University of Sheffield Heartspace

(c)Waagner Biro Steel and Glass GmbH
©Waagner Biro steel and glass
©Trevor Palin for Waagner Biro steel and glass
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©Waagner Biro
Österreichischer Stahlbaupreis 2021, 1. Platz, Heartspace
Unternehmen:
Waagner Biro steel and glass GmbH
Auftraggeber:
Interserve plc
Investor, Bauherr:
University of Sheffield
Planer:
Bond Bryan Architects
Land, Stadt:
Sheffield, Vereinigtes Königreich
Objekttyp:
Architekturbau, Bauen im Bestand
Material:
Glas
Leistung:
Engineering
Fertigstellung:
2020

Universität Sheffield Heartspace verkörpert die Umsetzung einer echten städtischen Transformation - ein vernachlässigter, zweckmäßiger Innenhof wurde in ein vierfach hohes Atrium unter einem markanten Dach umgewandelt. Über die physische Umwandlung hinaus wurde ein ehemals passiver, leerer Raum in ein blühendes, hochmodernes Zentrum für Lernen und Forschung verwandelt. Das anspruchsvolle Projekt ... vereint zwei der geschichtsträchtigsten Gebäude der Universität Sheffield, die getrennt waren und nicht ausreichend genutzt wurden (das unter Denkmalschutz stehende Frederick Mappin Building und der Central Wing von 1885). Das Ergebnis ist ein bemerkenswerter Raum, der ein grundlegendes Problem der Unverbundenheit löst. Die veralteten und zersplitterten Einrichtungen waren bisher ein Hindernis für die Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen und die Erfahrung der Studenten. Jetzt werden zwei historisch bedeutsame Gebäude auf sympathische Weise miteinander verschmolzen und neue Labore, Büros und Sozialräume untergebracht. Das präzise konstruierte, wellenförmige Atriumdach mit einer Fläche von 1.400 m² bildet das neue kombinierte Gebäude als markantes Element in der Skyline von Sheffield, einer Stadt, die weltweit für ihr Fachwissen im Ingenieurwesen bekannt ist. Passenderweise beherbergt Heartspace die Fakultät für Ingenieurwesen, deren Studenten sich nun täglich von der innovativen Architektur über ihnen inspirieren lassen können. Die Ingenieurteams arbeiteten intensiv zusammen, um eine Strategie für die Abstützung des neuen Daches zu entwickeln, die es strukturell unabhängig von den bestehenden Bauwerken macht und eine Überlastung vermeidet, so dass die historische Integrität des Projekts weder beschädigt noch überschattet wird. Der Erhalt und die Würdigung des vorhandenen kulturellen Erbes war ein zentrales Element der Entwurfsvision. Das Dach wird vertikal von einer Reihe von "Baumsäulen" gestützt, die als charakteristische Elemente im Atrium fungieren. Die Verbindungen zwischen den Bäumen und den Ästen sind strategisch so positioniert, dass sie die vorhandenen klassischen Elemente einrahmen und die historischen Details der bestehenden Fassaden nicht verdecken. Die Bäume sind aus sich verjüngenden dreieckigen Abschnitten konstruiert, die die "Davidstern"-Lüftungsöffnungen, die als wiederkehrendes Motiv an den historischen Gebäudefassaden zu finden sind, delikat widerspiegeln. Dies sorgt auch für eine klare Ästhetik, die die unansehnlichen geschweißten Verbindungen vermeidet, die in traditionellen, von CHS abgeleiteten Baumdesigns vorhanden sind, und ermöglicht eine einzigartige konische Form auf wirtschaftliche und elegante Weise. Die neu errichteten Betonblöcke im Innenhof setzen diese klare Ästhetik fort, indem sie die optisch leichteren, sich auf 150 mm verjüngenden Plattenkanten verwenden, die dünne, freiliegende Strukturebenen für jeden der beiden mit Glas ummantelten Blöcke bilden. Der Bau des 1.370 m² großen, doppelt gekrümmten Daches auf einem begrenzten, denkmalgeschützten Grundstück in unmittelbarer Nähe des Stadtzentrums war eine gewaltige Herausforderung, die einfallsreiche logistische Techniken und frühzeitige Überlegungen zu Kranstrategien und Werkszugang erforderte. Es wurden eingehende Studien über die optimale Größe der Glasscheiben durchgeführt und das Verhältnis zwischen Stückzahl, Elementabstand und Glasstärke untersucht, was eine Optimierung des ganzheitlichen Entwurfs ermöglichte. Das Ergebnis war ein verfeinerter, leichterer Stahlrahmen, der die Montage erleichtert. Es wurden Analysen der Dachneigung und des Kantenwinkels durchgeführt, um die bautechnischen Aspekte der Stahlbauknoten und der Glas-Glas-Schnittstellen zu verstehen und um die Entwässerungsprobleme zu lösen und die Strategie für den Wartungszugang zu bestimmen. Das Dach wurde als vorgefertigte Leiter konzipiert, um die Stückzahl vor Ort zu reduzieren und die Schweißarbeiten zu minimieren. Die Baumstützen wurden so konstruiert, dass sie während der Installation freistehend sind, um die temporären Arbeiten weiter zu reduzieren. Das Stahldiagramm ist über maschinell bearbeitete Knotenpunkte verbunden, die in 3D entworfen und mit dem Laser aus dicken Platten geschnitten wurden. Das Laserschneiden ermöglichte einen glatten Radiusübergang zwischen den Stahlelementen und war gleichzeitig kostengünstig und einfach zu konstruieren. Im Einklang mit dem Nachhaltigkeitsansatz von Waagner Biro wurde eine Optimierung der Struktur vorgenommen. Dadurch konnte das Gewicht der Stahlkonstruktion reduziert werden, was zu einer Verringerung des im Material verkörperten Kohlenstoffs, des Transportgewichts und der Anzahl der für den Materialtransport zur Baustelle erforderlichen Lastwagen führte. Es wird geschätzt, dass allein durch diese Optimierung über 53.600 kg CO2-Emissionen eingespart wurden.