Detail - Architektur, Bauen mit Holz Magazin

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2010 ¥ 10   ∂
Bambuspavillon Expo Schanghai
Bamboo Pavilion for the Expo Shanghai
Idee, Konzept, Entwicklung:
Markus Heinsdorff, München
Organisation und Realisierung:
MUDI Architekten Schanghai, Tongji
Universität Schanghai
Tragwerksplaner:
Mike Sieder VariCon, TU München
weitere Projektbeteiligte S. 1134
Inmitten der großen spektakulären Expo-Pavillons nimmt sich das »Deutsch-Chinesische
Haus« mit 25 ≈ 10 m Grundfläche und 8 m
Höhe geradezu bescheiden aus. Trotzdem
gelingt es dem Gebäude, mit seiner Materialität und transparenten Struktur die Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen: Es handelt sich
bei den Bambusrohren nicht um übliche Dimensionen, sondern um bis zu 23 cm dicken
Riesenbambus. In die Enden der 1,89 bzw.
4,29 m langen Träger sind Edelstahlflansche
einbetoniert, die über Lochungen in die Gewindebolzen der runden Verbindungsknoten
eingehängt und verschraubt sind. Die Edelstahlflansche am Kopf der bis zu 8 m langen
Stützen greifen wie Zangen in die unteren
Bleche des Knotens, während in den Stützenfußpunkten Gewindehülsen eingelegt
sind, die ein passgenaues Justieren ermöglichen. Die über Eck schräg gestellten Stützen
erzeugen mit dem weißen Sonnenschutz trotz
des ruhigen Grundrasters von 2,40 m den
Eindruck von dynamischen Segeln im Wind.
Den Raumabschluss bildet ein umlaufender
prismatischer Paravent aus mit Bambus furnierten Stahlrohren. Eigens entwickelte Träger aus Bambus-Leimbindern tragen die
Plattform des Veranstaltungsraums, Bambusparkett und Bambusmöbel demonstrieren die
Vielseitigkeit des nachwachsenden Rohstoffs. Nach der Expo kann die gesamte Konstruktion auseinandergeschraubt und an anderer Stelle errichtet werden.
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Though quite modest in scale, the GermanChinese pavilion erected for the Expo 2010
Shanghai attracts attention by virtue of the
materials used and its transparent structure.
The bamboo canes, for example, are giant
stems up to 23 cm in diameter with stainlesssteel node fittings concreted into the ends.
The spatial enclosure is formed by a screen
supported by a bamboo-veneered steel SHS
structure, while the internal platform is borne
by specially developed beams in laminated
bamboo. Together with the bamboo parquet
and furniture, these elements demonstrate
the versatility of this renewable raw material.
After the exposition, the entire structure can
be taken apart and erected anew elsewhere.
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Dokumentation
Grundrisse • Schnitte Maßstab 1:250
Sections • Floor plans scale 1:250
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Eingang Besucher
Besucherspiel interaktive Medienwand
Besucherspiel Internet-Terminal
Ausgang Besucher
Projektionstechnik interaktive Medienwand
Technik, Lager
Eingang VIP
Veranstaltungsraum
Teeküche, Lager, WC
Luftraum
Visitors’ entrance
Interactive media wall for visitors
Internet play terminal for visitors
Visitors’ exit
Projection technology: interactive media wall
Mechanical services, store
VIP entrance
Events space
Kitchenette, store, WC
Void
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Bambuspavillon Expo Schanghai
2010 ¥ 10   ∂
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1 Membran PVC
2 Stahlrohr verzinkt Ø 48 mm, 60 mm, 102 mm
3 Träger Bambus Ø 170 mm, Länge 1890 mm, an
den Enden 300 mm ausbetoniert mit eingelegtem
Stahlprofil Å 80/60 mm als Knotenanschluss
4 Stahlknoten Edelstahl Ø 250 mm mit Gewinde­
bolzen 9≈ M 20
5 Stütze Bambus Ø 225 –170 m, an den Enden
300 mm ausbetoniert, Fußpunkt mit eingelegtem
Gewinderohr, Kopfpunkt mit eingelegtem Flachstahl 2≈ 10/60 mm
6 Polycarbonat transparent 8 bzw. 10 mm
7 Bambuslaminat auf Stahlrohr | 60/60/6 mm
8 Sonnenschutz Netz bzw. ETFE-Membran weiß
9 Aussteifung Edelstahlrohr Ø 33,7 mm
10 Tragwerk Plattform BSH Bambus 200/340 mm
11 Bambusparkett 12,5 mm, Schalldämmung 4 mm,
Trockenestrich 2 ≈ 18 mm, Bambusplatte 35 mm,
BSH Bambus 120/200mm
12 Fußpunkt Gewinde M 48 gelenkig gelagert
13 Fußplatte 600/600/20 mm
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1 PVC membrane
2 Ø 48 mm, 60 mm, 102 mm galvanized steel tubes
3 Ø 170 mm bamboo beam 1.89 m long with
300 mm concrete filling at ends and 80/60 mm
steel Å-sections inserted as node connections
4 Ø 250 mm stainless-steel node element with
9≈ Ø 20 mm threaded bolts
5 Ø 225 –170 mm bamboo column with
300 mm concrete filling at ends
threaded tube inserted at foot
2≈ 10/60 mm steel flats inserted at head
6 8 or 10 mm transparent polycarbonate s­ heeting
7 60/60/6 mm steel SHS with bamboo laminate
8 sunscreen net/white ETFE membrane
9 Ø 33.7 mm stainless-steel bracing tube
10 200/340 mm laminated bamboo platform supports
11 12.5 mm bamboo parquet; 4 mm sound insulation
2≈ 18 mm dry screed; 35 mm bamboo slab
120/200 mm laminated bamboo beams
12 Ø 48 mm threaded foot peace with rocker bearing
13 20 mm steel foot plate 600/600 mm
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Dokumentation
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Schnitte • Horizontalschnitte Maßstab 1:20
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sections • horizontal sections scale 1:20
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Bambuspavillon Expo Schanghai
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Horizontalschnitt Fassade Maßstab 1:20
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Deckleiste Bambus 10 mm
Bambuslaminat auf Stahlrohr | 60/60/6 mm
Polycarbonat transparent 10 mm
Sonnenschutz ETFE-Membran weiß bzw. TextilScreen schwarz
Aussteifung horizontal Edelstahlrohr Ø 33,7 mm
Stahlseil diagonal Ø 8,1 mm
Horizontal section through facade scale 1:20
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10 mm bamboo cover strip
60/60/6 mm steel SHS with bamboo ­laminate
10 mm transparent polycarbonate sheeting
white ETFE sunscreen membrane or black textile
screen
Ø 33.7 mm stainless steel bracing tube
Ø 8.1 mm diagonal steel cable
Natur-Baustoff als High-Tech-Material
Unter den zahlreichen natürlichen Baustoffen nimmt Bambus eine besondere Stellung
ein. Er ist als Pflanze nicht anspruchsvoll,
wächst schnell – laut Fachleuten bis zu einem Meter am Tag –, wächst nach dem Ernten ohne Aussaat von selbst nach und weist
Festigkeitswerte auf, die teilweise sogar
Stahl übertreffen. Bereits nach drei bis fünf
Jahren kann man die Gräser ernten. Es gibt
über 1000 Arten. Zufällig hörte ich von einem Riesenbambus in Yunnan im Süden
Chinas und tatsächlich haben wir den
»Giant-Bambus« oder auch »Julong-Bambus« an der Grenze zu Myanmar gefunden.
Die insgesamt 96 Stützen, die aus 30 m langen Rohren herausgeschnitten wurden, bilden nun mit 22 cm Durchmesser am Fußpunkt und 7,4 Metern Länge die imposante
Hauptkonstruktion des Bauwerks.
Insektenschutz und Haltbarkeit
Zur Haltbarkeit von Bambuskonstruktionen
gibt es keine verbindliche Aussagen. In Bali
werden laut Auskunft der Einheimischen
nach sieben bis zehn Jahren viele Bauteile
ausgewechselt oder es wird neu gebaut.
Unter Einhaltung bestimmter Regeln lässt
sich die Haltbarkeit wesentlich verlängern.
Alle bekannten Maßnahmen beruhen auf individueller Erfahrung sowie Versuch und Irrtum. Gegen die größte Gefahr, den Insektenbefall, nützt ein 6-wöchiges Bad in einer
Borax-Salzlösung. In einigen Gebieten werden die Rohre in den Fluss gelegt, um die
Stärke auszuspülen, auf die es die Insekten
besonders abgesehen haben. Aber auch
Schimmelbefall und Fäulnis kann bei hoher
Luftfeuchtigkeit zum Problem werden. Unterschiedlichste Anwendungen wie Behandlungen mit Chemie oder Dieselöl, Räuchern
in großen Kammern, Kochen der Naturrohre
oder Dampfdruckbehandlung sind die bekanntesten Methoden. Wird Bambus geschlagen, bevor die Struktur verfestigt ist,
nach dem Einschlag vor der Trocknungsprozedur zu kurz gelagert oder ist das Material von schlechten Wuchs, kann es
schnell zu Rissbildungen kommen.
Vorteile gegenüber dem Naturrohr bieten
die von uns entwickelten Laminate – nicht
nur wegen ihrer Rissfestigkeit, sondern weil
zur Konservierung eine umweltschonende
Dampfbehandlung ausreicht. Wir hatten
auch die Möglichkeit, mit einer Nanopartikel-Beschichtung zu experimentieren. Feinste Siliziumpartikel werden auf die Oberfläche gesprüht und bilden eine unsichtbare
Glasschicht. Abblätternde Lackschichten
durch Bewitterung oder UV-Strahlung könnten damit der Vergangenheit angehören.
Pilotprojekt »Deutsch-Chinesisches Haus«
Das »Deutsch-Chinesische Haus« steht
als Abschlussprojekt der drei Jahre währenden Kampagne des Auswärtigen Amts
»Deutschland und China – Gemeinsam in
Bewegung«. Als Künstler eingeladen schlug
ich für diese Präsentation Pavillons aus Bambus vor, da ich mit diesem faszinierenden
Material seit mehr als zehn Jahren an unterschiedlichsten Rauminstallationen Erfahrungen gesammelt habe und gemeinsam mit
den Ingenieuren Knut Göppert von sbp und
Mike Sieder von der TU München innovative
Verbindungstechniken weiterentwickeln
konnte. Gegen große Vorbehalte – in China
gilt Bambus bisher noch als primitives ArmeLeute-Material – setzte sich diese Idee nach
und nach durch. Es entstanden fünf unterschiedliche Grundtypen mit insgesamt 22
Einzelbauten, die in fünf chinesischen Wirtschaftsmetropolen für jeweils drei Wochen
aufgestellt wurden. Die Tatsache, dass wir
von den Veranstaltern in Schanghai als einziger Gemeinschaftspavillon zweier Länder einen so prominenten Platz auf dem ExpoGelände erhielten, war nicht zuletzt eine Folge dieser guten partnerschaftlichen Zusammenarbeit. Dennoch brachten die Herausforderungen das Team an die Grenzen des
Möglichen: Steht man vor ganz praktischen
Fragen eines konkreten Bauvorhabens, können einem selbst die zahlreichen Forschungsinstitute, die sich mit Bambus beschäftigen, nicht weiterhelfen. Ein solches
Abenteuer kann man nur mit Erfahrung, empirischen Untersuchungen, einem professionelles Planungsteam und einer gesunden
Portion Selbstvertrauen bewältigen. Zu den
rein technischen Fragen, die bei jedem Prototyp auftreten, kamen der enorme Zeitdruck
von nur sechs Monaten für Planung und Bau
sowie die restriktiven Zulassungsverfahren,
die die Expo-Organisatoren allen Architekten
abforderten und die bei anderen Pavillons so
manche Innovation verhinderten. Für Optimierungen war keine Zeit, der Teststand war
das Gebäude im Maßstab 1:1 selbst. Uns hat
verblüfft, dass ein Land wie China mit reicher
Tradition für Bambus über keinerlei Bauspezifikationen oder Genehmigungsgrundlagen
für dieses Naturmaterial verfügt, in Europa
aber solche Regelungen existieren – ein Paradoxon, das in naher Zukunft für europäische Planer und Firmen von Nutzen sein
könnte. Obwohl Bambus aufgrund seiner ex­
trem harten Oberflächen auch ohne Zusatzmaßnahmen über hervorragende natürliche
Brandschutzeigenschaften verfügt, mussten
alle Materialien zusätzlich mit einem Brandschutzlack beschichtet werden. Zu unserem
Erstaunen haben die Leimbinder zunächst
den Brandschutztest nicht bestanden. Der
Grund lag jedoch bei der ausführenden Firma, die versehentlich einen besonders gut
brennbaren Leim verwendet hatte.
Letztlich konnten wir als Team zahlreicher
Firmen, Planer und Hochschulen in Deutschland und China viele Innovationen durchsetzen: neuartige Verbindungsknoten und Anschlüsse für die Bambusrohre, Fassadenelemente aus Bambus-Laminatholmen, die
durch ihre facettierten Flächen selbststabilisierend sind, 4 m hohe Bambus-Leimbinder,
die 6,4 m weit spannen und die die 80 m2
große Plattform für Sonderveranstaltungen
tragen sowie ein neuer multifunktionaler Möbeltyp: Mit wenigen Handgriffen werden die
Sessel zur Seite gekippt zu Stehtischen und
die aufeinander gestellten Hocker zum Rednerpult; so lässt sich die Lounge in einen
Vortragsraum oder eine freie Plattform verwandeln, ohne dass ein Möbellager erforderlich wäre. Nach der Expo wandert das
»Deutsch-Chinesische Haus« ins Museumsviertel in Hangzhou – als Nachbar von Museumbauten von Herzog & de Meuron, Steven
Holl und David Chipperfield.
Markus Heinsdorff
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Bambuspavillon Expo Schanghai
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A Natural High-Tech Building Material
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Räumliche und konstruktive Schichtung, Papier­
faltungen dienten als Vorbild.
a Dachkonstruktion Stahlrohr mit Membrandeckung
b Plattform Veranstaltungsraum Galerie
Doppelböcke und Nebenträger Leimbinder
­Bambus
c Paravant-Fassade: Rahmen Stahlrohr mit Bambusfurnier, Scheiben Polycarbonat transparent
d Bambusskelett Achsmaß 2,40 ≈ 2,40 m
Spatial and constructional layers; folded paper forms
served as a model
a
r oof construction: tubular steel with membrane
­covering
b Platform at gallery level: pairs of support frames and
secondary beams in laminated bamboo
c facade screen: steel SHS frame with bamboo laminate; transparent polycarbonate panels
d bamboo skeleton frame: 2.40 ≈ 2.40 m grid
Among the many organic building materials
that exist, bamboo occupies a special place.
The plant is fast-growing and undemanding,
and we managed to find a giant species on
the border to Myanmar, so that the main
structure of the pavilion consists of 96 columns 7.4 m long (cut from 30-metre stems)
with a diameter of 22 cm at the base.
No reliable information exists on the durability
of bamboo buildings. By protecting the material against insect attack, mould, rot and fire,
its life can be considerably extended, however. Bamboo can also crack if it is cut too
soon or not properly matured and dried. The
laminates we have developed offer certain advantages over natural bamboo – not just because of their resistance to cracking, but because an environmentally safe steam treatment is sufficient for conservation. We also
had the opportunity to experiment with a surface coating of silicium nanoparticles to form
an invisible glass-like protective layer.
The “German-Chinese House” marks the conclusion of a three-year campaign by the German government with the title “Germany and
China – Moving Ahead Together”. Invited to
participate, I proposed pavilions in bamboo,
since I have long experience in its use. In collaboration with the engineers Knut Göppert of
sbp and Mike Sieder of the University of Technology, Munich, it was possible to develop
various innovative jointing techniques.
Five different basic types of pavilion were designed – a total of 22 individual structures.
These were erected in five commercial metropolises in China for three weeks at a time.
The team faced an enormous challenge,
though. As well as the technical questions
that arise with any prototype, only six months
were foreseen for the planning and construction, including the restrictive process of obtaining permission. Paradoxically, despite
­China’s rich tradition in bamboo, there are no
building regulations or standard procedures in
that country for gaining permission to use this
natural material, whereas in Europe a certificate does exist. European planners and
­concerns could take advantage of this in the
future. Although bamboo has excellent fireresisting qualities, all elements had to be given
an additional coat of fire-retardant varnish.
Last, but not least, as a team comprising
firms, planners and universities in Germany
and China, we were able to implement many
innovations such as new node connections;
laminated-bamboo facade elements that are
self-stabilizing as a result of their facetted surfaces; four-metre-deep laminated-bamboo
beams that span a distance of 6.4 m and
bear the 80 m2 platform for special events;
plus new multifunctional types of furniture.
After the exposition, the German-Chinese
House will be moved to the Hangzhou district
near museum buildings by Herzog & de
Meuron, Steven Holl and David Chipperfield.