Haustechnik im Modulbau: Installation ab Werk statt auf der Baustelle

Im niederösterreichischen Hürm ist das noch junge Unternehmen Wood_Space zu Hause. Spezialisiert sind die Niederösterreicher auf Entwicklung und Produktion schlüsselfertiger Gebäude aus Vollholz inklusive Haustechnik im Modulbau. „Wir machen uns unsere Konjunktur selbst“, meint Co-Geschäftsführer Thomas Gschwendtner. Der frühere Industriemanager ist seit 2022 an Bord. Im Vorjahr konnte der Umsatz verdoppelt werden. „Wir bieten ein Produkt an, das optimal in die heutige Zeit passt.“

Nicht jedes Gebäude eigne sich für den Modulbau, aber jene Projekte, die sich auf diese Weise und mit entsprechend hohem Vorfertigungsgrad umsetzen ließen, profitieren von Kostenvorteilen in Zeiten hoher Baukosten und steigender Energiepreise. In den kommenden fünf Jahren soll das Geschäft auf 50 Millionen Euro vervielfacht werden. Nach einer bereits 2024 erfolgten Eigenkapitalrunde werden daher nun die Produktionskapazitäten erweitert. Künftig soll die Fertigung von Modulen in zwei Linien erfolgen, auch der Mitarbeiterstand wird ausgebaut und in Automatisierung investiert. „Nebst der erhöhten Gesamtproduktion schafft dies die Voraussetzungen für mehr Resilienz und Flexibilität zur Umsetzung unterschiedlichster Projekte.“

Partnerbetriebe für die Haustechnik

Wood_Space setzt auf einen Plug&Play-Ansatz, so viel wie möglich wird in der Produktionshalle vorgefertigt. Das gilt auch für die Gebäudetechnik: „Im konventionellen Bau sind es gerade die nachfolgenden Gewerke, die die Fertigstellung auf der Baustelle verzögern. Wir hingegen versuchen, diese Arbeiten so einfach wie möglich zu halten: Vor Ort sind lediglich die Übergabepunkte zwischen den einzelnen Modulen anzuschließen.“

Im Werk arbeitet der Hersteller dafür mit Partnerunternehmen der jeweiligen Subgewerke zusammen. „Diese Partnerbetriebe sind von der Planung bis zur Ausführung eingebunden.“ Die Elektrotechnik- und SHK-Installationen finden noch vor der Auslieferung der Module in einem bestens ausgestatteten Produktionsumfeld statt, der zeitliche Aufwand der Fertigstellung auf der Baustelle wird damit auf ein Minimum reduziert. Dafür braucht es natürlich auch gebäudetechnische Kompetenzen im Unternehmen selbst. Am Grundprinzip der Zusammenarbeit mit Partnern in diesem Bereich werde jedoch auch nach erfolgtem Ausbau nicht gerüttelt.

Ob die Vorfertigung in 2D, 3D oder in einer Kombination aus beidem erfolgt, entscheidet sich je nach Projekt. Insbesondere Sanitärbereiche werden meist als 3D-Module gefertigt, um komplexe Technikkomponenten zentral zu bündeln. Abstriche bei der Haustechnik seien im Modulbau nicht zu machen, versichert Gschwendtner: „Wir haben schon fast jedes Heizsystem verbaut – von Nahwärme über die elektrische bis hin zur wassergeführten Fußbodenheizung. Was das angeht, können wir beinahe das gesamte Spektrum bespielen.“

Elektro & Sanitär in Serie

Die Industrialisierung und Serienfertigung im Modulbau wurde von Kaufmann Bausysteme perfektioniert. Das Unternehmen aus der kleinen Vorarlberger Gemeinde Reuthe realisiert mittlerweile viele Projekte in Deutschland. Heuer im Frühjahr wurde daher eine neue Holzmodulproduktion in Berlin-Herzfelde eröffnet. Auf einer 155 Meter langen, automatisierten Linie können bis zu 40 Module gleichzeitig bearbeitet werden. Die elektro- und sanitärtechnischen Fertigungsschritte sind dabei nahtlos integriert.

Je nach Nutzung und Ausbaugrad können zwischen acht und 16 Module am Tag fertiggestellt und dann „just in time“ auf die Baustelle geliefert werden. Die rechnerische Produktionskapazität liegt damit bei bis zu 4.000 Modulen bzw. bei einer Bruttogeschoßfläche von 100.000 Quadratmetern jährlich.

Brandschutz mitgedacht

Insbesondere Büros, Hotels oder Studentenheime eignen sich für den seriellen Ansatz. Auch Krankenhäuser werden gerne als Modulbauten umgesetzt, so etwa zuletzt das Stationsgebäude Süd des AKH Wien. Dieses besteht aus 112 Holzmodulen. Als Massivbau wurden nur die beiden Treppenhäuser an den Stirnseiten des Gebäudes errichtet. Ein derartiges Projekt stellt nicht nur besondere Ansprüche an die Haustechnik, sondern auch an den Brandschutz.

In die Planungsphase wie auch in die brandschutztechnischen Einzelprüfungen wurden daher entsprechende Spezialisten eingebunden. „Möglich wurde dies nicht zuletzt durch das Engagement des Bauherrn sowie aller beteiligten Gewerke“, schildert Werner Hoyer-Weber, Geschäftsführer von Hoyer Brandschutz. „Schließlich kann jede Anschlusssituation und jede Schraube oder Befestigung im Brandfall Auswirkungen haben.“

Die Anlagentechnik wurde an die Bedürfnisse eines Krankenhausbetriebs angepasst. Eine Brandmeldeanlage im Schutzumfang „Vollschutz“ sorgt für rasche Branddetektion. Um eine etwaige Panik zu vermeiden, erfolgt eine stille Alarmierung. Übertragen wird der Alarm an vorab definierte Stellen, beispielsweise an die AKH-Feuerwache, an Leitstellen und Stationsstützpunkte. Eine Objektfunkanlage sichert zusätzlich den ungestörten Funkverkehr in sämtlichen Räumen und Geschoßen.

Heizungs- und Lüftungstechnik

Wohnbauten – mit Ausnahme von Tiny Houses – werden seltener in Modulbauweise umgesetzt als die bereits angeführten Gebäudetypen. Ein diesbezügliches Vorzeigeprojekt konnte jedoch zu Beginn des Jahres im bayrischen Pfaffenhofen abgeschlossen werden.  Dabei handelt es sich um ein dreistöckiges Wohngebäude mit 13 geförderten Wohneinheiten. Die 60 Module dafür fertigte das Bauunternehmen Max Bögl binnen fünf Wochen. Für die Montage vor Ort brauchte es zwei weitere Wochen.

Bei der Heizungs- und Lüftungstechnik setzte man auf Produkte von Kermi. „Diese eignen sich hervorragend für serielles und standardisiertes Bauen“, erklärt Christoph Waas, Bauleiter Modulbau bei Max Bögl. Um Warmwasserbereitung und Wärmeverteilung dezentral zu steuern, wurden insgesamt 13 x-net-Wohnungsstationen installiert. Diese ermöglichen die Beheizung und eine exakte Erfassung des Verbrauchs jeder Wohneinheit. Zudem bieten sie eine bedarfsgerechte und hygienische Trinkwassererwärmung im Durchlaufprinzip. Eine zentrale Wasserwasserspeicherung sowie entsprechende Verteilleitungen waren somit nicht notwendig.

Speziell für dieses Projekt wurde eine sogenannte Wohnungsstations-Grundplatte entworfen. An den in der Wohnungsstation integrierten gemischten Heizkreis wurde der im Flurbereich positionierte Flächenheizungsverteiler angebunden. Eine Regelleiste im Verteilerschrank der Flächenheizung übernimmt vollautomatisch den hydraulischen Abgleich.

„Im Bereich der Lüftungstechnik entschied man sich für dezentrale Produkte, die sich einfach Raum für Raum bzw. Modul für Modul einbauen ließen“, erzählt Kermi-Vertriebsleiter Markus Kolitsch. Ein Einrohrlüfter transportiert feuchte Luft nach draußen. Ergänzt wird er von Außenwand-Luftdurchlässen, die Zuluft gefiltert nachströmen lassen.

Strom im Beton

Auf steckbare Elektroinstallationen hat sich Wieland spezialisiert. Die zunehmende Präsenz auf Baumessen ist dabei den Kompetenzen geschuldet, die sich der Anbieter seit einigen Jahren bei Produkten für den Betonmodulbau erwirbt. Diese werden bereits während des Gusses in die Betonelemente integriert, was nicht nur die Montagezeiten verkürzt, sondern auch die Effizienz und Planbarkeit optimiert.

„Die werkseitige Integration von Elektroinstallationen in Betonfertigteile war bis dahin mit hohem Aufwand verbunden“, schildert Vertriebsmanager Robert Gerhäußer. „Leerrohre mussten verlegt, nachträgliche Kabelschächte erstellt und Verteilerdosen konventionell verdrahtet und wieder verschlossen werden.“ Stattdessen wird nun ein vorkonfektioniertes Rundsteck-Verbindersystem – bestehend aus Zuleitungen, Verbindungs- und Verteilstücken – direkt im Fertigungsprozess mit dem Beton vergossen. Auf der Baustelle müssen die Elemente später nur noch im Plug&Play-Modus verbunden werden.

Auch für den Trockenbau werden passende System- und Automationskomponenten sowie bestückte Unterverteiler bereits vorbereitet geliefert. Im Werk können diese somit einfach gesteckt werden. „Aufwändige Arbeitsschritte wie Kürzen, Abmanteln, Abisolieren und Verdrahten gehören der Vergangenheit an.“ Die kodierten Steckverbindungen sorgen für maximale Funktionssicherheit. Sie können auch in Bereichen installiert werden, die später nicht mehr zugänglich sind. Damit eignen sie sich für alle Arten des Modulbaus.

Die Dose fürs Modul

Speziell für den Modulbau eignen sich auch die neuen Wand- und Deckenübergänge 90° von Kaiser. Sie garantieren einen luftdichten Bauteilabschluss an Übergangsstellen und lösen das Problem von herausstehenden Verrohrungen. Somit ist der reibungslose Transport der Module auf die Baustelle gewährleistet, eine bauseitige Abdichtung der Übergangsstelle entfällt.

Kaiser bietet darüber hinaus sowohl Geräteverbindungsdosen für Massivholz wie auch Einbaugehäuse für Hohlwanddosen, die auf die Einbindung in 3D-Betondruckverfahren ausgerichtet sind. Die rechteckigen Einbaugehäuse fixieren sich mit jeweils fünf tiefliegenden Betonhalterungen oben und unten im Layer. Für exakte und schnelle Ausrichtung sorgt die Aufnahme einer kleinen Wasserwaage mit zwei Libellen.

Wo Gewerke aufeinandertreffen

Für die wissenschaftliche Weiterentwicklung des Holz- und Modulbaus sorgt Holzforschung Austria. Als Bereichsleiterin des Forschungs- und Prüfinstitutes verantwortet Sylvia Polleres den Holzhausbau. Sie hat auch an einem druckfrischen „Leitfaden für Gewerke-Schnittstellen“ im Holzhochbau mitgearbeitet. „Schnittstellen dürfen nicht isoliert betrachtet werden. Sie erfordern ein integrales Planungsverständnis, bei dem alle Beteiligten frühzeitig eingebunden werden sollten“, fasst Polleres zusammen.

Besonders kritisch seien jene Punkte, an denen mehrere Gewerke beteiligt sind, etwa Fensteranaschlüsse, Sockelbereiche, Attiken sowie Durchdringungen in der Gebäudehülle oder bei Trennbauteilen. Hier besteht ein erhöhtes Risiko für Feuchteschäden, Undichtheiten oder bauphysikalische Schwachstellen, wenn Planung und Ausführung nicht exakt aufeinander abgestimmt sind.

Ein zentrales Anliegen des Leitfadens ist die konsequente Verlagerung der Schnittstellenklärung in die Planungsphase. „Alle relevanten Anschlussdetails und Leistungsabgrenzungen müssen bereits in der Entwurfs- und Ausführungsplanung festgelegt werden. Dazu zählen insbesondere die Definition von Verantwortlichkeiten, die Abstimmung von Materialien und Systemen, die Festlegung der Montage-Reihenfolge sowie die Berücksichtigung von Toleranzen und Bauabläufen.“

TGA im Holzbau

Mit der technischen Gebäudeausstattung im mehrgeschoßigen Holzbau befasste sich vor einigen Jahren der Holzforschung-Austria-Kollege Bernd Nusser. Die Ergebnisse des Endberichts zu „TGA-Timber“ haben nach wie vor ihre Gültigkeit. Die Ausgangssituation laut den Studienautorinnen und -autoren von Holzforschung Austria und Technischer Universität Graz: „Infolge der teilweise komplizierten Ausführungsdetails der TGA und fehlendem Holzbau-Know-how der Subunternehmen geht der Zeitvorteil des Holz- und Modulbaus oftmals großteils wieder verloren. Dadurch leidet die Ausführungsqualität, die Errichtungskosten steigen.“

Speziell im Hinblick auf Brand-, Schall- und Feuchteschutz gäbe es Unsicherheiten bei Planenden und Ausführenden. Es brauche mehr Informationsfluss und Qualitätssicherungsschleifen. BIM-Lösungen könnten hierzu einen Beitrag leisten. Nusser: „Planer stehen vor der Aufgabe, die Leitungsführungen so zu planen und auszuschreiben, dass die Installationen den Vorfertigungsstufen, Montagezeiten und bauphysikalischen Anforderungen gerecht werden.“ Denn: Nachträgliche Bohrungen in Brettsperrholzwänden für Bodenleitungen, umständliches Einfädeln von Wandleitungen oder Laibungsbeplankungen von Holzdeckendurchbrüchen führen zu zeitlichen Verzögerungen und Mehrkosten.

Im Zuge des Projekts wurden vier Geschäftsmodelle entwickelt, um die Qualität der Gebäudetechnik zu erhöhen. „Ziel ist es auch, die Holzbau-Vorfertigung zu forcieren, indem TGA-Planer und -Ausführende konsequent miteinbezogen werden.“ Ergänzend wurden im Rahmen von „TGA-Timber“ vorgefertigte Haustechnikkomponenten für den mehrgeschoßigen Holzbau untersucht und weiterentwickelt.