Der BUGA Holzpavillon abgedichtet mit HERTALAN® EPDM-Planen

Mit CARLISLE® Visionen umsetzen

Der BUGA Holzpavillon ist eine weltweit einzigartige, weitspannende Tragkonstruktion, die vollständig computergestützt und robotisch gefertigt wurde. Abgedichtet wurde der Pavillon mit HERTALAN® EASY COVER EPDM-Planen.

Der BUGA Holzpavillon zeigt neue Ansätze zum digitalen Holzbau. Die segmentierte Schalenkonstruktion basiert auf biologischen Prinzipien des Plattenskeletts von Seeigeln, die vom Institut für Computerbasiertes Entwerfen und Baukonstruktion (ICD) und dem Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen (ITKE) der Universität Stuttgart seit fast einem Jahrzehnt erforscht werden.

Biomimetischer Leichtbau: Segmentierte Holzschalen

Die Gestaltung des Pavillons basiert auf morphologischen Prinzipien des Plattenskeletts von Seeigeln. Nach dem vorhergehenden Forschungsgebäude des gleichen Projektteams, dem Forstpavillon auf der Landesgartenschau 2014 in Schwäbisch Gmünd, verfolgt der BUGA Holzpavillon das Forschungsziel, die architektonische Gestaltung und strukturelle Leistungsfähigkeit biomimetischer segmentierter Holzschalen auf eine neue Ebene zu heben: Ist es möglich, mit der gleichen geringen Holzmenge pro Quadratmeter wie beim Forstpavillon eine Schale zu bauen, die die dreifache Spannweite erreicht? Und kann diese Struktur vollständig wiederverwendbar konstruiert werden, so dass sie nach der BUGA ohne Leistungsverlust rückgebaut und an einem anderen Standort wiedererrichtet werden kann?

Hier gelangen Sie zur Referenz Forstpavillon Landesgartenschau Schwäbisch Gmünd.

Um diese Ziele zu erreichen, nutzt der Pavillon das biomimetischen Prinzip von „weniger Material“ durch „mehr Form“, sowohl in Bezug auf die Gesamtkonstruktion als auch auf der Ebene der einzelnen Segmente. Um Materialverbrauch und Gewicht zu minimieren, besteht jedes Holzsegment aus zwei dünnen Platten, die oben und unten einen Ring aus Randbalken beplanken und so hohle, großformatige Holzkassetten mit polygonalen Formen bilden. Die Bodenplatte beinhaltet eine große Öffnung, die während der Montage den Zugang zu den verdeckten Bolzenverbindungen ermöglicht und zugleich eine besondere architektonische Erscheinung erzeugt. Die Leichtbausegmente sind durch Fingerzinken verbunden, die den morphologischen Prinzipien an den Rändern der Seeigelplatten folgen. Im montierten Zustand wirkt die Holzschale durch ihre ausdrucksstarke, doppelt gekrümmte Geometrie als formaktives Tragwerk.

Robotische Vorfertigung: Kombination von automatisierter Montage mit hochpräziser Bearbeitung

Im Rahmen des Projekts wurde eine neuartige, transportable, 14-achsige Roboter-Holzfertigungsplattform für den automatisierten Zusammenbau und die Fräsbearbeitung der 376 maßgeschneiderten Segmentbauteile des Pavillons entwickelt. Während der Produktion wurden die Holzkassetten zunächst von den Robotern zusammengebaut. Im Durchschnitt dauerte das robotische Fügen 8 Minuten pro Segment. Für das Hochpräzisionsfräsen wurden weitere 30 Minuten benötigt.

Dieses Herstellungsverfahren stellte sicher, dass alle Holzsegmente wie ein großes, dreidimensionales Puzzle mit einer Genauigkeit von weniger als einem Millimeter zusammengesetzt werden konnte. Mit minimalem Materialeinsatz spannt das atemberaubende Holzdach 30 Meter über einen der zentralen Konzert- und Veranstaltungsorte der BUGA und schafft so einen einzigartigen architektonischen Raum.

Herausforderung: Abdichtung des BUGA Holzpavillons

Nach der Aufgabenstellung der Universität Stuttgart wurden bei CARLISLE® Services in Kaufbeuren mehrere Lösungen erarbeitet und Modelle der Befestigungsmöglichkeiten der Dachabdichtung durch die CARLISLE® Anwendungstechnik gebaut. Die Lösungen wurden gemeinsam mit der Uni besprochen. Aus Nachhaltigkeitsgründen fiel die Wahl auf eine lose Verlegung der Planen, die nur partiell verklebt wurden, um die Lagesicherheit während der Montage zu gewährleisten. Bei der Montage der oberen Dachelemente wurden die Planen mechanisch mit dem Untergrund verbunden. Diese Variante ermöglicht einen späteren einfachen Rückbau. Die vom Auftraggeber mit uns abgesprochenen Segmente wurden von uns in Produktionsplanungen umgesetzt und die entsprechenden EPDM-Planen dann in Kaufbeuren produziert. Für die endgültige Form wurden die bis zu 28 Meter langen Einzelsegmente auf dem Boden ausgelegt und zugeschnitten. Im Anschluss wurden sie so zusammengerollt, dass sie auf den definierten Ablagepunkten auf dem Dach ausgelegt und ausgebreitet werden konnten.

Montage

Die komplett vorgefertigten Holzkassetten wurden von einem Team von zwei Handwerkern in nur 10 Arbeitstagen im freien Vorbau vor Ort montiert, ohne die sonst üblichen, umfangreichen Unterkonstruktionen oder Stützgerüste zu benötigen. Nach der Verbindung der Segmente über wiederverwendbare Bolzen, wurden diese Hochleistungsfugen mit HERTALAN® EASY COVER EPDM-Planen abgedichtet. Hierfür wurden acht EPDM-Planen mit einer Dicke von 1,5 mm lose auf die Tragschale verlegt und die Ränder sowie die Nähte verklebt und so die Wasserdichtigkeit sichergestellt.

Die sichtbare Außenverkleidung des Pavillons bilden unbehandelte Lärchenplatten. Alle Bauelemente sind für leichte Demontage und Wiederaufbau an einem anderen Ort ausgelegt.

Erich Hinz, CARLISLE® Fachberater im Außendienst und Oliver Glöckner, CARLISLE® Anwendungstechnik, betreuten dieses spannende Projekt von der ersten Entwurfsplanung an und unterstützten die Entwicklung mit ihrer langjährigen Erfahrung im Bereich EPDM-Abdichtungen.

Hier finden Sie mehr informationen zu vorgefertigten EPDM-Planen.

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Projektdaten BUGA

Abmessungen
ca. 32 x 25 x 7 m (LxBxH), Nutzfläche ca. 500m², Schalenfläche 600m², Flächengewicht tragende Holzkonstruktion 36,8kg/m²

Konstruktion
Tragende Schale: robotisch gefertigte Hohlkassettensegmente aus Fichtenfurnierschichtholz mit UV-Schutz, Vorsatzschale: HERTALAN® EPDM-Abdichtung, 3-Achs CNC-geschnittene unbehandelte Lärchendreischichtplatten