Erbaut zu einem Preis von £ 300m, ist das Beijing National Stadium, im Süden des Herzstück Olympic Green, ein atemberaubendes Wahrzeichen Gebäude, das die Olympischen Spiele 2008 vom 8. August bis 24. August 2008 inszeniert. Die Eröffnungs- und Abschlusszeremonien sowie Leichtathletikveranstaltungen der 29. Olympiade fanden im Stadion statt. Es war auch Gastgeber der Sommer-Paralympics vom 6. September bis 17. September 2008 und Race of Champions 2009.
Beijing National Stadium wird die Eröffnungs- und Abschlusszeremonien der Olympischen Winterspiele 2022 ausrichten und Peking damit zur ersten Stadt machen, in der sowohl Sommer- als auch Winterolympiade stattfinden.
Mit einem Bruttovolumen von drei Millionen Kubikmetern war es damals der größte geschlossene Raum der Welt. Es war dann auch die größte Stahlkonstruktion der Welt mit 26 km unverpacktem Stahl.
Die innovative Struktur wurde von Herzog & De Meuron Architekten, Arup Sport und der China Architecture Design and Research Group entworfen und wurde aufgrund des Netzes aus verdrehten Stahlprofilen, die das Dach bilden, als „Vogelnest“ bezeichnet.
Neben dem Entwurf eines modernen Stadions stand das Team vor der Herausforderung, einen Veranstaltungsort zu schaffen, der Teil der chinesischen Kultur war und Peking auf die Landkarte setzen würde.
Das Stadion mit 91.000 Sitzplätzen wurde entworfen, um Elemente der chinesischen Kunst und Kultur zu integrieren. Die Hauptstruktur des Nationalstadions ist eine enorme sattelförmige elliptische Stahlkonstruktion mit einem Gewicht von 42.000 t. Das Stadion erstreckt sich 333 m von Norden nach Süden und 294 m von Osten nach Westen mit einer Höhe von 69,2 m. Das Stadiondesign umfasste abnehmbare Sitzplätze von 11.000.
Beijing National Stadium Struktur und Design
Das Stadion hat zwei unabhängige Strukturen, eine Sitzschale aus rotem Beton und den äußeren Stahlrahmen in einem Abstand von 50 Fuß. Da es sich um einen olympischen Austragungsort handelte, gab es viele Standards, denen das Designkonsortium entsprechen musste. Alles von der Breite der Strecke bis zur Größe und Lage der Lang- und Hochsprunggruben, um die Anforderungen des Internationalen Olympischen Komitees (IOC) und des Internationalen Amateur-Leichtathletik-Verbandes (IAAF) zu erfüllen.
Die Architekten und Ingenieure mussten auch die Anforderungen der National Stadium Company erfüllen, um ein mutiges, herausragendes Stadion von Weltklasse zu schaffen und es für die zukünftige Nutzung so flexibel wie möglich zu gestalten.
Die kreisförmige Form des Pekinger Olympiastadions repräsentiert den Himmel, wurde jedoch als Vogelnest beschrieben, dessen Muster von verrückter Keramik im chinesischen Stil inspiriert ist. Eine Reihe von freitragenden Traversen wurde entwickelt, um das Dach zu stützen und die Sitze zu beschatten. Bei der Gestaltung des Nationalstadions sorgten Architekten und Ingenieure auch für bequeme Sitze und optimale Sicht für alle Zuschauer.
Der Fokus lag auch darauf, das Pekinger Stadion so zu gestalten, dass es Erdbeben ohne großen Schaden standhalten kann, da sich das Stadion in einer der seismischsten Zonen der Welt befindet.
Die Hallen sind breit und geräumig, so dass die Erfrischungs- und Merchandising-Stände leicht zugänglich sind. Es gibt auch eine große gemischt genutzte Einzelhandelsentwicklung unter dem Stadion mit Geschäften, Restaurants, Kinos, einem Fitnessstudio und Parkplätzen.
Der Fußballplatz des Stadions mit einer Fläche von 8.000 m2 bot ausreichend Platz für die unterirdischen Rohre des geothermischen Wärmepumpensystems (GHP), durch das Erdwärme gesammelt wird. Im Winter absorbiert das System die Wärme aus dem Boden und hilft, das Stadion zu heizen, während im Sommer die Kälte aus dem Boden gespeichert wird, die das Stadion kühlt.
Die Simulation der Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CDF) auf der Grundlage der Echtzeitsituation wurde verwendet, um die Temperatur und die Luftströmungsgeschwindigkeit in jedem Winkel der Struktur zu berechnen und alle Lüftungseinrichtungen entsprechend zu optimieren.
Finanzierung des Pekinger Stadions
Das Konsortium der China International Trust and Investment Corporation (CITIC), das 42% der Finanzierung für das Projekt im Gegenzug für eine 35-jährige Ausschreibung nach Abschluss der Olympischen Spiele aufnahm, besteht aus der CITIC Group, der Beijing Urban Construction Group, der Golden State Holding Group der Vereinigten Staaten und der CITIC Group-Tochtergesellschaft Guoan Elstrong (eine öffentlich-private Partnerschaft).
Die restlichen 58% werden von der Stadtregierung von Peking finanziert und diese wurde der Beijing State-owned Assets Management Co Ltd als Vertreter der Stadtregierung anvertraut.
Beijing Stadium contractors and construction
Der Bau des Beijing Stadium begann am 23.Dezember 2003 und wurde Anfang 2008 abgeschlossen. Beijing Mechanical Construction Company gewann das Angebot für Erdarbeiten und Fundamentbehandlung im November 2003 und die Arbeiten begannen fast sofort. CITIC Internationals Contracting Inc. war der größte Bauunternehmer.
Bauingenieurwesen, Maschinenbau und Elektrotechnik, Brandschutztechnik, Akustikdesign waren die Verantwortung von Ove Arup & Partnern. Städtische Bau-Gruppe Co. Pekings. Ltd (BUCG) organisierte das Projekt zusammen mit der China Architecture Design & Research Group.
Um die Schalungskonstruktion auf der Schale zu minimieren, verwendete das Konstruktionsteam Betonfertigteile. Eine Terrasse aus L-förmigen Fertigteilen, die Bereiche zwischen den tragenden Stahlbeton-In-situ-Trägern überspannt, bildet den Abschnitt der mittleren und oberen Ebene. Das Pekinger Olympiastadion wird von 24 Hauptsäulen von jeweils 1.000 t getragen, weit mehr als das Gewicht eines herkömmlichen Stadions und in einem scheinbar zufälligen Muster angeordnet.
Das 3D-Stahldach überspannt einen 330 m langen und 220 m breiten Raum. Die Geometrie des Daches wurde aus einer Basisellipse herausgearbeitet, deren Hauptachse 313 m und deren Nebenachse 266 m misst. Die Außenfläche der Fassade hat eine Neigung von etwa 13° zur Vertikalen. Da China sehr anfällig für Erdbeben ist, wurde das Dach von der Sitzschale getrennt, um die Struktur erdbebensicher zu machen.
National Stadium ‚Bird’s Nest‘ architecture
Das Team wollte ein optimales Gleichgewicht zwischen der Gewährleistung einer guten Sicht für jeden Zuschauer, der Schaffung einer guten Atmosphäre und der Gestaltung eines eleganten Gebäudes. Es war auch notwendig, sich der verschiedenen Nutzungen des Stadions bewusst zu sein; zum Beispiel, wenn es als Leichtathletikstadion verwendet wird, ist die wichtigste Ansicht an der Ziellinie der Laufbahn, aber wenn es für Fußball verwendet wird, sind die besten Ansichten an der Mittellinie.
Es war eine echte Herausforderung, alle in einem so großen Veranstaltungsort nahe genug zu bringen, und es war eine immense Aufgabe, die Berechnungen richtig zu machen. Zum Beispiel würde die Änderung der Höhe der ersten Sitzreihe um nur 100 mm das Stadion deutlich größer und höher machen und die Kosten um mehrere Millionen Pfund erhöhen.
Um das optimale Design zu erreichen, verließ sich das Team stark auf parametrische Designsoftware. Dies half, die Sichtlinien, die Schüsselgeometrie, den Luftstrom, um das Gras in gutem Zustand zu halten, seismische Studien und das Design der Außenhülle zu erarbeiten.
Während die Oberfläche der Struktur einfach ist, ist die Geometrie komplex – die Berechnungen waren so zahlreich und kompliziert, dass sie nicht manuell gelöst werden konnten. Software wurde benötigt, um sicherzustellen, dass die Bahn aus verdrillten Stahlprofilen zusammenpasst, da sie sich verdrehen und biegen müssen, um der Oberfläche genau zu folgen.
Die Hauptelemente unterstützen sich gegenseitig und laufen zu einer Gitterformation zusammen. Die Tribüne des Nationalstadions ist ein siebenstöckiges Scherwandsystem mit einem Betongerüst. Der obere Teil der Tribüne und die Stahlkonstruktion des Stadions sind zwar voneinander getrennt, aber beide basieren auf einem gemeinsamen Fundament.
Die „Nest“ -Struktur, so zufällig sie auch aussehen mag, folgt den Regeln der Geometrie und enthält 36 km unverpackten Stahl. Die Form des Daches wurde von Yin Yang, der chinesischen Philosophie des Gleichgewichts und der Harmonie, inspiriert.
Das Dach ist mit einer zweischichtigen Membranstruktur bedeckt, wobei eine transparente ETFE-Membran (Ethylentetrafluorethylen) am oberen Teil der Dachstruktur und eine transluzente PTFE-Membran (Polytetrafluorethylen) am unteren Teil befestigt sind. Eine PTFE-Akustikdecke ist ebenfalls an den Seitenwänden des Innenrings angebracht.
Die Räume in der Struktur des Pekinger Olympiastadions sind mit aufgeblasenen ETFE-Kissen gefüllt. Auf der Fassade sind die aufgeblasenen Kissen an der Innenseite der Struktur angebracht, wo dies erforderlich ist, um Windschutz zu bieten.
Da alle Einrichtungen – Restaurants, Suiten, Geschäfte und Toiletten – in sich geschlossene Einheiten sind, kann weitgehend auf eine solide, geschlossene Fassade verzichtet werden. Dies ermöglicht eine natürliche Belüftung des Nationalstadions, was der wichtigste Aspekt des nachhaltigen Designs des Stadions ist.
Um die Kosten niedrig zu halten, sind alle strukturellen Elemente des Stadions darin enthalten, so dass es keine Türme oder Kabelnetze gibt. Die Schale der Struktur ist in acht Zonen mit jeweils eigenem Stabilitätssystem unterteilt, wodurch jede Zone effektiv als eigenes Gebäude fungiert.
Der Eingang zum Vogelneststadion wird durch Stativschranken kontrolliert, die von Kaba Gallenschütz aus Deutschland geliefert und hergestellt werden. Das Projekt umfasste die Installation von 138 dieser Einheiten an den 12 Eingängen zum Stadion.