Die Pavillons der EXPO 2010 in Shanghai
Die Weltausstellung EXPO 2010 in Shanghai widmete sich unter dem Leitmotiv „Better City, Better Life“ den urbanen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, die gerade in China, dem Land mit den meisten Millionenstädten der Welt, deutlich zu Tage treten.Vom 1. Mai und bis zum 31. Oktober 2010 wured gezeigt, wie das Zusammenleben in der Stadt und eine nachhaltige Stadtentwicklung möglich werden können. Die 19 Mio. Einwohner-Metropole am Huangpo bot den 73 Mio. Besuchern zu diesen Themen eine perfekte Kulisse.
Das EXPO-Gelände umfasst ein Areal von 5,3 km2 mitten in der Stadt in einer ehemaligen Industrieregion. Davon sind 3,3 km2 Ausstellungsfläche. 242 Länder und internationale Organisationen sind angemeldet.
Der Innovations-Pavillon
Der so genannte Innovations-Pavillon repräsentiert die immer enger werdende Zusammenarbeit zwischen Deutschland und China auf dem Gebiet der Erforschung von Baustoffen und der Entwicklung energie-effizienter Bauteile. Prof. Dr. Hans-Peter Leimer, Professor für Bauphysik an der Hochschule für Angewandte Wissenschaft und Kunst in Hildesheim sowie an der Hefei University in Anhui, China, leitet das Projektteam, bestehend aus mehreren renommierten Produktherstellern und Planungsbüros.
Unter anderem zählen der Dipl.-Ing. Peter Bachschuster, der als Architekt und Stadtplaner tätig ist, der Bauingenieur Prof. Dr. Eberhard Grossert sowie Dipl.-Ing. Ronald Kruse als Fachmann für Haustechnik dazu. Jeder Einzelne hat jeweils auf seinem Fachgebiet zu dem Entwurf, der Planung und der Entstehung des Pavillons beigetragen. Zusammen bilden sie die China-German-Group, deren Ziel integrale Planungen der maßgebenden Gewerke schon in einem sehr frühen Projektstadium sind. Hierdurch werden energieeffiziente Bauwerke unter wirtschaftlichem Einsatz aller Ressourcen möglich.
Der Pavillon entsteht auf dem Gelände des German Centre, der ersten Adresse für deutsch-chinesische Wirtschaftskontakte im Herzen von Schanghai. Auf der eigenen weitläufigen Freifläche möchte das German Centre chinesischen und internationalen Besuchern sowie den zahlreich angekündigten Persönlichkeiten aus Wirtschaft und Politik unter dem Motto „experience the quality of life“ das moderne Stadtleben mit neuen Technologien vermitteln. Themen wie Lebensqualität, Nachhaltigkeit, Gesundheit, Energie- und Zukunftsbewusstsein sind in der heutigen Zeit aktueller denn je.
Auch der Innovations-Pavillon knüpft daran an. Regenerative, saubere Energieträger wie Luft, Sonne und Erdwärme stehen dabei im Vordergrund. So wird der Pavillon durch ein neu entwickeltes System von Erd-sonden beheizt, welche dem Boden die Wärme entziehen und diese an ein wasserbefülltes Rohrnetz im Inneren der Gebäudewände weiterleiten. Auch das im Gebäude anfallende Schmutzwasser wird durch moderne Technologien gereinigt und somit effizient genutzt.
Im Inneren des Innovations-Pavillons sorgen Hightech-Fensterscheiben für Wohlfühlatmosphäre. Gleich drei verschiedene Firmen stellen auf diesem Gebiet ihre neuesten Entwicklungen vor. Ein selbstheizendes Glas mit einer integrierten, nahezu unsichtbaren leitenden Metallschicht und Jalousien im Inneren wird die Besucher mit Sicherheit genauso begeistern wie eine Glasscheibe mit eingebauten LED-Lichtern oder auch ein Fenster, welches sich ohne Verlust an Transparenz einfärben und damit verschatten lässt. Nicht fehlen dürfen am Innovations-Pavillon natürlich die Solar-Systeme, eine in Deutschland immer häufigere und beliebtere Energiequelle. Im Pavillon wird die Sonne unter anderem auch für die Wassererwärmung verwendet.
Auch das aus den Medien bekannte Konzept des „intelligenten Hauses“ kommt in Schanghai zum Einsatz. Der Benutzer soll mit dem Gebäude interagieren und die wichtigsten Funktionen von einer zentralen Stelle aus steuern können. Im sogenannten „Room Management System“, welches von einer chinesischen Partner-Firma entwickelt wurde, geschieht dies mittels einer Kombination aus Telefon und Touchpad.
Im Innovations-Pavillon wurde in extravaganter Weise die sonst gestalterisch schwierig einzubindende Energietechnik architektonisch umgesetzt. Ziel war ein leicht wirkendes Gebäude zu entwerfen, welches dem Begriff Pavillon gerecht wird und den Besucher animiert, innovative Energietechnik live erleben zu wollen.
Gebäudetechnik
Zur Ausstattung des Innovations-Pavillons gehört eine neuartige Technik zur energetischen Versorgung. Diese wird vor allem unter Nutzung regenerativer Energieträger im Pavillon realisiert und für den Besucher des German Centre sichtbar dargestellt.
In dem eingeschossigen Technikgebäude Bauteil 2 ist die gesamte gebäudetechnische Anlagentechnik zur Vollklimatisierung des Pavillons vertreten, welche durch eine DDC (Direct Digital Control) - Regelung nutzungsgerecht und verbrauchsoptimal gesteuert, geregelt und überwacht wird.
Als kostenlose Energieträger finden Sonnenenergie, Wärme, die in der Umgebungsluft gespeichert ist und Erdwärme in diesem Projekt ihren Einsatz.
Zur technischen Gebäudeausrüstung gehört ebenfalls die Gewährleistung eines funktionierenden und optimierten Be- und Entwässerungssystems. Im Pavillon wird deshalb auf die Möglichkeit der Nutzung des Regen- und Brauchwassers zurückgegriffen.
Bürogebäude von heute weisen im Inneren und fassadenseitig einen großen Glasflächenanteil auf. Im Projekt werden „aktive Fenster“ vorgestellt - Fenster mit integrierter LED-Lichttechnik, modernen Verschattungsmöglichkeiten und Heizglas.
Abgerundet wird die Präsentation durch ein intelligentes Gebäuderegelungssystem, welches hauptsächlich für den Hotelnutzer einen hohen Bedienkomfort darstellt.
Mit Hilfe der Geothermie zur Beheizung und Kühlung wird eine noch relativ junge Technologie im Technikgebäude vorgestellt. Die Nutzung von Erdwärme zur Wandtemperierung und Raumkühlung mittels einer Wärmepumpenanlage.
Eigens entwickelte Erdsonden ausgestattet mit entsprechenden Sensoren, die im Erdreich keine Schweißverbindungen erfordern und in denen der Wärmeträger zirkulieren kann, kommen zum Einsatz.
Die Vollklimatisierung des Gebäudes erfordert eine dem Nutzerprofil angepasste Lüftung. Die Konditionierung der Zuluft erfolgt mittels einer Wärmepumpenanlage. Hierbei wird die Wärmeenergie der Außenluft genutzt.
Die Ansaugung dieser wird über spezielle Erdwärmetauscher realisiert.
Die abgekühlte Luft wird als Fortluft wieder ins Freie geführt. Die Verteilung der konditionierten Zuluft im Gebäude erfolgt über ein Lüftungssystem.
Der Einbauort Schanghai ist für Erdwärmepumpen wegen des subtropisch maritimen Monsunklimas besonders gut geeignet und liefert Jahresarbeitszahlen von mindestens 3.
Die durch innovative Systeme gewonnenen Energien werden sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen der Gebäudesubstanz eingesetzt.
Zum Einsatz kommen Flächensystemen des Fußbodens, der Wand und der Decke. Neben Systemen, welche in Deutschland den Markt schon länger beherrschen, wie die Fußboden- und Deckentemperierung, sind auch Systeme im Einsatz, wie die Wandtemperierung, welche unter den klimatischen Bedingungen in Schanghai bauphysikalisch getestet werden müssen.
Damit die Flächentemperierungssysteme noch effektiver zum Einsatz kommen, werden zusätzlich Glassysteme zum Verschatten bzw. Heizen verbaut.
Diese Systeme verfügen entweder über einen innen liegenden Sonnenschutz zwischen den Scheiben, oder eine nanostrukturierte Beschichtung färbt das Glas ein und reduziert in der Verbundscheibe die Transmission des Sonnenlichtes. Der Nutzer kann zwischen fünf Lichttransmissionsstufen wählen.
Aufgrund der Integrierung des Sonnenschutzes ist eine lange Lebensdauer sowie ein geringfügiger Wartungs- und Reinigungsaufwand zu erwarten.
Diese Arten der Verschattungsausführung eignen sich besonders für Gebäude, die starkem Wind ausgesetzt sind, hohe Anforderungen an die Hygiene haben und die Möglichkeit der Befestigung eines außen bzw. innen liegenden Sonnenschutzes nicht gegeben ist.
Glaswände beeinträchtigen oft durch Kältestrahlung den thermischen Komfort. Im Rahmen der Ausstellung wird ein wärmeabgebendes Glas ohne Heizdrähte präsentiert. Das Heizglas wird durch eine leitende Metallschicht, die auf die Innenscheibe im Scheibenzwischenraum des Isolierglases aufgebracht ist, realisiert. Das Heizglas kann mit der Verschattung kombiniert werden.
Ein weiteres Ergebnis der „High-Tech-Generation“ stellt den Einsatz von Gläsern dar, in die LEDs implementiert sind. Der Nutzer kann der Glastrennwand eine gewünschte Colorierung geben bzw. den Ablauf der Farbgebung durch einen Programmbaustein variieren.
Technologien zur Nutzung von Abwässern sowohl von Regenwasser als auch von Brauchwasser gewinnen an einer immer größer werdenden ökologischen Bedeutung, gerade in Ländern mit hohen Bevölkerungszahlen.
Dieses Zusammenspiel von Erzeugung, Verbrauch und Wiedernutzung wird mit Hilfe unterschiedlicher Technologien gezeigt. Die Systeme des Wassermanagement (z.B. Regenwassernutzung, Wasseraufbereitung) werden in verschieden Anlagen sowohl im Außen- als auch im Innenbereich des Pavillons eingesetzt.
Die gesamten technischen Anlagen des Pavillons werden nutzerfreundlich über ein übergeordnetes Regelsystem überwacht und gesteuert.
Zur Auswertung der aktuellen Systemzustände werden die Daten via Netz an die Forschungsinstitute nach Deutschland übertragen.
Die Regelsysteme der Einzelanlagen werden so auf die raumklimatischen Anforderungen ganzheitlich optimiert.
Dem Nutzer wird über ein „Room Management System“ die Möglichkeit gegeben von zentraler Stelle aus bedarfsgerechte Einstellungen der Systeme vorzunehmen und zu steuern.
Das German Energy Center & College
Das German Energy Center & College wurde als zweigeschossiges Energie-Plus-Haus mit anspruchsvoller Architektur und höchsten Anforderungen an Energie, Nachhaltigkeit und Raumklima auf dem Gelände des German Centre errichtet. Das Konzept verbindet den Einsatz von energieeffizienten Technologien mit Schulungen und Ausstellungen. So wird es möglich, die eingesetzten Systeme in ihrem Wirkungsverbund real zu erleben. Das Projekt fördert das Wissen über aktuelle Bauweisen und damit auch die Technologie- und Klimaentwicklung in China.
Das Energiedesign und die Gebäudetechnik des German Energy Center & College bearbeitet die Ingenieurgesellschaft EnergyDesign Asia. Für die Nutzung regenerativer Energie lieferte Rehau zehn Erdwärmesonden aus PE sowie die entsprechende Anbindung an die Gebäudetechnik und leistet damit einen entscheidenden Beitrag für hohe Energieeinsparung. Diese liegt im Vergleich zu einem durchschnittlichen Gebäude bei 60 %.
Der deutsche Pavillon
Der deutsche Pavillon steht unter dem Motto „balancity“: Hinter der Wortschöpfung aus „Balance“ und „City“ steckt die Idee einer Stadt, die sich im Gleichgewicht befindet – zwischen Architektur und Natur, Innovation und Tradition, Gemeinschaft und Individuum, Arbeit und Freizeit. Gezeigt werden Ideen und Lösungen made und created in Germany, die diese Entwicklung positiv beeinflussen können. Die Architektur von Schmidhuber + Kaindl soll dieses Balance-Halten verdeutlichen. Für die Planung von „balancity“ setzten Schmidhuber + Kaindl auf die Planungssoftware „Allplan“ von Nemetschek Allplan. Eingesetzt wurde sie für die gesamte 2D-Planung, also die Erstellung von Grundrissen, Schnitten, Ansichten sowie die Detailplanung. Obwohl für die gesamte Kommunikation mit den Partnern 2D-Pläne der gemeinsame Nenner waren, spielte auch 3D eine wichtige Rolle: Über eine Schnittstelle zum Modellierwerkzeug „Rhinoceros“ wurden die Daten aus dem 3D-Modell für Stahlbau, Haustechnik, Innenausbau und die Außenmembran in 2D-Pläne überführt. Die 2D-Pläne wurden dabei mit 3D-Raumkoordinaten für die Höhenangaben versehen – eine wertvolle Umsetzungshilfe für die Gewerke. Wichtig war der Informationsaustausch mit den anderen Baubeteiligten: „Die interdisziplinäre Abstimmung z.B. mit Statikern oder Haustechnikern hat mit den Austauschformaten DWG und PDF sehr gut funktioniert“, bestätigt Lennart Wiechell, Projektleiter und einer der Geschäftsführer von Schmidhuber + Partner. „Selbst Bauteile wie die Solarfassade, deren einzelne Paneele millimetergenau gefasst werden mussten, ließen sich so problemlos realisieren.“ Wie schon in früheren Projekten, profitierte das Architekturbüro auch bei der Planung des Deutschen Pavillons wieder von den Teamfunktionalitäten der Software: In den Hochphasen des Projekts arbeiteten mit Hilfe des Workgroup Managers bis zu zwölf Mitarbeiter parallel an verschiedenen Planabschnitten.
Milla & Partner stellten als Ausstellungsmacher in städtischen Räumen, wie dem „Stadtrand“, dem „Hafen“, dem „Planungsbüro“ oder „dem Depot“ wichtige technologische, kulturelle und zivilisatorische Errungenschaften Deutschlands vor.
In der Ausstellungshalle „Die Fabrik“ des deutschen Pavillons verdeutlicht Vaillant, wie das Unternehmen durch den Einsatz innovativer geothermischer Bohrverfahren den Einbau energieeffzienter Wärmepumpen selbst in dicht besiedelten Gebieten realisiert. So können auch Stadtbewohner die natürliche Energie nutzen, die im Erdreich gespeichert ist. „Urbanes Leben von morgen ist ohne den Einsatz energieeffzienter Lösungen nicht denkbar. Umweltschonende Wärme- und Heiztechnologien spielen bei der Stadtplanung schon heute eine entscheidende Rolle“, so Dr. Marc Andree Groos, Geschäftsführer Vaillant Deutschland. „Das ist einer der Gründe, warum Vaillant sich als einer der weltweiten Markt- und Technologieführer auf der EXPO präsentiert."
Ebenfalls in der „Fabrik“ stellt die Okalux GmbH sein lichtstreuendes Isolierglas „Okalux+“ aus, das mit einer im Scheibenzwischenraum eingelegten Kapillarplatte nicht nur für eine besonders gleichmäßige Lichtabgabe, sondern auch für eine ausgezeichnete Wärmedämmung (U = 0,9 W/(m2K) bietet.
In der „Urban Best Practice Area“ stellen Städte wie Bremen, Düsseldorf, Freiburg im Breisgau und Hamburg kreative Konzepte und Problemlösungsideen zu neuen Möglichkeiten in der urbanen Stadtgestaltung aus. Tradition und Innovation, Handwerk und High-Tech sind keine gegensätzlichen Begriffe, sondern können eine harmonische Einheit bilden und in ihrer Verbindung wichtige Impulse für eine zukunftsweisende, nachhaltige Stadtplanung bilden, so die Kernaussage der deutschen Expo-Vertreter.
Eine mit 400.000 LED besetzte Interaktionskugel wird durch Rufen der Besucher in Schwingungen versetzt. Auf diesem Pendel werden mit den LED einzigartige Bildwelten erzeugt.
Die Testo AG präsentiert auf dem Stand der Stadt Freiburg unter anderem hochinnovative Wärmebildkameras, die beispielsweise bei einer umweltbewussten Gebäudeplanung zum Einsatz kommen können. Testo verdeutlicht den ökologischen Mehrwert des Einsatzes technischer Messgeräte im Gebäudebau zur Minderung von Wärmeverlust und Steigerung der Energieeffizienz.
Im „Depot“ befinden sich die Exponate in einer Art Lager, Magazin und Umschlagplatz von Waren. Hier zeigt Festo seine bionischen Pinguine, die veranschaulichen, was Lernen von der Natur, sprich Bionik, bedeutet. Ein absolutes Novum in der Robotertechnik ist der in alle Richtungen bewegliche Rumpf. Um eine solche „organische“ Formveränderung zu ermöglichen, wurden Kopf, Hals und Schwanzsegment mit einer neuartigen bionischen 3D- Struktur ausgestattet.
Als Sponsor hat Grohe alle Sanitäranlagen im deutschen Pavillon mit seinen Armaturen ausgestattet. Dies betrifft die Waschräume in der exklusiven VIP-Lounge genauso wie die Besucher-WC's im Restaurant oder die Anlagen im Mitarbeiterbereich
Der finnische Pavillon
Der finnische Pavillon „Kirnu“ war sowohl in Bezug auf seine Geometrie als auch auf die Komplexität seiner Stahlstruktur eine echte Herausforderung. Er wurde vom Architekturbüro JKMM in Helsinki entworfen und vom finnischen Bauunternehmen Lemcon Ltd. errichtet. Mit nahezu 60 m Durchmesser ist der Stahlrohrrahmen des Pavillons aus Elementen mit variablen Querschnitten und gebogenen Formen aufgebaut. Zehntausende Bolzen halten die Konstruktion zusammen. Der finnische Pavillon ist ein Labor für nachhaltiges Bauen, in dem finnische Lösungen für den Städtebau der Zukunft präsentiert werden. Das Ziel war es, energieeffiziente, emissionsarme und umweltfreundliche Lösungen sowohl für den Bau als auch den Unterhalt der Gebäude zu finden. Kohlendioxidemissionen werden beispielsweise durch Recycling und Wiederverwertung von Materialien gesenkt. Die Außenfassade des Gebäudes wird von schuppenförmigen Schindeln bedeckt, die aus einem Verbundmaterial aus Papier und Kunststoff gefertigt sind – einem finnischen Recyclingprodukt. Im Anschluss an die Expo wird der finnische Pavillon demontiert, verkauft und einer neuen Verwendung zugeführt.
Der italienische Pavillon
Das Konzept des italienischen Pavillons lautet „La Città dell’ Uomo“ – „die Stadt der Menschen“ oder auch „die menschliche Stadt“.
Für die spezielle Architektur des „Palazzo Italia“, ein Parallelepipep mit quadratischem Grundriss, das über 3600 m2 umfasst und 18 m hoch ist, wurde ein ebenso spezielles Beleuchtungskonzept entwickelt, das die Verbindung zwischen Licht und Architektur, Licht und Mensch unterstreicht. Der Architekt Giampaolo Imbrighi hat es verstanden, die Elemente Wasser, Erde und Licht (künstliches wie natürliches Licht) mit den Sitten und Gebräuchen des Menschen zu verknüpfen und einen Ort zu schaffen, welcher das Beste des Know-hows und des „Made in Italy“ zusammenbringt und von jener Technologie und Kultur berichtet, die Italien berühmt gemacht haben.
Auf den drei Stockwerken des „Palazzo Italia“ – in jener „Stadt der Menschen“, wo Kunst, Design, Mode, technischer und wissenschaftlicher Fortschritt ihren Platz haben, wurden Leuchten von iGuzzini illuminazione, einem bedeutenden Hersteller von Systemen für Architekturbeleuchtung, eingesetzt. Einige davon wurden sogar eigens entwickelt, um die verschiedenen Anforderungen des Pavillons zu erfüllen. Sie alle sind energiesparend und werden vollständig durch Lichtmanagementsysteme gesteuert.
Das Licht inszeniert das von Giancarlo Basili gestaltete Interieur und macht seine Interpretation des Besten aus Italien für die Besucher erfahrbar. In der Ausstellungsebene im Erdgeschoss wird in fünf Räumen jeweils ein Stück Geschichte und Zukunft des großen kulturellen Reichtums Italiens erzählt. „Italy in Motion“, The Making of“, „I-Tech“, „Joy of Living“ und „A bite of Italy“ heißen die Räume, die gemeinsam mit den Büroräumen, dem Restaurant und dem Auditorium von iGuzzini beleuchtet werden. Das Licht hebt Formen und Farben eines „Made in Italy“ hervor, welchem ein unvergänglicher Zauber innewohnt. Strahler des Typs Tecnica oder Le Perroquet, Cestello Wandleuchten, Einbauleuchten der Modelle The Reflex oder Led Plus und Pendelleuchten i88 sind nur einige der vielen Produkte, die für dieses außergewöhnliche architektonische Werk ausgewählt wurden.
Wenn sich das Dunkel der Nacht über Shanghai senkt, zeigt sich der italienische Pavillon, durchsichtig und im inneren Kern lebendig, in seinem nächtlichen Bild und macht das Gewimmel der Menschen, das Leuchten des Geistes, das Licht des Wissens sichtbar.
Software für zwölf Pavillons
Die Pavillons der World Expo 2010 sind Paradebeispiele moderner Architektur und Bautechnik. Ihre abgerundete, asymmetrische Geometrie stellt hohe Anforderungen an die zur Planung eingesetzte Software.
Sowohl der finnische als auch der deutsche Pavillon sowie zehn weitere Pavillons wurden mithilfe von Tekla Structures geplant. „Tekla Structures speichert alle notwendigen Bauinformationen in einer 3D-Modelldatenbank. Auf die können alle am Projekt Beteiligten zurückgreifen“, erklärte Risto Räty, Executive Vice President bei Tekla. „So ist es möglich, Fehler und Kosten in Planung, Bauleitung und Projektablauf von vornherein zu vermeiden.“
„Die Pavillons der World Expo sind architektonisch äußerst anspruchsvoll und damit eine echte Herausforderung beim Bau. Tekla Structures wurde als Planungswerkzeug für so viele Pavillons ausgewählt, weil unsere Stärke genau darin besteht: im strukturellen Design komplexer Gebäude“, schloss Rito Räty.
