Tropenhaus im botanischen Garten der Universität Aarhus (DK)

Sonnenfalle

1969 entstand das erste Pflanzenschauhaus für die Universität Aarhus, entworfen von C.F. Møller Architekten. Dem schneckenförmigen, dabei scharfkantigen Glashaus haben die Architekten jetzt einen organisch in die Höhe gewölbten Neubau zur Seite gestellt, dessen bogenförmiges Stahltragwerk von ETFE-Folienkissen überspannt wird.

  • Architekten: C.F. Møller
    Tragwerksplanung: Søren Jensen
  • Kritik: Ulrich Höhns
    Fotos: Quintin Lake, Julian Weyer, Kristine Mengel
Wie ein überdimensionales Schneckengehäuse mit einem lang ausgestreckten, schmalen Arm entfaltet sich das alte Gewächshaus des Botanischen Gartens in Aarhus am Westrand der Innenstadt fast am Scheitel einer welligen Garten- und Parklandschaft. Die Rundform des weißen Zentralbaus mit offener Stahlkonstruktion sowie bestechend einfachen, hölzernen Halterungen für die Gläser erinnert an ein Zirkuszelt, ein sich aus ihm heraus drehender und in die Landschaft mäandernder Fortsatz unter Pultdächern hingegen an klassische Gewächshäuser.
Für die Neustrukturierung des Altbaus zum Informations- und Ausstellungszentrum mit Café sowie die Erweiterung um ein neues Gewächshaus für Tropenpflanzen wurde ein Wettbewerb durchgeführt, den C.F. Møller Architekten 2009 gewannen. Ihr Ursprungsentwurf sah einen auf der Kuppe des Geländes frei stehenden, durch einen Glasgang angeschlossenen Neubau mit netzartigem, in der Mitte hoch aufgewölbtem Tragwerk als Einheit von Stützen und Trägern vor. Wie Zeltstangen sollten die Enden heruntergeführt, die ›
› Dachmembran wie darunter eingehängt erscheinen und der Bau dadurch nahezu offen wirken. Ganz so kam es nicht, denn der Wunsch nach geringstmöglicher Bodenhaftung eines transparenten Baus musste mit den klimatischen Erfordernissen eines geschlossenen Tropenhauses in Einklang gebracht werden. So entstand ein hoher ringförmiger, nach außen abgeschrägter Betonsockel. Dieser bastionsartige Unterbau gibt dem folienüberspannten Tragwerk zwar Halt und verbirgt zudem die Reihen interner Versorgungsleitungen, er trennt es aber auch von der fließenden Parklandschaft und verhindert direkte Ein- und Ausblicke. Ungeachtet der diaphanen, immer etwas milchigen, unter Sonnenlicht reflektierenden und von außen und innen undurchsichtigen Folienhaut, entstand so eine auf sich bezogene Innenwelt, allerdings mit starker Signalwirkung nach außen.
Die Tropenpflanzen zogen vom Alt- in den Neubau, ein schwieriges Unterfangen. In den Altbau wurde ein klimatisch entkoppelter runder, eingeschossiger Baukörper für Büros, Werkstätten und einen Veranstaltungsraum im Zentrum eingestellt. Der Raumeindruck des »Zelts« wird kaum beeinträchtigt und bleibt von den Umgängen, einer breiten, als Auditorium nutzbaren Holztreppe und vom freien »Oberdeck« des neuen Baukörpers aus erlebbar. Handwerklich geformte, zierliche Holzdrücker oder ein fein proportioniertes Metallstabgeländer stehen im krassen Kontrast zum schrillen Grün der Fenster und Türen des ansonsten weißen Rundlings. Der Raumbedarf der Pflanzen und die wachsende Anzahl von Besuchern und besonders von Schulklassen mit Informationsbedarf machten die Umstrukturierung notwendig. Der Zentralraum des Altbaus ist weiterhin das Entree des Hauses. Die ihm seitlich angelagerten schmalen Gewächshäuser, in denen sich mehrere nach unterschiedlichen Klimazonen hintereinander aufgereihte Abteilungen befinden, blieben erhalten, und von der letzten führt nun ein verglaster Gang hinüber zum neuen Tropenhaus. Beim Durchqueren dieser Passage wird deutlich, wie der menschliche Körper auf unterschiedliche Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten in Räumen reagiert. Hier, zwischen der mediterranen und der tropischen Zone, wird es erst einmal wieder kühl und trocken, bis man in die ungewohnte feuchtwarme Tropenluft eintaucht. Gestalterisch ist dieser Übergang äußerst karg, im Detail fast roh gestaltet worden, mit sichtbaren Anschlusskonflikten sowohl an die orthogonale Alt- als auch an die amorphe Neubauseite. An den Gangenden steht jeweils eine Stütze mitten im Weg und will umrundet werden, weil entweder das alte Tragsystem unterbrochen und hier abgefangen werden musste oder das neue, komplexere nicht verändert werden konnte, um ein passendes Feld für den Ein- und Ausgang zu finden.
Das von den Architekten entwickelte Tragsystem besteht aus zweimal zehn 300 mm dicken und bis zu 41 m weit spannenden Rundrohren, die sich sowohl um eine Längsachse als auch um eine Querachse unterschiedlich stark auffächern, sodass ein bogenförmiges, nicht lineares Netzwerk unterschiedlich großer, viereckiger Felder entsteht. Die Aufwölbung des bis zu 18 m hohen Raums ist so gewählt, dass nach Norden hin der steilste Abfall des Dachs entsteht und der Wärmeeintrag in das Haus im Winterhalbjahr verbessert, im Sommerhalbjahr hingegen reduziert wird. Auf einer Grundfläche von gut 1 200 m² wurde das größtmögliche Raumvolumen mit der geringsten Oberfläche geschaffen, sodass sich den teilweise baumhohen Pflanzen die besten Entfaltungsmöglichkeiten bieten. Eine mit ihren schweren Rundhölzern archaisch anmutende Holzkonstruktion eines Aussichtsturms in der Mitte des Raums bietet mit ihrer Plattform kurz unterhalb des Scheitelpunkts des Dachs den Besuchern die Möglichkeit, von oben in den »Regenwald« hinein zu sehen.
Das Rohrtragwerk ist die Schnittstelle zwischen der Arbeit der Architekten und der Ingenieure für Tragwerk und Leichtbau formTL, die die darüberliegende Schicht für das Dach und seine Unterkonstruktion entwickelten. Verwendet wurden zweiachsig gekrümmte und tordierte Aluminiumprofile auf einem nachjustierbaren Untersystem zum Toleranzausgleich mit an den Knotenpunkten jeweils planen Rahmen, in die 90 zwei- und 34 dreilagige Folienkissen aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) mit Materialdicken von 150µ bzw. 250µ luftdicht eingespannt sind. Für den Verschattungsbereich in der südlichen Kuppelhemisphäre wurden dreilagige, partiell bedruckte Kissen verwendet, deren mittlere Folie durch pneumatischen Differenzdruck einzelner Luftkammern gegen die äußere oder innere Lage verfahren werden können. Wenn sich die äußere und die innere Folie dabei aneinander legen, wird der Verschattungsgrad erhöht. Verschiebt sich die mittlere gegen die unbedruckte innere Lage, verringert sich die Verschattungswirkung deutlich. Die Überwölbung der Kissen sorgt für das charakteristische Blasenbild der Außenhaut des Gebäudes, strukturiert durch die proportional sehr schlank profilierten ›
› Aluminiumrahmen. Ähnliche Bilder sind auch von anderen, wesentlich größeren und individuell jeweils anders gegliederten ETFE-Bauten bekannt, darunter das Schwimmstadion »Water Cube« in Peking von PTW Architects und Arup Engineers oder die Münchner Fußballarena von Herzog & de Meuron. Die Folie, bereits in den 40er Jahren von DuPont entwickelt, wird erst seit gut 15 Jahren und in jüngster Zeit zunehmend für die Umhüllung von Großbauten verwendet. Sie ist UV-beständig und lässt das ultraviolette Licht passieren, sie altert sehr langsam – es werden ihr Haltbarkeiten von mehreren Jahrzehnten bescheinigt –, sie brennt nicht, sondern schmilzt nicht tropfend oberhalb von 260 Grad Celsius, sie hält großen Wind- und Schneelasten stand, und sie ist extrem leicht, was allerdings auch zur Folge hat, dass sie wie ein Zelt keinerlei Schallschutz bietet. Zur Lüftung oder notfalls Entrauchung der Kuppel können zwei dreieckige Kissenfenster im Zenit des Dachs elektrisch geöffnet werden. Die Andichtung an den festen Teil des Baus übernimmt eine PVC-Membran, die Verteilung der redundanten Stützluft für die Kissen leisten zwei getrennte Rohrleitungssysteme. Die enorm elastische Folie erlaubt es, bei Schneefall den Druck so weit zu erhöhen, dass die Kissen ihre Last abwerfen oder sie gar nicht erst sammeln.
Thermisch von der Alukonstruktion getrennte Kondensatrinnen leiten das meiste Wasser, aber nicht alles ab, was Spuren hinterlässt; bei einer permanent in hoher Luftfeuchtigkeit stehenden Konstruktion ist das unvermeidbar. Deshalb wurden Anschlussdetails nicht geschönt oder versteckt, sondern blieben wie geschraubt sichtbar, luftumspült, zugänglich, aber eben auch schon nach kurzer Zeit angelaufen, grün oder braun verfärbt. Dies ist irreversibel und wird sich im Laufe der Jahre noch verstärken, und vermutlich muss der weiße Sockel außen permanent gestrichen werden. Auch das Tragwerk der kräftig dimensionierten Rohre zeigt bereits jetzt Spuren der Anwitterung, aber weil es so robust und in der Gesamtwirkung als ein alles überwölbendes und bergendes Netzwerk letztlich doch in den Hintergrund tritt, verträgt es das auch.
Das neue Tropenhaus nimmt mit heutigen technischen und gestalterischen Mitteln die Grundidee seines Vorgängers auf, indem es die reine Konstruktion über einem weiten, lichten Raum zeigt, mit allen sichtbaren Nachteilen für das ästhetisch empfindsame Auge zwar, aber auch dem Charme, der einer solchen auch für Laien nachvollziehbaren Lösung innewohnt. Der strukturelle Zusammenhalt beider Baukörper führt das Ensemble bruchlos in die Gegenwart und steigert seine Funktionalität. In der Fernwirkung vermittelt dieses »Doppel-Haus«, von dem aus man nicht nur die Stadt mit dem Turm des Jacobsen- Rathauses oder das ARoS Kunstmuseum mit dem farbenfrohen Skywalk auf dem Dach sehen, sondern man von der Stadt aus auch hierhin zu ihrer neuen »Krone« hinaufblicken kann, nichts Anmaßendes, sondern etwas Selbstverständliches – mithin etwas sehr Dänisches. •
  • Standort: Møllevejen, DK-8000 Aarhus
    Bauherr: Universitets- og Bygningsstyrelsen, Kopenhagen (DK)
    Architekten: C.F. Møller, Aarhus (DK)
    Mitarbeiter: Tom Danielsen (Partner, Projektleitung); Knud Bach Mikkelsen, Uffe Dalsgaard Hansen, Jan Pedersen, Tom Kramer, Frans Borgman Hansen (Landschaftsarchitekt)
    Stahltragwerk: Søren Jensen Rådgivende Ingeniørfirma, Aarhus (DK)
    Planung Folienkissen: formTL, Radolfzell, www.form-TL.de
    Fläche: 3 300 m² (1 242 m² Tropenhaus; 2 071 m² saniertes Gewächshaus)
    Rauminhalt: 12 385 m³ (Tropenhaus), 10 355 m³ (saniertes Gewächshaus)
    Bauzeit: Januar 2011 bis August 2013
    Baukosten: 10,05 Mio. Euro
  • Beteiligte Firmen: Betonbau: MT Højgaard, Aarhus, www.mth.dk; ENKON, Hadsten, www.mth.dk (Subunternehmer) Stahlbau: BK Teknik, Allingåbro, www.mth.dk Elektrotechnik: Mariendal El-Teknik, Aarhus, www.mth.dk Sicherheitstechnik: Schneider Electric, Aarhus, www.mth.dk Membranbau: FlexCover, Aarhus, www.mth.dk Folie: Nowofol Kunststoffprodukte, Siegsdorf, www.mth.dk Konfektionär: CenoTec Textile Constructions, Greven, www.mth.dk
A EFTE-Kissen
B Ost-West-Rohrprofile
C Nord-Süd-Rohrprofile
D Aussteifungsseile
E Sockel
  • 1 Besuchereingang
  • 2 Foyer und Auditorium
  • 3 Veranstaltung
  • 4 Büros und Werkstätten
  • 5 Klimazonen-Gewächshäuser
  • 6 Tropenhaus
  • 1 Zuluftrohr für ETFE-Kissen
  • 2 Stahlbogen mit Fußplatte, weiß lackiert
  • 3 Winkel zur Befestigung des Montageprofils, Edelstahl
  • 4 Stahl-Montageflansch, aufgeschweißt an Stahlrohr, weiß lackiert
  • 5 Stahlrohr, weiß lackiert
  • 6 Mörtelschicht
  • 7 ETFE-Membran, eingeklemmt in Montageprofil
  • 8 horizontal verlaufendes Montageprofil des ETFE-Kissens, geschraubt auf Stahlwinkel, Aluminium, natureloxiert
  • 9 Membranfolie, in Montageprofil eingeklemmt und mit darunterliegender Abdichtungsfolie verschweißt, Überlappung min. 10 mm
  • 10 Fassadenanschluss an Rinne:
Abdichtungsfolie, hellgrau
wasserfeste Furnierschichtholzplatte, 9 mm
Hartschaumdämmung, 40 mm
Feuchtigkeitssperre, Aluminiumfolie, unter Abdichtungsfolie verklebt
Kunststoffplatte, grau, 4 mm
  • 11 gekantetes Aluminiumblech
  • 12 Aluminiumblech auf Furnierschichtholz und Sockel geschraubt, natureloxiert, 2 mm
  • 13 Rinnenaufkantung:
wasserfeste Furnierschichtholzplatte, 12 mm
Winkelprofil
wasserfeste Furnierschichtholzplatte, 12 mm
Folie auf Abdichtungsfolie verschweißt

Aarhus (DK) (S. 32)
C. F. Møller
Tom Hagedorn Danielsen
1951 geboren. 1977 Architekturdiplom. 1981-83 Bezirksarchitekt in Nairobi (Kenia). Seit 1983 Mitarbeit bei C. F. Møller, seit 1987 als Partner.
Knud Bach-Mikkelsen
1953 geboren. 1979 Architekturdiplom an der Aarhus School of Architecture. Bei C. F. Møller Position als Projektleiter.
Uffe Dalsgaard Hansen
1955 geboren. 1985 Architekturdiplom an der Aarhus School of Architecture. 1985-87 Mitarbeit bei Thorsvig og Thesen in Stavanger (N). Bei C. F. Møller Position als Projektleiter.
Søren Jensen Beratende Ingenieure
Ulrik Kæseler
1976 geboren. 2002-06 Bauingenieurstudium am Engineering College Aarhus. Seit 2006 Mitarbeit bei Søren Jensen. 2008 und 2009 Gastvorlesungen in der Architekturhochschule und Ingenieurhochschule Aarhus.
Ulrich Höhns
1954 in Niedersachsen geboren. Architekturstudium in Hamburg. Freier Architekturhistoriker und -kritiker. Seit 1992 wissenschaftliche Leitung des Archivs für Architektur und Ingenieurbaukunst in Schleswig. Publikationen zum dänisch-deutschen Architekturtransfer.