Den Himmel sollte er nicht erreichen, sondern lediglich die Baumkronen überragen. Nun ermöglicht der schlanke Aussichtsturm aus Holz und Stahl einen Blick über das Hochsauerland. Die gewählte Bauweise aus vernetzten Rundhölzern gibt ihm Stabilität. Der Artikel beschreibt, was die Planer beim Entwurf, beim Holzschutz und bei der Umsetzung beachten mussten.
Der Bauherr, der Zweckverband Naturpark Arnsberger Wald, eröffnete im Mai 2008 die 160 km lange Sauerland-Waldroute. An höchster Stelle, in der Nähe von Warstein und gut 580 m über dem Meeresspiegel, entdeckt der Wanderer einen Aussichtsturm, den Lörmecke-Turm, benannt nach einem Bach, der dort entspringt. Der Turm überragt mit einer Höhe von 35 Metern
den Arnsberger Wald. Die Konstruktion besteht aus Holz und Stahl. Beide Baumaterialien sind in der Konstruktion tragend miteinander kombiniert.
Der Durchmesser an Kopf- und Fußpunkt von 7,00 Meter verjüngt sich zur Mitte hin auf 5,00 Meter. Die Aufweitung zum Fußpunkt hin erhöht die Stabilität, nach oben hin vergrößert sie die Aussichtsplattform.
144 Douglasien-Rundhölzer ordnen sich zu einem Translations-Paraboloid an. Diese geometrische Form entstand, indem der Architekt Johannes-Ulrich Blecke und der Tragwerksplaner Dr. Michael Maas die zunächst vertikal stehenden Stäbe verdrehte. Den oberen und den unteren Kreisring verbinden 24 Rundhölzer, die in einem regelmäßigen Abstand von 15° angeordnet sind. Diese liegen zunächst über ihre ganze Länge an der Mantelfläche eines imaginären Zylinders. Nun verdrehten die Planer den oberen Kreisring um 90°. Der Fußpunkt eines jeden Stabes blieb dabei in seiner Ausgangposition. Der starre, gerade Stab konnte sich weder krümmen noch weiterhin in ganzer Länge an den Mantel des Zylinders schmiegen. Er bleibt gerade, mit dem Resultat, dass nur noch Fuß und Kopf des Stabes den Mantel des Zylinders berühren, dazwischen läuft der geneigte Stab durch das Innere des imaginären Zylinders. Die zueinander vertikal stehenden Stäbe bilden nun zu der Horizontalen einen Winkel von 82°. Die Planer ordneten innen einen weiteren Zylinder an, der ebenfalls 24 Stäbe, verteilt auf den Umfang seines Querschnittes, fasst. Dieser wurde in die entgegengesetzte Richtung um 90° verdreht, so dass sich die Stäbe des inneren Zylinders nun spiegelverkehrt zu den Stäben des äußeren ebenfalls um 82° zur Waagerechten neigen.
Stahlringe steifen den Holzturm mit aus
Auf jeder Ebene sich kreuzender Stäbe sahen die Planer zwischen den inneren und äußeren Holzscharen einen rohrförmigen Stahlring mit einem Außendurchmesser von 101 mm vor. So entstanden 288 Kreuzungen, die ein Netz aus Dreiecken bilden, der dem Turm die erforderliche Steifigkeit gibt. Je ein Bolzen M 24 pro Kreuzungspunkt schafft
zwischen den Stäben des inneren und äußeren Kreisringes und dem dazwischen liegenden Stahlring verzerrungsarme Dreiecke mit gelenkigen Verbindungen. Die Kombination aus der vertikal und horizontal gekrümmten Form des Paraboloid gepaart mit der engmaschigen Struktur kleiner Dreiecke ermöglicht ein schalenartiges Tragverhalten. Dieses bedeutete, dass die Kräfte vorwiegend in Stabrichtung abgetragen werden.
Das Holzbauunternehmen Hunold aus dem thüringischen Leinefelde setzte den Turm aus drei Segmenten zusammen. Jedes Turmteil für sich wiegt etwa 20 Tonnen. Das unterste hat eine Höhe von 10,5 m, das mittlere von 11,8 m und das oberste von 12,7 m. Ein Segment besteht aus 48 Rundhölzern. Der Durchmesser der Rundhölzer mindert sich von Element zu Element. Im untersten Teil des Turmes beträgt der Durchmesser eines Rundholzes 22 cm, im mittleren Teil 20 cm und im oberen Teil 18 cm. Stoßringe halten die Rundhölzer eines jeden Elementes an Kopf und Fuß. Ein Meter hohe im Holz eingeschlitzte Flachstähle, die auf die Stoßringe geschweißt sind, stützen die Rundstäbe an Kopf und Fuß. Jeweils bis zu neun Bolzen M 24 sichern den gelenkigen Verbund zwischen Holz und Stahl.
Der unterste Stoßring ist in das Fundament einbetoniert. Der Eingang zu dem Turm ergibt sich durch das Weglassen eines Fußpunktes mit zwei anschließenden Stäben, so dass der Turm am Fuß nur 23 Knotenpunkte aufweist. Rechts und links vom Eingangsbereich sichern je zehn Bolzen M 24 den Verbund an den Paaren aus Rundholz und Flachstahl. Die Tragfähigkeit wird durch das Weglassen der Stäbe im Eingangsbereich laut Maas kaum beeinträchtigt. Die Struktur ist in der Lage, die ankommenden Lasten über die Vielzahl der Knotenpunktverbindungen umzulagern.
Konstruktive und chemische Maßnahmen schützen das Holz
Im Inneren des Turmes windet sich eine Treppe, unterstützt von einer eigenständigen Stahlkonstruktion, nach oben. In den beiden Drittelpunkten des Turmes und am oberen Ende findet sich jeweils eine Aussichtsplattform. Die acht Stützen des Treppenturmes sind im Fundament verankert und tragen die vertikalen Anteile der Eigen- und Verkehrslasten der Treppe direkt dorthin ab. Über die gesamte Höhe verteilt sichern zwölf Stahlringe IPE 160 die Stützen. Zur Aufnahme der Windlasten streben ihn vorgespannte Zugstäben Durchmesser 12 mm , die von den Ringen des inneren Treppenturms zu den Ringen der äußeren Holzhülle gespannt sind, ab. Zum Schutz vor Korrosion ist der Stahl verzinkt.
Um das Holz zu schützen, das sich in Nutzungsklasse 3 und Gefährdungsklasse 3 befindet, ergriffen die Planer sowohl Maßnahmen des chemischen wie auch des konstruktiven Holzschutzes. Sie ließen das Holz, das einen hohen Splintanteil aufweist, kesseldruckimprägnieren, um es gegen Insekten und Pilze zu schützen. Die fast senkrechte Stellung der Stäbe verhilft, dass Wasser schnell abläuft und verringert die Kapillarwirkung an Öffnungen im Holz. Zinkkappen schützen die Köpfe der obersten Stäbe.
An den Knotenpunkten sorgen 8 mm dicke Scheiben für Distanz zwischen Holz und Metall, so dass sich dem Wasser auch dort keine Möglichkeit bietet, sich zu sammeln und das Holz zu schädigen. Die Holzbauer schrägten die Schlitze zum Einbringen der Schlitzbleche an, so dass das Wasser an den Hölzern nicht stehen bleiben kann. Um die Risse, die sich aus dem Quellen und Schwinden des Holzes ergeben werden, zumindest teilweise kontrollieren zu können, versahen die Zimmerer die Unterseite der Hölzer in Längsrichtung mit einem Sägeschnitt. Trotz dieser umfangreichen Maßnahmen zum Holzschutz wird das Holz, da es sich in Nutzungsklasse 3 befindet, irgendwann an der ein oder anderen Stelle faulen. Dann zeigt sich ein weiterer Vorteil der gewählten Konstruktion. Denn die Tragfähigkeit wird nicht gefährdet, wenn ein einzelner Stab ausfällt. Die Stabstruktur ermöglicht, jederzeit ohne großen Aufwand und ohne Montagestützungen einzelne, beschädigte Tragglieder zu ersetzen.
Den ausführlichen Artikel lesen Sie in BAUEN MIT HOLZ Ausgabe 12/2008.
Angela Trinkert
Dipl.-Ing. (FH) und Zimmerin Angela Trinkert ist Redakteurin der Zeitschriften BAUEN MIT HOLZ und DER ZIMMERMANN.