Autorenarchiv: Frank Will

Wolkenkratzer mit unkonventioneller Geometrie, Limmat Tower Dietikon, Schweiz. Mit dem 80 Meter hohen Limmat Tower hat das Schweizer Limmattal seinen ersten Wolkenkratzer bekommen, der zum Wahrzeichen der Stadt Dietikon, vielleicht sogar der ganzen Region, werden könnte. „Der Limmat Tower steht für Innovation, Einmaligkeit und Aussicht“, erklärt Maik Neuhaus, Leiter Entwicklungen bei der Halter AG, anlässlich des Spatenstichs im Juni 2013.

copyright by Synaxis AG, Zürich

In rund eineinhalb Jahren wurden die Rohbautenn vom Limmat-Tower und den weiteren Gebäuden auf dem Baufeld E im Gebiet Limmatfeld in Dietikon bei Zürich fertiggestellt. Seit 2002 entwickelt sich im Limmatfeld auf einem rund 90.000 Quadratmeter großen Areal ein neuer Stadtteil. Bis zum Jahr 2019 wird in den zahlreichen Liegenschaften der elf Baufelder Wohnraum für bis zu 3000 Einwohner und rund 600 Arbeitsplätze geschaffen. Die gesamten Investitionen betragen schätzungsweise rund 850 Millionen Schweizer Franken. Der Limmat Tower auf dem Baufeld E markiert den Eintritt in das neue Quartier. Um das Hochhaus gruppieren sich drei Solitärbauten, die unterschiedlich genutzt werden und mit Handschriften von drei Architekten in Erscheinung treten.

UNKONVENTIONELLE GEOMETRIE
Das markante Hochhaus mit 25 Obergeschossen hat eine unkonventionelle Geometrie. Der fünfeckige Gebäudegrundriss ist im Fassadenbereich in den Wohngeschossen vom 5. bis zum 25. Obergeschoss unterschiedlich gefaltet. Vor- und Rücksprünge wechseln sich ab. Dank der unkonventionellen Grundrissform genießen die Bewohnerinnen und Bewohner jeder Wohnung eine fantastische Aussicht in jeweils zwei Himmelsrichtungen. Auf den 20 Etagen sind 98 extravagante Apartments entstanden. Acht luxuriöse Penthouse- Wohnungen erstrecken sich über die obersten zwei Stockwerke des Limmat Towers und bieten von der privaten Dachterrasse eine atemberaubende Aussicht hoch über den Dächern von Limmatstadt. Im 10. und 15. Obergeschoss weist das Gebäude zudem Rücksprünge auf, das heißt der Gebäudegrundriss verkleinert sich ab diesen Ebenen. Sowohl die Faltung der Fassade wie auch
die Gebäuderücksprünge haben für die Bauingenieure eine große Herausforderung dargestellt.

DIE ENTWICKLUNG DES OPTIMALEN TRAGKONZEPTS
Der Limmat Tower ist ein Massivbau in Skelettbauweise. Die Tragstruktur besteht aus Stahlbetonstützen entlang der Fassaden und im Innern, sowie einem stabilisierenden Erschließungskern und Flachdecken in Stahlbeton. Gegründet ist der bis zu 28 Stockwerke hohe Baukörper mit einer kombinierten Pfahl- Plattengründung. Die großen Herausforderungen für die Bauingenieure zählt Robert Sigrist auf, leitender Ingenieur der Synaxis AG in Zürich:

„Aufgrund der Fassadenfaltung ist durch die Vor- und Rücksprünge an diversen Stellen keine
direkte Kraftdurchleitung möglich. Weiterhin sind bei den Gebäuderücksprüngen die Stützenkräfte jeweils abzufangen oder umzulenken. Und bezüglich des Brandschutzes muss bei Hochhäusern der Brandüberschlag durch die umlaufende Brüstung verhindert werden.“

Das gewählte Tragkonzept sollte die aufgezählten Randbedingungen auf möglichst einfache Art und Weise erfüllen.Die Bauingenieure verschoben daher die vormals innenliegend vorgesehenen Stützen an den Deckenrand und bildeten nur diejenigen Stützen als tragend aus, die in allen Stockwerken übereinander liegen. Die restlichen Stützen sind nicht tragend und werden lediglich als Fensteranschlag und zum Tragen der vertikalen Fassadenelemente benötigt. Die zwischen den Stützen stehenden Betonbrüstungen wurden umlaufend in Stahlbeton ausgeführt und mit den Stützen verbunden. Um die Stützenlasten im Bereich der Gebäuderücksprünge aufnehmen zu können, wurden im darunter liegenden Geschoss einzelne
Wohnungstrennwände tragend in Beton ausgeführt, um so die Last auf die tragenden Fassadenstützen zu führen.

„Die Zahl der Fehlerquellen ist mit der 3D-Visualisierung in Allplan Engineering im Vergleich zu 2D kleiner geworden. Dank der 3D-Visualisierung können wir erkennen, wenn etwas nicht bewehrt ist. In 2D ist das nicht so offensichtlich.”
Karl Heinz Hamel, Konstrukteur, Synaxis AG, Zürich

Der Limmat Tower wurde auch bezüglich Wind und Erdbeben statisch analysiert. Dabei wurden für die Aussteifung des Gebäudes jene Lift- und Treppenhauskerne berücksichtigt, die vom 2. Untergeschoss bis ins 25. Obergeschoss durchgehen. Die Kernwände umfassen einen inneren, fünfeckigen Ring und die daran anschließenden U-förmigen Querschnitte der beiden Treppenhäuser und der drei Lifte. Die statischen Analysen zeigten, dass der Lastfall infolge Wind die maßgebende Einwirkung darstellt, dieser aber mit den stabilisierenden Lift- und Kernwänden aufgenommen werden kann.

OPTIMALE BEWEHRUNG DANK 3D-VISUALISIERUNG
Die größten Herausforderungen für Bauingenieur Robert Sigrist und Konstrukteur Karl Heinz Hamel waren die Verbindungen, speziell in Hinblick auf statische Anforderungen und Bewehrung. Zum einen mussten die vorgefertigten Betonstützen mit den vor Ort erstellten Brüstungen, zum anderen der voraus gekletterte Kern mit den nachfolgenden, daran anschließenden Decken verbunden werden. „Dank der 3D-Visualisierung konnten diese anspruchsvollen Stellen räumlich dargestellt und optimal bewehrt werden“, erklärt Robert
Sigrist. Solche anspruchsvollen Stellen gab es in diesem Projekt einige. So blieben zum Beispiel durch die um den Kern angeordneten Schächte für Lifte und Treppenhäuser und die Aussparungen für die Steigzonen fast keine

Auflagerlängen mehr für die Decke übrig. Deshalb wurden an den Schächten so genannte „Wandfortsätze“ angeordnet. Das sind zusätzliche Wandscheiben als Auflager für die Decke. An Stellen mit großer statischer Beanspruchung – sowohl bei den Wänden wie im Bereich der Deckenanschlüsse an den Kern – erfolgte die Verwendung von Schraubbewehrungen und Endverankerungen. Ein spezielles statisches Highlight durften die Bauingenieure im Erdgeschoss bearbeiten: Über zwei im Untergeschoss verlaufende Fahrgassen mit einer Spannweite von knapp 19 Metern waren die darüber liegenden Wandscheiben wie bei einem Fachwerk gemäß dem Kräfteverlauf stark zu bewehren. Robert Sigrist berichtet mit  Begeisterung davon: „Eine Aufgabe dieser Art ist der Traum jedes Bauingenieurs!“ Dank der modellbasierten Erarbeitung der Schalungs- und Bewehrungspläne mit der Software Allplan Engineering und der Möglichkeit der 3D-Visualisierung konnte das Ingenieurbüro speziell die
anspruchsvollen Details optimal und baustellengerecht lösen. „Die Zahl der Fehlerquellen ist mit der 3D-Visualisierung im Vergleich zu 2D kleiner geworden“, berichtet Konstrukteur Karl Heinz Hamel über seine Erfahrungen und gibt auch noch ein Beispiel: „Dank der 3D-Visualisierung können wir erkennen, wenn etwas nicht bewehrt ist. In 2D ist das nicht so offensichtlich.“ Der Konstrukteur lässt uns aber auch an seinen Zukunftsvisionen teilhaben: „Ich denke,dass in einigen Jahren der Eisenleger mit dem auf ein Tablet geladenen Bewehrungsplan
die Bewehrung verlegen wird und laufend die Positionen löscht, die fertig verlegt sind. Und ich erwarte, dass wir Konstrukteure langfristig auf Großbildschirmen im Format A0 arbeiten werden.“ Wir sind gespannt, ob diese Visionen in fünf bis sechs Jahren Realität sein werden, oder ob sie sich bereits schneller erfüllen.“

PROJEKTINFORMATIONEN IM ÜBERBLICK
Schwerpunkt: Hochbau
Eingesetzte Software: Allplan Engineering
Projektdaten:
Bauherr: Halter AG Entwicklungen, Zürich
Totalunternehmung: Priora AG Generalunternehmung, Zürich
Architekt: huggenbergerfries Architekten AG, Zürich
Bauingenieure: Synaxis AG, Zürich

© 02.2016 Allplan GmbH, Munich, Germany; © Limmat Tower Dietikon; Entwickler: Halter AG, Architekt: huggenbergerfries Architekten AG, Zürich, Fotograf Beat Bühler

Gläsernes Debüt für ein neues Viertel , Bürogebäude Aviatica, Prag, Tschechische Republik. Im Stadtteil Jinonice, dem fünften Verwaltungsbezirk Prags, liegt das ehemalige Werksgelände des Flugzeugmotoren-Herstellers Waltrovka. Auf diesem 169.000 m² großen Areal plant die Investmentgruppe Penta Investments, in den kommenden Jahren ein neues Stadtviertel mit drei Bürokomplexen (Aviatica, Dynamica und Mechanica) und diversen Wohnanlagen zu errichten. Der erste Bauabschnitt des über 200 Millionen Euro teuren „Waltrovka Developments“ wurde im Juni 2015 mit der Fertigstellung des Bürogebäudes Aviatica abgeschlossen.

copyright by Building s.r.o.

Geplant wurde das etwa 49.500 m² große Gebäude, das in seinem Namen auf die Luftfahrt und damit auf die ursprüngliche Nutzung des Geländes anspielt, vom Prager Ingenieurbüro Building s.r.o. Aviatica ist ein moderner, gläserner Gebäudekomplex, der vor allem durch seine geschwungene, organische Form beeindruckt. Der Grundriss bildet – vom östlichen Abschluss abgesehen – ein Oval, dessen Fläche in den beiden Untergeschossen in Form einer Tiefgarage komplett ausgeschöpft wird. Oberirdisch windet sich das Gebäude wiederum um das Oval eines begrünten Innenhofs, der im Osten durch eine breite Lücke in einen großen öffentlichen Platz vor dem Gebäude übergeht. Auch in der Vertikalen zeigt sich der Bürokomplex dynamisch und variiert zwischen vier und neun oberirdischen Geschossen. Nahezu wie eigenständige Einheiten wirken dabei die beiden ebenfalls ovalen Türme, deren schmale Enden sowohl nach außen als auch zum Innenhof hin weit auskragen.

Von der Konstruktion her handelt es sich bei Aviatica in erster Linie um einen Stahlbeton-Skelettbau. Der über die Gebäudekubatur hinausragende Teil der Türme wurde durch auskragende Stahlträger mit auflagernden Betondecken erstellt. Spannbetonträger überbrücken das große Eingangsportal zum Innenhof. Die Vorspannung für diese Träger wurde durch externe Lasten implementiert. Da neben den beiden Kellergeschossen eine U-Bahn-Linie verläuft, wurden diese mit einer Schwingungsisolation versehen. Sie besteht aus zwei Platten, die durch Schwingungsdämmelemente miteinander verbunden sind. Das Fundament des Gebäudes wurde als Pfahlgründung mit Bohrpfählen ausgeführt. Von der Vorspannung des Spannbetonträgers über die Schwingungsisolierung bis hin zu abweichenden Stützenrastern zwischen Unter- und Obergeschossen hielt das Projekt Aviatica viele bautechnische Aufgaben bereit, welche die Ingenieure normalerweise in getrennten Teams und mit verschiedenen Softwarelösungen angegangen wären. Der Bauherr wünschte jedoch ausdrücklich die Anwendung der BIM-Arbeitsmethode (Building Information Modeling), um die Gebäudedaten bzw. das Gebäudemodell auch im Nachhinein für das Facility Management und die Abstimmung auf Kundenwünsche nutzen zu können. So wurde Aviatica das erste Projekt des Ingenieurbüros., bei dem BIM zum Einsatz kam.

„Wir wollten so viele Informationen wie möglich für den späteren Gebrauch nutzbar machen – nicht nur für den Datenaustausch während der verschiedenen Entwurfsphasen, sondern auch für zukünftige Projektbeteiligte wie Subunternehmer oder Facility Manager“, erklärt Václav Toman, Ingenieur bei Building s.r.o. Zu diesem Zweck verwendete die Firma die Lösungen Allplan Engineering und SCIA Engineer. Die Schal- und Bewehrungsplanung wurde dabei mit Hilfe von Allplan Engineering erstellt, Modellierungen und Berechnungen in SCIA Engineer vorgenommen. Für den Datenaustausch zwischen beiden Programmen wurde das OpenBIM-Format IFC (Industry Foundation Classes) verwendet. Auf diese Weise konnten die  verschiedenen Prozesse optimal miteinander verknüpft und dem Fortschritt des Projekts entsprechendsynchron isiert werden.

„Der große Vorteil beim Arbeiten mit Allplan Engineering war der problemlose IFC-Export/-Import.“
Ing. Václav Toman, Building s.r.o

Das Projekt Aviatica wurde beim Anwenderwettbewerb von SCIA & Allplan, dem User Contest 2015, mit dem „Special Price of the Jury“ ausgezeichnet. Ausschlaggebend hierfür war zum einen der ästhetisch gekrümmte Baukörper. Zum anderen wurde die konsequente Verwendung der OpenBIM-Arbeitsmethode gewürdigt – insbesondere der Gebrauch des IFC-Formats für den Austausch der Modelle zwischen Allplan Engineering und SCIA Engineer während der Bemessungsphase sowie die Möglichkeit der Nutzung des vollständigen BIM-Modells für das zukünftige Facility Management.

WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN ZUR BUILDING S.R.O
Building s.r.o. wurde im Februar 1992 als Bauplanungs- und Ingenieurbüro gegründet. Die Firma befasst sich hauptsächlich mit allen Phasen der Planung von Büro- und Wohngebäuden sowie öffentlicher Einrichtungen. Ihr Spezialgebiet ist der Stahlbetonbau. Um ihren Kunden Gebäude auf dem neuesten Stand der Bauplanung zu bieten, unterhält die Building s.r.o. ein
Qualitätsmanagementsystem entsprechend der Norm EN ISO 9001.

PROJEKTINFORMATIONEN IM ÜBERBLICK
Schwerpunkt: Hochbau
Eingesetzte Software: Allplan Engineering
Projektdaten:
Bauherr: Penta Investments s.r.o.
Generalunternehmer: PSJ a.s.
Architekt: Cigler Marani Architects a.s.
Ingenieur: Building s.r.o.
Baubeginn: 12/2013
Fertigstellung: 06/2015
Bruttogrundfläche: ca. 49.500 m²
Fläche (vermietbar): ca. 27.000 m³

© 03.2015 Allplan GmbH, Munich, Germany; © Projec Aviatica, Prague-CZ, photographer: Ing. Vaclav Toman