Bauen in der Antarktis: Holzvorfertigung und Teamarbeit beim Projekt der neuen Antarktisstation Henryk Arctowski

Arctowski Polish Antarctic Station, visual by DEMIURG (station’s designers)

Auf den meisten Baustellen kann eine fehlende Komponente innerhalb weniger Tage geliefert werden. Das gilt jedoch nicht für die Antarktis. Auf King George Island, im Archipel der Südlichen Shetlandinseln – mehr als 14.000 km von Polen entfernt – erforderte der Bau der neuen polnischen Antarktisstation Henryk Arctowski grundlegend andere Rahmenbedingungen als bei konventionellen Bauvorhaben. Hier kann jeder Planungsfehler eine komplette Arbeitssaison gefährden. Die vom Institut für Biochemie und Biophysik der Polnischen Akademie der Wissenschaften (PAN) getragene Modernisierung der Basis umfasste ein neues Hauptgebäude mit einer Fläche von etwa 1.500 m² sowie eine Reihe von Nebengebäuden, Energieinfrastrukturen, Wasserversorgungsnetzen und technischen Anlagen, die den Betrieb der Station für die kommenden Jahrzehnte sichern sollen.

In diesem Zusammenhang ergeben sich vielfältige Herausforderungen: Einerseits müssen Gebäude geplant werden, die den extremen Umweltbedingungen standhalten können. Andererseits sollen diese an einen der abgelegensten Orte unseres Planeten transportiert, dort montiert und dauerhaft betrieben werden. Vor diesem Hintergrund kommt der Vorfertigung aus Holz eine strategische Rolle zu: Reduzierung der Arbeitsschritte auf der Baustelle, Vereinfachung der Logistik und zugleich die Gewährleistung hoher Qualitätsstandards.

Vorfertigung aus Holz und Modularität zur Verringerung unbekannter Faktoren

Der Bau der neuen Station – eines wichtigen Stützpunkts für polnische Forscher am südlichsten Punkt der Erde – erfolgte nach einer stark auf Vorfertigung und Modularität ausgerichteten Strategie. Ein Großteil der tragenden Bauteile wurde außerhalb des Montageortes produziert und anschließend in die Antarktis transportiert. Das Ziel bestand darin, die lokal auszuführenden Arbeiten auf ein Minimum zu beschränken, um neben einer unkomplizierteren Montage auch den Zeit- und Arbeitsaufwand in einem Umfeld zu begrenzen, in dem es aufgrund der Witterungsbedingungen zu plötzlichen Unterbrechungen der Betriebsabläufe kommen kann. Der gleiche Ansatz wurde auch für andere Infrastrukturen des Komplexes gewählt, einschließlich des neuen Leuchtturms der Station.

Dauerhaftigkeit von Holz und Verbindungen bei Wind, Eis, Salz und Feuchtigkeit

Die Antarktis stellt jedes Material vor eine dauerhafte Prüfung. Starke Winde, hohe Luftfeuchtigkeit, Meersalz, Schnee, Eis und luftgetragene Partikel wirken sich direkt auf die Dauerhaftigkeit der Konstruktionen und Verbindungssysteme aus. Die gefühlten Temperaturen erreichen mitunter extrem kritische Werte, während gleichzeitig eine permanente Exposition gegenüber den Witterungseinflüssen besteht. Aus diesem Grund sind die Bauelemente von entscheidender Bedeutung. Die Auswahl von Fassaden, Befestigungssystemen, Oberflächenschutz und Konstruktionsdetails darf sich nicht nur an der Anfangsleistung orientieren, sondern muss das Verhalten des Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus hinweg berücksichtigen. In einem Umfeld, in dem Instandhaltungsarbeiten monatelange Planung erfordern können, werden Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit zu unverzichtbaren Projektkriterien. Auch die Form des Hauptgebäudes entspricht dieser Logik. Die Geometrie der Station Henryk Arctowski wurde speziell entworfen, um Schneeanhäufungen zu begrenzen und das aerodynamische Verhalten gegenüber den vorherrschenden Winden zu optimieren. Gleichzeitig ist der Baukörper um etwa drei Meter über dem Boden aufgeständert, damit Schnee, Wasser und Luftströmungen unter dem Gebäude hindurchziehen können.

In einem früheren Artikel haben wir uns eingehend mit den Risikofaktoren befasst, die die Dauerhaftigkeit von Befestigungssystemen bestimmen. Zum Artikel: Holzbauschrauben: Korrosion und Dauerhaftigkeit

Arctowski Polish Antarctic Station, offical FB account

Befestigungssysteme und Bauverbindungen unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen

In einem Projekt, das sich durch eine derart komplex gegliederte Logistik und herausfordernde klimatische Bedingungen auszeichnet, nimmt das Thema der Verbindungen eine zentrale Rolle ein. Dies gilt umso mehr, wenn das Bauvorhaben auf der Vorfertigung aus Holz basiert. Bei Transport, Montage und Überprüfung aller Platten oder Komponenten herrschen völlig andere Betriebsbedingungen als auf einer herkömmlichen Baustelle. Der Einsatz zuverlässiger und montagefreundlicher Befestigungssysteme trägt dazu bei, Nacharbeiten zu minimieren und die Montagevorgänge besonders präzise zu steuern. Für den Bau der Station kamen zahlreiche Rothoblaas-Systeme für tragende Verbindungen sowie Montagezubehör in den verschiedenen Projektphasen zum Einsatz.

Die Hauptverbindungen wurden mit leistungsstarken Bauschrauben ausgeführt, darunter VGS EVO, VGS, VGZ und TBS EVO, die speziell für hochbelastbare Holzbauanwendungen entwickelt wurden. Durch den Einsatz verschiedener Schraubentypen konnten vielfältige Verbindungsbedingungen abgedeckt werden: von der Übertragung von Axial- und Scherkräften über lokale Verstärkungen bis hin zu Verbindungen mit variabler Neigung. Dabei wurde in den Montagephasen eine hohe Zuverlässigkeit sichergestellt.

Für Stahl-Holz-Verbindungen kamen Systeme wie HBS PLATE – eine Schraube mit Kegelunterkopf speziell für die Verbindung mit Metallplatten – sowie weitere Komponenten wie der Bolzen KOS und der glatte Stabdübel STA zum Einsatz.

Eine ebenso wichtige Rolle spielten die chemischen Verankerungssysteme sowie das Montagezubehör. XEPOX wurde verwendet, wenn Epoxidkleber für starre Befestigungen mit eingeklebten Stangen erforderlich waren, während Vorrichtungen und Zubehör wie GIRAFFE, GEKO, WASP und JIG VGZ 45° die fachgerechte Montage der Verbinder nach Vorgabe sicherstellten. Insbesondere ermöglicht die Bohrschablone JIG VGZ 45° eine kontrollierte Positionierung der VGZ-Schrauben mit 45°-Neigung: eine Konfiguration, die häufig bei tragenden Verbindungen mit hohen mechanischen Leistungsanforderungen zum Einsatz kommt.

Das Befestigungssystem wurden durch Lösungen wie SBD – selbstbohrende Stabdübel für Verbindungen auf Stahl- oder Aluminiumplatten – sowie abgestimmtes Zubehör ergänzt. Dies gewährleistete einen unterbrechungsfreien Übergang von der Planung über die Vorfertigung bis hin zur Montage.

Auf einer Baustelle, deren Zeitplan nur wenige Arbeitswochen im Jahr umfasst und bei der jede Korrekturmaßnahme monatelange Wartezeiten nach sich ziehen kann, liegt der Wert dieser Systeme sowohl in ihrer mechanischen Leistungsfähigkeit als auch in der flexiblen Anwendbarkeit. Die Verwendung zertifizierter Verbindungen, die kontrolliert eingebaut werden können und durch eine lückenlose technische Dokumentation unterstützt werden, verringert betriebliche Unsicherheiten und macht den gesamten Bauablauf zuverlässig planbar.

Arctowski Polish Antarctic Station, offical FB account

Eine wissenschaftliche Station, aber auch ein Lebensraum

Die Station Arctowski ist nicht nur eine Forschungseinrichtung. Schon bald wird sie ein Zuhause für Wissenschaftler und Techniker sein, die dort wochen- oder monatelang isoliert leben und arbeiten. Aus diesem Grund beschränkt sich das Projekt nicht auf die funktionalen Aspekte der wissenschaftlichen Forschung. Im Inneren befinden sich Laborräume, technische Bereiche und Funktionsräume, aber auch Gemeinschaftsräume, Wellnesszonen, ein Fitnessraum, eine Sauna und ein Innengewächshaus. Die Gestaltung des Gebäudes berücksichtigt einen Aspekt, der bei Infrastrukturen für extreme Umgebungen häufig unterschätzt wird: das psychische Wohlbefinden der Menschen, die sie nutzen. Auch die Verwendung von Holz in den Innenräumen erfüllt diesen Anspruch. Im Gegensatz zur Außenhülle, die für raue klimatische Bedingungen ausgelegt ist, werden im Innenbereich Materialien bevorzugt, die die wahrnehmbare Raumqualität und den Wohnkomfort verbessern können.

Arctowski Polish Antarctic Station, offical FB account

Bauen in der Antarktis: Planung, Logistik und Dauerhaftigkeit

Die neue Antarktisstation Henryk Arctowski ist somit ein interessantes Beispiel dafür, wie extreme Bedingungen die Prioritäten eines Projekts verändern können. Bauvorhaben in der Antarktis sind von Herausforderungen entlang aller Prozessphasen geprägt: vom Entwurf des Gebäudes über den Transport und die Vorfertigung bis hin zur Montage auf der Baustelle – alles in einem Umfeld, in dem Klima, Entfernungen und Verfügbarkeit von Ressourcen besonders strenge Einschränkungen auferlegen. Die Qualität des Projekts misst sich daher an der Fähigkeit, Architektur, Ingenieurskunst, Logistik und Dauerhaftigkeit in einem einzigen Entscheidungsprozess miteinander zu verbinden. Dieses Konzept sichert den ganzjährigen Betrieb einer Forschungsstation in einer der extremsten Regionen der Erde. Zugleich demonstriert es eindrucksvoll, wie der moderne Holzbau strengen Vorgaben bezüglich Zuverlässigkeit, Effizienz und Dauerhaftigkeit gerecht werden kann.

Erfahren Sie mehr über die Befestigungs- und Verbindungslösungen sowie die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten auf unserer offiziellen Website Rothoblaas - Materialien für den Holzbau