NEUER, URBANER LEBENSRAUM: ARBEITEN, ENTSPANNEN UND WOHNEN IN DER FRANKFURTER CITY

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1 Ingenieure für Brandschutz NEUER, URBANER LEBENSRAUM: ARBEITEN, ENTSPANNEN UND WOHNEN IN DER FRANKFURTER CITY Von Dipl.-Ing. Karsten Foth, hhpberlin Ingenieure für Brandschutz GmbH Mit dem PalaisQuartier wird in Frankfurt am Main momentan eines der größten deutschen Innenstadt-Projekte realisiert. Dabei erforderte die innerstädtische Lage ein horizontal und vertikal vernetztes bauliches Konzept. In der Frankfurter City entsteht ein neues Stadtquartier, das Möglichkeiten zum Arbeiten, Einkaufen, Entspannen und Wohnen bietet. Mehr als 50 Jahre nutzte die Post das Gelände zwischen der Einkaufsstraße Zeil und der Großen Eschenheimer Straße als Bürostandort. Nun werden auf dem rund 1,7 Hektar großen Areal vier neue Gebäude realisiert: ein Büroturm, ein Hotel, ein Shoppingcenter sowie das nach historischem Vorbild rekonstruierte Thurn und Taxis Palais. Zu dem Komplex, der insgesamt rund Quadratmeter Bruttogeschossfläche umfasst, gehört auch eine Tiefgarage mit Stellplätzen. Bouwfonds MAB Development Abb. 1: Die vier Gebäude des Palais- Quartiers Einkaufs- und Erlebniswelt, Büro-Hochhaus, Hotelturm und das historische Thurn und Taxis Palais. hhpberlin Ingenieure für Brandschutz GmbH Hauptsitz: Rotherstraße Berlin Phone +49 (0) Fax +49 (0) Amtsgericht Berlin-Charlottenburg HRB Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Margot Ehrlicher, Dipl.-Inf. BW (VWA) Stefan Truthän, Dipl.-Ing. Karsten Foth Beirat: Prof. Dr.-Ing. Dietmar Hosser, Dr.-Ing. Karl-Heinz Schubert Bankverbindung: Deutsche Bank P+G AG BLZ Konto-Nr IBAN-Nr. DE Swift-Code: DEUTDEDBBER Ust-IdNr. DE

2 Das Projekt PalaisQuartier ist ein Joint Venture von Bouwfonds Property Development B.V. und Meyer Bergman Ltd.. Realisiert wird der Komplex von der PalaisQuartier GmbH & Co. KG einer Projektgesellschaft der Bouwfonds MAB Development GmbH (BMD). Die Bouwfonds MAB Development GmbH, ein Unternehmen der Bouwfonds Property Development, ist einer der führenden Projektentwickler gewerblicher und gemischt genutzter Immobilien. Der Fokus der BMD liegt in der Planung und Realisierung großflächiger und multifunktionaler Objekte im innerstädtischen Bereich in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Das architektonische Gesamtkonzept des PalaisQuartiers stammt vom renommierten Architekturbüro KSP Engel und Zimmermann aus Frankfurt; der Entwurf für das Shopping- und Erlebniszentrum von MfuksasArch aus Rom. Für die Planung der Brandschutzmaßnahmen ist hhpberlin verantwortlich. Der Gesamtkomplex wird 2009 fertig gestellt sein. Das Shopping- und Erlebniszentrum wird bereits Ende Februar eröffnet werden, die Büro- und Hoteltürme werden voraussichtlich im dritten Quartal 2009 in Betrieb genommen. Shopping-Center Das PalaisQuartier bekommt eine moderne Einkaufs- und Erlebniswelt, die verschiedene Nutzungsarten unter einem Dach vereint: Shopping, Freizeit, Fitness, Gastronomie und Parken. Das architektonische Konzept für die Einkaufs- und Freizeitwelt stammt vom italienischen Architekten Massimiliano Fuksas. Den Entwurf zeichnet vor allem Transparenz und Offenheit aus. Ein Atrium, das sich über alle acht Ebenen erstreckt, verbindet alle Geschosse miteinander. Die Dachlandschaft mit organischer Anmutung setzt sich aus Glasscheiben unterschiedlicher Größen zusammen. Auch die Fassade ist überwiegend transparent und lässt viel natürliches Licht in das Innere. Bouwfonds MAB Development Abb. 2: Die gläserne Fassade des Shopping-Centers unterstreicht die Transparenz des architektonischen Entwurfs. Seite 2

3 Ein Highlight des Einkaufszentrums ist die Rolltreppe sie ist die längste innenliegende und freitragende Europas. Die Expressrolltreppe fährt ohne Zwischenhalt direkt vom Erdgeschoss in das vierte Obergeschoss. Im Februar 2008 wurde der Rohbau des Shopping-Centers fertig gestellt und mit dem Innenausbau begonnen. Zu diesem Zeitpunkt war bereits der größte Teil der insgesamt ca. 90 Läden vermietet. Eröffnung ist Ende Februar Turm am Thurn-und-Taxis-Platz Der Turm am Thurn-und-Taxis-Platz ist als Bürogebäude konzipiert. Das Hochhaus mit 34 Geschossen und 135 Metern Höhe wird sich ab 2009 harmonisch in die Skyline der Frankfurter Wolkenkratzer einfügen. Der architektonische Entwurf stammt vom Frankfurter Architekturbüro KSP Engel und Zimmermann. Das skulpturale Gebäude soll ein markantes Zeichen in der Frankfurter Skyline setzen als zusätzliches Highlight sind begehbare Dachgärten in 90 Metern Höhe vorgesehen. In der vierten Etage wird die Verbindung zum Shopping-Center geschlossen hier wird es einen direkten Zugang zum Gastronomiebereich geben. Die Arbeiten an dem Rohbau haben im August 2007 begonnen. Die Eröffnung des Büroturms ist für das dritte Quartal 2009 geplant. Hotel am Thurn-und-Taxis-Platz Neben dem Büroturm wird ein kleineres Hochhaus mit 22 Geschossen und 96 Metern Höhe entstehen. Das Gebäude ist als Vier-bis-Fünf-Sterne-Hotel geplant. Der architektonische Entwurf stammt vom Architekturbüro KSP Engel und Zimmermann und ist an die skulpturale Form des benachbarten Büroturms angelehnt. Die konsequent glatte Glasfassade bildet einen interessanten architektonischen Kontrast zum historischen Charakter des Thurn und Taxis Palais. Mit dem Hochbau des Hotels wurde Ende Januar 2008 begonnen, die Eröffnung ist ebenfalls für das dritte Quartal 2009 geplant. Thurn und Taxis Palais Seit Beginn dieses Jahres wird das Palais Thurn und Taxis nach historischem Vorbild wieder aufgebaut. Dieses Herzstück des PalaisQuartiers plante das Architekturbüro KSP Engel und Zimmermann. Ursprünglich zwischen 1731 und 1741 errichtet, wurde das barocke Stadtschloss im Zweiten Weltkrieg größtenteils zerstört. Nun soll die Originalfassade in das neue Gebäude integriert werden. Als Grundlage für die detailgetreue Nachbildung dienen die originalen Baupläne des französischen Hofarchitekten Robert de Cotte sowie historische Fotografien. Im Inneren sind ein Multifunktionssaal für ca Personen sowie Flächen für Einzelhandel, Gastronomie und Büros vorgesehen. Seite 3

4 Bouwfonds MAB Development Abb. 3: Das PalaisQuartier entsteht direkt an der Zeil Frankfurts beliebter Shoppingmeile. Planung des Brandschutzes für das PalaisQuartier Die vier Bauteile des PalaisQuartiers sind sowohl in ihrer baurechtlichen Einstufung als auch in ihrer Art und Nutzung völlig unterschiedlich. Demzufolge unterscheiden sich auch die Anforderungen an den Brandschutz stark voneinander. Das Hotel, der Büroturm und das Einkaufs- und Freizeitzentrum sind direkt miteinander verbunden die Tiefgarage unter dem Gebäudeensemble erstreckt sich über alle vier Bauteile. Für ein ganzheitliches Sicherheitskonzept für das multifunktionale Gebäudeensemble galt es nun, jedes Bauteil separat zu betrachten, ein individuelles Brandschutzkonzept zu erstellen und die Einzelkonzepte durch ein umfassendes Gesamtkonzept zu verbinden. Die größte Herausforderung bei der Planung der Brandschutzmaßnahmen stellte das Shopping- Center mit seiner ungewöhnlichen Architektur dar. Unkonventionell mussten auch die Lösungsansätze sein. Mit Hilfe von Modellversuchen sowie Evakuierungs- und Rauchgassimulationen gelang es, ein maßgeschneidertes Brandschutzkonzept für das Einkaufs- und Erlebniszentrum zu entwickeln. Brandschutzmaßnahmen für das Shopping-Center Brandschutztechnische Herausforderungen verbindet das Einkaufs- und Freizeitzentrum in vielerlei Hinsicht: Mit einer Höhe von 39,35 Metern (Oberkante des Fußbodens im höchstgelegenen Aufenthaltsraum) fällt das Gebäude in den Bereich der Hochhäuser. Hinzu kommt, dass verschiedene Nutzungsarten (nämlich Verkaufs- und Versammlungsstätte) unter einem Dach vereint werden. Damit erfüllt das Shopping-Center mehrere Aspekte, die in Bezug auf den Brandschutz besondere Anforderungen stellen. Für die Planung der Brandschutzmaßnahmen heißt das: Standardisierte Regelwerke oder Vergleichsobjekte können nicht zu Grunde gelegt werden. Daher galt es, ein schutzzielorientiertes Brandschutzkonzept zu entwickeln, das speziell auf die individuellen Erfordernisse des Shopping-Centers zugeschnitten ist. Seite 4

5 In diesem Zusammenhang simulierten die Brandschutz-Planer u.a. verschiedene Brandfall- Szenarien am PC. Die Entwicklung unterschiedlicher Brandherde und der damit verbundenen Rauchentwicklung wurde ebenso berechnet wie das Verhalten des Dachtragwerks unter Brandbeanspruchung bzw. Hitzeeinwirkung. Außerdem spielte man diverse Szenarien für eine mögliche Evakuierung und die Bewegung der Personenströme auf der Expressrolltreppe durch. Allgemeine Angaben zum Gebäude Das Einkaufszentrum kann in drei Teile aufgeteilt werden: in einen östlichen, einen nördlichen und einen westlichen Gebäudeteil. Die unteren Geschosse werden überwiegend als Verkaufsstätte genutzt. Dabei werden die Produktsortimente in den verschiedenen Ebenen jeweils von einem speziellen Branchenschwerpunkt geprägt. Das Untergeschoss ist zudem über eine 6er Aufzugsgruppe mit der Tiefgarage verbunden, die sich über die gesamte Fläche des PalaisQuartiers erstreckt. In der vierten Etage sind mehrere Gastronomieeinrichtungen untergebracht. Hier befinden sich auch die Zugänge zu den Fitness- und Healthbereichen, die in den oberen Geschossen liegen. Das Fitness-Center reicht über das fünfte und sechste Obergeschoss und wird von einer Dachterrasse in der siebten Etage gekrönt. Hinzu kommt im nördlichen Teil des fünften Geschosses ein Health-Center, das gesundheitsfördernde Maßnahmen wie Massagen, Wellness-, Maniküreund Physiotherapie-Anwendungen anbietet. Es besitzt ebenso wie das Fitness-Center einen Terrassenbereich, der sich zur Mall hin öffnet. Insgesamt verfügt das Zeilforum über eine Bruttogeschossfläche von Quadratmetern. Baurechtliche Einstufung Das Zeilforum vereint verschiedene Nutzungsarten unter einem Dach. Entsprechend müssen im Rahmen der Brandschutzplanung auch die einzelnen Teilbereiche individuell betrachtet und die jeweiligen im Land Hessen bekannt gemachten Sonderbauvorschriften berücksichtigt werden. Gemäß 3 der Hessischen Bauordnung ist das Zeilforum als Sonderbau einzustufen. Aufgrund seiner Gebäudehöhe fällt das Einkaufs- und Freizeitzentrum unabhängig von der nutzungstechnischen Einstufung in die Kategorie Hochhaus. Außerdem müssen die verschiedenen Nutzungen bei der Planung der Brandschutzmaßnahmen beachtet werden. Damit ergibt sich ein Mix an zu Grunde liegenden und anzuwendenden Rechtsquellen, wie beispielsweise die Hochhausrichtlinie, die Muster-Verkaufsstätten-Verordnung oder die Muster-Versammlungs-Stätten- Verordnung. Werden die verschiedenen Vorschriften parallel angewendet, können sie in Detailfragen nicht nur unterschiedliche, sondern auch widersprüchliche Anforderungen beinhalten. Deshalb war es bei der Brandschutzplanung wichtig, das allgemeine Schutzziel in den Vordergrund zu stellen. Bei der Beurteilung der tragenden Bauteile sowie der Erschließung des Gesamtgebäudes legten die Planer die Hochhaus-Richtlinie zu Grunde. Innerhalb der einzelnen Nutzungen galten die individuellen Forderungen der Muster-Versammlungs-Stätten- bzw. der Muster-Verkaufs-Stätten- Verordnung. Seite 5

6 Evakuierungssimulation für die Expressrolltreppe Im Zeilforum ist eine Expressrolltreppe geplant, die ohne Zwischenstopp vom Erdgeschoss bis ins vierte Obergeschoss fahren wird. Dabei wird freitragend eine Höhe von 21,10 Metern überwunden. Für eine Rolltreppe dieser Art gibt es bisher weltweit kaum Referenz- oder Vergleichsobjekte. Es galt deshalb, folgende Anforderungen zu erfüllen: Mittels computergestützter Simulationen sollte nachgewiesen werden, dass Durchschnittspersonen die Treppe bei einem Stillstand im Gefahrenfall innerhalb von drei Minuten sicher verlassen können. Bei älteren Personen durfte es bis zu sechs Minuten dauern. Zusätzlich musste überprüft werden, wie sich unterschiedliche Steigungsverhältnisse auf die Evakuierungszeiten auswirken. Bei allen Szenarien sollte davon ausgegangen werden, dass die Personen, die sich zum Zeitpunkt des Stillstands auf den unteren zwei Dritteln der Treppe befinden, diese auch nach unten verlassen. Die Menschen auf dem oberen Drittel der Treppe würden sich demnach nach oben bewegen. Die Räumungszeiten berechnete man mit Hilfe von zwei verschiedenen Szenarien mit dem Simulationsprogramm ASERI. Im ersten Fall nahmen die Brandschutz-Planer an, dass die Treppe einen Neigungswinkel von 27,3 und eine Lauflänge von 46 Metern besitzt. Im zweiten Szenario maß die Rolltreppe bei einem Neigungswinkel von 24,5 51,9 Meter. In beiden Fällen wurde davon ausgegangen, dass sich bei der Treppenbreite von einem Meter maximal zwei Personen auf einer Treppenstufe aufhalten. Dadurch ergeben sich Personenanzahlen von 232 bei der ersten Variante bzw. 262 im zweiten Fall. Durch die unregelmäßige Auslastung der beiden Treppenausgänge (nach oben flieht ein Drittel der Personen, nach unten jedoch zwei Drittel), entsteht automatisch eine erhöhte Räumungszeit verglichen mit einer gleichmäßigen Auslastung (also wenn 50% der Anwesenden die Treppe nach oben und 50% nach unten verlassen würden). Der entstehende Stau am Kopf- und Fußende der Treppe wurde bei den Simulationen explizit berücksichtigt. Ebenfalls mussten die Berechnungen die Reaktionszeit vom Übergang der fahrenden zur still stehenden Treppe bis hin zum Beginn der Räumung miteinbeziehen. Kalkuliert wurde eine Zeit von maximal einer Minute, wobei den Personen zufallsgesteuert eine individuelle Startzeit im Intervall von 45 bis 60 Sekunden zugewiesen wurde. Es galt außerdem, verschiedene physische Eigenschaften der Personen zu berücksichtigen. Dazu wurden drei Personengruppen untersucht: Personengruppe A stellt den Standardfall dar (dazu gehören auch Menschen mit eingeschränkter Mobilität), Gruppe B repräsentiert die Durchschnittspersonen mit uneingeschränkter Mobilität und Personengruppe C fasst ausschließlich Menschen mit eingeschränkter Mobilität sprich Ältere oder Personen mit Gepäck zusammen. Aus diesen unterschiedlichen Voraussetzungen ergeben sich verständlicherweise unterschiedliche Gehgeschwindigkeiten, Raumbedürfnisse und Räumungszeiten. Bild: Fotolia Abb. 4: Die Expressrolltreppe fährt direkt vom Erdgeschoss in das 4. Obergeschoss. Seite 6

7 Jedes Szenarium beanspruchte mehrere Simulationsläufe, deren Ergebnisse anschließend statistisch ausgewertet wurden. Das Gesamtergebnis machte deutlich, dass die Entfluchtung bei der ersten Gestaltungsvariante in der kürzesten Zeit realisiert werden konnte. Nach 139 bzw. 199 Sekunden (schnellste bzw. langsamste Personengruppe) war die Expressrolltreppe komplett geräumt. Bei der zweiten Variante, die einen kleineren Steigungswinkel der Rolltreppe beinhaltete, dauerte die Evakuierung zwischen 151 und 220 Sekunden. Das bedeutet, dass die geforderte Zeit von drei Minuten bzw. 180 Sekunden überschritten wurde. Die Unterschiede bei den Entfluchtungszeiten ergeben sich hauptsächlich aus den verschiedenen Personenzahlen auf der Treppe. Außerdem werden durch die Präsenz mobilitätseingeschränkter Personen agilere Menschen behindert. Dadurch erklärt sich, dass die Ergebnisse der gemischten Personengruppe A nah an den Evakuierungszeiten der langsamsten Gruppe C liegen. In Abstimmung mit der Bauaufsicht wurde schließlich die erste Gestaltungsvariante in die Planung integriert. Dementsprechend wird die Expressrolltreppe mit dem steileren Neigungswinkel und der kürzeren Lauflänge geplant. Entrauchungssimulation Auch die Rauchentwicklung im Brandfall wurde mittels computergestützter Simulationen berechnet. Dabei untersuchte man die Ausbreitung des Rauchs sowie die Entwicklung der Sichtweiten insbesondere im ersten und vierten Obergeschoss. In allen Fällen galt es, das Schutzziel sicherzustellen bzw. nachzuweisen: Im Rahmen der 35 Meter langen Fluchtwege, eine Mindestsichtweite (2,50 Meter über dem Boden) von 35 Metern (bis zu fünf Minuten nach dem Ausbruch eines Brandes) bzw. 20 Metern (ab fünf Minuten). Dazu wurden verschiedene Brandherde untersucht: Beispielhaft wurde ein Brand im Untergeschoss (UG), zwei Brände im Erdgeschoss (EG) und zwei Brände im ersten Obergeschoss (OG) simuliert. Die Simulationen dauerten jeweils 20 Minuten, da die Brandleistung nach dieser Zeit auf so einen kleinen Wert sinkt, dass die Verrauchung ihren Höhepunkt überschritten hat und geringer wird. Die Entrauchung des Zeilforums erfolgt über sechs Ventilatoren, die im Dachbereich angebracht sind. Bei einem Brand im Untergeschoss wird die verrauchte Luft zusätzlich abgesaugt. Frischluft kann über die Eingänge nachströmen. Die Resultate zeigen: Die Sichtweiten bei allen Brandszenarien betragen fast immer mehr als 35 Meter. Bei einem Brand im UG gelangt beispielsweise nur sehr wenig Rauch durch die Durchbrüche vom UG zum EG, da hier eine erhöhte Absaugung des Rauchs erfolgt. Seite 7

8 Fazit Das PalaisQuartier eines der größten Innenstadt-Projekte, das momentan in Deutschland realisiert wird konfrontiert die Projektbeteiligten in allen Bereichen mit neuen Dimensionen. Auch bei der Planung der Brandschutzmaßnahmen galt es daher, neue Wege zu gehen und maßgeschneiderte, schutzzielorientierte Lösungen zu finden. Das Gesamt-Projekt musste zunächst in seine einzelnen Bauteile zerlegt werden, um sie getrennt voneinander betrachten und bewerten zu können. Das heißt, es wurde für jeden Gebäudeteil zunächst ein individuelles Brandschutzkonzept entwickelt, das den jeweiligen, detaillierten Anforderungen gerecht werden konnte. Ein allumfassendes und übergreifendes Gesamtkonzept umschließt die Einzel-Konzepte, regelt die Schnittstellen und führt die Einzelbetrachtungen zu einem schlüssigen, großen Ganzen zusammen. Mit der Priorität, die allgemeinen Schutzziele des Brandschutzes zu erfüllen, ist es gelungen aus einem Mix von Rechtsverordnungen und Gesetzen sowie der Anwendung innovativer Ingenieurmethoden ein sicheres Brandschutzkonzept zu erstellen und zugleich den architektonisch anspruchsvollen und unkonventionellen Entwurf zu realisieren. Abb. 5: Ein Blick in das erste Obergeschoss des Shopping-Centers. Bouwfonds MAB Development Seite 8