Transluzente Hülle
Werfthalle für den CargoLifter
Rund 60 km südlich von Berlin entsteht bis Ende des Jahres eine Werftanlage für eine neue Generation von Luftschiffen - in der 360 Meter langen, 220 Meter breiten und 107 Meter hohen Fertigungshalle sollen ab Oktober die 260 Meter langen "CargoLifter" gebaut werden.Eigentlich galt die Geschichte der Luftschifffahrt längst als abgeschlossen - auf einem ehemaligen Militärflughafen in Brandenburg beginnt sie erneut, denn spätestens ab 2003 werden hier die ersten CargoLifter fertiggestellt werden. Mit einer Länge von 260 m und einem maximalen Durchmesser von 65 m soll die neue Luftschiff-Generation den punktgenauen Non-stop-Transport von bis zu 160 t schweren Lasten ermöglichen - das entspricht dem Gewicht von etwa 100 Pkws! Als "fliegender Kran", der weder Straßen noch Brücken benötigt, keine Umladekräne, Häfen oder Flugplätze, sondern lediglich eine Start- und Landefläche in der Größe eines Fußballfeldes, eignet sich der "CL 160" vor allem für Transporte in Gegenden mit nur geringer Infrastruktur, also in Katastrophengebiete oder Drittweltländer etwa.
Zur Produktion und Wartung der CargoLifter musste eine Werfthalle mit entsprechenden Peripherie-Einrichtungen wie Büros, Besucherzentrum und Energiezentrale (5 MW-Blockheizkraftwerk) geplant werden. Als geeigneter Standort wurde 1997 der 580 ha große, ehemalige Militärflughafen "Brand" unweit von Berlin ausgewählt. Auf Basis seiner vorangegangenen Masterplanung konzipierte das Münchener Architekturbüro SIAT die Werfthalle als optimierten "Maßanzug" für zwei Luftschiffe - denn während ein Luftschiff gebaut wird, soll gleichzeitig ein zweites gewartet werden können. Gemeinsam mit den im Lichtraumprofil festgelegten Mindestabstandmessungen zwischen Halle und Luftschiff (5 m) ergibt sich daraus eine Hallenfläche von 360 m Länge und 220 m Breite, was der Größe von etwa acht Fußballfeldern entspricht! Der an seiner Außenkante rund 107 m hohe Neubau, der in Form und Materialwahl assoziativ das Thema des "Leichtgewichtes" Luftschiff aufgreift und die Typologien historischer Luftschiff-Hallen weiterentwickelt, gehört damit zu den größten stützenfreien Hallen in Europa.
Als weitere Planungsvorgabe sollte die Werfthalle zwei Tore zum Ein-, bzw. Aushallen, ein kleineres, seitlich untergebrachtes Tor für das Einbringen von vorgefertigten Teilen sowie Entwicklungsbüros für 50 Mitarbeiter bereitstellen. Aufgrund der riesigen Spannweiten und der Form des geforderten Lichtraumprofils entschied sich Projektteam schon frühzeitig dazu, die Halle in Form einer Bogenkonstruktion mit zwei Kuppeltoren auszubilden. Im Verlauf des gemeinsam mit den Fachplanern der Düsseldorfer Arup GmbH durchgeführten Optimierungsprozesses hat sich daraus eine Grundgeometrie aus einem Halbzylinder und zwei Viertelkugeln entwickelt: Das zylindrische Mittelteil wird von fünf Stahlbögen mit einem Achsabstand von 35 m geformt, die mit einer transluzenten PVC Membran überspannt sind. Die Schalentore an den beiden Kopfenden der Halle bestehen aus jeweils sechs ineinander verschiebbaren Kuppel-Segmenten, sowie zwei feststehenden Elementen am Übergang zum zylindrischen Hallenteil.
Durch Ineinanderschieben der sechs beweglichen Torsegmente entsteht eine in der Basis 200 m breite und 100 m hohe halbkreisförmige Öffnung - eine "relativ" knappe Bemessung, die vor allem dadurch möglich ist, weil die beiden Großtore nur nach Fertigstellung eines Luftschiffes oder bei einer schweren Havarie geöffnet werden. Dabei verfahren die einzelnen Segmente unter die jeweils am Obergurt des letzten Bogenbinders anschließenden feststehenden Torsegmente. Durch ihren "Z-förmigen" Grundriss - die Randträger der beweglichen Torsegmente sind abwechselnd ins Halleninnere und Hallenäußere gerichtet - reicht ein Abstand von 1 m, damit die einzelnen Segmente unproblematisch untereinander geschoben werden können. Möglich wurde diese Konstruktion, weil die Hauptlasten durch die Randträger (statische Höhe: 3 m) aufgenommen werden und das dazwischenliegende Fachwerk daher auf eine Stärke von 40 cm reduziert werden konnte.
Aus den riesigen Dimensionen der Tore resultieren große Auflagelasten im Firstpunkt und beim Fahrschemel im unteren Randträger. Um das Eigengewicht der beiden Tore möglichst weit zu reduzieren, wird eine Schalenkonstruktion aus biegesteif angeschlossenen horizontalen, vertikalen und diagonalen HEA-240-Stahlprofilen verwendet. Für die Eindeckung der beweglichen Segmente sind bis zu 1,0 mm starke Trapezblechprofile vorgesehen, während die feststehenden Torsegmente im Kontrast dazu mit einem "Foliendach" bedeckt werden - eine Entscheidung, die neben einer spannungsvollen Gesamtproportion vor allem die Lesbarkeit der Funktionen der einzelnen Gebäudeteile im Blick hat.
Der "zylindrische" Teil der Werfthalle ist tatsächlich ein Polygon aus 17 geraden Segmenten mit einer Länge von je 18 m. Sein Stahltragwerk besteht aus Viergurt-Fachwerkbindern mit einem Bogenradius von 100 m, die erst in einer Höhe von 9 m beginnen, so dass die Zonen zwischen den Bindersockeln für die Unterbringung von produktionsnahen Entwicklungsbüros, Labors und Sozialräumen genutzt werden können. Um keine "Lichtbarriere" zu schaffen und das Innere der Halle ausreichend mit Tageslicht zu versorgen, sind sämtliche Räume dieser als Büroriegel ausgebildeten "Supportzone" über die gesamte Höhe vollkommen verglast - sowohl nach außen, als auch zum Inneren der Halle hin.
Die fünf Bögen des zylindrischen Hallenteils sind in ihrem Firstpunkt durch einen Firstträger verbunden, der den Anschluss der transluzenten Textilmembran ermöglicht und die von den beiden Toren eingeleitete Normalkraft zwischen den Endbögen überträgt. Als Eindeckung ist eine über 31 m freitragende mehrlagige Membrankonstruktion vorgesehen, wobei aus Kostengründen ein PVC-beschichtetes Polyestergewebe gegenüber einer steiferen PFTE/Glas-Membran bevorzugt wurde. Bei einem k-Wert von 0,9 W/ m2 K weist die Konstruktion einen Lichtdurchlass von 2 % auf und ermöglicht damit einen für einen Industriebau ungewöhnlich hohen Anteil natürlicher Belichtung. Durch ihren mittigen Tiefpunkt erleichtert die Membran zudem die Abführung der auf einer Fläche von 5.000 m2 je Feld anfallenden Menge Regenwasser und die sichere Abführung von Schneebrettern: Umlaufende Wasserbecken, die gleichzeitig als Lösch- und Brauchwasser-Reservoir dienen, fangen das Regenwasser auf und bilden einen unzugänglichen Bereich, so dass von Schneebrettern keine Gefahr ausgehen kann. Gut zu wissen, denn bis zum Winter will die CargoLifter AG längst mit dem Bau ihrer ersten Luftschiffe begonnen haben.
© Text und Fotos: Robert Uhde
Objekt: CargoLifter Werfthalle, Brand
Bauherr: CargoLifter AG, Wiesbaden, Frankfurt
Entwurf und Ausführungsplanung: SIAT Architektur + Technik, München; Achim Hupfauf, Verena Thiels Martin Hautum, Jürgen Grothe
Tragwerk: Arup GmbH, Düsseldorf
Hallenfläche: 75.600 m2
Hallengröße: 360 x 210 x 107 m
Gesamtvolumen: 5,2 mio m2
Bauzeit: 1999 - 2000