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Überdachungen mit Membrankonstruktionen ermöglichen große Spannweiten bei geringem Materialeinsatz. Wissenschaftler der Hochschule Stuttgart begleiteten den Neubau einer Sporthalle mit Membrandach mit einem Monitoring. In einem auf diesen Erfahrungen basierenden Planungsleitfaden fassen sie die Besonderheiten für Planung und Bau bei solchen Projekten zusammen - auch im Hinblick auf die bauphysikalischen und energetischen Fragestellungen.

Membrandächer eignen sich gut für Hallenbauten oder Sportstätten. Denn hier lassen sich die konstruktiven Vorteile, wie geringes Flächengewicht und große Spannweiten bei geringem Materialeinsatz, ausschöpfen. Außerdem verteilen sich rechnerisch vergleichsweise hohe Engineering-Kosten auf große Flächen.

Am Beispiel des Neubaus einer Sporthalle in Fürth analysierten Wissenschaftler der Hochschule Stuttgart, wie sich die energetische Effizienz von Sportstätten mit Membrandächern steigern lässt. Das thermische Verhalten wärmegedämmter, transluzenter Konstruktionen stand dabei im Fokus. Im Einzelnen untersuchten die Forscher bauphysikalische Aspekte, Tageslichtversorgung sowie thermische Behaglichkeit. Daneben loteten sie auch Möglichkeiten zur Betriebsoptimierung aus. Grundlage bildeten Simulationen sowie das 18-monatige Intensivmonitoring des Neubaus.

Planungsleitfaden für Membrandachbauten

Ein auf dieser Basis entwickelter Leitfaden soll als Hilfestellung für die Planung und Erstellung mehrlagiger Membrandächer über geschlossenen Hallen oder Sportstätten dienen. Denn solche Überdachungen zu realisieren, ist für den einzelnen Planer eher ein Ausnahmefall und eine große Herausforderung. Planer, die bereits Erfahrungen im Membranbau haben, informiert der Leitfaden über die aktuellen Möglichkeiten und Potenziale rund um das Bauen mit mehrlagigen Membrandachkonstruktionen.

Die Informationen reichen von der Grundlagenermittlung bis zu Besonderheiten bei der Bauausführung. Den Themen Brandschutz, Bauphysik, Konstruktion, Materialwahl und Wirtschaftlichkeit sind einzelne Kapitel gewidmet. Neben umfangreichen Projektbeispielen beinhaltet der Leitfaden außerdem ausgewählte Ergebnisse des Monitorings der Sporthalle in Fürth. Der Leitfaden wird ab Januar unter http://www.hft-stuttgart.de/Forschung/Kompetenzen/zafh/Projekte/Projekt102.html/de kostenfrei zur Verfügung stehen.

Visualisierung einer Strömungsmessung mit dem 3D Tracking Verfahren

© HFT Stuttgart

Sportzentrum Fürth

Der Entwurf für das Julius Hirsch Sportzentrum ging aus einem Wettbewerb hervor. Neben dem hohen architektonischen Anspruch war eine energiebewusste Bauweise ein wichtiger Aspekt des Projekts. Der Energiebedarf des Demonstrationsgebäudes sollte die Anforderungen der EnEV 2009 um 30% unterschreiten und außerdem den Primärenergiebedarf im Vergleich zu anderen Sportbauten deutlich reduzieren. Dies wird vor allem über das transluzente Membrandach erreicht, das den Bedarf an Kunstlicht minimiert. Das gleichmäßige, blendfreie Licht schafft dabei optimale Spiel- und Trainingsbedingungen.

Eine mehrlagige, gedämmte Membrankonstruktion überdacht das Sportfeld und den Zuschauerbereich. Die Anforderung der Lichtdurchlässigkeit beeinflusste die Materialwahl von Membranen, Dämmung und Unterspannbahnen für den Dachaufbau. Ursprünglich war für die innere Membranlage eine Beschichtung mit geringem Emissionsgrad geplant, eine sogenannte Low-E-Beschichtung. Diese wurde jedoch aufgrund deren schlechterer Lichttransmission nicht realisiert.

Eine Simulationsstudie zur Tageslichtnutzung weist für das transluzente Membrandach ein Einsparpotenzial von 30% gegenüber einem opakem Dach auf. Die bauphysikalischen Untersuchungen und Messanalysen der Dachkonstruktion geben Aufschluss über planungstechnisch relevante Bereiche, insbesondere was den Feuchteschutz angeht. Im Zuge der Behaglichkeitsuntersuchungen können mit der Weiterentwicklung eines 3D-Trackingverfahrens zur Strömungsvisualisierung die erzwungenen Luftbewegungen im Halleninnenraum analysiert und visualisiert werden. Die Ergebnisse und Erfahrungen aus diesen Untersuchungen und dem Betrieb der Sporthalle flossen in den Planungsleitfaden ein.

Sporthalle Fürth Innenansicht, Tribüne

© fab_Architekten / Ben Van Skyhawk

Sporthalle Fürth Innenansicht, Spielfeld

© fab_Architekten / Ben Van Skyhawk

Ansprechpartner

HFT Stuttgart, Zentrum für akustische und thermische Bauphysik, Zentrum für nachhaltige Energietechnik, Zentrum für Integrale Architektur

Letzte Aktualisierung: 27. November 2018

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