärker von Platzverhältnissen, Witterung und einer engen Taktung zwischen Fertigung und Montage abhängig.
Bei einer Vorfertigung im Werk erfolgt die Materialaufbereitung, das Stampfen und ein definierter Trocknungsprozess unter kontrollierten Bedingungen. Die Elemente werden in aufrechter Lage vollständig oder weitgehend getrocknet, sodass maßgebliche Setzungen und Verformungen bereits vor dem Transport abgeschlossen sind. Anschließend werden die Bögen stehend zur Baustelle transportiert und erst dort kontrolliert in ihre Einbaulage gekippt und montiert.
Durch diesen Ablauf wird das Setzverhalten weitgehend vorweggenommen, sodass im eingebauten Zustand nur noch geringe, gut kalkulierbare Veränderungen auftreten. Die Montage kann dadurch mit hoher Maßhaltigkeit erfolgen und ein unterschiedliches Setzen der Bögen wird vermieden.
Unabhängig von der gewählten Variante erfolgt die Montage abschnittsweise mit kleinen, eingespielten Teams und klarer zeitlicher Taktung. Die Stahltragkonstruktion ist vor Beginn der Montage vollständig hergestellt und bildet die Grundlage für eine präzise Einhängung der Lehmbögen. Für das Heben und Kippen der Elemente können temporäre Montagehilfen eingesetzt werden, beispielsweise formangepasste Traghilfen oder Hilfsträger, die während des Hebevorgangs die Last aufnehmen und eine gleichmäßige Beanspruchung der Bögen sicherstellen. Diese Hilfsmittel dienen ausschließlich der Montage und werden nach dem Einbau wieder entfernt.
Während der Montage und der anschließenden Trocknungsphase werden die erforderlichen Bauzwischenzustände berücksichtigt. Temporäre Abstützungen, eine kontrollierte Lastabtragung und eine sukzessive Montage stellen sicher, dass sich die Tragwirkung der Bögen gleichmäßig entwickeln kann und unzulässige Spannungen vermieden werden.
Da Stampflehm ein witterungsempfindlicher Baustoff ist, wird ein konsequenter Wetterschutz vorgesehen. Die Montage erfolgt bevorzugt in witterungsstabilen Jahreszeiten. Baupausen oder zeitliche Verschiebungen werden bewusst als Bestandteil einer qualitätsgesicherten Ausführung eingeplant und gegenüber risikobehafteten Notlösungen abgewogen.
Durch die Standardisierung der Bauteile besteht im Ausnahmefall die Möglichkeit, einzelne Elemente auszutauschen, ohne das Gesamtsystem zu beeinträchtigen. Diese Option dient der Absicherung des Bauprozesses und ist nicht als regulärer Bestandteil der Ausführung vorgesehen.
