Montag, den 25. Sep 2017

Membrandächer über den steinzeitlichen Tempelanlagen von Hagar Qim und Mnajdra

Um die 5.000 Jahre alten Tempelruinen der Hagar Qim und Mnajdra auf der Insel Malta vor weiterer Erosion zu bewahren, entwickelten die Ingenieure von formTL zwei Membrankonstruktionen.

Viele tausend Jahre waren die steinernen Kultbauten verschüttet und vor Zerfall geschützt, bevor 1839 mit ihrer Freilegung begonnen wurde. Hagar Qim und Mnajdra an der Südküste Maltas liegen nur 500 Meter voneinander entfernt. Die zwischen 3.600 und 2.500 v. Chr. aus tonnenschweren Kalksteinquadern errichteten Anlagen der Megalithkultur sind seit 1992 UNESCO-Weltkulturerbe.

Weil die Tempelanlagen frei liegen, sind sie der rauen Witterung ungeschützt ausgesetzt. Dem weichen Kalkstein drohte durch salzigen Schlagregen und große Temperaturschwankungen der Verfall. Im Jahr 2000 empfahl ein Gremium aus Wissenschaftlern für die Kultstätten eine »Conservation and Interpretation Protection« nach UNESCO-Vorgabe. Damit ist zum einen ein Witterungsschutz gemeint, zum anderen soll ein achtsameres Besucherverhalten gefördert werden, um die fragilen Tempelanlagen vor weiterem Verfall zu bewahren. 

Die Gestaltung der Überdachungen war Teil eines internationalen UNESCO-Wettbewerbs, den der Schweizer Architekt Walter Hunziker 2003 gewann. Unterstützt durch das Planungsbüro KTA wurden aus den ursprünglich geplanten hoch aufragenden und mit einem Bogen gestützten Membrandächern flache Dächer mit zwei geneigten Bögen. Darauf aufbauend übernahm die formTL GmbH aus Radolfzell die Entwurfsanpassung und Tragwerksplanung einschließlich der Zuschnittsplanung im Auftrag des norditalienischen Generalunternehmers und Konfektionärs Canobbio SPA.

Drei wichtige Faktoren waren bei der Planung der Membrandächer zu berücksichtigen: Sie sollten ohne sichtbare Folgen an der Ausgrabungsstätte rückbaubar sein; sie mussten auf die astronomische Ausrichtung der Tempelbauten achten, denn die Sonneneinstrahlung durfte an besonderen Tagen wie der Sommer- und Wintersonnenwende nicht behindert werden. Und sie sollten einen wirksamen Wetterschutz bieten. 

Die Geometrie der beiden Überdachungen war wegen der individuellen Topographie nur bedingt vorgegeben, konnte aber entwurflich ähnlich gelöst werden: formTL entwickelte zwei Tragwerke, die aus zwei mittig angeordneten Stahl-Fachwerkbögen bestehen, die leicht nach außen gekippt sind. Zwischen den beiden Bögen sowie zu den Seiten sind Seilnetze mit Membranfeldern gespannt. Diese zweiachsig ausgebildeten Seilnetze ermöglichen, die Bögen ohne zusätzliche Stabilisierungsseile auszubilden.

Die Dachformen passten die Ingenieure von formTL im Laufe des Planungsprozesses immer genauer an die Situation vor Ort an. Schrittweise glichen sie die Tragwerke mit den sukzessive dreidimensional erstellten Aufmaßen der Tempel und des Geländes ab, bis die Überdachungen alle Parameter optimal erfüllten. Auch die Auflagerpunkte wurden mehrfach verändert, da deren geplante Standorte vor Freigabe vorab archäologisch geprüft werden mussten.

Dem Besucher der Tempelanlagen bietet sich eine kathedralenähnliche Wirkung. Tritt er unter eines der riesigen Membrandächer, so dämpft er automatisch seine Stimme und verhält sich respektvoller als zuvor. Wo es bisher Usus war, sich auf die Tempelruinen zu setzen oder daran zu kratzen, wird der Besucher nun zum staunenden Betrachter.

Besonders effektiv ist die Wirkung der Dächer, weil sie in direkter Tempelnähe einen Schutz vor der Witterung bieten. Die sehr saugfähigen und weichen Kalksteine bleiben nun dauerhaft trocken, da der salzige Schlagregen kaum mehr Feuchte zu den Steinen bringt.

Die Membran aus PTFE-beschichtetem Glasfasergewebe filtert zudem das Sonnenlicht und reduziert dessen ursprüngliche Intensität auf etwa 10 bis 15 Prozent. Die steinzeitlichen Mauern aus Kalkstein sind so vor aggressiver UV-Einstrahlung geschützt, können aber bei natürlichen Lichtverhältnissen betrachtet werden.
Wesentlich ist auch, dass die textile Bespannung die Amplituden der Steintemperatur von 20°-70°-20° im Tagesverlauf deutlich verringern konnte. Die Steine liegen jetzt permanent im Schatten und werden so nicht wärmer als die umgebende Luft.

Eine weitere große Herausforderung war der Schutz der Grabungsstelle während der Bauzeit und die damit verbundenen Einschränkungen: Die Tempelanlagen durften weder betreten noch berührt werden, der Einsatz schwerer Maschinen und eines Baugerüstes war somit nicht möglich. Das gesamte Seil- und Membrantragwerk musste daher Stück für Stück in »Klettertechnik« eingebaut und die Dachfelder nacheinander geschlossen werden.


Mittlerweile sind die beiden Tempelanlagen überdacht und vor Regen und Sonne geschützt. Für die Touristen bieten die luftigen und mit feinen Details gebauten Membrandächer einen zusätzlichen Anreiz, die beiden Welt- Kulturdenkmäler Hagar Qim und Mnajdra zu besuchen.

Tragwerksplanung LPh 4-5, Membranfachplanung, Werkstattplanung: formTL, www.form-TL.de

Bauherr: Heritage Malta, Malta
Architekten: Walter Hunziker Architekten AG, CH-3012 Bern
Generalunternehmer und Konfektionär: Canobbio Spa

Stahlbau: Mecoop
Seile: Teci
Montage: Montageservice SL

Größe der Tempelanlagen:
1.744 m² Hagar Qim
2.890 m² Mnajdra

Überdachte Fläche:
1.495 m² Hagar Qim
2.460 m² Mnajdra

Spannweite zentraler Bogen:
54 m Hagar Qim
68 m Mnajdra

Membrane:
Hagar Qim: PTFE-beschichtetes Glasfasergewebe Sheerfill II-HT
Mnajdra: PTFE-beschichtetes Glasfasergewebe Sheerfill I-HT

Stahl: S 355 J2G3
Seile: Offene Spiralseile, fuk= 1670 N/mm², verzinkt, Durchmesser 26 mm bis 56 mm
Membrananschlüsse: Edelstahl 1.4462 und Alu 6005A

Fotos: Marco Ansaloni

 

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