Steindetail: eine Adjacent Grain Analysis (AGA) und zahlreiche weitere Tests kamen zum Einsatz, um einen geeigneten weißen Marmor für die Fassade der Capital One Hall in Tyson, Virginia zu finden

Capital One Hall von HGA architects. Foto: Alan Karchmer

In unserem Hauptartikel über die neue Capital One Hall in Tyson, Virginia https://www.stone-ideas.com/94092/marmorfassade-capital-one-hall-tysons-va/, haben wir das Thema der Marmorfassade nur kurz angerissen. In diesem Beitrag aus der Serie „Steindetail“ wird nun dargestellt, wie die Architekten von HGA und Berater es schafften, das Verformungsrisiko von Marmor an Fassaden praktisch auszuschließen. Alex Terzich, technischer Designer und Fassadenspezialist beim Architekturbüro HGA, war federführend an dem Projekt beteiligt.

„Aller Marmor an Fassaden verformt sich, weil der Stein auf Feuchtigkeit und auf Temperaturänderungen reagiert“, umreißt Terzich nüchtern die Ausgangsbedingungen in dem Vorhaben. Das Ziel musste deshalb sein, die Verformungen und den schnellen Verlust an Festigkeit in einem sicheren Rahmen zu halten.

Denn der Auftraggeber wollte das Gebäude partout mit einer Außenhaut aus weißem Marmor verkleidet, dies wegen der Schönheit des Materials und auch, um seinem Gebäude inmitten von Glasfassaden drumherum ein herausgehobenes Erscheinungsbild zu geben. Schließlich dreht sich in der Capital One Hall alles um Kunst und Kultur.

Alex Terzich kontaktierte die RISE (Research Institutes of Sweden). Dort hatte der leitende Wissenschaftler und Geologe Björn Schouenborg die Federführung bei den vielfältigen Untersuchungen um die Probleme mit weißem Marmor zum Beispiel an der Finlandia Halle in Helsinki gehabt.

Zusammen mit Paola Blasi, einer in London ansässigen Beraterin, Spezialistin für italienische Steine und Vorsitzender des Technischen Komitees für die europäische Normung von Naturstein, wurden Marmorsorten identifiziert, die den Vorstellungen des Kunden hinsichtlich Farbe und Maserung des Steins entsprachen.

Danach ging es an das Testen dieser Steine.

Als Screening-Methode, um die Zahl der geeigneten Kandidaten einzugrenzen, diente zunächst die Adjacent Grain Analysis (AGA), die RISE im Rahmen der Finlandia-Untersuchungen im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts TEAM (Testing and Assessment of Marble and Limestone) entwickelt hatte. Vereinfacht gesagt, zählt man dabei in einem Korngefüge, wie viele Körner nebeneinander angeordnet sind. Richtlinien sind: bei 8 oder darunter neigt der Stein zum Verformen, bei 9 und darüber ist man auf der sicheren Seite.

Solche AGA-Untersuchungen lassen sich in wenigen Wochen durchführen.

Der 2. Schritt nach dieser petrographischen und eher theoretischen Analyse waren echte Verformungstests, bei denen Muster aus dem Steinbruch im Labor den wirklichen Bedingungen an einer Fassade unterzogen wurden.

Terzich und Schouenborg betonen, wie gut beide Methoden sich in den Ergebnissen gegenseitig bestätigten. Zusätzlich dazu gab es Analysen zur Stärke des Steins mit Ultraschall.

Am Ende fiel die Entscheidung für den Marmor Cattani. Mit diesem weißen Stein hatte man bereits gute Erfahrungen bei der Stadthalle in Nykoping in Schweden gemacht.

Verwendet wurde nur Stein aus einem einzigen Steinbruch in Colonnata.

Es folgte eine strenge Produktionskontrolle mit vollständiger Rückverfolgbarkeit jedes einzelnen Blocks bis hin zur ersten Platte, d. h. die Blöcke oder Platten wurden mit AGA analysiert, als sie aus dem Steinbruch oder dem Werk kamen. Dieser Aufwand wurde im Laufe des Projekts in Absprache mit dem Kunden reduziert. Björn Schouenborg nennt „jeden zehnten Block“ als angemessenen Prüfrahmen für die meisten Projekte, vorausgesetzt, dass die erste Kontrolle aller ersten 10 Blöcke zufriedenstellende Ergebnisse geliefert hat.

Nun schloss sich eine rigorose Produktionskontrolle an, das heißt: die Blöcke beziehungsweise Platten wurden mit AGA analysiert, so wie sie aus dem Steinbruch beziehungsweise aus dem Werk kamen. Dieser Aufwand wurde im Verlauf des Projekts in Absprache mit dem Bauherrn reduziert. Björn Schouenborg nennt „jeden zehnten Block“ als vernünftigen Testrahmen für die meisten Projekte.

Jedoch waren die Dinge in Wirklichkeit nicht so einfach, wie bisher geschildert – schließlich hat man es bei Marmor mit einem Material aus der Natur zu tun.

So erreichten einige der Blöcke nicht den 9er-AGA-Wert, sondern verteilten sich im Bereich von 8. Was tun?

Architekt, Berater und Bauherr fanden eine salomonische Lösung: für die Fassade wählte man diejenigen Chargen, die bei ihrer AGA nah an 9 lagen; die anderen verwendete man für den Fußbodenbelag im Inneren des Gebäudes. Hier profitierte man davon, dass mit dem 9er-Limit extrem große Sicherheiten eingeplant worden waren.

Im Oktober 2021 nahm die Capital One Hall ihren Betrieb auf. Wir schreiben unseren Bericht im Mai 2022 – laut Alex Terzich gab es nach dem 1. Winter keine Probleme mit Verformungen.

Terzich wird im Oktober 2022 auf der Facade Tectonics World Conference in Los Angeles einen Vortrag zu vielen weiteren Details aus dem außergewöhnlichen Projekt halten. Schouenborg wird auf einem Seminar von ASTM International in New Orleans, ebenfalls im Oktober 2022, über die Qualitätskontrolle in verschiedenen Projekten sprechen.

Was die Suche nach einem geeigneten Testlabor für die geschilderten Untersuchungen angeht, empfiehlt Björn Schouenborg für Europa eins, das nach der Norm EN16306 akkreditiert ist. In den einzelnen Ländern gibt es Register dazu.

Hammel, Green and Abrahamson (HGA)

RISE, Björn Schouenborg

Arup, Paola Blasi

Facade Tectonics World Conference (12.-13. Oktober 2022)

ASTM International

See also:

(28.06.2022)