Mehr als 100 Länder und internationale Institutionen beteiligten sich 2017 an der Weltausstellung in der kasachischen Hauptstadt Astana mit dem Schwerpunkt „Future Energy“. Auf einem 24 Hektar großen Gelände zeigte die Expo von Juni bis September zukünftige Lebensweisen und Maßnahmen für weltweite Nachhaltigkeit.
Das Architekturbüro Adrian Smith und Gordon Gill aus Chicago gewann den internationalen Wettbewerb für die Ausstellungsarchitektur. Inmitten der verschiedenen Themen- und Länderpavillons, mit angegliedertem Kongressbereich und großzügigen Parkanlagen, thront der Kasachstan-Pavillon „The Sphere“: eine überdimensionale Kugelkonstruktion aus Stahl und Glas mit einem Durchmesser von 80 Metern und einer Gesamthöhe von 100 Metern. Der Pavillon ist die wohl größte geschlossene Sphäre, die weltweit bisher realisiert wurde und beherbergt sowohl die Länderausstellung Kasachstans als auch das „Museum of Energy“ sowie großzügige Aussichtsplattformen und offene Atrien innerhalb der Glasfassade.
Oberhalb der öffentlichen Bereiche öffnet sich die Konstruktion für einen Windkanal, in dem sich zwei Windturbinen mit jeweils 6 Meter Durchmesser befinden. Der sogenannte „Scoop“ ist durch ein 1.400 Quadratmeter weites Seilnetz abgetrennt, eingedeckt mit Isolierglasscheiben und integrierten Photovoltaikelementen. Die eigentliche Fassadenoberfläche der Kugel beträgt 18.000 Quadratmeter und ist ebenfalls hauptsächlich mit Isolierglasscheiben eingedeckt. Nur am Südpol im Übergang zum Gebäudesockel fiel die Wahl auf eine Einfachverglasung.
Abhängig vom Stand der Sonne und deren Strahlungsintensität wurde die Verglasung mit unterschiedlich dichter Bedruckung versehen. Das Design der gesamten Eindeckung realisierte das Unternehmen Lindner Steel & Glass, Geschäftsbereich der Firma Lindner Fassaden aus Arnstorf. Bei der Sekundärkonstruktion war Lindner Steel & Glass zusätzlich für die Fertigung und Montage verantwortlich.
Die architektonische Vorgabe zur Unterteilung der Kugeloberfläche bestand aus einem rotationssymmetrischen Netz mit sinusförmigen Meridianen und horizontalen Ringen. Die konstruktive Umsetzung erforderte im ersten Schritt eine komplexe Geometrieoptimierung dieses Netzes. Aufgrund der Kugelform sind die einzelnen Glaspaneele sphärisch gebogen und trapezförmig zugeschnitten. Um dem architektonischen Ansprüchen zu entsprechen, wurde die Hülle als Structural-Glazing mit Togglen im Randverbund ausgeführt. Die Herausforderung der Glasbemessung bestand darin, ein geeignetes Bemessungskonzept zu finden, das zum einen die komplexen statischen Bedingungen vollständig erfüllt und zum anderen zu einer wirtschaftlichen und konstruktiv umsetzbaren Lösung führt.
