Helsinki central library roof and facade elements
Gewinner des Wettbewerbs „Fertighaus des Jahres 2019“
Die Zentralbibliothek Oodi in Helsinki gewann 2019 den ersten Preis beim estnischen Wettbewerb „Fertighaus des Jahres“. Für Timbeco war das Projekt eine besondere technische Herausforderung: Das Team entwickelte die Konstruktion, fertigte großformatige Holzelemente und organisierte deren Montage auf einer komplexen Baustelle.
Oodi zeigt, wie sich Holzbauelemente in die Architektur eines großen öffentlichen Gebäudes und in eine Tragstruktur aus Stahl und Beton integrieren lassen. Der Wettbewerb wird seit 2010 vom estnischen Holzhausverband und dem Estonian Wooden Houses Cluster organisiert.
Das Projekt im Überblick
Der Bau der Zentralbibliothek begann im September 2015; eröffnet wurde sie im Dezember 2018. Timbeco war rund zwei Jahre lang mit der Planung und Ausführung befasst. Zum Auftrag gehörten die Planung, Fertigung und Montage der Dach- und Fassadenelemente.
Das Gebäude hat drei Geschosse mit unterschiedlichen Nutzungen. Im Erdgeschoss befinden sich unter anderem ein Kino, ein Café-Restaurant und multifunktionale Räume. Das zweite Geschoss bietet Musik- und Videostudios sowie Werkstätten. Im dritten Geschoss liegen die Bibliothek mit mehr als 100.000 Büchern und eine öffentlich zugängliche Außenterrasse.
- Auftraggeber: Stadt Helsinki
- Generalunternehmer: YIT
- Architektur: ALA Architects, Finnland
- Standort: Helsinki, Finnland
- Gebäudetyp: Hybridbau mit Stahl- und Betonkonstruktion sowie Dach- und Fassadenelementen aus Holz
- Gesamtfläche: 17.000 m²
- Dach- und Fassadenelemente aus Holz: 8.000 m²
- Montagedauer der Holzelemente: 15 Monate
Planung auf Grundlage des BIM-Modells
Als Planungsgrundlagen dienten ein BIM-Modell, Architektur- und Tragwerksunterlagen, Konstruktionsbeschreibungen sowie teilweise bereits ausgearbeitete Entwürfe der Holzelemente. Das BIM-Modell enthielt unter anderem die Gebäudegeometrie und die Stahl- und Betonkonstruktionen. Darauf aufbauend plante Timbeco jedes Holzelement einzeln. Kein Element wiederholte sich in identischer Form.
Eine besondere Schwierigkeit bestand darin, dass sich die Planungsgrundlagen während des Projekts laufend änderten: Die Stahl- und Betonkonstruktionen wurden parallel zu den Holzelementen weiterentwickelt. Änderungen an der Tragstruktur mussten deshalb fortlaufend in die Elementplanung übernommen werden.
Sonderlösungen für Fertigung und Vermessung
Die bis zu zwölf Meter langen Furnierschichtholzträger der Dachelemente benötigten Bearbeitungen in vielen unterschiedlichen Winkeln. Um sie mit der vorhandenen Hundegger-PBA-Anlage fertigen zu können, entwickelte Timbeco gemeinsam mit dem BIM-Softwareanbieter HSB Cad eine projektspezifische Lösung für die Planung und CNC-Bearbeitung.
Hinzu kam die ungewöhnliche Geometrie des Gebäudes: Einige Dach- und Wandelemente mussten verdreht ausgeführt werden. Bei der Vermessung zeigte sich außerdem, dass die gebaute Unterkonstruktion stellenweise vom ursprünglichen BIM-Modell abwich. Selbst kleine Abweichungen konnten die Passgenauigkeit der Elemente beeinflussen. Mithilfe von 3D-Scans und einer Punktwolke ließ sich die tatsächliche Geometrie erfassen und mit dem Modell vergleichen. Jedes fertige Element war für einen genau festgelegten Einbauort bestimmt.
Muster und werkseitige Vorbereitung
Für die Abstimmung mit dem Auftraggeber fertigte Timbeco ein Dach- und ein Fassadenelement als Muster. Das Fassadenelement wurde im Werk auf eine Höhe angehoben, die der späteren Einbausituation nahekam. So ließ sich die geplante Lösung in Originalgröße beurteilen.
Die Dachelemente hatten unterschiedliche, darunter dreieckige und rechteckige Formen. Sie wurden bereits im Werk gedämmt. Auf der Innenseite erhielten sie eine Brandschutzbekleidung aus Gipsplatten, auf der Außenseite eine bituminöse Abdichtung. Das größte Element maß 4,3 × 12 Meter und wog rund neun Tonnen. Es enthielt zwölf Träger aus Furnierschichtholz.
Auch die Wandelemente wurden gedämmt und mit einer Abdichtung versehen. Die eigens für das Gebäude entworfene Fassadenbekleidung wurde auf der Baustelle montiert.
Fertigung und Montage der Holzelemente
Holzelemente werden üblicherweise auf einer ebenen Fläche gefertigt. Wegen der mehrdimensionalen Stahlunterkonstruktion mussten bei Oodi jedoch zahlreiche Dach- und Wandelemente mit verdrehter Geometrie hergestellt werden. Das erforderte besondere Abläufe in der Produktion. Die CNC-Bearbeitung der massiven, zwölf Meter langen Furnierschichtholzträger und die Verbindungen innerhalb der dreieckigen Dachelemente stellten zusätzliche Anforderungen an das Team.
Bei der Montage bestätigte sich der Nutzen der 3D-Vermessung: Insbesondere für die Dachflächen und die westliche Fassade half der Abgleich zwischen Punktwolke und Planungsmodell, die Elemente passgenau herzustellen und einzubauen.
Für die Dachelemente kam überwiegend ein 160-Tonnen-Kran zum Einsatz. Für fünf Elemente war ein 400-Tonnen-Kran erforderlich, da sie nur von einer Gebäudeseite aus eingehoben werden konnten. Die Befestigung an der Tragstruktur erfolgte von unten mithilfe von Arbeitsbühnen. Auch die exponierte Lage und der Wind erschwerten die Arbeiten.
Die Montage der geneigten Elemente an der Westfassade verlangte eine weitere Sonderlösung: Neben einer Arbeitsbühne nutzte das Team eine eigens angefertigte, bewegliche Hebevorrichtung. In der Höhe konnten bereits kleine Bewegungen der Maschine am Boden deutliche Lageänderungen bewirken.
Erfahrungen aus dem Projekt
Die Zentralbibliothek Oodi war zum Zeitpunkt ihrer Fertigstellung eines der größten und technisch anspruchsvollsten Projekte in Timbecos Unternehmensgeschichte. Trotz der komplexen Geometrie, der engen Baustellenlogistik und der Abstimmung mit anderen Gewerken schloss Timbeco seine Arbeiten termingerecht ab.
Eine zentrale Erkenntnis des Projekts ist der Wert der 3D-Bestandsvermessung bei Holzelementen für Hybridbauten. Die Punktwolke macht Abweichungen zwischen Planung und gebauter Tragstruktur sichtbar. So können Elemente vor der Fertigung genauer angepasst und Montageprobleme reduziert werden.
