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Sonnenschutzanlagen für den Naturpark »Gardens by the Bay – Singapur«

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Wirft man einen Blick auf die gigantischen Glaskuppeln, fühlt man sich an die Utopia-Zukunftsvisionen aus den 70er Jahren erinnert, die seiner Zeit solche Gebäude für die Besiedlung ferner Planeten vorsahen. Mit dem Naturpark Gardens by the Bay, mit seinen wohl größten, vollklimatisierten Glashäusern der Welt, die eine Nebelwald- und mediterrane Vegetation mitten in den Stadtstaat Singapur mit seinem tropischen Klima bringen, wurde ein solches Utopia geschaffen.

Auf dem »Flower Dome« mit einem Innenklima um die 20 C. leisten dabei riesige, außenliegende Sonnenschutzscreens aus »Soltis 92« von Serge Ferrari einen Beitrag zur nachhaltigen Klimatisierung des Gebäudes, sorgen aber auch bei Vollbeschattung für einen hohen Durchlass von natürlichem Licht bei gleichzeitig hoch wirksamem Blendschutz.

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Leichtbau in bestem Sinne

Bay South ist eine 54 Hektar große Parkanlage an der Marina Bay in Singapur und der größte Parkkomplex innerhalb der Gardens by the Bay, einem Prestigeprojekt des Staates Singapur zur Transformation der Millionenmetropole in eine »Green City«. Die »Kronjuwelen« des Parks stellen die zwei gigantischen, vollklimatisierten Glashäuser dar, die aus einer dualen Konstruktion aus tragenden Stahlbögen und abgehängten Gitterschalen mit Glaselementen bestehen: Im Verhältnis zur Gesamtkonstruktion ist das Gitterschalenkonstrukt sehr fragil konzipiert und trägt dabei nur sein eigenes Gewicht und das der Glasmodule. Die Windkräfte werden dabei von den von der Hüllenoberfläche höher abgesetzten Bögen abgefangen, welche sternförmig über der Gitterschalengeometrie angeordnet sind. Eine Leichtbaukonstruktion in bestem Sinne, die ohne inneren Stützen auskommt und so ein imposantes Raumerlebnis schafft.

Während im »Cloud Forest« auf einer Fläche von ca. 8.000 Quadratmeter die Welt tropischer Bergwälder inklusive einem 35 Meter hohen Berg mit Wasserfall nähergebracht wird, wird im Flower Dome die Pflanzenwelt im kühl-trockenen, mediterranen Klima Südafrikas, Kaliforniens und Südeuropas im Wechsel der Jahreszeiten gezeigt. Eine weitere Besonderheit der Anlage sind bis zu 50 Meter hohe solarbetriebene »Supertrees«, die als Regenwasserreservoir und Belüftung für die Gewächshäuser, gleichzeitig aber auch als Ausstellung für tropische Pflanzen dienen. Das gesamte Ensemble ist eine beeindruckende Verschmelzung von zukunftsweisender Architektur, Engineering, Nachhaltigkeitskonzept und Landschaftsarchitektur.

Umfassendes nachhaltiges Energiekonzept
Von Anfang an wurden die Gewächshäuser auf ein nachhaltiges Energiekonzept ausgelegt, um eine 30-prozentige Reduktion des Energieverbrauchs im Vergleich zu einem Geschäftshaus mit identischer Höhe und Ökobilanz zu erreichen. Hierzu wurde ein umfassendes Engineeringkonzept mit einer Vielzahl von zukunftsweisenden Technologien implementiert:

  • - Klimatische Schichtenbildung, damit sich kühlere Luft im Bodenbereich ansammelt und wärmere Luft über die höheren Ebenen aufsteigen und entweichen kann
  • - ein wirksamer, entfeuchtender Prozess zur Luftkühlung
  • - eine Dampfturbine, die mit Biomasse betrieben wird und mittels elektrischer Kühlaggregate gekühltes Wasser für die Klimatisierung der Gewächshäuser produziert bei gleichzeitiger Nutzung der Abwärme zur Lufttrocknung
  • - Wärmeschutzverglasung kombiniert mit computergesteuerter Beschattungsanlage, die den Wärmeeintrag reduziert und trotzdem ein Maximum an natürlichem Licht für die Pflanzen bietet

Sonnenschutz als essentieller Faktor zur Energiereduktion
Um die Transmission von Wärme und UV-Strahlung in das Gebäude erheblich zu reduzieren, kam dem Sonnenschutz eine erhebliche Bedeutung zu. Um den Brennglaseffekt auf die teilweise äußerst kostbaren Pflanzen zu verhindern, aber auch um optimale Lebensbedingungen in Bezug auf die Lichtverhältnisse zu schaffen, kristallisierte sich als einzig tragfähige Lösung eine Beschattung in Form von trapezförmigen Sonnenschutzscreens im XXL-Format von 9 x 12 Meter heraus, die zwischen den riesigen Stahlbögen montiert werden sollten und jeweils paarweise eine rhombenförmige Struktur ausbilden. Da die Sonnenschutzanlage mit einer Gesamtfläche von beachtlichen 25.000 Quadratmeter aufgrund der höheren Wirksamkeit im Außenbereich angebracht werden sollte, war ein anspruchsvoller, umfangreicher Anforderungskatalog zu meistern.

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Soltis mit umfangreichem Leistungsspektrum
Neben der enormen Größe der Beschattungselemente, musste zudem die Exposition an ein Meeresklima sowie an potenzielle Stürme und hohe Windlasten berücksichtigt werden. Hierbei überzeugte das Compositmaterial »Soltis 92« durch die hohen Stabilitätswerte und Zugfestigkeiten, die für die komplexen, dreieckig gestalteten Behänge notwendig waren. Der Entwickler der Sonnenschutzanlage Woh-Up konnte sich hier dank der patentierten Fertigungstechnologie Precontraint von Serge Ferrari auf eine äußerst geringe Dehnung und herausragende Flächenstabilität von Soltis verlassen, die eine saubere Auf- und Abwicklung der riesigen Screens garantierte und zudem hohe Sicherheit gab, die auftretenden Lasten in den Griff zu bekommen. Um den kurvenförmigen Verlauf der Glaskuppel optimal nachzubilden, ist jedes Segel für sich ein Stück anspruchsvollster textiler Architektur. Zusätzliches Vertrauen für diese komplexe Konzeption im Außenbereich kam durch die Erfahrung von Serge Ferrari, eine Vielzahl von Großprojekten erfolgreich realisiert zu haben, deren Screens durch ihre Funktionalität und lange Lebensdauer überzeugen.

Hi-Speed Aufwicklung
Um den Windlasten auf der Außenhülle zu begegnen, wurden die Compositscreens aus »Soltis« »dynamisch« konzipiert, d.h. dass sie bei auftretendem Wind flattern können. Umfangreiche Testreihen zeigten hierzu die hohe Widerstandsfähigkeit der Konstruktion auf. Ein weiteres Sicherheitsmoment ist die schnelle Einfahrbarkeit der Compositscreens: Trotz des beachtlichen Formats von 9 x 12 Meter können die Behänge, die innerhalb der Gegenzuganlage an Stahlseilen bis zu 2 Zentimeter Dicke geführt werden, innerhalb von weniger als 70 Sekunden aufgerollt werden. Motoren und Tuchwellen wurden dabei individuell entwickelt und verdeckt in der Stahlbogenkonstruktion untergebracht.
Je nach Sonnenstand und Wetterlage wird die jeweils erforderliche Beschattung für die Pflanzen computergesteuert, kann aber auch individuell und punktuell von den Verantwortlichen in den Gewächshäusern beeinflusst werden.

Herausragendes, technisches Leistungsspektrum

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Auch bei den bauphysikalischen Anforderungen konnte »Soltis 92« erfolgreich punkten: Durch die geringe Materialdicke (0,45 Millimeter) und das geringe Gewicht des Materials (420 g/m2) lassen sich die Screens sehr kompakt aufwickeln und deckten sich so optimal mit dem Gesamtkonzept für die Architektur, auf absoluten Leichtbau zu setzen. Darüber hinaus wurden die anspruchsvollen Vorgaben bezüglich Elastitizitätsmodul, G-Wert für die Reduktion der einfallenden Wärmeenergie sowie LowE-Wert zur Reduzierung der Wärmeabstrahlung des Compositmaterials, vollumfänglich erfüllt.

Eine abschließende Hürde galt es noch bezüglich der lokalen, feuerpolizeilichen Vorgaben zu nehmen. »Soltis 92« ist Euroclass zertifiziert nach EN 13501-1 als B-s2, d0. Eine Klassifizierung, die jedoch in den Regularien Singapurs nicht vorgesehen ist, sondern nach der britischen Norm BS 476 Part 6-7 verlangte, die sich jedoch nur auf feste Baustoffe bezieht. Dank einem speziellen, unabhängigen Testverfahren bei der BTTG (British Textile Technology Group), wurde eine positive Zertifizierung ausgestellt, dass die Euroclass Norm den Vorgaben aus der britischen Norm entspricht.

So geben die »Soltis Screens« auch beim Brandschutz hohe Sicherheit und leisten nun von Anfang an einen erheblichen Beitrag für das Klimakonzept im Flower Dome nebst Sorge für ein perfektes Klima und optimalen Sonnenschutz für die imposante Pflanzenwelt.

Die patentierte »Précontraint Technologie« von Serge Ferrari, bei der das Compositmaterial während des gesamten Herstellungsprozesses in alle Richtungen vorgespannt wird, verleihen den »Compositscreens Soltis 92« eine große Dimensionsstabilität. Als Resultat kommt es weder während der Installation noch während der späteren Nutzung zu einer Verformung. Ebenso sorgt diese Technologie für eine außerordentliche Robustheit sowie Reiß- und Zugfestigkeit trotz der geringen Dicke des Materials.

Bauherr: National Parks Board , Singapur
Generalplaner & Landschaftsarchitekten: Grant Associates
Architekten: Wilkinson Eyre Architects
Engineering: Atelier One, Atelier Ten, CPG Consultants Pte Ltd.
Generalunternehmer Sonnenschutzanlagen: Woh-Up
Herstellung Compositscreens: Advance Canvas
Gesamtfläche Sonnenschutzanlagen: 25.000 m2
Eingesetztes Material: Soltis 92, Farbe 2051 Alu/Weiß

Serge Ferrari SAS, www.sergeferrari.com, www.texyloop.com

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