Die Kunst des Gleichgewichts
Die Baustatik sorgt dafür, dass kein Gebäude einstürzt. Wie funktioniert die Berechnung? Und welche Herausforderungen wurden bei der Statik des Allianz One, des neuen Gebäudes am Campus Sursee, gemeistert?
Baustatik ist wie ein magisches Spiel, bei dem wir herausfinden, wie ein Gebäude stabil und sicher bleibt. Man stelle sich vor, einen Turm aus Bauklötzen zu bauen. Die Baustatik hilft zu verstehen, wie viele Bauklötze man oben aufsetzen kann, ohne dass der Turm umfällt. Die Herausforderung besteht darin, die richtige Anzahl und Position der Bauklötze zu finden, damit der Turm nicht wackelt oder zusammenbricht.
Wie alles anfängt
Die Statik von Gebäuden ist ähnlich. Ingenieure müssen berechnen, wie viel Gewicht (z. B. Menschen, Möbel oder Schnee) ein Gebäude tragen kann, ohne einzustürzen. Sie denken darüber nach, wie die Wände, Säulen und Balken miteinander verbunden sind, genau wie bei den Bauklötzen. Die Baustatik hilft, die beste Anordnung und Menge der Materialien zu finden, damit Häuser, Brücken und Türme sicher stehen und nicht umkippen. Es ist ein ausgeklügelter Plan, der dafür sorgt, dass alles stark und stabil bleibt.
Das klingt sehr einfach, aber wie setzt man dies in Bauprojekten um? Ruedi Egli ist Vorsitzender der Geschäftsleitung bei der Kost + Partner AG, die für die Statik der Sanierung und Erweiterung des Gebäudes Allianz One verantwortlich ist. Er beschreibt die Aufgabe des Tragwerksplaners in einem Satz: «Die Tragwerksplanung ist die Umsetzung der gestalterischen Idee in die physikalische Realität.»
Die Baustatik sorgt für die Sicherheit von Gebäuden, Brücken und Tragwerken, damit die Nutzer diese möglichst gefahrlos nutzen können. Oft stellen auch die Bauzustände während der Ausführung, wenn noch nicht alle Bauteile belastbar oder vorhanden sind, nicht zu unterschätzende Sicherheitsrisiken dar, denen man mit guten Konzepten begegnen muss. Hier sind Bauingenieure mit ihren kreativen Ideen und innovativen Vorschlägen sehr gefordert.
Von der Idee zum Bauwerk
Die grösste Herausforderung besteht aber sicherlich darin, die architektonische Idee in ein statisches Modell umzusetzen, welches so weit wie möglich der physikalischen Realität entspricht. Daneben wird die Koordination mit den anderen Fachplanern, z. B. denjenigen der Bereiche HLKSE (Heizung, Lüftung, Klima, Sanitär, Elektro) und Brandschutz, immer wichtiger. Nicht zuletzt besteht die Herausforderung darin, kostenoptimierte Gesamtlösungen zu entwickeln, die auch nach dem Bau Bestand haben. Um dies zu erreichen, setzen Bauingenieure seit einigen Jahren digitale 3D-Modelle ein, um die Tragwerke möglichst realitätsnah abbilden zu können. Ausserdem können in diesen Modellen unvorhersehbare Faktoren wie Naturkatastrophen simuliert werden. So lassen sich beispielsweise für Erdbeben mit diesen Modellen realitätsnahe Schwingungszeiten und Beanspruchungen simulieren. Dadurch können Bauwerke effizienter und kostengünstiger realisiert werden.
Allianz One
Bei der Sanierung und Erweiterung des Gebäudes AllianzOne kommt erstmals ein Allianz-Modell in der Planung und Ausführung zum Einsatz. Ruedi Egli meint dazu: «Der frühzeitige Einbezug der ausführenden Unternehmer und weiterer Fachplaner ermöglicht optimierte Bauprozesse.» Die Kostenermittlung erfolgt anhand von BIM-Modellen und vereinfacht den bisherigen Prozess von Leistungsverzeichnissen und Kostenvoranschlägen erheblich. «Wir sind stolz, an diesem Leuchtturmprojekt mitarbeiten zu dürfen. Der Mehrwert dieser Projektabwicklung liegt vor allem in der frühzeitigen und vertrauensvollen Einbindung der Ausführenden in den Planungsprozess. Das ermöglicht einen kontinuierlichen Workflow und nimmt einen Grossteil der Änderungen vorweg», so Egli.
Eine besondere statische Herausforderung für das Ingenieurbüro Kost+Partner AG, die die Baugrube und das Tragwerk betrifft, waren laut Egli die Hochhäuser des Projekts Dreiklang der Luzerner Kantonalbank in Sursee. Aktuell arbeiten die Ingenieure am Hochhaus Alea, Bahnhof Nord, ebenfalls in Sursee, bei dem in Hybridbauweise die Untergeschosse in Beton und die Obergeschosse in Holz kombiniert werden.
