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Trockenbaulösung mit Zementbauplatten für Science Center in Lüdenscheid

Erweiterung eins Science Centers in Lüdenscheid
Eingeschobener Außenraum

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Besuchermagnet des Science Center ist u. a. ein Foucaultsches Pendel, das in einer Turm-im-Turm-Konstruktion untergebracht ist. Unter anderem aus energetischen Gründen kam für das große Innenraumvolumen eine für Außenwände konzipierte Trockenbaulösung mit widerstandsfähigen Zementbauplatten zum Einsatz.

Siegmar Grabowski, Anwendungstechnik Knauf Aquapanel | jo

Ein neues Erkennungszeichen für Lüdenscheid und ein eindruckstarkes Symbol für Technikbegeisterung: Der spektakuläre Stahlturm mit einer innen gespannten Membran ragt 75 m über der Stadt auf. Als prägende Landmarke ist er das neue Herzstück des Science Centers Phänomenta und ruht in einem zweigeschossigen Neubau.
Zusammen mit dem angeschlossenen Altbau bietet das Ensemble auf rund 3 700 m2 Nutzfläche viel Raum für Wissen zum Anfassen. Hier können Besucher Naturgesetze live erleben, gegliedert in verschiedene Themenbereiche von Optik und Akustik bis Mechanik. Rund 160 Stationen laden zum Experimentieren und Lernen ein. Highlight ist ein Foucaultsches Pendel, das in einer Turm-im-Turm-Konstruktion untergebracht ist. Um diesen ungeheizten Bereich vor Witterungseinflüssen zu schützen und das Gebäude zu dämmen, kam auf ca. 350 m2 die Knauf Außenwand mit Aquapanel Technologie zum Einsatz.
Abgekoppelte Sekundärkonstruktion
Die Stiftung Phänomenta beauftragte das Architekturbüro KKW mit der Planung und Umsetzung, basierend auf einer Machbarkeitsstudie des Frankfurter Büros Schneider+Schumacher.
„Wir haben den Altbau behutsam überarbeitet und mit kleinen Eingriffen großräumiger strukturiert“, erzählt Linus Wortmann, planungsverantwortlicher Partner bei KKW.
Die eigentliche Arbeit war jedoch die Realisierung eines zweigeschossigen Neubaus mit einem zentralen, prägnanten Turm. Hier sollte ein Foucaultsches Pendel seinen Platz finden, das die Erdrotation erlebbar macht. „Nach der Machbarkeitsstudie sollte das Pendel in der Turmspitze angebracht werden, doch wegen der Eigenschwingung des Stahlturms und der Wind- und Wettereinflüsse hätte es nie störungsfrei pendeln können“ , so Wortmann. Die Lösung von KKW: eine Turm-im-Turm-Konstruktion. Während der äußere Turm mit seiner Membran als Wetterhülle fungiert, steht in ihrem Inneren eine komplett abgekoppelte Sekundärkonstruktion, die ebenfalls mit einer Membran abgespannt ist. So konnte das Pendel in einer Höhe von 28 m aufgehängt und vibrationsfrei betrieben werden.
Neubau als Sockel
Ursprünglich war lediglich ‘ein Turm auf einem Museumsanbau‘ ausgeschrieben, doch Wortmanns Plan war es, beides architektonisch zu verschmelzen – der Neubau als massiver Sockel des Turms. So entstand ein bewusst geschlossener Baukörper, der über zwei große Panoramafenster einen Ausblick ermöglicht. Seine Wände und das Dach sind mit Alucobondplatten in Dunkelgrau-metallic verkleidet, die Dachkonstruktion aus Stahlbeton besteht aus einem bis zu 23 m freispannenden Faltwerk, das sich mittig leicht erhöht. So entsteht der Eindruck eines Fundaments für den hier aus dem Gebäude ragenden Turm.
Auch in den Innenräumen wird die zentrale Sockelfunktion erlebbar. In jedem der beiden Geschosse gibt es einen großen, stützenfreien Ausstellungsraum, in dessen Mitte sich ein polygonales Sichtbetonvolumen befindet, das als Tragwerk für den Turm massive Stützen beinhaltet und in seinem Inneren den Pendelraum beherbergt.
„Dieses Volumen in seiner ungewöhnlichen Form herzustellen war eine der größeren logistischen Herausforderungen des Projekts“ , erklärt Linus Wortmann. So mussten etwa die Schalungen mit Neigungswinkeln von 65° und 88° erst von einem Statiker abgenommen werden, bevor der Beton verarbeitet werden konnte. Insgesamt 13,7 t Stahl und rund 240 m3 Beton waren allein für diesen Bauabschnitt nötig, der mit genau getakteten LKW-Lieferungen und dem Einsatz eines großformatigen Auslegers bewältigt wurde.
Innenraum als Außenraum
Eine weitere planerische Aufgabe lag in einer Energiefrage: Das große Innenraumvolumen des membranbespannten Turmes wäre niemals auf eine effiziente Art zu beheizen gewesen.
„Darum haben wir den Pendelraum wie einen eingeschobenen Außenraum gestaltet, der durch drei Türen aus dem Ausstellungsraum betreten werden kann“, erklärt Wortmann.
Dieser Raum ist somit leichten Witterungseinflüssen ausgesetzt. Neben der normalen Luftfeuchtigkeit kann u. a: Feuchtigkeit über die Spannseile der Membran eindringen, die an neun Punkten gespannt ist. „Und bei ganz widrigen Verhältnissen ist auch das Eindringen von Schlagregen möglich“, so der Architekt. Darum kam hier einer dämmenden und wetterresistenten Außenwand eine besondere Bedeutung zu.
Trockenbaulösung für Außenwände
So behielten die Wände auf der Innenseite ihren rohen Sichtbetoncharakter, während auf der anderen Seite, im Pendelraum, auf eine Lösung aus Trockenbauplatten gesetzt wurde.
Hier kamen die widerstandsfähigen Zementbauplatten Aquapanel Cement Board Outdoor zum Einsatz. Ihr Kern besteht aus Portlandzement und Zuschlag-stoffen. Beidseitig sind die Platten mit einem Glasgittergewebe armiert. Die Enden der 12,5 mm dicken Platten sind geschnitten und die Kanten verstärkt. Besonders wichtig für die Verwendung im Außenbereich sind ihre bauphysikalischen Eigenschaften: Das Material ist wasser- und feuchtigkeitsbeständig und mit seinem pH-Wert von 12 auch widerstandsfähig gegen Schimmelpilzbefall. Desweiteren ist es nicht brennbar.
„Anfänglich hatten wir hier auch den Einsatz eines konventionellen WDVS erwogen“ , berichtet Projektleiter Wortmann. Doch gerade beim Faktor Robustheit sprach alles für die Außenwand mit Zementbauplatten. Schließlich wird die Phänomenta unter der Woche hauptsächlich von großen Schülergruppen besucht. „Und wenn die sich dann alle im Pendelraum drängen, landet schnell mal ein Ellenbogen oder ein Schuh in der Wand. Da ist es besser, wenn sie nicht aus Styropor besteht“ , so Wortmann.
Komplette Wand als Systemlösung
Die Außenwand mit Aquapanel Technologie (Zementbauplatten) ist als komplettes System angelegt. So profitieren die Planer und Bauunternehmer von größtmöglicher Kompatibilität und allen Synergievorteilen einer Systemlösung – inklusive Zulassung. Zum System gehören sowohl die Metallprofile, die als Einfach- oder Doppelständerwerke ausgeführt sein können, als auch die passende Dämmung, Dampfsperre, Oberflächen und mehr. Bei den Wänden der Phänomenta reichte eine einlagige Beplankung mit Aquapanel Cement Board Outdoor aus.
Montage: Mit den zum System gehörenden Schrauben werden die Zementbauplatten an den werksseitig vormarkierten Stellen mit dem Ständerwerk sicher verschraubt. „Auch das Arbeiten über Kopf an den nach innen geneigten Wänden war mit den Bauplatten unproblematisch möglich“ , so Linus Wortmann. Ebenso einfach wie das Anbringen ist auch der Zuschnitt der Platten. Sie lassen sich einfach durch Ritzen und Brechen in die richtigen Dimensionen bringen, auch Sägen mit einem feingezähnten Fuchsschwanz ist möglich. Anschließend wurden die Fugen der Wand mit entsprechendem Fugenspachtel verfugt. Danach erfolgte ein vollflächiger Auftrag von Aquapanel Klebe- und Armiermörtel sowie der letztendliche Anstrich in Weiß, um so einen hellen, aber nicht klinisch sterilen Look zu erzielen. Insgesamt wurden im Pendelraum ca. 350 m2 der Zementbauplatte verwendet. Als bauphysikalisch ideal angepasste Bauplatten boten sie entscheidende Leistungsvorteile – schnelle Bauzeit, geringere Montagekosten und weniger Gewicht.
So stabil wie stimmungsvoll
Das Ergebnis ist ein spannender Kontrast: Während die Innenräume mit den Exponaten auf fugenlos geschliffenem Guss-asphaltestrich und der rohen Optik der Sichtbetonstützen sehr industriell-technisch anmuten, entfaltet der Pendelraum eine ganz andere Wirkung.
Seine polygonale Geometrie aus Schrägen, Kanten und Vorsprüngen kommt durch die glatten weißen Wände sehr gut zur Geltung. Dennoch lenken die Wände nicht von der eigentlichen Attraktion des Raumes ab: dem Sekundärturm mit dem Foucaultschen Pendel. Dieses erhält durch eine im Inneren der Membran aufgebrachte Spiegelfolie sowie alternierend farbige Beleuchtung einen faszinierenden Kaleidos-kop-Effekt. Ganz klar: Hier ist das Exponat der Star – aber die Architektur bietet dafür die besondere Bühne.
Trockenbaulösung mit Zementbauplatten
Architektur und Projektleitung:
Kaldewey, Wortmann, Architekten Partnerschaftsgesellschaft mbH, Lüdenscheid


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