Mit seinem spektakulären Dach ist das Sony Center das Herzstück des Potsdamer Platzes

Dem Architekten Helmut Jahn war es wichtig, dass das Dach den Platz wie einen Regenschirm überdeckt. Der Platz sollte weder geschlossen sein, noch sollte es den Besucher ein Freiluft-Erlebnis vorenthalten.

Die außergewöhnliche Glas-Membran-Dachkonstruktion ruht auf einem rund 500 t schweren Ringanker. Die Konstruktion, die unter abwechselnder Verwendung von Glas und Membranen an einer Kabelstruktur befestigt ist, überspannt 102 m. Strukturell ähnelt das Dach einem Fahrradrad in einer horizontalen Position, das mit einer hängenden und zentrierten 42 m langen Fahrwerkswelle die Schaffung eines stützenfreien Platzes erreicht. Im Vorfeld der Detailplanung des Daches führte Arup eine Umweltstudie durch, bei der Windkanaltests, dynamische thermische Modelle und Analysen numerischer Strömungssimulationen eingesetzt wurden, um die Behaglichkeit auf dem Platz zu beurteilen.

Tageslicht-Studie

Arup führte eine Tageslicht-Studie mit Hilfe von Computersimulationen durch. Das Berliner Bauamt verlangte strenge Beweise dafür, dass das Forum-Dach die hohen deutschen Tageslichtanforderungen, die für die vielen Büros und Wohnungen um den Platz gelten, erfüllt. Die Herausforderung bestand darin, den komplexen Durchgang des Tageslichts durch das Dach und dessen Rückstrahlung in die Büros und Wohnungen zu modellieren. Tageslichtwerte einzelner Räume mussten prognostiziert und mit den gesetzlichen Vorgaben verglichen werden.

Simulation des Tageslichts mit Ray-Tracing-Verfahren

Arup meisterte diese große Herausforderung durch den Einsatz innovativer Ray-Tracing-Verfahren (computergestützte Simulation von Räumen und Bereichen), die zusätzlich zu unserem Tageslichtdesin-Expertenwissen zum Tragen kamen.

Unsere Ingenieure entwickelten eine Methode, die die Helligkeit in ausgewählten Beispielräumen bestimmte und dadurch Rückschlüsse auf die Lichtbedingungen aller anderen Räumen der Gebäude ermöglichte.

Es wurde eine sehr detaillierte 3D-Computersimulation generiert, die die komplexe Geometrie des Daches beinhaltete und sowohl den physikalisch präzisen Durchgang der Lichtstrahlen durch das Dach als auch deren Lichtreflektion auf die Gebäudefassaden beinhaltete.

Im Vorfeld der Detailplanung des Daches führte Arup ebenfalls eine Umweltstudie durch, bei der Windkanaltests, dynamische thermische Modelle und Analysen numerischer Strömungssimulationen eingesetzt wurden, um die Behaglichkeit innerhalb des Forums zu beurteilen.

Das Tragsystem

Ein durchgehender Ringanker wurde entlang der Kante eines geeigneten Schnitts durch einen hyperbolischen kegel angeordnet, der einer Felge im Laufrad eines Fahrrads ähnelt.

Die beiden oberen Kabel des dreiseitigen Ringankers folgen der Oberfläche des hyperbolischen Kegels. Der ringförmige Träger ist im Grundriss elliptisch und verfügt über eine Spannweite von 102 Metern in der Hauptachse und 78 Metern in der Nebenachse.

Der 42,5 lange Ringanker wurde in einer geneigten Achse im Rad angeordnet. Zwei sternförmige Kabelschichten verbinden die Ober- und die Unterseite des Stützbalkens mit dem Ringanker. Der obere Teil der Kabel erzeugt durch seine abwechselnde Anordnung von höher und niedriger liegenden Kabeln die gefaltete Oberfläche des Daches. Die untere Schicht der Kabel, die mit der Mittelstütze verbunden ist, formt den unteren Endpunkt oberhalb des Forums.

Das ganze System wurde vorgespannt, um die Oberfläche, die aus Kabeln, Glas und Membranen besteht, zu stabilisieren. Der Ringanker ist vertikal an sieben Punkten auf den Glasdächern befestigt, die das Forum umsäumen. Horizontal wurde die Tragkonstruktion strukturell begrenzt, um jegliche Kräfte, die vom Dach auf die Gebäude und umgekehrt wirken könnten, zu unterbinden.