_Geneigtes Dach

Der Botanische Garten in Grüningen im Schweizer Kanton Zürich ging 1961 aus einem privaten Garten hervor. Überwiegend durch Sträuche und Bäume geprägt, verleihen ihm seine Großgehölze den Charakter eines Arboretums. Heutiger Besitzer ist eine Stiftung der Zürcher Kantonalbank. Diese ließ im Jahr 2012 zwei alte Gewächshäuser abreißen, um einem neuen Schauhaus Platz zu machen. Nach Plänen der Zürcher idA Buehrer Wuest Architekten entstand ein 180 Quadratmeter großes, gläsernes Gebäude, in dem Besucher von April bis Oktober zwischen Papaya- und Bananenpflanzen, Begonien, Farnen und Sukkulenten in die Welt subtropischer Pflanzen eintauchen können.

Eingebettet in den alten Baumbestand des Botanischen Gartens schließt das neue Schauhaus die Lücke nach dem Abriss. Mit vier Pfeilern aus gebündelten Stahlstützen, die an Baumstämme denken lassen, und Rippen, die wie Äste strahlenförmig auskragen, spannt sich eine gläserne Klimahülle auf. Deren Logik, Struktur und Ausdruck sind von Bäumen inspiriert – die Architektur bezieht sich unmittelbar auf ihren Standort. Der Grundriss des Gebäudes ist angelehnt an die Kleinstruktur von Lebewesen: Mikroskopische Schnitte durch Zellgewebe und das dazu in Bezug stehende, sogenannte „Voronoi-Diagramm“ (s. Abb. 16) fungierten als Vorbild. Letzteres – benannt nach dem Mathematiker Georgi Feodosjewitsch Woronoi – behandelt die Zerlegung eines Raums in Regionen, die durch eine vorgegebene Menge an Punkten im Raum bestimmt sind, die als Zentren bezeichnet werden. Auf Basis eines solchen Diagramms assoziierten die Planer die Pfeiler im Grundriss mit Zellkernen, die Umrisse der vier Stahlschirme mit Zellmembranen.

Die Stützpfeiler verzweigen sich zu Trägern („Ästen") unterschiedlicher Neigung, auf denen eine gläserne Hülle ruht. Die mehrfach geknickte, transparente Dachfläche schwebt ähnlich einem Blätterdach über den Besuchern und ermöglicht zugleich freien Ausblick. Ihr polygonaler Umriss entsteht durch einen umlaufenden Kranz als Verbindung der Rippenenden. Die ebenfalls gläserne Fassade ruht auf Streifenfundamenten und wird oben von Kranz und Stahlträgern gehalten.

Da das Haus auch subtropische Pflanzen beherbergt, muss das Klima das ganze Jahr über konstant gehalten werden. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsregulierung erfolgt weitgehend natürlich: Sieben vertikale Lüftungselemente, die sich öffnen und schließen lassen, sind Teil eines automatischen Systems, um Luftzufuhr und CO2-Haushalt zu regeln. Dreieckige Sonnensegel über den Dachpaneelen mindern zusätzlich die Erwärmung. Das verwendete Spezialglas trägt außerdem zur Energieeffizienz des Gebäudes bei. Neben den statisch erforderlichen Festigkeitswerten gewährleistet es die für ein subtropisches Klima notwendige Isolation. Das Verbundsicherheitsglas besteht aus einer Außenscheibe ESG (15 mm) und einer Innenscheibe VSG (2 x 10 mm); eine Vierfach-Folie im Zwischenraum sorgt für die notwendige erhöhte UV-Durchlässigkeit.

Dach
Das Dach ruht auf vier Stützpfeilern aus jeweils 12 Flachstahllamellen in einer Stärke von 40 mm, die sich auf einer Höhe von etwa fünf Metern verzweigen und in Träger unterschiedlicher Neigung übergehen. So entsteht eine mehrfach geknickte Dachfläche, deren klar umrissene, polygonale Form durch einen umlaufenden Kranz aus Flachstahl definiert ist, der die Rippenenden verbindet. Auf der oberen Seite wurden die Stahllamellen der Dachkonstruktion mit Flachstahl zu einem T-Träger verschweißt, um ihre Tragfähigkeit zu erhöhen. Besonderes Augenmerk bei den statischen Berechnungen galt den Knotenpunkten, denn sie führen jeweils zwei bis sechs Dachträger zusammen. Miteinander verschweißt wirken die T-Träger als dreidimensionaler Giebelrahmen mit biegesteifen Ecken. Alle Knotenpunkte sind stützenfrei und für die Glaswände statisch tragend.

Aufgrund der Größe der Dreiecksflächen mussten die Isoliergläser der Dachebene jeweils in ein trapezförmiges und ein dreieckiges Element aufgeteilt werden. Vor Überhitzung im Sommer schützen nach Bedarf außen liegende, dreieckige Sonnensegel. Die Flächen sind zu den jeweiligen Zentren geneigt, so dass Regenwasser mittig in den Stützen abgeleitet werden kann. Die den „Stamm" bildenden Flachstahllamellen sind im Kern wärmegedämmt.

Bautafel

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