Kopenhagen hat sein Metrosystem um fünf neue U-Bahn-Stationen erweitert, die das Stadtzentrum mit dem südlichen Hafenviertel Sydhavn und dem Stadtteil Valby verbinden. Der Ausbau der U-Bahn-Linie M4 soll die stadtweite Mobilität verbessern, die Verkehrsüberlastung verringern und die Entwicklung der Stadtteile im Süden Kopenhagens fördern.

Arup erbrachte für TUNN3L JV, den Auftragnehmer für Planung und Bau des Projekts, Leistungen in den Bereichen Architektur, Bauingenieurwesen, Geotechnik und Tunnellüftung. Unsere Experten kombinierten fundierte lokale Kenntnisse und Fachwissen in der U-Bahn-Planung mit globalen Ingenieursfähigkeiten, um die Erweiterung der U-Bahn-Linie M4 nach Sydhavn und Valby mitzugestalten.

Zuvor arbeitete Arup für die Kopenhagener Metro (Metroselskabet) an der Schleifenlinie M3 Cityringen und der Verlängerung der Linie M4 nach Nordhavn und unterstützte damit das Wachstum des kohlenstoffarmen U-Bahn-Netzes der Stadt.

In Anlehnung an das Betriebsmodell von Cityringen wird die Metrolinie M4 rund um die Uhr mit hoher Frequenz zum Südhafen verkehren. Um den Bedürfnissen einer wachsenden Bevölkerung gerecht zu werden, bietet die Verlängerung einen kürzeren und einfacheren Zugang zur Innenstadt und unterstützt gleichzeitig die Entwicklung der Stadtteile im Süden. Um der U-Bahn-Erweiterung einen lokalen Charakter zu verleihen, werden alle fünf Stationen mit speziell entworfenen Kunstwerken ausgestattet.

Kunstwerke und U-Bahn-Design

Bei der Verlängerung der U-Bahnlinie M4 nach Sydhavn und Valby wurde die Kunst nahtlos in den Bahnhofsbereich integriert und zu einem grundlegenden Element der architektonischen Gestaltung, um den lokalen Charakter der U-Bahn zu definieren.

Die Architekten von Arup arbeiteten an allen fünf Stationen, um die Schnittstelle zwischen den baulichen Strukturen und den Kunstwerken zu schaffen. Das Team entwarf Stützsysteme, um die Kunstinstallation realisierbar zu machen. Diese Systeme variieren von Station zu Station, um die spezifischen Anforderungen an die Stützung und die Strukturlasten zu erfüllen. Die Kunstinstallationen, die der Verlängerung der U-Bahnlinie M4 nach Sydhavn und Valby einen besonderen Charakter verleihen, werden die Fahrgäste beim Betreten der Stationen begrüßen.

Als Ausgleich zu den stationsspezifischen Kunstwerken wurde eine nahtlose und visuell einheitliche Beleuchtung in den fünf Stationen durch blendfreie LED-Leuchten geschaffen. Unser Design und die Anpassung der Beleuchtungsanlagen erhöhen den visuellen Komfort für die Fahrgäste und minimieren gleichzeitig den Stromverbrauch.

Alle Architektur- und Beleuchtungsarbeiten wurden in 3D Revit modelliert, um die parametrische Genauigkeit zu gewährleisten und die Zusammenarbeit zwischen Designteams und Architekten zu beschleunigen.

Planung der Tunnellüftung

Um eine nahtlose Integration in die bestehende Metro M4 zu gewährleisten, haben unsere Experten die detaillierte Planung des Tunnellüftungssystems für die fünf neuen Stationen des Sydhavn abgeschlossen. Das Team führte Zugbrandsimulationen der Tunnel und der Bahnsteige der Stationen durch, um die Ventilatoren zu dimensionieren. Mithilfe der numerischen Strömungsmechanik (CFD) modellierten die Arup-Spezialisten das Rauchverhalten in den Bahnhöfen und in den Quertunneln, um zu verstehen, wie sich der Rauch ausbreiten würde und um sicherzustellen, dass die Fahrgäste sicher aussteigen können.

Im Falle eines Brandes ist im Tunnel ein minimaler Luftstrom in Längsrichtung erforderlich, um den gesamten Rauch in eine Richtung zu drücken und den Fahrgästen die Flucht in die andere Richtung zu ermöglichen; das Vorhandensein eines Wartungsdepots mit offenem Portal stellte eine Herausforderung für die Luftleckage dar, um dies zu erreichen. Um den übermäßigen Luftaustritt zu kontrollieren, installierten wir an den Portalen der Kontroll- und Wartungszentrale - dem Punkt, an dem die Tunnel das Bodenniveau erreichen - Düsenventilatoren. Wir haben die Ventilatoren am Verbindungsschacht vergrößert und die Gesamtanordnung der Ventilatoren und Klappen so konzipiert, dass sie sich an die Geometrie der Verlängerung der U-Bahnlinie M4 nach Sydhavn und Valby anpasst.

Wasserresistente Oberlichtkonstruktion

Oberlichter auf dem Dach sorgen für natürliches Licht im Bahnhofsinneren und dienen dem Rauchabzug. Da die Bahnhöfe auch bei extremen Wetterbedingungen für die Fahrgäste sicher sein müssen, wurde sorgfältig überlegt, wie die Oberlichter in Zukunft möglichen Überschwemmungen standhalten können.

Arup und die Fassadeningenieure von TUNN3L JV entwarfen die Struktur der Oberlichter mit einem zusätzlichen Schutz, um aufgrund ihrer Lage am Hafen extremen Überschwemmungen standzuhalten. Die Oberlichter bestehen aus rostfreiem Stahl und einer laminierten Sicherheitsverglasung, die selbst bei Überflutung dem Aufprall von Wasser und großen Treibgütern standhält.

Zusammenarbeit für einen effizienten U-Bahn-Betrieb

Die Erweiterung der U-Bahn-Linie M4 unterstützt Kopenhagens nachhaltiges städtisches Verkehrsnetz und bietet den wachsenden südlichen Stadtteilen einen einfachen Zugang zur Innenstadt und zu verschiedenen Verkehrsmitteln wie S-Bahnen.

In enger Zusammenarbeit mit den Planungsteams der Auftragnehmer haben wir die ursprüngliche Projektvorgabe in Frage gestellt, um praktische und praktikable Lösungen für ein effizientes Baumanagement zu entwickeln. So haben TUNN3L JV und Arup beispielsweise die Tiefe des Bahnhofs Enghave Brygge, der als zentraler Punkt für den Beginn des Tunnelbaus für die Linie M4 nach Sydhavn und Valby ausgewählt wurde, deutlich verringert. Wir haben eine Ebene entfernt, indem wir die Strategie der Raumabdichtung neu gestaltet und so die erforderliche Tiefe des Bahnhofs verringert haben.

Diese Optimierung ermöglichte einen früheren Beginn des Tunnelbaus und verkürzte die Gesamtdauer des Projekts. Außerdem wurden sowohl das Volumen des Aushubs als auch die Menge des verwendeten Betons verringert, was zu einer geringeren Kohlenstoffbelastung führte.

Dieser kollektive Ansatz erleichterte den nahtlosen Austausch von technischem Fachwissen zwischen den Planungsteams. Arup nutzte sein globales Ingenieurwissen und seine Erfahrung bei der Planung von U-Bahnen vor Ort, um gemeinsam praktikable Lösungen innerhalb des Zeitplans zu entwickeln.

Aufbauend auf unserer kontinuierlichen Beteiligung an der Entwicklung von Kopenhagens kohlenstoffarmem U-Bahn-Netz bietet Arup auch weiterhin transformative Designlösungen für die mögliche zukünftige M5 U-Bahn-Linie der Stadt an.