Die Einstufung von ETFE-Strukturen und die Verlegung großer Gebäude, zwei Themen, die eine neue Ära für Membranstrukturen einleiten.

Das Shin Toyosu Brillia Running Stadium wurde 2016 in Toyosu, Koto-ku, Tokio, eröffnet. Es ist ein Ort, an dem Sportbegeisterte, darunter Bürgerläufer, Menschen mit Behinderungen und Spitzensportler, die Freude am Laufen teilen können.
In den sieben Jahren, die seither vergangen sind, wurde das Stadion von vielen Nutzern geliebt und wird derzeit abgebaut und in das Ariake-Gebiet verlegt.
Wir sprechen mit Jun Kitamura (im Folgenden Kitamura), der sich mit dem Bau des Stadions zwei Herausforderungen stellte: Er war der erste in Japan, der ETFE-Strukturen in großem Maßstab einsetzte und ein Rating für die Notifizierung erhielt, und er konstruierte unter der Prämisse des Abbruchs und der Verlegung ohne Stahlschweißarbeiten vor Ort oder Membranschweißarbeiten.

Begegnung mit Membranstrukturen und die Auswirkungen von München
Die Anziehungskraft der Membranen, die Kitamura zur ETFE-Struktur führte.

Kitamura, der derzeit als leitender Ingenieur der Construction Business Management Division und Direktor für Planung und Forschung bei der Japan Membrane Structures Association tätig ist, ist ein Fahnenträger für ETFE-Strukturen. Wie wurde die ETFE-Struktur im Shin Toyosu Brillia Running Stadium installiert, und was war seine erste Begegnung mit Membranstrukturen?

Kitamura:
Seit meiner Studienzeit bin ich Mitglied des Membranstrukturlabors im Fachbereich Architektur. Als ich in der High School Baseball spielte, wurde das Korakuen-Stadion zum Tokyo Dome, und als ich ein Spiel besuchte, war ich von der mysteriösen Dachkonstruktion fasziniert, wodurch mein Interesse an Membranstrukturen geweckt wurde. Als ich dann ernsthaft zu studieren begann, war ich schockiert von dem Olympiastadion in München, das 1972 von einem berühmten Ingenieur namens Frei Otto entworfen wurde und das keine Membran ist, sondern aus transparenten Materialien und dicken Kabeln eine membranähnliche Form bildet. Ich bin derzeit Sekretärin des Structural Design Subcommittee of the Shell and Space Structures Steering Committee des Architectural Institute of Japan und habe über diese Arbeit in dem Buch „Structural Design Guidebook of the World I“ geschrieben, das dort 2019 veröffentlicht wurde. In ähnlicher Weise habe ich natürlich auch über das neue Toyosu Brillia Running Stadium im Structural Design Guidebook for Japan geschrieben, das 2023 veröffentlicht wurde.

Ich kam 1996 zu Taiyo Kogyo und begann in den frühen 2000er Jahren im technischen Labor des Unternehmens mit der Erforschung von ETFE-Strukturen. Mein erster Eindruck, als ich es zum ersten Mal sah, war, dass es hochtransparent und das Material ohnehin sehr dünn ist. Ehrlich gesagt, fragte ich mich, ob so etwas in Ordnung wäre. Ich fragte mich das. Das erste Projekt, an dem ich intensiv beteiligt war, war der japanische Pavillon auf der Expo 2010 Shanghai, einer internationalen Ausstellung in Shanghai, China. Dieses Dach war eine ETFE-Konstruktion, für deren Gestaltung ich verantwortlich war. Damals war ich auch mit Shinji Namba und Ken Takai zusammen, mit denen ich dieses Mal zusammenarbeitete.
Bei herkömmlichen Membranstrukturen wurden weiße Membranen verwendet, aber der Hauptvorteil von ETFE-Strukturen ist, dass sie transparent sein können. Sie lassen ultraviolette Strahlen durch und eignen sich daher für Gewächshäuser und botanische Gärten, in denen Pflanzen gezüchtet werden, sowie für Fußballstadien, in denen Naturrasen kultiviert werden muss. Der Nachteil ist jedoch, dass die Temperatur zu stark ansteigen kann, wenn Sonnenlicht eindringt und sich die Hitze staut. Nicht alles kann aus ETFE-Strukturen hergestellt werden, aber eine weiße Membran ist in manchen Fällen besser, wenn man die Anwendung und die Umgebung berücksichtigt. ETFE kann auch bedruckt werden, um seine Lichtdurchlässigkeit anzupassen. Wir sind ein Unternehmen, das Membranen herstellt, daher können wir je nach Anwendung aus einer größeren Anzahl von Materialien wählen. Ich denke, es ist ein Material mit großem Potenzial.

ETFE-Strukturen, in denen Kitamura großes Potenzial sah.
Das neue Toyosu Brillia Laufstadion war eine Gelegenheit,
Gesetzgebung für die Einführung dieses Materials im Lande.

Kitamura:
Ich glaube, es war 2015, als wir zum ersten Mal von dem neuen Toyosu Brillia Laufstadion hörten. Ursprünglich handelte es sich um ein Trainingsgelände für Paralympioniken. Bei einem Treffen lokaler Experten, der sogenannten Toyosu-Konferenz, äußerten wir den Wunsch, das Gelände, das Tokio Gas gehört, in Vorbereitung auf die Olympischen Spiele in Tokio effektiv zu nutzen. Letztendlich war der Plan, eine Laufanlage zu schaffen, in der jeder Sport treiben konnte, und es wurde beschlossen, dass Dai Tamesue, ein ehemaliger Leichtathlet und dreimaliges Mitglied der Olympiamannschaft, der Leiter der Anlage sein sollte.
Der ursprüngliche Entwurf wurde an Herrn Koji Takematsu von E.P.A Environmental Conversion Equipment vergeben. Herr Takematsu hatte 2005 zusammen mit Herrn Namba von Taiyo Kogyo ein provisorisches Gebäude mit einer ETFE-Struktur gebaut, wenn auch in kleinem Maßstab, und wandte sich an Herrn Namba, um sich beraten zu lassen, wobei er die Idee hatte, auch dieses Mal zuerst eine ETFE-Struktur zu verwenden.
Wie ich bereits erwähnt habe, werden ETFE-Strukturen seit etwa 20 Jahren als Technologie erforscht, und obwohl es im Ausland viele bedeutende Errungenschaften gegeben hat, wurden sie in Japan lange Zeit aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen nicht eingeführt. Der Prozess der Gesetzesänderung ist ziemlich schwierig, und das neue Toyosu Brillia Running Stadium war ein möglicher Ausgangspunkt für diesen Prozess.

Bauzeit, Kosten, Entwurf und Einstufung bei Gesetzesänderungen.
Die Kraft, die uns jedes Mal antreibt, wenn wir eine Hürde überwinden.

Kitamura ging mit einer Reihe von Vorschlägen an den Entwurf heran.
Können ETFE-Strukturen als Ergebnis dieser Konstruktion für die Legalisierung eingestuft werden?
Mit einem sanften Lächeln spricht Kitamura ehrlich über seine Gefühle.

Kitamura:
Wir hatten bereits Erfahrung mit dem japanischen Pavillon auf der Expo 2010 in Shanghai und mit mehreren anderen ETFE-Objekten, sodass wir uns keine Sorgen machten, dass wir die technischen Aspekte des Projekts bewältigen könnten. Allerdings war die Bauzeit kurz, so dass wir befürchteten, dass es angesichts der Zeit, die die Einstufung für die Legalisierung benötigen würde, eine kleine Herausforderung sein könnte.
Der andere ist der gestalterische Aspekt. Ungefähr zu dieser Zeit wurde der Entwurf von Zaha Hadid für das neue Nationalstadion angenommen, und es gab Pläne, die ETFE-Struktur dort zu verwenden, aber es war kurz nachdem Zahas Vorschlag zurückgezogen wurde, und es war das erste Gebäude in Japan, das die ETFE-Struktur in einem so großen Maßstab verwendete, so dass es vorhersehbar war, dass die Aufmerksamkeit steigen würde. Dadurch wurde die Ästhetik des Designs noch wichtiger, und es war nicht so, als würde man eine Lagerhalle oder ein Gewächshaus aus Kunststoff bauen. Auf der Grundlage des Entwurfs des Architekten Takematsu diskutierten wir drei – der Architekt Hideyuki Hagiuda von der KAP Corporation, der Statiker Hideyuki Hagiuda, PM Namba, der Bauleiter Takai und ich – über die Schönheit, die nur ETFE-Strukturen bieten können. Wir diskutierten ausführlich über die Schönheit der ETFE-Struktur. Wir besprachen alles, von der Form der Struktur bis hin zu den Details der Verbindungen mit dem Holz und der Sichtbarkeit des ETFE-Lüftungsschlauchs, und führten sogar eine Musterprüfung durch, um die kleinsten Falten im ETFE zu reduzieren. Ich bin wirklich dankbar, dass wir mit allen zusammenarbeiten konnten, ohne die Bauzeit und die Kosten aus den Augen zu verlieren, und dass wir dasselbe Ziel hatten, nämlich das erste ETFE-Gebäude in Japan zu entwerfen.

Durch die Planung und den Bau des neuen Toyosu Brillia Laufstadions,
Die wichtigste Aufgabe, die Kitamura übernahm, bestand darin, die ETFE-Struktur für die Legalisierung einzustufen.
Die Vorteile der Einstufung führen immer wieder zu unerwarteten Entwicklungen.

Kitamura:
Einer der Vorteile der Einstufung von ETFE-Strukturen besteht darin, dass das Gesetz geändert und der Öffentlichkeit bekannt gemacht wird. Bisher konnten ETFE-Strukturen verwendet werden, wenn sie benotet wurden, aber da niemand benotet wurde, wurden sie nicht verwendet und das Gesetz blieb unverändert, so dass sie in diesem Sinne weit hinter anderen Ländern zurückgeblieben sind. Wenn die ETFE-Strukturen eingestuft werden könnten, auch wenn es dieses Mal schwierig war, und die Ergebnisse anerkannt und notifiziert würden, wäre es möglich, ETFE-Strukturen in der Zukunft einzuführen, ohne dass sie eingestuft werden müssten, was das Potenzial von ETFE-Strukturen erheblich erweitern würde, so dass dies eine sehr wichtige Aufgabe für die Industrie wäre. Das war eine Sache, die wir irgendwie erreichen wollten.
Während des Entwurfsprozesses wurde jedoch eine Verwaltungsentscheidung getroffen, wonach das Projekt ohne ein Rating durchgeführt werden konnte. Mit anderen Worten, die Entscheidung lautete, dass die ETFE-Struktur als Dachmaterial und nicht als Membranstruktur behandelt werden würde, so dass eine Bewertung nicht erforderlich war.
Sicherlich besteht ein Vorteil darin, dass die Bauzeit verkürzt wird, wenn das Projekt nicht abgestuft wird. Wenn man das Projekt für sich betrachtet, ist der Vorteil der Bauzeit beträchtlich, und es gab eine Zeit, in der ich selbst fast von dieser Idee angetan war.
Als ich jedoch zum Unternehmen zurückkehrte und dies dem damaligen Geschäftsführer Taku Nomura berichtete, sagte er mir: „Machen Sie es sich nicht leicht! Wenn wir ein Rating erhalten und eine Erfolgsbilanz vorweisen können, wird dies zu einer Überarbeitung des Gesetzes führen“, und wir beschlossen, freiwillig ein BCJ-Rating vom Building Center of Japan (BCJ) zu erhalten, da die ETFE-Struktur rechtlich als Dachmaterial behandelt wird, aber einer Membranstruktur gleichzusetzen ist. Das BCJ-Rating ist eine Bewertung der Baumethoden und -materialien eines Gebäudes unter Berücksichtigung der Bauvorschriften und -regelungen, und die Ergebnisse werden von den Verwaltungsbehörden als technischer Nachweis sehr geschätzt.
Obwohl die Planungs- und Bauphase ziemlich lange gedauert hat, bin ich für die Worte des Geschäftsführers Nomura dankbar, denn danach konnte ich erreichen, dass das Projekt in würdiger Weise als Leistung behandelt und das Gesetz geändert wurde. Ohne diese Worte hätte ich die verschiedenen Auszeichnungen, die ich später erhalten habe, wohl nicht bekommen, und ich glaube, meine jetzige Position wäre anders gewesen, wenn das der Fall gewesen wäre. Obwohl wir etwa 15 Jahre hinter Europa und anderen Ländern zurücklagen, ist ETFE in Japan endlich möglich geworden, und es wurde ein Umfeld geschaffen, in dem wir im Hinblick auf das Rechtssystem mit dem Ausland gleichziehen können.

Auf die Frage nach Herrn Nohimura, dem Geschäftsführer, der die Erklärung abgegeben hatte, nannte Kitamura den Namen eines anderen Mitarbeiters und brachte ihm seinen Respekt für Herrn Nohimura zum Ausdruck.
Das Gespräch erstreckt sich auch auf die flache Unternehmenskultur von Sun Industries.

Kitamura:
Herr Taku Nomura ist ein Pionier und eine führende Persönlichkeit auf dem Gebiet der Membranstrukturen im Allgemeinen. Er fordert seit mehr als 20 Jahren, dass ETFE-Strukturen in das Gesetz aufgenommen werden sollten, er hat also viel mehr Einblick und Engagement als ich.
Eine weitere Person, die mich bei der Einstufung der ETFE-Strukturen unterstützte, war Keiji Mori, der damals Leiter der Verkaufsabteilung in Kyushu war. Er war für ein Objekt in der Präfektur Saga zuständig, bei dem ETFE-Strukturen zum Einsatz kamen, nämlich für das Vordach des Oshima-Krankenhauses mit einer Eingangsüberdachung von nur 70 Quadratmetern, und die Verwaltung hatte ihm gesagt, dass er die Einstufung nicht akzeptieren müsse, aber er wandte sich an mich, weil er der Meinung war, dass wir eine Erfolgsbilanz erstellen müssten, und wir beide arbeiteten zusammen, um die Einstufung als Erfolgsbilanz zu erreichen. Ich habe die Note erhalten.
Erwartungsgemäß habe ich wenig Kontakt zu Herrn Nomura, der mein Vorgesetzter ist, aber Herr Mori ist etwa zwei Jahre älter als ich und derzeit der Leiter der Niederlassung Chugoku, und wir bleiben in Kontakt und essen zusammen zu Abend, wenn ich Hiroshima besuche. Es muss eine Art Zufall sein, dass Herr Mori auch für das erste ETFE-Dach in Japan auf einem neuen Fußballstadion in Hiroshima verantwortlich ist. Vertriebsmitarbeiter aus dem ganzen Land bitten mich häufig, hierher zu kommen, um technische Beratung zu ETFE-Konstruktionen und anderen technischen Fragen zu erhalten, und wir vertiefen unsere Freundschaft auch nach der Arbeit. In letzter Zeit hat die Zahl der jüngeren Nachwuchskräfte zugenommen, was ich als ermutigend empfinde, aber ich hoffe, dass die Unternehmenskultur von Taiyo Kogyo auch in Zukunft geschätzt wird, während wir unsere Freundschaft auf flexible Weise vertiefen.
Ich möchte auch, dass junge Menschen, nicht nur im Vertrieb, sondern auch in der Technik, mehr und mehr aktiv werden, andere Menschen treffen und ihren Horizont erweitern. Ich möchte natürlich in technischen und rechtlichen Fragen beraten, aber ich möchte auch mit jungen Menschen an neuen Herausforderungen und neuen Kontakten arbeiten, wenn ich ihnen helfen kann. Ich möchte, dass sie die Aufregung erleben, sich zu fragen, wie sie es schaffen können, und das Erfolgserlebnis, wenn sie es geschafft haben.

Es werden spezielle Abriss- und Wiederaufbaumethoden angewandt.
Die Zukunft des übertragbaren Bauens, um die Lebensdauer von Bauteilen zu nutzen.

Mit der Unterstützung interner und externer Mitarbeiter wird der Bau des neuen Toyosu-Brillia-Laufstadions vorangetrieben, begleitet von einer ETFE-Strukturbewertung.
Anschließend sprachen wir über ein weiteres Merkmal, nämlich versetzbare Gebäude, und baten um einen Überblick über dieses neue Merkmal, seine Vorteile und rechtlichen Aspekte.

Kitamura:
Das neue Toyosu-Brillia-Laufstadion wurde unter der Prämisse gebaut, dass es nach einer bestimmten Nutzungsdauer demontiert und an einen neuen Standort transportiert werden kann, um dort wieder aufgebaut zu werden. Daher wurde das Stadion so konstruiert, dass es durch einfaches Entfernen von Bolzen usw. demontiert werden kann, ohne dass der Stahlrahmen oder die Membran vor Ort geschweißt werden müssen. Obwohl es für eine Verlagerung konzipiert wurde, war es anfangs schwierig, einen Standort für die Verlagerung zu finden, und wir sind sehr froh, dass TSP Taiyo, ein Unternehmen der Gruppe, beschlossen hat, die Anlage als Mitglied des Projekts nach Ariake zu verlagern.
Der Hauptvorteil der übertragbaren Bauweise besteht darin, dass sie in Bezug auf die Bauzeit und die Kosten überlegen ist, da keine neuen Bauteile hergestellt werden müssen. Baumaterialien haben eine lange Lebensdauer, und im Falle von ETFE-Strukturen können sie 30 Jahre oder länger verwendet werden, so dass es eine Verschwendung wäre, sie nach nur etwa sieben Jahren zu entsorgen. Nach sieben Jahren Nutzung in Toyosu wird das Gebäude nach Ariake verlegt und dort 10 Jahre lang betrieben, was im Hinblick auf die Verschwendung von Baumaterialien sehr zeitgemäß ist.
Die Idee, Materialien zu nutzen, anstatt sie wegzuwerfen, ist auch für temporäre Bauten relevant. Ich habe zuvor an der strukturellen Gestaltung eines Werks namens Arc Nova gearbeitet. Ark Nova wurde von dem Architekten Arata Isozaki und dem Europäer Anish Kapoor nach dem großen Erdbeben in Ostjapan im Jahr 2011 konzipiert und 2013 nach dem Entwurf von Isozaki Aoki & Associates fertiggestellt. Seit 2013 wurde es viermal in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Ich war sehr beeindruckt von diesem Werk, als es fertiggestellt wurde, und ich habe sogar mit Herrn Nami daran gearbeitet.
Bei temporären Gebäuden ist die Nutzung jedoch nach den derzeitigen Rechtsvorschriften auf ein Jahr oder weniger beschränkt, z. B. für Veranstaltungen, und für eine kontinuierliche Nutzung von zwei oder drei Jahren sind die gleichen Vorschriften wie für permanente Gebäude erforderlich. Dies erschwert die Nutzung von Membranbauten für Veranstaltungszwecke. Wenn das Gesetz in Zukunft so geändert wird, dass Membrankonstruktionen wie ETFE für Veranstaltungszwecke in der Kategorie der kurzfristigen Bauten verwendet werden können, wird die Nachfrage meiner Meinung nach noch weiter steigen.

Hochgelobt und bekannt, unter anderem mit dem Japan Structural Design Award,
ETFE-Strukturbewertung, die auch zu großen Fortschritten im Membranbau geführt hat.

Die erste groß angelegte ETFE-Struktur in Japan. Das Shin Toyosu Brillia Running Stadium ist ein versetzbares Gebäude, das eine Hybridstruktur aus gebogenem Brettschichtholz und Stahlbögen aufweist.
Das Projekt wurde mit zahlreichen internen und externen Auszeichnungen gewürdigt, darunter der Japan Structural Design Award 2017, der Good Design Award 2017, der BCS Award 2018 und der Architectural Institute of Japan Award 2019.

Kitamura:
Die Aufmerksamkeit für das neue Toyosu-Brillia-Laufstadion war größer als erwartet, und ich habe ETFE und diese Anlage in den letzten sieben Jahren insgesamt etwa 5.000 Menschen erklärt, darunter etwa 2.000 Menschen, die zur Fertigstellungsfeier kamen. Zu den Menschen, denen ich die Anlage erklärt habe, gehören Konstruktionsbüros, Generalunternehmer, Regierungsbeamte und lokale Behörden, Universitätslabore und akademische Gesellschaften usw. 2016 besuchten einige Vertreter der internationalen Vereinigung für Schalen- und Raumstrukturen (IASS) Japan, um die Anlage zu sehen, und ich habe sie ihnen erklärt. und gab ihnen Erklärungen.
Das hat zwar nicht zu einer Explosion von ETFE-Strukturen geführt, aber die Zahl der internen Aufträge hat stetig zugenommen, und wir haben viel öfter die Möglichkeit, Erklärungen bei Kunden einzuholen. Wir wurden auch für ein Fußballstadion beauftragt. Es ist schwierig, den Begriff „Deregulierung“ einfach zu verwenden, aber wir werden unsere Bemühungen fortsetzen, um einen rechtlichen Rahmen und ein Umfeld zu schaffen, das nicht nur für ETFE, sondern für viel mehr Anwendungen geeignet ist. 2024 wird es eine Überarbeitung der Notifizierung von Membranstrukturen geben, an der ich seit meinem Eintritt in den Verband gearbeitet habe, so dass wir mehr und mehr Membranstrukturen entwerfen können. Ich glaube, dass dies den Freiheitsgrad bei der Gestaltung von Membranstrukturen erhöhen und die Attraktivität von Membranstrukturen in Japan wiederbeleben wird, die leicht und weich sind und die Welt umarmen können.
Auch wenn es keine Nullkonkurrenz gibt, haben andere Unternehmen den Vorteil, dass sie tun können, was sie vorher nicht tun konnten. Wir haben einen großen Marktanteil im Membranbau erhalten, und da wir der Japan Membrane Construction Association angehören, hoffen wir, unsere Aktivitäten fortzusetzen, um den Bereich des Membranbaus zu erweitern und die Branche insgesamt zu fördern.