Thin-Shell Metal Woven Pavilion in Hefei

Dem Trubel von rund neun Millionen Einwohner*innen zu entkommen, scheint eine plausible Idee für den Bau eines Pavillons, der als Rückzugsort gedacht ist. Abseits der chinesischen Stadt Hefei errichteten XISUI Design einen von Wasser umgebenen Rastplatz mit einer digital gefertigten Kuppel, ähnlich einer Eischale. Unter dem Namen Thin-Shell Metal Woven Pavilion bekannt – was übersetzt in etwa Dünnschaliger Pavillon aus Metallgewebe bedeutet – war der Pavillon 2020 Teil einer temporären Ausstellung. Demontiert und versetzt fand er drei Jahre später einen neuen, dauerhaften Platz, an dem er als Ruheraum in der Großstadt dient.

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Dünne Schale, atmosphärischer Kern

Der Pavillon befindet sich auf einer elliptischen Insel, mitten auf einer Wasserfläche. Seine zentripetale Kuppel überspannt eine Grundfläche von 11 x 8 m und erhebt sich 4 m in die Höhe. Besuchende erreichen den Ort über einen leicht abgesenkten, gekrümmten Steg. Drei große und viele kleine Öffnungen in der dünnen Metallhaut lassen eine besondere Lichtstimmung im Inneren entstehen, wo ein Ring aus Sitzgelegenheiten an die Fassade anschließt. Die Lichtmuster verändern sich im Laufe des Tages durch die Bewegung von Sonnenlicht und Wolken. Die außen weiße Schale spiegelt sich auf der Wasseroberfläche und steht im Kontrast zu der matten, braun-goldenen Farbgebung des Innenraums.

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Die Hülle ist inspiriert von der Flechtoptik von Vogelnestern und den strukturellen Prinzipien von Eierschalen, mit ihrer bogenförmigen Kraftübertragung. Für Spannweiten wie der des Pavillons sind normalerweise materialintensive Tragwerke erforderlich. Durch das genaue Ausloten von Design, Technik und Fertigung konnte das Planungsteam eine Struktur aus gebogenen, 50 mm dicken Metallrohren mit einer extrem dünnen Metallschale realisieren. Berechnungen der Wind- und Schwerkraftbelastung ergaben, dass nur zwei Lagen von 2,5 mm starken Blechen ausreichen, um eine Spannweite zu erreichen, die dem 4.400-fachen ihrer Dicke entspricht. Als effektive Strukturform verteilt die Schale die Lasten effizient und nutzt dabei ähnliche Prinzipien wie etwa antike Gewölbebauten.

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Digitaler Entwurfs- und Herstellungsprozess

Für die Krümmungsanalyse, die Verformungsberechnung und die Unterteilung der Oberfläche wurde eine eigene Anwendung programmiert, so die Verantwortlichen. Die gesamte Struktur ist in 469 maßgeschneiderte Metallplatten unterschiedlicher Größe unterteilt. Dank des digitalen Entwurfs- und Herstellungsprozesses ist eine passgenaue und einfache Verarbeitung der zahlreichen Blechstücke möglich.

Der Pavillon ist schweißfrei konstruiert, wobei alle Schalensegmente mit CNC-Maschinen vorgefertigt, nummeriert und dann zur präzisen Montage auf die Baustelle geliefert wurden. Durch den Einsatz von digital entworfenen, demontierbaren Bolzen kann jedes Blech Punkt-zu-Punkt ausgerichtet und so die Genauigkeit der endgültigen Form gewährleistet werden. Durch die mechanische Befestigung lassen sich außerdem Fehler vermeiden, etwa Verformungen der dünnen Platten durch Schweißwärme. Darüber hinaus ermöglicht diese Methode den einfachen Austausch von Komponenten bis hin zu Rückbau und Verlagerung der gesamten Struktur.

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