Umbau Herzog Anton Ulrich-Museum

W+S
Ein Journal vom Ingenieurbüro W+S WESTPHAL • 30. Ausgabe • 2016
Umbau Herzog Anton Ulrich-Museum
Das Herzog Anton Ulrich-Museum (kurz HAUM),
wie es seit 1927 nach seinem Gründer, Anton Ulrich, Herzog von Braunschweig-Lüneburg (16331714), heißt, wurde 1754 als „Kunst- und Naturaliencabinett“ durch seinen Großneffen Herzog Carl
I. in Braunschweig eröffnet, das erste öffentlich
zugängliche Museum des Kontinents. Mit seinen
über 250 Jahren ist das HAUM eines der größten
und bedeutendsten Kunstmuseen und eines der
wichtigsten Museen alter Kunst Deutschlands.
Im Jahr 2008 wurde der Grundstein für eine Erweiterung des Museums gelegt, in dem die Artefakte des HAUM während der aktuellen Baumaßnahme temporär archiviert werden. Seit Frühjahr 2010 besteht der neue Funktionsbau, der
Bibliothek, Kupferstichkabinett, Werkstätten und
Verwaltungsräume beinhaltet. Das 1884-87 errichtete historische Haupthaus wird seit 2013 auf
den Ursprungszustand zurückgebaut und nach
Renovierung mit moderner Ausstellungstechnik
ausgestattet. Daher ist das Hauptgebäude zurzeit aufgrund der anfallenden Sanierungsarbeiten
geschlossen. Die Wiedereröffnung des Herzog
Anton Ulrich-Museums ist für September 2016
geplant.
Nachdem unser Büro bereits ab Mitte der
1990er-Jahre mit der Tragwerksplanung im Rahmen der Sanierung der beiden Kuppeltürme betraut war (s. Ausgabe 7/2000 unseres Journals),
sind wir jetzt mit verschiedenen kleineren und
größeren Maßnahmen an der aktuellen Sanierung beteiligt.
Die zahlreichen Maßnahmen, denen das Haupthaus des Museums nach mehr als 100 Jahren
Betrieb unterzogen werden musste, sind für die
Besucher nur teilweise offensichtlich. Doch auch
die neuen großzügigen Raumfluchten auf allen
drei Ausstellungsetagen, die durch den Rückbau
von Zwischenwänden und -geschossen entstanden, sowie die neuen Servicebereiche wurden
nur möglich durch viele „unsichtbare“ Kraftakte.
Und das ist durchaus wörtlich – oder eher rechnerisch – zu verstehen: Um großzügigere Räume zu
erschaffen, mussten u.a. (tragende) Wände weichen. Aber wohin dann mit den enormen Lasten
von oben? Wie die Kräfte aus Dach und Obergeschossen nach unten in die Fundamente und damit in sicheren Baugrund leiten? Die Antwort gab
W+S WESTPHAL mit vielen Kraftakten – kaum
ein Raum, keine Decke, kein Treppenhaus oder
Aufzugsschacht wurde von unserem Tragwerksplaner-Team nicht analysiert und neu berechnet,
damit die Kunst auch dauerhaft nicht den Boden
unter sich verliert...
Quellen: WikiPedia, HAUM
Luftaufnahme Anton-Ulrich-Museum
(2011) von Brunswyk, Wikipedia
Ehemalige Räume der Gemälderestaurierung im Erdgeschoss, neue Nutzung nach
der Sanierung als Veranstaltungsraum
Bild: C. Cordes, HAUM
Guten Tag liebe Leserin, guten Tag lieber Leser,
mit Stolz präsentieren wir Ihnen heute nicht
nur unser 30. Journal wirtschaftlich BAUEN,
sondern auch drei Projekte mit Wiederholungs-Charakter: Für das HAUM planen
wir bereits seit Mitte der 1990er-Jahre, für
das DLR seit Bürogründung und auch die
GuD-Anlage ist ja bereits das zweite Projekt
dieser Art – und Ausdruck der hervorragenden
Zusammenarbeit mit Generalplaner enco. Das
unterstreicht unser Motto: „Baustatik konstruktiv - kreativ. Erfahrung, die seit über 60 Jahren
wächst.“
Holger Schliesenski
Hans-Georg Westphal
Die neue Schalt- und Lüftungszentrale im gesamten UG erforderte nachträgliche Durchbrüche
und eine Anpassung der Leitungsführung an die Gewölbedecken.
Im 1. OG musste für die Leitungsführung das vorhandene Mauerwerk auf
ganzer Raumlänge geschlitzt werden.
Zur Gewährleistung der Tragfähigkeit
entwarfen wir ein Stahlkorsett.
Die bestehenden Staubdächer über den Oberlichtsälen sind an der Dachkonstruktion aufgehängt.
Das Glasdach liegt auf historischen Dachbindern
aus Flachstählen mit Nietverbindungen auf.
Historischer Dachbinder (weiß),
neu montierte Stahlträger (rot;
wurden später weiß gestrichen)
Der Entwurf von Kuehn Malvezzi Architects betrifft die Anordnung der Ausstellungsobjekte, für die wir die Lastverteilung statisch berechnet haben. Beispiel: Im 2. Obergeschoss steht eine höhenverstellbare Glasvitrine mit einer
Gesamtlast von 3,2 Tonnen auf einer Holzbalkendecke!
Tragwerksplanung geht (manchmal auch)
Neubau Kasino DLR Braunschweig – Gebäude 123
Auf dem Gelände des Deutschen Zentrums
für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) in Braunschweig entsteht in unmittelbarer Nähe zur
Landebahn zurzeit der Neubau eines 2-geschossigen Kasinos (Betriebsrestaurant mit
Seminarräumen) mit einem Investitionsvolumen von ca. 4,3 Millionen Euro.
Der teilbare Hauptspeiseraum für 550 Personen wird multifunktional genutzt werden und
öffnet sich nach Außen zu einer Terrasse mit
hoher Aufenthaltsqualität.
Mit dem geplanten Neubau wird auch ein Beitrag zum energie- und ressourcenschonenden Bauen geleistet. Dazu waren die energetischen Aspekte, umweltfreundliche Anforderungen sowie das Erreichen von optimalen
Kosten-/Nutzenzielen innerhalb des vorgegebenen Kostenrahmens zu berücksichtigen.
Im Obergeschoss sind die Technikzentrale,
eine Selbstbedienungs-Cafeteria, ein Speisesaal mit 104 Sitzplätzen und 2 Konferenzräume untergebracht. Das Erdgeschoss beherbergt die Küche mit der Hauptausgabe und
einen weiteren Speisesaal für 108 Personen.
Kasino in Massivbauweise
Die Aussteifung des Gebäudes wird durch
das Zusammenwirken der Deckenscheiben
mit den Wandscheiben des EG und des OG
erreicht. Die in einem variablen Raster stehenden Stahlbeton-Innenstützen werden
zur Abtragung der Horizontallasten nicht mit
herangezogen, so dass sie recht schlank
ausgeführt werden können (ausgesteifter
Stahlbeton-Skelettbau).
Das in Massivbauweise mit Flachdach errichtete freistehende Gebäude hat eine Grundfläche von ca. 30 x 29 Metern und eine Höhe
von 8,5 Metern. Als Fassade wird ein kerngedämmtes Verblendmauerwerk in Verbindung
mit einer großformatigen Pfosten-Riegelfassade (Stahl-/Glas-Elemente) eingesetzt.
Die Gründung
Das Kasino wird frostfrei mittels Streifen- und
Einzelfundamenten, die mit einer durchgehenden Stahlbetonsohle miteinander verbunden sind, flach gegründet. Eine umlaufende
Frostschürze folgt dem Verlauf der Gebäudefassade. Die unterhalb der Gründungsebene
liegenden Gebäudebereiche (Aufzugsunterfahrt Medien-Einbringschacht) werden auf
Stahlbeton-Sohlplatten gegründet.
Obergeschoss-Decke
Südbalkon Kasino – Decke Obergeschoss im Bau
Quelle: WikiPedia
Hoehenlinie
Neu
Hoehenlinie
Bestand
Schnitt durch das Kasino aus Richtung Osten. Links
im Plan der vier Meter auskragende Südbalkon.
5
6
Flur 1
Konferenz
Flur 4
60
50
70
5
42
5
Flur 1
44
5
5
59
d= 30cm
3,07
Umkleiden Herren
+3.00 UKAD
F30
-0.89
-0.89
frostfreie
Gruendung
50
50
1,00
1,25
1,25
Aufzugsunterfahrt
2
2,18
2,17
d= 20cm
-0.49
-1.25
5
3,49
2,60
1,12
OKG 86,11 -0.215
-0.415
-0.29
d= 20cm
+3.795
+3.495
5
F30 Glas
1,01
Tiefkuehlraum
-0.215
-0.415
OKG 85,65
1,54
+7.20 +7.26
5
2,60
86.20 ueNN= ±0.00
OKG 85,60
Promenade
+8.50
+2.60 UK TK-Decke
T30 RS
3,33
28
1,76
+3.00 UKAD
Akustikbaffel
UK Stb.
+2.60
+3.00 UKAD
1,29
5
Produktion
+3.00 UKAD
40 30
15
5
5
12
+3.33 UKAD
UZ 30/66-80cm
+2.80 UKAD
+2.68 UKAD
d= 30cm
50 24 50
94
30
UZ= 30/80cm
1,00
+2.68 UKAD
Ausgabe / Kassen
1,29
NA
Foyer
8
+8.25
+8.15
+4.32
d= 30cm
UZ=30/1295
54
30 51
1,50
d= 42,50cm
UZ =50/425
UKAD +3.43
bzw. UK Verblender
2,91
2,80
Flur 2
5
89
5
+8.25
+8.15
70
Meeting Point
42
34
1
5
UZ/ÜZ
OK Attika +8.64 20/124cm
Aufstellflaeche Kaeltemaschine
d= 30cm
+2.68 UKAD
5
5
56 42
5
12 27
+4.30
+4.01
d= 24cm
3,92
F30
Cafeteria
2,68
UKUZ +7.20
+8.25
+8.15
2,68
+7.26
2
5
+9.02
30
d= 30cm
UZ 30/80cm
3
1,77
70
UZ 30/66-80cm
30
RWA
70
+7.70
+8.25
+8.15
50 24 50
+8.00
64
OK Attika +8.64
1,11
UZ/ÜZ
20/124cm
+8.25
5
3,27
1,44
+9.11
5
63
3,77
+9.02
4
8
68
5,80
49
5,80
2,68
2
3,00
1,94
64
7
30,29
8
45
8
54
8
1,43
6
Die Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt (DFL)
war eine Forschungsstätte bei Braunschweig, die bis
1969 der (militärischen) Luftfahrtforschung diente. Zur
Förderung der deutschen Luftfahrtforschung sollte
1935 zusätzlich zu den bestehenden Versuchsanstalten, der Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL)
in Berlin und der Aerodynamischen Versuchsanstalt
(AVA) in Göttingen, eine weitere Forschungsanstalt
geschaffen werden. 1936 wurde die Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt e.V. (DFL) formell gegründet. Die DFL wurde 1969 mit der AVA und der DVL
zur „Deutschen Forschungs- und Versuchsanstalt für
Luft- und Raumfahrt“ (DFVLR) zusammengefasst und
später in Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
(DLR) umbenannt.
Südbalkon Kasino im Ausbau
1,49
DLR: Deutsches Zentrum für Luft- und
Raumfahrt
Die Obergeschossdecke wird weitgehend als
30 cm dicke Stahlbeton-Flachdecke ausgeführt. Um Verformungen in den weit auskragenden Deckenrändern – hier ist die Deckendicke auf 24 cm reduziert – auf ein verträgliches Maß zu begrenzen, werden im Bereich
der Achsen F-H Unterzüge angeordnet. Ein
dem Fassadenverlauf folgender Randunter-
1,25
Hinweis:
Sohle u. Fundamente
gem. Angaben Statik
-0.89
90
80
O
durch den Magen
Rohbau Südseite mit Balkon und
Treppe. Im Hintergrund der von uns
im Jahr 2000 geplante Antennenturm.
zug sorgt für eine Angleichung der Deckenrandverformungen. Der etwas erhöht liegende
Dachbereich über der Technikzentrale wird
als leichtes Stahltrapezblechdach auf einer
Stahlträgerlage ausgebildet, da das Dach zum
Austausch von Technikkomponenten leicht zu
öffnen sein muss.
Erdgeschoss-Decke
Auch für die Erdgeschossdecke war aus Sicht
der Tragwerksplanung die Begrenzung der
Verformungen das entscheidende Entwurfskriterium.
Die Decke wird ebenfalls als 30 cm dicke
Stahlbeton-Flachdecke ausgeführt. Im zentralen Gebäudebereich wird die Decke an die
Obergeschosswände der Technikzentrale
angehängt. Die Lastabtragung erfolgt über
Stahlbetonstützen und Stahlbetonwände.
Der Südbalkon
Eine Besonderheit stellt der vier Meter weit
auskragende Deckenbereich des Südbalkons
dar. Diese große Auskragung ließ sich wirtschaftlich nur durch eine statisch wirksame
Aktivierung der seitlichen Balkonbrüstungen
realisieren. Beim Brüstungsbalken in Achse
F (Foto unten) entstand hierbei ein waageartiges Trag­system, da der Balken bereits in
Deckenfeldmitte, weit vor der Wandachse 7,
endet. Dieses Tragsystem ist nur mit ausreichend Gegengewicht auf dem Balkenende ins
Gleichgewicht zu bekommen.
Die Steifigkeit des Systems „Waagebalken-Decke“ variiert allerdings je nach Belastung auf dem auskragenden Balkon und auf
dem damit verbundenen Bereich der Decke.
Eine wirtschaftliche Bemessung konnte daher
nur am Gesamtsystem der Deckenplatte unter
Einbeziehung des auskragenden Balkons und
der als Überzüge wirkenden Brüstungsbalken
erfolgen. Da eine solche Konstruktion nicht
einfach zu berechnen ist, verwendeten wir ein
Platten-Bemessungsprogramm mit der Finite-Elemente-Methode (FEM).
Kombinierte Innen-/Außentreppe
Diese sowie weitere nicht ganz alltägliche
Tragwerksdetails – zum Beispiel die kombinierte Innen-/Außentreppe an der Gebäude-Ostseite – ließen das Projekt auch für uns
zu einem besonders spannenden Bauvorhaben werden. Dem wird die Projektbezeichnung
„Neubau Kasino“ bei weitem nicht gerecht.
Kollegiales Miteinander
Da aber die Zusammenarbeit mit den anderen
Planungsbeteiligten, den ausführenden Baufirmen und den Vertretern des Bauherrn von kollegialem Miteinander geprägt war, wird uns die
Realisierung des Gebäudes 123 – Kasino DLR
– nachhaltig in positiver Erinnerung bleiben!
Kasino Westseite
Klingt kompliziert? Ist
es auch! Und wir haben
hier schon die fachlichen Details weggelassen. Einige „intime“
Details der Tragwerkplanung finden Sie aber
auf unserer Internetseite http://bit.ly/1Td5JyL
Kasino Nordseite
Brüstungsbalken Südbalkon
(Achse G) von außen
Brüstungsbalken Südbalkon
(Achse G) von innen
Kasino Ostseite mit
kombinierter Innen-/Außentreppe
Treppe Ostseite und
Südbalkon (rechts hinten)
GuD-Anlage Flensburg – Bericht 2
In Ausgabe 27 unseres Journals hatten wir
bereits von dem Neubau der GuD-Anlage
der Stadtwerke Flensburg GmbH berichtet.
Schrägaufsicht von Norden, fertiger
Treppenhaus-Turm, Kesselhaus im
Bau, Gasturbinenhaus fertig
Süd-Ansicht Schaltanlagen­gebäude mit leicht
auskragendem neuen Leitstandgeschoss
Inzwischen ist eine Menge passiert. Da
liegt es nahe, einen weiteren Bericht von
dieser spannenden Bauaufgabe zu veröffentlichen.
Ab Frühjahr 2016 soll die Anlage dann
im Regelbetrieb laufen und nach Bedarf
Strom und Wärme liefern – insbesondere
wenn kein Wind weht oder die Sonne nicht
scheint.
Synergieeffekte genutzt
Terminplan eingehalten
Nach über drei Jahren Tragwerksplanung
haben wir unsere Leistungen fertig gestellt
und unsere am weitesten entfernte Baustelle abgeschlossen. Was sich hierbei
sehr positiv ausgewirkt hat und enorme Synergieeffekte mit sich brachte war, dass wir
zwischenzeitlich auch aus Platzgründen
beim Generalplaner enco zwei Büroräume
angemietet haben und so für die gemeinsame Bearbeitung „sehr kurze Wege“ hatten. Dies ist auch für zukünftige Projekte
geplant.
Der
Gesamtfertigstellungstermin
der
GuD-Anlage ist fast noch derselbe, wie zu
Beginn der Bauaufgabe im Rahmenterminplan festgelegt. Das heißt: Selbst jetzt
– nach fast 4 Jahren Bauzeit und trotz der
Insolvenz eines Haupt-Auftragnehmers –
wird die Anlage rechtzeitig zum Winter die
benötigte Fernwärme liefern und damit die
Stilllegung von zwei alten Kohlekesseln ermöglichen. Gelingen konnte das nur, weil
beim Generalplaner enco alle Fäden zusammenliefen und so rechtzeitig entgegen
gesteuert werden konnte, wenn sich Änderungen im Bauablauf abzeichneten.
Aber auch nach Abschluss der Tragwerksplanung ist in Flensburg noch viel passiert:
Ansicht Schaltanlagen­
gebäude von Osten mit
neuem Trafo im Vordergrund
samtanlage im Dezember in den Probebetrieb gegangen.
Nach den Rohbauarbeiten des Schaltanlagengebäudes im Sommer 2014 wurden
das angrenzende Kesselhaus mit dem
Abhitzekessel und das Gasturbinenhaus
in Stahlbauweise errichtet. Danach erfolgten die Gebäudehüllen (Fassaden) und
dann ging es mit der eigentlichen Kraftwerkstechnik los: Gasturbine, Dampfturbine, Abhitzekessel, Rohrleitungen, Pumpen,
Trafos, Schaltanlagen und verschiedenste
Leittechnik-, Nieder- und Hochspannungskabel etc. mussten montiert und installiert
werden.
Auch diese Arbeiten, bei denen zeitweise
ca. 250 Monteure gleichzeitig vor Ort waren, sind mittlerweile abgeschlossen. Somit sind sowohl die einzelnen Gebäudeteile als auch das Innenleben fertig gestellt.
Daran könnten sich so manche andere
Großbaustellen in Deutschland ein Beispiel nehmen.
Was dann schließlich noch fehlt, ist die Feier zur offiziellen Übergabe, worauf wir uns
schon sehr freuen.
Vielen Dank noch einmal an Jörg Ramdor
und seinem Team von enco, dass wir bei
dieser spannenden Bauaufgabe wieder
mitwirken durften.
Dachaufsicht Gasturbinenhaus mit Dachaufbauten
und Schaltanlagengebäude im Hintergrund, Stahlbaumontage Kesselhaus
Inzwischen sind auch die jeweiligen Einzel-Inbetriebnahmen und Abnahmen der
diversen Maschinen erfolgt und die Ge-
Luftaufnahme der fast fertig gestellten
Gesamtanlage, Treppenhaus-Turm
eingerüstet für Fass-Konstruktion,
Kamine Kesselhaus fehlen noch
Impressum
Herausgeber: Dipl.-Ing. Holger Schliesenski
W+S WESTPHAL
Ingenieurbüro für Bautechnik GmbH
Karlstraße 92, 38106 Braunschweig
Telefon: 0531 238090, Fax: 0531 2380920
e-mail: [email protected]
http://www.ws-westphal.de
Redaktion: Dr.-Ing. Knut Marhold, Wuppertal
Montage
Bypass-Kamin
Ende Januar 2015
W+S