Case Study Steel House

Auf die Frage nach der Zukunft des Stahlbaus und dessen Verwendung ausserhalb seiner gängigen Anwendungsbereiche antwortet dieses Projekt in Rapperswil-Jona mit einer Lehm-Stahl-Hybridstruktur. Die Idee dieser Kombination beruht auf dem Ausreizen der gegensätzlichen Materialeigenschaften von Lehm und Stahl bezüglich Masse, Speicherfähigkeit, Druck- und Zugkraft, Brandwiderstand, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit. Intelligent gepaart, eröffnet die Unterschiedlichkeit der beiden Materialien sowohl räumlich wie auch konstruktiv neue Möglichkeiten, die der Entwurf in Form einer vorgespannten Hybridstruktur auslotet. Die Idee für die Vorspannung basiert auf dem 2017 im Sitterwerk erstellte Mock-up für einen vorgespannten Lehmbau und den daraus gewonnenen Erkenntnissen.

Ein bestehendes Dienstgebäude am Bahnhof Rapperswil soll durch einen fünfgeschossigen Neubau ersetzt werden, der stadträumliche und betriebliche Defizite am Bahnhofsplatz behebt. Die äussere Erscheinung des Neubaus wird geprägt von der Dialektik der Lehm- und Stahlstruktur. Die Enden des zeilenförmigen Gebäudes werden durch zwei zylinderförmige Erschliessungstürme aus Lehm akzentuiert, die den Stadtboden mit den öffentlichen Etagen verbinden. Die Längsfassaden werden durch die innere Schotten– beziehungsweise Raumstruktur rhythmisiert. Die Schnittfigur folgt neben räumlichen und technischen auch programmatischen Überlegungen. Das Unter- und das Erdgeschoss, die an die Bahnhofsunterführung angebunden sind, bieten Räumlichkeiten für Retail- und Büronutzungen. Die beiden Treppenaufgänge an den Gebäudeenden führen auf die grosszügigen Plateaus in den Obergeschossen, die einerseits Büro- und Gewerberäume bedienen und andererseits zu den Wohnungseingängen führen.

Die Gebäudestruktur ist als vorfabrizierter Lehmschottenbau mit rezyklierten Stahlträgern und Spundwandprofildecken konzipiert. Um eine einwandfreie Schubübertragung in den horizontalen Fugen zu gewährleisten, werden die Stampflehmwände mit einer vertikalen Vorspannung aus Stahlseilen versehen. Diese lässt sich nachspannen, um Setzungen des Stampflehms zu kompensieren. Die Lehmwände nehmen somit die Druckkräfte auf, der Stahl die Zugkräfte. Die Spundwandprofile der Decken werden auf ihrer Oberseite mit Stampflehm gefüllt, was den Brandwiderstand und die bauphysikalischen Eigenschaften verbessert.

Der massive Lehmbau verfügt über eine sehr hohe Speichermasse. Die Stampflehmwände werden über eingestampfte Heizschlaufen zur trägen Wärmeabgabe genutzt. Die Speicherfähigkeit der massiven Lehmwände dient aber nicht nur dem Heizsystem, sondern auch der natürlichen Regulierung der Raumfeuchte, was den Nutzerkomfort erheblich steigert. Die Gebäudetechnik nimmt in diesem Sinne synergetisch Bezug auf die Gebäudestruktur aus Lehm. Als Basis dient eine mehrheitlich solare Wärmeerzeugung. Diese erfolgt über thermische Solarkollektoren auf dem Dach und wird in zwei grosse Schichtenspeicher von je rund 40 Kubikmeter eingelagert, die jeweils in den zylindrischen Augen der Treppentürme angeordnet sind. Der Energieverbrauch ist saisonal abgestimmt und wird bei Bedarf durch ein Heizsystem aus erneuerbarer Energie ergänzt. Durch die Speicherung der solaren Energie in Wassertanks kann ein Deckungsgrad des gesamten Wärmebedarfs von bis zu 60 Prozent erreicht werden.

The goal of the study was to rethink steel construction outside of its common area of use and to explore its architectural potential in combination with a second building material. Boltshauser Architects dealt with the question of how a synergy between steel and earth construction can be achieved both constructively and spatially. The idea of combining steel with rammed earth is based on the different properties of the materials with regard to statics, fire behavior, sustainability and economic efficiency: it is precisely this discrepancy that opens up new possibilities.

The building row in Rapperswil with office, commercial and residential use embeds itself, with reference to the station building of Karl August Hiller, between the track field and Bahnhofsplatz. The two building fronts are designed as heads and span the two longitudinal facades, which are rhythmized by the primary structure. Sheet pilings and rammed earth bulkheads form the building structure. With the use of standardized and mostly recycled sheet piling profiles, a direct handling of the steel construction is found. Across the bulkhead structure, a rammed earth wall forms the spine and stiffens the building longitudinally while accommodating the serviceable spaces. The balcony layer on the south and the arcades on the north side are hung by tension rods tied to the strong steel roof rack and are balanced both statically and volumetrically.