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Futurium Berlin

Schnepp Renou

Bericht von RICHTER MUSIKOWSKI Architekten

Stahl im Futurium
Das Material Stahl besitzt im Neubau des Futuriums eine architektonische Schlüsselposition. Durch dessen besondere statischen Eigenschaften wurden die großen Spannweiten, spektakulären Auskragungen, skulpturalen Einbauten und panoramenhafte Fassadenöffnungen erst effizient realisierbar. Die optischen Eigenschaften des metallischen Glänzens und Reflektierens inspirierten darüber hinaus zu der Verwendung von Stahl in veredelter Form als robuste und zugleich geheimnisvolle Verpackung für das Zukunftsgefäß Futurium. Aus dem vielfältigen Einsatzspektrum innerhalb des Gebäudes werden nachfolgend exemplarische Bereiche mit innovativem Stahleinsatz näher erläutert:



Foto: Dacian Groza

Tragwerk
Das Tragwerk agiert als langlebiges, nachhaltiges  Grundgerüst für alle zukünftigen Nutzungen des Gebäudes. Deshalb wurden bereits im Entwurf auch potentielle Umnutzungen (Bibliothek, Kulturzentrum) mit untersucht. Je größer die möglichen Spannweiten, desto höher wird die Nutzungsflexibilität und Grundrissgestaltung. Tragende und Ausbauelemente wurden deshalb voneinander getrennt, um flexible Funktionsanpassungen zu ermöglichen. Auf Grundlage der Anforderungsmatrix wurde für die fünfeckige Grundform ein orthogonales Stahlbetontragwerk  mit Weitspann-Stahlverbundträgern, vier massiven Stahlbetonkernen und wenigen Stützen errechnet. Die Außenwände sind in Teilbereichen vorgespannt. Das begehbare Dachtragwerk wurde zugunsten der Eigenlastreduzierung und Materialoptimierung als reine Stahlkonstruktion ausgeführt. Die Deckenstahlträger enthalten alle Regelaussparungen, so das die statisch erforderliche Höhe für die flexible Integration der komplexen Haus- und Ausstellungstechnik genutzt werden konnte.

Screenfassaden
Die in ihren Dimensionen einzigartigen Screenfassaden, welche über den Haupteingängen Nord und Süd panoramenhafte Ein- und Ausblicke bieten, sind das Ergebnis einer intensiven Zusammenarbeit zwischen den Planungsbeteiligten in den Bereichen Tragwerk, Fassadenkonstruktion, Bauphysik und Architektur. Hier galt es, neben den gestalterischen Anforderungen an maximale Scheibenformate und minimierter Tragstruktur ebenso Anforderungen an Schallschutz, Wärmeschutz, Sonnenschutz, Verdunklung, Windlast, Branschutz und Absturzsicherheit zu erfüllen.

Der statische „Kunstgriff“ für die komplexen Anforderungen lag in der Umkehr der Lastableitung. Die Verkehrs- und Eigenlasten der 18m weiten Deckenauskragung wurden über Zuglamellen an den oberen 30m langen Stahl-Hohlkastenträger gehängt. Diese Lamellen unterliegen dauerhafter Zugbeanspruchung und können sehr schlank ausgebildet werden. Die Lasten der Structural-Glazing-Fassade und der Sekundärkonstruktion werden ebenfalls über die Stahllamellen abgetragen. Im Brandfall trägt der untere Träger als Verbundträger, so dass die Lamellen nicht feuerbeständig ausgebildet werden müssen. Zwischen den Stahllamellen und der Glasfassade befinden sich Führungsschienen für die Verdunklungsanlagen, die auch als Projektionsflächen dienen.

Für die Bauzustände wurden temporäre Lastableitungswege durch Hilfsstützen und Stahlsteifen erarbeitet. Mittels Hydraulikpressen erfolgte nach Abschluss der Roh- und Stahlbauarbeiten der komplexe Umlastungsprozess inkl. Spannkraftausgleich. Durch gezielte Aktivierung von zugkraftstarken Stahlbauelementen konnte der Einsatz der übrigen Baumaterialen auf ein Minimum reduziert werden.

Gussglas-Edelstahl Fassade
Basierend auf der Entwurfsidee definiert sich die Fassade aus zwei wesentlichen Leitbildern: die ungreifbare, sich in ihrem Lichtspiel stetig verändernde Wolke sowie das robuste Außenkleid einer Raumfähre mit seinem Hitzeschild aus elementierten Keramikkacheln.



Foto: Dacian Groza

Zur Übersetzung der Leitideen wurde mit den beteiligten Fachplanern und der industrie anhand von Prototypen, Versuchsaufbauten, 3D-Simulationen und Prüfprozessen schrittweise ein innovatives System entwickelt, das ohne sichtbare Befestigungen fließende Übergänge zwischen Warm- und hinterlüfteten Kaltfassaden, vertikalen, geneigten und horizontalen Flächen ermöglicht.

Die hinterlüftete Vorhangfassade besteht aus über 8.000 vorgefertigten dreidimensional gefalteten Gussglas-Edelstahl-Kassetten. Die vordere Glasebene ist zusätzlich mit einer weißen keramischen Punktrasterbedruckung versehen. Dieser mehrschichtige Aufbau aus gekanteten Edelstahlblechen und lichtstreuendem Gussglas verleiht der Fassade optische Tiefe und führt je nach Sonneneinstrahlung, Tageszeit und Betrachterstandort zu einem sich stetig wandelnden Fassadenkleid. Die Kombination dieser beiden langlebigen Industriematerialien bilden eine robuste und gleichzeitig auratische Hülle mit geringen Unterhaltskosten.

Durch das Zusammenspiel von Planung, Prüfprozessen und Serienproduktion konnte erstmals in Deutschland eine strukturell verklebte Glasvorhangfassade ohne zusätzliche mechanische Sicherung in dieser Größenordnung realisiert werden.

Diagonale Warmfassade
Zur Belichtung der Innenräume wurde das neu entwickelte diagonale Kaltfassadensystem auch auf die Warmfassade übertragen. Werksseitig vorgefertigte, unterschiedlich lange Stahlrohrelemente mit Schraub-Steckverbindungen wurden an den Deckenstirnseiten mit Lose-Fest-Verbindungen fixiert und bilden das filigrane, flechtwerkartige Tragraster, das die wärme- und schallisolierten 3fach-Glas-Kassetten aufnimmt. Für die Fensteröffnungen wurden mit der Industrie leichtgängige Parallelausstellbeschläge entwickelt und in Versuchsreihen einem Dauerhaftigkeitstest unterzogen. Die bis zu 3 m hohen Fassadentüren wurden ebenfalls optisch und technisch in das Raster integriert, so das die Idee der durchgehenden diagonalen Kassettenfassade über alle Bereiche erstreckt.

Veranstaltungssaal EG
Der Veranstaltungssaal im Erdgeschoss dient als Ort für Konferenzen, Tagungen, kleinere Konzerte und Kulturveranstaltungen mit höchsten technischen und akustischen Ansprüchen. Ausgestattet mit Tageslicht, hellen, akustisch aktiven Oberflächen, einer Vielzahl von ausfahrbaren Projektionsmedien und einer durchgängig barrierefreien Gestaltung bietet er Raum zur Verständigung über die Welt von Morgen. Neben der Umsetzung gestalterischer und technischer Anforderungen lag eine wesentliche Herausforderung in der statischen Umsetzung des großen Raumes bei gleichzeitiger flexibler Unterteilbarkeit und hoher Nutzungsvielfalt.



Foto: Schnepp Renou

Der Einsatz einer materialoptimierten und extrem weitspannende Stahlträger-Verbunddecke konnte ein völlig stützenfreien Großraum generiert werden. Entlang dieser Decke können 6m hohe mobile Trennwandelemente schwebend verfahren werden, so das verschiedene Veranstaltungsformate realisiert werden können. Die statisch notwendige Trägerhöhe wurde für die Unterbringung der komplexen Haus- und Veranstaltungstechnik sowie für die Beleuchtung, Lautsprecher Breitband- und Tieftonabsorber genutzt. Über Sensoren und eine intelligent agierende Haus- und Veranstaltungstechnik ist der Raum über jeden Zustand seiner Trennwände „informiert“.

Treppenskulpturen OG
Für die repräsentativen Treppenaufgänge zur Galerie und zum Skywalk wurde Stahl eingesetzt, um mit filigranem, fast papierhaftem Materialeinsatz und fließenden Formen eine skulpturale Erscheinung zu erzeugen.

Die Galerietreppe verbindet den öffentlichen Ausstellungsbereich im Obergeschoss mit der vom Dach abgehängten verglasten Galeriebrücke. Sie besteht aus zwei parallel geführten Stahlwangen, einem geschlossenen Unterboden sowie statisch aktiven Stahlstufen mit Kautschukbelag. Sie wurde im Werk präzisionsgewalzt und fertig montiert, anschließend transportfähig zerlegt und vor Ort wieder zusammengefügt. Die Statik und Gewichtsverteilung ist so austariert, das keine Torsionskräfte in das Bauwerk eingeleitet werden.



Foto: Schnepp Renou

Die Skywalk-Treppe verbindet die Ausstellungsetage im Obergeschoss mit dem öffentlich zugänglichen Skywalk auf dem Dach des Hauses. Das Geländer besteht aus geschwungenem Stahlblech, das mit einem stabilisierenden Ober- und Untergurt abschließt und unsichtbar am Treppenlauf befestigt ist. Die Konstruktion wurde nach Aufmaß im Werk vorgefertigt, auf der Baustelle endmontiert und beschichtet.

Raketenleuchten
Für die bewusst an ein Laboratorium oder Raketentriebwerk erinnernde Beleuchtung der Ausstellung im Untergeschoss wurden Leuchtschirme aus gekantetem Stahblech entwickelt, die reversibel an durchlaufenden Halfenschienen aufgehangen sind. Sie beinhalten jeweils zwei individuell adressierbare Beleuchtungssysteme: die Allgemeinbeleuchtung und die individuelle Ausstellungsbeleuchtung (flexibel bestückbare runde Aussparungen).  Oberhalb der Leuchtenschirme befindet sich Haustechnik- und Ausstellungsmedien, die durch deren schwarze Beschichtung und den Gegenlichteffekt optisch nicht in Erscheinung treten.



Foto: Jan Windszus

Öffentlicher Skywalk
Analog zum Dachtragwerk besteht der öffentliche Skywalk aus vorgefertigten Stahlbauteilen. Die seriellen Brüstungselemente konnten durch ein innovatives Klemmdetail an jeder beliebigen Gefällesituationen des Daches montiert werden. Die Gitterrost-Lauffläche ist rutschhemmend und niederschlagsdurchlässig ausgebildet. Der Handlauf besteht aus Stahlrohrprofilen, die die Brüstungselemente gegen Anpralllasten stabilisert und die Beleuchtung des Skywalks übernimmt. Im Süden weitet sich der Skywalk zu einer breiten Dachterrasse.

Fertigstellung
2017
Architekt
RICHTER MUSIKOWSKI, Berlin
Ingenieur
Schüßler-Plan Ingenieursgesellschaft, Berlin
Bauherr
Bundesanstalt für Immobilienaufgaben, Berlin