Rechenzentren spielen eine entscheidende Rolle in der digitalen Infrastruktur der modernen Gesellschaft. Mit der rasanten Expansion von Cloud-Computing, KI-Technologien und globalem Speicherbedarf müssen die Tragwerksplanungen von Rechenzentren hochspezifische betriebliche und technische Anforderungen erfüllen.
Das Tragwerk eines Rechenzentrums muss sowohl mit der technischen Komplexität der darin untergebrachten Anlagen als auch mit der Notwendigkeit einer zuverlässigen Betriebsführung im Einklang stehen. Die Struktur muss einen effizienten Luftstrom, Kabelmanagement und die Integration technischer Anlagen unterstützen und gleichzeitig eine hohe Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit gewährleisten. Darüber hinaus gewinnen Kosten- und Bauzeiteffizienz in diesem wettbewerbsintensiven Markt zunehmend an Bedeutung. Die Wahl des geeigneten Tragwerkssystems hat somit direkten Einfluss auf den Projekterfolg.
Dieses Dokument untersucht die gängigen Tragwerkssysteme beim modernen Rechenzentrumsbau und stellt zentrale Entwurfsüberlegungen dar, basierend auf den Erfahrungen von gbc engineers in Europa und Südostasien.
Tragwerksanforderungen eines Rechenzentrums
Rechenzentren stellen besondere Anforderungen an das Tragwerk, die sie deutlich von herkömmlichen Gewerbebauten unterscheiden. Eine der größten Herausforderungen ist die Aufnahme hoher Lasten durch kritische Infrastrukturelemente wie:
Serverschränke mit hohen Punktlasten
Notstromgeneratoren
Kältemaschinen, Kühltürme und HLK-Systeme
Schornsteine, Luftkanäle, Kabeltrassen und Rohrleitungen
Elektro- und Brandschutzsysteme
Neben den vertikalen Lasten benötigen diese Gebäude mittlere bis große Spannweiten, um offene, flexible Grundrisse für zukünftige Anpassungen und eine effiziente technische Integration zu ermöglichen. Die Struktur muss zudem eine hohe Flexibilität bieten, etwa für interne Umbauten, Geräteaustausch oder Lastumlagerungen im Laufe der Nutzung.
Ein weiterer entscheidender Faktor ist die Baugeschwindigkeit. Investoren und Betreiber fordern eine zügige Fertigstellung, um die Anlagen schnell in Betrieb nehmen zu können. Daher werden Tragwerksysteme bevorzugt, die wenig Personal auf der Baustelle benötigen und parallele Vorfertigung ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund – hohe Lasten, große Spannweiten, Flexibilität und schnelle Bauzeit – haben sich vorgefertigte Tragwerksysteme, insbesondere solche mit Halbfertigteil- oder Vollfertigteil-Betonlösungen, als besonders geeignet erwiesen. Sie bieten hervorragende Tragfähigkeit, gleichbleibende Qualität und deutlich reduzierte Bauzeiten – ideal für moderne Rechenzentrumsentwicklungen.
Mehr lesen: Was sind die echten Herausforderungen beim Entwurf eines Rechenzentrums? - gbc engineers
Typische Tragwerkslösungen
Deckensysteme
Die Wahl des Deckensystems ist ein wesentlicher Faktor beim Entwurf eines Rechenzentrums. Sie beeinflusst die Tragfähigkeit, Bauzeit, Flexibilität und die Kosten. Im Folgenden sind vier gängige Deckentypen dargestellt, die häufig in modernen Rechenzentrumsprojekten verwendet werden:
Ortbetondecke
Vollständig bewehrte Stahlbetondecke, die vor Ort mit traditioneller Schalung gegossen und ausgehärtet wird.
Vorteile:
- Hohe Gestaltungsfreiheit und Detailierung
- Hervorragendes monolithisches Verhalten (Kontinuität und Steifigkeit)
- Leicht in komplexe Geometrien oder Verdickungen integrierbar
Nachteile:
- Lange Bauzeit durch Vor-Ort-Aushärtung
- Hoher Arbeitsaufwand und Schalungsbedarf
- Witterungsabhängige Qualität
Halbfertigteildecke (Filigrandecke)
Hybridsystem mit dünnem Halbfertigteilplattenelement (inkl. unterer Bewehrung), ergänzt durch Ortbetonergänzung vor Ort.
Vorteile:
- Schneller als Ortbeton dank reduzierter Schalung
- Gute Oberflächenqualität durch Werksfertigung
- Integrierte Bewehrung erleichtert die Baustellenarbeit
Nachteile:
- Erfordert dennoch Betonage und Aushärtung vor Ort
- Fugen- und Anschlussdetails sind kritisch für die Leistung
- Mäßige Beschleunigung der Bauzeit
Hohlplattendecke
Vorgespanntes Fertigteil mit innenliegenden Hohlräumen zur Gewichtseinsparung bei gleichbleibender Tragfähigkeit.
Vorteile:
- Schneller Einbau, verkürzt Bauzeit
- Geringes Eigengewicht bei guter Spannweite
- Qualitätskontrolle im Werk
Nachteile:
- Begrenzte Flexibilität bei Durchbrüchen (z. B. für TGA)
- Detaillierte Planung der Anschlüsse und Brandschutz notwendig
- Für hohe Punktlasten nur eingeschränkt geeignet, außer mit Sonderausbildung
TT-Platte (Doppel-T-Träger)
Vorgefertigte Betonplatten in TT-Form, häufig für große Spannweiten und hohe Lasten eingesetzt.
Vorteile:
- Hohe Tragfähigkeit bei großen Spannweiten
- Ideal für repetitive, modulare Grundrisse
- Reduziert Bedarf an Unterzügen
Nachteile:
- Sehr schwere Elemente – erfordern große Hebezeuge
- Transport- und Handhabungseinschränkungen
- Integration technischer Öffnungen mit zusätzlichem Aufwand verbunden
Mehr lesen: Warum moderne Rechenzentren ein intelligentes architektonisches Design benötigen - gbc engineers
Träger
Die Auswahl des geeigneten Trägersystems beim Rechenzentrumsbau hängt von mehreren strukturellen und betrieblichen Faktoren ab: Lastintensität, Spannweite, Geschosshöhenbegrenzung und gewünschter Baugeschwindigkeit. Trägersysteme sind entscheidend für die Ableitung der Deckslasten auf vertikale Bauteile.
Bei großen Spannweiten oder hohen Lasten werden oft vorgespannte oder vollvorgefertigte Träger eingesetzt, um Durchbiegungen zu reduzieren und Material zu sparen. Wo hingegen Flexibilität oder Integration mit TGA-Systemen im Vordergrund steht, können Halbfertigteile oder Ortbetonträger vorteilhafter sein.
Letztlich muss das Trägersystem zur übergeordneten Tragwerksstrategie passen – im Gleichgewicht zwischen Leistung, Bauweise und Koordination mit haustechnischen Anforderungen.
Stützen
In Rechenzentren bestehen die Stützen überwiegend aus vorgefertigten Elementen, was Vorteile hinsichtlich Baugeschwindigkeit, Präzision und Qualitätskontrolle mit sich bringt. Die Wahl des Stützentyps hängt von den statischen Anforderungen, dem architektonischen Layout und den Präferenzen des Auftraggebers ab. Zwei Hauptkonfigurationen kommen häufig zum Einsatz:
Pendelstützen (Stütze-zu-Decke):
Diese Stützen verlaufen von einer Geschossdecke zur nächsten und werden in der Regel mit Trägern kombiniert, die direkt auf den Stützen aufliegen. Dieses System vereinfacht die Montage und erlaubt Flexibilität bei der Positionierung der Träger, erfordert jedoch eine sorgfältige Detaillierung auf jeder Etage zur Sicherstellung der statischen Durchgängigkeit.
Mehrgeschossige Stützen mit Konsolen:
Hierbei verlaufen die Stützen über mehrere Geschosse, während die Träger von integrierten Konsolen getragen werden, die an den Stützen angebracht sind. Diese Methode reduziert die Anzahl der Verbindungen und verbessert die vertikale Lastabtragung. Häufig wird eine mechanische Fußpunktverbindung, wie z. B. ein Peikko-Stützenfuß, verwendet, um Stabilität und einfache Montage während des Baus zu gewährleisten.
Die Wahl zwischen diesen Stützensystemen sollte unter Berücksichtigung von Geschosshöhen, der Kontinuität des Lastabtrags, dem Montageablauf und der Koordination mit dem Fertigteilhersteller erfolgen.
Mehr erfahren: Wie man eine Tier-4-Zertifizierung für Rechenzentren erreicht - gbc engineers
Wandsystem
Tragende Wände in Rechenzentren übernehmen sowohl statische als auch umschließende Funktionen. Sie müssen hohe Vertikallasten aufnehmen, die Aussteifung gewährleisten, mit TGA-Systemen integriert werden und teilweise Anforderungen an den Brand- und Wärmeschutz erfüllen. Die Wahl des Wandtyps beeinflusst die Baugeschwindigkeit, die Entwurfsfreiheit und die Koordination mit anderen Gewerken. Die gängigsten Typen sind:
Ortbetonwand
Wände, die vollständig auf der Baustelle geschalt, bewehrt und betoniert werden.
Vorteile:
- Hohe Gestaltungsfreiheit bei Layout und Detaillierung
- Exzellentes monolithisches Verhalten und hohe Steifigkeit
- Einfache Integration bei komplexen Deckengeometrien oder Durchführungen
Nachteile:
- Arbeits- und zeitintensiv
- Abhängig von Witterung und Baustellenbedingungen
- Erfordert umfangreiche Schalungs- und Aushärtezeit
Hohlwand (Halb-Fertigteilwand)
Halb-Fertigteilwand mit zwei dünnen Betonplatten, die durch Gitterträger verbunden sind und vor Ort mit Ortbeton verfüllt werden.
Vorteile:
- Schneller als vollständige Ortbetonwände, mit besserer Oberflächenqualität
- Kombination aus Fertigteilpräzision und monolithischem Verhalten
- Gute thermische und akustische Eigenschaften bei integrierter Dämmung
Nachteile:
- Erfordert dennoch Ortbetonarbeiten
- Sperrige Elemente müssen transportiert werden
- Fugen und Bewehrungsanschlüsse erfordern genaue Ausführung
Vollfertigteilwand
Wände, die vollständig im Werk vorgefertigt und ohne weitere Betonage vor Ort montiert werden.
Vorteile:
- Sehr schnelle Montage
- Hohe Oberflächenqualität dank kontrollierter Produktion
- Minimale Baustellenarbeit und reduzierte Bauzeit
Nachteile:
- Eingeschränkte Gestaltungsfreiheit für Öffnungen und Einbauteile
- Transport- und Hebebeschränkungen
- Hoher Koordinationsaufwand in der Planungsphase
Mehr erfahren: Was sind die Hauptkomponenten eines softwaredefinierten Rechenzentrums? - gbc engineers
Fundament
Wie bei herkömmlichen Gebäuden richtet sich die Fundamentgestaltung bei Rechenzentren hauptsächlich nach den geotechnischen Gegebenheiten des Baugrunds. Für Standorte mit weichen oder setzungsanfälligen Böden sind Pfahlgründungen erforderlich, um ausreichende Tragfähigkeit und minimale Setzungen zu gewährleisten. An Standorten mit günstigeren Bodenverhältnissen sind hingegen Flachgründungen wie Einzelfundamente oder Bodenplatten (Raft Foundations) möglich – je nach Stützenraster und Lastverteilung.
Bei Projekten mit moderaten Stützenlasten bietet sich eine effiziente Lösung an: Die Ausführung von Stütze und Fundament als monolithisches Element. Dies reduziert die Bauzeit und verbessert die Logistik auf der Baustelle. Besonders bei Verwendung von Fertigteilstützen ist dieser Ansatz vorteilhaft, da er die Ausrichtung und Verankerung während der Montage vereinfacht.
Bereit, Ihr Rechenzentrum zukunftssicher zu machen?
Arbeiten Sie mit gbc engineers zusammen, um eine Einrichtung zu gestalten, die Leistung, Zuverlässigkeit und langfristigen Mehrwert bietet.
🌐 Besuchen Sie uns: www.gbc-engineers.com
🏗️ Unsere Leistungen entdecken: Leistungen - gbc engineers
Fazit
Die Tragwerksplanung von Rechenzentren erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung technischer, logistischer und betrieblicher Anforderungen. Hohe Lasten, große Spannweiten, Flexibilität für spätere Anpassungen und kurze Bauzeiten zählen zu den wichtigsten Einflussfaktoren für planerische Entscheidungen.
Dieses Dokument hat verschiedene Decken-, Wand- und Stützensysteme vorgestellt, die typischerweise bei Rechenzentrumsprojekten verwendet werden – inklusive ihrer Vorteile, Einschränkungen und geeigneten Anwendungen. Darüber hinaus wurde betont, dass die Wahl des Tragsystems auf projektspezifischen Daten basieren muss, wie Geometrie, Lastannahmen, Transport- und Hebebeschränkungen, TGA-Integration und architektonische Zielsetzungen.
In den meisten Fällen bietet ein gemischter oder hybrider Ansatz die beste Balance zwischen Leistung, Wirtschaftlichkeit und Bauabwicklung. Vorgefertigte und halb-vorgefertigte Systeme sind dabei besonders gut geeignet für moderne Rechenzentren, da sie eine hohe Geschwindigkeit, Qualitätskontrolle und reduzierte Baustellenarbeit ermöglichen – entscheidende Vorteile in einem wettbewerbsintensiven Markt.
Letztlich sollte die Auswahl des Tragwerks in enger Abstimmung zwischen erfahrenen Tragwerksplanern, Architekten, TGA-Planern und Fertigteilherstellern erfolgen. Ein gut abgestimmtes, projektspezifisches Tragwerkskonzept ist unerlässlich für die Realisierung eines leistungsfähigen, wirtschaftlichen und zukunftssicheren Rechenzentrums.
Dank umfassender Erfahrung im Rechenzentrumsbau und einem hohen Qualitätsanspruch unterstützt gbc engineers seine Kunden dabei, sichere, skalierbare und leistungsstarke digitale Infrastrukturen für die Anforderungen von morgen zu realisieren.