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Am Mythos weitergebaut
Stade Vélodrome, Marseille
Für Marseille entwarfen SCAU Architekten mit den Ingenieuren von Elioth/Egis Concept eine 280 m weit gespannte Gitterschale – sie wurde unter laufendem Spielbetrieb des Heimklubs errichtet und überdacht das bestehende Stadion mit wenigen Stützpunkten.
Während andere Städte mit ihren Stadien die Innenstadt verlassen und neue Sportpaläste in die Agglomeration verpflanzen, baut Marseille an seiner Geschichte weiter. Die Architekten von SCAU (siehe Interview unten) erweiterten und überdachten das bestehende Vélodrome, das nunmehr mit 67 000 Zuschauerplätzen als zweitgrösstes Stadion Frankreichs rangiert – hinter dem Stade de France in Saint-Denis.
Weil der Stadt der Umbau zu teuer war und zeitgenössische Stadionbauten sich ohne Mantelnutzungen kaum noch rentieren, ging sie eine Public-Private Partnership (PPP) mit dem Projektentwickler Arema ein, der sich in einem Wettbewerbsverfahren gegen die Teams der Totalunternehmer Eiffage und Vinci durchsetzen konnte. Für 267 Mio. Euro baute Arema das Stadion und das angrenzende Ökoquartier mit 100 000 m² Nutzfläche an Wohnungen, Büros, Hotels und Geschäften. Im Gegenzug zahlt die Stadt während 30 Jahren 12 Mio. Euro Jahresmiete, bis sie das Stadion übernehmen darf – eine mittlerweile übliche Übereinkunft für solche Grossüberbauungen in Frankreich.
Ein Dach gegen Erkältungen
Neben den Eingriffen in die bestehende Anlage kann die neue Überdachung als architektonischer Abschluss einer bewegten Geschichte von Umbauten gesehen werden. Ursprünglich für die Fussball-WM 1938 gebaut, war das Vélodrome für 30 000 Plätze dimensioniert, mit zwei Vordächern auf den Langseiten. Als 1985 die Tribünen erweitert wurden, fiel die namengebende Radrennbahn dem zum Opfer.
Beim grossen Umbau für die WM 1998 brach der zuständige Architekt Jean-Pierre Buffi die Symmetrie der Anlage, um diese auf 60 000 Plätze zu erweitern. Er ersetzte und erhöhte den länglichen Jean-Bouin-Flügel, um den zunehmenden Bedarf an VIP-Zonen und Medienräumen unter den Tribünen zu befriedigen, während die kurzen Flügel auf die heutige Höhe aufgestockt wurden.
Doch mit dem Ergebnis gab sich der Heimclub Olympique de Marseille (OM) nicht zufrieden: Nach dem Umbau wehten der Mistral und der Ostwind umso stärker durch die Tribünen. Der damalige OM-Trainer Roland Courbis nannte das Stadion «l’enrhumeur» (ein Ort, an dem man sich den Schnupfen holt). Erste konkrete Vorschläge für eine Komplettüberdachung wurden 2005 vorgestellt, scheiterten jedoch mangels finanzieller Unterstützung. Dank der Vergabe der EM 2016 an Frankreich konnte diese Vision nun umgesetzt werden.
6000 t auf zwölf Stützen
Das räumliche Fachwerk des Stadiondachs besteht aus 5940 Stäben mit Durchmessern von 30 bis 50 cm. Die Fassadenhaut, die die Oberfläche des Tragwerks überspannt, ist mit Polytetrafluorethylen-(PTFE)-Folien materialisiert, die – im Gegensatz zu den Ethylen-Tetrafluorethylen-(ETFE)-Folien, die bekanntlich die Fassade der Allianz-Arena in München bestücken – mechanisch statt mit Luftdruck in Form gebracht werden.
Das Stahldach ist im Querschnitt als gedrehtes L ausgebildet: Die Fassadenebene, von den Projektautoren «Rock» genannt, folgt als gekrümmtes, 25 m hohes Fachwerk der Form der ondulierten Tribünen. Die Dach-ebene von variabler Neigung besteht aus 60 radialen Fachwerken, die bis zu 80 m auskragen. Die gesamte 6000 t schwere Konstruktion wird über vier paarweise angeordneten Megastützen mit Durchmessern von 120 cm in den Ecken der Tribünen sowie über acht vertikale Stützen unter dem «Rock» im Aussenbereich abgestützt, ohne dass diese den Blick der Zuschauer auf das Spielfeld beeinträchtigen.
Die Ingenieure setzten die komplexe Geometrie an einem parametrischen Modell um und verknüpften es mit dem statischen Modell, um eine hinsichtlich des Kräfteverlaufs und der Form optimierte Lösung zu finden.
Der Stahlbau wirkt statisch im Endzustand als Schale ohne Dilatationsfugen. Ein minimaler Abstand von 40 cm zu den Tribünen sichert eine gegenüber dem Bestand statisch unabhängige Konstruktion, auch im Erdbebenfall. Die Schale wirkt grundsätzlich auf zwei Arten: Die Haupttragwirkung entsteht durch Membrankräfte – wegen der unregelmässigen Form bestehen sie aus einem hohen Anteil an Schubkräften, die durch die Verstrebung der Dachebene übernommen werden.
Zum anderen sind einhüftige Rahmen, bestehend aus Dach- und Fassadenfachwerken, in der radialen Ebene ausgebildet, die die Lasten auf Biegung tragen. Sie sind vertikal vom «Rock» – der als Durchlaufträger zwischen den vertikalen Stützen verläuft – und horizontal von den geschlossenen Druck- und Zugringen am Rand des Kuppelauges bzw. im «Rock» gehalten. Beide Systeme schliessen die Kräfte derart kurz, dass die Megastützen nur axial beansprucht werden.
Bauablauf parallel zum Spielkalender
Eine grosse Herausforderung des Projekts bestand darin, dass die Spielpläne der Ligue 1 zwischen 2013 und 2015 parallel zu den Bauarbeiten verliefen: Alle 14 Tage sollte das Stadion für die Heimspiele von OM bis zu 42 000 Zuschauern Platz bieten, und jedes Mal mussten die Stahlkonstruktion provisorisch gesichert und der statische Nachweis des Bauzustands (vgl. Kasten unten «Bis zu 20 % überdimensioniert») von einer Sicherheitskommission bewilligt werden. Insgesamt wurde die Baustelle 80-mal unterbrochen.
Zu den logistischen Schwierigkeiten kam eine statische Problematik hinzu: Die Haupttragwirkung der Schale konnte im Bauzustand nicht aktiviert werden, da das unfertige Kuppelauge keinen geschlossenen Druckring ausbildete. Die erste Montageetappe über der Tribüne Ganay erfolgte zwar während der Sommerpause und konnte einfach gelöst werden, indem die provisorische Abstützung der einhüftigen Rahmen an den Spielfeldrand versetzt wurde. Im laufenden Betrieb durften jedoch keine provisorischen Spriesse ins Blickfeld der Zuschauer hineinragen.
Die elegante Lösung der Bauingenieure bestand darin, während dieser Bauphase die Kopfpunkte der Megastützen mit einem Gerüstturm zu versehen und mittels Zugbändern miteinander zu verbinden. Somit entstand in der Schale ein Druckbogen von 280 m Spannweite, der die provisorische Abstützung mit Spriessen ersetzte und die Sicht der Zuschauer nicht beeinträchtigte.
Der gesamte Stahlbau ist gegen Korrosion feuerverzinkt, weshalb keine Schweissungen oder Zuschnitte auf der Baustelle zulässig waren. Die feuerverzinkten Einheiten wurden von der Stahlhütte der Firma Horta Coslada in La Coruña hergestellt und nach Marseille verschifft. Auf der Baustelle fügte die Baufirma die Einheiten zu 200 t schweren Modulen à zwei bis drei Radialträger mit vorgespannten Schrauben zusammen.
Der Einhub erfolgte anschliessend im Tandem zweier 1250-t-Raupenkräne mit 70-m-Ausleger, während die Verbindungen mit den Gerüsttürmen und den stehenden Fachwerken des «Rocks» durch die Monteure erfolgten. Diese heikle Montage eines Moduls dauerte zwei Tage und musste bei Windgeschwindigkeiten über 25 km/h eingestellt werden.
Materialsparende Gitterschale
Dank dem umfangreichen Umbau gehört das Vélodrome nun zu den «Elite»-Stadien im Uefa-Ranking. Eine vielschichtige Bauaufgabe wurde mit klaren architektonischen und statischen Konzepten umgesetzt.
Entscheidend für den Gewinn des anfangs erwähnten Totalunternehmerwettbewerbs war die Wirtschaftlichkeit des Schalentragwerks: Im Vergleich dazu wäre die konventionelle Überdachung mit Balkenrost eines Mitbewerbers nur mit 30 % höherem Stahlvolumen zu bewältigen gewesen. Gewiss stieg die Komplexität der Geometrie, der Statik und der Herstellung des Stadiondachs, doch die klugen Entscheide der Planer und die CAD-Werkzeuge von heute machen solche Projekte möglich und in diesem Fall wünschenswert.
Am Bau Beteiligte
Bauherrschaft (PPP)
Stadt Marseille; Arema/Bouygues
Architektur
Société de Conception d’Architecture et d’Urbanisme SCAU, Paris, in Zusammenarbeit mit Didier Rogeon Architecte, Marseille
Generalunternehmer
GFC Construction/Bouygues, Lyon-Saint-Exupéry (F)
Tragwerksplanung
Elioth/Egis Concept, Montreuil (F); Egis bâtiment méditerranée, Nizza
HLKE- und Infrastrukturplanung
Egis bâtiment méditerranée, Nizza
Sanitärplanung
Garcia Ingénierie, Marseille
Weitere Informationen
Bis zu 20% überdimensioniert
Die Stahlbauteile des Tragwerks sind in manchen Bereichen verstärkt worden, um den Bauzustand zu berücksichtigen: Solange das Kuppelauge keinen Druckring ausbilden konnte, war das Dach für Abhebekräfte infolge Windböen anfällig, die nicht selten 120 km/h erreichen.
Die Intensität der Windlasten und die dynamischen Einwirkungen konnten wegen der komplexen Dachform nur unzureichend mit Normwerten abgedeckt werden; das Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) unternahm daher Windkanalversuche an physischen Modellen. In der Entwurfsphase wurden die vom Bauunternehmer geschätzten vier entscheidenden Bauphasen im Massstab 1 : 250 modelliert und unterschiedlichen Windrichtungen ausgesetzt, um eine erste Annäherung des Winddrucks und -sogs auf der Hülle abzulesen und in das statische Modell einzuspeisen.
Zur Modellierung gehörte auch die unmittelbare Umgebung, um den verstärkenden Venturi-Effekt der Nachbarbauten zu berücksichtigen. Die zweite Messkampagne fand in der Ausführungsplanung statt, als die endgültigen Bauphasen bekannt waren.
Insgesamt 15 Versuche bis hin zum Massstab 1 : 80 wurden durchgeführt. Dabei gewannen die Ingenieure wichtige Hinweise bezüglich der Randeinwirkungen, des Über- und Unterdrucks auf der Hülle sowie der dynamischen Einwirkungen wie Schwingungen.
Synergien im Energiekreislauf
Unter dem Vélodrome befindet sich die grösste Abwasserreinigungsanlage Europas. Diese wurde in den Energiekreislauf des Stadions eingebunden: Das behandelte Wasser hat konstante Temperaturen zwischen 12 und 16 °C, die sich für Kühlung im Sommer und Heizung im Winter eignen. Der Kalorienaustauch erfolgt mittels reversibler Wärmepumpen.
Diese Lösung ist günstiger als eine konventionelle Geothermie und reduziert den Primärenergieverbrauch um 50 % gegenüber einer Gaslösung.
Interview: «Wir stehen zu diesem plastischen Tanz»
Maxime Barbier ist Teilinhaber des Architekturbüros SCAU.
TEC21: Im Gegensatz zu den am Stadtrand von Bordeaux, Nizza, Lille und Lyon erstellten EM-Stadien haben Sie ein bestehendes Stadion erweitert. Wie sind Sie als Architekten an die Aufgabe herangegangen?
Maxime Barbier: Die Stadt Marseille identifiziert sich sehr stark mit ihrem Fussballverein. Das Stadion wurde schon mehrmals umgebaut, doch seine Architektur war nie auf Augenhöhe mit der sportlichen Erfolgsbilanz des Vereins. Wir wollten ein Bauwerk auf der Höhe des Mythos Vélodrome erschaffen.
TEC21: Inwiefern trägt Ihr Entwurf dazu bei?
Maxime Barbier: Er ist eine Antwort auf gesteigerte Nutzungsanforderungen. Insbesondere wollten die Stadt und ihr Bürgermeister die Zuschauer vor Wind und Wetter schützen. Die Stimmung innerhalb des Stadions sollte optisch und akustisch stärker auf das Spiel fokussiert sein und nicht von Ausblicken auf die Stadt gestört werden. Wir haben das Spielfeld mit einem Kreis von 198 m Durchmesser umgeschrieben – um der Vorstellung eines Brennpunkts näherzukommen.
Luc Delamain ist Teilinhaber des Architekturbüros SCAU.
TEC21: Wird dieser Fokus nach innen nicht auch als Abgrenzung von der Stadt verstanden?
Luc Delamain: Der Bezug zur Stadt wird neu interpretiert. Dank dem Lichtspiel durch die transluzente Fassadenhaut sind die Spiele von OM von aussen gut sichtbar. Diese durchlässige Hülle verbessert den akustischen Komfort, ohne die Stimmung des Stadions zu dämpfen. Wir wollten kein hermetisches Stadion wie zum Beispiel in Lille.
TEC21: Wieso haben Sie sich für das Fassadenmaterial PTFE entschieden?
Luc Delamain: Es war in erster Linie ein Wagnis, die ganze Überdachung nur an vier Punkten zu halten! Von Anfang an haben wir uns die Frage des Gewichts gestellt. Die leichten PTFE-Membranen minimieren das Konstruktionsgewicht und gewährleisten Witterungsschutz und Dauerhaftigkeit. Wegen des Gewichts haben wir auch eine Stahlkonstruktion gewählt, das auch noch für kurze Bauzeiten gesorgt hat. Das Dachkonzept haben wir mehrmals und mit verschiedenen Ingenieuren schrittweise optimiert, ein echtes Abenteuer!
TEC21: Die Spiele nehmen nur 1 % der Nutzungsdauer ein, was war Ihre Strategie für die restlichen 99 %?
Luc Delamain: Natürlich muss ein Stadion mehrere Nutzungen anbieten können, um sich zu rentieren, wobei es hier in erster Linie das Stadion des Fussballvereins bleibt. Das Stadion bildet vor allem den Schlussstein eines neuen Quartiers, das den Stadtteil aus der Isolation befreit.
TEC21: Wie nehmen Sie das umgebaute Stadion im Stadtbild wahr?
Luc Delamain: Auf den Hügeln um Marseille und vom Meer aus wirkt das Stadion als Identitätsträger der Stadt. Der Blick vom Schiff ist wesentlich: Man sieht eine weisse Muschel, die aus der umgebenden Stadt herausgehoben wird. Wir stehen zu dieser Wellenbewegung, dem plastischen Tanz, der für Marseille charakteristisch ist.
TEC21: Die ursprüngliche Funktion des Vélodrome ist längst vergangen, ist es nicht auch eine formelle Vereinnahmung?
Luc Delamain: Doch! Wir erkennen darin auch die Hochs und Tiefs der unsprünglichen Rennbahn.
Das Interview führte Thomas Ekwall.