Holz, Glas und Kar­ton im Ein­klang

Konstruktion

Die hölzerne Freiform des von Weitem sichtbaren Auditoriums gibt der Seine Musicale ihr charakteristisches Äusseres. Die Konstruktion besteht aus über 3000 Einzelteilen aus Brettschichtholz mit 2800 unterschiedlichen Kreuzungspunkten.

Publication
22-03-2018
Revision
23-03-2018

Die Architekten sehen in der Seine Musicale ein Symbol für eine der Umwelt angepasste Technik. Gemeint ist damit das mächtige, 45 m hohe Metallsegel ausserhalb der gerundeten Auditoriumsstruktur. Das Segel umfährt täglich langsam auf Luftkissen gelagert und in Schienen geführt diese Baustruktur auf einer Strecke von rund 100 m und richtet dabei seine 800 m2 Photovoltaikzellen stets in optimalem Winkel zur Sonne aus.

Die Energieversorgung weist einen Anteil von 65 % erneuerbarer Energie auf. Das mobile Segel aus PV-Modulen erzeugt zusätzlich Strom vor Ort. Weil es die Fassade abschattet, gewährleistet das Segel zudem den thermischen Komfort im Sommer und verringert den Kühlbedarf.

Der markante, bei näherem Hinsehen eher eiförmige als runde Aufbau ist mit einem Tragwerk aus 700 m3 Brettschichtholz konstruiert und mit einer Verglasung von insgesamt 4000 m2 versehen. Die Brettschicht­holzstäbe aus Fichte sind untereinander über Holz-Holz-Verbindungen zu einem Sechseckmuster zusam­men­gefügt. Die Diagonalen kreuzen sich schubfest in Überblattungen. An den Stabenden der horizontalen Gurten übernehmen gezackte Schäfte grosse Zugkräfte. Die dazu benutzten Nockenleisten bestehen aus Buchensperrholz. Diese Fassadenkonstruktion aus Holz und Glas umfasst die darin liegende, komplexe Betonstruktur mit dem Konzertsaal und gibt der Anlage ihre architektonische Identität.

Schweizer Statik – deutscher Holzbau

Die äussere Holzstruktur weist geschliffene Oberflächen auf und verfügt über eine CTB-P+-Imprägnierung gegen Pilze und Insekten und eine farb­lose Schutzlasur. Die Statik dieser innert zehn Monaten aufgerichteten Struktur konzipierte und berechnete das Schweizer Ingenieurbüro Kempter.Fitze. Die Firma designtoproduction modellierte die gesamte doppelt gekrümmte Primär- und Sekundärstruktur am Übergang zu den Fassadenelementen. Sie übernahm zudem eine aktive Rolle in der Konzeption der Montagesequenz der komplexen Struktur. Sie implementierte ein komplett parametrisches 3-D-CAD-Modell mit Detaillierung bis zur letzten Schraube sowie für die Roh- und Fertig­volumen aller Bauteile. Daraus wurden die Fertigungsdaten für Verleimung und Abbund der knapp 1300 Trägersegmente, ein Volumen­modell aller 3300 Fassadenrahmen und ein vollstän­diger Satz von Werkstatt- und Montageplänen erstellt.

Bei der Fläche aus Sechseckmustern handelt es sich genau genommen um 99 doppelt gekrümmte Holzträger, die sich an Knotenpunkten gegenseitig durchdringen. Die Planer von designtoproduction erläutern den Anspruch an die Konstruktionsweise dieser Holzstruktur wie folgt: «Normalerweise ist bei Brettschicht­holz ­eine gewisse Abweichung zwischen der Faserrichtung des Holzes und der Geometrie des Fertigteils unproblematisch. Für die Seine Musicale sollten die Fasern jedoch exakt der Fertigteilgeometrie folgen, um sichtbar angefräste Klebefugen vollständig zu vermeiden und somit ein störungsfreies Erscheinungsbild zu erlangen.»

Darum mussten die Rohlinge in einem mehrstufigen Prozess der Bauteilgeometrie angepasst und aus Stäbchenlamellen von nur 32 × 40 mm Querschnitt verleimt werden. Krümmung und Länge jedes einzelnen Bauteils machten eine von drei unterschiedli­chen Verleimungsmethoden notwendig. Jede erforderte ein eigenes Set an Fertigungsdaten, angefangen von detaillierten Zeichnungen über Tabellen bis hin zu maschinen­lesbaren Einstellungsdateien.

Komplexe Geometrie

Aufgrund der Freiformgeometrie sind keine zwei der 2800 Kreuzungspunkte im Gebäude identisch. Um dies zu bewältigen, wurden alle Details in parametrischer, regelbasierter Form angelegt und abhängig von statischen und konstruktiven Anforderungen in acht Familien mit insgesamt 120 Unterkategorien eingeteilt. Archi­tekten und Statiker definierten eine tabellenbasierte Schnittstelle, die es erlaubte, geometrisches und statisches Modell synchron zu halten und so sicherzustellen, dass die korrekten Detailtypen verwendet wurden.

Die X-förmigen und reihenweise platzierten Elemente bestehen aus vormontierten Trägern mit bis zu 24 m langen, in sie eingefahrenen und gefügten  Ringsegmenten. Dieses Konzept stellte zu jeder Zeit eine selbsttragende Struktur sicher, die nur punktuell unterstützt werden musste, um zu verhindern, dass sie sich im Montagezustand verformt. Um das Einfahren der langen Ringsegmente zu ermöglichen, sind die Flanken der Ausschnitte an den Kreuzungspunkten individuell abgeschrägt. Hierzu wurde die exakte Einfahrrichtung aller Segmente vorab festgelegt. Durch das Eindrehen um das Segmentende können bei möglichst kleinem Abschrägungswinkel die Kreuzungspunkte nacheinander statt gleichzeitig eingefahren werden.

Fünf Monate nach Vertragsabschluss Ende 2014 legten die Planer der Parametrisierung die ersten Daten zur Verleimung der gekrümmten Brettschichtholzträger (CNC-Abbund) vor und drei Monate später erste Ab­bunddaten. Die Montage konnte rund ein Jahr nach Beginn der Berechnungen beginnen.

Die Hülle des Auditoriums auf der Seine Musicale aus 3000 Teilen macht neugierig, und den Bau als Publikumsmagneten auszubilden war eines der Ziele. Seine Herstellung war jedoch mittels CNC und dank präziser Angaben kein aussergewöhnlicher Aufwand, wenn man ihn mit anderen Bauwerken vergleicht, die zurzeit in der Freiformbauweise entstehen.

Daten zur Holzkonstruktion
 

Masse Auditorium: Längsachse 70 m, Querachse 45 m

Einzelteile Brettschichtholz: 3342

Einzelteile Fassaden-Unterkonstruktion: 1296

Familien-Verbindungsdetails: 8

Unterkategorien Verbindungsdetails: 120

Bohrlöcher (gefüllt mit 19.2 km Schrauben): 73 909

Baukosten gem. Voranschlag: 170 Mio. Euro

Am Bau Beteiligte
 

Bauträger: Departement Haut-de-Seine und Interessengemeinschaft «Tempo Île Seguin» (Bouygues Bâtiment Île-de-France, Sodexo, OFI Infravia, TF1

Architektur: Shigeru Ban Architects und Jean de Gastines Architects, Paris

Baumanagement: Setec TPI, Paris

GU/Bewirtschaftung: Bouygues, Paris

Holzbau: Hess Timber, Kleinheubach (D)

Statik Holzbau: SJB.Kempter.Fitze, Herisau

Parametrisierung: designtoproduction, Erlenbach/Zürich und Stuttgart

Beratung Holzbaustatik: Hermann Blumer, Waldstatt

Umweltstandards HQU: Cridey, Grenoble (F)

Akustik: Lamoureux Acoustics, Paris, und Nagata Acoustics, Tokio

Planung Haustechnik: Artelia, Lyon (F)

Planung Klima/Lüftung: Transsolar, Paris

Fassade/Photovoltaiksegel: RFR Engineering, Paris

Landschaftsplanung: Bassinet Turquin Paysage, Paris

Bewirtschaftung: Sodexo (Catering/FacilityManagement), Issy-les-Moulineaux (F)


Abachi-Holz und Karton

Die hexagonalen Deckenelemente des Auditoriums bestehen aus Abachi-Holzrahmen. Der Einsatz des Tropen­holzes aus Westafrika gilt als kritisch, da kein Siegel für zertifizierten Anbau existiert. Das Holz wird aber in Frankreich häufiger gebraucht – u. a. auch bei der Bibliothèque Nationale de France in Paris. Für die Verwendung an der Decke sprach, so teilte das europäische Büro von Shigeru Ban mit, die extreme Leichtig­keit; zudem habe es die akustischen Anforderungen an dieser Stelle am besten erfüllt. Gefüllt sind die Waben mit Abschnitten von Pappröhren in unterschiedlichen Durchmessern. Die Pappröhren wurden aus Brandschutzgründen imprägniert; ein Schutz gegen Wasser war nicht nötig, da keine Sprinkleranlage existiert. Bei den Pappröhren handelt es sich um das gleiche Material, das auch bei den Sitzen verwendet wurde. Die Wandverkleidungen des Auditoriums bestehen aus Buchenholz mit einer Oberfläche aus Eichenfurnier.
(Hubertus Adam)

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