Wie Design das Verhalten beeinflusst

Kopenhagen ist eine Stadt, die für ihre elegante, historische Architektur bekannt ist. Doch wer die Stadt besucht, wird von einem modernen, kompakten U-Bahnsystem überrascht, das nicht nur erschwinglich und effizient, sondern auch ästhetisch gestaltet ist. Die U-Bahn fügt sich nahtlos in ihre Umgebung ein und hat die Art und Weise, wie sich Menschen fortbewegen, verändert. In den letzten fünf Jahren hat sich die Fahrgastnachfrage fast verdoppelt und erreichte im Jahr 2024 beeindruckende 126 Millionen Fahrten - trotz der Auswirkungen der Pandemie. Mehr als 85 % der Bewohner des Stadtzentrums können eine Station zu Fuß erreichen. Dieses fortschrittliche Verkehrssystem hat nicht nur die Stadtviertel verändert, sondern Kopenhagen auch schrittweise in eine moderne Metropole verwandelt. Es ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie innovative Infrastrukturprojekte das Leben der Menschen positiv beeinflussen und die Entwicklung einer Stadt vorantreiben können.

In enger Zusammenarbeit mit Metroselskabet (Kopenhagener U-Bahn) und unseren Joint-Venture-Partnern wird das wachsende Streckennetz realisiert. Metroselskabet hat sich ehrgeizige Ziele zur kontinuierlichen Verbesserung der Infrastruktur und des Fahrgastkomforts gesetzt. Bei den jüngsten Projekten - wie der Verlängerung der Linie M4 nach Ydre Nordhavn und der neuen Linie M5 - wurde besonderer Wert darauf gelegt, die Auswirkungen der Bauarbeiten auf die Umwelt so gering wie möglich zu halten. Dazu gehört auch die Reduzierung des Verbrauchs von grauer Energie und Ressourcen. Die Planung und Gestaltung der Linie M5 ist ein Beispiel dafür, wie die Herausforderung des Klimawandels zum Motor für Investitionen in eine positive Stadtentwicklung werden kann. Dies unterstreicht die zentrale Rolle, die eine nachhaltig entwickelte U-Bahn bei der Schaffung einer funktionierenden Stadt für alle spielen kann.

Nachhaltigkeit ist ein zentrales Anliegen Kopenhagens, das sich zum Ziel gesetzt hat, bis 2035 klimaneutral zu werden. Die dänische Hauptstadt braucht dringend neuen Wohnraum für ihre wachsende Bevölkerung. Sie will zeigen, dass es möglich ist, städtisches Wachstum mit der Reduzierung von CO2-Emissionen zu verbinden und so eine höhere Lebensqualität zu schaffen. Die Stadt plant die Erweiterung des Stadtteils Nordhavn und anderer Vororte sowie den Bau der Halbinsel Lynetteholm, die mit Baumaterial aus anderen Projekten als Barriere gegen den steigenden Meeresspiegel errichtet werden soll.

Die Anbindung dieser neuen Entwicklungen an das Stadtzentrum wird von entscheidender Bedeutung sein. Nach der erfolgreichen Zusammenarbeit bei den Linien M3 und M4 unterstützt Arup nun Metroselskabet und seine Joint-Venture-Partner bei der Entwicklung der M5 - von der Machbarkeitsstudie bis zum Bau. Ziel ist es, die M5 zur effizientesten, leistungsfähigsten und nachhaltigsten U-Bahn-Linie überhaupt zu machen.

Planung und Realisierung einer kohlenstoffarmen U-Bahn

Metroselskabet will mit der M5 neue Maßstäbe für nachhaltigen Schienenverkehr setzen und strebt eine Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der neuen Linie um 50 % im Vergleich zu den bestehenden Linien der Stadt an. Bislang wurden bis zu 40 % der Möglichkeiten zur Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes identifiziert.

Das Joint-Venture-Team nutzte die UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung, um zu untersuchen, wie langfristige Vorteile für die Fahrgäste, die Stadt und die Umwelt erzielt werden können. Gemeinsam mit unserem Kunden und wichtigen Interessengruppen haben wir eine Reihe von Maßnahmen entwickelt, um den Kohlendioxidausstoß zu minimieren, den Wasserverbrauch zu optimieren und die Bahnhöfe kostengünstig und effizient zu unterhalten. Um die Ziele der Stadt zu erreichen, muss der öffentliche Verkehr attraktiver sein als der Individualverkehr.

Die digitale Analyse der CO2-Emissionen in Verbindung mit der BIM-Modellierung ermöglichte die frühzeitige Identifizierung von CO2-Hotspots. Die gemeinsam mit unseren Partnern durchgeführte Analyse ermöglichte es uns, die Auswirkungen jeder Entwurfsentscheidung sofort zu verstehen und gezielte Strategien zur Minimierung des CO2-Fußabdrucks der Bahnhöfe zu entwickeln. Das Ergebnis ist eine Reihe einzigartiger Gestaltungsoptionen, darunter unterirdische Flachbahnhöfe mit weniger Beton.

Der Bau von U-Bahnhöfen in geringer Tiefe stellt zwar eine Herausforderung dar, bietet aber auch erhebliche Möglichkeiten zur Emissionsminderung. Durch die Reduzierung des Platzes unter den Bahnsteigen, die Verkleinerung der Abluftkanäle über den Gleisen und die Verringerung der Höhe der Räume, in denen die mechanischen und elektrischen Systeme untergebracht sind, konnten wir die Tiefe der Bahnhöfe an den meisten Standorten verringern. Dies trägt zu einer Nettoeinsparung von CO2 und Kosten bei. Weitere Vorteile sind ein geringerer Rohstoffverbrauch, kürzere Bauzeiten, niedrigere Baukosten und eine geringere Beeinträchtigung des Stadtbildes.

Die Technologieplattform Fuse von Arup hat bei der Planung der M5 eine entscheidende Rolle gespielt. Sie umfasst Geodaten, ein föderiertes BIM, Werkzeuge zur Berechnung der CO2-Emissionen und alle Informationen, die das Team benötigt, da sie auch ein geschlossenes KI-Modell enthält, das es jedem Teammitglied ermöglicht, die gesamte Bibliothek der Projektdokumentation abzufragen.

Funktionales und effizientes Design

Die M5 ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen Metroselskabet und Partnern, die bis ins Jahr 2007 zurückreicht, als wir gemeinsam an der Linie M3 Cityringen (City Circle) arbeiteten. Die M3, die 2019 eröffnet wurde, erweitert das bestehende U-Bahn-System der Stadt. Mit über 16 km Tunneln und 17 neuen Stationen sorgt sie dafür, dass 85 % der Einwohner der Kopenhagener Innenstadt weniger als 600 m von einer Bahn- oder U-Bahn-Station entfernt sind.

Bei der architektonischen Gestaltung der Bahnhöfe standen Funktionalität und Effizienz im Vordergrund, wobei jeder Bahnhof als riesiger "Baukasten" betrachtet wurde. So viele Elemente wie möglich sind 5,5 m breit oder hoch, was ein Maß an Standardisierung ermöglicht, das dazu beiträgt, Kosten und Unterbrechungen zu reduzieren, wenn Komponenten ausgetauscht werden müssen.

Gemeinsam mit Metroselskabet und unseren Partnern haben wir dafür gesorgt, dass das modulare Design jeder Station eine eigene Identität verleiht und ein intuitives Leitsystem die Orientierung in der U-Bahn erleichtert. Skulpturale Wandpaneele und Verkleidungen fungieren als Innenfassaden und unterstreichen die einzigartige Identität jeder Station. Im Inneren der Stationen wurden Farben und Materialien verwendet, die den Charakter der jeweiligen Umgebung widerspiegeln, zum Beispiel das charakteristische Mauerwerk einer historischen Kirche oder die Farben der Bäume in den nahe gelegenen Frederiksberg-Gärten. Oberlichter filtern das natürliche Licht aus 20 Metern Höhe auf die Bahnsteige und tragen dazu bei, dass die Verbindung zwischen Fahrgästen und Straße erhalten bleibt - ein besonderes Erlebnis für alle, die das Netz nutzen.

Jedes Element des Bahnhofs sollte einen praktischen Mehrwert für seine Umgebung bieten. Asymmetrische, skulpturale Oberlichter durchfluten die Stationen mit natürlichem Licht und erzeugen eine visuelle Spannung über der Erde, dienen aber auch als Lüftungsöffnungen im Brandfall und reduzieren die Abhängigkeit von mechanischen Systemen. Die Bahnsteige sind vom Bahnhofseingang aus sichtbar und umgekehrt, die klaren Sichtlinien erleichtern die Orientierung. Diese greifbare Verbindung zwischen Straße und Bahnhof schafft ein Gefühl der Sicherheit und sorgt für ein ruhiges, müheloses Erlebnis für die Fahrgäste.

Gute Nachbarschaft während und nach der Bauphase

M3 war das größte Bauprojekt in Kopenhagen seit 1618, und es wurde großer Wert darauf gelegt, das Leben in der Stadt so wenig wie möglich zu beeinträchtigen. Die Bahnhöfe wurden so weit wie möglich in Parks und auf Plätzen gebaut. Auf diese Weise wurden die Auswirkungen auf den Verkehr, die Versorgungseinrichtungen und die Privatgrundstücke so gering wie möglich gehalten. Diese Orte wurden inzwischen revitalisiert, was zu einer Verbesserung des Lebensumfelds für die Anwohner geführt hat, unabhängig davon, ob sie die U-Bahn nutzen oder nicht.

Dennoch war die Integration von 17 neuen Stationen in eine historische Stadt eine heikle Aufgabe, die eine präzise technische Planung erforderte. In Kobenhavn H liegt die Station etwa 20 Meter unter der Erde. Sie wurde sorgfältig in einem schmalen Korridor zwischen Wohngebäuden platziert, um einen nahen Zugang zum Hauptbahnhof von Kopenhagen zu ermöglichen. In Gammel Strand wurde die Station teilweise unter einem Kanal gebaut, der während der gesamten Bauzeit für Touristenboote offen blieb. Die Baustelle befand sich auf einer Plattform über dem Kanal, so dass die Boote unter dem Kanal durchfahren konnten, während das Stadtleben weiterging.

Entwicklung eines effizienten Tunnelbauprogramms

Bei der Planung der Stationen für die M4 haben wir unser weltweites Ingenieurwissen und unsere Erfahrung in der Planung von Nahverkehrssystemen eingebracht sowie unsere Kenntnis der Wünsche und Erwartungen unserer Endkunden, um die ursprüngliche Aufgabenstellung zu optimieren. In enger Zusammenarbeit mit den Planungsteams der Baufirmen haben wir praktische Lösungen für ein effizientes Baumanagement entwickelt.

So haben wir zum Beispiel die Tiefe der Station Enghave Brygge erheblich reduziert. Eine ganze Ebene wurde entfernt, so dass der Tunnelbau früher beginnen konnte. Dadurch konnte die Bauzeit verkürzt und die Menge an Aushub und Beton reduziert werden.