Rosettenartige Struktur

Nationalmuseum in Katar
(in: BAUKULTUR 4_2020, S. 12-13)

Beim Bau des neuen Nationalmuseums von Katar wurde ein visionärer Entwurf grandios umgesetzt – dank deutschem Engineering von Werner Sobek aus Stuttgart. Das von Jean Nouvel entworfene Gebäude stellte aufgrund seiner Größe und seiner geometrischen Komplexität höchste Anforderungen an die Planung und Installation der Gebäudehülle.

Sobek 1

Entwurfsidee
Im Zuge des Ausbaus der Hauptstadt von Katar zu einem weltweiten Finanz-, Kultur- und Tourismuszentrum wurde in Doha ein neues Nationalmuseum realisiert. Ausgangspunkt für den Entwurf waren die rosettenartigen Strukturen von so genannten Sandrosen, Strukturen, die sich in der Wüste bei der Verdunstungskristallisation von Gips bilden. Aus diesem Motiv wurde ein Gebäudekomplex entwickelt, der in der Grundfläche rund 400 x 250 m misst und eine Höhe von bis zu 40 m erreicht. Das Gebäude selbst setzt sich aus 539 diskusförmigen Elementen zusammen, die einen Durchmesser von bis zu 87 m haben. Diese sind räumlich zueinander versetzt und überschneiden sich teilweise. Im Rauminneren setzt sich die komplexe Geometrie des Außenraums fort.

Sobek 2

3D-BIM-Modell
Auf Basis der Leitdetailplanung und Ausschreibung von Jean Nouvel wurde die Gesamtmaßnahme an den koreanischen Generalunternehmer Hyundai vergeben. Zentraler Bestandteil des Planungsprozesses war ein 3D-BIM-Modell, das aufgrund der Größe des Projekts und des extrem hohen Detaillierungsgrades (LOD 400) zur Bauzeit das größte Modell seiner Art auf der Welt war. Der baubegleitende Planungsprozess verursachte permanente Anpassungen in allen Gewerken und erforderte ein hocheffizientes Planungsänderungsmanagement. Bestandteile waren u. a. eine automatische Kollisionsdetektion und eine möglichst einfache parametrisierte Nachführung von Planungsdaten.

Planung der Gebäudehülle
Die Gebäudehülle besteht aus doppelt gekrümmten Paneelen aus Faserbeton, die auf einer justierbaren Unterkonstruktion aus Stahl angebracht sind. Die Paneele entstammen geometrisch einer Familie von ähnlichen Disk Cladding Patterns, die in Durchmesser und Dicke variieren. Um eine wirtschaftliche Realisierung des Entwurfs zu ermöglichen, wurden die Patterns gemäß rotationssymmetrischen Prinzipien angeordnet. Hierdurch konnte die Anzahl unterschiedlicher Schalungen für eine Gesamtmenge von rund 80.000 Panels optimiert und auf ein Minimum begrenzt werden. Insgesamt wurden ca. 106.000 m² Faserbeton-Paneele mittels Einbauteilen an einer sekundären Stahlkonstruktion befestigt. Die Positionierung der Einbauteile wurde mittels parametrischer Software so festgelegt, dass die Spannweiten optimiert werden konnten. Die Stahlkonstruktion, welche die Gebäudehülle trägt, ruht ihrerseits auf einem polygonalen Stahlgerüst. Verstellbare Stutzen mit Anschweißbolzen bilden die Schnittstelle zwischen der sekundären und der primären Tragkonstruktion. Die individuelle Planung und Verstellbarkeit der Stutzen war eine wichtige Voraussetzung für die Realisierung des Gebäudes, da die Träger der sekundären Stahlkonstruktion gekrümmt sind und der Kugelkalottengeometrie der diskusförmigen Elemente folgen; die Dämmung und Abdichtung der Gebäudehülle erfolgte um die Stutzen herum. Werner Sobek zeichnete für die komplette 3D-Planung aller Metallbau-Komponenten der Sekundärstruktur verantwortlich, inklusive der Werkstattpläne für alle Details und aller statischen Berechnungen. Insgesamt wurden für das FRC-Cladding inklusive Koordinations-Revisionen 12.000 3D-Dateien und 4.000 2D-Zeichnungen erzeugt.

Sobek 3

Ausführungsüberwachung
Zum Leistungsumfang gehörte neben der Planung ein durchgehend auf der Baustelle präsentes Team aus Architekten und Ingenieuren, das für die Baustellenüberwachung, die Schnittstellenklärung, die Koordination und das Vermitteln der Planung an die ausführenden lokalen Firmen verantwortlich war. Die Baustelle selbst erforderte ein ausgeklügeltes System von Anlieferung und Lagerhaltung. Es kamen u. a. 12 große Turmdrehkrane und unzählige Mobilkrane zum Einsatz. In Spitzenzeiten waren bis zu 3.500 Arbeiter und 300 Architekten und Ingenieure auf der Baustelle tätig, zum großen Teil im 24/7-Schichtbetrieb.

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