Hölzern gebautes Piktogramm

Wer kennt nicht die Hinweisschilder mit dem Piktogramm der kleinen Dorfkirche? Die Autobahnkirche Siegerland setzt das Symbol in Architektur um. Die äußere Form erinnert zunächst an eine kunstvoll gefaltete Origami-Skulptur. Mit Holz bewältigten die Architekten die komplexe Geometrie leicht.

Direkt an der A 45, zwischen einer Tankstelle, einem Fast Food Restaurant und einem Hotel, steht die Autobahnkirche Siegerland. Das gleißende Weiß des skulpturalen Gebäudes ist bereits von weitem sichtbar, wenn man auf der Sauerlandlinie zwischen Dortmund und Frankfurt unterwegs ist. Die Form scheint zwar abstrakt, signalisiert aber dennoch „ich bin eine Kirche“. Genau so wollten es die Architekten schneider+schumacher aus Frankfurt.

Rampe und Brücke auf Stahlbetonunterbau und Widerlager

Man betritt das Gebäude über eine Rampe mit ansteigenden Seitenwänden. Zum Parkplatz hin greifen sie weit aus und formen einen trichterartigen Zugang, der wie eine architektonisch formulierte Willkommensgeste erscheint.

Das Gebäude ist auf einem abfallenden Gelände errichtet und setzt auf einem Untergeschoss und Fundamenten aus Stahlbeton auf. Auch die Kirche selbst wollten die Architekten ursprünglich in Beton gestalten, konzipierten sie dann aber aus Kostengründen als Holzbau.

Das Gesamtbauwerk besteht aus drei Teilen: der Kirche, der Rampe, die auf einem Betonunterbau- beziehungsweise dem Brückenwiderlager aufsetzt und der zwischen beiden eingefügten Brücke.

Die knapp 11 m lange und zwischen 3,30 m und 4,90 m breite Brücke wird von zwei BS-Holz-Fachwerkträgern (b/hGurte = 24 cm/32 cm beziehungsweise b/h-Diagonale = 24 cm/24 cm, GL32c) sowie von BS-Holz-Querträgern (b/h= 24 cm/32 cm bzw. 12 cm/24 cm) in der Untergurtebene gebildet. Als Widerlager dient auf der einen Seite das Fundament unter der Rampe, auf der anderen Seite der Unterbau der Kirche, an den sie anschließt. Zur Kippsicherung der Fachwerkträger wurden die Druckpfosten über eingeschlitzte Bleche und Stabdübel biegesteif mit den größer dimensionierten Querträgern zu U-Bügeln verbunden. Im Abstand von 3,60 m sorgen sie zusammen mit den Stahlauskreuzungen unter der Querträger-Ebene für die Gesamtaussteifung der Brückenkonstruktion.

Die zwischen den Ober- beziehungsweise Untergurten und den Fachwerkdiagonalen eingefügten senkrechten Balken dienen lediglich als „Unterkonstruktion“ für die beidseitige OSB-Beplankung. Sie haben statisch keine Funktion.

Die 13 m lange Rampe mit ihren keilförmigen Wänden ist ähnlich konzipiert: Zwei BS-Holz-Stützenreihen (b/h = 24 cm/24 cm, e = Achsabstand der Stützen = etwa 2,35 m) bilden mit entsprechend dimensionierten BS-Holz-Querträgern in der Gehbahn wiederum U-Bügel. Zwischen den Stützen sind KVH-Pfosten (b/h = 8 cm/24 cm) und Schwellen eingefügt, zwischen den Haupt-Querträgern (b/h = 24 cm/14 cm) weitere Querträger. BS-Holz-„Obergurte“ (b/h = 24 cm/32 cm, Festigkeit: GL24h) schließen die Wände ab. Die Rampe schließt über aufgeständerte Stahllängsträger an dem langgestreckten Fundament beziehungsweise Brückenwiderlager an. Zuletzt erhalten Rampe und Brücke rundum eine 25 mm dicke OSB-Beplankung.

Quadratisch mit mehrfach gefaltetem Dach

Die 7,50 m hohe Kirche (ohne Türme) mit quadratischem Grundriss von 14 m Seitenlänge zeigt sich von außen mit einem Origami-artig gefalteten Dachtragwerk: Den „Quader“ krönen neben dem Faltwerk zwei spitz zulaufende Türme mit dreieckiger Basis, die aus den diagonal gegenüberliegenden Ecken etwa 8 m beziehungsweise 9,50 m in die Höhe ragen.

Die Kirche ist als Holzskelettbau mit aussteifenden Scheibenelementen konzipiert. Dabei bilden BS-Holz-Stützen (b/h = 24 cm x 24/26/36 cm) und die Dachkonstruktion ein räumliches Tragwerk, Holzrahmenbau(HRB)-Elemente zwischen den Stützen steifen es aus.

Die HRB-Wände sind klassisch mit KVH-Pfosten (b/h = 10 cm/24/26 cm; e = 62,5 cm), Schwelle und Rähm ausgebildet, das Dachtragwerk beziehungsweise die Türme dagegen aus einer Konstruktion aus BS-Holz-Bindern. Die 32 cm dicken Wandelemente sind beidseitig OSB-beplankt, außen mit 2 x 25 mm versetzt angeordneten Platten, unter anderem als verzugsfreier und starrer Untergrund für die weiße abdichtende Kunststoffbeschichtung, raumseitig mit 30 mm dicken Platten. Das Ganze ist mit 24 cm Mineralwolle gedämmt, ebenso das Dach.

Die Wände haben variable Höhenverläufe, was sich aus der Form des Daches ergibt. Das Dachtragwerk bilden ein umlaufender mehrfach geknickter BS-Holz-Ringträger (b/h = 24/26 cm/52 cm beziehungsweise 26 cm/84 cm über dem Eingang, Festigkeit: GL32 h), Grat- und Kehlsparren sowie dazwischen eingefügte Querbalken. Dieser Ringträger fungiert auch als Bindeglied zwischen Dachtragwerk und Außenwänden: Er ist mit den Rähmen der HRB-Wandkronen und der äußeren, seitlich hochgeführten Doppelbeplankung vernagelt. So spannt er auch die Wände wie ein Ringanker zusammen.

Zwischen den zwei Basis-Eckpunkten der gegenüberstehenden Türme spannen zwei Kehlsparren über den Grundriss. An jedem der vier Punkte schließt im spitzen Winkel auch ein Gratsparren an, sodass sich dreieckige Dachflächen ausbilden. Dazwischen eingefügte Querbalken und eine beidseitige Beplankung wie bei den Wänden zur Ausbildung der Scheibenwirkung, verleiht dem Faltwerk die nötige Steifigkeit und Stabilität. Der „Ringanker“ sorgt für die Ableitung der Kräfte aus den Grat- und Kehlsparren in die Stützen.

Herausforderung bei Anschlüssen und Knoten

Knoten mit vielen in einem Punkt zusammentreffenden, unterschiedlichen Trägern – wie zum Beispiel in den oberen Ecken des Portalrahmens – stellten die Tragwerksplaner zudem vor eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung der Knotenbleche und -verbinder. Überhaupt gibt es aufgrund der Geometrie des Gebäudes fast nur Knoten-Unikate, entsprechend groß waren die Verbindungsdetails.

Bei der Brücke stellte sich außerdem heraus, dass die Fachwerkstäbe zum Teil nur exzentrisch angeschlossen werden konnten, was zu entsprechenden Zusatzmomenten und damit wiederum neuen Querschnitts- und Anschlussbemessungen geführt hat. „Rückblickend betrachtet wäre es vielleicht einfacher gewesen, die Tragstruktur des Kirchenbauwerks in Brettsperrholz (BSP) auszuführen“, resümierte der Tragwerksplaner seine Erfahrung.

Wabenwerk für Holz-Gewölbe

Die hochkomplexe dreidimensionale Innenkuppel entwickelten die Architekten durch parametrische Entwurfsverfahren mit Hilfe komplexer Computerprogramme (Rhino, Grasshopper). Ohne diese Programme wäre die feingliedrigen Holzrippenstruktur nicht möglich gewesen.

Die Kuppel besteht aus 66 bogenförmig zugeschnittenen Holzspanten, die ihrerseits aus knapp 650 Einzelteilen zusammengesetzt sind. Sie wurden über eingefräste Schlitze wie ein Steckspiel kreuzweise zu einer selbsttragenden wabenartigen Gitterstruktur zusammengebaut. Ihr Raster ist unten engmaschig und weitet sich nach oben zu offenen Feldern auf. Steht man mittig unter der Kuppel, kann man die weiße Decke der Kirche sehen.

Durch die im Grundriss runde Ausbildung der Innenkuppel entstehen in dem quadratischen Raum Freiflächen in den Randzonen. Sie werden als Sakristei und Nebenräume genutzt. Die Kuppel ist nur mit wenigen Stahlwinkeln am Boden fixiert.

Außenabdichtung

Von außen ist das komplette Gebäude mit einer Flüssigabdichtung aus Polyurethanharzen (PUR) beschichtet. Sie verleiht der Kirche nicht nur ihr homogenes Erscheinungsbild, sondern schützt sie auch vor Feuchtigkeit und äußerer Beanspruchung. Es bleibt zu hoffen, dass sie auch langfristig rissefrei und dicht bleibt. Den Architekten gelang es eine weiße, schwebende Kirche zu gestalten, die sich in der unruhigen Umgebung des Autohofs Wilnsdorf zu behaupten weiß.

Autorin
Susanne Jacob-Freitag ist Bauingenieurin und freie Journalistin aus Karlsruhe. Sie berichtet vorwiegend über Holzbauprojekte im In- und Ausland.

Womöglich wäre aus heutiger Sicht die Kon- struktion mit Brettsperrholz sinnvoller gewesen

Baubeteiligte (Auswahl)

Bauvorhaben Autobahnkirche Siegerland,

Autohof Wilnsdorf, A45 (Ausfahrt 23) Elkersberg, 57234 Wilnsdorf

Bauherr Autobahnkirche Siegerland e.V., 57299 Burbach, www.autobahnkirche-siegerland.de

Architekten schneider+schumacher Planungsgesellschaft mbH, 60329 Frankfurt a.M.,

www.schneider-schumacher.de

Tragwerksplanung B+G Ingenieure Bollinger und Grohmann GmbH,  60327Frankfurt a.M.,

www.bollinger-grohmann.com

Holzbau Holzbau Amann GmbH, 79809 Weilheim-Bannholz, www.holzbau-amann.de

Holzkuppel Schreinerei Hein GmbH,

D-97297 Waldbüttelbrunn, www.schreinerei-hein.de

Baudaten (Auswahl)

Bauweise (Kirche) Holzskelettbau in Kombination mit Holzrahmenbau

Bauzeit März 2011 bis Mai 2013

Baukosten 1,5 Mio. Euro

Gebäudevolumen ca. 2050 m³

Bruttogeschossfläche/Nutzfläche 240 m²

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