structure 03/2018

Schalung fĂźr die ESO: Jedes Element ein Unikat ESO Special Formwork: Every Element is Unique

Schlotterbeck-Areal: Autowerkstatt wird Wohnanlage Schlotterbeck Area: Car Garage Becomes Residential Complex

3.18

editorial

03/18 structure

Das Umbauen im Bestand stellt schon jetzt einen großen Teil der Bauaufgaben dar. Aus ökonomischen wie ökologischen Gründen Reiach and Hall

wird die Transformation vorhandener Struk­ turen in Zukunft eine immer größere Rolle für das Baugeschehen spielen. Dabei ist die Anpassung von Bauwerken an neue Anfor­

A large proportion of building projects today

derungen oder städtebauliche Bedingun­

involve the conversion of existing stock. On

gen nicht bloß notwendige, sondern zugleich

economic and ecological grounds, the trans­

eine äußerst spannende und anspruchsvolle

formation of existing structures will play an

Bauaufgabe.

even greater role in construction in the future.

Wie die enge Verzahnung von Bestand und

The modification of structures to meet new

Neubau zum Leitthema des räumlichen Ent­

requirements or urban planning conditions

wurfs werden kann, zeigt die Verwandlung der

is not only necessary, it is also an extremely

ehemaligen Schlotterbeck­Garage in Zürich

interesting and challenging task.

in ein städtebaulich markantes Wohn­ und

How the precise integration of the existing

Geschäftshaus. Unkonventionelle Ideen und

and new can become the key issue in a build­

Ansätze der Tragwerksplaner trugen maßgeb­

ing redesign is demonstrated in the conver­

lich zum gelungenen Egebnis bei.

sion of the former Schlotterbeck car garage in

Unkonventionell war auch die Planung der

Zurich into a striking commercial and residen­

ESO Supernova, des neuen Planetariums der

tial complex. Unconventional ideas and ap­

Europäischen Südsternwarte am Campus

proaches from structural engineers contribut­

Garching der TU München. Tragwerk und Fas­

ed considerably to the success of this project.

sade des Gebäudes mit seinen frei geformten

The unconventional was also evident in the

Wandschalen wurden mit speziell für das Pro­

design of the ESO Supernova, the new plane­

jekt adaptierter Software geplant, die eine

tarium at the European Southern Observatory

hohe Präzision in der Ausführung ermöglichte.

on TU Munich’s Garching campus. The free­

Die neue Kienlesbergbrücke in Ulm entstand

form wall shells comprising the structure and

im außerordentlich komplexen städtebauli­

facade were designed using software specially

chen Umfeld. Trotzdem gelang den Planern

adapted for this project to achieve the highest

ein schlüssiges Zusammenspiel von Kons­

precision in design and construction.

truktion und Gestalt. Pünktlich zur Eröffnung

Despite the extraordinarily complicated urban

der Brücke im September 2018 stellt structure

context in which the new Kienlesberg Bridge

die besonderen Herausforderungen des

in Ulm was built, the designers still achieved

Planungsprozesses vor.

a coherent blend of structural engineering

Viel Freude bei der Lektüre!

and architecture. Just in time for the opening

Andreas Gabriel redaktion@structure­magazin.de

03/18

in September 2018, structure highlights the special challenges of the design process.

editorial 1

inhalt content

26 ESO Supernova in Garching ESO Supernova in Garching

magazin reports

4 Tanderrum Bridge in Melbourne Tanderrum Bridge in Melbourne Roland Pawlitschko

6 Glashaus in der ­Wüste Glass House in the Desert

essay

Bernhardt + Partner, ­Darmstadt Bollinger und ­Grohmann, Frankfurt / München / Wien

14 Multihalle Mannheim – die Macht des ­Temporären Mannheim Multihalle – the Power of the Temporary

32 Wohn- und Geschäfts­ haus Schlotterbeck in Zürich Schlotterbeck Resi­ dential and Commer­ cial Building in Zurich

Georg Vrachliotis

Giuliani Hönger, Zürich Dr. Lüchinger + M ­ eyer, Zürich

essay

Heike Kappelt

8 Buchtipp: Weiter­ bauen in Stahl Book Tip: Continuing in Steel 10 DETAIL research: Modellbauwerkstatt Universität Liechten­ stein DETAIL research: model workshop of the University of Liechtenstein

projekte projects

20 Kienlesbergbrücke in Ulm Kienlesberg Bridge in Ulm SNCF Gares & ­Connexions, Agence Duthilleul, AREP MaP 3, Paris

38 Oriam – Sport­ leistungszentrum in Edinburgh Oriam Sports Per­ formance Centre in Edinburgh

44 Revitalisierung eines Stadions in SaintÉtienne Stadium Revitalisa­ tion in Saint-Étienne SNCF Gares & ­Connexions, Agence Duthilleul, AREP MaP 3, Paris

technik

technology 50 Tragwerk aus Glas – das Besucherzentrum Park Vijversburg Glass Structure – ­Vijversburg Park ­Visitor Centre Han Krijgsman

54 Aufzugssystem im Testturm in Rottweil Ele­vator System in Test Tower, Rottweil Andreas Gabriel

produkte products

60 Mauerwerksbau Masonry Construction 64 Bauphysik Constructional ­Physics 66 Glas Glass 70 Software / BIM – ­Building Information Modeling

Reiach and Hall ­Architects, Edinburgh Engenuiti, London

Bettina Sigmund

2 inhalt

03/18

reports

magazin

Der Weg ist das Ziel — die Tanderrum Bridge in Melbourne

Nils Koenning

The Path to Perfection – Tanderrum Bridge in Melbourne

In Stahlstäbe gehülltes Tragwerk Konstruktiv besteht die Brücke aus ­kubischen Ortbetonpfeilerpaaren, die wie »bewegte Beine« einen seitlich konisch zulaufenden Stahlhohlkastenträger mit Betonbodenbelag stützen.

Besondere Aufmerksamkeit widmeten die Planer, John Wardle Architects und NADAAA gemeinsam mit den Landschaftsarchitekten von Oculus, der Brückenuntersicht. Um die »Hauptfassade« der Brücke möglichst filigran erscheinen zu lassen, erhielt sie ­eine vom Tragwerk unabhängige, elementierte Struktur aus 34-mm-­Stahl­ rohren, die sich um den Hohlkastenträger schlingen und zugleich seitliche Geländer und Lichtmasten aus­ bilden. Im Sinne einer lebhaften und wirtschaftlichen Lösung entwickelten die Architekten fünf verschiedene, sich wiederholende Stahlrohr-Elementtypen. So entsteht ein je nach Standpunkt mehr oder weniger dichter Schleier, der ein faszinierendes Licht- und Schattenspiel erzeugt und für ein enges Zusammenwirken von Konstruktion, Architektur und LandRP schaft sorgt.

Die Tanderrum Bridge schafft eine neue Fußgänger- und Radwegeverbindung zwischen der Innenstadt Melbournes und dem Melbourne Park – ein Sportgelände, in dem unter anderem alljährlich das Tennisturnier »Australian Open« stattfindet.

Einbindung in die Landschaft Auf rund 300 m Länge überquert die Brücke mit einer lichten Breite von 7,5 m sowohl die Batman Avenue als auch einen Teil des Birrarung Marr Parks. Ungefähr in der Mitte zweigt sie auf der nördlichen Seite zu einer höhergelegenen Parkfläche ab. Eine Aussichtsplattform auf der gegenüberliegenden Seite orientiert sich zur historischen Speakers’ Corner des Parks und eignet sich aufgrund ihrer Form zugleich selbst als Redekanzel.

Zwischen diesem Kreuzungspunkt und dem Yarra River verläuft die Brücke entlang einer leicht abfallenden Böschung – hier liegt sie auf einer ­langen Betonwand auf, die die zunehmend niedriger werdende Lücke zwischen Topografie und Brückenunterseite schließt.

The 300 m long, 7.7 m wide Tanderrum Bridge creates a new pedestrian and cycleway link between the centre of Melbourne and Melbourne Park.

Structure enveloped in steel tubes The bridge stands on square, in situ concrete piers that variously incline like “moving legs” to support a triangular hollow steel box girder topped with concrete. The designers paid a great deal of attention to the appearance of the bridge from below. So that the “main facade” looked as filigree as possible, the bridge deck was enveloped by a structurally independent grillage of Ø34 mm steel tubes, which were slung around the hollow box girder and also formed parapet rails and lighting masts. To create an interesting and economic envelope, the architects designed five different and repeating steel tube elements.

Depending on the viewpoint, this tubular veil may look heavier or lighter, which creates a fascinating interplay of light and shadow and achieves a perfect blend of structural engineering, architecture and landscape. RP

2

Nils Koenning

3

4

Peter Bennetts

1

4 reports

Lageplan Maßstab 1:3000 1 Yarra River 2 Birrarung Marr Park 3 Batman Avenue 4 Melbourne Park

location plan scale 1:3000 1 Yarra River 2 Birrarung Marr Park 3 Batman Avenue 4 Melbourne Park

03/18

Architekten /Architects: John Wardle Architects, AUS–Collingwood Victoria NADAAA, USA–Boston Tragwerksplanung / Structural engineers: GHD, AUS-Melbourne Landschaftsarchitekten / Landscape architects: Oculus, Melbourne

1300

1612

A

740

C

100

EQ

EQ

A Übersicht der StahlrohrElementtypen, Maßstab 1:3000 B Beispiel Stahlrohr-Element C Brückenquerschnitt Maßstab 1:50

A

B C

EQ

overview of the steel tube element types scale 1:3000 example of steel tube element bridge cross-section scale 1:50

Kristoffer Paulsen

B

EQ

03/18

magazin 5

Modellbauwerkstatt – Struktur erleben lernen

Universität Liechtenstein entwickelt und auch gebaut.

Model Workshop – Learning to Experience Structure

Bogen und Spannung erleben Die Konstruktion besteht aus 320 Holzlamellen mit 5 m Länge. Der Prototyp mit 72 m2 Fläche ist das Ergebnis des Vergleichs unterschiedlicher Tragstrukturen. Die Tragstruktur besteht aus gebogenen Brettern, welche bogenförmig ausgelegt und auf einer fix montierten Lehre um die halbe Breite versetzt wellenförmig unterspannt wurden. Die Gegenspannung garantiert trotz der Feinheit der Bretter die statische Höhe. Um die Biegung zu ­ermöglichen, mussten die Bretter je nach Radius auf die geeignete Dicke gehobelt werden. Um die einzelnen Tragelemente zu optimieren, waren zahlreiche Versuche und Bruchtests notwendig. Die Verbindungen zwischen Ober- und Untergurt wurden mit verleimten Hartholzkeilen und ­wenigen sichtbaren Schrauben gewährleistet. »In der Werkhalle wurden Dachelemente von 1 m Breite hergestellt, die in sich stabil und trotzdem leicht in der Handhabung sind«, erläutert das Professorenteam. Das Aufrichten wurde zu einer leichten Aufgabe, die von Hand und nur mithilfe von ­einigen Böcken möglich war. Eine

Haptische Realität Bei der Entwicklung der Modellwerkstatt stand auch der handwerkliche Aspekt im Fokus. »Dabei wurde unter dem Begriff Handwerk nicht nur das eigentliche Handanlegen, sondern vielmehr auch die Beschäftigung mit der Logik des Fügens der Materialien hin zu einem charakteristischen Ausdruck verstanden«, erklären Meister und Rist-Stadelmann. Der Einsatz computerdominierter Techniken war deshalb von Anfang an ausgeschlossen. Die Rückbesinnung auf das traditionelle Handwerk, auf lokale Ressourcen und baukulturelle Aspekte empfinden beide als wichtige Elemente der Architekturausbildung. Das studentische Experiment lehrt viel mehr, als nur das Tragwerk zu verstehen.

BS

Fotos: Bruno Klomfar

Sie suchen das entwerferische Echo und verstehen darunter den Prozess, während der Architekturherstellung immer wieder die Perspektive zu wechseln. Erst die gestalterische Spannung, die durch Schärfen und Schleifen von Entwurf, Konstruktion und Material, zwischen Idee und haptischer Realität entsteht, führt laut Urs Meister und Carmen Rist-Stadelmann vom Institut für Architektur und Raumentwicklung der Universität Liech­ tenstein zu innovativer Architektur. »Das computerdominierte Entwerfen hat das Entwickeln aus der Logik der Materialien seit der Mitte des 20. Jahrhunderts zunehmend aus der Architekturausbildung vertrieben«, erläutern sie und haben deshalb mit Architekturstudenten in einem nicht-linearen Prozess eine innovative Holzstruktur für die neue Modellbauwerkstatt der

­ arüberliegende Bretterlage stabilid siert die Konstruktion in Längsrichtung und bildet die Unterlage für eine moderate Dämmebene, Hinterlüftung und schließlich die Wetterhaut aus Lärchenschindeln. »Die zusammengebaute, additiv organisierte Struktur ist von großer Filigranität und demonstriert die Spannung, welche dem Holz immanent ist, auf elegante Weise«, so Meister und Rist-Stadelmann.

10 reports

03/18

projects

projekte

ESO Supernova in Garching ESO Supernova in Garching

Architekten /Architect: Bernhardt + Partner, ­Darmstadt Mitarbeiter / Team: Axel Müller (Projektleiter), Benjamin F. Bockstette Tragwerksplanung / Structural engineers Bollinger und Grohmann, Frankfurt / München / Wien Mitarbeiter / Team: Mark Fahlbusch, Moritz Heimrath, Adam Orlinski, Rainer Pum, Matthew Tam Schalung / Formwork: Doka, Maisach Fassade und Kuppel / Facade and dome: Frener & Reifer, Brixen Bauherr / Client: ESO European Southern ­Observatory, Garching

Grundrisse Maßstab 1:1000 EG und 2. OG 1 Eingang und Foyer 2 Planetarium 3 Luftraum 4 Rampenwege Längsschnitt Maßstab 1:1000

Die Europäische Südsternwarte ESO ist die führende zwischenstaatliche Organisation für Astronomie in Europa und, eigenen Aussagen zufolge, »das produktivste astronomische Observatorium der Welt«. Auf ihrem ­Gelände vor den Toren Münchens, umgeben von Feldern und in direkter Nachbarschaft zum Campus Garching der TU München, ist im April 2018 die ESO Supernova, ein Planetarium mit Besucherzentrum, eröffnet worden. Sie ist eine Schenkung der Heidelberger Klaus Tschira Stiftung an die ESO und nach der Idee des Physikers und SAP-Mitbegründers Klaus Tschira (1940 – 2015) geplant.

Das hochmoderne Planetarium mit 109 Plätzen und eine 2200 m2 große, interaktive Ausstellung auf drei Ebenen sollen der Öffent­ lichkeit Faszination und Bedeutung von Astronomie und Astrophysik vermitteln. Die besondere Form des Gebäudes steht für ein verschmelzendes Doppelsternsystem kurz vor der Explosion. Die aufbrechende Außenhülle symbolisiert den beginnenden Massenaustausch. Ihre Oberfläche besteht aus 1400 unterschiedlichen, 4 mm starken Aluminium­ paneelen, die zweisinnig, teils dreisinnig gekrümmt sind. Die präzise vorgefertigten Bleche wurden mit Abstandshaltern auf den

Stahlbetonrohbau montiert. Die beiden Glasfassaden des Foyers unterzogen die Archi­ tekten einem digitalen Formfindungsprozess, sodass die gewünschte Freiform aus ebenen Scheiben konstruiert werden konnte.

Die vertikalen raumbildenden und tragenden Elemente bestehen aus gekrümmten Beton­ streifen, die sich, dem gestalterischen Prinzip der Supernova folgend, zu freigeformten Schalen und Schalensplittern entwickeln. Verschieden große Öffnungen und Spalte, die durch Versetzung entstehen, ermöglichen Blickbeziehungen zwischen den Ausstellungsräumen sowie Ein- und Ausblicke zur Umgebung. Der Besucher erschließt sich das Gebäude vom Foyer im Erdgeschoß aus. Sein Weg führt ihn spiralförmig über Rampenwege und Galerien zwischen den beiden Kernen im Gebäudeinneren und der Außenschale entlang. So umwindet er die Rotationsschwerpunkte der beiden Kerne: das Planetarium und den 15 m hohen Luftraum unter einer Glas-Gitterkuppel mit 250 m2 und 264 verschieden großen Scheiben. In deren Unteransicht sind Leuchten in die Verbindungsknoten integriert. Kuppelstruktur und Lichtkonzept sind an Konstellationen des ­südlichen SterHK nenhimmels angelehnt.

5 Glaskuppel 6 Dachterrasse 7 Seminarräume plan scale 1:1000

5 glass dome 6 roof terrace 7 seminar rooms

26 projects

ESO / P. Horálek

longitudinal section scale 1:1000

ESO / P. Horálek

GF and 2nd basement 1 entrance and foyer 2 planetarium 3 under-roof void 4 ramps

03/18

ESO / P. Horálek

The European Southern Observatory (ESO) is the leading intergovernmental organisation for astronomy in Europe and, according to its own literature, “the most productive astronomical observatory in the world”. The ESO Supernova, a planetarium and visitor centre, stands in fields at the gateway to Munich on the outskirts of TU Munich’s Garching Campus and was opened in April 2018. Supernova is an endowment from a Heidelberg charitable foundation, the Klaus Tschira Stiftung, and was based on an original idea of the physicist and SAP co-founder Klaus Tschira (1940 – 2015).

The state-of-the-art planetarium with 109 seats and a 2,200 m2 interactive exhibition on three floors, is intended to communicate the fascination and importance of astronomy and astrophysics to the public. The special shape of the building represents a merging double star system shortly before it explodes. The breaking open of the outer skin symbolises the start of the mass exchange. Its surface consists of 1,400 different 4 mm thick aluminium panels that have double, and in some cases triple curvature. The precisely prefabricated sheets were installed with spacers onto the reinforced concrete building carcass. The architects arrived at the design for the two glazed facades of the foyer through a digital formfinding process that would allow the desired free-form shape to be constructed using flat glass panels.

The vertical room-defining and load-bearing elements consist of curved concrete strips that follow the architectural principle of the supernova and join together to create free-form shells and part-shells. Various large openings and gaps arising from the offsetting of components allow views between the exhibition rooms and into and out of the building. Visitors access the building from the foyer on the ground floor.

HK

6

5

6

7

2 3

1

aa

1

3

2

4 4

2. Obergeschoss / Second floor

4

2

a

1

3

a

Erdgeschoss / Ground floor

03/18

projekte 27

ESO

Effiziente Tragwirkung Schalen, Decken und Rampen bilden zusammen eine räumliche Struktur mit einer hohen Steifigkeit gegenüber Horizontal- und Vertikallasten. Um beide Kerne sind in zwei Reihen segmentierte Schalen angeordnet. Diese bilden die vertikale Tragstruktur. Zwischen innerer und äußerer Schalenreihe spannen Erschließungsrampen und die Decken der Ausstellungsräume. In das Innere der Kerne ragen Balkone. In den oberen Geschossen wird der Bereich zwischen den beiden Kernen zum Foyer bzw. zur Ausstellungs- und Versammlungsfläche. Teils sind Schalensegmente mit vertikalen Lisenen ausgesteift, im Raum zwischen den Lisenen ist die gesamte technische Ausrüstung des Gebäudes in die Schalengeometrie integriert. Hohlkörperdecken mit einem ­reduzierten Eigengewicht und einer Dicke von 0,5 m spannen zwischen den beiden Kernen bis zu 13 m weit. Alle tragenden Bauteile sind als Stahlbetonkonstruktion ausgeführt.

Text: Moritz Heimrath, Adam Orlinski Die Architekten Moritz Heimrath und Adam Orlinski sind bei Bollinger + Grohmann in Wien tätig. Moritz Heimrath ist Büropartner. Die Spezialisten für parametrische Tragwerkplanung gehören zum Entwicklerteam der Statiksoftware »Karamba3d«.

A

Architects Moritz Heimrath and Adam Orlinski work for Bollinger + Grohmann in ­Vienna. Moritz Heimrath is the office partner. The specialist in parametric structural design was part of the ­development team for the structural analysis software “Karamba3d”.

B

C

D

B + G I (Abb. A–D)

A Begrenzungslinien im ­FE-Modell B Kraftfluss: Druckspannungen im FE-Modell C Rohbau: Innere Schalen, Rampen, Geschoss decken D Rohbau: Innen- und ­Außenschalen E Gesamtmodell

E

B+P

Digitales Modell

digital model A b oundary curves in FE model B flow of forces: compressive stresses in FE model C structural modell without outer shells D inner and outer shells E complete building model

28 projects

Dreidimensional und parametrisch Aufgrund der hohen geometrischen Komplexität des Projekts wurde der komplette Rohbau – von der ersten digitalen Skizze bis hin zur Schalungsplanung – anhand eines 3D Modells entwickelt und kommuniziert. Mit dem NURBS-Modeller »Rhinoceros« zum Modellieren von Flächen und Volumina und dessen grafischer Programmierschnittstelle »Grasshopper« wurde das architektonische Grundkonzept mit allen raumbildenden Elementen von Anfang an parametrisch aufgesetzt. Im Verlauf des Planungsprozesses fanden mehrere Anpassungen des Raumprogramms sowie der erforderlichen Flächen und Volumen statt.

Die Dimensionen tragender Bauteile, Versorgungsschächte und Öffnungen wurden nach und nach präzisiert und koordiniert. Basierend auf den aktualisierten Parametern zu verändernder Rauminhalte und Dimensionen, generierte sich das 3D Modell entsprechend der zuvor programmierten Logik von selbst neu.

Der Workflow mit einer visuellen Programmierumgebung ermöglichte auch die Verlinkung zwischen Gebäudegeometrie und Gebäudeinformation. Die interdisziplinäre Kommunikation und der Austausch zwischen den einzelnen Gewerken erfolgten ausschließlich über 3D Objekte mit entsprechenden Para­ metern, Attributen und Kommentaren. Schritt für Schritt wurde aus einer astronomischen

03/18

B+G

G

F

Efficient structural action Shells, decks and ramps together form a three-dimensional structure with high vertical and horizontal stiffnesses. Two series of segmented shells are arranged around the two cores to form the vertical structure. Circulation ramps and the decks of the exhibition spaces span between the inner and outer series of shells. Balconies project into the interior of the cores. Some of the shell segments are stiffened with vertical lesenes between which the building services installations are integrated.

Hollow core slabs with reduced self-weight and a thickness of 0.5 m span up to 13 m ­between the two cores. All structural components are made from reinforced concrete.

F

automatisierte Planerstellung: Isometrie und Koordinatenpunkte G Ausschnitt aus dem Rohbauplan mit Koordinatennummern F

utomated drawing proa duction: isometric views and coordinate points G part of building carcass drawing with coordinate points

Tailored interfaces During the approval and detailed design phases, the visual programming environment

ESO/TUM-FSD&ESO supported by Autel Robotics

Three-dimensional and parametric The complex geometry of the project meant the design of the building carcass – from the first digital sketches to the formwork design – was completely based on and represented by a 3D model. Using the NURBS modelling package Rhinoceros to model areas and vol-

umes and the Grasshopper graphical programming interface, the basic architectural concept was expressed parametrically in all the room defining elements from the very ­beginning. Gradually, the dimensions of all the structural components, building services shafts and openings were precisely defined and coordinated. The 3D model was generated again following the preprogrammed logic on the updated parameters each time the structure changed. The visual programming environment allowed the workflow to link building geometry with building information. Interdisciplinary communication and ­exchange of information between the various trades was exclusively by 3D objects with ­appropriate parameters, attributes and annotations. Building carcass, building services ­installations, fitting out and facade were integrated into the same model.

03/18

projekte 29

Wohn- und Geschäftshaus Schlotterbeck in Zürich Schlotterbeck Residential and Commercial Building in Zurich

Der Umbau und die Erweiterung einer ehemaligen Citroën-Autowerkstatt – 1951 von den Architekten Suter & Suter errichtet – stellt mit einer turmartigen Aufstockung den Bezug zu den benachbarten, ebenfalls aus den 1950erJahren stammenden Hochhäusern der Züricher Wohnsiedlung Heiligfeld her.

Der Eingriff verwandelt das Gebäude in eine Anlage für dichtes urbanes Wohnen und setzt neue städebauliche Akzente, ohne die Vergangenheit des Hauses zu leugnen. Der Entwurf des Architekturbüros Giuliani Hönger umfasst bei gleichbleibender Gebäudegrundfläche die Aufstockung sowohl des Rampenrundbaus als auch des Werkstattgebäudes. Er bietet Platz für insgesamt 104 Eigentumswohnungen unterschiedlicher Typologien – vom Gartenloft über Maisonette - oder Patiotypen bis zur Turmwohnung. Das Werkstattgebäude wurde um ein Geschoss, am südlichen Ende um vier Geschosse, aufgestockt. Eingestanzte Lichthöfe bringen Tageslicht in den tiefen Baukörper. Über den denkmalgeschützten Zufahrtsrampen erhebt sich der zylindrische Wohnturm bis in 40 Meter Höhe. Sein Erschließungskern trägt die darüber liegenden 9 Geschosse als pilzartiger Sockelbau und lässt den Bestand weitgehend unberührt. Die Doppelhelixrampen blieben vollständig erhalten und dienen im unteren Bereich als Fahrradstellplatz, darüber als Gewerbefläche. Zueinander versetzte Wandscheiben in den Obergeschossen ermöglichen stützenfreie ­Panoramawohnungen.

Auch die Pilzstützen des Werkstattgebäudes blieben erhalten und sind als einzelne Stützen in den Wohnungen erlebbar. Die räumliche Idee des passge­nauen Verzahnens von Bestand und Neubau war von Anfang an mit außergewöhnlichen Lösungen der Tragwerksplaner des Ingenieurbüros Lüchinger + Meyer verknüpft. GA

The conversion and extension of the former Citroën garage – originally completed in 1951 to a design by architects Suter & Suter – makes reference with its towers of additional storeys to the neighbouring high-rise blocks of Zurich’s Heiligfeld housing estate, which was also built in the same decade.

The project to convert the building into a residential complex for high-density city living creates a new urban design landmark, without renouncing the building’s past. The design for the conversion by architects Giuliani Hönger on the existing building footprint added storeys to the circular access ramp and garage structures. It also offered space for 104 owneroccupied housing units of various types – from garden lofts to maisonettes – from condo patio apartments to high-rise flats. The garage structure was increased in height generally by one storey and at the southern end by four storeys. Partial-height light wells bring daylight into the depth of the building. The cylindrical residential tower rises to a height of over 40 m and is built on top of the listed access ramp structure. Its circulation core supports the nine storeys above as a mushroomshaped plinth and leaves the existing ramp structure largely untouched. The double helix ramps are retained in their entirety. The lower part is used as cycle parking, with commercial activities occupying the areas above. Offset walls in the upper storeys create the space for column-free panorama apartments. The mushroom-headed supports of the garage structure are retained and appear as single columns in the apartments. The three-dimensional concept of precisely intermeshing the existing and new structures was linked from the beginning with the special solutions proposed by the structural engineers GA

at Lüchinger + Meyer.

David Willen

David Willen

Architekten /Architects: Giuliani Hönger Architekten, Zürich Mitarbeiter / Team: Jves Lauper (Projektleiter / project manager), Lorenzo Giuliani, Christian Hönger, Julia Koch (Projektsteuerung), Simone Blum, Nina Gschwend, Mathieu Gutzwiller, Christian Maag, Ivalina Yapova Tragwerksplaner /Structural engineers: Dr. Lüchinger + Meyer Bau­ ingenieure, Zürich Mitarbeiter / Team: Hans Seelhofer (Projektleiter / project manager), Gilbert Andrey, Kevin Ferrari, Max Frei, Doris Gisler, Arthur Gremaud, Beat Hintermüller, Roman Kaiser, Mirja Malmivaara, Raphael Stenz, Bruno Wicki Bauherr / Client: Schlotterbeck-Areal, Zürich Haustechnikplanung / Building services design: Haerter & Partner, Zürich WSM, Zürich Bauphysik / Building physics: Wichser Bauphysik, Zürich Fassadenplanung / Facades: GKP Fassadentechnik, CH-Aadorf Freianlagen / Outdoor works: Kuhn Landschaftsarchitekten, Zürich Lichtplanung / Lighting: Königslicht, Zürich

aa

32 projects

03/18

technology

technik

Ein revolutionäres Aufzugssystem im Testturm in Rottweil Revolutionary Elevator System in Test Tower, Rottweil

zooey braun

Architekten /Architects: Werner Sobek, Stuttgart, mit Jahn Architects, Chicago Tragwerksplaner / Structural engineers: Werner Sobek, Stuttgart Prüfingenieur / Test ­engineers: Frank Breinlinger, Tuttlingen Haustechnikplanung / Building services design: TechDesign, Frankfurt am Main

A

With a height of 246 m, the ThyssenKrupp test tower is one of the tallest buildings in Germany. It is used for research and development of innovative elevator technologies such as the Multi system, which uses cars with ropeless ­linear motors and horizontal mobility.

The tower has ten shafts for testing and certifying modern high-speed lifts, a glazed panorama lift for visitors and a fire-brigade lift. The load-bearing structure essentially consists of a slip-formed reinforced concrete tube with an external diameter of 20.8 m firmly embedded 30 metres into the foundation soils to allow this structure to work. A plinth building with radial bulkhead walls contributes to the horizontal stiffening effect of the foundation.

Above 115 m, offices and equipment rooms occupy part of the floor area. There is a void at about 80 m height, which acts as a heat store and contains a pendulum system to counteract building oscillations. This damping system consists of concrete slabs suspended on 9 m long cables. The passive pendulum reduces wind-induced oscillations of the tower shaft but can also be actively excited to simulate different wind loads.

In addition to a fatigue analysis for dynamic excitations, a wide range of critical construction stages had to be investigated, such as the completion of the tower carcass without the plinth building, when the tower was simply built into the foundation soils.

The design of the textile facade was particularly interesting: wind loads, installation and maintenance systems and weathering resistance had all to be investigated and clarified before the PTFE-coated, glass-fibre fabric could be attached to the six steel hollow sections that climb helically up the tower. The helical shape affects vortex shedding and reducGA es transverse oscillations by 40 %.

B

54 technology

Werner Sobek

thyssenkrupp Elevator

Fassadenplanung / Facade design: Werner Sobek, Stuttgart Baufirma / Construction: Züblin, Stuttgart Bauherr / Client: thyssenkrupp Business Services im Auftrag von thyssenkrupp Elevator

Mit einer Höhe von 246 m ist der Testturm der Firma thyssenkrupp eines der höchsten Gebäude Deutschlands. Er dient der Erforschung und Entwicklung innovativer Aufzugstechnologien wie etwa des Multi-Systems, dessen Kabinen auch horizontal verfahrbar sind. Die Besucherplattform des Gebäudes auf 232 m Höhe bietet zudem eine eindrucksvolle Aussicht auf die Umgebung Rottweils.

Zehn Schächte zum Testen und Zertifizieren moderner Hochgeschwindigkeitsaufzüge ­finden Platz im Turm, daneben ein verglaster ­Panoramaaufzug für Besucher und ein Feuerwehraufzug. Das Tragwerk besteht im Wesentlichen aus einer in Gleitbauweise erstellten Stahlbetonröhre mit 20,8 m Außendurchmesser, die in den Baugrund eingespannt ist. Um dies zu ermöglichen, reicht das untere Ende des Turms 30 m unter die Geländeoberkante.

Ein Sockelgebäude mit radialen Schottwänden unterstützt die horizontale Aussteifung.

Die innere Struktur besteht vor allem aus den Wänden der Aufzugsschächte sowie Zugangsdecken im Abstand von etwa 10 m. Bis zur ­Höhe von 110 m beträgt die Stärke der Außenwand 40 cm, darüber entspricht sie der Innenwandstärke von 25 cm.

Oberhalb von 115 m nehmen Büro- und Technikräume einen Teil der Grundrissfläche ein, sowie ein Hohlraum von etwa 80 m Höhe, der als Wärmespeicher dient und ein Pendelsystem gegen Gebäudeschwingungen enthält.

Dieses Dämpfersystem besteht aus Betonplatten, die an ca. 9 m langen Seilen abgehängt sind. Als passives Pendel dient es der Reduzierung windinduzierter Schwingungen des Turmschafts, kann aber auch aktiv angeregt werden, um verschiedene Windbelastungen zu simulieren.

Den oberen Abschluss des Turms bildet die Besucherplattform mit einer zentralen,

C

03/18

Rainer Viertlböck

F

mit ­Trapezblech gedeckten Stahlkonstuktion als »Penthouse«.

Das Projekt erforderte zahlreiche besondere Nachweise. Neben dem Ermüdungsnachweis für die dynamische Anregung waren diverse kritische Bauzustände nachzuweisen, wie etwa die Fertigstellung des Rohbaus vor Anschluss des Sockelbauwerks, als lediglich in den Baugrund eingespannter Turm.

Anspruchsvoll war auch die Planung der textilen Fassade: Windbelastung, Montage- und Wartungssystem sowie die Witterungsbeständigkeit waren zu klären, bevor das an sechs spiralförmig verlaufenden Stahlrundrohren ­befestigte PTFE-beschichtete Glasfasergewebe montiert werden konnte. Die Spiralform beeinflusst Wirbelablösungen und reduziert Querschwingungsbeanspruchungen um 40 %. GA

20,80

D

E

03/18

A G ewebemontage mit verfahrbarer Arbeitsplattform B als Wärmespeicher ­genutzter Hohlraum C Schnitt-Isometrie Sockel mit Einspannung des Turms im Baugrund D Schnitt Maßstab 1:2000 E Grundriss Maßstab 1:500 F Testturm nach Fertigstellung der textilen Fassade A t extile facade installation with mobile working platform B void used as heat store C isometric section of plinth showing tower embedded in foundation soils D section scale 1:2000 E plan scale 1:500 F test tower after completion of textile facade

technik 55

Software / BIM Building Information Modeling

vdi.de

Risiken minimieren Mit BIM inklusive der Verknüpfung mit Ressourcen und Zeitplänen lassen sich Qualitäts-, Kosten- und Termin­ risiken von Bauprojekten reduzieren.

In der neuen Richtlinie VDI 2552 ­ Blatt 3 werden Methoden beschrieben, die es ermöglichen, diese Vorteile im Verhältnis zwischen Auftraggebern und Auftragnehmern sowie weiteren Baubeteiligten zu nutzen. Die Richtlinie beschreibt die Anwendung von Bauwerksinformationsmodellen zum Abgleich von Leistungsmengen in den Bereichen Kostenermittlung, Terminplanung, Ausschreibung und Vergabe sowie Ausführung und Abrechnung unter Berücksichtigung der Projektphasen von der Entwicklung bis zur Fertigstellung.

Minimize risks BIM together with the linking of resources and schedules can reduce the quality risks, cost risks and schedule risks of construction projects. Part 3 of the new VDI 2552 guideline describes methods that make it possible to use these advantages in the relationship between clients and contractors as well as other parties involved in the construction process. The guideline describes the application of building information models for the comparison of service quantities in the areas of cost determination, scheduling, tendering and award of contracts as well as execution and accounting, taking into account the project phases from development to completion.

70 products

4D-Baumodellierung Mit der Übernahme von Synchro Software erweitert Bentley Systems das ProjectWise-Angebot im Bauwesen.

Die Software beinhaltet die 4D-Baumodellierung für die Abwicklung von Infrastrukturprojekten. Mit 4D-Bauprojektmanagement lassen sich die Vorteile von BIM auf die gesamte Abwicklung von Infrastrukturprojekten und die kompletten Anlagen-Lebenszyklen ausweiten, da traditionell nichtvernetzte Arbeitsabläufe digitalisiert werden. So sind in Synchro die 3DBIM-Ergebnisse mit der Zeitdimension (4D) verknüpft, um die Baustrategie, den Projektstrukturplan, den Zeitplan, die Kosten, die Ressourcen, die Supply-Chain-Logistik und die Fortschritte zu synchronisieren. Die 4DBauplanung bezieht noch weitere Bauvariablen ein (Human Resources, Materialien, Maschinen, Lehrgerüste und Raum). Es können die Softwareeigene CPM-Zeitplanung oder externe Projektzeitpläne genutzt werden.

Durch die Synchronisation der von BIM kommenden Änderungen mit dem Zeitplan und /oder den Vor-OrtBedingungen lassen sich die Auswirkungen von Änderungen auf den gesamten Projektabwicklungsprozess kommunizieren und analysieren. Dies ermöglicht es den Anwendern auch, verschiedene Baustrategien miteinander zu vergleichen – sogar in den frühen Phasen der Planungs- und Ausschreibungsprozesse – und die Machbarkeit und Effizienz verschiedener Szenarien zu prüfen. Die Integration der 4D-Baumodellierung über die vernetzte ProjectWise-Datenumgebung stellt sicher, dass BIM-Ergebnisse im Hinblick auf Änderungen aktualisiert werden, die während der Bau­ arbeiten vorgenommen werden.

4D Tree Modelling With the acquisition of Synchro Software, Bentley Systems is expanding ProjectWise‘s construction offer. The software includes 4D construction modelling for infrastructure projects.

With 4D construction project management, the advantages of BIM can be extended to the entire handling of ­infrastructure projects and complete system life cycles, since traditionally non-networked workflows are digitalised. In Synchro, 3D BIM results are linked to the time dimension (4D) to synchronize the construction strategy, project work plan, schedule, costs, ­resources, supply chain logistics and progress. 4D construction planning also includes other construction variables (human resources, materials, ­machines, falsework and space). The software‘s own CPM scheduling or external project schedules can be used.

By synchronizing the changes coming from BIM with the schedule and /or the on-site conditions, the effects of changes on the entire project handling process can be communicated and analysed. This also allows users to compare different construction strategies – even in the early stages of the planning and tendering processes – and to check the feasibility and efficiency of different scenarios.

The integration of 4D construction modelling via the networked ProjectWise data environment ensures that BIM results are updated to reflect changes made during construction.

bentley.com

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Schalung für die ESO: Jedes Element ein Unikat ESO Special Formwork: Every Element is Unique

Schlotterbeck-Areal: Autowerkstatt wird Wohnanlage Schlotterbeck Area: Car Garage Becomes Residential Complex

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Impressum / Imprint

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All CAD drawings in the Documen­ tation section were produced with VectorWorks®.

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Abonnementverwaltung und Adressänderungen / Subscriptions and address changes: Vertriebsunion Meynen Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel. +49 (0)61 23 92 38-211 Fax: +49 (0)61 23 92 38-212 detailabo@vertriebsunion.de structure erscheint 2018 am 1. März, 1. Juni, 3. September und 3. Dezember / structure appears in 2018 on 01 March, 01 June, 03 September and 03 December. structure ist einzeln oder im Abonnement über den DETAIL Online Shop oder den Buchhandel erhältlich / structure can be bought ­individually or on subscription via the DETAIL Online Shop or bookstores. www.detail.de/structure Bezugspreise / Prices: structure Einzelheft / Single issues: € 18,90 zzgl. Versandkosten / plus shipping costs Abonnement / Subscription: (4 Ausgaben inkl. Versandkosten / 4 issues including shipping): Inland / Germany: € 79,– / Ausland / Other countries: € 89,– Studenten / Students: Inland / Germany: € 45,– / Ausland / Other countries: € 55,– Ausland zzgl. MWSt, falls zutreffend / Other countries plus VAT, if applicable Abonnements sind 6 Wochen vor Ablauf kündbar / Subscription ­cancellation 6 weeks before expiry.

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Cover structure 3/18 Kienlesbergbrücke in Ulm/ Kienlesberg Bridge in Ulm Tragwerksplanung / Structural design: Krebs+Kiefer Ingenieure, Karlsruhe Architekten /Architects: Knight Architects, GB–High Wycombe Foto: Bartlomiej Halaczek, Knight Architects

Rubrikeinführende ganzseitige Schwarzweißfotos / Black-and-white photos introducing main sections: Seite / p. 3: Tanderrum Bridge in Melbourne Tanderrum Bridge in Melbourne Architekten /Architects: John Wardle Architects, AUS–Collingwood Victoria NADAAA, USA–Boston Tragwerksplanung / ­Structural engineering: GHD, AUS-Melbourne Foto: Peter Bennetts Seite / p. 13: Multihalle in Mannheim Architekten /Architects: Carlfried Mutschler, Joachim ­Langner, Mannheim Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Frei Otto, Ove Arup Foto: Robert Haeusser Seite / p. 19: ESO Supernova in Garching ESO Supernova in Garching Architekten /Architects: Bernhardt + Partner, Darmstadt Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Bollinger und Grohmann, ­Frankfurt / München / Wien Foto: Bollinger Grohmann Seite / p. 49: Besucherzentrum Park Vijversburg Vijversburg Park Visitor Centre Architekten / Architects: Junya Ishigami, Tokyo Studio Maks, Rotterdam Tragwerksplanung / ­Structural engineering: ABT, NL–Velp Foto: GEGalanello Seite / p. 59: Exchanger im Testturm in Rottweil / Exchanger in the Test-Tower in ­Rottweil Architekten /Architects: Werner Sobek, Stuttgart, mit Jahn Architects, Chicago Tragwerksplanung / ­Structural engineering: Werner Sobek, Stuttgart Foto: Andreas Gabriel

impressum 77