Hoch hinaus

Experten am Werk: Stahlbau Pichler errichtete Dachkonstruktion für italienischen Expo-Pavillon

Bild Die Expo 2015 in Mailand hat Massen an Besuchern fasziniert. Einen wichtigen Beitrag dazu leisteten nicht zuletzt die individuell und kreativ umgesetzten Pavillons der ausstellenden Nationen. So auch im Fall der italienischen Gastgeber: „Palazzo Italia“ erinnert optisch an einen urbanen Wald mit zentraler „Piazza“, die zum Verweilen einlädt. Er gehört zu den permanenten Bauten, die auch nach dem Ende der Weltausstellung an ihrem Standort bestehen bleiben. Hier soll er der technologischen Forschung und wissenschaftlichen Aus- und Weiterbildung dienen. Grundlegend bei diesem Projekt war die intensive Zusammenarbeit der beteiligten Akteure. Dazu zählt auch das Südtiroler Unternehmen Stahlbau Pichler (Bozen). Es ist seit über drei Jahrzehnten Experte für Planung, Produktion und Montage von Stahl- und Glaskonstruktionen aller Art.

Die äußere Erscheinung des italienischen Expo-Pavillons „Palazzo Italia“ ist in Bild und Form von der Natur inspiriert und soll die hohe Bedeutung des Umweltschutzes unterstreichen: So ist es nur konsequent, dass es sich hier um ein klimaneutrales Gebäude handelt, das auf der Nutzung erneuerbarer Energien basiert. Vier aufragende Strukturelemente erinnern an verwurzelte Bäume und bilden ein Netz aus verwobenen Ästen inmitten einer verglasten Baumkrone. Hierdurch entsteht im Inneren des Baukomplexes ein Platz mit riesigem Dachfenster, durch das Tageslicht eindringen kann. Die Grundpfeiler des Projektes „Palazzo Italia“ sind Transparenz und Technologie. Die imposante Dachkonstruktion aus Stahl und Glas ist deutlicher Ausdruck dieser Konzepte, sowohl aufgrund der verwendeten Materialien, als auch der zugrundeliegenden Planung.

Raum für Ideen

Der nach einem Entwurf des Büros Nemesi & Partners (Rom) errichtete italienische Pavillon liegt an der Kreuzung zwischen den Hauptachsen „Kardo“ und „Decumanus“, im Zentrum des Ausstellungsgeländes der Mailänder Expo. Architektonische Grundlage ist ein von Marco Balich entworfenes Konzept: Der Lebensbaum als Metapher für einen Ort, an dem Projekte junger italienischer Talente vorgestellt werden. Platz gibt es genug: Der Pavillon erstreckt sich über eine quadratische Fläche von je 57,5 Metern Seitenlänge und hat eine Durchschnittshöhe von circa 25 Metern. Vier Stockwerke und ein Zwischengeschoss ergeben so eine imposante Gesamtfläche von 9.000 Quadratmetern. Auch die 4.500 Quadratmeter große Dachkonstruktion steht dem in nichts nach und charakterisiert sich durch ihren komplexen, dreidimensionalen Entwurf: Dank der besonderen, kurvenförmigen Silhouette und der verwendeten Materialien vermittelt sie ein Gefühl der Leichtigkeit. Der Name „Vela“ – zu Deutsch „Segel“ – könnte kaum passender sein.

Expo braucht Experten

Mit der Errichtung der segelförmigen Dachkonstruktion wurde das international tätige Unternehmen Stahlbau Pichler (Bozen) beauftragt. Aufgaben waren hier sowohl die Ausführungsplanung, als auch die Herstellung des Tragwerkes und des Glasdaches – dem eigentlichen Symbol der Expo 2015. So entstand eine Konstruktion aus Stahl und Glas mit teilweise beschichteten Photovoltaikmodulen. Um ein Dach mit optimalen Leistungen zu erhalten, stand vor allem der Entwurf des Tragwerkes im Vordergrund. Der Gliederung des Pavillons in drei Bereiche, „Expo“, Auditorium und Büroflächen, folgte noch eine weitere Unterteilung in Zonen, um die besten Konstruktionstechnologien für die jeweiligen Ansprüche auswählen zu können.

Gewappnet für den Ernstfall

Für jede Zone wurden die individuellen Beanspruchungen ermittelt, denen das Glasdach durch Schneelasten, Wind und Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Dabei haben die Planer stets die formale Harmonie und die Besonderheit des Baukörpers berücksichtigt. Die beim Entwurf des Tragwerkes zugrunde gelegte Windlast basierte auf einer umfassenden Studie des Instituts für Mechanik am Politecnico Mailand: Dessen Auftrag lautete, anhand eines Windkanaltests die Auswirkungen der Windlast auf den italienischen Pavillon festzustellen. Die Untersuchung erfolgte anhand eines 3D-Modells des Gebäudes und seiner urbanen Umgebung. Hierzu hat Stahlbau Pichler ein komplexes Strukturmodell erstellt, welches sämtliche einwirkende Lasten berücksichtigt – einschließlich der spezifischen Beanspruchungen und Schwingungen durch Winde und Erdbeben. Ausgangspunkt war ein auf dem Gebäude aufliegendes Dachmodell, sodass auch etwaige Probleme der Resonanz mit darunterliegenden Baustrukturen berücksichtigt werden konnten. Eine durchgeführte Erdbebenanalyse zur Gewährleistung erhöhter Sicherheit definierte die maximal zu erwartende Beschleunigung am Standort des Bauwerkes. Zudem wurden im Rahmen einer Thermoanalyse die bestehenden Dachvarianten – nämlich Doppelverglasung und Verbundglas – getrennt voneinander untersucht.

Gigant mit filigraner Wirkung

Das Tragwerk der Dachkonstruktion hat ein Gesamtgewicht von rund 350 Tonnen. Es setzt sich zusammen aus einer ersten Trägerlage von Stahlfachwerkbalken, deren obere und untere Längsträger aus runden Rohrprofilen bestehen. Dazu kommen vertikale Stützen aus geformten Flachstäben und eine zweite Trägerlage aus runden Rohrprofilen, jeweils mit Knotenpunkten aus Schweißnähten und verdeckten Schraubbolzen. Auch die sorgfältige Auswahl der Gläser hatte höchste Priorität: Dabei wurden gerade, dreieckige, gebogene und photovoltaische Verbundgläser oder Doppelverglasungen eingesetzt, die mit circa 2000 speziell entwickelten Punkthaltern befestigt und mit 3500 Metern Dichtung versehen wurden. Eine maßgeschneiderte Lösung lieferten hier die Punkthalter, dank derer die Position jeder einzelnen Glasplatte – innerhalb der Stahlkonstruktion sowie im Verhältnis zu allen anderen vorgesehenen Platten – bestimmt werden konnte. Dies entsprach nicht nur den Montageanforderungen auf der Baustelle, sondern auch den individuellen Bedürfnissen unterschiedlich geformter Glasplatten.

Gemeinsam mehr erreichen

Mit der Planung und Ausführung der „Vela“ hat Stahlbau Pichler erneut seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, auf die spezifischen Notwendigkeiten besonderer Projekte eingehen zu können – eine Eigenschaft, die das Unternehmen seit jeher auszeichnet. In diesem Zusammenhang hat man auch die Tore des Produktionswerks geöffnet, um eine Besichtigung des großen 3D-Strukturmodells zu ermöglichen: Planer, Bauleiter und Techniker der beteiligten Unternehmen konnten so mit eigenen Augen und Händen den Beitrag von Stahlbau Pichler in Bezug auf Funktion, Leistungsfähigkeit und Ästhetik begutachten – ganz im Zeichen der Transparenz.