Museumstechnik heute am Beispiel München und Chicago

1:0 für München

Die Technik möglichst zu verstecken und Architektur und Kunst in den Vordergrund zu stellen, ist eine der großen Herausforderungen im Museumsbau. die global betrachtet, nicht überall in gleichem Maße gelingt. Bei zwei etwa zeitgleich eröffneten Museen lohnt es sich daher, genauer hinzuschauen, was technisch derzeit im Museumsbau möglich ist: Bei der Sammlung Brandhorst in München von Sauerbruch Hutton gingen die Planer hinsichtlich Gebäudetechnik und Energieeffizienz neue Wege – kann Renzo Pianos Erweiterung für das »Art Institute of Chicago « da mithalten?

Text: Christian Brensing Fotos: Jan Bitter, Dave Jordano, Annette Kisling, Charles G. Young, u. a.

Museen stellen und erfüllen heutzutage in vielfacher Hinsicht ästhetische, räumliche und technische Ansprüche, die zu den anspruchvollsten unserer Zeit gehören. Bei kaum einem anderen Gebäudetypus kommt es auf eine derart sensible Abstimmung von Architektur und Technik an. Letztere sollte dabei nach unserem heutigen Empfinden komplett in den Hintergrund treten, gleichzeitig jedoch für die ausgestellten Kunst- und Designobjekte optimale Bedingungen in Bezug auf Licht, Klima und Sicherheit bieten. Diese gleichermaßen von Kuratoren und Museumsbesuchern geteilte Auffassung stellt Architekten und Ingenieure immer wieder vor enorme Herausforderungen. Die im Mai 2009 beinahe zeitgleich eröffneten Kunstmuseen in München und Chicago – das Museum Brandhorst sowie der Erweiterungsflügel des Art Institute of Chicago (AIC) – erheben, neben ihrer herausragenden Architektur und der Qualität ihrer Sammlungen, auch den Anspruch, das jeweilige Nonplusultra in punkto Museumstechnologie zu verkörpern. Auf dem einen wie dem anderen Kontinent stellen sie so, im Vergleich mit anderen Museen des jeweiligen Landes, einen Meilenstein in der gebäudetechnischen Weiterentwicklung von Kunstmuseen dar.
Chicagos »Wing«
Der von Renzo Piano an der nordöstlichen Ecke des AIC zwischen der Michigan Avenue und der Munroe Street entworfene neue »Modern Wing« (s. auch db 11/2009, S. 53 und db 10/2009, S. 14/15) vervollständigt den kulturellen wie städtischen Campus des Museums, dessen Ursprünge bis ins 19. Jahrhundert zurückgehen. Er bildet zusammen mit dem neu entstandenen Millennium Park und der sich hinter dem AIC erhebenden Stadtsilhouette eine formale Einheit. Drei Bauteile konfigurieren den Erweiterungs- flügel: Das East Building (Kunstvermittlung, Galerien im 2. und 3. OG, mit über dem Dach schwebendem Lichtlenkungselement »flying carpet«), das West Building (Galerien, Konferenzbereiche) und der Griffin Court, der beide Flügel verbindet. Die neu geschaffene 6 400 m² große Ausstellungs-fläche beheimatet Teile der drittgrößten Kunstsammlung der Vereinigten Staaten. Ein Restaurant für gehobene Ansprüche, ein Schulungszentrum und ein Innengarten sowie eine im Freien befindliche Skulpturenterrasse vervollkommnen die insgesamt 26 400 m² große Erweiterung. Das Bauwerk ist, nach dem Centre Pompidou, Pianos zweitgrößtes Museumsprojekt. Stilistisch gesehen ist der »Modern Wing« mit seinem »flying carpet« eine architektonische Weiterentwicklung von Pianos erstmals in der Texanischen Menil Sammlung angewendetem Prinzip der Tageslichtlenkung durch großformatige Lamellen, die wie schattenspendende Blätter eines Baumes das Licht filtern.
Münchens neue Ecke
Das Museum Brandhorst (s. db 7/2009, S. 53) bildet z. B. durch die Art und den Anspruch der Kunstsammlung sowie der energetischen Zielvorgaben eine direkte europäische Entsprechung zu Renzo Pianos nordamerikanischem Meilenstein. Als erster Museumsbau des deutsch-britischen Architektenduos Sauerbruch Hutton definiert der kubisch ausgebildete Baukörper die nordöstliche Ecke des Münchner Museumsareals in prominenter Lage in der Max-Vorstadt. Die Sammlung Brandhorst nimmt mit ihrem Kopfbau und mit einer Länge von 132 m die Blockrandbebauung an der Türken- und Theresienstraße auf. Eindeutiges äußeres Erkennungszeichen ist seine polychrome Fassade, die den nur von wenigen Fenstern gezeichneten Gebäudekörper in Form von 36 000 einzeln glasierten und vertikal befestigten Keramikstäben überzieht. Ebenso auffällig sind die an der Ost- und Westfassade über den Fensterbändern deutlich hervorstehenden Lichtlenkungselemente.
Subtiles Licht
Schon von außen lässt sich so auf das lichttechnisch wie energetisch sensible Innere des Museums schließen. Der Westfassade in Teilen vorgelagert ist ein riesiger Rost, der einen Teil des 7 m unter der Erde liegenden »Patio« direkt mit Tageslicht versorgt. Dort wie auch in allen anderen Galerien des Museums, mit Ausnahme der Kabinette und des Multimediaraumes, war das Ziel der Architekten und Lichtplaner, die Kunst in einem Optimum an natürlichem Licht zu zeigen. Das von Arup London entworfene Lichtkonzept geht auf die Ideen eines nicht realisierten Projekts in Genua zurück. In den engen Gassen der Innenstadt sollten Spiegel Tageslicht in das Erd- und erste Geschoss der geschlossenen Blockrandbebauung leiten. In ähnlicher Weise bündeln Prismen aus Acryl das Zenitlicht zwischen zwei versiegelten Doppelglasscheiben und senden es durch die seitlichen Oberlichter in das Museum.
Unter der Decke im EG verteilen transluzente Lamellen die auf der Ost- und Westseite asymmetrisch einfallenden Lichtstrahlen. Sie generieren dabei eine subtile Lichtqualität, die vergleichbar ist mit einer traditionell durch Oberlichter ausgeleuchteten Galerie. Computer generierte Modelle ›
› und ein aufwendiger 1:1-Versuchsaufbau waren unerlässlich, um die Lichtbrechung der Lamellen und deren exakten Winkel zu ermitteln. Sonnenlicht (bis zu 100 000 Lux im Sommer) fällt nie direkt auf das jeweilige Kunstwerk, denn die ultraviolette wie auch die solare Wärmestrahlung werden vorher über Verglasungen herausgefiltert. So gleitet diffuses Tageslicht, reduziert auf ungefähr 300 Lux, auch in den Galerien im obersten Geschoss homogen über Wände und Böden. Im OG können zudem die Räume nahezu vollständig abgedunkelt werden. Hierzu befinden sich in der Dachkonstruktion steuerbare Lamellen, die hinter transluzenten Textildecken versteckt sind. Ebenso ist es möglich, bei unzureichenden Lichtverhältnissen mit Hilfe unter den Lamellen angebrachten Leuchtstoffröhren Kunstlicht beizumischen.
Die Unsichtbarkeit der Technik
In der noch völlig neuen Baukategorie des »Niedrigenergiemuseums« – der Planungswert des Primärenergiebedarfs für Heizung und Warmwasser liegt bei 200 KWh/m²a, im Vergleich dazu die Pinakothek der Moderne: 350 KWh/ m²a – hält das Museum Brandhorst eine Spitzenposition, da fast alle Galerien zwischen 50-75 % der Öffnungszeiten ausschließlich mit Tageslicht versorgt werden können, was einer 26 % Einsparung elektrischer Energie gegenüber der Standardtechnik entspricht. In den Ausstellungsräumen selbst gibt es kaum Hinweise auf Technik: Keine Schalter oder Luftein- und Auslässe – Quellluft strömt über Bodenauslässe in die Galerien und entweicht im EG über Lüftungsschlitze oder oberhalb der Textillamellen, im OG dagegen zieht die Abluft durch die Fugen der Textildecke, wo sie durch Lüftungsrohre abgesaugt wird – stören die in neutrales Weiß getauchten Galerien. Diese »Unsichtbarkeit« liegt daran, dass bestimmte gebäudetechnische Komponenten reduziert wurden oder gar komplett entfielen.
Als Energieträger wird oberflächennahe Geothermie genutzt. Bei einer Durchschnittstemperatur des Grundwassers von 19 °C erreicht die Wärmepumpe eine Leistungszahl von knapp 5, das bedeutet, der Energiegewinn ist vierfach im Vergleich zum Verbrauch. Auch nutzt das Museum Brandhorst die Nähe zur Pinakothek der Moderne und entzieht dessen Rückkühlwasser mit Wärmetauschern Energie, die es zum Vorwärmen der Frischluft und der Wärmepumpen nutzt. Diese Art der Wärmerückgewinnung macht den Neubau wärmetechnisch autark – Fernwärme wird nur im Notfall zugeschaltet.
Auch beim Klima in den Ausstellungsräumen wurde eine entsprechend stringente Effizienz verfolgt. Um das Museum bei einer relativen Luftfeuchte von 50 %+/-2,5 % und einer Temperatur in den Ausstellungsräumen von 20/24 °C+/-1 ° (Winter/Sommer) zu betreiben, wurden alle Böden und die meisten Wände mit einer Bauteilaktivierung versehen. Das 10 cm unter dem Putz verlaufende Röhrensystem stellt im Museumsbau immer noch ein Novum dar, obwohl es konservatorisch günstig ist und extreme Klimaschwankungen ausschließt. Entsprechend sparsam ist die Klimaanlage ausgelegt. Ein zwei- bis dreifacher Luftwechsel über eine Quelllüftung hält die Energiekosten niedrig: 35 % weniger in Bezug auf die Errichtungskosten und 43 % günstiger im Vergleich zum Betrieb eines vollklimatisierten Museums.
Amerikas Lichtregie
Die Prämissen bei der Planung und Ausführung des Art Institutes in Chicago waren vergleichbar mit denen in München, nur wurden sie innerhalb der zehnjährigen Planungs- und Bauzeit mehrfach den aktuellen Gegebenheiten und Anforderungen angepasst. So strebte man in Chicago schnell eine LEED-Zertifizierung an und beteiligte sich an der »Chicago Green Museum«-Initiative. Ganz oben stand auch die Verschmelzung der Architektur mit der Technik, letztere sollte erstere weder visuell noch akustisch beeinträchtigen. In den Ausstellungsräumen wurden beispielsweise sämtliche Zuluftkanäle und weitere gebäudetechnische Leitungen in gesonderten, doppelten Wänden untergebracht. Den »Modern Wing« plante Arup strategisch wie eine Fabrik, mit den großen Technikzentralen im UG des East Building, z. B. ausgelegt für einen Luftstrom von 50 m³/s. Auf Wunsch des Architekten nahm man dabei bewusst lange Leitungswege mit einem höheren Energieaufwand in Kauf, um die Dächer frei von Lüftungsanlagen zu halten. Anstatt mehrere dezentrale Lüftungsanlagen zu installieren, entschied man sich für nur zwei, je eine für die Galerien, die andere für alle übrigen Räume, was die Baukosten um eine Viertelmillion Dollar reduzierte. Der daraus auch resultierende ästhetische Vorteil sticht einem sofort ins Auge: Licht, Luft und räumliche Offenheit.
Da das Klima in Chicago sehr extrem sein kann (- 26 °C bis + 35 °C), wurde auf eine gute Wärmedämmung der großzügig doppelverglasten Kuben geachtet. Gemäß den Standards des ASHRAE Handbuchs (1999) wird der Wärmeverlust des gesamten Gebäudes um 16 % unterschritten. Eine hinterlüftete Doppelfassade schützt die Galerien zudem vor extremen Temperaturschwankungen und auch das verglaste Flachdach mit seinem »flying carpet« als Lichtlenkungselement weist entsprechende Vorkehrungen des Wärme- und Lichtschutzes auf: Die 68,50 m breite Konstruktion aus Aluminiumlamellen verhindert den direkten Einfall von Sonnenlicht. Das sich unter der doppelverglasten Decke befindliche Deckensegel zerstreut das südlich einfallende Tageslicht nochmals. Für 50-60 % der Öffnungszeiten des Museums ist reines Tageslicht ausreichend, wobei die Galerien im 2. OG bis zu 400 Lux aufweisen, die darunterliegenden je nach Kunstobjekten aber nur noch 50-300 Lux. Dort ist also der Anteil an Tageslicht stark reduziert. Das kommt der amerikanischen Lichtregie in Museen sehr zugute, da entgegen der europäischen Tradition eine punktuelle, kontrastreiche und auf Effekte abzielende Ausleuchtung der Kunstobjekte vorgezogen wird. Diese Inszenierung von Kunst schließt fast immer automatisch einen sehr hohen Anteil an Tageslicht aus. Dennoch konnten die Lichtingenieure zusammen mit dem »Licht-Architekten« Piano gemäß ihrem Kredo »More to sustain-able lighting than energy« ein für Amerika ungewöhnlich hohes Potenzial an natürlicher Belichtung realisieren.
Obwohl die Erweiterung durch gezielte Maßnahmen wie etwa variable Luftströme, Karbondioxid-Sensoren, Airside Economiser – der in Europa bereits Standard war, aber zu der Zeit noch nicht in den USA – oder ein Building Energy Management System (BEMS) ungefähr nur ein Drittel an Energie verbraucht wie die restlichen Teile des Art Institutes, offenbart der Vergleich mit dem Museum Brandhorst die höchst unterschiedlichen Standards, Bewertungskriterien und Ansprüche der Nutzer und des Publikums. Um den Energieverbrauch unter führenden Museen weltweit zu relativieren, stellte Arup im Jahr 2000 vergleichende Studien unter 43 europäischen und US-amerikanischen Kunstmuseen an, bei dem das ebenfalls von Piano und ihm geplante Paul Klee Museum als eines der nachhaltigsten Institutionen abschnitt. Die Erhebung zeigt, dass selbst bei den gleichen Planern auf Grund der unterschiedlichen Standards, Bewertungen und Bauherrnwünsche immer noch höchst verschiedene Resultate hinsichtlich Energieeinsparung erzielt werden. •
  • Bauherr: Freistaat Bayern, Bayrisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Architekt: Sauerbruch Hutton, Berlin Tragwerksplanung: Ingenieurbüro Fink, München Energiekonzept/Gebäudetechnik: Ingenieurbüro Ottitsch, München Lichtdesign: Andy Sedgwick, Jeff Shaw, Joerg Kuene, Arup Lighting, London/Berlin Ausstellungsfläche: 3 200m2 BGF: 12 000m2 BRI: 68 000m3 Baukosten: 48 Mio. Euro Bauzeit: Oktober 2005 bis Oktober 2008 (Eröffnung: Mai 2009)
  • Beteiligte Firmen: Architekturglas: Okalux, Marktheidenfeld, www.okalux.de Spanndecken: Barrisol, Kembs (F), www.okalux.de
  • Bauherr: The Art Institute of Chicago Entwurfsarchitekt: Renzo Piano Building Workshop, Paris Ausführender Architekt: Interactive Design, Chicago Tragwerksplanung: Ove Arup & Partners, London Technische Gebäudeausrüstung: Katherine Holden, Arup London Lichtdesign: Andy Sedgwick, Arfon Davies, Arup Lighting, London Ausstellungsfläche: 5 950m2 Baukosten: 210 Mio. Euro Baubeginn: Mai 2005, Eröffnung: Mai 2009
  • 1 Stahlbeton
  • 2 Wärmedämmung (Mineralwolle), 120 mm,
WLG 040, im Raster der Unterkonstruktion verlegt
  • 3 Hinterlüftung
  • 4 Wandhalter, 140 mm
  • 5 Wandschiene, T 100 x 2 mm
  • 6 Quadratprofil, 50 x 3 mm
  • 7 Akustik-Metallpaneel mit Mikroperforierung
und hinterlegtem Akustikvlies
  • 8 Keramikbaguettes
  • 9 Lichtlenkelement Isolierglas, obere Scheibe ESG, untere Scheibe VSG aus 2 x ESG, mit im Scheibenzwischen raum eingelegten Prismenelementen aus Acrylglas