Bauen in Stahl. Bautendokumentation des Stahlbau Zentrums Schweiz 03/09. steeldoc. Schule und Bildung

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1 Bauen in Stahl Bautendokumentation des Stahlbau Zentrums Schweiz 03/09 steeldoc Schule und Bildung

2 Inhalt Editorial 3 Schulanlage Leutschenbach, Zürich Manifest der Kühnheit 4 IMD Mærsk Mc-Kinney Møller Center, Lausanne Elegante Weiträumigkeit 12 Collège de la Combe, Cugy Der sanfte Riese 20 Ecole de la Maladière, Neuenburg Lichter Baukasten 2 Impressum 31 Kompetenz im Stahlbau Das Stahlbau Zentrum Schweiz ist das Schweizer Kom - petenz-forum für den Stahlbau. Als Fachorganisation vereint das SZS die wichtigsten stahlverarbeitenden Be - triebe, Zulie fer firmen und Planungsbüros der Schweiz und erreicht mit seinen Aktionen mehr als 8000 Architektinnen, Bauplaner, Entscheidungsträger und Institutionen. Das SZS informiert das Fachpublikum, fördert die Forschung, Entwicklung und Zusammen arbeit im Stahlbau, pflegt internationale Verbindungen und unterstützt die Aus- und Weiterbildung von Fachleuten. Seine Mitglieder profitieren von einem breiten Leistungsangebot zu günstigen Konditionen. Stahlbau Zentrum Schweiz Centre suisse de la construction métallique Centro svizzero per la costruzione in acciaio 2

3 Editorial Das Schulhaus prägt Kinder, den Volksgeist und den öffentlichen Raum. Wer erinnert sich nicht an die grossen Hallen «seiner Schule» und den Blick aus dem Fenster des ersten Schulzimmers? Die Identitätsstiftung wirkt aber nicht nur auf Erstklässler das Schulhaus ist nebst der Kirche und dem Rathaus wohl das wichtigste Gebäude einer Gemeinde. Und so wird der Schulhausbau immer auch zum Politikum. Nicht zu pompös, aber doch ehrwürdig soll er sein. Er darf nicht zu viel kosten, aber doch von bester Qualität zeugen. Er soll Ausdruck des erzieherischen Auftrages sein und doch die Kreativität und Entwicklung der Schüler unterstützen. All diese Ansprüche müssen Architekten, Planer und Unternehmen erfüllen, wenn ein Schulhaus gebaut wird. Nicht selten entzünden sich darüber die Gemüter, denn es ist nicht einfach, alles unter einen Hut zu bringen wenn Pädagogen, Politiker, Eltern und Baubehörden mitreden. Aber es ist eine schöne und sinnvolle Aufgabe mit nachhaltiger Wirkung. Und am Ende sieht alles so einfach aus. Im vorliegenden Heft von steeldoc konnten wir für einmal ausschliesslich auf Schweizer Projekte zurückgreifen. Denn der Schulhausbau ist in der Schweiz, dank dem neuen Babyboom, derzeit en Vogue. Den Auftakt macht das wohl umstrittenste, aber auch das interessanteste aktuelle Schulhausprojekt der Schweiz: das Schulhaus Leutschenbach. Hier steht alles Kopf: die Turnhalle thront wie eine grosse Laterne auf einem kompakten, geschichteten Volumen. Fast meint man, das Haus schwebe über dem Boden, denn Stützen sind von aussen keine zu sehen. Die strukturelle Dominanz zeichnen grosse Fachwerkverbände, die damit zum eigentlichen Fassadenornament werden. Das Schul - haus Leutschenbach ist ein Manifest der Kühnheit und wurde natürlich mit dem Prix Acier 2009 ausgezeichnet. Ergreifend ist indes, dass in diesem Schulhaus, das man getrost als architektonisches Kunstwerk bezeichnen kann, Schüler der Vorstadt ihren ersten Schultag erleben und sich ganz bestimmt immer an den Blick aus ihrem Klassenzimmer erinnern werden. Dass ein schönes Schulhaus auch einfach, günstig und fein detailliert sein kann zeigt das Collège von Cugy, das für Schüler von vier kleinen Gemeinden bei Lausanne errichtet wurde. Der «sanfte Riese», wie wir ihn nennen, ist ein Manifest der Angemessenheit im Sinne der Ausgewogenheit aller Ansprüche, die an diesen Bau gestellt wurden. Ein weiteres ausserordentliches Schulhaus steht in Neuchâtel. Es zelebriert die kubische Lochfassade und keiner würde vermuten, dass dahinter ein Stahlbau steckt. Doch eigentlich spielt diese Struktur genau die modularen Vorteile des Stahlbaus aus, insbesondere die Erdbebensicher - heit. Auch Manager erinnern sich an den Blick aus ihrem Schulzimmer und in die Lobby: elegante Weiträumigkeit spricht aus dem Neubau des Managementinstituts IMD am Genfer See grosse Spannweiten, weitgehend stützenfreie Räume und ein offener Raum- und Lichtfluss. Wie das alles funktioniert zeigt Steeldoc wie immer im Detail. Wir wünschen viel Vergnügen beim Studium sowie der Lektüre der nachfolgenden Seiten. Evelyn C. Frisch 3

4 Schulanlage Leutschenbach, Zürich Manifest der Kühnheit Bauherrschaft Stadt Zürich, vertreten durch das Amt für Hochbauten Architekt Christian Kerez, Zürich Ingenieure Dr. Schwartz Consulting AG, Zug dsp Ingenieure & Planer AG, Greifensee Baujahr 2009 Das Schulhaus Leutschenbach gehört zu den ambitioniertesten neuen Stahl - bauten der Schweiz. Als eine der grössten Schulanlagen Zürichs ist das Gebäude sowohl typologisch, als auch aufgrund seiner besonderen Tragstruktur ein gelungenes Experiment. Im ehemaligen Industriequartier erhebt sich der Bau in mitten einer Grünanlage. Im Hintergrund die Kehricht anlage der Stadt Zürich und rundum noch weitgehend unbebaute Flächen, inszeniert sich das Schulhaus durch seine betont selbstbewusste Haltung. Von weitem fällt das Gebäude durch die überwiegend transparente Erscheinung und die prägnante Stahlkonstruktion auf, die sich aussen sichtbar ablesen lässt. Es setzt dadurch in der heterogenen Umgebung einen herausragenden Kontrapunkt. Gleichzeitig bildet es den perfekten Auftakt für das aufstrebende Entwicklungsgebiet. Kommt man näher, beeindruckt der Stahlbau durch aussergewöhnliche Proportion und Präsenz. Das Schulhaus wirkt wie ein architektonisches Manifest. Um den kleinstmöglichen Fussabdruck zu hinterlassen, sind Unterrichtsräume, Turnhalle und Situationsplan, M 1: 5000 Aula, die üblicherweise nebeneinander angeordnet sind, übereinander gestapelt. Zuoberst thront auf dem 33 Meter hohen Haus repräsentativ die Turnhalle. Zu diesem nachhaltigen Kunstgriff, durch den die umliegende Grünfläche weitgehend unberührt bleiben konnte, führte der Wunsch nach einem grossen öffentlichen Schulpark mit ausgedehnten Spielund Pausenplätzen. Die vermeintliche Auf hebung der Grenzen durch das rundum verglaste Erdgeschoss unterstützt zusätzlich den fliessenden Übergang zwischen Innen- und Aussenraum. Der minimierte Fussabdruck wurde im Gebäude intelligent für die Organisation genutzt. Der Entwurf sieht keine endlos langen Flure und schmalen Verkehrswege im klassischen Sinne vor, dagegen breit angelegte, die Kommunikation fördernde Treppen - anlagen. Diese münden jeweils in grosszügige Gemeinschaftszonen vor den Klassenräumen. Akustisch sind diese Zonen so konzipiert, dass man dort genauso unterrichten wie auch Gruppenarbeiten durchführen kann. Inszeniertes Gebäudekonzept Der Kubus mit einer Grundfläche von rund 30 auf 50 Metern umfasst neben dem Kindergarten und 22 Klassenzimmern auch Spezialräume wie Labors, Werk- oder Computerräume und die Dreifachturnhalle. Vom niedrigen Eingangsgeschoss mit Cafeteria und Schülerklub entwickelt sich ein virtuos inszenierter Spannungsbogen über die Klassenzimmerebenen bis hinauf in die vierte Etage mit Aula, Bibliothek und Lehrerzimmer. Betritt man das oberste Geschoss über die bewusst schmal gehaltene, zweiläufige Treppe, überwältigt der sieben Meter hohe, stützenfreie 4 steeldoc 03/09

5 Raum der Turnhalle mit seinem atemberaubenden Panoramaausblick umso mehr. Innovativ am Schulhaus ist nebst dem Tragwerk und der Materialwahl vor allem die räumliche Konzeption. Auf drei Etagen ordnen sich die Klassenzimmer rund um das zentrale Treppenhaus an. Anstelle von geschlossenen Trennwänden unterteilen transluzente Profilbauglasscheiben die Räume. Sie lassen das Tageslicht hindurch strömen bis tief ins Innere des Gebäudes. Das Tragwerk bilden hohe, umlaufende Fachwerkträger, die sich mit dem architektonisch-räumlichen Konzept zu einer Einheit verbinden. Signifikante Struktur Die komplexe Struktur des Tragwerks konnte nur als Stahlkonstruktion ausgeführt werden, da hierdurch Gewicht und aufgrund der Vorfertigung Zeit eingespart wurde. Das Tragwerk besteht aus einem System von aufeinander gestellten und abgehängten Fachwerken. Zwei drei Geschosse überspannende Fachwerkverbände sind im Erdgeschoss auf nur sechs dreibeinige, raumhohe Stützen aufgelagert. Sie tragen zwei Fachwerkverbände in Gegenrichtung. Auf ihnen ruht die Turnhalle. Der gesamte Unterrichtstrakt hängt an den auskragenden Fachwerken des vierten Obergeschosses und bildet dadurch im Erdgeschoss ein mehr als zehn Meter auskragendes Dach. So wirken Erdgeschoss und das vierte Obergeschoss von aussen stützenfrei. Das Fachwerk aus Stahl ändert sich von einem Funktionsbereich des Schulgebäudes zum nächsten. Es verbindet die verschiedenen Bereiche statisch und architektonisch zu einer lebendigen, vielschichtig gestalteten Einheit. Für das Gemeinschaftsgeschoss entsteht somit grösste Durchlässigkeit. Die Schul - treppen enden in einer grosszügigen Halle, zu der sich Bibliothek und Aula seitlich öffnen. Das Lehrerzimmer erhält eine unmittelbare Verbindung zur Bibliothek. Im Schulhaus gibt es keine massiven Wände, nur die Geschossdecken sind zur Aussteifung in Beton ausgeführt. Es bedeutete eine zusätzliche statische und haustechnische Herausforderung, dass sie sämtliche Installationen aufnehmen. Grosse Fachwerkverbände bilden die Tragstruktur des Schulhauses. Oben thront die Turnhalle, das Erdgeschoss wirkt stützenfrei. 5

6 Schulanlage Leutschenbach, Zürich 12 Grundriss 1. Obergeschoss Grundriss 5. Obergeschoss Grundriss Erdgeschoss Grundriss 4. Obergeschoss steeldoc 03/09

7 Atemberaubender Blick von der Turnhalle auf Zürich. Das Tragwerk liegt im Aussenraum, was brandschutztechnische Vorteile bietet. Grundrisse, Schnitt, M 1: Eingang 2 Cafeteria 3 Küche 4 Gemeinschaftsbereich 5 Arbeitsbereich Klassenzimmer Pausenbereich 8 Aula 9 Lehrerzimmer 10 Bibliothek 11 Direktion 12 Turnhalle Rahmenlose Verglasung im vierten Obergeschoss und im Erdgeschoss: Glasschwerter stabilisieren die Scheiben. Querschnitt

8 Schulanlage Leutschenbach, Zürich Sichtbezug ohne Einschränkung Im Innenraum schaffen Industrieglaswände semitransparente, ineinander fliessende Übergänge und separieren die Zimmer akustisch. Eine nahezu auf - gelöste Glashaut trennt die Räume vom Aussenraum ab. Sowohl die Innenwände aus Profilit-Glas, als auch die Isoliergläser der Aussenfassade werden rahmenlos in Decken- bzw. Bodenschlitzen versenkt. Die gefaltete Betondecke ist ein gestalterisches Element und sollte ursprünglich in Trapezblech ausgeführt werden. Weder Stützen noch Fensterrahmen hindern im Erdgeschoss den Ausblick. Transparente Glasschwerter zur Aufnahme der Windlasten fördern den uneingeschränkten Ausblick in die Natur. In der Turnhalle sind die Schwerter auf Grund erhöhter Verletzungsgefahr beim Turnen nur in den oberen zwei Dritteln der Fassade angeordnet. Ein umlaufender Stahlträger fängt die ankommenden Windlasten aus den Schwertern auf. 8 steeldoc 03/09

9 Die Deckenuntersicht kombiniert gestalterische Gesichtspunkte mit optimierter Geometrie und der Integration der Haustechnik. 12 Fassadenschnitt, M 1: Dachaufbau: Dichtungsbahn zweilagig Dämmplatte, konisch, mm Dämmung Steinwolle 240 mm Dampfsperre Blech 1 mm Trapezblech im Dachrandbereich SP 153, 1 mm 2 Windverband, Stahlhohlprofil 140/140/,3 mm, innen ausgeschäumt und allseits gedämmt 3 Akustikdecke, ballwurfsicher abgehängt 4 Stahlhohlprofil 200/100/,3 mm 5 Aufhängung Glasschwert Ober-/Untergurt Fachwerkträger, Dimensionierung nach Position und Statik Diagonale Fachwerkträger, Dimensionierung nach Position und Statik 8 Glasschwert 400 mm, zusammengesetzt aus vier Gläsern je 10 mm 9 Verglasung zweifach 10 Auskragung Träger HEB Randstütze Fachwerkträger, Dimensionierung nach Position und Statik 12 Geschossdecke Leichtbeton mm 13 Verglasung, dreifach 9

10 Schulanlage Leutschenbach, Zürich Montage der insgesamt sechs dreibeinigen Stützen des Erdgeschosses. Diese leiten das gesamte Gewicht des Gebäudes in das Fundament ein. Die im Werk vorgefertigten Stahlbauteile wurden auf der Baustelle zusammen gefügt. Hoch belasteter Stahlbau Die Tragstruktur des Gebäudes ist eine Stapelung von Fachwerkverbänden. Ein erster Fachwerkverband umfasst die ersten drei Geschosse mit den Klassenzimmern, ein zweiter die Turnhalle. Die beiden querliegenden Fachwerkscheiben im vierten Geschoss übernehmen eine zentrale Funktion. Die gesamte Turn hallenkonstruktion liegt auf diesen zwei Fachwerken auf, an ihnen sind gleichzeitig die umlaufen den Fachwerke der unteren Geschosse aufgehängt. Die hoch belasteten Fachwerkstäbe der gesamten Tragstruktur sind Hohlprofile aus geschweisstem Blechen unterschiedlicher Stärke, abhängig von Position und Statik. Im obersten Geschoss wurden für die Querbinder warmgewalzte, nahtlose Hohlprofile verwendet. Im Werk in transportabler Grösse vorgefertigt, mussten die riesigen Fachwerkträger auf der Baustelle nur noch verbunden werden. Bei den Fachwerkkörpern der unteren drei Geschosse sowie der Turnhalle wurde die Fassade innerhalb des Tragwerks gelegt. Insbesondere beim unteren Fachwerkkörper mussten Wärmebrücken zwischen den innen- und aussen - liegenden Fachwerkteilen vermieden werden. Ein Vorteil des aussenliegenden Fachwerks waren hingegen verminderte Brandschutzanforderungen. Eine Sprinkleranlage und ein dämmschichtbildendes Anstrichsystem für das Fachwerk stellen den Brandschutz des Gebäudes sicher. Die lichtgraue Farbe für die Stahlbauteile ist bewusst an den Ton der Betondecken angeglichen. Die Konstruktion wirkt dadurch umso einheitlicher. Lastabtragung über Bohrpfähle Der ganze Fachwerkkörper leitet die Kräfte über die sechs dreibeinigen Stahlstützen im Erdgeschoss in das Fundament ein. Der schlechte Baugrund erforderte eine Pfahlfundation, um die Lasten der Stahlkonstruktion abzufangen. Die Fundation des im Erdgeschoss auf den sechs Punkten gestützten Bauwerkes erfolgt über rund 30 Meter lange Bohrpfähle. Die an den Brückenbau an - gelehnte Konstruktionsweise erforderte eine besonders intensive Planung. Unzählige Modelle wurden angefertigt und aufwändige Studien betrieben. 10 steeldoc 03/09

11 Aus gestalterischen Überlegungen und auch wegen ihres geringeren Gewichts sind die Geschossdecken in Leichtbeton mit variabler Höhe konzipiert. Sowohl für die Pfahlbankette, als auch für die Bodenplatte, die Untergeschosswände und Deckenplatten wurde Recyclingbeton verwendet. Auszeichnung Prix Acier 2009 Die Stärke dieses Beitrages liegt im innovativen Ansatz der Stapelung von unterschiedlichen Nutzungseinheiten und damit verbunden im anspruchsvollen Umgang mit der Gebäudestatik. Die gesamte Tragstruktur bleibt überall sicht- und erlebbar, der Verlauf der Kräfte wird deutlich offen gelegt. Form und Tragwerk bilden eine Einheit, wobei der Aufwand in Konstruktion und Ausführung eher im Sinne eines Experimentes zu sehen ist. Die Jury des Schweizer Stahlbaupreises hat diesen Bau aufgrund seines ungewohnten, expressiven und kohärenten Konzeptes und der herausragenden Qualität der Ausführung mit dem Prix Acier 2009 ausgezeichnet. (cr) 1 Stütze EG, M 1: 50 1 Stahlhohlprofil geschweisst, 350/350 mm, d=80 und 50 mm 2 Stahlhohlprofil geschweisst, 350/350 mm, d=40 und 15 mm Stahlhohlprofil geschweisst, 350/400 mm, d=80 und 50 mm 4 Stahlhohlprofil geschweisst, 350/250 mm, d=15 und 25 mm 5 Stahlhohlprofil geschweisst, 200/250 mm, d=15 mm Ort Saatlenfussweg 3, Zürich-Leutschenbach Bauherrschaft Stadt Zürich, Immobilienbewirtschaftung und Schul- und Sportdepartement, vertreten durch Amt für Hochbauten/Beta Projekt Management Architekt Christian Kerez, Zürich Bauleitung, Kostenplanung BGS Architekten, Rapperswil Ingenieure Dr. Schwartz Consulting AG, Zug, Joseph Schwartz (Federführung, Massivbau) dsp Ingenieure & Planer, Greifensee (Stahlbau, Baugrube, Pfahlfundation) Stahlbau Zwahlen & Mayr SA, Glattbrugg Daten Geschossfläche 9 32 m 2, Nutzfläche 594 m 2, Rauminhalt m 3, Gebäudevolumen m 3 Bauzeit Mai 2005 Februar 2009 Fertigstellung 2009 Auszeichnung Prix Acier 2009 Die Stahlbauteile wurden bewusst an den Farbton der Stahlbetondecken angeglichen, um ein homogenes Erscheinungsbild zu erhalten. 11

12 IMD Mærsk Mc-Kinney Møller Center, Lausanne Elegante Weiträumigkeit Bauherrschaft IMD International Institute for Management Development, Lausanne Architekten Richter & Dahl Rocha Bureau d architectes SA, Lausanne Ingenieure MP Ingénieurs Conseils SA, Crissier Baujahr 2008 Die klassiche Moderne spricht aus dem neuen Schulungsgebäude des Managementinstituts IMD am Genfer See. Der Blick von aussen erinnert ein wenig an die Villa Savoye von Le Corbusier. Das Prinzip der freien Grundrissgestaltung lässt sich auch im Innern ablesen. Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und höchster Qualitätsstandard zeugen aber auch vom kommerziellen Anspruch dieser Architektur. An exklusiver Lage mit Blick auf den Lac Léman erstreckt sich der Campus des International Institute for Management Development IMD. Ursprünglich in einer ehemaligen Villa untergebracht, zieht der Erfolg der Managementschule seit den 80er Jahren eine Reihe Erweiterungsbauten nach sich, drei davon wurden dem Architekturbüro Richter & Dahl Rocha direkt in Auftrag geben. Der jüngste Neubau der Anlage, Preisträger eines Wettbewerbs, ist ein Schulungsgebäude mit diversen Hörsälen und Seminarräumen. Der weisse, langgestreckte Baukörper in Stahl ruht auf einem massiven Sockelgeschoss. Die horizontale Schichtung der drei Geschosse wird durch eine Differenzierung der Fassaden thematisiert, so dass das Bauvolumen eine schwebende Leichtigkeit gewinnt. 12 steeldoc 03/09

13 Situationsplan, M 1: 500 Die geometrische Präzision des Baukörpers vermittelt Strenge und Konzentration, aber auch Weite und Grösse, die sich im Inneren durch eine grosszügige Raumfolge von Atrium, Lichthof und Auditorien widerspiegelt. Grosse Spannweiten ermöglichen weitgehend stützenfreie Räume und einen offenen Raum- und Lichtfluss. Vom Raum zur Fassade «Schönheit strahlt von Innen», war ein Werbeslogan für Tafelwasser, den sich die Architekten beim Entwurf zum Credo machten. So wurden zuerst die Räume zueinander geordnet, Freiräume und Volumen komponiert und die Verkehrswege so gelegt, dass Auditorium mit Empfangshalle, Lobby und Restaurant ideal erschlossen sind und zwar so, dass durch alle Räume natürliches Licht fliesst. Dafür sorgen zwei Lichthöfe: der eine bringt Tageslicht in die Lobbyzonen und reicht vom Dach durch das ganze Gebäude bis ins Untergeschoss, der andere ist ein kleiner Patio zur Belichtung der Seminarzonen im oberen Geschoss. Die Fassade spiegelt durch Vor- und Rücksprünge sowie durch die Fensterteilung die unterschiedlichen Raumzonen wider und wird so zum Gesicht der inneren Organisation. Die Fensterbänder unterstreichen den freien Grundriss im Innern so wie dies Le Corbusier bei seiner Villa Savoye zum Manifest der Moderne werden liess. Im Fassadenbereich mit Spannweiten von 48 Metern werden lediglich drei sehr schlanke Stützen benötigt. Schwebendes Stahlskelett Die Lage des grossen Auditoriums bestimmt das Tragsystem, welches grösste Spannweiten bei minimaler Deckenhöhe erlaubt und damit zu einer optimalen Raumausnutzung führt. Das Deckensystem über dem Auditorium ist an einer Überkonstruktion aus Stahl aufgehängt, so dass hier weniger Last auf die Stützen fällt die Spannweite beträgt 19 Meter. Dieser Aufbau bildet gleichzeitig eine beschattete Pergola auf dem Dach, die von einer breiten Zone extensiver Begrünung eingefasst wird. Vom Sockelgeschoss aus blickt man über zwei Etagen direkt in den Himmel. Weil die Deckenkonstruktion aufgehängt ist, wird der Blick durch tragende Elemente kaum behindert. 13

14 IMD Mærsk Mc-Kinney Møller Center, Lausanne a a Grundriss Obergeschoss 9 a a Grundriss Erdgeschoss Grundrisse, Schnitt, M 1: Eingang 2 Foyer 3 Auditorium (350 Personen) 4 Cafeteria 5 Terrasse Schulungsraum Arbeitsraum 8 Coaching 8 Konferenzraum 9 Auditorium (40 Personen) 10 Büro 11 Garderobe 14 steeldoc 03/09

15 Ein Dachaufbau trägt die abgehängten Decken. Die grosszügigen Raumsequenzen werden nur durch wenige, sehr schlanke Stützen markiert. Tageslicht fliesst durch das ganze Gebäude Schnitt aa 15

16 IMD Mærsk Mc-Kinney Møller Center, Lausanne Die leichte Skelettkonstruktion aus mehrheitlich Lochstegträgern in der Horizontalen und Hohlprofilen in der Vertikalen ist prädestiniert für die einfache und flexible Leitungsführung sowie für minimale Fundamente. In der Vorprojektphase wurden von den Ingenieuren verschiedene Tragsysteme geprüft und verglichen. Die Lösung in Stahl bot für das Projekt die besten Voraussetzungen, insbesondere weil sie grosse Spannweiten erlaubt, durch schlanke Konstruktionsschnitte die Raumausnutzung optimiert und die klaren Linien des Projektes unterstützt. Die Stahlstruktur aus Lochstegträgern und Hohlprofil stützen ist extrem leicht und erlaubt eine flexible und raumsparende Leitungsführung. Isometrie Der Aufbau, an dem das Deckensystem abgehängt ist, bildet gleichzeitig eine beschattete Pergola auf dem Dach, die von einer breiten Zone extensiver Begrünung eingefasst wird. 1 steeldoc 03/09

17 Das Sockelgeschoss in Beton ist teilweise ins Erdreich eingegraben und dient der möglichst gleichmässigen Lastabtragung auf einem relativ schwierigen Baugrund. Auf diesem Sockel erhebt sich die zweigeschossige Stahlstruktur, die im Prinzip aus zwei Kassettendecken und ein paar Stützen besteht. Ausgesteift wird die Konstruktion durch eine Serie Diagonalen in der Deckenebene sowie Windverbänden an jeder Gebäudeecke. Zudem dienen der massive Treppenkern und drei Betonscheiben der Stabilisierung. Das geringe Gewicht erlaubte ausserdem eine minimale Fundamentausbildung, so dass der Rohbau trotz des damals relativ hohen Stahlpreises insgesamt auch wirtschaftlich die beste Lösung war. Leicht und schlank: das Deckensystem Die Decke über dem Erdgeschoss ist eine schlanke Verbundkonstruktion (Trapezblech und Stahlbeton) auf Lochstegträgern. Trotz einer Spannweite von 19 Metern übersteigt die Deckenstärke keine 0 Zentimeter. Die komplexe, technische Leitungsführung ist dank der durchbrochenen Stahlträger bereits vollständig integriert. Zudem sind die Installationen leicht zugänglich und erneuerbar. Die Dachkonstruktion funktioniert nach demselben Prinzip. Hier diente das Trapezblech auch als Dampfsperre, so dass auf die Betondecke ganz verzichtet und wiederum Gewicht eingespart werden konnte. Die zugänglichen Dach bereiche wie die Terrasse wurden mit einem Holz boden belegt. Der Quartierplan beschränkte die Höhe des Gebäudes, so dass ein Teil des Sockelgeschosses eingegraben wurde. Das sehr schlanke Deckensystem und die Leitungsführung innerhalb der Konstruktion trugen diesem Umstand Rechnung. Der Rohbau war in nur acht Monaten produziert und montiert. Dies dank der Vorfabrikation im Werk und der schnellen, trockenen und staubfreien Mon tage. Durch die Verwendung von Recyclingstahl, die Reduktion der Massen und die Flexibilität in der Nutzung entspricht der Bau den Massstäben nachhaltigen Bauens. Im Erdgeschoss spricht die Grosszügigkeit eines Mies van der Rohe. Der freie Raumfluss erlaubt Blicke hinaus ins Grüne, die Stahlstützen sind aus vier Winkelprofilen gefügt, der Boden mit hellen Travertinplatten belegt. 1

18 IMD Mærsk Mc-Kinney Møller Center, Lausanne Dieses Gebäude ist ein attraktives Beispiel für den wirtschaftlichen und ökologischen Einsatz von Stahl im Geschossbau. Obwohl das Material kaum sichtbar in Erscheinung tritt, zeugt die grosszügige Eleganz der Räume und der Lichtführung vom Potenzial der Stahlbauweise. Das Projekt wurde deshalb mit dem Prix Acier 2009 ausgezeichnet. (ef) Ort Chemin de Bellerive 34, Lausanne Bauherrschaft IMD International Institute for Management Development, Lausanne Architekten Richter & Dahl Rocha Bureau d architectes SA, Lausanne Ingenieure MP Ingénieurs Conseil SA, Crissier Stahlbau Sottas SA, Bulle Konstruktion Stahlskelett, teilweise abgehängt, Verbund - deckensystem mit Lochstegträgern, Trapezblech und Stahlbetonschicht, Stützen aus Hohlprofilen bzw. Winkelprofilen Stahlgewicht 445 t Abmessungen Stahlbau Gebäudegrundfläche 45 x 48 m, Höhe 8 m, Bauvolumen m 3, Geschossfläche 4 95 m 2 Bauzeit , Rohbau 8 Monate Fertigstellung 2008 Auszeichnung Prix Acier steeldoc 03/09

19 Die Vorteile der Stahlstruktur: stützenfreie Sicht aus dem Restaurant und Spannweiten von 19 Metern im Auditorium, das 350 Plätze fasst. Die Innenräume profitieren vom freien Raum- und Lichtfluss. 1 Fassadenschnitt, M 1: 50 1 Randträger -Profil 300/800 mm 2 Dachaufbau: Extensive Begrünung 140 mm Abdichtung 20 mm Dämmung 120 mm Dampfsperre Trapezblech 2 mm 3 Lochstegträger ACB, h=350 mm 4 Fassadenstütze 100/300 mm 5 Rahmenkonstruktion für Lamellenstore Pfosten-Riegel-Fassade, Verglasung 35 mm Dämmung 150 mm 8 Glas liert, 8 mm 9 Aluminiumblech 3 mm, einbrennlackiert 10 Bodenaufbau OG: Teppichboden mm Doppelboden 243 mm Stahlbetonverbunddecke 150 mm 11 Lochstegträger ACB, h=550 mm 12 Festverglasung 35 mm in Edelstahlrahmen 13 Kreuzstütze 390/390/90 mm, verkleidet mit Edelstahlblech 14 Bodenaufbau EG: Naturstein 20 mm Estrich 90 mm Trittschalldämmung 80 mm Stahlbeton 400 mm 15 Stahlbeton, Oberfläche gespitzt 1 Stütze Stahlbeton Ø 300 mm 19

20 Collège de la Combe, Cugy Der sanfte Riese Bauherrschaft ASICE Association Scolaire Intercommunale de Cugy et Environs Architekten FRAR Frei Rezakhanlou architectes, Lausanne, Genf Ingenieure SD Ingénierie Lausanne SA, Lausanne Baujahr 2008 Das neue Schulhaus von Cugy beherbergt die Schüler von vier kleinen Gemeinden des Kantons Waadt, nördlich von Lausanne gelegen. Der leichte, mehrgeschossige Stahlbau ist ein Beispiel für gute Architektur, Funktionalität und Kosteneffizienz. Mit seiner zurückhaltend modernen Sprache und der feinen Detaillierung passt er harmonisch ins Dorf- und Landschaftsbild. Grosse Spannweiten und eine schlichte, horizontale Gliederung des grossen Baukörpers strahlen unprätentiöse Modernität aus und sprechen für das Selbstbewusstsein der Gemeinden in einer Zeit, wo Nachhaltigkeit im Bauen zur gesellschaftlichen Verpflichtung geworden ist. Das kompakte Volumen nimmt trotz seiner klaren, eigenständigen Sprache den Bezug zum be - stehenden Schulhaus aus den 0er Jahren auf. Obwohl die Vorgaben während der Planungsphase mehrmals Situationsplan, M 1: 2500 geändert wurden und trotz der sehr engen Bautermine und des schmalen Budgets, ist ein solides Schulhaus mit poetischer Ausstrahlung entstanden. So geschlossen der Baukörper von Aussen scheinen mag im Innern entwickelt sich ein spannendes, lichtdurchflutetes Raumgefüge von geschlossenen und offenen Zonen mit einer zweigeschossigen Turnhalle, Loggien, einem zentralen Innenhof sowie einem Das Collège de la Combe bietet insgesamt 1 Klassenräume und Gemeinschaftsräume für Kinder aus vier Gemeinden. Der leichte Stahlbau ist mit Fassadenelementen aus Holz verkleidet. 20 steeldoc 03/09

21 Horizontale Fensterbänder und feine Aluminiumleisten gliedern den Baukörper. Die unbehandelte Holzfassade aus Fichte wurde vorbewittert und wird mit der Zeit mehr graue Patina annehmen. grosszügigen Pausen- und Luftraum um die Treppe. Das umfangreiche Raumprogramm umfasst 1 Klassenräume, Sport-, Veranstaltungs- und Werk räume, Cafeteria und grosszügige Foyers, wobei jedes Geschoss eine eigene Raumanordnung und Atmos phäre aufweist. Das Raumprogramm kann auch in Zukunft durch weitere Stockwerke erweitert werden. Pragmatisches Stahlskelett Im Untergeschoss liegt die Doppel-Turnhalle, wobei diese als zweigeschossiges Volumen zur Hälfte das Bodenniveau überragt. Zudem ist eine breite Treppenanlage quasi als externe Tribüne angelegt, so dass viel Tageslicht einfallen kann. Darüber erhebt sich eine dreigeschossige Stahlstruktur, lediglich durch ein Treppenhaus in Beton unterbrochen. Die Decken sind aus üblichen Walzprofilen zu Kassetten geschweisst. Über der Turnhalle liegen wegen der grösseren Spannweite geschweisste Kastenträger. Vertikal tragen Hohlprofilstützen unterschiedlicher Durchmesser, welche im Innenraum mit Gipsplatten verkleidet wurden. Über Kopfbolzen sind die Stahlträger mit einem Holoribblech verbunden, darauf wurde eine Schicht Ortbeton gegossen mit dem üblichen Bodenaufbau. Die Aussteifung des Gebäudes wird durch eine Reihe Windverbände in der Fassadenebene gewährleistet. Die einfache Verbundkonstruktion des Deckensys - tems bietet zusammen mit den grossen Spannweiten eine hohe Flexibilität in der Nutzung. Durch die Verwendung von Recyclingstahl für die Tragstruktur und Holz sowie durch die Reduktion der Baumasse und einem angemes senen Energiekonzept entspricht dieses Gebäude den Anforderungen an die Nachhaltigkeit in höchstem Masse. 21

22 Collège de la Combe, Cugy 9 a 9 10 a 8 Grundriss 1. Obergeschoss Grundrisse, Schnitt, M 1: Eingang 2 Foyer 3 Cafeteria 4 Hauswirtschaftsraum 5 Verwaltung Sporthalle Klassenzimmer 8 Lehrerzimmer 9 Dokumentation 10 Innenhof a a 3 1 Der Betonboden ist gelb gestrichen, was den Räumen eine sonnige Ambiance verleiht. Licht fällt durch eine Dachverglasung ins Treppenhaus sowie über einen kleinen, voll verglasten Innenhof ins Foyer. Grundriss Erdgeschoss 22 steeldoc 03/09

23 10 2 Längsschnitt aa 23

24 Collège de la Combe, Cugy Isometrie der Stahlkonstruktion über der Sporthalle Modulierte Fassade Jede der vier Fassaden des Gebäudes ist unterschiedlich ausformuliert und entspricht damit den Verhältnissen der dahinterliegenden Räume. Dominant sind durchgehende Fensterbänder, die jedoch auf jeder Gebäudeseite mehr oder weniger offen sind und durch Loggien oder Auskragungen artikuliert werden. Feine, eloxierte Aluminiumleisten auf Höhe der Geschoss - ebenen gliedern die Fassade in der Horizontalen. Die Fassadenelemente bestehen aus rohen Fichtenkant - hölzern und einer dahinterliegenden Isolationsschicht als Holzrahmenkonstruktion, welche an Winkeleisen an der Stahlstruktur befestigt sind. Die Fensterbänder aus eloxiertem Aluminium werden im Innenhof zu geschosshohen Fassadenelementen ausgedehnt. Als Kontrast dazu ist im Innenhof der Boden aus Holz. Die Innenräume, insbesondere die Böden sind in warmen Farbtönen gehalten. Die Stahlstruktur ist Über der Turnhalle liegen wegen der grösseren Spannweite geschweisste Kastenträger. Vertikal tragen schlanke Hohlprofilstützen unterschiedlicher Durchmesser. Die Aussteifung des dreigeschossigen Stahlbaus wird durch eine Reihe Windverbände in der Fassadenebene gewährleistet. Die einfache Verbundkons truktion des Deckensystems bietet hohe Flexibilität in der Nutzung. 24 steeldoc 03/09

25 Die Turnhalle liegt zur Hälfte unter Boden in einer Betonwanne. Darüber erhebt sich der dreigeschossige Stahlbau mit sehr filigranen Fassadenstützen. nicht mehr sichtbar, doch durch die grosszügigen Spannweiten klar spürbar. Der Bau ist funktional, kostengünstig und von einer pragmatischen Eleganz. Erreicht wurde dies durch einen einfachen Stahlskelettbau, der grosse Spannweiten und die kurze Bauzeit von nur 1 Monaten ermöglicht. Das Gebäude wurde von der Jury des Prix Acier 2009 mit einer Anerkennung gewürdigt. (ef) Isometrie Fassadenanschluss Ort Chemin de la Combe 5, Cugy VD Bauherrschaft ASICE Association Scolaire Intercommunale de Cugy et Environs, Cugy Architekten FRAR Frei Rezakhanlou architectes, Lausanne, Genf Ingenieure SD Ingénierie Lausanne SA, Lausanne Stahlbau Sottas SA, Bulle Daten Stahlbau 100 m 2 Nutzfläche, m 3 umbauter Raum; 380 t Stahl Fertigstellung 2008 Auszeichnung Prix Acier 2009 (Anerkennung) 1 Fassadenstütze 180/180/180 mm mit Gipsfaserplatte 12,5 mm ummantelt 2 Träger HEB 30 (l=,8 m) und HEB 450 (l=11,0 m) 3 Verbunddecke, Holoribblech 51 mm + Beton 89 mm 4 Randträger UNP Winkelprofile zur Befestigung der Fassadenpaneele Vorgefertigtes Paneel, Fichtenschalung vorbewittert, 28 und 58 mm, Konterlattung 40 mm Winddichtung Holzfaser-Dämmplatte 19 mm Dämmung in Holzrahmen 150 mm OSB-Platte 13 mm 25

26 Ecole de la Maladière, Neuenburg Lichter Baukasten Bauherrschaft Stadt Neuenburg, Abteilung Stadtplanung Architekten Andrea Bassi, Genf Ingenieure Guscetti & Tournier SA, Carouge Baujahr 2005 Situationsplan, M 1: 2500 Zwischen den Bäumen eines Parks im Quartier de la Maladière von Neuenburg wirkt der Baukörper der neuen Schule fast wie eine Skulptur von Bernard Tschumi. Die tragende Gebäudehülle aus Stahl ist gleichzeitig eine erdbeben - sichere Struktur und ermöglicht grösste Gestaltungsfreiheit sowohl für die Fassade als auch im Innern. Das Quartier de la Maladière ist ein aufstrebendes Wohn- und Geschäftsviertel der Stadt Neuenburg. Die Lage des Schulhauses im Park eines ehemaligen Friedhofes ist exquisit. Das Volumen geht deshalb durch eine differenzierte kubische Komposition auf die Vorzüge der Umgebung ein. Einmal bietet es durch einen Rücksprung des Sockelgeschosses einen grosszügigen, gedeckten Vorplatz für den Eingangsbereich, während im Obergeschoss eine Terrasse mit Weitblick entsteht. Das strenge Fassadenraster mit grosszügigen, quadratischen Öffnungen entspricht der tragenden Gebäudestruktur und bietet gleichzeitig den Rahmen für eine verspielte, farbige Flächengestaltung. Durch Stapelung der Räume über vier Geschosse bleibt viel von der Grundstücksfläche unverbaut. Dass diese Tragstruktur gleichzeitig auch beispielhaft punkto Erdbebensicherheit ist, zeichnete sich erst während des Planungsprozesses ab. Erfrischend anders Das klassische Raumprogramm für ein Schulgebäude wurde hier so spielerisch und abwechslungsreich wie möglich umgesetzt. Jedes Schulzimmer hat eine besondere Ausrichtung und Lichtatmosphäre. Untergeschoss und Erdgeschoss nehmen die Turn halle, den Kindergarten, den Mehrzwecksaal sowie die Wohnung des Abwarts auf. In den beiden Obergeschossen be - finden sich die eigentlichen Räume der Primarschule. Die 12 Klassenzimmer sind, entsprechend der Aus - formung des Baukörpers, in Längs- oder Querrichtung angeordnet anders als dies typischerweise in Schulgebäuden anzutreffen ist. Je nach Lage werden sie von bis zu drei Fassaden umschlossen, durch deren quadratische Fenster viel Tageslicht in die Schul - räume gelangt. Das Fassadenbild wird durch das markante Raster der aussen bündigen Fenster gleicher Grösse sowie der sichtbaren Trennfugen zwischen den Fassaden - paneelen aus glasfaserverstärktem Kunststoff geprägt. Die Farbgestaltung der Paneele mit hellen Gelb- und Grüntönen variiert das Thema Rahmen. Komplexes Raumgefüge Im Prinzip ist die Tragstruktur ein Stahlskelett auf einer Betonwanne. Um die komplexe kubische Form des Volumens auszusteifen, wurden in jeder Fassadenebene Vierendeel-Rahmen aus massivem Stahlblech eingesetzt, welche über drei Geschosse reichen und zwei oder mehr Fensterachsen einfassen. Diese Rahmen mit steif verbundenen Ecken wirken wie 2 steeldoc 03/09

27 Scheiben damit sind diagonale Verbände sowohl in der Vertikalen wie auch in der Horizontalen über - flüssig. Gleichzeitig nehmen diese Scheiben die Lasten der Auskragung auf. Dadurch kann auch das Innere vollkommen frei von aussteifenden Elementen gestaltet werden. Die Vor- und Rücksprünge passen den Baukörper an die Hanglage an und gliedern sein Volumen. Rahmensystem der Nordfassade zur horizontalen Stabilisierung und für die Kragarmkräfte, M 1: 500 Die insgesamt fünf Fassadenscheiben bestehen aus biegesteif verbundenen Stahlblechteilen, die gelenkig auf die Betonwände des Untergeschosses gesetzt sind. Um eine hohe Qualität der Schweissnähte zu gewährleisten, wurden Teilstücke bereits in der Werkstatt 2

28 Ecole de la Maladière, Neuenburg vorgefertigt und auf der Baustelle zu ganzen Fassadenteilen zusammengeschraubt. Hilfskonstruktionen stützen die Rahmen bis zur endgültigen Aufrichtung. Danach erfolgt die Montage des übrigen Stahltragwerks aus Lochstegträgern und Profilstützen. Die in das Stahltragwerk eingebauten Verbunddecken be - stehen aus Trapezblech mit Ortbeton. Mit Stahl gegen Erdbeben Die Erdbebensicherheit ist neben der freien Grundrisseinteilung ein weiterer Vorteil des gewählten Tragsystems. Ausschlaggebend dafür sind seine Leichtigkeit und die Fähigkeit, Schwingungen abzudämpfen. Dies kann durch die optimale Abstimmung der Steifigkeiten der tragenden Bauelemente erreicht werden. Die Stahlbauweise bietet aufgrund der günstigen physikalischen Eigenschaften, wie z.b. hohe plastische Verformbarkeit, generell entscheidende Das prägnante Raster der Stahlrahmen gliedert die Fassade. Glasfaserverstärkte Kunststoffpaneele in verschiedenen Farbtönen differenzieren das Fassadenbild. Rahmensystem der Ostfassade zur horizontalen Stabilisierung, M 1: 500 Rahmensystem zur horizontalen Stabilisierung und für die Kragarmkräfte, M 1: steeldoc 03/09

29 Vorteile gegenüber anderen Konstruktionen. Im vorliegenden Fall leiten die dreistöckigen Vierendeel- Rahmen die Schwingungen in beiden Richtungen über die Fassade ab. Die Verbindungen der Stahlrahmen selbst wurden steif ausgebildet, die Anschlüsse an die übrige Konstruktion halbsteif und die Auf - lagerpunkte der Stahlrahmen auf der Betonwand des Untergeschosses gelenkig. So ist die Tragstruktur zwar ausgesteift, aber insgesamt duktil. Die Gebäudehülle ist hoch wärmegedämmt und erfüllt damit auch den Minergiestandard. Die weitgehend trockene Bauweise unter Verwendung von Profilen aus Recyclingstahl, die hohe Flexibilität in der Anordnung der Räume und die Möglichkeit, die Konstruktion am Ende des Lebenszyklus einfach zurückzubauen, sprechen für die Nachhaltigkeit dieses Gebäudes. (jh/ef) Dreigeschossige Vierendeel- Rahmen bilden in jeder Fassadenebene eine aussteifende Scheibe, so dass weder in der Vertikalen noch in der Horizontalen Diagonalverbände notwendig sind. Die Rahmen sind gelenkig mit dem Betonfundament verbunden Detailschnitte Rahmen, M 1:20 1 Bodenplatte 250/900/80 mm 2 Stütze geschweisst 200/900 mm, Flansche 25/200 mm, Steg unten 850/30 mm Steg oben 850/15 mm 3 Steifen 4 x 85/500/50 mm 4 Stahlplatte 200/900/20 mm 5 IPE 400 Anschlussprofil 2 x L 120/80/12 mm 2 3 Träger HEA Anschlussprofil 120/120/15 mm 9 Auflager für Holoribblech 2 150/12 mm 4 10 Träger geschweisst 200/00 mm Flansche 200/20 mm Steg 50/10 mm

30 Ecole de la Maladière, Neuenburg a Helle, lichtdurchflutete Räume und die klare Linienführung der Architektur prägen die Klassenräume. Grundriss 2. Obergeschoss a a Schnitt aa 1 Die Turnhalle ist halb im Erd - reich eingegraben. Das Untergeschoss in Beton dient der darüberliegenden Stahlstruktur als Fundament. Grundrisse, Schnitt, M 1: Eingang 2 Foyer 3 Vorschulräume 4 Hausmeisterwohnung 5 Mehrzweckraum Mehrzweckraum (Hausaufgaben, Krankenzimmer) Klassenzimmer 8 Turnhalle Grundriss Erdgeschoss a a 8 Grundriss 2. Untergeschoss a Ort Faubourg du Lac 3, Neuenburg Bauherrschaft Stadt Neuenburg, Abteilung Stadtplanung Architekten Andrea Bassi, Genf Ingenieure Guscetti & Tournier SA, Carouge Ingenieure Fassaden BCS Neuenburg Fassaden Sottas, Bulle Stahlbau Steiner, La Chaux-de-Fonds Volumen m 3 Kosten 12 Mio CHF Wettbewerb 2000 Baubeginn September 2003 Fertigstellung Oktober 2005 Auszeichnung Architektur- und Ingenieurpreis Erdbeben - sicheres Bauen steeldoc 03/09

31 Impressum steeldoc 03/09, September 2009 Bauen in Stahl Bautendokumentation des Stahlbau Zentrums Schweiz Herausgeber: SZS Stahlbau Zentrum Schweiz, Zürich Evelyn C. Frisch, Direktorin Redaktion: Evelyn C. Frisch (verantw.), Johannes Herold, SZS Martina Helzel, circa drei, München Layout: Martina Helzel, circa drei, München Texte: Evelyn Frisch (ef), Johannes Herold (jh), Cordula Rau (cr) Fotos: Titel: Hannes Henz, Zürich Editorial: Jean-Michel Landecy, Genf Schulanlage Leutschenbach: Dario Pfammatter, Architekturbüro Christian Kerez, Zürich (Seite 4, 10 unten), Hannes Henz, Zürich (Seite 5, unten, 8, 9, 10 oben, 11), Cordula Rau, München (Seite oben) IMD: Yves André, St-Aubin-Sauges (Seite 12, 13, 1 unten, 18, 19 oben), Olivier Wavre, Lausanne (Seite 15, 1 oben, 1, 19 unten) Collège de la Combe: Jean-Michel Landecy, Genf École de la Maladière: Yves André, St-Aubin-Sauges (Seite 2, 2, 28 oben), Guscetti & Tournier SA, Carouge (Seite 28 Mitte und unten, 29, 30) Quellen: Die Informationen und Pläne stammen von den Planungsbüros. Zeichnungen teilweise überarbeitet durch Stefan Zunhamer, circa drei, München. Designkonzept: Gabriele Fackler, Reflexivity AG, Zürich Administration, Abonnemente, Versand: Giesshübel-Office, Zürich Druckvorstufe und Druck: Kalt-Zehnder-Druck AG, Zug ISSN Jahresabonnement Inland CHF 40. / Ausland CHF 0. Einzelexemplar CHF 15. Preisänderungen vorbehalten. Bauen in Stahl/steeldoc ist die Bautendokumentation des Stahlbau Zentrums Schweiz und erscheint viermal jährlich in deutscher und französischer Sprache. Mitglieder des SZS erhalten das Jahresabonnement und die technischen Informationen des SZS gratis. Die Rechte der Veröffentlichung der Bauten bleiben den Architekten vorbehalten, das Copyright der Fotos liegt bei den Fotografen. Ein Nachdruck, auch auszugsweise, ist nur mit schriftlicher Genehmigung des Herausgebers und bei deutlicher Quellenangabe gestattet. 31

32 Stahlbau Zentrum Schweiz Centre suisse de la construction métallique SZS Centro svizzero per la costruzione in acciaio Seefeldstrasse 25 CH-8008 Zürich Tel Fax info@szs.ch