Project:
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Object:
La Hoja 🔗
Type:
university library
Location:
Monterrey [satellite]
Country:
Mexico
Architect:
Materials:
ETFE-foil, steel-girder
Published:
30.04.2020
Pages:
online
Content:
La Hoja – Die Universitätsbibliothek von Monterrey
Gebautes Blätterdach
Der Innenhof der bestehenden Bibliothek der Technischen Universität von Monterrey wurde mit einer ETFE- Verkleidung überdacht. Deren Leichtbau- Tragwerk aus unterspannten Stahlträgern wurde nach der Finite- Elemente- Methode berechnet.
[no english version available]
La Hoja, die bestehende Hochschulbibliothek der Universität Tecnológico de Monterrey, verfügt über ein geräumiges Atrium, das neben drei Verbindungsbrücken und einer Freitreppe auch zwei Rolltreppen aufweist. Gerade letztere sind bei Regen, aber auch im prallen Sonnenschein nur sehr unvorteilhaft zu nutzen, weshalb das in Chicago ansässige Atelier FGP mit der Realisierung eines Schutzdaches beauftragt wurde. Zusammen mit dem Stuttgarter Ingenieurbüro Werner Sobek entwickelten die Architekten einen Leichtbau mit unterspannten Stahlträgern, die mit einer einlagigen ETFE- Folie überspannt sind.
Entwurfsidee
Die ETFE- Spannbahn wird mittels Seilen in diagonaler Richtung festgezurrt und so über die jeweils geraden Tragelemente gezogen. Diese sind jedoch leicht zueinander verschwenkt angeordnet und beschreiben eine sphärisch gekrümmte Ebene. Die Geometrie des Atriumdaches ähnelt zwei 30-60-90er Zeichendreiecken, die über die Innenhofdiagonale an ihren Hypotenusen zusammengelehnt sind. Um eine gerade Firstlinie zu erhalten, sind dazu aber beide Dreiecksflächen gekrümmt auszubilden, um eben auf der Dachfläche aufzuliegen. Genau das wurde bei La Hoja vollzogen, was zugleich die Tragwerkssteifheit erhöhte und die Umsetzung als Leichtbaukonstruktion ermöglichte. Dies war erforderlich, da das neue Dach vollständig auf dem Bestand ruht.
Die ETFE- Spannbahn wird mittels Seilen in diagonaler Richtung festgezurrt und so über die jeweils geraden Tragelemente gezogen. Diese sind jedoch leicht zueinander verschwenkt angeordnet und beschreiben eine sphärisch gekrümmte Ebene. Die Geometrie des Atriumdaches ähnelt zwei 30-60-90er Zeichendreiecken, die über die Innenhofdiagonale an ihren Hypotenusen zusammengelehnt sind. Um eine gerade Firstlinie zu erhalten, sind dazu aber beide Dreiecksflächen gekrümmt auszubilden, um eben auf der Dachfläche aufzuliegen. Genau das wurde bei La Hoja vollzogen, was zugleich die Tragwerkssteifheit erhöhte und die Umsetzung als Leichtbaukonstruktion ermöglichte. Dies war erforderlich, da das neue Dach vollständig auf dem Bestand ruht.
Leichtbaukonstruktion
Ausgehend von der diagonalen Firstlinie sind in Falllinie Rechteckprofile – stählerne Sparren – angeordnet. Sie wurden zur Minimierung ihrer Dimension mit Stahlseilen unterspannt. Jeweils von deren Kopfpunkten am First hin zum Fußpunkt des folgenden „Stahlsparrens“, knapp oberhalb des Flachdaches der Bibliothek, fügten die Planer gleich große, jedoch nicht unterspannte Rechteckprofile als Nebenträger ein. So entstanden 36 zueinander leicht verschwenkte, in sich jedoch flache Dreiecksflächen, 18 zu jeder Firstseite. Hierüber wurde das einlagige ETFE gespannt. Um Wassertaschen in diesen Feldern zu vermeiden und eine dauerhafte Entwässerung zu gewährleisten, sind die Haupt- und Nebenträger mit acht parallelen Stahlseilen verbunden. Diese verlaufen nicht firstparallel, sondern längs der Innenhofkante und damit zur Dachtraufe. Deshalb kreuzen diese Stahlkabel etwa im 30°-Winkel die Firstlinie und verlaufen jenseits davon geradlinig weiter. Sieben der neun Auflagerpunkte sind verschieblich angelegt, um Zwangskräfte – etwa infolge einer thermischen Ausdehnung – zu vermeiden. Während die Hauptträger starr mit dem Firstbalken verschweißt sind, sind die sphärisch angeordneten Nebenträger mit beweglichen Gabelbolzen daran angebunden. Die gesamte Berechnung der Tragstruktur erfolgte nach der Finite- Elemente- Methode.
Ausgehend von der diagonalen Firstlinie sind in Falllinie Rechteckprofile – stählerne Sparren – angeordnet. Sie wurden zur Minimierung ihrer Dimension mit Stahlseilen unterspannt. Jeweils von deren Kopfpunkten am First hin zum Fußpunkt des folgenden „Stahlsparrens“, knapp oberhalb des Flachdaches der Bibliothek, fügten die Planer gleich große, jedoch nicht unterspannte Rechteckprofile als Nebenträger ein. So entstanden 36 zueinander leicht verschwenkte, in sich jedoch flache Dreiecksflächen, 18 zu jeder Firstseite. Hierüber wurde das einlagige ETFE gespannt. Um Wassertaschen in diesen Feldern zu vermeiden und eine dauerhafte Entwässerung zu gewährleisten, sind die Haupt- und Nebenträger mit acht parallelen Stahlseilen verbunden. Diese verlaufen nicht firstparallel, sondern längs der Innenhofkante und damit zur Dachtraufe. Deshalb kreuzen diese Stahlkabel etwa im 30°-Winkel die Firstlinie und verlaufen jenseits davon geradlinig weiter. Sieben der neun Auflagerpunkte sind verschieblich angelegt, um Zwangskräfte – etwa infolge einer thermischen Ausdehnung – zu vermeiden. Während die Hauptträger starr mit dem Firstbalken verschweißt sind, sind die sphärisch angeordneten Nebenträger mit beweglichen Gabelbolzen daran angebunden. Die gesamte Berechnung der Tragstruktur erfolgte nach der Finite- Elemente- Methode.
Verschattung
Optisch geprägt wird die Hofüberdachung von weißen Farbtupfen, die auf das ETFE aufgedruckt sind. Bei genauerer Betrachtung weisen sie eine herzförmige Form auf und adaptieren die Blattform der Dioscorea villosa, einer in Nordamerika heimischen Yams- Kletterpflanze. Die weißen Blatttupfen reflektieren einerseits stark das Sonnenlicht und vermindern so signifikant eine übermäßige Aufheizung des Innenhofs. Zugleich generieren sie das Erleben eines Blätterdaches, einem kühlenden Halbschatten, unter dem man gerne lustwandelt.
Robert Mehl, Aachen
Optisch geprägt wird die Hofüberdachung von weißen Farbtupfen, die auf das ETFE aufgedruckt sind. Bei genauerer Betrachtung weisen sie eine herzförmige Form auf und adaptieren die Blattform der Dioscorea villosa, einer in Nordamerika heimischen Yams- Kletterpflanze. Die weißen Blatttupfen reflektieren einerseits stark das Sonnenlicht und vermindern so signifikant eine übermäßige Aufheizung des Innenhofs. Zugleich generieren sie das Erleben eines Blätterdaches, einem kühlenden Halbschatten, unter dem man gerne lustwandelt.
Robert Mehl, Aachen