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Fassaden-Detail: "Twist" im Grazer MUMUTH

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Im März wurde in Graz nach zehnjähriger Planungszeit das Haus für Musik und Musiktheater (MUMUTH) von UN-Studio, Amsterdam (Ben van Berkel und Caroline Bros) eröffnet. Das Äußere des Gebäudes ist von einer gewölbten, mehrschichtigen Fassade bestimmt, deren Oberfläche aus Edelstahlgitternetzen besteht. Im Inneren empfängt den Besucher der räumlich beeindruckende Foyerbereich. Hier dreht sich die freigeformte Figur des Twist aus der Verlängerung der Theaterwände heraus und stellt über eine integrierte Treppe die Verbindung zwischen den Obergeschossen her.

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Der Baukörper mit 71 x 22 m Grundfläche und 17 m Höhe gliedert sich in drei Teile. Während die Theaterbox (Zuschauersaal und Bühne) sowie der Bürotrakt mit Stahlbetonwänden und Stahlverbunddecken ausgeführt sind, prägt die dreidimensionale Freiform des Twists den Foyerbereich nicht nur in seiner räumlichen Wirkung, sondern bildet zugleich das statische Rückgrat dieses Gebäudeteils.
Im Fassadenbereich liegen die Stahlverbunddecken des Foyers mit ihren 23 Metern Spannweite auf Stahlstützen von ca. 20 cm Durchmesser auf. Innen werden sie vom Twist gestützt.

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UN-Studio gewinnen den 1999 ausgeschriebenen Wettbwerb für das MUMUTH zusammen mit Arup als Tragwerksplaner. Gemeinsam verfeinern Architekten und Ingenieure das Tragwerk des Gebäudes im Verlauf der zehnjährigen Planungszeit. Eine der größten Herausforderung stellt dabei die Formfindung und Durchbildung des Twists dar, der die Lasten aus den zwei Stockwerken des Foyerbereichs trägt.

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Aus der Transformation der konventionellen orthogonalen Theaterbox in eine frei geformte Figur im Bereich des Foyers als Grundprinzip des Wettbewerbsentwurfs entwickelt sich die Idee des Twists zunächst nur als Fortführung und Verdrehung der Theaterlängswände.

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Durch das Verdrehen der parkseitigen Theaterlängswand in die Horizontale entsteht die Decke des dritten Obergeschosses. Die straßenseitige Wand verwandelt sich in die Decke über EG (a). Die Decken im Foyerbereich sind etwa 22 m x 26 m groß und haben nahe der Mitte ein großes Treppenloch. Die aus gestalterischer Sicht gewünschte Verbindung beider Decken mit einer weiteren freien Form soll gleichzeitig als Rückgrat einer Verbindungstreppe zwischen den Geschossen dienen (b).

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Da diese Geometrie nicht tragfähig ist, schlagen die Tragwerksplaner vor, den Twist so weiterzuentwickeln, dass er in der Lage ist, von der Theaterbox auskragend, die Geschossdecken in der Mitte zu stützen. Da damit die Stützen im Foyerbereich wegfallen würden, stimmen die Architekten zu. Gemeinsam wird eine Geometrie erarbeitet, die einen tragfähigen Lastpfad entlang der Innenkante des Twistes enthält (c und d).

Basierend auf den zunehmend genaueren Ergebnissen der parallel durchgeführten Tragwerksanalyse sind weitere Optimierungen bis zur endgültigen Twistgeometrie möglich. In den verschiedenen Entwurfsphasen werden Tragwerksmodelle unterschiedlicher Komplexität untersucht :

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Rahmenanalogie und Stabwerkmodell im Vorentwurf für den Twist in der Ansicht
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FE-Rechnung mit Stabelementen im Entwurf (links; FE-Netz mit Schalenelementen und Spannungsverteilung in Entwurf und Ausführung (rechts)
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Zum Rapid-Prototyping des Twistbereichs wird eine computergesteuerte Wachsmodellbaumaschine eingesetzt. Anhand eines virtuellen Volumenmodells auf Basis des FE-Netzes lassen sich räumlich komplexe Modelle erzeugen, die nicht nur den Entwurfsprozess unterstützen, sondern auch ins endgültige Präsentationsmodell integriert werden können.

Die Ausführungsstatik des Foyers erfolgte durch die Peter Mandl ZT GmbH in Graz. Ein gemeinsam mit Prof.Dr.Ing. Volker Schmid, Arup Berlin, verfasster Aufsatz zur Verbundkonstruktion des freigeformten Tragwerks des Twist kann hier als pdf eingesehen werden (englischer Originaltext):

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Die Ausführung des Twists erfolgt als Verbundkonstruktion. Der Verbundquerschnitt besteht aus einer innen liegenden Stahlkonstruktion aus Hohlprofilen und einer oberen und unteren jeweils 15 cm dicken Stahlbetonschale. Betonschalen und Stahl sind über Kopfbolzen verbunden. Um das Eigengewicht der Konstruktion gering zu halten, werden zwischen den Betonschalen leichte Füllkörper eingebaut. Die Herstellung erfolgt in mehreren Schritten: Zuerst wird die Stahlkonstruktion aus Hohlprofilen im Werk zusammengebaut und anschließend wieder in Transporteinheiten geschnitten. Vor Ort werden diese dann zusammengefügt und verschweißt. Die Bewehrung für die Betonschalen und die Füllkörper werden auf der Stahlkonstruktion befestigt, die Schalung aus epoxidharzbeschichteten Hartschaumelementen aufgestellt und der Beton eingebracht. Aufgrund der komplizierten Geometrie und der geringen Toleranzen wird selbsterdichtender Beton eingesetzt. Am Twist schließen die radial verlaufenden Stahlträger der Verbunddecken des Foyers an.

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Der Konzertsaal als Herzstück des Gebäudes bietet bis zu 450 Besuchern Platz. Der Saalboden kann auf Knopfdruck von flacher Reihenbestuhlung in eine Arena verwandelt werden.
Elekronisch gesteuert lassen sich die akustischen Eigenschaften des Raums für die jeweilige Darbietung maßschneidern - vom Jazz bis zur Oper.

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Bauherr: BIG Bundesimmobiliengesellschaft Österreich
Nutzer: Universität für Musik und Darstellende Kunst Graz
Architekten: UN Studio, Amsterdam - Ben van Berkel, Caroline Bos mit Hannes Pfau
Tragwerksentwurf: Arup, London und Berlin - Cecil Balmond, Volker Schmid, Charles Walker, Francis Archer
Ausführungsstatik Foyer: Peter Mandl ZT Gmbh, Graz
Konstruktionsentwurf Stahlbau: Arge Statik MUMUTH, Graz

Fotos/Abbildungen: Christian Richters / Frank Kaltenbach / UN-Studio / Arup

Stichworte:
Dieser Artikel ist aus dem Heft:
DETAIL 6/2009

Treppen, Wege, Rampen

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