Neuer Deckel für den Hexenkessel
WM-Stadion in Rio de Janeiro mit neuem Dach

Am 13. Juli findet in Rio de Janeiro das Fußball WM-Endspiel in einem der prestigeträchtigsten Stadien der Welt statt. Das riesige Foliendach des denkmalgeschützten Maracanã-Stadions wird über eine ausgefeilte Stahlseilkonstruktion in der Schwebe gehalten.

Bis heute hält das Maracanã-Stadion in Rio de Janeiro den Weltrekord der höchsten Besucherzahl bei einem Fußballspiel: 199 854 Menschen sahen 1950 hier das WM-Endspiel zwischen Brasilien und Uruguay. Da es die Gastgeber verloren, ist es gleichzeitig die größte Niederlage in der brasilianischen Geschichte. Trotzdem ist natürlich die Arena der Inbegriff für Fußball schlechthin und steht seit Jahren unter Denkmalschutz. Für die Weltmeisterschaft musste der altehrwürdige Hexenkessel jedoch kernsaniert werden. Die Arbeiten begannen im August 2010 und wurden planmäßig für den Confederations-Cup letztes Jahr im Mai abgeschlossen.

Grundlegender Stadionumbau

Grundsätzlich galt es, das Stadion grundlegend zu modernisieren und an die heute geltenden FIFA-Empfehlungen anzupassen. Diese sind darauf ausgerichtet, Besuchern ein möglichst hochwertiges Fußballerlebnis zu garantieren. Entsprechend sollen Stadien nach englischem Vorbild entstehen, sprich: die Ränge sollen möglichst nah an das Spielfeld heranreichen. Eine klassische Leichtathletikkampfbahn, wie sie früher üblich war, ist unerwünscht. Auch die Zuschauer in den Oberrängen sollen möglichst nah am Spielgeschehen sitzen, weshalb sich auch die Neigung der Ränge innerhalb gewisser Steilheitsgrade zu bewegen hat.

Für das alte Maracanã-Stadion traf das alles nicht zu. Allerdings konnte man sich mit der Denkmalpflege dahingehend einigen, dass nur die Außenfassade als relevanter Bestandteil des Stadtbildes zu erhalten sei. Sowohl die alten Ränge wie auch das Dach durften ersetzt werden.

Für die Neuanlage der Ränge war der brasilianische Architekt Daniel Fernandes verantwortlich. Das Dach, das in ersten Planungen eigentlich nur vom Ende des Betonkragdachs in Leichtbauweise verlängert werden sollte, wurde von dem Stuttgarter Ingenieurbüro Schlaich Bergermann und Partner (sbp) entwickelt und realisiert.

Mehr Sitzplätze

Genauso wie in früheren Jahren besitzt das Stadion nur zwei vollständig umlaufende Ränge. Im Vergleich zu ihren Vorgängern sind sie etwas steiler und kompakter ausgelegt. Das heißt, es gibt mehr Sitzreihen als früher und die Kapazität wurde so deutlich auf 78 800 Zuschauer erhöht. Die Arena ist etwas „dazwischen“, mehr ein Kreis denn ein Oval, und die so entstehenden langgestreckten „Zwickel“ an den beiden Längsseiten, also nach Osten und nach Westen, wurden mit großzügig angelegten Lobbys, Lounges und Fluren gefüllt.

Mit dem Austausch der Ränge ging auch eine Erneuerung der darunter liegenden Innenraumflächen einher. Im Erdgeschoss, das auf Höhe des Spielfeldes liegt, wurden sowohl neue Umkleideräume für die Sportler geschaffen als auch eine typische „Mixed Zone“ für die bekannten Fußballerinterviews und natürlich ein Pressezentrum. Im Obergeschoss entstanden ein neuer Eingangsbereich für die Besucher mit Cafés und weiterführenden Rolltreppen zu den Rängen. In der Ebene darüber wurde der VIP-Bereich eingerichtet, der schließlich von einer VVIP-Zone (Very-Very-Important-Persons; wo Herr Blatter dann sitzt) bekrönt wird, auf der unmittelbar unter dem neuen Dach die Sportmoderatorenplätze folgen.

Die Ringseildach-Konstruktion

Mehr als bemerkenswert ist das neue textile Stadiondach, das über eine ausgefeilte Stahlseilkonstruktion über allem zu schweben scheint. Dessen Spannweite beträgt 68 m vom äußeren Rand bis zur ovalen, inneren Öffnung, die immer noch 160 x 122 m misst. Man muss sich die Dachkonstruktion vorstellen wie das Rad eines Fahrrades, das deckelartig auf einer großen Schüssel liegt. An seinen Speichen ist eine Glasfasermembran aus Polytetrafluorethylen (PTFE)-Beschichtung befestigt, die vor Regen und Sonne schützt. Während bei einem Fahrrad die Speichen alle in einer Nabe zusammenlaufen, finden sich hier die drei inneren Zugringe. Insgesamt verspannen ringsum 60 radiale Seilbinder (als Vergleich dienen hier die Speichen beim Rad), die jeweils auf den bestehenden Gebäudachsen liegen, die Zugringe mit dem umlaufenden Druckring und halten das Dach somit in der Schwebe. Konstruktiv werden hier die obere und die untere Radialseilschar bei etwa zwei Dritteln der Dachtiefe jeweils mit einer Luftstütze auseinandergespreizt, um am Innenrand wieder aufeinanderzutreffen. Mittig zwischen diesen Achsen verläuft ein Kehlseil, mit dem die Dachhaut in radialer Richtung aufgefaltet wird. Die Ingenieure von Schlaich Bergermann und Partner sprechen hier von drachenartigen Membranflächen, die sich durch die Anordnung der Seilbinder ergeben. Dabei sind die obere und die untere Seilschar mit sogenannten Hängerseilen gegeneinander verspannt, um etwa windbedingte Sog- und Druckkräfte in das jeweils aktivierte Tragseil einzuleiten. Alle 60 umlaufenden, jeweils 13,5 m hohen Luftstützen wurden in ihrer Mitte so aufgeweitet, dass man dort einen durchgehenden Wartungslaufsteg integrieren konnte. Hier werden die Versorgungsleitungen der gesamten technischen Dachausrüstung entlanggeführt.

Zurück zum Fahrradvergleich: Bei einem solchen werden die inneren Zugkräfte in der Felge gekontert, auch hier gibt es einen vergleichbaren Druckring. Dieser – und das war beim Maracanã-Stadion die besondere Herausforderung – sollte so unauffällig wie möglich sein, denn er durfte keinesfalls die äußere Erscheinung des Stadions verändern. Im Grunde sollte das neue Dach flach auf der alten Stadionfassade liegen, quasi wie ein Deckel auf einem Topf. Die Ingenieure von Schlaich Bergermann und Partner konzipierten hierfür einen umlaufenden, aus 60 Einzelteilen bestehenden Stahlring, zusammengesetzt aus einem rund 1 m hohen und 2 m breiten Rechteckhohlkasten, den sie an allen Gebäudeachsen identischer Anzahl auf meist horizontal frei verschiebbare Auflager legten. Solche großteils bewegliche Anschlusspunkte waren unerlässlich, da die temperaturbedingten Zwangskräfte bei der immensen Dachfläche erheblich sind. Errichtet wurde die Konstruktion mittels eines „Big Lifts“. Hierzu wurde mit hydraulischen Pressen und Litzenhebern simultan an allen Stahlseilachsen gezogen, bis die exakt berechneten Kräfte und Geometrie (Dachhöhe) erreicht waren.

Danach fixierten alpine Monteure die PTFE-Glas­fasermembran an dem Seiltragwerk. Polytetra­fluorethylen ist die chemische Bezeichnung für den Markennamen Teflon. Aus der heimischen Küche be­­kannt, zeichnet sich das Material vor allem durch seine Glätte aus. Durch diese hat es einen besonders Wasser und Schmutz abweisenden Charakter, auch gilt es als sehr UV-stabil. Die Membranhersteller geben bis zu 35 Jahre Garantie auf das Material. In schwindelnder Höhe, gut 30 m über dem Spielfeld, zogen die Monteure die Textilie von außen zu dem innersten Zugring ein.

Das schon erwähnte Kehlseil und die damit erreichte Auffaltung des fast 70 m tiefen Ringseildaches dienen auch der Entwässerung. Das Regenwasser läuft von den Hochpunkten in die besagten Kehlen, wo es entweder über den Tiefpunkt oberhalb des Wartungssteges oder über den äußeren Druckring drainiert wird. Da das Material überdies besonders reißfest ist, kann das textile Dach für Wartungsarbeiten, vorzugsweise entlang dieser Tiefpunkte, begangen werden.

Photovoltaik – nur symbolisch

Die flache Oberseite des 2 m breiten äußeren Druckrings wurde durch eine aerodynamisch geformte und später verkleidete Unterkonstruktion auf über 4 m verbreitert, und anschließend belegte man diese umlaufend mit Photovoltaikelementen. Der so gewonnene Strom reicht freilich nicht ansatzweise dazu aus, das Stadion mit Strom zu versorgen. Die Ingenieure von Schlaich Bergermann und Partner sowie der Bauherr, der brasilianische Staat, wollen es als Symbol des Aufbruchs in Richtung nachhaltiger Energieversorgung verstanden wissen.

Kein neuer Rekord

Obwohl mit den neuen Rängen die Stadionkapazität um fast 20 000 Zuschauer auf 78 800 erhöht wurde, stellt sich natürlich die Frage, wie man schon vor 64 Jahren die knapp 200 000 Fußballfans dort hineinbekommen hat. Die Antwort ist einfach: Damals waren noch keine Sitze installiert und es gab ausschließlich Stehplätze. Dieser Umstand lässt vermuten, dass der eingangs erwähnte Rekord sicher noch bis zur übernächsten WM in Brasilien Bestand haben wird.

Autor

Dipl.-Ing. Robert Mehl studierte Architektur an der RWTH Aachen. Er ist als Architekturfotograf und Fachjournalist tätig.

Das Stadion steht unter Denkmalschutz, trotzdem durfte das Dach ersetzt werden

Die Dachkonstruktion ist wie das Rad eines Fahrrades, das deckelartig auf einer großen Schüssel liegt. Die Felge ist der Druckring, die Nabe ist der Zugring

Im Internet unter www.bauhandwerk.de finden Sie weitere Fotos des Maracanã-Stadions in Rio de Janeiro. Geben Sie hierzu bitte den Webcode in die Suchleiste ein.

Bautafel (Auswahl)

Entwurf und Planung (Dach) Schlaich Bergermann und Partner, sbp GmbH, 70197 Stuttgart (Knut Goeppert mit Knut Stockhusen (leitender Ingenieur), Miriam Sayeg,

Thomas Moschner)

Entwurf und Planung (Schüssel)

Daniel Fernandes Arquitetos

GU Consorcio Maracana,

CNO Odebrecht und

AG Andrade Gutierrez

Stahlbau Fertigung Usiminas,

Belo Horizontew

Seilbau Geobrugg, CH-8590 Romanshorn / Fatzer AG Drahtseilwerk, CH-8590 Romanshorn

Membranbau Sepa (Kent/ U.S.) / Hightex GmbH, 83233 Bernau am Chiemsee

x

Thematisch passende Artikel:

Ausgabe 2013-06

PTFE-Membrandach für brasilianische Stadion-Ikone

Die Hightex GmbH aus Bernau am Chiemsee hat im Juni die Installation und Inbetriebnahme des neues PTFE-Membrandachs für die brasilianische Stadion-Ikone Maracanã in Rio de Janeiro abgeschlossen....

mehr
Ausgabe 2015-01

Luftige Dachkonstruktion

Leichte Folienkissen aus ETFE überspannen den Innenhof des HOLM – House of Logistics & Mobility im Nordosten des Flughafens Frankfurt am Main. Das innovative und leichte Material vereint Belichtung,...

mehr
Ausgabe 2013-06

Wellenschlag über dem Eis Fachwerkträger stützen Stadiondach in Inzell

Das spektakulär am Fuße der Alpen neben einem See gelegene Eisstadion in Inzell existiert schon seit den 1960er Jahren. Um optimale Wettkampfbedingungen zu bieten, wurde die Eisschnelllaufbahn –...

mehr