04/2019 Zukunft

FOKUS.THEMA

Swatch-DNA in Freiform

Ein offenes Holztragwerk, eine komplexe Geometrie, 4600 Holzbauteile für eine Freiform auf 240 Metern, kein Bauteil wie das andere: Das ist der neue Hauptsitz von Swatch in Biel. Für Swatch ist der Neubau die langersehnte Heimat, ein Holzbau, der die DNA der Uhrenmarke trägt.

Text Sandra Depner, PD | Fotos Swatch

 

«Ohne Swatch, wäre wahrscheinlich Omega nicht mehr da, und die gesamte Schweizer Uhrenindustrie würde nicht mehr existieren», sagte Nick Hayek, Swatch-Group-Chef, an der offiziellen Eröffnung des neuen Hauptquartiers im Oktober 2019 vor der internationalen Presse. «Und Biel wäre vielleicht auch nicht mehr da», fügte er scherzend hinzu. Das 125-Millionen-Projekt hat eine grosse Bedeutung für die Hayek-Geschwister. Zuvor war Swatch in Grenchen und Biel eingemietet. Der spektakuläre Neubau ist das Hauptquartier, er ist die neue Heimat von Swatch. Nicht nur das: Das Bauwerk soll den Ausdruck der Swatch-DNA transportieren, wie es Hayek nennt.

Eine Aufgabe, die der japanische Architekt Shigeru Ban zu erfüllen hatte. Achteinhalb Jahre arbeitete er an dem Bau, unterstützt von drei Mitarbeitenden und einem lokalen Architekturbüro. Das Projekt, sagt er später, habe die Bedeutung seiner Karriere verändert. Mit seinem Entwurf gelang Shigeru Ban der gestalterische Spagat, den beiden sehr verschiedenen Marken Omega und Swatch am Standort in Biel ein architektonisches Gesicht zu geben und die denkmalgeschützten Industriebauten aus der Frühzeit der Industrialisierung zu integrieren.

240 Meter langes Tragwerk aus Holz

Ist es eine Schlange, ein Wurm oder ein Drache? Das neue Hauptquartier von Swatch hat während der Bauphase so einige Beinamen erhalten. Es war keines dieser Tiere, das Shigeru Ban zur Formgebung des 25'000 Quadratmeter grossen Holzskelettbaus inspirierte. Es war schlicht und ergreifend die Parzelle, die ihn zu dieser Gestaltung verleitete. Die organische Form windet sich am Fluss entlang durch die Landschaft und überspannt den neuen Hayek-Platz, um schliesslich auf dem Dach des neuen Cité du Temps anzudocken. Das lang gezogene Gebäude wird von einem riesigen gitterförmigen Tragwerk aus Holz bedacht, das mit einer Länge von 240 Metern, einer Maximalspannweite von 35 Metern und einer Höhe von 27 Metern gewaltige Ausmasse hat.

4600 Balken, passgenau gesteckt, bilden eine Fassadenfläche von 11'000 Quadratmetern. Überspannt ist die Tragstruktur von einer vielgestaltigen Hülle aus verschiedenen Fassadenelementen: wie etwa geschlossene und gedämmte Elemente, transparente Glaselemente, Sonnenschutzelemente mit Sonnenschutzglas, Fotovoltaikelemente, Elemente mit Luftkissen sowie optisch und akustisch wirksame Inlets aus Schweizerkreuzen. Hinzu kommen einige grossformatige Balkonöffnungen in der Fassade. Insgesamt neun Balkone mit einer Grösse von 10 bis 20 Quadratmetern gewähren auf mehreren Etagen Aus- und Einblicke.
 
Aussen wie innen durchziehen verschiedene Leitmotive die Architektur des Gebäudes. Die Holzgitterkonstruktion bildet das Grundgerüst der grossflächigen Fassade. Zum einen aus ökologischen Gründen: Der nachwachsende Werkstoff stammt zu 100 Prozent aus dem Schweizer Wald. Zum anderen aus konstruktiven Gründen: Holz lässt sich flexibel und äusserst präzise verarbeiten. Das sind wichtige und entscheidende Kriterien bei einem Tragwerk, bei dem es auf jeden einzelnen Zehntelmillimeter ankommt.

Eine Fassade, viele Funktionen

Die Holzgitterschale muss als grossflächige Bürofassade verschiedenen technischen Anforderungen genügen. In ihrer Struktur verbirgt sich ein komplexes Geflecht aus Leitungen. Noch während die Holzkonstruktion errichtet wurde, begann der Einbau der insgesamt rund 2800 Wabenelemente, die den grössten Teil der Fassade ausmachen. Jedes Element wurde aus bis zu 50 Einzelteilen sorgfältig massgeschneidert und seiner individuellen Funktion und Position angepasst.

Das Design bricht mit den Konventionen klassischer Bürohausarchitektur: Freiform im Tragwerk, helles Holz und knallige Farben, grosszügige Arbeitsflächen, Rückzugsräume und kreative Inseln für Momente der Inspiration. Im Inneren des Gebäudes verteilen sich insgesamt 25'000 Quadratmeter Geschossfläche auf fünf Stockwerke für alle Abteilungen von Swatch International sowie Swatch Schweiz.

124 hölzerne Schweizerkreuze an der Decke verbessern dank ihrer feinen Perforierung die Akustik in den Büros. Galerien mit Glasbrüstungen ermöglichen einen Blick auf die unteren Etagen. Neben den regulären Arbeitsplätzen sind über das ganze Gebäude Gemeinschaftsflächen verteilt: eine Cafeteria im Erdgeschoss, offen für Angestellte und Besucher, sowie kleine Pausenzonen an verschiedenen Stellen im Gebäude. Für Privatsphäre und konzentriertes Arbeiten stehen Kabinen zur Verfügung, in denen bis zu sechs Personen Platz finden. Am Ende des zweiten Stockwerks befinden sich die «Reading Stairs», deren Stufen und Ausblicke in Kreativpausen zum Brainstorming unter Kollegen einladen. Das Untergeschoss erstreckt sich über die gesamte Länge des Gebäudes. Hier verbirgt sich neben Technikräumen, Lüftungszentrale und Archiv auch die Tiefgarage mit 170 Autostellplätzen und 182 Velostellplätzen.

Holzgitter im Zickzack

Der zur Nicolas-G.-Hayek-Strasse hin ausgerichtete, komplett verglaste Eingangsbereich zeichnet sich durch grosszügige Dimensionen sowie Transparenz, Offenheit und Helligkeit aus. Die Zickzackform ist der Holzgitterstruktur der Fassade geschuldet, spielt aber auch eine Rolle für die Gebäudephysik, etwa hinsichtlich der Windlasten. Diese Zickzackverglasung beginnt in fünfeinhalb Metern Höhe und erstreckt sich bis auf über 27 Meter Höhe. Unterhalb dieser Verglasung schliessen sich aus der Industrie bekannte Hubstaffeltore an, die sich automatisch öffnen und schliessen lassen – eine gläserne Jalousie, die Wind und Regen standhalten und angemessen isolieren muss. Zwei Aufzüge aus Glas bringen Mitarbeiter und Besucher in die oberen Stockwerke und zur gläsernen Fussgängerbrücke im dritten Stock, die das Swatch-Gebäude mit der Cité du Temps verbindet.

Das Energiekonzept des Baus beruht auf Solartechnologie sowie Grundwassernutzung und ermöglicht es, Gebäudefunktionen wie Lüftung, Kühlung, Heizung und Grundbeleuchtung sowohl für den Swatch-Hauptsitz als auch für die Cité du Temps autonom zu betreiben. Hinzu kommen Velospots und Ladestationen, intelligente Verdunkelungen und Verglasungen, thermische Bauteilaktivierung, LED-Leuchten und hocheffizienten Lüftungen. In die Wabenstruktur der Fassade wurden 442 individuell gefertigte, gebogene Solarelemente eingesetzt. Mit einer Fläche von 1770 Quadratmetern installierter Fotovoltaik werden pro Jahr rund 212,3 Wattstunden Strom gewonnen. Das entspricht dem durchschnittlichen Jahresverbrauch von 61 Haushalten. Swatch teilt sich die Ressourcen mit der benachbarten Cité du Temps und der neuen Omega-Manufaktur, ebenfalls von Shigeru Ban entworfen, die 2017 in Betrieb genommen wurde. Neun unterirdische Brunnen sowie zwei ehemalige Öltanks, die zu Wasserspeichern umfunktioniert wurden, sind auf dem gesamten Areal verteilt

Ausschliesslich Holz aus Schweizer Wäldern, darunter hauptsächlich Fichtenholz, kam beim Bau zum Einsatz. Insgesamt wurden knapp 2000 Kubikmeter benötigt: eine Menge, die im Schweizer Wald in weniger als zwei Stunden nachwächst. Für die Blumer-Lehmann AG ist es die mit 11'000 Quadratmetern grösste Gitterschale, die das Gossauer Unternehmen in der Firmengeschichte je realisiert hat.

4481 verschiedene Trägerelemente

Während einer dreijährigen Planungsphase wurde das Projekt auf seine Machbarkeit geprüft und die Geometrie der Träger definiert. Keines der 4481 Trägerelemente der gitterförmigen Tragstruktur ist wie ein anderes, alle sind Unikate. Die Planer der Blumer-Lehmann AG, die Holzbauingenieure der SJB.Kempter.Fitze AG, weitere Fachingenieure sowie die Architekten ermittelten die Grundlagen, die die Basis für das detaillierte Koordinationsmodell bilden. Das war in diesem Projekt schon Teil der Planung vor Vergabe und Ausschreibung. «Es ging darum, einen sehr grossen Detaillierungsgrad zu schaffen, auf dem die Ausführenden dann aufbauen konnten», erklärt Fabian Scheurer von Design-to-Production, der als digitaler Berater bereits in die Planungsphase involviert war. «Unsere Aufgabe war die Übersetzung von Handskizzen und Plänen in ein 3D-Modell mit 2800 Fassadenelementen, an dem die Konzepte überprüft und abgestimmt wurden.»

 

 

Präzision dank Parametrischer Planung

Als dann nach der Vergabe 2015 die Entscheidung fiel, die Haustechnik mit allen Leitungen für Elektro, Klima und die Sprinkleranlage in die Tragstruktur zu integrieren, musste die Detaillierung noch einmal überarbeitet werden. Das bedeutete zusätzliche Abstimmungsrunden mit den Holzbauingenieuren und Fachplanern, um alle Durchdringungen bis zum letzten Bohrloch einzumessen und zu überprüfen. Nach erfolgter Detaillierung konnten die 2D-Pläne für die 3D-Modellierung parametrisiert werden. Basierend auf diesem 3D-Modell wurden drei verschiedene Rohlingstypen aus Brettschichtholz definiert: gerade, einsinnig gekrümmte und zweisinnig gekrümmte Träger. Wie die geraden Träger eignen sich auch einsinnig gekrümmte Träger für schwach gekrümmte und leicht verdrehte Bauteile. Aufgrund der Gebäudeform kamen jedoch mehrheitlich zweisinnig gekrümmte Träger zum Einsatz, die aus Rohmaterial gefertigt wurden, das in zwei Richtungen gebogen und verdreht zu Brettschichtholz verleimt ist. Durch die Parametrisierung konnten auch die über 16'000 Stahlteile und 140'000 Verbindungsmittel auf einige wenige Typen heruntergerechnet werden.

Um den Montagetermin einzuhalten, fertigte die Blumer-Lehmann AG die Trägerelemente auf fünf verschiedenen Produktionsanlagen intern und bei externen Partnern – teilweise im Vierschichtbetrieb. Welche Bauteile auf welcher Anlage produziert wurden, musste frühzeitig festgelegt werden, um das richtige Rohmaterial und die Produktionsdaten passend für die jeweiligen Maschinen verfügbar zu halten. Die unterschiedlichen Krümmungsradien der bis zu 13 Meter langen Rohlinge erschwerten ihre Lagerung, die darum ebenfalls mit grosser Genauigkeit geplant und vorbereitet werden musste. Für die gesamte Tragstruktur verarbeitete der Holzbaubetrieb 6500 Schweizer Fichten. «Die grösste Herausforderung war es, die richtigen Teile zur richtigen Zeit auf der Baustelle zu haben», erinnert sich Felix Holenstein, Projektleiter bei der Blumer-Lehmann AG. «Das wäre ohne eine dreidimensionale Planung an einem Modell nicht möglich gewesen.»

Montage auf den Millimeter genau

Bevor die Teile auf der Baustelle montiert werden konnten, erstellte die Blumer-Lehmann AG ein Leergerüst und definierte die Auflagerpunkte exakt. Die Messdaten dafür lieferte das 3D-Modell. Die Hilfskonstruktion diente dazu, die Hauptkonstruktion bis zur Fertigstellung zu stützen, und erlaubte später den Folgegewerken, die Installationen und die Fassadenarbeiten auszuführen. Eine zusätzliche Plattform auf 13 Metern Höhe diente als Montagetisch. Die eigentliche Gitterschale setzten die Monteure in 13 aufeinanderfolgenden Etappen zusammen: Zuerst wurden die Schwellenelemente verankert, danach konnte von unten nach oben aufeinander zu gearbeitet werden, um in der Firstlinie in der Mitte zusammenzutreffen. Fortlaufende Kontrollen mit dem Tachymeter gaben Aufschluss über eventuell nötige Aufsummierungen von Differenzen. Auch wenn alles vorher haargenau geplant und berechnet war, blieb die Spannung speziell bei der ersten Etappe hoch – bis die beiden Flanken im Dezember 2016 schliesslich am First aufeinandertrafen. All das bei einer Toleranz von einem Millimeter. swatch.com, sjb.ch, blumer-lehmann.ch, ittenbrechbuehl.ch, designtoproduction.com 

 

 

Swatch ist nur der Anfang

Das Swatch-Hauptquartier ist bereits das vierte Projekt, das Architekt Shigeru Ban gemeinsam mit den Schweizer Holzbauspezialisten der Blumer-Lehmann AG realisiert hat. Es ist das grösste Einzelobjekt, das die Firma je gebaut hat, bei einem Detaillierungsgrad, der Toleranzen von nur einem Millimeter erlaubte. Ein Fehler in der Geometrie hätte einen Millionenschaden bedeuten können.

Text Sandra Depner | Foto Blumer-Lehmann AG

Es handelt sich um das grösste Holztragwerk, das die Blumer-Lehmann AG in der Firmengeschichte errichtet hat. Hinter Ihnen liegen Jahre der Planung, Produktion und Montage. Was nehmen Sie als Erfahrungswerte mit, Herr Jussel?
Es ist das komplexeste Holztragwerk, das wir je gemacht haben. Schlussendlich ist das eine Bestätigung, nicht nur für uns als Firma, sondern für die ganze Holzbaubranche, dass wir zu einem solchen Projekt fähig sind. Dies auch dank unserer gut eingespielten Prozesse innerhalb der Lehmann-Gruppe sowie eines eingespielten Netzwerks aus Forstwirtschaft, Sägewerk, Planer, Produktion, Montage, Stahlbau und Lieferanten, auf das wir zurückgreifen konnten. Das ist wichtig bei einem so eng und detailliert getakteten Projekt. Es zeigte sich im Nachhinein, dass nicht der Holzbau, sondern andere Gewerke Schwierigkeiten in der Ausführung hatten. Wenn man so ein Objekt ausführt, braucht es das Vertrauen zu den Menschen, die daran arbeiten. Es braucht viel Führung, denn so ein Tragwerk verlangt eine sehr intensive Begleitung in fast allen Phasen.

Ein Mock-up, parametrisierte Daten und BIM-Planung waren Teil davon: Der Bau war komplett durchgetaktet. Doch Sie sagen, es blieb aufregend bis zum Schluss. Wie meinen Sie das?
Der aufregendste Moment ist der, wenn es sich zeigt, ob die Planung genau genug war, ob wir alles berücksichtigt haben. Bei Swatch trat dieser im Dezember 2016 ein. Zu diesem Zeitpunkt wurde auf der Baustelle das Tragwerk zu beiden Seiten aufgezogen, und die ersten Träger trafen am First exakt zusammen. Das ist der Höhepunkt jeder Planung. Ich war auf einem Kongress, als ich die Meldung davon erhielt; die Ingenieure von SJB.Kempter.Fitze und die Planer von Design-to-Production waren auch da. Wenn man das hört, atmet man einfach auf. Dass alles passt – in der Planung auf dem Bildschirm und dann auch später auf der Baustelle – dafür muss man einfach sehr viel unternehmen. Das Ziel ist, dass sich kein Systemfehler einschleicht. Ein solcher Systemfehler zeigt sich unter Umständen erst am Bau. Das kann Millionen kosten.

Wie verhindern Sie Systemfehler?
Um sie auszuschliessen, greifen viele Massnahmen. Es ist ein Team am Werk, das ähnliche Gebäude schon mehrfach gebaut hat. Das Material ist gut, die Qualität der Fräsarbeit ebenso. Hinzu kommt eine detaillierte Bauteilkontrolle. Der Blick auf das Einzelbauteil ist wichtig – genauso wie der Gesamtüberblick. Wir arbeiten unter der Prämisse absoluter Genauigkeit: angefangen bei der Arbeit der Maschine, weiter zu einem routiniert arbeitenden Team, das weiss, wo potenzielle Fallstricke lauern könnten, bis zum Management von Bauteiltoleranzen, zur Massaufnahme am Bau bis schliesslich zum Einsetzen der Verbindungsmittel. Und das Ergebnis sieht man erst dann, wenn alles steht. Die Grundlage der Planung bildet das 3D-Modell mit Details unter anderem zu Bauteilen, Schnittstellen und Verbindungen.

Am Tag der Eröffnung bezeichnete Shigeru Ban Swatch als sein Lebenswerk. Es ist bereits das vierte Projekt, das Sie gemeinsam realisiert haben. Wie würden Sie die Zusammenarbeit mit Shigeru Ban beschreiben?
Sensationell! Wir sind stolz darauf, dass wir seine Ideen umsetzen konnten. Er ist ein Stararchitekt, da wird man als Holzbauer konkret für Lösungen angefragt. Shigeru Ban hat seine Vorstellung ganz klar vor Augen: Er weiss, wie er ein Detail will und wie er seine Architektursprache umsetzen möchte. Die Lösungsfindung erfolgt dann in einer engen Zusammenarbeit mit ihm und seinen Mitarbeitern. Ich war beeindruckt davon, wie wir gemeinsam nach Lösungen gesucht und sie gefunden haben. Es ist nicht so, dass er einfach nur ein ausdrucksstarkes Bauwerk will. Nein, es soll absolut sicher sein, fachlich gut ausgeführt und nachhaltig. Ein weiterer Punkt, der mir imponiert, ist sein Interesse daran, wie wir Holzbauer arbeiten. Mehrfach ist Shigeru Ban zu uns in die Produktion gekommen, um sich ein Bild darüber zu machen, in welcher Qualität wir arbeiten. Er hat sich mit den Mitarbeitenden unterhalten, hat zugeschaut und beobachtet.

Blumer Lehmann ist bekannt für Holzbau in Freiform. Ist mit dem Swatch-Gebäude der Höhepunkt erreicht?
Sicher konnten wir damit neue Dimensionen aufzeigen hinsichtlich Grösse, Volumen, Spannweiten, Höhe oder Masse. In der Freiform generell ist das Ende sicher noch nicht erreicht. Andere, speziellere Formen sind möglich. Es liegt an den Architekten, das auszuschöpfen. Wir sind bereit.