2 201066

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:476

2 2010 7

Mercedes-Benz museon rakentaminen Stuttgartis-sa on ollut yksi suurimmista betonirakentamisenhaasteista. Haastetta toivat rakennuksen moni-muotoinen geometria, tukirakenteiden etäisyydetja isot kuormitukset. Laajojen, moneen suuntaakaareutuvien teräsbetonirakenteiden toteuttami-nen sekä erittäin tiukoilla laatuvaatimuksilla toteu-tettavat kaarevat betonipinnat olivat rakentajillevaativa tehtävä. Rakennuksen koko suunnittelutehtiin kolmiulotteisena 3D -mallintamalla. Hankeedustaakin rakentamista betonin teknisten rajoit-teiden puitteissa.

Veistoksellinen rakennus tarjoaa kävijöilleen ai-nutkertaisen museokokemuksen. Kohde voitti myösSaksan Architekturpreis Beton -palkinnon vuonna2008 (Concrete Architecture Award 2008).

Mercedes-Benz Maailma (Mercedes-Benz Welt) si-joittuu 53 000 neliömetrin tontille, Daimler -teh-taan pääportin eteen Stuttgartin Untertürkheiminalueella, kehätien B14 varrella. Uuteen rakennus-kompleksiin kuuluu Mercedes-Benz museo sekäMercedes-Benz keskus. Keskus liittyy suoraan mu-seorakennukseen noin 100 metrin maanalaisen yh-teyden kautta. Toinen yhteys syntyy rakennusta ym-päröivän yhtenäiseksi suunnitellun laajan puisto-alueen kautta Sinne on rakennettu ulkoilmanäyttä-mö ja tapahtumatiloja.

Mercedes-Benz museossa ovat nähtävissä brän-din ja yhtiön kaikki aikakaudet ja virstanpylväät: al-kaen henkilöliikenteen alusta ajoneuvojen histori-asta ulottuen moottoriajoneuvon tulevaisuuteen.

SUUNNITTELUArkkitehtitoimisto UN Studio van Berkel & BosAmterdamista voitti kansainvälisen arkkitehtuuri-kilpailun vuonna 2001. Rakennustyöt käynnistyivätsyksyllä 2003 ja museo avattiin yleisölle keväällä2006.

”Tämä on museo legendaarisesta moottoriajo-neuvosta. Museo on tarkoitettu ihmisille, jotka liik-kuvat, unelmoivat ja oppivat sekä haluavat vaikut-tua rakennuksen lumosta, valosta ja tilasta. Se onmyös museo kaupungille, uusi maamerkki juhlista-maan Stuttgartin kuuluisimman keksinnön perin-nettä ja innovaatiota,” kertoo arkkitehti TobiasWallisser UN Studiosta.

Museon sisäänkäynti on nostettu kerroksellaylöspäin, jolloin museorakennus erottuu teollises-ta ympäristöstään. Tasaisesti nouseva rinne johtaavierailijan pääsisäänkäynnille. Pre-show-hissitkorkeassa atriummaisessa aulassa kuljettavat vie-railijat ylimpään kerrokseen, josta rakennuksenkiertokäynti etenee ylhäältä alaspäin.

Vertikaalinen rakennelma tiivistää museon ohjel-man suhteellisen pienelle alueelle. Pohjapiirustuson kolmiapilan muotoinen. Viisi horisontaalista ta-soa sisältää kukin yksikerroksisen tai kaksikerroksi-sen osan museon kokoelmille ja näyttelyille. Kaikkitekniset elementit on keskitetty isoihin yksikköihin.Ne on sijoitettu kotelopalkkeina joko atriumiin taijulkisivulle ja näin on saatu kaikille tasoille pilarit-tomat rakenteet.

Viisi kaksikerroksista legendahuonetta esittele-vät kuvataulujen kertomana yhtiön historian huippu-

MERCEDES-BENZ MUSEO STUTTGARTISSA– RAKENTAMISTA BETONIN TEKNISTEN RAJOITUSTEN PUITTEISSA

Maritta Koivisto, päätoimittaja Betoni

1Mercedes Benz-museon pohjapiirustus on kolmiapilanmuotoinen.

2, 3Maisematason alla sijaitsevat ravintola, museon kauppaja ulkonäyttämötilat. Ulkonäyttämön rakenteet ovat pai-kallavalettua betonia, jonka puhdasvalupinnat ovat erit-täin korkeatasoiset. Betoni luo kiinnostavan vuoropuhe-lun teräs- ja lasijulkisivumateriaalien kanssa.

2

1

3

Artik

kelin

val

okuv

at: M

erce

des

Benz

ja P

eri.

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:477

2 201088

hetket, Mercedes-Benz legendan aikajärjestykses-sä. Viisi ulos avautuvaa yksikerroksista kokoelma-huonetta on järjestetty teemojen mukaan. Päivänva-lon ansiosta ne luovat vastakohdan legenda-tilojenasettelulle.

Atriumista on pääsy näyttelyyn, museon koulu-tustiloihin, museon kauppaan ja maisematason allasijaitsevaan ravintolaan. ”Museon suunnittelu pyr-kii vastaamaan kysymyksiin, jotka koskevat Merce-des-Benzin identiteettiä, autolla ajon kokemusta,autoa yleisellä tasolla sekä nykyaikaista elämystämuseosta,” kertoo arkkitehti Ben van Berkel.

”Hienostuneen muotokielen ja geometrian to-teuttaminen oli mahdollista ainoastaan paikalla

valettuja betonirakenteita käyttäen. Tasaisten kak-soiskaartuvien pintojen luominen rakenteissaosoittautui erityisen haasteelliseksi. Tämän takiarajoittavat tekijät valumuottien valmistamiseksiotettiin huomioon jo suunnittelun alkuvaiheessa.Talon koko geometria rakennettiin parametrisoitu-na suunnittelumallina, jotta voitaisiin määrittäätoteutettavuuden rajat”, kertoo Wallisser.

Arkkitehdit toteuttivat kaikkien kaksoiskaartuvienrakenteiden suunnittelun tilallisena tietokonemalli-na, joka siirrettiin eteenpäin eri suunnittelijakonsul-teille ja rakennusliikkeille. Suunnitelmien tuottami-nen kolmiulotteisesta datasta automatisoitiin.

4Mercedes-Benz Maailma sijoittuu 53 000 neliömetrin ton-tille, Daimler -tehtaan pääportin eteen Stuttgartin Unter-türkheimin alueella, kehätien B14 varrella. Uuteen raken-nuskompleksiin kuuluu Mercedes-Benz museo sekä Mer-cedes-Benz keskus.

5Rakennus on jaettu kahdeksaan päätasoon, jossa erote-taan tavalliset kerrokset (tasot 3-7) sekä erikoiskerrokset(tasot 0, 1, 2, Z2 ja 8) käyttötarkoituksen ja kantavien ra-kenteiden vuoksi.

6, 7Museon sisäänkäynti on nostettu kerroksella ylöspäin.

4

5

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:478

2 2010 9

6

7

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:479

2 201010

KANTAVAT RAKENTEETRakennusprojektin suurimmat haasteet olivat ra-kennuksen monimuotoinen geometria, tukirakentei-den etäisyydet ja isot kuormitukset. Lisäksi raken-nustyömaa sijaitsi entisellä täyttömaa-alueella.

Koska normaalit mitoituksen rajat ylitettiin tois-tuvasti yksittäisten rakenneosien muodon vuoksi,rakenteellinen mitoitus voitiin tehdä vain raja-arvo-tarkastelujen pohjalta. Laaja-alaiset kaarevat te-räsbetonirakenteet valettiin paikalla, kuten puhdas-valupinnatkin, joille oli asetettu erittäin korkeatlaatuvaatimukset.

Museorakennuksen pohjapiirustus muistuttaakaartuvaa kolmikulmiota, kolmiapilaa, jonka sivu-jen pituudet ovat noin 80 metriä. Rakennus on kor-keudeltaan 48 metriä ja se on jaettu kahdeksaanpäätasoon, jossa erotetaan tavalliset kerrokset (ta-sot 3-7) sekä erikoiskerrokset (tasot 0, 1, 2, Z2 ja 8)käyttötarkoituksen ja kantavien rakenteiden vuok-si. Horisontaaliset lattiatilat levittäytyvät 30 metriäleveiksi ja ne ovat varsinaisia näyttelyalueita. Kes-kiosassa, joka rajoittuu kolmeen portaikkoon ja his-sikuiluun, on 40 metriä korkea atrium.

Museo on rakennettu spiraalin muotoisesti: ver-tikaaliset kuormat on jaettu toisaalta kolmen, ra-kennuksen sisään sijoitetun ytimen kautta ja tämänlisäksi seinien ja julkisivuun sijoitettujen pilareidenavulla. Tuenta vaakavoimille tapahtuu rakennuksensisällä olevien ydinten avulla. Ne on kytketty yh-teen ympäröivien tilarakennelmien avulla, joissaseinän paksuudet ovat jopa 500 millimetriä ja käy-tetyn betonin lujuusluokka K55.

Jokaisessa tavallisessa kerroksessa on yksi le-genda- ja kokoelmataso, joka sijaitsee aina 1,08metriä alempana kuin siihen liittyvä legendataso.Legendataso on ympäröity ulkopuolelta kehäpalkil-la. Näin muodostuu kehänmuotoinen ramppi, jonkakautta vierailija siirtyy seuraavalle legendatasolle.

8

9

10

8Rakennuksen vertikaaliset kuormat on jaettu toisaaltakolmen, rakennuksen sisään sijoitetun ytimen kautta.

9Laaja-alaiset kaarevat teräsbetonirakenteet valettiin pai-kalla. Muottijärjestelmät olivat PERIn eri järjestelmät.

10Ramppi muodostuu kotelomaisesta kannatuspalkista, jon-ka ulkoseinä on nouseva. Rakenteellinen paksuus palkis-sa on 500 millimetriä ja betonin lujuusluokka K55. Ramppion tuettu ytimiin ja julkisivun pilareihin. Se jakaa verti-kaaliset kuormat kaarevana jatkuvana kannatinpalkkina.

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:4810

2 2010 11

Ramppi muodostuu kotelomaisesta kannatuspal-kista, jonka ulkoseinä on nouseva. Rakenteellinenpaksuus palkissa on 500 millimetriä ja betonin lu-juusluokka K55. Ramppi on tuettu ytimiin ja julkisi-vun pilareihin. Se jakaa vertikaaliset kuormat kaa-revana jatkuvana kannatinpalkkina. Kotelonmuotoi-sen kannatinpalkin sisällä on väliseinät (100 cm -235 cm), jotka varmistavat kuormien jakautumisenpilareiden ja rampin välillä.

Teräsbetonipilarit on sijoitettu julkisivun alueellemolemmissa pohjakerroksissa. Ne ovat poikkileik-kaukseltaan kuusikulmaisia ja mitoiltaan 1,6 m x0,8 m. Pilarit asennettiin 70 - 90 asteen kaltevuu-teen ja korkeimmillaan ne ovat 8-metrisiä.

Julkisivun pilarit ovat kuusikulmaisia myös E2-tasosta ylöspäin. Näkyvissä pinnoissa on trapetsi-kuvio ja pinnat kallistuvat toisiaan kohti. Niin kut-sutut nelijalkatuet ovat erikoismuotoisia julkisivu-pilareita. Nelijalkatukia on yhteensä 18. Ne ovatmuodoltaan ylösalaisen Y-kirjaimen mallisia, taipu-vat tasosta ulospäin ja ovat korkeudeltaan 14 met-riä. Horisontaaliset kuormat on jaettu taipumiskoh-dasta teräksisen tuen avulla. Tuet tehtiin esival-mistettuina teräsbetonielementteinä tai komposiit-tirakenteisina, joissa oli teräsytimet.

Yksi kierre koostuu kahdesta kiertävästä pinnas-ta, jotka muodostavat kerroksen korkuisen kotelo-palkin ytimen alueella, joka kiertää itsensä talonulkoreunaa kohti kaltevaan kattoon. Katossa raken-nepaksuus on 500 millimetriä ja betonin lujuus-luokka K55. Kattojen välille on asetettu väliseiniä(60 cm - 100 cm), jotka vahvistavat kotelopalkkia taitoimivat tukirakenteina tasaisemmalla alueella.

Kaksiulotteinen malli oli riittämätön monimut-kaiselle geometrialle. Geometria toteutettiin esi-valmistettujen muottimallien avulla, jotka sovitet-tiin levytyksen kanssa sisäänrakennetussa mallis-sa. Jotta saavutettaisiin suoraviivainen kuva muo-tista ja kaarevasta betonipinnasta, muottilevyt olileikattava kokoon, jossa otettiin huomioon materi-aalin luonteenomaiset tiedot. Muottilevyinä käy-tettiin 9 millin paksuisia Betoplan - paneeleja, jotkaleikattiin cnc-leikkauskoneella haluttuun kokoon.

Näyttelyhuoneiden lattiat ja katot muodostettiinkomposiittiteräspohjista, jotka ovat jänneväliltäänjopa yli 30 metriä. Katot koostuvat 800 - 1000 milli-metriä korkeista teräskannatinpalkeista ja 200 mil-limetriä paksusta betonilaatasta. Muotteina käytet-tiin Holorib-levyjä. 140 milliä paksu ripustettu puh-dasvalubetonikatto on ripustettu läheisistä teräs-kannattimista.

11

12

11Keskiosassa, joka rajoittuu kolmeen portaikkoon ja hissi-kuiluun, on 40 metriä korkea atrium.Yksi kierre koostuu kahdesta kiertävästä pinnasta, jotkamuodostavat kerroksen korkuisen kotelopalkin ytimenalueella, joka kiertää itsensä talon ulkoreunaa kohti kal-tevaan kattoon. Betonoinnin kuormat, 2500 tonnia perkierre tai legendaramppi siirrettiin alas pohjalaatallekiinteiden tukikehien avulla, jotka ovat samantyyppisiäkuin silloissa.

12Rakennuksen leikkaus. Museorakennus on korkeudeltaan48 metriä ja se on jaettu kahdeksaan päätasoon.

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:4811

2 201012

LEGENDARAMPITViisi noin 70 metriä pitkää legendaramppia ovatmuodoltaan puolipyöreitä teräsbetonisia kotelo-palkkeja, jotka tukeutuvat julkisivun pilareihin. Nerakentuvat kotelopalkista, joka koostuu suorakul-maisesta poikkileikkauksesta kolmikulmaiseen. Le-gendaramppien lattiat muodostuvat edellä maini-tuista teräskomposiittikatoista ja alapuolella ole-vasta puhdasvalupinnasta, joka on kaareva yhdenakselin suhteen ja joka liittyy julkisivupilariin. Jopa2,5 metrin levyiset väliseinät on sijoitettu ramppiensisälle, jotta suuret kuormat voi siirtää pilareille.

Rakennustekniset järjestelmät, kuten ilmanvaih-to ja sprinklerit, asennettiin rakennusvaiheessa jää-viin onttoihin tiloihin.

Kuten “kilpailut ja ennätykset” kerroksessa myöskotelokannatinpalkkien alapuolet on rakennettukäyttäen kolmiulotteisia, esivalmistettuja muotti-runkoja ja sitten päällystetty yksittäisillä esilaske-tuilla puhdasvalupintaisilla muottilevyillä. Kerrok-senkorkuiset, 500 millin paksut seinät sijaitsevatlegendaramppien ulkopuolilla.

KIERTEETLaivan potkurin siiven muotoinen kierre alkaa por-taikosta huoneenkorkuisena, vertikaalisena kotelo-palkkina ja tasoittuu julkisivua kohden. Näin muo-dostuu laakea, melkein 40 metriä pitkä ramppi, jon-ka kaltevuus on noin 13 astetta julkisivua myöten.Tämän laatikkokannatinpalkin ala- ja yläpuoletmuodostuvat kahden akselin suhteen kaarevistabetonipinnoista, alapuoli on tämän lisäksi tehtykorkealuokkaisesta puhdasvalubetonista. Arkkiteh-tien suunnitelmat koskien muottipintoja, ankkuri-pisteiden, ruuvireikien ja sprinkleriaukkojen kohtiatäytyi toteuttaa suurella tarkkuudella myös tässäkaksoisakselikaartuvassa pinnassa. Kuormien ja-kaantuminen ja päärungon tukeminen toteutettiinkotelokannattimen sisällä, raskaasti raudoitettujenväliseinien ja ripojen avulla. Niiden paksuudet oli-vat jopa metrin luokkaa.

13Kuormien jakaantuminen ja päärungon tukeminen toteu-tettiin kotelokannattimen sisällä, raskaasti raudoitettu-jen väliseinien ja ripojen avulla. Niiden paksuudet olivatjopa metrin luokkaa.

13

14

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:4812

2 2010 13

Legendojen ja kierteiden suuret kuormat pystyt-tiin siirtämään vain rajallisesti jo valmiiseen raken-teeseen. Betonoinnin kuormat, 2500 tonnia perkierre tai legendaramppi siirrettiin alas pohjalaa-talle kiinteiden tukikehien avulla, jotka ovat sa-mantyyppisiä kuin silloissa.

Rakennusteknisten haasteiden lisäksi haasteenaoli myös hyvin lyhyt rakennusaika. Koska kaikki ra-kennuksen osat ovat tiiviisti yhteydessä toisiinsa,logistiikka oli suunniteltava yksityiskohtaisesti johyvissä ajoin.

LÄHTEET:– Opus C, Concrete Architecture & Design, issue

2, 2008. Ad-media GmbH. 2008.– Mercedes-Benz Museum Stuttgart.

www.mercedes-benz.com/museum– PERI GmbH, Germany

www.peri.de

15

14, 15Horisontaaliset lattiatilat levittäytyvät 30 metriä leveiksija ne ovat varsinaisia näyttelyalueita. Keskiosassa, jokarajoittuu kolmeen portaikkoon ja hissikuiluun, on reilu 40metriä korkea atrium. Pre-show-hissit aulassa kuljetta-vat vierailijat ylimpään kerrokseen, josta rakennuksenkiertokäynti etenee ylhäältä alaspäin.

MERCEDES-BENZ MUSEOArkkitehtisuunnittelu: UN Studio, AmsterdamRakennesuunnittelu: Werner Sobek Engineering

& Design, StuttgartRakenteiden urakointi: Ed. Züblin AG, Stuttgart

Wolff & Müller GmbH &Co. KG, Stuttgart

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:4813

2 20101414

16

17

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:4814

2 2010 15

MERCEDES-BENZ MUSEUM IN STUTTGART

The Mercedes-Benz Museum in Stuttgart won the Conc-rete Architecture Award 2008. The building is one of thegreatest challenges in European concrete constructiondue to the futuristic design, geometry and form techno-logy. There is not a single straight angle in the building.The Museum building contains both extensive reinfor-ced concrete structures that curve in several directionsand curved as well as flat concrete surfaces producedpursuant to extremely strict requirements. The entirebuilding design process was implemented utilisingthree-dimensional 3D design.

The Mercedes-Benz World comprises the Museumand a centre that displays the most recent car models. Itis located in the Untertürkheim area of Stuttgart near themain gate of the Daimler facility. The internationaldesign contest was organised in 2001 and the winningentry was submitted by Architects UN Studio van Berkel& Bos from Amsterdam.

The building is shaped like a double spiral with theMuseum contained within a relatively small area. Thebase plan of the building resembles a three-leaf clover.An evenly rising hillside leads visitors to the entrance,which is one floor higher than the surrounding industrialestate. Visitors can take the panorama lift to the top floorand start the tour of the building coming down floor byfloor.

The plan drawing of the building is almost triangularwith each side ca. 80 m long. The height of the buildingis about 48 m, and it is divided into nine main levels. Thecentre, which is bordered by three stairwells and a liftshaft, features a 40 m tall atrium. The external appear-ance of the building is dominated by curved facadecolumns, which are hexagons in cross-section.

Werner Sobek Engineering and Design from Stuttgartwere consulted already at the contest stage about issuesrelated to the design of load-bearing structures.

The refined form language and the futuristic geometrycould only be implemented by means of concrete struc-tures cast in place. The creation of smooth surfaces witha double curve proved a challenge. The five ca. 70 m longsemi-circular ramps were particularly demanding, aswell as the spirals in the size of an extra-large ship’spropeller blade, starting from the stairwell as box girdersof room height and levelling out toward the façade.

16 - 20Jokaisessa tavallisessa kerroksessa on yksi legenda- jakokoelmataso, joka sijaitsee aina 1,08 metriä alempanakuin siihen liittyvä legendataso. Legendataso on ympäröi-ty ulkopuolelta kehäpalkilla. Näin muodostuu kehänmuo-toinen ramppi, jonka kautta vierailija siirtyy seuraavallelegendatasolle.

18

19

20

BET1002 06-15 Mercedes 28.6.2010, 09:4915