Das Shanghai World Financial Center (deutsch: Weltfinanzzentrum Shanghai; chinesisch (vereinfacht): 上海环球金融中心; chinesisch (traditionell): 上海環球金融中心; Pinyin: Shànghǎi huánqiú jīnróng zhōngxīn) ist ein 492 Meter hoher Wolkenkratzer in Shanghai und damit nach dem 632 Meter hohen Shanghai Tower das zweithöchste Gebäude der Stadt. Das Gebäude wurde am 28. August 2008 eröffnet.
Beschreibung Die Höhe des Gebäudes beträgt 492 Meter, damit ist das Gebäude höher als der danebenstehende Jin Mao Tower (420,5 Meter) und der markante Oriental Pearl Tower, ein 468 Meter hoher Fernsehturm, und war somit seinerzeit das höchste eröffnete Gebäude der VR China und das sechsthöchste Gebäude der Welt. Seit im August 2013 der Shanghai Tower, der neben dem SWFC und dem Jin Mao Tower gebaut wurde, seine Endhöhe von 632 Metern erreicht hat, wird es von diesem überragt.
Die Aussichtsplattform im Shanghai World Financial Center ist mit 474 Metern über der Erdoberfläche die zweithöchstgelegene der Welt, noch vor den 447 Metern der oberen Aussichtsplattform Sky Pod des CN Towers in Toronto und den 452 Metern Sichthöhe des 2010 fertiggestellten Burj Khalifa. Vor der Fertigstellung des Gebäudes im Jahr 2008 war diese sogar die höchstgelegene der Welt. Die Aussichtsplattform des im Dezember 2012 fertiggestellten Mecca Royal Clock Tower Hotels in Mekka, welche sich in 558 Metern HöheCTBUH: Mecca Royal Clock Tower Hotel befindet, rang ihr jedoch diesen Status ab. Die derzeit höchste Aussichtsplattform befindet sich nebenan auf dem Shanghai Tower, nämlich in 561,3 Metern Höhe.CTBUH: Shanghai Tower Damit hat jetzt das Nachbargebäude die höchste öffentliche Aussichtsplattform der Welt.
Konzept Für das Konzept dieses Prestigeprojektes, welches die Finanzkraft Chinas auch symbolisch demonstrieren sollte, wurden das Architekturbüro Kohn Pedersen Fox Associates (KPF) in New York und die lokale East China Architectural Design & Research Institute Co. Ltd engagiert. Das Aussehen des Bauwerkes ist postmodern und weist trotz der gigantischen Ausmaße architektonische Leichtigkeit auf. Auf dem Fundament wurde die grundlegende Form eines Quadratprismas mit 58 Meter Seitenlänge errichtet. Ab dem 30. Stockwerk wird das quadratische Prisma an entgegengesetzten Ecken von zwei seicht geschwungenen Profilbögen geschnitten, die sich mit zunehmender Gebäudehöhe verjüngen und letztlich in einer einzigen diagonalen Linie an der Spitze in 492 Meter Höhe verlaufen. Durch die Überschneidung der Profilbögen entsteht eine sich vertikal entwickelnde, sechsseitige Gebäudefassade. Dieses Konzept optimiert die Nutzung des Gebäudes, von der großen Grundfläche für Büroräume in den unteren Stockwerken bis zu den geraden, obersten Stockwerken für den Hotelbetrieb., abgerufen am 24. September 2009
Die vom Shanghai World Financial Center beabsichtigte Verknüpfung von Erde und Himmel machte eine besonders sorgfältige Auswahl der Verkleidungsstoffe notwendig, um den harmonischen Kontrast der Naturelemente widerzuspiegeln. Der Sockel des SWFC wurde bis zu einer Höhe von 24 Metern mit Rohgranit verkleidet, was den Eindruck von Stabilität erweckt und den Turm im Erdboden verankert. Im Kontrast dazu ist der Hauptkörper des Wolkenkratzers mit einer Glasvorhangfassade verkleidet, die den Himmel widerspiegelt und den Eindruck von Leichtigkeit verleiht. Das Architekturbüro KPF hat ein Wärmeschutzglas mit einer speziellen Hochleistungsbeschichtung eingesetzt, um den höchsten Ansprüchen an Ästhetik, Ergonomie und Umweltfreundlichkeit gerecht zu werden.
Die Fassade, die Struktur und die mechanischen Systeme des Gebäudes sind als modulares System ausgelegt, welches sich alle 13 Stockwerke wiederholt, wodurch die Herstellung und Montage der Komponenten vereinfacht, die Bauzeit verkürzt und der Verwurf sowie die strukturbedingten Ineffizienzen gemindert wurden. Sein markantestes Merkmal ist das in den obersten Stockwerken realisierte, ca. 50 Meter breite trapezförmige Portal, welches die enorme Windlast auf die Gebäudespitze verringert. Dessen ausgefallene Form brachte dem Gebäude außerdem den inoffiziellen Spitznamen „Flaschenöffner“ ein.„Bottle opener“ or spire of serenity?, abgerufen am 28. Juli 2011
Tragwerksplanung mini|Detail der Spitze mini|SWFC bei Nacht mini|Blick von unten auf das Gebäude mini|Shanghai World Financial Center im Stadtkontext Die erste Tragwerkplanung wurde für ein 94-stöckiges Gebäude mit einer Höhe von 460 Metern entworfen. Im Jahr 2000 änderte die Mori Building Company in ihrer Eigenschaft als Bauherr die Gebäudeplanung. Die neue Gebäudehöhe wurde auf 492 Meter und 101 Stockwerke festgelegt. Für den neuen Plan wurde die Firma Leslie E. Robertson Associates (LERA) beauftragt, eine alternative Tragwerksplanung auszuarbeiten. Da das Fundament für die ursprünglichen 460 Meter Gebäudehöhe gebaut wurde und ein Abriss des Fundamentes aus Zeit- und Kostengründen nicht in Frage kam, musste eine andere Lösung gefunden werden. Das neue SWFC sollte nun 32 Meter höher werden und zusätzliche sieben Stockwerke erhalten. Gemäß den neuen Baudaten errechnete LERA, dass das vorhandene Fundament nur durch eine Verringerung des Gebäudegewichts um mehr als 10 Prozent und durch Umverteilung der erhöhten seitlichen Belastungen von Wind und Erdbeben auf die Fundamentpfeiler weiterhin zu nutzen war. Im Jahr 2001 legte LERA eine neue Tragwerksplanung vor. Der überarbeitete Plan sah eine geänderte Tragstruktur sowie erhöhte Sicherheitsvorkehrungen vor. Die Struktur besteht aus einem Kern in Beton mit vier Megastützen an den Ecken, die untereinander über Fachwerkgürtel und durch Aussteifungsglieder mit dem Betonkern verbunden sind. Diese Megastützen bestehen aus einem aus Grobblechen zusammengeschweißten Kern mit einer Betonummantelung. Eine solche Konstruktion wurde gewählt, um auch im Katastrophenfall, z. B. bei Erdbeben, die Stabilität des Gebäudes zu gewährleisten, indem die wirkenden Lasten des Gebäudes über die Megastützen direkt auf das Fundament geleitet werden. Diese Art von Struktursystem ermöglichte es, die Baukosten zu senken und die Bauzeit zu verkürzen, im Vergleich mit im Baugewerbe herkömmlichen Systemen.Shanghai Financial Center (PDF; 1,6 MB) Dillinger Hütte GTS, abgerufen am 14. September 2009
Zur Verminderung des Gebäudegewichtes musste die Dicke der Betonwände des Innenkerns verringert werden. Die Reduzierung der Wandstärke konnte aber nur bei einer gleichzeitigen Verringerung der Wind- und Erdbeben-induzierten seitlichen Kräfte auf die Betonwände erreicht werden. Dieses wurde in der neu konzipierten Tragwerkplanung berücksichtigt, sodass nicht nur eine Abnahme der Betonwandstärke, sondern auch eine Gewichtsverringerung von Baustahl in den Außenmauern ermöglicht wurde.
Die Diagonalbalken, welche einen Teil der Unterstrukturen bilden, bestehen aus geschweißten Stahlkastenprofilen, die zur Verstärkung mit Beton gefüllt wurden, um nichtlineare und dämpfende Struktureigenschaften zu erzeugen. Auch die Säulen der Megastruktur sind Verbundgebilde aus Baustahl und Stahlbeton. Der Stahl dient dazu, die vertikale Komponente der auf die Diagonalbalken einwirkenden Last auf die Verbundsäulen abzuführen. Die Gesamtstruktur und ihre Komponenten wurden so ausgelegt, dass der Ausfall einer der Komponenten oder, wenn nötig, ein Austausch einer der Komponenten, nicht zum Zusammensturz der Struktur führt., abgerufen am 29. September 2009
Stahlbauelemente Für die Stahlbauelemente des mächtigen Strukturkörpers wurde erstmals in China das Stahlprofil Jumbo W 14 Zoll x 16 Zoll eingesetzt. Dieses Stahlprofil entspricht dem Standard der Güteklasse Histar® ASTM A913-Grade 50., abgerufen am 27. September 2009 Es handelt sich hierbei um einen hochfesten Stahl mit 0,23 Prozent maximalem Kohlenstoffgehalt, einer Mindeststreckgrenze von 345 MPa (Megapascal) und einer Zugfestigkeit von 450 MPa. Der Stahl ASTM A913-Grade 50 eignet sich besonders für Anwendungen in erdbebengefährdeten Gebieten. abgerufen am 29. September 2009 HISTAR-Stähle (High resistance steel) sind Baustähle mit einem niedrigen Legierungsgehalt, die bei hoher Festigkeit und guter Zähigkeit auch eine hervorragende Schweißbarkeit aufweisen. Diese Materialeigenschaften wurden bisher als unvereinbar betrachtet. Die Herstellung der HISTAR-Stähle wurde durch die innovative „Inline-Wärmebehandlung“ QST (Quenching and Self-Tempering – Abschrecken und Selbstanlassen) ermöglicht, die von dem Stahlkonzern ArcelorMittal in Verbindung mit dem Forschungszentrum Centre de Recherches Métallurgiques in Lüttich entwickelt wurde. Das QST-Verfahren ermöglicht eine wirtschaftliche Produktion hochfester Stähle. Für die verschiedenen Anwendungen gibt es HISTAR-Stähle mit garantierten Zähigkeiten für Temperaturen bis zu −50 °C., abgerufen am 28. September 2009
Eine weitere Stahlsorte, die bei dem Bau des Shanghai Financial Centers verarbeitet wurde, ist der DI-MC 460. Dies ist ein thermomechanisch gewalzter Feinkornbaustahl. Aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung weist er ein niedriges Kohlenstoffäquivalent (max. 0,15 %) und damit eine sehr gute Schweißeignung auf. Dieser Stahl hat eine Mindeststreckgrenze von 460 MPa (Megapascal) und eine Zugfestigkeit von 540 MPa bis 720 MPa. (PDF; 166 kB), abgerufen am 25. September 2009 Alle verwendeten Stahlsorten entsprechen dem Standard der ASTM International (ursprünglich American Society for Testing and Materials). Durch die Verwendung von Stahlsorten der höheren Güteklassen wurden im Vergleich mit einem Standardstahl ca. 25 Prozent an relativem Materialgewicht und ca. 15 Prozent bis 20 Prozent an relativen Materialkosten eingespart, wobei der Zeitaufwand für die Schweißarbeiten und Montage verringert wird. Gleichzeitig wurden auch die Emissionen, die die Herstellung des Stahles und der Transport mit sich bringen, reduziert. Bei der Ausführung zugbelasteter Stahlstreben in Fachwerken des SWFC wurden HISTAR-Stähle mit hoher Streckgrenze verwendet. Diese HISTAR-Stähle halfen Materialkosten zu sparen; die Profile konnten durch das geringere Eigengewicht des Fachwerks deutlich schlanker ausgeführt werden, was die Herstellungskosten reduzierte., abgerufen am 22. September 2009
Auswirkungen der Windkraft Ein für Leslie E. Robertson & Associates (LERA) wichtiger Risikofaktor waren die auf das Shanghai World Financial Center wirkenden Windkräfte. Bei sehr hohen Häusern ist eine perfekte Kombination von ausreichender Elastizität und notwendiger Stabilität im Wind von großer Wichtigkeit. Durch die Strukturänderungen an dem Gebäude musste auch das Wind Engineering angepasst werden, um das Wind-induzierte Verhalten der SWFC-Struktur zu ermitteln., abgerufen am 27. September 2009 Für dieses Projekt wurde eine detaillierte Analyse der lokalen Wetterbedingungen und Windverhältnisse für Shanghai und den Standort des SWFC durchgeführt. Mit den ermittelten Daten, wie vorherrschende Windrichtung und maximale Windstärke, konnten dann im Windkanal umfangreiche Modellversuche durchgeführt werden.
Von der Alan G. Davenport Wind Engineering Group wurde für das SWFC-Projekt ein Vierphasenprogramm für die Windkanaltestreihe aufgestellt und durchgeführt. Erstens: der Force-Balance-Test für strukturelle Lasten. Hier wurde das Verhalten der Struktur und der Dynamik getestet, um den späteren Gebäudenutzern einen erträglichen Komfort (Schwankungen des Gebäudes) zu bieten. Zweitens: eine Druckprüfung für die Entwicklung der stationären und der dynamischen Belastungen. Dieser Test hatte einen Einfluss auf die Gestaltung der Gebäudefassade. Drittens: der Umwelttest. Hier wurden die Auswirkungen der Windgeschwindigkeiten sowie verursachte Windverwirbelungen in den Straßen und Häuserschluchten im Umkreis von acht Kilometern um den Standort des Shanghai World Financial Centers ermittelt. Viertens: der aeroelastische Test für die strukturellen Belastungen und Dynamik des SWFC.