Precast elements for the Zölly Tower in Zurich Fertigteile für das Zölly-Hochhaus in Zürich
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Sonderdruck
Concrete Plant + Precast Technology
Betonwerk + Fertigteiltechnik
Precast elements for the Zölly Tower in Zurich
Fertigteile für das Zölly-Hochhaus in Zürich
ANCHORING AND REINFORCEMENT TECHNOLOGY
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Nägele Bau GmbH
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ANCHORING AND REINFORCEMENT TECHNOLOGY → Project report
The façade of the Zölly Tower in Zurich, Switzerland, was designed with an envelope composed of precast elements
to take up all loads.
Die Fassade des Zölly-Hochhauses im schweizerischen Zürich wurde mit einer Außenhaut aus Betonfertigteilen zur Auf-
nahme aller Lasten konzipiert.
Precast elements for the Zölly Tower
in Zurich
Fertigteile für das Zölly-Hochhaus
in Zürich
Text: Dipl.-Ing. Robert Mehl
Example of a drawing showing the
arrangement of formwork compo-
nents required to complete a Zölly
Tower façade element
Planbeispiel der Schalungskompo-
nentenanordnung zur Fertigung
eines Fassadenelementes des Zöl-
ly-Hochhauses
Im Westen der Schweizer Wirtschaftsmetropole
Zürich entsteht an einem ehemaligen Gleisdreieck der-
zeit ein hochwertiges neues Wohnquartier. Städtebaulich
markiert das so genannte Zölly-Hochhaus mit seinen 24
Fig.: Nägelebau
Stockwerken dessen Zentrum. Entgegen der gebräuch-
lichen Praxis konzipierten die für die Ausführungspla-
nung verantwortlichen Architekten, die eidgenössische
Planwerk CH GmbH aus Laufen, das Gebäude nicht mit
A prime residential development is currently under tragenden Innenstützen und einer vorgehängten Fassade,
construction in the western part of Zurich, the Swiss sondern mit einer Außenhaut aus Betonfertigteilen, die
economic hub, in the area of a former railway junc- alle Lasten aufnimmt.
tion. In urban terms, the so-called ZöllyTower with its
24 stories is the center point of this project. Contrary to Schalungsbau mit glasfaserverstärktem
common practice, the architects commissioned with the Kunststoff
detailed design exercise, the Swiss Planwerk CH GmbH „Die gewissenhafte logistische Vorplanung war das A
based in Laufen, did not include load-bearing internal und O des ganzen Projektes“, stellte Dr.-Ing. José Colan,
columns and a curtain façade in the design of the build- der Werkleiter von Nägelebau GmbH, fest. „So sehen
ing. Instead, they conceived a building envelope com- zwar die 950 Betonfertigteile aus der Distanz – etwa
posed of precast elements that were to absorb all loads. aus dem benachbarten Pfingstweidpark heraus – alle
identisch aus, variieren aber im Detail sehr stark. Un-
Using glass-fiber reinforced plastic for ser größtes Problem waren die vertikalen Lisenen der
formwork fabrication Außenhaut, deren Kanten grundsätzlich abgerundet
“At the very heart of the entire project was its thor- sind.“ Werkleiter Colan erläuterte weiter, dass die Wirt-
ough logistics planning prior to commencing construc- schaftlichkeit und die Qualitätssicherung genau in
tion activity,” stated Dr.-Ing. José Colan, plant manager diesem Konstruktionspunkt die großen Projektheraus-
at Nägelebau GmbH. “Although the 950 precast ele- forderungen darstellten: „Hätte man wie üblich dafür
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Objektbericht ← BEFESTIGUNGS- UND BEWEHRUNGSTECHNIK
When this photo was
taken, the shell of the
Zölly Tower was near-
ing completion as 23
stories had already
been built
Mit 23 Stockwerken
war das Zölly-Hoch-
haus zum Zeitpunkt
der Aufnahme im Roh-
bau fast fertig gestellt
Fig.: Robert Mehl
ANCHORING AND REINFORCEMENT TECHNOLOGY → Project report
The rounded areas
were produced using
GFRP forms
Die abgerundeten Be-
reiche wurden mittels
einer GFK-Schalung
erstellt
Fig.: Robert Mehl
The ComBar thermal
anchors supplied by
Schöck are being em-
bedded in the facing
layer at the bottom
right after concrete
ments appear identical from a distance, for instance Holz genommen, wäre zum einen der Verschleiß zu groß
pouring. On the next when viewed from the neighboring Pfingstweidpark, gewesen (maximal 20 Elemente pro Form). Vom Ergeb-
production day, the they also include a wide variety of details. For us, the nis her wäre Stahl zwar das Material der Wahl, aber
reinforcement of the
load-bearing layer is
biggest issue was to manufacture the vertical pilaster aufgrund der hohen Anzahl von Ausführungsvarianten
inserted, and the final strips of the building envelope, whose edges are usu- einfach zu teuer gewesen.“
concrete layer is ally rounded.” Plant manager Colan went on to ex- Die Lösung des Problems bestand in einer Schalung,
poured
plain that it was precisely this design that presented die von der Chemnitzer Fibertech GmbH erstellt wurde,
In die zuunterst liegen- the greatest project challenges in terms of ensuring einem Produzenten von Fertigteilschalungen aus glasfa-
de, frisch betonierte commercial viability and quality control: “Timber, as serverstärktem Kunststoff (GFK). Diese weisen eine hohe
Vorsatzschale werden the obvious choice for the formwork, would have been Langlebigkeit und eine mit Stahl vergleichbare Glattheit
die ComBar-Thermoan-
ker von Schöck positio- subject to excessive wear (only up to 20 elements can der Schaloberfläche auf, besitzen aber ein geringeres
niert. Am nächsten be produced per form). In terms of the end result, steel Gewicht und sind im Preis günstiger. Die Schalungsele-
Fertigungstag wird die would be the material of choice, but would have been mente sind als Compound aufgebaut: Trägermaterial ist
Bewehrung der Trag-
schale eingebracht und too costly due to the large number of design variants.” ein Aluminiumblech, auf das das GFK aufgespritzt wird.
abschließend betoniert The problem was solved by using forms supplied by Um diesen Kunststoff-Metall-Körper in den individuellen
Schalungsbau eines Fassadenelementes handwerklich zu
integrieren, wurde er in einem Metallrahmen gefasst.
Spezielles Augenmerk musste auch auf das Verdich-
ten gelegt werden. Die bei einer solch filigranen Scha-
lung übliche Rüttelflasche schied hier aus, da die Be-
tonbauteile noch sandgestrahlt werden sollten, um eine
partielle Natursteinoptik zu erreichen. Mit der Nutzung
der Vibratorflasche hätte es während der Verdichtungs-
phase zu einer Ansammlung von leichten Betonzuschlä-
gen um diese herum kommen können, verbunden mit der
Bildung unschöner konzentrischer Kreise im Betonstein.
Da deshalb die Verwendung eines Rütteltisches unver-
meidlich war, musste die Schalungskonstruktion extrem
stabil ausgelegt werden.
Fig.: Robert Mehl
Betonelemente als Sandwichkonstruktion
Die Betonelemente sind als Sandwichkonstruktion auf-
gebaut und besitzen eine dreidimensional stark durch-
geformte Außenschale (Vorsatzschale) sowie eine re-
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Objektbericht ← BEFESTIGUNGS- UND BEWEHRUNGSTECHNIK
Fig.: Robert Mehl
Fig.: Robert Mehl
Fig.: Robert Mehl
Side view of a precast element after formwork Pilaster strips were also produced piece by Members of the precast element assembly
stripping. The black foam glass insulation ap- piece. This image shows them immediately be- team are preparing the mortar bed onto which
pears prominently in the middle fore assembly the precast element is placed
Seitenansicht eines Fertigteiles nach dessen Auch einzelne Lisenen wurden produziert, hier Die Betonfertigteilmonteure bereiten das Mör-
Ausschalung. In der Mitte gut erkennbar ist die unmittelbar vor deren Montage telbett vor, in das das Fertigteil gestellt wird
schwarze Foamglas-Dämmung
Fibertech GmbH, a company located in Chemnitz, Ger- lativ flache Innenschale (Tragschale). Dazwischen ist
many, that produces precast element forms that consist eine 16 cm bis 24 cm starke Dämmung aus Foamglas
of glass-fiber reinforced plastic (GFRP). These forms eingefügt. Diese besitzt den Vorteil einer hohen geome-
are very durable. Their facing is as smooth as that of trischen Exaktheit, womit die Fertigteile sehr präzise
steel forms, but they are more lightweight and less ex- ausführbar waren.
pensive compared to steel. The formwork components Bei allen Bauteilen wurde zunächst die Außenschale
have a compound design: aluminum sheet serves as betoniert. Nach dem Aushärten legten die Betonfertig-
the carrier onto which the GFRP is sprayed. This plas- teilbauer das schwarze Hartschaummaterial auf. In die-
tic-metal compound was lined with a metal frame to ses wurden ComBar-Thermoanker des Herstellers Schöck
incorporate it in the custom fabrication of the form- eingebaut, die als dauerhafte, wärmebrückenfreie Verbin-
work required for each façade panel. dung von Innen- und Außenschale fungieren. Etwa acht
Utmost care was also necessary at the compaction Dübel pro Quadratmeter wurden für eine Tragverbindung
stage. Vibrating cylinders, which are otherwise com- beider Betonflächen platziert. Der ComBar-Thermoanker
monly used for such a filigree formwork, were not an besitzt den Vorteil, dass dieser nicht vor dem Betonie-
option because the precast elements were to be sand- ren an die Bewehrung gebunden werden muss, sondern
blasted in a subsequent work step to achieve a quarry nach der Betonierung platziert werden kann. Damit ein-
stone appearance in some areas. The use of a vibrating hergehend musste auch nicht die Dämmung aufwändig
cylinder would have led to the accumulation of light- um die herausragenden Dübel herum verlegt werden.
weight concrete aggregates around the cylinder during Ausgesprochen wichtig war es, die Durchfahrtshöhe der
the compaction phase whilst triggering the formation Umlaufanlage zu beachten. Diese liegt zwar im Werk
of unsightly concentric circles in the cast stone. The in Röthis bei immerhin 1 m, jedoch wurde es bei den
inevitable other option was thus to use a vibrating ta- sukzessiv aufgestockten Fertigteilen, die im Schnitt eine
ble, which is why the formwork arrangement had to be Dicke von 61 cm besaßen, zuzüglich der erforderlichen
extremely stable. Absteller im wahrsten Sinne des Wortes eng.
Precast elements form a sandwich structure Fertigteile sandgestrahlt, gereinigt und
The precast elements form a sandwich structure. They hydrophobiert
include a distinctly shaped three-dimensional external Beim Zölly-Hochhaus wünschten sich die Architekten als
leaf (facing layer) and a relatively flat internal leaf Zuschlag Marmor und einen hellen Sand. Hierfür wurde
(load-bearing layer). The space between these parts is mit Ferrari Granulati Marmi sas aus Grezzana (Verona)
filled with a 16 to 24 cm thick foam glass insulation ein italienischer Zulieferer gefunden. Um die Materiali-
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ANCHORING AND REINFORCEMENT TECHNOLOGY → Project report
Only two fitters were
required for the as-
sembly of the façade
elements
Nur zwei Betonfertig-
teilmonteure waren
für die Fassadenmon-
tage erforderlich
Fig.: Robert Mehl
layer, which provides the added advantage of high ge- tät des Betonsteins besonders zur Geltung zu bringen,
ometrical accuracy and thus enabled the manufacture wurden die Fertigteile partiell sandgesandstrahlt. Mit
of precast elements with utmost precision. dem weiteren Bauablauf stellte sich folgendes Problem
In the first work step, the external leaf was cast ein: Durch die an der Fassade installierten Gerüste bil-
for all elements. After curing, factory staff placed the deten sich abgehend von deren Anschlusspunkten Rost-
black rigid-foam material on the concrete surface. fahnen auf den fabrikneuen Fertigteilen. Gegen diese
ComBar thermal anchors supplied by Schöck were em- baustellenbedingte Verschmutzung der Oberflächen
bedded in this material to permanently connect the ex- half letztlich nur eine spezielle Reinigung. Nach ihrer
ternal and internal leaves whilst eliminating thermal Produktion wurden die Betonfertigteile sandgestrahlt
bridges completely. About eight anchors were placed und chemisch vollkommen unbehandelt an die Baustel-
per square meter to establish a load-bearing connec- le geliefert und montiert. Sobald dort ein Bauteil dem
The high-rise building tion between the two concrete layers. ComBar thermal aufkommenden Schmutz des nahen Bauprozesses mehr
includes a partially
sand-blasted precast
anchors provide the advantage that they do not need to oder weniger gut widerstanden hatte und die Gerüste
façade whose vertical be linked to the reinforcement prior to concrete pour- weitergezogen waren, wurde es gesäubert und anschlie-
pilaster strips are ing. Instead, they can be inserted after completion of ßend hydrophobiert. Dafür wurden Reinigungs- und
rounded
the casting process. This approach also eliminated the Hydrophobiermittel der BASF Construction Chemicals
Das Hochhaus besitzt need for the insulation to be laid around the projecting Europe AG verwendet.
eine in Teilen sandge-
anchors in a highly complex arrangement. In addition,
strahlte BFT-Fassade,
deren vertikale Lise- it was crucial to consider the clearance of the carou- Auslegerkrane für die Fertigteilmontage
nen abgerundet sind sel system during the planning process. Although the Mithilfe zweier großer Auslegerkrane wurden die Be-
tonelemente aus ihren jeweiligen Innenladerpaletten
am Boden herausgehoben und zu ihrer finalen Positi-
on verfahren. Platziert wurden die Fertigteile mit der
Unterkante der Innenschale auf den unprofilierten Au-
ßenkanten der Geschossdecken. Die Wärmedämmung
und die Außenschale eines jeden Elementes ragten
hingegen über die Ortbetonkonstruktion der Decke hi-
naus, verblendeten diese so und schlossen auf Höhe der
Deckenunterkante an die Oberkante der Fertigteile des
darunterliegenden Geschosses an. Fixiert wurden die
Fassadenbauteile zum einen über Metall-Laschen am
Boden und herausstehende Eisen am oberen Ende. Im
Montagezustand wurden die Elemente über Schrägstüt-
Fig.: Robert Mehl
zen abgefangen.
Zum anderen wurden die Bauteile auf ein Mörtel-
bett gestellt, das die Fertigteilmonteure vorher auf der
Geschossdecke aufbrachten. Nach außen hin legten sie
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Röthis production line has a 1-meter clearance, things
got really tight as precast elements (with an average
thickness of 61 cm) were raised in several subsequent
steps whilst the required rails had to be taken into ac-
count as well.
Precast elements subjected to sand blasting,
cleaning and hydrophobic treatment
For the Zölly Tower, the architects specified aggregates
composed of marble and bright sand. An Italian sup-
plier, Ferrari Granulati Marmi sas based in Grezzana
(Verona), was contracted with supplying this aggregate
mix. Some precast element segments were sand-blasted
to emphasize the materiality of the concrete stone. As
construction activity progressed, the following issue
arose: beginning at their connecting points, the scaf-
folds erected alongside the façade triggered the forma-
tion of surface rust on the precast elements that had just
been delivered to the construction site. A special clean-
ing process proved to be the only option to remove these
surface stains caused by site conditions. After their
manufacture, precast elements were sand-blasted, de-
livered to the site and assembled. They were not treated
chemically. Once the individual elements had resisted
the soiling caused by nearby construction activity more
or less successfully, and the scaffolds moved into their
next position, the elements were cleaned and subjected
to hydrophobic treatment. The cleaning and hydrophob-
ing agents used for this purpose were supplied by BASF
Construction Chemicals Europe AG.
Jib cranes for precast element assembly
Using two large jib cranes, the individual precast elements
were lifted from their inloader pallets on the ground and
Fig.: Robert Mehl
moved into their final positions. The bottom edge of the
internal leaf was placed on the plain outer floor edges.
By contrast, the thermal insulation and the external leaf
of the individual elements proj-ected from the cast-in-
place floor structure and thus provided a facing whilst vor den Mörtel einen 3 cm dicken Dämmwollzopf. Auch Two tower cranes
creating a link to the upper precast element edge of the jeweils zwei fingerdicke Kupferdrähte des Erdungska- were used to move the
precast elements into
story underneath at the level of the bottom floor edge. bels ragten pro Bauteil hier aus der Geschossdecke und their final installation
The façade units were fastened by fish plates at the bot- wurden mit diesem verbunden. In seine finale Position positions
tom and projecting steel bars at the top. During assembly, brachten die Arbeiter das Fertigteil auf handwerkliche
the elements rested on diagonal supports. Art: Immer noch am Kranhaken hängend, wurden die Mit zwei turmhohen
Baukränen wurden die
Furthermore, the precast components were placed Elemente mit Hilfe einer großen Brechstange und einer Fertigteile an ihre fina-
on a mortar bed that the members of the assembly langen Wasserwaage justiert. le Einbauposition geho-
team applied to the floor prior to moving the precast In Anbetracht der Tatsache, dass die Firma Näge- ben
element into its installation position. Toward the out- lebau den Großteil der Rohbaukonstruktion ausgeführt
side, they placed a 3 cm thick strip of insulating wool und dennoch nur wenige Monteure dafür benötigt hat,
in front of the mortar. Per each element, two earth- zeigt sich an diesem Objektbeispiel erneut die Effizienz
lead copper wires about the thickness of a finger also der Betonfertigteiltechnologie.
protruded from the floor and were connected to the
element. Workers moved the elements into their final
positions in a completely manual process: while still on
the hook of the crane, the elements were aligned using CONTACT
a large crow bar and a long spirit level. Nägelebau GmbH
Given that Nägelebau, the precast element produc- Bundesstraße 20
er, carried out most of the shell construction work but 6832 Röthis/Austria
required only a few staff members for assembly, this +43 5522 41526-800
project example once again demonstrates how efficient info@naegelebau.at
precast can be. ↗ www.naegelebau.at
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