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Ein Turm (fast) nur aus Geometrie

Der markante Turm auf dem neuen Erweiterungsbau des Science Centers PHÄNOMENTA in Lüdenscheid hat das Potenzial eines Wahrzeichens, wenn nicht sogar das einer ingenieurtechnisch-architektonischen Ikone. In interdisziplinärer Zusammenarbeit von KKW Architekten, WERNER Bauingenieure und formTL Ingenieure entstand ein ausdrucksstarker Stahl-Fachwerk-Turm, in dessen Innenraum eine helixförmig gespannte Membran eingeschrieben ist. Diese Primärkonstruktion umhüllt nach dem Turm-im-Turm-Prinzip ein Foucaultsches Pendel, das an einem sekundären Tragwerk separat aufgehängt ist. Durch diese konsequente Trennung kann sich das Pendel unbeeinflusst vom Wind sowie den Eigenschwingungen der Primärstruktur bewegen und den Besuchern des Science Centers so die Erdrotation veranschaulichen.

Dabei ist der Turm nur ein Teil der Erweiterung für die PHÄNO­MENTA: Ein zweigeschossiger Anbau bietet weitere 1.400 m² Aus­stellungsfläche mit Räumen, die von expressiven Formen geprägt sind. Diese gewährleisten einerseits die Funktionsfähigkeit des Ausstellungsbereichs und resultieren andererseits aus den Anfor­derungen der Turmgeometrie. Denn der monolithisch gestaltete Betonbau dient zugleich als Fundament für die markante Stahl-konstruktion – so setzt sich das Stabwerk durch schräg gestellte Stützen im Betonbau fort. Die klare Optik des Turms beruht auf einem von Stabdreiecken gebildeten, schlanken Stahl-Fachwerk aus luftdicht verschweißten Rundrohr-Hohlprofilen. Vor allem die Knotenpunkte, bei denen bis zu sechs Rohre in unterschiedlichen Winkeln ineinander laufen, erforderten eine anspruchsvolle 3D-CAD-Analyse. Membrankräfte aus Vorspannung und Wind werden direkt in die Knoten eingeleitet, sodass eine Biegebeanspruchung der Stäbe weitgehend vermieden wird. Um den Turm in Einzelsegmenten einheben und fügen zu können, wurden etwas außerhalb der komplexen Knoten-Geometrie revidierbare Schraubverbindungen in den Stäben angeordnet und mit speziellen Halbzylinderblechen verdeckt. Dadurch waren keine Schweißarbeiten in großer Höhe erforderlich, und die montagetechnisch notwendige Segmentierung ist nicht ablesbar.

Die Membranhelix innerhalb des Stahl-Tragwerks erscheint filigran und leicht – "eine Konstruktion, die mit fast nichts auskommt", wie es formTL-Geschäftsführer Gerd Schmid formuliert – und erzielt trotzdem eine beeindruckende Wirkung. Die Helix besteht aus lediglich drei Bausteinen: 990 m² Membrane, drei formgebenden Seilen und neun Abspannungen mit ihren Beschlägen. Diese wenigen Elemente reichen aus, um die Membrane der sich drehenden und nach oben verjüngenden Turmstruktur folgen zu lassen. Während die errechnete Größtform die Kollisionsfreiheit zu den äußeren Turmrohren sicherstellt, verhindert die ermittelte Kleinstform Berührungen mit der inneren Pendelkonstruktion. Besonders markant wirkt die Schraubenlinie nachts, wenn die Nähte der hinterleuchteten Bespannung und die Schatten der Seile konisch nach oben zusammenlaufen und so den Turm noch höher erscheinen lassen. Die Lichtplanung für diese eindrucksvolle Illumination haben KKW Architekten gemeinsam mit wbp Ingenieure entwickelt. Das Lichtmanagement der LED-Leuchten ist Teil der Technischen Gebäudeausrüstung von wbp.

Das am Sekundärtragwerk aufgehängte Foucaultsche Pendel visualisiert für die Besucher nicht nur die Drehung der Erde, es macht auch die dabei verstreichende Zeit erlebbar. Denn für den Raum darunter entwarfen die Ausstellungsdesigner von beier+wellach projekte das Phänorama: eine 360°-Projektion der Stadt Lüdenscheid und ihres Umlands, die wie ein überdimensionales Kaleidoskop von der Schwingungsdauer des 30 m langen Pendels gesteuert wird.

Bautafel Turm des Science Centers PHÄNOMENTA

Bauherr

Stiftung PHÄNOMENTA Lüdenscheid

Architekt und Bauleitung

KKW ARCHITEKTEN, Altena
Linus Wortmann, Julia Düppe, Corinna Cardaun,
Svenja Asmann, Eduardo Abarca

Tragwerksplanung Stahlturm und Massivbau, Brandschutz, Wärmeschutz

Werner Bauingenieure, Menden
Günter Werner, Dr. Daniel Werner, Detlef König, Tim Berg, Stefan Hostert, Henrik Sträter, Christoph König

Tragwerksplanung Membranhelix, Ausschreibung, Fachbauleitung

formTL ingenieure für tragwerk und leichtbau GmbH, Radolfzell
Gerd Schmid, Christian Würfl, Ciprian Tripon, Katrin Kaltenbrunner, Christoph Singer

Haustechnik

WINKELS BEHRENS POSPICH Ingenieure für Haustechnik GmbH, Münster
Andreas Winkels, Michael Wellmeier, Alexander Löwen, Markus Grote, Björn Scholthaus, Jörg van Look

Ausstellungskonzeption, Planung und Bauleitung Ausstellungsproduktion

beier+wellach projekte, Berlin
Ruudi Beier, Birte Schramm, Frank Fietzek

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Referenzen

Lüdenscheid, Märkischer Kreis, Nordrhein-Westfalen, Deutschland (2015)

  • Über diese
    Datenseite
  • Product-ID
    7248
  • Erstellt am
    13.07.2015
  • Geändert am
    04.11.2015
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