Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das aus selbst\u00e4ndigen Modulen bestehende Dach bietet einen gro\u00dffl\u00e4chigen Witterungsschutz, wie er vielerorts gebraucht wird, jedoch als Holzbausystem kaum verf\u00fcgbar ist. Stahl- u. Stahlbetonkonstruktion sind die Regel. Eine Anwendung von moderner Holzkonstruktion f\u00fcr neue Nutzungen ergibt sich hier als Chance. Das hier einzusetzende Prinzip der doppelt gekr\u00fcmmten Gitterschalen als Brettstapelkonstruktion ist erstmals vor wenigen Jahren in kleinerer Dimension an Prototypen erprobt worden. Es ist \u00e4u\u00dferst effizient und soll hier in Form von Sattelfl\u00e4chen in gro\u00dfer Dimension zur Anwendung kommen. Die Erfassung der Kr\u00e4fte, die Schnittgr\u00f6\u00dfen und die statischen Spannungs- u. Verformungsnachweise sind extrem anspruchsvoll. Verarbeitung und Herstellung sind aber einfach und gerade f\u00fcr kleinere Betriebe gut realisierbar. Das Gro\u00dfdach im Zentrum der EXPO 2000 erzielt einen hohen Multiplikationseffekt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach Vorliegen der Grundkonzeption der Architekten entsteht die Formfindung des Tragwerks als inte-graler Entwicklungs- u. Planungsvorgang mit dem Ingenieur – ein iterativer Prozess, bei dem Modellbau, Berechnung, Simulation, Designstudien immer wieder durchlaufen werden. Es sollen Massivholzst\u00e4mme zum Einsatz kommen. Der Qualit\u00e4tskontrolle ist im Hinblick auf die M\u00f6glichkeit zur maximalen Aufnahme der auftretenden Spannungen durch Ultraschallmessungen vorzunehmen. Die Dachdeckung mit einer umweltfreundlichen Membran muss in allen Details entwickelt und auf die Holzkonstruktion bauphysikalisch und bautechnisch abgestimmt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Vom Institut f\u00fcr Holzkonstruktion der ETH Lausanne wurden Ultraschallmessungen vorgenommen, um nach M\u00f6glichkeit bei sehr gro\u00dfen Baumst\u00e4mmen vorkommende sogenannte Kernf\u00e4ule auszuschlie\u00dfen und nur gesunde St\u00e4mme zu f\u00e4llen. Dieses Verfahren hat bei der hier erfolgten konkreten Anwendung bei B\u00e4umen gro\u00dfer Dimension eine enorme Treffsicherheit. Dies erlaubt es k\u00fcnftig, bei gro\u00dfer Menge Fehleinschl\u00e4ge zu vermeiden. Die Vorstellung, f\u00fcr die tragenden Masten Vollholz-St\u00e4mme zu verwenden, fand auf Seiten der Holz verarbeitenden Industrie Skeptiker: das Material hat eine viel zu hohe Eigenfeuchtigkeit (mit negativer Auswirkung auf die Tragf\u00e4higkeit und dem Risiko der F\u00e4ulnis).<\/p>\n
Es best\u00e4tigte sich jedoch die M\u00f6glichkeit, den f\u00fcr die Trocknung der Holzquerschnitte zum Zweck der Verarbeitung zu Brettschichtholz hohe Energiemenge eben gerade durch die Verwendung von Vollholz erheblich reduzieren zu k\u00f6nnen: Die St\u00e4mme wurden durch eine Kettens\u00e4ge pr\u00e4zise in zwei H\u00e4lften auf-getrennt und zum Lufttrocknen gelagert. Die an den St\u00e4mmen durchgef\u00fchrten Kontrollen ergaben, dass es tats\u00e4chlich m\u00f6glich ist, auch Vollholzst\u00e4mme dieser Querschnittsdimension durch geeignetes Auftrennen in einem vertretbaren Zeitaufwand im Freien zu trocknen, die Holzfeuchte auf das n\u00f6tige Ma\u00df zu reduzieren und gleichzeitig die prognostizierten Risse durch die Ausbildung des Details, das die weitere Austrocknung des Holzes im eingebauten Zustand sicherstellt.<\/p>\n
Von grundlegender Bedeutung ist die gemachte Erfahrung, dass die im Einklang mit dem Tragwerksprinzip entwickelte Gro\u00dfform im Falle von Windanstr\u00f6mungen sich grunds\u00e4tzlich anders verh\u00e4lt, als dies die Lastannahmen nach DIN vorgeben. Die aufgetretenen negativen Druckbeiwerte (Sogwirkung) auf der Unterseite der D\u00e4cher – anstatt der von den Fachleuten erwarteten nach oben wirkenden Sogwirkung – f\u00fchrten zu einer Erh\u00f6hung der Belastung der gesamten Konstruktion, anstelle der vermuteten Entlastung und damit nicht zu der erwarteten Reduzierung der Materialmengen. Hier ist also der direkte Zusammenhang zwischen offenen, gro\u00dfr\u00e4umigen Tragwerken und Geb\u00e4udeaerodynamik, sowie dem vorhandenen technischen Regelwerk zutage getreten. K\u00fcnftige Normgebung kann hierauf aufbauen. Die im nachhinein durch Prof. Dr.-Ing. Kreuzinger vorgenommenen In-situ-Schwingungsmessungen an den EXPO-Schirmen zeigen, dass die aufgrund der Windkanalversuche erlangten Vorgaben f\u00fcr die Dimensionierung sehr gut mit den Messwerten \u00fcbereinstimmten. Es zeigt sich also, dass man durch die Arbeit im Windkanal zu die Realit\u00e4t wesentlich genauer abbildenden Resultaten kommen kann, als dies durch die derzeit vorhandene Normung geschieht.<\/p>\n
F\u00fcr die Verankerung wurden gem\u00e4\u00df der Planung sogenannte Bertsche-D\u00fcbel eingesetzt. Die an der TU M\u00fcnchen durchgef\u00fchrten Ausziehversuche zeigten, dass bei geeigneter Anordnung dieser Verankerungen die Resistenz im Holz bei mehreren D\u00fcbeln nicht linear sondern \u00fcberproportional anw\u00e4chst. Hier wird also der Stand der Technik im positiven Sinn erweitert. Dies kommt bei derartigen Konstruktionen demnach einer solchen Form der Krafteinleitung zugute. Auch dies kann bei geeigneter \u00dcbernahme die-ser Erkenntnisse Einfluss auf k\u00fcnftige technische Regelwerke zur Bemessung von Querschnitten und Verbindung Eingang finden.<\/p>\n
Ein Problem war die Frage, wie die Dachhaut als Membrankonstruktion so auf dem Holztragwerk w\u00fcrde befestigt werden k\u00f6nnen, dass deren Material nicht unmittelbar auf den tragenden Teilen des Daches aufliegen w\u00fcrde. Dies war eine strikte Forderung, um zu vermeiden, dass zwischen Membrane und Holz durch Kondensat entstehende Feuchtigkeit das Holztragwerk einschlie\u00dflich der Verbindungsmittel zum Korrodieren bringen w\u00fcrde. Es wurde eine neuartige Haltekonstruktion entwickelt: Sie erfolgte linienf\u00f6rmig in Korrespondenz mit dem Kr\u00fcmmungsverlauf der Oberfl\u00e4chen in Form von Seilen, die zwischen Membrane und Dachkonstruktion in Schlaufen gef\u00fchrt werden. Diese sind an Ihrer Unterseite mittels sog. Schaukelschrauben befestigt, die das nachtr\u00e4gliche Einf\u00fchren der Seile, ihre Befestigung und den Abstand zu Holzkonstruktion sicherstellen. Hiermit ist ein neuartiges Konstruktionsprinzip einer mechani-schen, durchdringungsfreien Befestigung verf\u00fcgbar geworden.Die Realisierung des Projektes verlangte angesichts der Komplexit\u00e4t der Aufgabe, dass das beauftragte Holzbauunternehmen, Firma Merk, \u00fcber 30 weitere Zimmerei- und Zulieferbetriebe einschaltete, bzw. die Bauteile an vielen Stellen zeitlich parallel gefertigt wurden. F\u00fcr alle Beteiligten entstand hier erstmals im Bereich der Holz verarbeitenden Gewerke ein Kooperationsmodell, das in Folge des Einsatzes von EDV und Telekommunikationsmitteln erm\u00f6glicht wurde.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Buchpublikation (EXPODACH – Symbolbauwerk zur Weltausstellung Hannover 2000, Prestel Verlag M\u00fcnchen\/London\/New Yorck, deutsch\/englisch, ISBN 3-7913-2382-2): 5000 Exemplare weltweit, 2. Auf-lage: 03\/2001; Film (Das Dach der Weltausstellung – ein Pionierbauwerk aus Holz), Vertrieb: triplex FISCHER Werbemittel GmbH, Im Maarweg 42, 53619 Rheinbreitbach, Fax 02224\/934141, Art.-Nr. 20530: weltweit ausgestrahlt, filmb\u00fcro M\u00fcnchen, Dauer: 30 Minuten. Zahlreiche Vortr\u00e4ge bei Konferenzen im In- und Ausland. Ver\u00f6ffentlichungen in Printmedien (Soweit bekannt): 68.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die besonderen Herausforderungen, die sowohl den Planern und Institutionen als auch den ca. 30 mittelst\u00e4ndischen Betrieben, die unter einem enormen Zeitdruck und mit enormem Aufwand an professioneller Koordination das Bauwerk zur Er\u00f6ffnung der Weltausstellung fertiggestellt haben, f\u00fchrten zu einem Holzbauwerk, das in dieser komplexen Form bisher noch nicht m\u00f6glich war. Das EXPO-Dach stellt ein herausragendes Symbol f\u00fcr innovative und umweltfreundliche Bauweisen dar. Die im Bereich des Baustoffes Holz neu erarbeiteten Berechnungsmethoden und Konstruktionsweisen sind f\u00fcr die Zukunft des Holz-baus richtungsweisend. Durch die Lage des EXPO-Daches im zentralen Bereich des gr\u00f6\u00dften europ\u00e4ischen Messegel\u00e4ndes wird ein hoher Bekanntheitsgrad und Multiplikatoreffekt auf nationaler und internationaler Ebene bewirkt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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