Stadiendächer sind komplexe Strukturen, die einen erheblichen architektonischen und technischen Aufwand erfordern. Viele moderne Stadiondächer sind einziehbar, weil dies maximale Flexibilität schafft; Einziehbare Dächer stellen jedoch ihre eigenen einzigartigen Herausforderungen dar. In diesem Artikel untersucht Aurecon das erfolgreiche Design dieser Dächer, um sowohl das Lüftererlebnis als auch den wichtigen Return on Investment zu maximieren.

Einziehbare Dächer definieren

In der Vergangenheit wurden viele beliebte Mehrzweck-Stadiondächer einfach gewölbt. Heute sind versenkbare Dächer – die nächste Generation von Dachsystemen – umwandelbar und können geöffnet werden, um die Sonne an guten Wettertagen scheinen zu lassen, und bei schlechtem Wetter geschlossen werden. Dies bietet Flexibilität bei der Schaffung des erforderlichen Wetterschutzniveaus bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung optimaler Spielbedingungen, Fanerfahrung und Bedingungen für das Wachstum von Naturrasen.

Versenkbare Dächer erfordern ein cleveres Design, da sie in der Lage sein müssen, Hunderttausende Kilogramm Stahl, Glas, Verkleidungs- und Deckenmaterial sowie mechanische und elektrische Dienstleistungen in wenigen Minuten zu bewegen. Nur sehr wenige einziehbare Dachplatten sind gleich, und jedes hat seine eigenen Stütz-, Traktions- und Steuerungssysteme, die es den Dachplatten ermöglichen, sicher und zuverlässig zurückzuklappen, zurückzuziehen oder von der Oberseite abzugleiten, um den von ihnen abgedeckten Bereich freizulegen.

Margaret Court Arena, Australien

Der Business Case für versenkbare Dächer

Der Aufbau eines soliden Business Case für ein versenkbares Dach ist der Schlüssel. Kunden und Entwickler müssen das Erbe eines Stadions sorgfältig abwägen – mit anderen Worten, wofür wird das Stadion nach einem prestigeträchtigen Ereignis genutzt?

Versenkbare Dächer sorgen dafür, dass ein Stadion neben Sportveranstaltungen auch für Konzerte, Ausstellungen und Shows genutzt werden kann. Diese Flexibilität bei der Stadionnutzung trägt dazu bei, einen Business Case für die Investition in ein einziehbares Dach zu schaffen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass Spiele, Veranstaltungen und Ausstellungen nicht wegen schlechten Wetters abgesagt werden.

Fans und Unterstützer besuchen keine Veranstaltungen, wenn sie wissen, dass sie nass werden. Dank versenkbarer Dächer können Veranstaltungen unabhängig von den Wetterbedingungen wie geplant ablaufen. Das Fanerlebnis und die Umgebung, in der Fans Sportereignisse erleben, ist weitaus besser, wenn es sich um ein einziehbares Dach handelt. Dies ist Teil des finanziellen Business Case für die Wahl eines einziehbaren Daches.Viele der beliebten Kuppelstadien, die in den 1960er und 1970er Jahren gebaut wurden, benötigten Kunstrasen, da die geschlossenen Strukturen keinen ausreichenden Sonnenschein für das Wachstum von Naturrasen zulassen würden. Einziehbare Dächer haben ein Spiel-Wechsler gewesen, da sie eine bessere Umgebung für Naturrasen in den offenen Bedingungen schaffen.

Bei Projekten wie dem Wembley-Stadion in London öffnen sich auf drei Seiten einziehbare Dachpaneele, die das Graswachstum erleichtern und die Qualität der Außenübertragung verbessern, da große Schatten auf das Spielfeld geworfen werden. Dies sind weitere Facetten des Business Case, die Sportstadionentwickler dazu zwingen, in versenkbare Dächer zu investieren.

Wembley-Stadion, England

Überwindung der Einschränkungen von Stadiondächern

In vielen Fällen ist ein Stadiondach für Entwickler wirtschaftlich sinnvoll, aber diese Dächer sind auch ein zweischneidiges Schwert. In großen Stadien, wo sie hauptsächlich für sportliche und nicht-sportliche Veranstaltungen genutzt werden, schützen Dächer die Zuschauer vor Umwelteinflüssen wie Sonne, Regen und Wind.

Aber während das Dach Schutz und eine komfortable Umgebung für die Zuschauer bietet, erzeugt es einen großen Schatteneffekt, der sich beispielsweise auf einen Fußballplatz, Rasen und Graswachstum auswirken kann. Dies schafft einen Catch-22 für die Eigentümer und Betreiber, da der Schutz der Zuschauer vor rauen Umwelteinflüssen im Wesentlichen die Luft und das Sonnenlicht behindert, die auf das Gras gelangen müssen, um dessen Wachstum und Langlebigkeit zu gewährleisten.

Diese zu überwinden, um zu einer effektiven, effizienten und dynamischen versenkbaren Dachlösung zu gelangen, erfordert erheblichen Input von Architekten, Ingenieuren, Eigentümern und Betreibern. Nur einige der Lösungen, die Aurecon Entwicklern anbietet, sind die folgenden:

Transluzente Dächer

Das Hinzufügen von Transluzenz zu einem einziehbaren Dach bietet dem Gras ein Beleuchtungsniveau, das das Wachstum erleichtern kann. Während die Dachbahnen und -paneele jedoch durchscheinend sein können, ist der Effekt aufgrund der Tatsache begrenzt, dass noch eine Struktur geschaffen werden muss, um die Überdachung zu tragen. Das Forsyth Barr Stadium in Dunedin, Neuseeland, ist das weltweit einzige dauerhaft überdachte Stadion mit einem Naturrasenspielfeld.

Es wurde im August 2011 rechtzeitig zur Rugby-Weltmeisterschaft 2011 offiziell eröffnet. Es wurde mit großem Lob für seine großartige Atmosphäre und Funktionalität angekündigt. Es war ein visionäres Projekt. Während der gesamten Planungsphase des Stadions stellten der Kunde (Carisbrook Charitable Stadium Trust) und das Projektteam sicher, dass der Rasen bei dieser Lösung für das gesamte Stadion an vorderster Front des Designs stand. Das Stadion wurde um den Rasen herum gebaut und nicht umgekehrt. Die größte Herausforderung für das Designteam bestand darin, starken, gesunden Rasen unter einem festen Dach aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) anzubauen.

Die Ingenieure und Modellbauer von Aurecon haben sich mit dem Rasenexperten The Stadium Architect zusammengetan und über einen Zeitraum von zwei Jahren strenge Studien mit einem Prüfstand durchgeführt, um die Auswirkungen von ETFE auf das Graswachstum unter kontrastierenden saisonalen Bedingungen zu verstehen, um sicherzustellen, dass das Spielfeld dem hohen Standard entspricht, der für internationale Sportereignisse erforderlich ist.

Einfahren von Dächern, um Gras dem Sonnenlicht auszusetzen

Eine weitere mögliche Lösung, um ein gesundes Spielfeld zu ermöglichen, besteht darin, das Dach bei gutem Wetter über die Tribünen zu ziehen. Das Wembley-Stadion zum Beispiel verfügt über einziehbare Dachpaneele, die sich auf drei Seiten über die Tribünen öffnen und das Gras bei Bedarf Sonnenlicht aussetzen. Aurecon übernahm die Tragwerksplanung des Bogens und des Daches, die den Einsatz fortschrittlicher Tragwerksplanung erforderte, um den 315-Meter-Spannbogen und das elegant proportionierte Dachkonstruktionsdesign zu erreichen. Da die Nordseite vom festen Dach bedeckt ist, bewegen sich sieben unabhängig voneinander angetriebene Dachpaneele parallel nach Süden, um sich über die Ost-, West- und Südtribüne zu öffnen. Dadurch entsteht ein nahezu schattenfreies Spielfeld.

Ergänzung des natürlichen Lichts mit Wachstumslichtern

Allwetter-Arenen bieten eine ideale Lösung, da sie zu Unterhaltungszwecken verwendet werden können, wenn sie vollständig geschlossen sind. Die Akustik ist gut und den Teilnehmern der Veranstaltung wird der notwendige Schutz geboten. In diesem Fall schaffen die einziehbaren Dächer die Flexibilität, die die meisten Entwickler für die Bereitstellung von Schutz benötigen. Ein markantes Beispiel für eine vollständig versenkbare Dachkonstruktion ist Melbournes Etihad Stadium mit 55 000 Sitzplätzen. Der Naturrasen wird durch die große Öffnung des Daches in einem gesunden Zustand gehalten, aber es gibt Teile des Grases, die bei geöffnetem Dach beschattet bleiben. Als Teil des Rasenmanagementprozesses werden lokalisierte „Grow Lights“ verwendet, um das Tageslicht zu ergänzen.

TEDA Soccer Stadium, China

Mit Blick auf die Zukunft entwerfen

Während das Stadiondesign oft von der kurzfristigen Notwendigkeit bestimmt wird, die Voraussetzungen für ein bestimmtes Ereignis wie die Olympischen Spiele zu schaffen, muss das nachhaltige Erbe der Struktur berücksichtigt werden. Ein Stadion zukunftssicher zu machen bedeutet, vorausschauend über die Instandhaltung nachzudenken, die Stadien benötigen, und darüber, wie die Investition für zukünftige Veranstaltungen maximiert werden kann.Sorgfältige Planung und Out-of-the-Box-Denken hilft Architekten und Ingenieuren, über Prestige-Events hinaus zu entwerfen, die Anforderungen des Kunden zu erfüllen und gleichzeitig eine Struktur zu schaffen, die die Nutzung des Stadions in der Zukunft maximieren wird. Zum Beispiel wäre das Entwerfen einer Grundstruktur, die ein zukünftiges einziehbares Dach aufnehmen kann, viel wirtschaftlicher als das Verstärken der Stadionstruktur, um die Lasten eines einziehbaren Daches tragen zu können. Das Hinzufügen von mehr Fläche oder das Ändern oder Verstärken des Daches, um zu einem späteren Zeitpunkt stärkere Windlasten aufzunehmen, kann sehr kostspielig sein, daher muss die Primärstruktur für potenzielle zukünftige Anforderungen ausgelegt sein.

Aurecon rät Kunden, ihre ganzheitlichen zukünftigen Bedürfnisse zu berücksichtigen und die notwendigen Vorkehrungen zu treffen, um zukünftige Bedürfnisse in der Basisstruktur zu berücksichtigen. Die Auswirkungen auf feste Dachverkleidungen, Abdichtungsprobleme, Zugang, Sicherheit und zukünftige Windlastkapazität müssen alle während des ersten Entwurfs berücksichtigt werden.

Die richtige Lösung für eine leichte Dachkonstruktion zu finden, die starken Windlasten standhält und zukünftigen Erweiterungen gerecht wird, erfordert eine sorgfältige Analyse und Zusammenarbeit zwischen den Bauherren, Architekten und Ingenieuren.

Überwindung der Baubarkeit

Die Baubarkeit ist ein weiterer wichtiger Aspekt, da Stadien sicher, wirtschaftlich und in kürzester Zeit gebaut werden müssen. Jede temporäre Konstruktion des Stadions oder jede unterstützende Konstruktion des Daches führt zu Störungen und Risiken. Um das damit verbundene Risiko zu minimieren, muss die Baureihenfolge geplant und die ausgewählten temporären Arbeiten sorgfältig abgewogen werden, um sicherzustellen, dass sie sicher und wirtschaftlich sind.Um eine ’stützenfreie‘, schnelle und sichere Bauweise für die RAC Arena (ehemals Perth Arena) zu erreichen, wurden das Dach, einschließlich aller festen und beweglichen Stahlkonstruktionen, sowie alle Verkleidungen und Dienstleistungen vollständig am Boden gebaut und in einem schnellen 2-stündigen Betrieb in Position gebracht. Etwa 2 500 Tonnen (2 500 000 kg) vollverkleidetes und gewartetes Stahldach, größer als die Größe eines vollen Fußballfeldes, wurden 23 m in die Höhe gehoben.

RAC Arena, Australien

Das Wissen über Konstruktionsprobleme ist bei der Planung von Dächern mit großer Spannweite aller Art von entscheidender Bedeutung. Das Dach des Express Rail Link West Kowloon Terminus in Hongkong zum Beispiel ist sehr komplex. Der Terminus ist ein großes grenzüberschreitendes Transport-Multiplattform-Projekt, das einen Bahnhof, eine Eisenbahnverbindung und ein unterirdisches Terminal umfasst, das als Tor nach Hongkong dient. Aurecon wurde mit der Montageanalyse und Geometriekontrolle der Stahldachkonstruktion für die Entwicklung beauftragt und das Beraterteam musste sicherstellen, dass die Dachstahlkonstruktion während der Montage nicht überbeansprucht wurde.

Um dies zu erreichen, mussten sowohl die gekrümmte Dachkonstruktion als auch die geneigten Säulen während der verschiedenen Phasen der Dachkonstruktion vorübergehend gestützt werden. Die temporären Arbeiten mussten jedoch so schnell wie möglich entfernt werden, damit andere Baumaßnahmen fortgesetzt werden können. Dies erforderte eine sehr detaillierte Analyse und Gestaltung des Bauablaufs.