König-Fahad-Nationalbibliothek

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Aufgabenstellung des Bauherren

Im Jahr 2002 wurden Gerber Architekten zu einem internationalen Wettbewerb für den Bau der saudi-arabischen Nationalbibliothek geladen, bei dem sie mit dem 1. Preis ausgezeichnet wurden. Aufgabe war es, ein der arabischen Kultur entsprechendes Gebäude zu entwerfen, das diesen traditionell behafteten Ort würdigt. Das historische Bestandsgebäude sollte dabei im wesentlichen erhalten bleiben. Der Entwurf dient als zentraler Impuls einer städtebaulichen Neuordnung und verbindet Herausforderungen des Bauen im Bestand mit dem Respekt vor der arabischen Kultur. Der zeichenhafte quaderförmige Baukörper umschließt die bestehende alte Bibliothek allseitig und formuliert so die Nationalbibliothek als neues architektonisches Bild im Stadtraum von Riad. Der Altbau dient im Inneren als Büchermagazin und wird so, als verhüllte Schatzkiste, zum Zentrum der neuen Gesamtbibliothek. Die Glasfassade des quadratischen Neubaus wird von einer filigranen Textilfassade mit in Stahlseilkonstruktion gespannten Segeln umhüllt, die sich an traditionelle Bauformen des Mittleren Ostens orientiert und diese mit technologischem State of the Art verknüpft.

Beschreibung der Haupttragkonstruktion

Das Bestandsgebäude wurde konstruktiv so ergänzt, dass die zusätzlichen Lasten durch die neue Nutzung gleichmäßig in die Bestandsfundamente geleitet werden konnten. Das neue Dach liegt auf den Obergeschossen des Neubaus auf, seine Lasten werden über acht Hauptstützen und 56 Außenstützen abgetragen, deren Randträger durch diagonale Träger mit dem Hauptträger verbunden sind. Senkrecht zum Hauptträger stehen auf jeder Seite 13 Fachwerkträger zur Verfügung, die sich von den Randstützen über den Hauptträger zu einem zentralen Innenring spannen, der die bestehende Kuppel umschließt. Mit einem Abstand von 4,80 Meter zur Glasfassade dient die transluzente Hülle als wirkungsvoller Sonnenschutz und erlaubt zugleich seitliche Durchblicke. Geschosshohe, etwa 5 Meter große Elemente aus einem Glasfasergewebe sind jeweils seitlich an Rundrohren befestigt. Die Unterkonstruktion in zwei parallelen Ebenen besteht aus ca. 400 verzinkten Stahlseilen, die an aufgehängten Stahlgurten des Daches hängen und zu den Betondecken des ersten und zweiten Geschosses zurückgespannt werden.

Wahl der Baustoffe

Der gesamte Gebäudekomplex wird von einer Stahlkonstruktion mit Trapezdeckung überdacht. Die vorhandene Stahlbeton-Kuppel wurde als Stahl-Glas-Konstruktion neu gestaltet und überragt nun das neue Dach. Eine unterhalb des Daches gespannte 15 000 m² große textile Membrandecke filtert das durch langgezogene Oberlichter dringende Tageslicht und versorgt alle Räume gleichmäßig mit blendfreiem Licht. Die Stahlseile der Fassadenkonstruktion sind vorgespannt, um horizontale Bewegungen der rund 1000 Membranflächen unter Windlasten zu minimieren. Besondere Untersuchungen bei der Materialität der Fassade waren aufgrund der enormen Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht notwendig. So kann sich beispielsweise Stahl bei direkter Sonneneinstrahlung auf bis zu 80° Celsius aufheizen und entsprechend ausdehnen. Nachts sinken dagegen die Temperaturen in den Wintermonaten sogar bis unter den Gefrierpunkt, was das Material wiederum schrumpfen lässt und in diesem Fall entsprechende Auswirkungen auf den Spannungsgrad der Stahlseile hat. Die starke Sonneneinstrahlung erforderte außerdem die Notwendigkeit einer speziellen UV-Beständigkeit der Membrane.

Erläuterung der Gestaltung

Die neue Bibliothek umhüllt schützend den Altbau und verbindet sich mit ihm auf ungewöhnliche Weise nach denkmalpflegerischen Aspekten. Während die alte Bibliothek als Haus-im-Haus integriert ist, ist ihre bestehende Kuppel – ursprünglich in Beton – nun aus Stahl und Glas neu errichtet und weiterhin kulturelles Symbol der Bibliothek. Das ikonografische, kommunizierende Element des Gebäudes ist die Textilfassade. Ihr bestimmendes Element ist ein spezifisch für den Neubau entwickeltes ornamentales, aus rhombenförmigen Textilsegeln bestehendes Kleid, das durch ein Spiel mit Öffnung und Verhüllung geprägt wird. Eingespannte weiße Membranflächen, die von einer dreidimensionalen zugbelasteten Stahlseilkonstruktion gehalten werden, dienen als Sonnenschutz und interpretieren die arabische Tradition der Zeltstruktur auf technologisch moderne Art und Weise. In der Addition von Alt und Neu entsteht ein einheitliches und repräsentatives architektonisches Erscheinungsbild mit charakteristischer Formgebung. Nachts erstrahlt die Fassade in sanftem Weiß und wird zum kulturellen Leuchtturm der Stadt.

Besondere Ingenieurleistung

Eine besondere Aufgabe stellte die Entwicklung der komplexen Knotenpunkte und Stahlbaudetails und besonders die der anspruchsvollen Geometrien an den Gebäudeecken dar. Sechs unterschiedliche Membranelemente wurden entwickelt und neben den Standardelementen auch die entsprechenden Zuschnitte für Sockel, Trauf- und Eckbereiche. Der dreidimensionale Eindruck der Elemente entsteht dadurch, dass die hintere Spitze der rhombenförmigen Textilmembranen nach oben und die vordere nach unten geführt werden. So ergibt sich eine komplexe Struktur, die den Innenraum mit einer Lichtdurchlässigkeit von lediglich 7 Prozent vor der Sonne schützt und damit Wärmelasten vermeidet und gleichzeitig Transparenz mit Durchblicken in beide Richtungen erlaubt. Komplexe Simulationen, ein intensiver Wissenstransfer - insbesondere zur örtlichen Stahl- und Membran-Baufirma - und die integrale Planung haben auch unter diesen speziellen Bedingungen die Realisierung eines nachhaltigen Gebäudes möglich werden lassen, das mit hohen architektonischen Ansprüchen, vielfältigen Nutzungsanforderungen und dem nötigen Respekt für die regionale Kultur ausgestattet ist.

Welche positiven Effekte hat die besondere Ingenieurleistung?

Architektur kann die kulturelle Veränderung stark konservativer Länder beeinflussen und in eine moderne Zukunft lenken. Die King Fahad Nationalbibliothek unterstützt diese kulturelle Entwicklung, die Liberalisierung und den Fortschritt, indem traditionelle Elemente aus der arabischen Kultur aufgenommen und modern umgesetzt werden und sie so eine Botschaft weitertragen. Tradition und Fortschritt kennzeichnen das Leben in Saudi Arabien. Das Projekt ist eines der ersten energiesparenden und nachhaltigen Gebäude in der arabischen Welt und wurde mit technisch individuell gefertigten Baumaterialien von deutschen Herstellern produziert und nach Saudi-Arabien exportiert. Unter der Anleitung der Projektleiter von Gerber Architekten wurde dann eine einwandfreie Ausführung durch saudi-arabische Firmen vor Ort garantiert. Charakteristisch für den Arbeitsprozess des Projekts ist außerdem der integrale Ansatz von Tragwerks- und Fassadenplanung. Dies betraf insbesondere die Integration des Altbaus in den Neubau und den Umgang mit den extremen klimatischen Bedingungen.

Erläuterungsbericht von Gerber Architekten zur Einreichung beim Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015