Stahl al­ler­or­ten

Was früher die Wälder der Dolomiten für Venedig oder der Schwarzwald für Holland waren, stellten später die Zechen Grossbritanniens und des Ruhrgebiets für die Industrialisierung der europäischen Länder dar: Die Quellen, die den Heisshunger auf Baumaterial für die aufstrebenden Staaten stillten. War bis zur Neuzeit Holz das hochbegehrte Material, das die Machtausdehnung überhaupt ermöglichte – ohne Holz keine Schiffe –, nahm diesen Platz in kurzer Zeit Eisen und daraus resultierend Stahl ein. Vom sündhaft teuren Exklusiv-Produkt des Mittelalters – etwa für Waffen – entwickelte sich Stahl zur verfügbaren Massenware, nachdem die Produktion im 19. Jahrhundert durch neue Herstellungsmethoden, etwa das Bessemer-Verfahren, hochgefahren werden konnte. 
Dabei stiess Stahl als sichtbarer Baustoff doch auch auf Skepsis. Die Vorteile im Brückenbau waren nicht zu leugnen, der Eiffelturm aber, der als höchstes Gebäude der Welt für die Weltausstellung 1889 errichtet wurde, fand anfänglich nicht nur Freunde. Und heute? Mittlerweile ist Stahl nicht mehr wegzudenken. Ob sichtbar oder versteckt: In der modernen Welt gibt es praktisch kein Bauwerk mehr ohne Stahl.

Rohstoff bleibt Wertstoff

Dem Nachteil der energieintensiven Gewinnung und Verarbeitung stehen gewichtige Vorteile gegenüber: Eisen und damit Stahl ist in grossen Mengen verfügbar und ausserdem sehr gut wiederverwendbar, ein Vorzeigekandidat der Kreislaufwirtschaft sozusagen. Alteisenhändler, die sogar noch etwas bezahlen, Transport inklusive – gibt es überall. Bei anderen Abbruch- respektive Rückbaumaterialien ist das kaum der Fall. In Deutschland werden gemäss der Wirtschaftsvereinigung Stahl 97 % des Baustahls beim Abbruch von Bauten recycelt. 

Durch eine weit fortgeschrittene Normung eignen sich Stahlbauteile für Re-Use-Einsätze. Da Stahl mechanisch hoch belastbar und in der Umsetzung durch gleichbleibende Güteeigenschaften gut optimierbar ist, sind viele Bearbeitungsschritte möglich – Schweissen, Bohren, Fräsen stellen kein Problem dar. Dazu ist die Farbauswahl für Stahlelemente immens – gewisse RAL-­Farben sind sogar für Baumarktprodukte üblich.

Immer mehr und oft verborgen

Stahl hält die Welt zusammen. Was provokativ klingt, hat mindestens einen, eher sogar zwei wahre Kerne: Der Erdkern ist nach heutigem Erkenntnisstand zwar nicht aus Stahl, zumindest aber aus Eisen und Nickel. Den festen Kern umströmen flüssige Metalle, wiederum vorwiegend Eisen, und erzeugen dadurch das Erdmagnetfeld. Ohne es wäre das Leben, wie wir es kennen, nicht möglich. Und ohne Eisen gäbe es auch das Bauwesen in seiner heutigen Form nicht. Die vielen Betonbauten benötigen Stahl. Beton ohne Bewehrungsstahl bleibt Massenbeton – ideal für Staumauern, aber für Hochbauten ungeeignet. Die Zugfestigkeit des Bewehrungsstahls machte den Vormarsch des Betons daher erst möglich. Dies führt zu der Tatsache, dass ein grosser Anteil des Materials unsichtbar als Bewehrungsstahl verbaut ist. 

Von den derzeit jährlich erzeugten etwa 1950 Mio. Tonnen Stahl entfallen etwa die Hälfte auf den Bausektor. Etwa 19 % der globalen Stahlerzeugung sind Bewehrungsstahl, was letztlich etwa einem Anteil von 40 % am Baustahl entspricht. Das Material scheint dazu verdammt, seine tragende Funktion im Hintergrund, unter der Oberfläche auszuführen.

Die Kurve der weltweiten Stahlerzeugung ist der des Betonverbrauchs daher auch äusserst ähnlich und bis zum heutigen Zeitpunkt auch der des globalen CO₂-Ausstosses. Sie spiegelt ebenfalls die Weltwirtschaft wider. Der starke Anstieg nach dem 2. Weltkrieg bis Anfang der 1970er-Jahre geht mit dem Wirtschaftswunder einher. Nicht nur das zerstörte Europa geht hier ein, auch die Sowjetunion und die USA hatten aufgrund von Wirtschaftswachstum und Aufrüstung grosse Nachfrage nach Stahl. Von den 1970er-Jahren bis in die 1980er-Jahre gab es weltweit einen wirtschaftlichen Dämpfer. Ölkrise und strukturelle Umbrüche dämpften das Wachstum. Der extrem steile Anstieg ab etwa 2000 ist auf die Nachfrage vor allem in den früheren Schwellenländern des asiatischen Raums zurückzuführen. Der Bauboom und die Motorisierung Asiens bedürfen Stahl. Auffällig ist das Jahr 2009: Die Banken- und Finanzkrise schlug sich auch direkt auf die Stahlproduktion nieder. Die Vorhersagen für die nächsten Jahre lauten weiterhin: nach oben.

Mögliche Alternativen zu Stahl innerhalb des Bausektors gibt es teilweise bereits, sie stehen aber noch immer am Anfang. Bewehrung aus Kohlenstoff etwa könnte eine grosse Zukunft haben, wird aber noch einige Zeit brauchen, um massentauglich zu werden.

Stahl, nicht nur für die Eliten

Wenn Stahl nicht im Beton verborgen ist, lässt er sich als ansprechendes Bauteil sichtbar verwenden. Wobei auch hier im Laufe der Zeit eine «Demokratisierung» eingesetzt hat. Das Chrysler-Building mit seiner Edelstahlspitze löste 1930 den Eiffelturm als höchstes Gebäude der Welt ab und auch heute noch werden Stahlkonstruktionen und Stahlfassaden bei Wolkenkratzern eingesetzt. Jedoch glänzt Stahl nicht nur bei solch elitären Bauten. 

Heute nehmen Industrie- und Gewerbebauten einen wichtigen Platz ein. Mit Sandwichpaneelen beplankte Hallen, auf Stahlskelett montiert, gibt es mittlerweile von der Stange zu kaufen. Schnell gebaut, langlebig, leicht anpassbar und im Unterhalt einfach, prägen sie mit ihren grossen, bunten Flächen ganze Gewerbegebiete. Doch auch im Kleinen stösst man auf Stahlbauteile, ohne sie dort unbedingt zu erwarten.

Filigrane Kirchenfenster, Zürich

Die 1920 gebaute und 1960 umgestaltete Kirche Herz Jesu in Zürich-Wiedikon ist kein Stahlbau. Die Fensterrahmen des denkmalgeschützten Gebäudes jedoch waren aus Stahl – und sind es heute noch. Die bestehenden Buntglasfenster blieben bei der Renovation erhalten, wurden aber energetisch saniert. Möglich machte dies der Einsatz von Vakuumgläsern. Diese speziellen Gläser weisen ein Vakuum auf und erreichen daher schon bei geringen Bauteildicken hervorragende U-Werte. Bei der Kirchensanierung waren die eingesetzten Vakuumgläser 8 mm dick und wiesen einen Ug-Wert von 0.7 W/m2K auf. Um einen solchen Wert mit herkömmlichem Glas zu erreichen, bräuchte es ein Dreifach-Isoliergas mit Krypton- oder Argonfüllung und einer Bauteildicke von etwa 36 mm. Die Vakuumverglasung wurde als Schutzglas vor die bestehenden bunten Scheiben eingesetzt. Auf dem Stahlrahmen befestigt ergibt dies eine Konstruktion, die energetisch mit heutigen Standards mithalten kann – unter Beibehalt des alten Stahlrahmens, der noch ohne Dämmung ausgeführt ist.

Waren bis vor wenigen Jahrzehnten Stahlrahmenfenster auch im Wohnungsbau noch anzutreffen, sind sie dort mittlerweile ein Nischenprodukt. Gegen Holz-, Aluminium-, Hybrid- und vor allem Kunststoffrahmenkonstruktionen sind sie, vor allem aus energetischen Gründen, ins Hintertreffen geraten. In der Kirche Herz Jesu verbauten die Planenden jedoch auch neue Stahlrahmenfenster. Stahlrahmen bestechen vor allem durch ihre geringe Profilmasse. Hier kann das Material seine Eigenschaften – Stabilität trotz dünner Profile – ausspielen.

Fussgängerbrücke Neugasse, Horgen

Auch die Wohnneubauten auf dem Schweiter-Areal in Horgen Oberdorf sind keine Stahlbauten. Neben dem denkmalgeschützten Fabrikgebäude entstanden entlang der Bahngleise ein dreistöckiges Reihenhaus «zum See» und oberhalb, parallel dazu, eine achtstöckige Wohnbaute «zum Berg». Die Wohnungen sind mit schönen Ausblicken auf den Zürichsee und die Umgebung bis zu den Glarner Alpen hin entworfen. Bei den Fassaden dominieren Eternit, gewellte, teils gelochte Aluminiumbleche, Terrakotta und Putz. Die Eingangsbereiche zu den Wohnungen allerdings wurden in Stahl-Glas ausgeführt. Einen weitaus grösseren Auftritt in Sachen Stahl haben jedoch die Erschliessungskonstruktionen des Gebäudekomplexes. Neben zwei stählernen Treppenanlagen am niedrigeren, nördlichen Gebäude «zum See» ist der dreidimensionale, komplexe Fussgängersteg am hohen Gebäude «zum Berg» auffallend. 

Er führt von der südlich gelegenen Neugasse zum Gebäude und überbrückt den Hangeinschnitt. Als Hauptträger dienen HEB-500-Träger, HEA- und IPE-Profile tragen die 8 mm starke stählerne Bodenplatte. Verkleidet ist die Tragkonstruktion mit Stahlplatten, die auf der Unterseite ein dreieckiges Querprofil aufweisen. Mit den ebenfalls stählernen Brückenbrüstungen ergibt das eine Bauhöhe von etwa 223 cm. Da die Passerelle direkt an einer Treppenanlage liegt und diese auch teilweise überspannt, bietet die im Grundriss und in der Höhe geknickte Konstruktion abwechslungsreiche Eindrücke. Der Stahl schafft hier einen kubischen, schwebenden Körper und kommt gut 
zur Geltung. 

Tragend, dezent und dominant

Vorhergehende Bauten sind Beispiele, bei denen Stahl seine spezifische Aufgabe wirkungsvoll erfüllt. Mit Abstrichen beim Design könnten solche Bauelemente aber auch mit anderen Materialien umgesetzt werden. Bei grösseren Bauwerken, in denen Stahl die Tragstruktur und gleichzeitig die Architektur bestimmt, wäre eine Alternative schwerer zu bewerkstelligen. 

Nachfolgend drei Projekte, bei denen Stahl das beherrschende Material darstellt. Beim Dach der Pilatus Arena Kriens hält sich das Material trotz grosser Bauteile dezent im Hintergrund. Roh belassen steht die auffällige Stahlkonstruktion im Zürcher Kochpark und gleicht sich so an die alte Holzkons­truktion an. Bei einem exklusiven Wohnhaus in Daro TI hingegen steht das Stahltragwerk dominant im respektive vor dem Raum. Stahl vielleicht in seiner schönsten Form. Aber dies liegt natürlich im Auge des Betrachters – in Daro sogar im wahrsten Sinne des Wortes.

Herz Jesu Kirche, Zürich-Wiedikon

Bauherrschaft
Römisch-Katholische Kirchgemeinde Herz Jesu, Zürich-Wiedikon
 

Architektur (Renovation und Erneuerung)
Renner Weber Architektinnen, Zürich
 

Metallbau
Pletscher Metallbau, Behringen

 

Schweiter Areal, Horgen-Oberdorf

Bauherrschaft
Realstone, Zürich
 

Architektur
Huggenbergerfries Architekten, Zürich
 

Tragkonstruktion
K2S Bauingenieure, Wallisellen
 

Landschaftsarchitektur
Uniola, Zürich
 

Stahlbau
Aepli Metallbau, Gossau
 

Totalunternehmung
HRS Renovation, Zürich