Das Familienunternehmen Allguth GmbH hatte daher im Herbst 1999 mehrere Architekten um Vorschläge für eine neue Tankstellentypologie gebeten, welche für verschiedene Standort- und Nutzungsbedingungen gleichermaßen anwendbar sein sollte. In diesem Wettbewerb hat das Münchner Büro Lydia Haack + John Höpfner Architekten den Bauherrn mit einer Typologie überzeugt, die neue Wege im Tankstellenbau beschreitet. Im Großraum München wurden in den vergangenen vier Jahren vier Tankstellen dieser Typologie errichtet. Sie liegen an der Fürstenrieder Straße, dem Georg-Brauchle-Ring, sowie an der Landsberger Straße in Germering und Gilching.
Kennzeichnend für diese Typologie sind eine klare, einladende und übersichtliche Gestaltung, eine gute Integration in die Umgebung sowie eine größtmögliche Flexibilität für spätere Modifizierungen. Das Tragsystem besteht aus einem einheitlichen Stahlskelett in einem dreidimensionalen Organisationsraster, das sich über alle Nutzungsbereiche erstreckt. Hierdurch ergibt sich eine kubische Teilung, die flexibel an die verschiedenen Nutzungssituationen angepasst werden kann, indem sie bedarfsgerecht mit Glas, Trapezblech, Metallpaneelen, Funktionselementen oder transparenten Folienpneus eingekleidet wird. Letztere bilden große Oberlichter über Tank- und Shopbereichen, die natürlich belichtete Innen- und Außenräume ermöglichen. Alle Dienstleistungen, Tankbereich, Shop, Internetcafé, Getränkemarkt, Bäckerei, werden ebenerdig erreicht, sind taghell und regengeschützt. Die Typologie betrifft nicht nur die konsequent eingehaltene Gebäudestruktur, sondern auch eine wiederkehrende Auswahl situationsbedingt eingesetzter Materialien und eine identische Gestaltung der sorgsam durchgearbeiteten Details. Gleiche Tragstrukturen und -elemente mit identischen Anschlüssen führen zu einem harmonischen Erscheinungsbild. Zwei der vier Neubauten wurden mit Anerkennungen des Renault Traffic Design Awards 2004 ausgezeichnet.
Tragstruktur
Die Tragstruktur ist ein zentrales Element der Typologie. Nach intensiver Diskussion verschiedener Alternativen entschied man sich für einen ebenen Trägerrost als Dachtragwerk der gelenkig mit eingespannten Stützen verbunden wird. Die Stützen stehen im Raster 4,40 m, bzw. einem Vielfachen hiervon (8,80 bzw. 13,20 m). Die Rastergröße von 4,40 m wurde aus dem erforderlichen Abstand zwischen den Zapfsäulen und aus einer statisch sinnvollen Spannweite für die Folienpneus entwickelt. Die Träger in der Dachebene aus HEB 400 Walzstahl-Profilen (S235) münden in 1 ≈ 1 m große Trägerkreuze, die zentrisch über den Stützen angeordnet sind (Abb. Dachträger und Trägerkreuz sind mittels Kopfplattenstoß biegesteif miteinander verbunden. Dieser Anschluss überträgt die aus einseitigen Horizontallasten der Pneus resultierende Querbiegung und das damit verbundene Torsionsmoment. Die Verbindungsart überführt Träger und Trägerkreuz in einen ebenen, orthogonalen Trägerrost, der als starre Dachscheibe wirkt, und somit die Ausbildung von Auskreuzungen in der Dachebene erspart. Die lichte Höhe beträgt von der Fahrbahndecke bis Unterkante Dachscheibe 4,60 bis 4, 90 m. Ihre Auskragung beträgt im Normalfall das Rastermaß 4,40 m. Die eingespannten Stützen bestehen aus Rechteck-Hohlprofilen 500 ≈ 300 mm. Ihre Wandstärke beträgt in der Regel 10 mm (S235). Das Dachtragwerk ruht in den Trägerkreuzen auf runden Auflagerplatten, die am Stützenkopf von eingeschweißten vertikalen Blechstegen gestützt werden. Eine gezielte Beleuchtung der Auflagerpunkte löst das Dach visuell von den Stützen und betont dessen punktuelle Lastabtragung.
ETFE-Folienpneus
Ein weiteres Kennzeichen der Typologie ist eine für Tankstellen bislang ungewohnte Helligkeit an den Zapfbereichen und im Innenbereich der Gebäude. Sie wird durch große Oberlichter aus Folienpneus erzielt, die hier eine Größe von 57 m2 erreichen. Mit Glas wäre eine transparente Dachfläche dieser Größenordnung ohne Unterkonstruktion nicht denkbar. Die Folienpneus bestehen aus Ethylen-Tetra-Fluor-Ethylen, kurz ETFE – einem Fluorpolymer, das seit den 80er-Jahren zunehmend als Element der Gebäudehülle verwendet wird: als pneumatisch gestütztes Folienkissen, wie bei den vorgestellten Projekten, oder als mechanisch vorgespannte, einlagige Membran. Im Dach- oder Fassadenbereich eingesetzt, bilden ETFE-Folienpneus architektonische Elemente, die statische, bauphysikalische, bauklimatische und brandschutztechnische Funktionen übernehmen. Je nach Grundrissgeometrie, Pneustich und eingesetzter Foliendicke (derzeit max. 0,25 mm) erlaubt ihre Tragfähigkeit eine Pneuspannweite bis ca. 5 m für hier übliche Dachlasten.
Bei den vorgestellten Projekten befinden sich die luftgestützten Pneus stets in der Längsachse des Gebäudes zwischen den beiden Stützenreihen. Die transparenten Pneus dienen nicht nur einer besseren natürlichen Ausleuchtung, sondern auch als Wegweiser von den Zapfsäulen zum Kassen- bzw. Shopbereich. Ihr geringes Gewicht erlaubt die Ausbildung kompletter Dachfelder als RWA bzw. Lüftungshubelement mit relativ filigraner Hubmechanik.
Die Pneus sind mittels Klemmprofilen aus Aluminium umlaufend an Sekundärträgern befestigt. Da diese nicht nur die Linienlasten über Aufständerungen in die Hauptträger abtragen, sondern auch als Entwässerungsrinnen dienen, werden sie in Feldmitte überhöht ausgebildet. Durch die erhöhte und zum Teil einseitige Lasteinleitung entstehen Torsionsmomente in der Ebene des Trägerrosts.
Im Hinblick auf den erforderlichen Wärmeschutz werden Pneus im Fassaden- und Dachbereich von Gebäuden mindestens mit drei Folienlagen ausgeführt. Hierdurch entsteht ein luftgestütztes System mit mindestens zwei Volumina, die über kleine Öffnungen in der zumeist ebenen Mittellage miteinander verbunden sind. Bei Dachflächen in der vorliegenden Größenordnung können sämtliche Pneus von einer Gebläsestation gespeist werden. Diese besteht aus Redundanzgründen aus einem Haupt- und einem zusätzlichen Reservegebläse. Um die Störungsanfälligkeit der Luftzuführung zu minimieren, werden beide Gebläse standardmäßig an das Notstromsystem des Gebäudes angeschlossen. Die Umschaltung von Haupt- zu Reservegebläse kann automatisch oder manuell vorgenommen werden. Sie kann turnusmäßig oder auch nur bei Ausfall eines Gebläses erfolgen. Die Leistungsaufnahme eines Gebläses beträgt für derartig kleine Pneuvolumina nicht mehr als 0,3 kW. Das Gebläse arbeitet nur, wenn der Druck im Pneu unter einen eingestellten Mindestwert abfällt. Der Nenninnendruck beträgt ca. 300 Pa, das entspricht einem Überdruck von nur 3 mbar zum atmosphärischen Außendruck oder einer Folienbelastung von 30 kg/m2. Bei Schneelasten wird der Pneuinnendruck erhöht, um ein Absinken der oberen Folienlage unter Last zu vermeiden. Im Hinblick auf eine Kondensatminimierung in den Pneus kann die Zuluft standardmäßig getrocknet werden.
ETFE-Folie kann transparent oder farbig pigmentiert hergestellt werden. Zur Reduktion des sommerlichen Strahlungseintrags kann sie auch farbig bedruckt werden. Der Grad der Bedruckung – und somit der Strahlungsreflexion – richtet sich nach dem gewünschten Energiedurchlass. Sie wird nicht auf der Oberfläche der Außenlage aufgebracht, um die Bedruckung vor Witterungseinflüssen zu schützen.
Die hier vorgestellten Projekte zeigen Sonnenschutz- und Lichtlenkungsvarianten in Form raffbarer Rollos und Folienlamellen, die im Innenraum der Pneus angebracht sind. Sie wurden vom Architekten in Zusammenarbeit mit dem ausführenden Unternehmen Covertex entwickelt. Das Lamellenpneu wurde von Haack + Höpfner beim Deutschen Patent- und Markenamt als Gebrauchsmuster eingetragen (Titel: »Integriertes Lichtlenkungs- und Verschattungssystem in 2- bis 3-lagigen Pneukonstruktionen in Dächern und geneigten Fassaden«). Bei Pneus, in die ein Sonnenschutz aus Lamellen oder Rollos integriert ist, werden die Folienlagen getrennt am unteren und oberen Trägerflansch befestigt. Hierdurch erhält man einen ausreichenden Abstand, um den Verfahrmechanismus am Trägersteg zu montieren. Zudem lässt sich durch den Abstand der Folien an ihrer Befestigungslinie der Wärmeschutz verbessern.
Tankstelle, Fürstenrieder Straße 210, München
In der Fürstenrieder Straße wurde die Typologie erstmalig – sozusagen als Prototyp - verwirklicht. Die Tankstelle (Abb. 1–4) wurde nach einjähriger Planung und fünfmonatiger Bauzeit im August 2001 fertig gestellt. Sie beinhaltet vier Zapfstellen, 200 m2 Verkaufsfläche mit Backshop und Cafébar sowie Lager- und Nebenräume im Erd- und im Kellergeschoss unter dem Verkaufsraum.
Das lang gestreckte Flachdach überspannt das Shopgebäude, das Tankfeld und dessen Zufahrt bis zum nördlichen Ende des Grundstücks, wo es in eine Pergola mündet. Es wird von zwei Stützenreihen in einem Achsraster von 4,40 ≈ 8,80 m getragen. Der somit aus drei Reihen à zehn Feldern bestehende Trägerrost der Dachscheibe ist gelenkig mit den am Fußpunkt eingespannten Stützen verbunden. An seinen beiden Längsseiten kragt die Dachscheibe jeweils 3,60 m aus. Sie nimmt damit die Fluchten der Nachbarbebauung auf und wird somit zum Bindeglied zwischen einem mehrgeschossigen Wohn- und Geschäftsgebäude im Norden und eingeschossigen Wohngärten im Süden des Areals.
Die Dachfelder sind mit einer Blechkassettendecke gefüllt, die bündig mit dem unteren Flansch der Träger abschließt. Das Tragsystem bleibt durch die von unten sichtbaren Trägerflansche ablesbar. Im Mittelfeld zwischen den Stützen wurden sechs der zehn Dachfelder mit dreilagigen ETFE-Folienpneus ausgebildet. Somit ist über ein Viertel der 725 m2 großen Dachfläche transparent. Eines der sechs Pneufelder – das über dem Shop – besteht aus einem Hubelement, das für eine natürliche Belüftung sorgt. Das komplette Feld (ca. 4 ≈ 8 m ) kann mit vier Hydraulik-Zylindern um 50 cm angehoben werden. Vier zusätzliche Führungen nehmen die Windkräfte auf das geöffnete Hubelement auf. An einen Windwächter angeschlossen, wird es bei einer Windgeschwindigkeit von 4 m/s automatisch geschlossen. Durch die Fortführung der transparenten Dachfelder im Shopbereich, wird die bei Tankstellen häufig als unangenehm empfundene Grenze zwischen hellem Außen- und dunklem Innenbereich auf elegante Weise aufgelöst. Es ergibt sich ein einladender, heller Pavillon in einem Gesamtensemble, das funktional und modular strukturiert ist, zugleich aber auf den engen Bauplatz zugeschnitten zu sein scheint.
Tankstelle Georg-Brauchle-Ring 44, München
Nach dem Erfolg des Systems der Fürstenrieder Straße wurde die Typologie im Jahr 2003 auch am Georg-Brauchle-Ring angewendet. Diese Anlage (Abb. 5–10) wurde auf einem schmalen, 18 × 80 m großen Grundstück parallel zur Straße errichtet. Sie besteht aus einem 230 m2 großen, teilunterkellertem Verkaufsraum mit Cafébar, kleiner Bäckerei, Convenience-Store, einer Lotto-Annahmestelle und einem Getränkemarkt.
Die Stützen stehen hier im Abstand von 8,80 bzw. 13,20 m in zwei Reihen. Die Stützenreihen haben einen Abstand von 6,30 m zueinander. Das Dach kragt an seiner Längsseite beidseitig um ca. 4,40 m über die Stützenachsen aus. Auch bei diesem Gebäude wurden sechs Mittelfelder mit dreilagigen transparenten ETFE-Folienpneus gefüllt. Ihre Spannweite entspricht im Normalfeld etwa dem Rastermaß 4,40 m. Das letzte Pneuelement nimmt die Halbkreisform des auch an der Stirnseite auskragenden Daches auf. Zur Abtragung der Biege- und Torsionsbeanspruchungen mussten am Halbrund die ansonsten offenen HEB-Profile zum geschlossenen Hohlkastenquerschnitt (S355) verstärkt werden. Eine horizontal verfahrbare Membran, die zwischen den Folienlagen des Pneus angeordnet ist, bildet den Sonnenschutz des transparenten Shopfeldes. Drei Zugseile, von einer Antriebswelle bewegt, ziehen die Membran in die gewünschte Beschattungsposition. Die Pfosten-Riegelfassade des Verkaufsraumes ist je nach Nutzung und Ausrichtung mit Glas, Sonnenschutzlamellen, transluzenter Verglasung oder bei den Nebenräumen mit Blechpaneelen mit gelochter oder glatter Oberfläche belegt. Am Tage wirkt die Tankstelle als lichter Pavillon im Park, nachts erweckt die akzentuierte Beleuchtung der Stützenköpfe den Eindruck eines schwebenden Raumschiffs.
Tankstelle und gläserne Waschstraße Landsberger Straße 2, Germering
Das bereits bestehende Tankstellengebäude an der Landsberger Straße in Germering (Abb. 11–17) wurde modernisiert und um Verkaufsräume, einen rückwärtigen Betriebshof und eine vom Gebäude getrennte Waschanlage erweitert. Die als »gläserne Waschstraße« bekannt gewordene Anlage ist mit ihrer 4 m hohen und 52 m langen transluzenten Glasfassade ein markantes Aushängeschild des Gebäudekomplexes. Diffus zeichnet sich das Geschehen im Inneren durch die mehrschichtige Fassade aus Gussglas-Paneelen ab, wodurch die Waschstraße zu ihrem eigenen Werbeträger wird. Insbesondere nachts markiert sie als Lichtobjekt die Stadtgrenze von Germering.
Die dreischiffige Waschhalle beinhaltet in ihrem Mittelgang die PKW-Waschstraße, im östlichen Teil einen zur Waschstraße hin transparent verglasten Gang, von dem der Kunde trockenen Fußes die Metamorphose seines Autos genau verfolgen kann; im westlichen Teil nimmt ein ebenfalls zur Waschstraße transparent verglaster Gang die eingestellten Raumzellen der technischen Ausrüstung auf. Fünf Dachfelder sind als transparente ETFE-Folienpneus, zwei davon als Lüftungshubelement, ausgebildet. Da ETFE-Folienpneus, bedingt durch ihre geringe Masse, ein kaum nennenswertes Schalldämmmaß aufweisen, zwang die angrenzende Wohnbebauung zum Einbau einer zusätzlichen Schalldämmung. Durch die Anordnung einer auf Schneelasten bemessenen VSG-Scheibe in der Pneukammer konnte bei geschlossenen Hubelementen ein ausreichender Schallschutz erzielt werden. Die Hubelemente dienen daher lediglich als Unterstützung der mechanischen Lüftung und werden nur bei Stillstand der Waschanlage geöffnet. Die Wahl der Werkstoffe Profilglas (Fassade) und ETFE-Folie (Dach) ist funktional begründet. Beide sind wartungsarm und gelten als dauerhaft resistent gegenüber den eingesetzten Reinigungsmitteln. Ihre Dichtigkeit ist einfach zu überprüfen, ein Austausch schnell und ohne Betriebsunterbrechung ausführbar. Die thermischen Gewinne der großen transparenten Dachfelder werden der Fahrzeugtrocknung zugeführt, was langfristig einen Beitrag zur Energieeinsparung liefern soll.
Über dem Verkaufsraum des Tankstellengebäudes befindet sich ein quadratischer Pneu mit 7,5 m Spannweite. Aufgrund der begrenzten Tragfähigkeit der Folie war diese Spannweite bei den am Standort anzusetzenden Lastannahmen nicht ohne zusätzliche Unterstützung der Folie möglich. Die nach DIN 1055 bei flachen Dächern anzusetzenden Windlasten waren zwar aufgrund fehlender Rand- und Ecksogbereiche gering, die Schneelasten (1,0 kN/m2) führten aber zum Einbau zweier sich kreuzender Bögen, auf die sich die Folie bei Last absenkt. Zur Vermeidung des horizontalen Bogenschubes wurden die Bogenfüße mittels Zugstäben kurzgeschlossen. Auch in diesem Feld wurde als Sonnenschutz ein verfahrbares Membransystem eingesetzt, das in Zusammenarbeit mit dem ausführenden Unternehmen eigens entwickelt wurde. Die Abmessungen erforderten hier zwei 3,50 m breite Rollos, die von jeweils vier Zugseilen gegenläufig verfahren werden.
Tankstelle Landsberger Straße 90, Gilching
Die Tankstelle Gilching (Abb. 18–26) an der gleichnamigen Ausfahrt der Autobahn München-Lindau wurde im Jahr 2004 in gleicher Typologie realisiert. Der Gebäudekomplex umfasst sechs Tankinseln, einen 600 m2 großen Verkaufsbereich mit Getränke- und Supermarkt, Cafébar und Bäckerei, einem Internetcafé, weiteren Lager- und Nebenräumen sowie eine Waschstraße mit parallelem Kundengang. Hier musste das Dachtragwerk jedoch weitergehenden Anforderungen gerecht werden: Im Hinblick auf das hohe Verkehrsaufkommen sollte es eine deutlich größere Stützenfreiheit aufweisen, als die bislang realisierten Tankstellen. Daher wurde der Stützenabstand von 8,80 auf 17,60 m verdoppelt. Diese Spannweite war unter Beibehaltung der Typologie nur durch 7,60 m hohe Pylone, welche auf die Standardstützen aufgesetzt wurden, zu erreichen. An diese wurde das Dachtragwerk über Zugstangen angehängt. Der Pylonquerschnitt wurde aus optischen Gründen in vier Einzelstäbe mit den Abmessungen 80 ≈ 80 mm, t= 10 mm, im Achsabstand von 120 mm aufgelöst. Die Trägerquerschnitte des Dachtragwerks (HEB 400) konnten weitgehend beibehalten werden. Lediglich die 17,60 m langen Querträger zwischen den Pylonen mussten mit zwei zusätzlichen Stegblechen zu Hohlkastenprofilen (S355) ausgebildet werden, um die auftretenden Torsionsmomente aufzunehmen. Die Erfordernis der Pylone mit einer Kopfhöhe von 12,50 m über Geländeoberkante hatte einen positiven Nebeneffekt: Trotz ihrer Lage in einer Senke ist die Tankstelle weithin sichtbar. Die für den Flugverkehr erforderlichen roten Warnleuchten an den Pylonköpfen tragen nachts zur Signalwirkung bei. In Gilching wurden zwei der fünf quadratischen Pneus über der Waschstraße als Hubelemente mit dem bereits beschriebenen Hubmechanismus ausgeführt.
Als ungeregelter Sonnenschutz wurden im Pneuinneren weiß bedruckte Lamellen aus ETFE-Folie an die mittlere Folienlage angehängt. Über dem Shopbereich befinden sich zwei Kipp-Pneus (4,40 ≈ 8,80 m), die mit Hilfe von zwei Hydraulik-Zylindern 50 Zentimeter geöffnet werden können.
Fazit
Tankstellen sind heute mehr als ein Nothalt am Straßenrand zur Wiederbefüllung des Kraftstoffvorrats. Mit Waschstraße, Getränkemarkt, Backshop und Internet-Café bilden sie kleine Dienstleistungszentren, die nicht nur Ortsfremde zum Verweilen einladen, sondern Teil des städtebaulichen Gefüges sind und das Ortsbild prägen. Die Architekten der vorgestellten Projekte haben eine einheitliche Typologie entwickelt, die die vielfältigen Fragen aus den unterschiedlichen Standort- und Nutzungsbedingungen mit einer Antwort gelöst hat. Diese Typologie beinhaltet eine klare und flexible Raumordnung, eine der Aufgabe angemessene, gut proportionierte Tragstruktur mit sorgsam durchgearbeiteten Details, sowie eine funktionale Gestaltung. Die Auflösung der Dachebene durch transparente Oberlichter aus Folienpneus gehört zu den prägenden Gestaltungsmerkmalen. Ihre einheitliche Architektur fördert den Wiedererkennungswert und bewirkt somit die Profilierung der Markenidentität. Die Aufgeschlossenheit des Bauherrn für einen neuen Weg wurde auch in wirtschaftlicher Hinsicht belohnt. Die gelungene Umsetzung vom städtebaulichen Entwurf, über die Entwicklung des Tragwerks bis zur konstruktiven Detailausbildung zeigt auch den Sinn eines frühzeitigen Dialogs zwischen Architekten und Tragwerksplanern.
