Fassadenbau

Rundbau für Spitzenforschung und Nachwuchskräfte

Text und Bilder: Redaktion / Grafik Surber Metallbau AG

Das zylinderförmige, weisse Gebäude für Forschung und Lehre, direkt neben dem Kinderspital Zürich, ist fertiggestellt und hat seinen Betrieb aufgenommen. Über sechs Stockwerke verteilen sich Fachbereiche aus Forschung und Diagnostik, dazu zählen das schweizweit einmalige Neugeborenen-Screening, die Krebsforschung, die Entwicklungspädiatrie und die plastische Chirurgie. Auch der universitäre Lehrbetrieb profitiert enorm von diesem funktionalen Rundbau. Als eine der wichtigsten Ausbildungsstätten für medizinische und pflegerische Nachwuchskräfte bietet der Neubau neben Hörsälen und Kursräumen auch ein innovatives Simulations- und Skillslabor.
Der Neubau hat einen Durchmesser von 54 Metern und umfasst insgesamt neun Stockwerke: sechs Obergeschosse, das Erdgeschoss und zwei Untergeschosse.

 

Anspruchsvollste Fassadenelemente

Wer vom Kinderspital herkommend den Fussweg nimmt, wird direkt vor den Haupteingang mit seiner pinkfarbenen Rundschiebetüre geführt. Gleich daneben tritt eine der zwei spiegelnden Rundbogentüren in Erscheinung. Die weisse Umrandung aus Beton gleicht dem Querschnitt eines im Boden eingelegten Rohrbogens, der von aussen erkennbar vertikal nach oben führt. Im Inneren dieses Rohrs befindet sich das Treppenhaus. Alle Aussenabschlüsse im Erdgeschoss – Festelemente, Ein- und Doppelflügeltüren, Verblechungen – führen um das ganze Gebäude und sind segmentförmig aneinandergereiht.
«Die Ausführung dieser im Radius verlaufenden Aluminiumelemente im Erdgeschoss sowie in den sechs Obergeschossen stellte nicht zu unterschätzende Anforderungen an die Ausführungsplanung, Herstellung, Logistik und Montage», erläutert Lukas Meier, verantwortlicher Projektleiter bei der Surber Metallbau AG. «Die gesamte Planung», so Lukas Meier weiter, «erfolgte aufgrund theoretischer Vorgaben der Architekten. Während im Erdgeschoss eine Pfosten-Riegel-Konstruktion mit höchst anspruchsvollen Türen gefordert war, kamen in den Obergeschossen delikate Elementfassaden-Segmente mit ebenfalls beweglichen Teilen zur Anwendung. Die Segmentierungen generierten verständlicherweise bei jedem Elementstoss geometrische Richtungsänderungen, die es aufzunehmen galt. Dazu kamen die Integration von Beschattungskonstruktionen, verschiedenste Türfunktionen, Blechanschlüsse sowie unterschiedlichste Anbindungen an den Baukörper und vieles mehr. Kein Detail wurde dem Zufall überlassen, alles wurde von uns sorgfältig geplant, mit den Architekten abgeglichen, besprochen und erst dann hergestellt.
Aus metallbauerischer Sicht speziell an diesem Objekt sind natürlich auch die verwendeten Materialien und deren Oberflächen: Für alle Aluminiumelemente kamen ausschliesslich aus Aluminiumschrott hergestellte Profile (Wicona Circal) zur Anwendung. Zudem wurden ihre Oberflächen im Rohzustand belassen – auf Farben und Anodisierungstechniken wurde bewusst verzichtet.  

 

Pfosten-Riegel im Erdgeschoss

Die 360 Grad umlaufende Erdgeschossfassade mit einem Radius von 25 m ist als Pfosten-Riegel-Konstruktion mit 60 mm Ansichtsbreite und 150 mm Tiefe gebaut. Speziell und ästhetisch beeindruckend ist die Tatsache, dass die Konstruktion oben und unten rahmenlos erscheint, da sich die Riegelprofile unter dem Gehbelag und über der abgehängten Decke befinden. Dabei war auch das zum Teil ansteigende Aussenterrain zu berücksichtigen. Der Zusammenbau der Pfosten mit den zwei Riegelprofilen (System Wicona Wictec 60 in Anlehnung RC 2) erfolgte vollumfänglich am Bau.
Die Erdgeschossfassade teilt sich in 53 Festelemente, 12 Ein- und Doppelflügeltüren, eine Rundschiebetüre mit Windfang, 6 vorstehende Blech-Rundecken und eine Blechfront mit ebenfalls gerundeten Ecken auf. Die gesamte Planung erfolgte nach theoretischen Grundlagen. Die relevanten Fixpunkte für die Montage sind vom Geometer markiert worden. Ausgerichtet auf diese Fixpunkte dienten spezielle Blechlehren für die genaue Ausrichtung der Fassadenelemente, Konsolen, Bleche etc.
Als Verglasung kam ein 3-fach-Isolierglas, innen und aussen VSG, zur Anwendung. Der äussere Aufbau der vertikalen Führungsschienen für die in der äusseren Hohldecke eingebauten Sonnenschutzmarkisen (Warema) stellte entsprechende Anforderungen. Dies insbesondere wegen der jeweiligen Richtungsänderungen bei den Pfosten. Die Surber Metallbau AG entwickelte hierfür ein Aufbausystem, das diese Führungsschienen optisch in die Deckleistenansicht integriert. Für die Verglasung kam eine kombinierte Press- und Deckleiste zur Anwendung. Darauf aufgebaut konisch gefräste Aluminiumklötze, welche als Befestigungsgrundlage für die Laufschienen dienen. Als Abdeckprofil wurde ein speziell gepresstes Aluminiumprofil mit gerundeten Vertikalkanten aufgeklebt (siehe Horizontalschnitt).   

 

 

Diese nicht lineare Aneinanderfügung der Fassadenelemente unterscheidet sich durch weitere Kriterien von Standardlösungen. So standen für die Lastabtragungen der schweren Wärmeschutzgläser keine Standard- Glasträger zur Verfügung. Diese Bauteile, die die Lasten über den Pfosten abtragen, erforderten ebenfalls den erwähnten Knick und mussten speziell hergestellt werden.

Türen mit Stufenglas

Diskret und doch nicht übersehbar integrieren sich die verschiedenen Türelemente, die zum Teil auch als Fluchttüren mit Funktion E 1125 dienen, in die Glasfassade. Flügel und Rahmen sind vollflächig mit Glas belegt. Die gewählten Stufen-Isoliergläser sind in den Profilbereichen schwarz emailliert. Für Drehbänder, Zylinder und andere Beschläge sind die äusseren ESG-Gläser ausgeschnitten. In mechatronischer Hinsicht erfüllen die Türen unterschiedlichste Anforderungen, was die grosse Heterogenität dieser Bauteile unterstreicht. 

Rundbogentüren mit leuchtendem Griff

«So schlicht und unauffällig diese Türen, die in eine weisse Betonleibung eingebaut sind, auch wirken mögen, so anspruchsvoll war ihre Entwicklung und Herstellung», erklärt Lukas Meier, während er den orange leuchtenden Türgriff fasst und die Türe öffnet. «Bei diesen Türen spielten wir tatsächlich mit den Grenzen des Machbaren. Es waren nicht die Türgriffe – die übrigens aus durchgefärbten Kunststoff-Flachplatten rund gefräst wurden –, die so anspruchsvoll waren, sondern vielmehr die Geometrie, die radiale Form, die Flächenbündigkeit des aussen spiegelnden Isolierglases mit den Abstufungen und vieles mehr. Während aussen nur Spiegelglas zu sehen ist, tritt auf der Innenseite die ganze Aluminium-Türkonstruktion in Erscheinung. Speziell ist auch, dass innen keine Glasleisten zu sehen sind, denn die Stufengläser wurden von aussen eingesetzt. Spezielle Falzprofile überbrücken die Profiltiefe zum inneren Isolierglas. Dazu kamen die Sicherheits- und Fluchtwegkomponenten und ihre unsichtbaren elektrischen Erschliessungen.»

 

 

Pink für den Haupteingang

Er ist tatsächlich nicht zu übersehen, der pinkfarbene Haupteingang. Beim Annähern von aussen öffnen sich die beiden Aussenflügel der Rundschiebetüre, während die inneren Windfangflügel mit einer Verzögerung reagieren, was sich positiv auf den Energieverlust des Innenraums auswirkt, den Personenverkehr jedoch auf keine Weise beeinträchtigt. Die pinkfarbene Erscheinung wird durch die Verbundsicherheitsgläser (VSG) generiert, die mit einer entsprechenden Farbfolie versehen sind. Der transparente Zylinder weist einen Durchmesser von 4,80 m auf und ist zwischen die Pfosten-Riegel-Fassade gesetzt. Die Aussenhaut besteht aus Zweifach-Isolierglas (2 x VSG) wobei das äussere Glas als Stufenglas ausgebildet ist und so die Deckleiste der Pfosten-Riegel-Grundkonstruktion in sich aufnimmt und somit Glas und Deckleiste auf derselben Flucht in Erscheinung treten. Die zylindrische Grundkonstruktion über der Decke ist aus Stahlrohren gebaut und entsprechend isoliert und verkleidet. Für die Flügelbewegungen kamen Antriebe von Record zur Anwendung.

 

 

Regelfassaden im Obergeschoss

Während die beschriebenen Elemente im Erdgeschoss das Bauwerk in optischer Hinsicht stark prägen, erscheinen die Regelfassaden in den sechs Obergeschossen eher zurückhaltend, obschon sie den Löwenanteil vom Auftragsvolumen der Surber Metallbau AG ausmachten. Für die Obergeschosse baute Surber insgesamt 613 Elemente. Davon 369 als Festelemente, 92 als Fluchttüren, 12 als Doppel-RWA-Entrauchungsflügel und 140 als Lüftungsflügel. Die entsprechenden Elemente wiesen eine Vielzahl von unterschiedlichen Breiten auf, die zwangsläufig auch unterschiedliche Fügungswinkel generierten. In der Vertikalen standen über die sechs Geschosse immer dieselben Elemente übereinander.

 

 

Excel-Matrix als Planungswerkzeug

In planerischer Hinsicht diente auch hier der Architektenplan mit den geometrischen Achsen als Grundlage, welche die Surber Metallbau AG für ihre Ausführungsplanung übernahm. Jedoch entschied sich das Surber-Planungsteam, die Fassadenelemente nicht umlaufend in den Grundrissen zu zeichnen, sondern wählte einen eher unkonventionellen, aber überzeugenden Weg. So wurde von jedem Element ein Typenplan (Ansicht, Horizontal- und Vertikalschnitt sowie Legende) erstellt. Die hierfür verwendeten Breiten (Bogenmasse) resultierten aus dem vorgegebenen Gebäuderaster.
Für die weitere Bearbeitung wurde eine Excel-Matrix erstellt, die sich an den Bogenmassen orientierte. Über diese Matrix konnten sämtliche relevanten Parameter wie Elementtyp, Zugehörigkeit, Stückzahl, Rahmenbreite, Rahmenhöhe, Glasmasse, Knickwinkel und vieles mehr berechnet und schliesslich für die Herstellung und Montage entnommen werden.

 

 

Elemente mit Fügungsnuten

Die einzelnen Elemente bestehen jeweils aus einem umlaufenden Aluminiumrahmen Wicona Wicline 75 evo mit einer Bautiefe von 125 mm mit Fügungsnuten für Elementfassaden. Diese Profile wurden teilweise leicht modifiziert: aussen aufgebaut, vertikale, objektspezifisch hergestellte Adapterprofile für die Integration der Markisen-Führungsprofile.
Der vertikale Spalt, der aufgrund des Knickwinkels bei den Profilfügungen entstand, ist aussen mit einem integrierten Blechprofil und innen mit den auch im Erdgeschoss verwendeten Deckprofilen, geschlossen.
Oben sind die jeweiligen Elemente über verschiebbare Winkelkonsolen an die Deckenringe aus Beton befestigt, unten auf den Betonboden abgestellt.
Je nach Elementtyp sind nach innen oder aussen öffnende Flügeltüren, Lüftungsflügel oder Festverglasungen integriert. Die RWA-Türen öffnen sich bei Rauchentwicklung zu Entlüftungszwecken automatisch. Bei ausgewählten Türen sind zu Lichtsteuerungs- und Beschattungszwecken entweder schaltbare, elektrochrome Gläser oder Sonnenschutzgläser eingebaut. Bei den Festverglasungen – mit oder ohne Brüstungselement – wird der Sonnenschutz durch die erwähnten Aussenmarkisen gewährleistet.  ■