_Integrales Planen

An der Ostküste Chinas auf der Halbinsel Shandong liegt die Millionenstadt Yantai. Dort, direkt am Meer, thront der kegelförmige Sun Tower von OPEN Architects – ein neues kulturelles Wahrzeichen für einen noch jungen Stadtteil. Die doppelschalige Betonstruktur ist meerseitig aufgeschnitten und offenbart ein halboffenes Theater, Ausstellungsbereiche und Aussichtsplattformen. Digitale Designstrategien ermöglichten die komplexe Geometrie.

Der 50 Meter hohe Turm erinnert nicht zuletzt wegen seines prägnanten Standorts an einen Leuchtturm: Durch die aufgeschnittene Fassade und die nahezu weißen Sichtbetonoberflächen hat er zudem eine hohe Strahlkraft. Das Gebäude setzt sich aus einer inneren und einer äußeren Betonhülle zusammen, die über horizontale Geschossplatten, Verbindungsrampen, den Aufzugschacht und den gekrümmten Dachabschluss zusammengehalten werden. Auf über 4.900 Quadratmetern schufen die Architekt*innen einen neuen Treffpunkt mit kulturellem Angebot und Aufenthaltsflächen im Innen- und Außenbereich für die wachsende Bevölkerung und den zunehmenden Tourismus.

Neuinterpretation einer Sonnenuhr 

Freiraumgestaltung, Platzierung der Öffnungen und Ausrichtung des Turms sind dem Lauf der Sonne angepasst und nehmen Bezug auf die jahrhundertealte Sonnenkult-Tradition der Region. Sorgfältige Sonnenstudien gingen dieser atmosphärischen Inszenierung voraus. Während das halboffene Theater mit einer großzügigen Treppe zum Sonnenaufgang über dem Meer ausgerichtet ist, nimmt der Eingangstunnel den Sonnenuntergang auf. 

Der straßenseitige Zugang führt die Besucher*innen in das Innere des Turms oder direkt unter der Freilufttreppe hindurch auf den meerseitigen, öffentlichen Platz. Hier erstreckt sich das halboffene Theater, das von einer kuppelartigen Betonhülle umfasst wird. Die zum Meer hin gerichtete konkave Innenhülle absorbiert die Geräusche des Ozeans. Von der Mitte des Platzes gehen eine Reihe elliptischer Ringe aus, die an Planetenbahnen erinnern. In den Steinbelag ist zudem ein Wasserkanal eingearbeitet. Sonnenverlauf und Schattenwurf lassen sich an diesen Kreuzungspunkten ablesen.

Im Inneren schlängeln sich die Fußgängerrampen zwischen den beiden Betonhüllen empor; daran entlang sind die Ausstellungsräume angeordnet. Die Oberflächen dienen gleichzeitig als Projektionsfläche. Die Aussichtsplattformen auf unterschiedlicher Höhe geben den Blick über den Ozean frei. An der Spitze der Struktur befindet sich die verglaste Bibliothek und der sogenannte Phenomena Space mit einer Öffnung im gekrümmten Dach. Unter diesem befindet sich ein Wasserbecken.

Konvex und konkav im Wechsel: Design für Langlebigkeit

Unterschiedlich gekrümmte Sichtbetonoberflächen mit kleinen und großen Öffnungen, Schlitzen und Einschnitten prägen das Erscheinungsbild und halten die Struktur zusammen. In enger Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Arup optimierte das Planungsteam die Oberflächenform hinsichtlich Stabilität, Steifigkeit und Belastbarkeit, um letztlich ein verbessertes Tragsystem bei gleichzeitiger Reduzierung der Baumaterialien zu erzielen. 

Die Langlebigkeit des Gebäudes in Küstennähe wird maßgeblich von einem ausreichenden Witterungsschutz bestimmt: Eine spezielle Schutzschicht schützt die Oberflächen des Sichtbetons und die Struktur vor Korrosion, Farbveränderungen und Rissbildung. In Untersuchungen konnte die Betonzusammensetzung mit verschiedenen Zuschlagstoffen erprobt werden.

Um die Rissbeständigkeit der Struktur zu berechnen und zu bewerten, verwendeten die Ingenieur*innen von Arup sogenannte Finite-Elemente-Modelle. Für Bereiche, die höheren Belastungen ausgesetzt sind, überprüften sie die Rissbreitenbegrenzungen gemäß einschlägiger Normen und stellten so die Rissbeständigkeit der Struktur unter saisonalen Temperaturschwankungen und Sonneneinstrahlung sicher.

Digitale Entwurfsoptimierung

Verschiedene digitale Tools halfen bei der Realisierung der komplexen Geometrie: So nutzte das Entwurfsteam eine parametrische Entwurfsplattform zur Erstellung von 2D-Konstruktionszeichnungen und stellte den Fachplanungen 3D-Modelle der inneren und äußeren Schalungsbewehrung sowie der inneren Stahlkonstruktion zur Verfügung. Diese halfen bei der Planung, Befestigung und Installation der Bewehrung, verbesserten die Genauigkeit der Schalungspositionierung und erfüllten die Bauanforderungen so weit wie möglich.

Zudem wurde ein 3D-Strukturanalysemodell des Gerüstsystems erstellt und eine Finite-Elemente-Analyse auf der Grundlage des tatsächlichen Bauplans durchgeführt. Diese Analyse untersuchte die strukturelle Verformung und Spannungsverteilung während der Bauphase und lieferte eine solide Grundlage für die Sicherheitsbewertung des Gerüstsystems. Weiterhin kalibrierten die Ingenieur*innen die Analyseergebnisse mit einer Echtzeitüberwachung kritischer Bereiche während der Bauphase, um die Sicherheitsbedingungen zu gewährleisten. -st

Bautafel

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