Trumpf Smart Factory, Chicago/USA
Nahe Chicago baute das Architekturbüro Barkow Leibinger in enger Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Knippers Helbig die Smart Factory des deutschen Maschinen-Herstellers Trumpf. Das Dach des 2 400 m² großen stützenfreien Showrooms wird von einer begehbaren Vierendeelträger-Konstruktion gehalten.
Die Aufgabenstellung bestand unter anderem in einem Ausstellungsraum für den Hersteller von metallbearbeitenden, digital vernetzten Maschinen. Was liegt da näher als eine begehbare Vorzeige-Dachkonstruktion aus Stahl für die Halle dieser Ausstellungsfläche? In der Trumpf Smart Factory in der Peripherie von Chicago tragen elf Vierendeelträger, gefertigt aus unbehandelten Stahlblechen, die auf hauseigenen Maschinen lasergeschnitten wurden, das Dach einer 45 x 55 m großen, stützenfreien Halle. „Eine Metallkonstruktion war naheliegend und wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Aus Gründen der Nachhaltigkeit aber war zunächst eine Holzkonstruktion im Gespräch“, erläutert Heiko Krech, Leiter des Projekts im Büro Barkow Leibinger. „Doch die wäre zu hoch geworden. Zudem kann der Kunde nun im Showroom direkt sehen, was mit den angebotenen Maschinen möglich ist.“
Gebäudeorganisation
Beeindruckend ist die in sich schlüssige Einfachheit, die aber keineswegs langweilig erscheint, in der sich das Gebäude präsentiert: Zwei unterschiedlich große, nahezu quadratische Volumina werden unter
Die Idee des Showrooms besteht darin, dem Kunden die gesamte Produktionskette der digital vernetzten Maschinen von der Beauftragung über Konstruktion und Herstellung bis zur Auslieferung darzustellen. Der Kunde kann sich hier an Hand von Musterbeispielen die Funktionsfähigkeiten der Maschinen demonstrieren lassen und dabei per Bildschirm den gesamten Prozess verfolgen.
Träger und Stützen
Die Vierendeelträger sind das prominenteste Element des Projektes. Das vor 130 Jahren entwickelte Trägersystem wird heutzutage oft als nicht mehr zeitgemäß und unwirtschaftlich eingeschätzt. „Wenn Trägergeometrie und Querschnittsausbildung exakt auf den Kräfteverlauf abgestimmt sind, muss der Vierendeel aber nicht teurer sein als konventionelle Fachwerke“, so Tragwerksplaner Thorsten Helbig, Partner des Ingenieurbüros Knippers Helbig. „Die Abstände der Vertikalstreben nehmen zu den Auflagern hin ab, die Strebenbreiten nehmen zu. In der Mitte haben die Träger die größte Höhe, so werden die Gurtkräfte reduziert. Die beanspruchungsgerechte Trägergeometrie macht den Kraftfluss erlebbar.“ Durch die homogenisierte Querschnittsauslastung waren Blechdicken der Hohlkastenprofile, aus denen sich die Träger zusammensetzen, von nur 10 bis maximal 20 mm möglich. Das Eigengewicht der Träger beträgt daher nur 75 kg/m² Dachfläche, ein im Vergleich sehr wirtschaftlicher Wert. Wesentliche Voraussetzung für die Effizienz der Lösung ist neben einer sehr detaillierten Planung eine präzise und prozessoptimierte Herstellung. Der Bauherr, als Spezialist für Laserschnitttechnologie, konnte dafür auf von ihm entwickelte digitalisierte Fertigungstechnologien zurückgreifen.
Auch bei Detaillösungen wurden Gestaltung und Kosten immer als gleichwertige Parameter gewichtet. „Wir lassen die Bleche der Ansichtsebene überstehen, so können zur Fügung einfach herstellbare Kehlnähte ausgeführt werden, die nicht aufwändig nachbehandelt werden müssen“, so Helbig. „Das spart Produktionszeit und somit Kosten. Und die doch recht dünnen Bleche, aus denen der großformatige Binder zusammengesetzt ist, werden für den Betrachter erfahrbar.“
Getragen werden die 17 t schweren Träger an der „Schaufensterseite“ zur Straße von 10 m hohen Stützen, die in der Halle, also innerhalb der thermischen Gebäudehülle, optisch in Verbindung mit der Fassade stehen. Die dunkel gestrichenen Stützen fallen im Innenraum kaum ins Auge. Außen vor der Fassade stehen in einem entsprechenden Raster von knapp 5 m Cortenstahl-Stützen, die die Aluminium-Glasfassade halten.
Gegensätze
Als eine der größten Herausforderungen empfanden die Architekten
Als gegensätzlich empfanden die Planer auch die andere Baukultur in den USA. „Planer in Deutschland können in der Regel aus einem großen Fundus an Möglichkeiten schöpfen, da die Bauprodukt-Hersteller über sehr breitgefächerte Portfolios verfügen. In den USA wird hingegen eher mit Standards gearbeitet“, so Architekt Krech. „Umso wertvoller war es, dass wir vor Ort Firmen gefunden haben, die für uns maßgeschneiderte Lösungen entwickelt haben.“ Auch Ingenieur Thorsten Helbig, der derzeit in New York lebt
Baudaten
Standort: Hoffmann Estates, Chicago, Illinois/USA
Bauherr: TRUMPF Inc., Farmington, Connecticut/USA
Nutzer: TRUMPF Inc.
Architekt: Barkow Leibinger, Berlin; www.barkowleibinger.com Mitarbeiter: Frank Barkow, Regine Leibinger, Heiko Krech (Projektleitung), Johannes Beck, Jordan Berta, Carles
Kontaktarchitekt: Heimann Architects Inc., Itasca, Illinois/USA
Bauzeit: Juli 2016 – September 2017
Fachplaner
Tragwerks- und Fassadenplanungplanung: Knippers Helbig GmbH, Berlin und New York/USA;
www.knippershelbig.com/de Ausführung: KJWW Engineering Consultants, Naperville, Illinois/USA
Mitarbeiter Knippers Helbig GmbH:
Florian Scheible, Thomas Müller, Florian Meier, Andreas Otto
Klima- und Energiekonzept, Haustechnik, HLS, Elektroplanung: KJWW Engineering Consultants, Chicago, Illinois/USA
Lichtplanung: Studio Dinnebier, Berlin; www.lichtlicht.de
Projektsteuerung: Lendlease, Chicago, Illinois, USA; www.lendlease.com/us
Projektdaten
Brutto-Grundfläche: 5 300 m²
Brutto-Rauminhalt: 40 000 m³
Projektdaten Tragwerk
Maximale Breite: ca. 45 m
Spannweite: Vierendeelträger mit Spannweiten von 44 m
Konstruktionsart: Showroom: Stahltragwerk mit eingespannten Stützen und eingehängtem Einfeldträger; Stützen aus geschweißten Hohlprofilen
Anzahl der Felder: 11 im Showroom
Hersteller
Aufzüge: Kone GmbH, www.kone.de Schließsystem: dormakaba International Holding AG, www.dormakaba.com Bodenbeläge Textil: Forbo Flooring GmbH, www.forbo.com
Beleuchtung: WE-EF Leuchten GmbH & Co. KG, www.we-ef.de; Lithonia Lighting, www.lithonia.com; Amerlux, www.amerlux.com, Axis Lighting, www.axislighting.com Schalter/Steckdosen: Legrand, www.legrand.de Armaturen Waschraum: Hans Grohe Deutschland Vertriebs GmbH, www.hansgrohe.de
Waschbecken: Duravit Aktiengesellschaft, www.duravit.de Sanitärinstallation: Geberit Vertriebs GmbH, www.geberit.de
(Büro-)Möbel: Herman Miller, www.hermannmiller.de; Vitra International AG, www.vitra.com; Steelcase, www.steelcase.com; Andreu World, www.andreuworld.com