Auf den ersten Blick ist es ein ganz normales Kreuzfahrt-Terminal: das Cruise Center Baakenhöft in der Hamburger HafenCity bietet einen Liegeplatz für Kreuzfahrtschiffe mit einer zulässigen Gesamtlänge von 230 Metern und wird in der Nebensaison für Veranstaltungen genutzt. Die Halle ist eingeschossig und mit einem Stahltragwerk errichtet. Doch genau dieses Tragwerk hat es in sich. Es ist feuerverzinkt – ein Novum in Deutschland.
„Das Gebäude ist das erste deutschlandweit, das mit einer feuerverzinkten Stahlskelettbauweise ausgeführt wurde. Mit unserer Heißbemessung konnten wir nachweisen, dass das Tragwerk F30 / R30 und damit feuerhemmend ist. Eine derartige Heißbemessung gab es in Deutschland bisher nur in der Theorie, als Forschungsbericht“, so Jörg Sothmann, Sachverständiger bei hhpberlin.
Beim Verzinken wird Stahl mit einer dünnen Schicht Zink versehen, um ihn vor Korrosion zu schützen. Erst 2019 hat ein Forschungsvorhaben der TU München belegt, dass damit auch die Feuerwiderstandsdauer des Stahls verbessert wird. Daran war auch Jörg Sothmann beteiligt. Er resümiert: „Schon in meiner Dissertation habe ich mich mit verzinkten Bauteilen im Brandfall beschäftigt. Bei meiner Promotion wies mich ein Prüfer darauf hin, dass er ein Parkhaus besichtigt hatte, in dem es gebrannt hat. Ihm war aufgefallen, dass die verzinkten Bauteile weniger verformt waren als andere Stahlbauteile. Das war Professor Mensinger aus München. Er hat schließlich das Forschungsprojekt zur Verzinkung initiiert und wir als hhpberlin waren Teil des betreuenden Ausschusses.“ Im besagten Münchner Forschungsprojekt konnte nachgewiesen werden, dass auch ungeschützte feuerverzinkte Stahlbauteile einen Feuerwiderstand von 30 Minuten erreichen.
Kombinierter Korrosions- und Brandschutz
Eine Verzinkung bringt sowohl für den Bauherren als auch für den Betreiber Vorteile mit sich. Sie ist wirtschaftlicher, denn das Feuerverzinken erfolgt im Werk und erhöht somit den Grad der Vorfertigung. Darüber hinaus entfallen teure und aufwändige Beschichtungen für den Brand- und Korrosionsschutz, denn die Zinkschicht bewirkt bereits einen aktiven Schutz vor Korrosion. Dieser war vor allem für den Bau des Cruise Centers unerlässlich, denn es steht in unmittelbarer Nähe zur Elbe. Hier kommt es nicht selten zu Hochwasser und Überschwemmungen mit Treibgut. Aus den damit verbundenen Aufprall-Lasten ergaben sich auch die erhöhten Anforderungen an die Dimensionierung der Gebäudestützen. Neben der Nutzung als Kreuzfahrt-Terminal fungiert die Halle auch als multifunktionale Versammlungsstätte für Veranstaltungen mit bis zu 700 Besuchern. Hier bietet die Feuerverzinkung einen weiteren Vorteil. Die Oberfläche ist mechanisch stark belastbar und wird, anders als bei herkömmlichen Brandschutzbeschichtungen, nicht durch Lasten wie Ton- oder Lichtequipment beschädigt.
Knapper Zeitplan: Brandschutzkonzept und Heißbemessung in 4 Wochen
hhpberlin hat den Bau des Cruise Centers in den Leistungsphasen 1-4 begleitet und die Baubegleitung übernommen. Die Heißbemessung erfolgte in einer vorgegebenen Zeitspanne von vier Wochen. Diese kurze Bearbeitungszeit war notwendig, damit die Walztermine bei den Stahlträgern eingehalten werden konnten. Jörg Sothmann kannte den Auftraggeber Herrn Schienbein von Schienbein Industrielle Dach- und Fassadentechnik GmbH bereits aus einem anderen gemeinsamen Projekt. Dieser erkundigte sich nach unserer Expertise bezüglich verzinkter Bauteile im Brandfall. “Zwei Stunden später hatte ich den Vorentwurf der Statik auf dem Tisch, um meine Einschätzung zu geben. Drei Stunden später habe ich die ersten Profile benannt. Statt der geplanten filigranen IPE-Profile habe ich HEM- oder HEB-Profile empfohlen. Diese haben zwar eine Mehrmasse an Stahl, jedoch ist damit realistisch eine Klassifizierung in R30 bei Verzinkung möglich”, so Sothmann. Schnell war die Zusammenarbeit besiegelt. Herr Schienbein fragte beim Dachverband der Verzinker bezüglich der Profile nach und diese kamen zu den gleichen Aussagen wie Sothmann. Mit dem Statiker wurden anschließend zügig die Schnittstellen für den Kaltfall abgestimmt. Er bekam die Vorgabe, HEM- oder HEB-Profile zu nutzen. Die sich daraus ergebenden Profile stellten für Jörg Sothmann die Grundlage für die Heißbemessung dar. An wenigen Stellen musste noch einmal nachjustiert werden. Parallel dazu wurde das Brandschutzkonzept von Christian Benkiser von hhpberlin erarbeitet. “Wir wussten, dass die Wand- und Windverbände sehr filigran sind und es nicht möglich sein wird, diese sinnvoll mittels Heißbemessung nachzuweisen. Hierzu haben wir im Brandschutzkonzept eine individuelle Lösung erarbeitet“, so Sothmann. Die Ergebnisse der Heißbemessung wurden zur Abstimmung an den Prüfingenieur für Standsicherheit übermittelt, da das Berücksichtigen der Verzinkung beim Erwärmungsverhalten der Stahlbauteile als Abweichung zum anerkannten Stand der Technik (DIN EN 1993-1-2) angesehen werden kann. Dieser verwies auf seine vorgesetzte Dienststelle, die obere Bauaufsicht. Schnell kam hier ein guter Dialog zustande. Nach etwa einer Woche gab es eine positive mündliche Rückmeldung und nach drei Wochen ein entsprechendes Schreiben, sodass der Prüfingenieur für Standsicherheit eine Basis und alle Beteiligten Planungssicherheit hatten. Der Zeitplan war knapp. Bis kurz vor Abgabe des Brandschutzkonzepts und der Heißbemessung wurde an der Statik und den Anschlüssen gefeilt. Letztendlich waren sich alle einig: Es funktioniert.
Jörg Sothmann resümiert: “Gerade am Anfang des Projektes galt es, vieles neu zu denken. So musste zum Beispiel eine fundierte Aussage getroffen werden, welche Stahlprofile überhaupt geeignet sind. Das wurde bisher in der Forschung nicht beantwortet. Ebenso herausfordernd war die Abstimmung bezüglich der Abweichung zum anerkannten Stand der Technik, da es ja niemand zuvor in Deutschland so umgesetzt hat. Alles in allem ein äußerst spannendes Projekt, auf das wir sehr stolz sind.”