Freizeitanlage aquabasilea

Als Grundidee der Architekten soll der Grundriss des Freizeitbads „aquabasilea“ in grober Form die Landkarte der Schweiz inklusive dem Kreuz der Schweizer Landesfahne inmitten der Konstruktion widerspiegeln. Aus dieser Idee heraus ergab sich die zunächst etwas „unförmig“ anmutende, radiale Gebäudegeometrie mit Teil-Kegeldächern in unterschiedlichen Dachneigungen (von 5° bis 33°) und ungleichen Grundlängen von 105 m x 130 m. In der Gebäudemitte erfolgte der Zusammenschluss der einzelnen Dachsegmente über einen Firstring in Brettschichtholz, der auf vier hölzernen, 21m langen Rundstützen aufgelagert wird. Dieses Bauteil ist das zentrale Konstruktions- und Gestaltungselement der gesamten Dachkonstruktion mit einem Innendurchmesser von 8,60 Meter. Die Fachwerke in GSA-Verbindungstechnologie spannen von der Außenwand zum Firstring mit einer Länge von 38,50 bis zu 70 Meter.

1. Generelle Info

   Als Grundidee der Architekten sollte der Grundriss des Freizeitbads «aquabasilea» in grober Form die Landkarte der Schweiz inklusive dem Kreuz der Schweizer Landesfahne inmitten der Konstruktion widerspiegeln.

2. Tragwerksplanung

   Daraus entstand eine radiale Gebäudegeometrie mit Teil-Kegeldächern in unterschiedlichen Dachneigungen von 5 bis 33 Grad und mit ungleichen Grundlängen. Die Holzkonstruktion besteht aus radial angeordneten Fachwerk- und Vollwandträgern. Die Vollwandträger wurden mit einem Querschnitt von 240/1750 Millimetern über 32,50 Meter gespannt. Die Fachwerkträger erreichen eine Systemhöhe von über 4,00 Metern und wurden auf bis zu 38,50 Meter gespannt.

   
   

   Im Bereich der Action- und Rutschenanlagen wurden räumlich gekrümmte Unterzugträger eingebaut, sodass Spannweiten von über 70 Metern ohne Stützen überbrückt werden konnten. In der Gebäudemitte erfolgt der Zusammenschluss der einzelnen Dachsegmente über einen Firstring in Brettschichtholz auf einer Höhe von 18,85 Metern. Der Firstring, der das zentrale Konstruktions- und Gestaltungselement der gesamten Dachkonstruktion ist und einen Innendurchmesser von 8,60 Metern aufweist, liegt auf vier Holzstützen auf, deren Querschnitt bei einer Länge von knapp 20 Metern konisch von 750 auf 900 Millimetern verläuft. Die Ringöffnung wurde mit einem drehbaren Spiegel bestückt, der Sonnenlicht umlenken und in das Gebäudeinnere werfen kann. Die zuvor erwähnten Vollwand- und Fachwerkträger wurden allesamt biegesteif am Ring angeschlossen, um die Torsionsbeanspruchung des Rings zu minimieren. Hier galt es bei einer Trägerhöhe von 1,76 Metern mit einer Anschlusstoleranz von 2 Millimetern zu arbeiten. Der Ring selbst wurde in drei Teilen auf die Baustelle geliefert, auf ein extra dafür hergerichtetes Gerüst gesetzt und vor Ort mittels eingeleimter Gewindestangen biegesteif verklebt. Mit einem Querschnitt von 1,12 x 1,76 Metern, einem Aussendurchmesser von 10,84 Metern sowie allen Stahlbauteilen zum Anschluss der Stützen und Träger weist der Ring ein Eigengewicht von ca. 37 Tonnen auf.

   
   

   Die Holzkonstruktion ist im Bereich der Glasfassaden auf Betonrundstützen aufgelegt. Die Dachkonstruktion besteht aus einer Metalleindeckung, unter der die Abdeckung, Bauder PIR, OSB3-Platte, Sparren und Heraklith Star das weitere Gefüge bilden. Als Besonderheit für das gesamte Bauwerk gilt es, den aussergewöhnlichen Lastfall «BLEVE» zu erwähnen. Aufgrund der direkten Nähe des Bauwerks zur Nord-Süd-Transitbahnstrecke musste die dauerhafte Befahrbarkeit der Strecke mit allen Gefahrgütern Tag und Nacht gewährleistet sein. Das gesamte Holztragwerk wurde daraufhin auf den erwähnten Sonderlastfall statisch ausgelegt. Beim «BLEVE» kommt es zu einer Gaswagenexplosion in einer Höhe von ca. 50 Metern, die eine Druckwelle mit einer Ersatzlast von ca. 34 kN/m² auf das Bauwerk ausübt. Die Standsicherheit in diesem besonderen Falle wurde dahingehend mit Sollbruchstellen an den Nebenträgern sowie scharnierartigen Auflagern an den Hauptträgern gelöst, die beim Auftreten der Druckwelle vorzeitig versagen – und somit den flächigen Druck vom Haupttragwerk nehmen. Das Haupttragwerk der Vollwand- und Fachwerkträger wurde nur zu maximal 80 % der möglichen Tragsicherheit ausgenutzt, um nach dem Sollbruch der Nebenträger noch die Lasten der herabhängenden Dachelemente tragen zu können. Die Auftretenswahrscheinlichkeit dieses Lastfalls wurde in der Gefahrenanalyse mit 1:20 Millionen beziffert.

3. Innovation

   Mit diesem Projekt wurde ein aussergewöhnliches Ingenieurtragwerk realisiert. Der Firstring stellte damals den grössten Holzring der Welt dar. Mit dem aussergewöhnlichen Sonder-Lastabfall «BLEVE» wurde das Holztragwerk statisch so ausgelegt, dass die Standsicherheit selbst bei Extremereignissen wie einer Gaswagenexplosion auf der benachbarten Nord-Süd-Transitbahnstrecke gewährleistet ist.