Observatorium auf dem Uhrturm der TU Darmstadt

Structural-Glazing Ganzglaskonstruktion mit anspruchsvollem Glasaufbau

Der Uhrturm der Technischen Universität Darmstadt wurde 1904 als Neubau zwischen den angrenzenden Institutsgebäuden nach einem Entwurf von Friedrich Pützer realisiert. In seiner ursprünglichen Form beherbergte er in der Turmhaube eine Sendestation für Nachrichtentechnik, bis er und die Dächer der Nachbargebäude in der Darmstädter Brandnacht am 11. September 1944 zerstört worden waren. In den 50er-Jahren wurden die Überreste rückgebaut; der Turm erhielt eine Notbedachung, die Dächer der angrenzenden Gebäude ersetzte man durch einfache Mezzaningeschosse, die flacher und schlichter als die Originalbauten erschienen.

Gallerie

Da der Turmstumpf bis zum letzten Jahr noch immer das Notdach trug, wurde das Architekturbüro Sichau & Walter im Rahmen einer geplanten Revitalisierung beauftragt, einen neuen Abschluss für den Turm zu entwerfen. Das Ergebnis ist eine Ganzglaskonstruktion aus vier großformatigen und rahmenlosen Verglasungen aus Verbundsicherheitsglas, die das schlichte Erscheinungsbild des Gebäudekomplexes und die architektonische Entwicklung der Nachkriegszeit fortsetzt.

Die nach oben hin offene Konstruktion ist durch ein hohes Maß an Transluzenz geprägt und wird nachts beleuchtet. Die Bauweise ermöglicht, dass die neue Turmhaube als neues Observatorium des Fachbereichs Physik genutzt werden kann. Da die Plattform des Uhrturmgebäudes für Mitarbeiter und Studierende der Universität zugänglich ist, wurde die Konstruktion absturzsichernd ausgebildet.

Anspruchsvoller Glasaufbau
Die realisierte Ganzglaskonstruktion besteht aus insgesamt vier großformatigen Glasscheiben mit Maßen von ca. 5,4 x 3,0 Metern, die als rahmenlose Verglasung aus Verbundsicherheitsglas mit außenseitig angeordneter Kunstglasschicht besteht. Der tragende Teil der Verglasung besteht aus Verbundsicherheitsglas aus 3 x 12 mm heißgelagertem Einscheibensicherheitsglas (ESG-H) mit einer SGP-Folie als Zwischenschicht.

Auf diese Tragschicht wurde die künstlerisch gestaltete Dekorscheibe mit EVA- Zwischenschicht auflaminiert. Bei dieser speziellen Glasschicht handelt es sich um grau durchgefärbte Floatglasscheiben aus Weißglas mit einer Nenndicke von 12 mm, die durch einen speziellen thermischen Prozess bei über 750 °C – deutlich oberhalb der Glasübergangstemperatur von Kalknatron-Silikatglas – auf einer strukturierten Gipsbettunterlage geschmolzen und zur Vermeidung von Eigenspannungen kontrolliert abgekühlt wurden. Die Kunstglasscheiben wurden anschließend in einem separaten Prozess thermisch auf das Niveau von Einscheibensicherheitsglas vorgespannt. Die unregelmäßig strukturierte Gipsbettunterlage verleiht der außenliegenden Glasoberfläche durch verschieden große, unregelmäßige Erhebungen und Vertiefungen eine lebendige Textur.

Obwohl die zum Verbundsicherheitsglas orientierte Glasoberfläche nicht strukturiert ist, weist diese durch den thermischen Bearbeitungsprozess nicht mehr die Planitätseigenschaften des Basisglases auf. Zur Kompensation dieser lokalen Verwerfungen, welche durchaus Größenordnungen von bis zu 7 mm aufgewiesen haben, wurde der Verbund zwischen Tragschicht und Kunstglasscheibe mit einer Zwischenschichtdicke von 9,60 mm ausgeführt.

Tragprinzip
Bedingt durch den architektonischen Leitgedanken einer maximal transluzenten Ganzglaskonstruktion wurde die Ausbildung der Lagerungsbestandteile auf ein Minimum begrenzt. Entlang der unteren horizontalen Glaskanten sind die Verglasungen gegenüber horizontaler Beanspruchung – wie Wind- oder horizontaler Nutzlast – linienförmig gelenkig gelagert. Der Lastabtrag des Scheibeneigengewichtes von jeweils über 2.000 kg erfolgt statisch bestimmt über seitliche Klotzungen im Bereich der Linienlagerung.

Im Bereich der vertikalen Ecken der Ganzglaskonstruktion sind die Glaskanten auf Gehrung ausgebildet und statisch wirksam über eine Structural Glazing Verklebung (SGG) miteinander verklebt. Der planmäßige Lastabtrag von horizontalen Beanspruchungen erfolgt somit als dreiseitig gelenkig gelagerte Platte. Über die seitlichen SG-Verklebungen werden die Lasten in die Scheibenebene der Nachbarverglasung eingeleitet. Diese Reaktionskräfte werden planmäßig sowohl über die SG-Verklebung im U-Profil als auch über die Glasklotzungen in den Bestand eingeleitet.

Als mechanische Nothalter werden entlang der oberen Glaskante Haltewinkel aus Edelstahl montiert, die bei Versagen der SG-Verklebung den Lastabtrag von horizontalen Nutzlasten sowie die globale Standsicherheit der Konstruktion weiter gewährleisten.

Baurechtliche Situation und Zustimmung im Einzelfall
Die realisierte Ganzglaskonstruktion weicht in vielerlei Hinsicht von den Technischen Baubestimmungen ab, sodass die Erwirkung einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung (vBG) über die oberste Bauaufsichtsbehörde erforderlich war. Im Rahmen einer diesbezüglich erforderlichen sachverständigen Begutachtung konnte die Anwendbarkeit der Ganzglaskonstruktion im Speziellen auf Grundlage von experimentellen Nachweisen im Kleinteil- sowie auch reduziertem Bauteilformat empfohlen werden. Besonderes Augenmerk lag neben der Bewertung der Absturzsicherheit und der SG-Verklebung auf den Festigkeitseigenschaften der Kunstglasscheibe und den damit verbundenen Verbundeigenschaften über die stark erhöhte Zwischenschichtdicke.

Bautafel

Architektur: Sichau & Walter Architekten, Fulda
Projektbeteiligte: Glasmalerei Peters, Paderborn (Produktion und Montage, Formgebung Strukturglas); Thiele Glas Werk, Wermsdorf (Glasveredelung: Vorspannen, Laminieren); B + G Ingenieure Bollinger und Grohmann, Frankfurt am Main (Tragwerksplanung und Fachplanung); Staatliche Materialprüfungsanstalt Darmstadt, Darmstadt (Materialprüfung); SGS - Schütz Goldschmidt Schneider Ingenieurdienstleistungen im Bauwesen, Heusenstamm (Sachverständige Begutachtung und Beratung im Rahmen der ZiE)
Bauherr: Technische Universität Darmstadt
Fertigstellung: 2021
Standort: Hochschulstraße 4, 64289 Darmstadt
Bildnachweis: Glasmalerei Peters, Paderborn; Dr.-Ing. Sebastian Schula, Darmstadt

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