Menschenaffenhaus der Wilhelma

Aufgabenstellung

Die Wilhelma, der zoologisch-botanische Garten Stuttgarts, ist Teil eines Parks, der im 19. Jahrhundert als englischer Landschaftsgarten, entlang der für den Stuttgarter Raum typischen Topographie mit Talkessel und steil ansteigenden Hängen, angelegt wurde.

Das aus dem Jahr 1971 stammende Menschenaffenhaus wurde den heutigen Anforderungen in Hinblick auf die Tierhaltung, die Tierpräsentation und Arbeitsstättenrichtlinien nicht mehr gerecht, so dass ein Neubau erforderlich wurde. Die neuesten Erkenntnisse zur artgerechten Haltung von Menschenaffen mussten Berücksichtigung finden und hatten einen wesentlichen Einfluss auf die Gestaltung des neuen Geheges. Die ursprüngliche natürliche Umgebung sollte so weit wie möglich adaptiert und ihre gewohnte Lebensweise berücksichtigt werden. Raumdimensionen und -formen, Oberflächen und Lichtgestaltung spielen dabei ebenso eine wesentliche Rolle, wie der Bewegungs- und Gestaltungsspielraum der Menschenaffen.

Im Entwurfskonzept für das neue Affenhaus wurden die landschaftlichen Elemente von Berg, Tal und Wald aufgegriffen. So bildet das neue Gehege auf dem topografischen Hochpunkt des Landschaftsparks gelegen, einen artifiziellen Bergrücken aus. Der Baukörper entwickelt sich entlang einer S-förmigen Linie um den erhaltenswerten Baumbestand herum und schiebt sich an den gebogenen Enden scheinbar unter das Erdreich. Dieser Effekt wird durch die Ausbildung zweier begrünter und schalenartig gebogener Dachflächen erzielt, die kontinuierlich fließend in den angrenzenden Landschaftspark übergehen. Unter den beiden Dachschalen sind die Innengehege für die Gorillas und Bonobos angeordnet. Die monolithisch wirkende Betonkonstruktion der Innengehege im "Bergrücken" wird kontrastiert von der offenen, begrünten Anlage der Außengehege, die eine natürliche Fortsetzung der begrünten Dachlandschaft darstellen und in Teilbereichen von einer leichten Stahlnetzkonstruktion überspannt werden.

Beschreibung der Konstruktion

Der offensichtliche Kontrast der leichten Stahlnetzkonstruktion der Außengehege zur massiven Stahlbetonkonstruktion für die Innengehege findet sich auch in der Tragwirkung der beiden Konstruktionen wieder: Das Stahlnetz als zugbeanspruchtes und durchhängendes Tragwerk, die Massivbaukonstruktion als druckbeanspruchtes und nach oben gewölbtes Tragwerk. Die Gemeinsamkeit dieser unterschiedlichen Tragwerkstypen ist, dass sie durch ihre räumliche Krümmung besonders wirtschaftliche Systeme darstellen.

Die gewölbeartige Dachkonstruktion für die Innengehege wurde mit vielen ebenen, in flachem Winkel zueinander angeordneten, polygonalen Betonplatten verwirklicht. So kann die Gewölbetragwirkung genutzt werden, ohne dass eine sehr aufwendige, zweifach gekrümmte Schalung und Bewehrung realisiert werden musste.

Um den gestalterischen Gedanken der Fortsetzung der Hügellandschaft über das Gebäude hinweg realisieren zu können, musste der Baukörper mit einer 50 cm dicken Erdschicht überschüttet werden. Nur durch diesen hohen Aufbau war ein nahtloser Übergang der Vegetation vom Gelände über das Dach möglich. Ein optimierter und materialsparender Abtrag dieser hohen Lasten konnte durch die nach oben gewölbte Form der Dachkonstruktion erreicht werden. Sie leitet Ihre Druckkräfte auf der Seite der Innengehege über Wände an die Bodenplatte. Auf der Seite der Besucher erfolgt der Lastabtrag über Stützen in die Gründung. Die Horizontalkomponente wird über die Bodenplatte mit der gegen­ überliegenden Gebäudeseite kurzgeschlossen.

Die Form der Netzfläche ergibt sich dagegen aus dem statischen Gleichgewichtszustand, der sich aus den vorgegebenen Randbedingungen, wie z. B. Lage und Höhe der Stützen, einstellt. Die sanften Krümmungen der Netzfläche bilden dabei einen gewollten Kontrast zur gefalteten Stahlbetonkonstruktion der lnnengehege.

Das 3.500 m² große Seilnetz der Bonobogehege überspannt eine bogenförmige Grundrissfläche von etwa 2.200 m², die der Kurvenform des angrenzenden Innengeheges angepasst ist. Über 13 Hochpunkte mit Höhen von bis zu 13 Metern gespannt, entsteht eine unregelmäßige, wellenförmige Dachlandschaft.

Die gesamte Netzkonstruktion ist unmittelbar sichtbares Tragwerk. Das Seilnetz selbst nimmt dabei die Aufgabe wahr, den Bewegungsraum der Affen nach außen abzugrenzen. Es ist aber auch gleichzeitig das wesentliche, tragende BauteiL

Wahl der Baustoffe

Die gewölbeartige Gebäudekonstruktion für die Innengehege wurde als Stahlbetonkonstruktion aus C30/37 und in höher druckbeanspruchten Bereichen aus C45/55 in Verbindung mit Betonstahl BSt SOOA realisiert.

Die zugbeanspruchte Seilnetzkonstruktion besteht aus geschwärzten Edelstahlseilen aus dem Werkstoff 1.4401 mit 3 mm Durchmesser der Einzelrundlitzenseile. Diese Einzelseile werden durch Pressklemmen zu einem Netz mit rautenförmigen Maschen mit 50 bzw. 60 mm Maschenweite zusammengefügt.

Die Abspannseile der Randstützen unterschiedlicher Durchmesser bestehen aus Edelstahl Werkstoff 1.4401 mit Seilfestigkeiten der Einzelseile von min. 1450 N/mm².

Die Pylone bestehen im Wesentlichen aus Stahlrohren der Güte S355. Die Kontenverbindungen und Fußpunkte der Innenpylone wurden mit Gussteilen der Güte GS-20 Mn 5 hergestellt.

Besondere Ingenieurleistung

Die Netzkonstruktion mit einem Flächengewicht von 2,5 kg/m² und die Massivbaukonstruktion mit einem Flächengewicht der Dachschale von 750 kglm² sind von ihrem äußeren Erscheinungsbild genauso verschiedenartig, wie auch die Anforderungen an Nutzung und Gestaltung, die sie erfüllen müssen:

Die Netzkonstruktion dient allein dazu, das Außengehege der Bonobos abzugrenzen und ihnen dabei möglichst viel Raum zu bieten. Die notwendigen Pylone wurden wie Bäume gestaltet, die den Affen Klettermöglichkeiten bieten und die ihre eigentliche Aufgabe, das Netz zu halten, wie nebenbei bewerkstelligen. Die materialminimierte, langlebige und nahezu wartungsfreie Anlage steht für die Besucher optisch im Hintergrund, so dass die ganze Aufmerksamkeit der Hauptattraktion, nämlich den Affen gelten kann.

Dagegen dient die vielfach geknickte Dachkonstruktion der Innengehege nicht nur als Behausung für die Menschenaffen. Sie ist gleichzeitig Tragwerk für einen künstlich erschaffenen, begrünten Hügel und wird zusätzlich als Wärmespeicher benötigt, um ein optimales Innenraumklima für die Primaten zu schaffen. Diese vielfältigen Anforderungen führten quasi geradezu unweigerlich zu dieser effektiven Tragstruktur, die in enger und guter Zusammenarbeit mit den Architekten entwickelt und optimiert wurde.

Die besondere Leistung in der Tragwerksplanung bestand darin, die gestalterische Grundidee der Hügellandschaft und die Anforderungen, die sich aus der Haltung von Menschenaffen ergeben, umzusetzen. Es wurden geometrisch anspruchsvolle aber sehr effiziente Tragwerke verwirklicht, die an jeder Stelle sichtbar sind gleichzeitig aber natürlich wirken und im Hintergrund ihren Dienst tun.

So ist eine Anlage mit reichlich Platz für ihre tierischen Bewohner entstanden, die für die nächsten Jahrzehnte eine hervorragende Menschenaffenhaltung in der Wilhelma garantiert.

Erläuterungsbericht der wh-p GmbH Beratende Ingenieure Weischede, Herrmann und Partner zur Einreichung beim Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015