FAIR Darmstadt

FAIR in Darmstadt: Erweiterter Rohbau für internationale Spitzenforschung

Mit dem internationalen Beschleunigerzentrum FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) entsteht am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt eines der weltweit bedeutendsten wissenschaftlichen Großprojekte. Mit FAIR wird eine Forschungsinfrastruktur geschaffen, die Wissenschaftler:innen aus aller Welt einzigartige Möglichkeiten für Experimente mit Ionen und Antiprotonen bietet. Ziel ist es, fundamentale Fragen der Physik zu beantworten und neue Erkenntnisse über die Struktur der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen.

Beschleunigerzentrum mit einzigartiger Forschungsinfrastruktur

Die Anlage wird östlich der bestehenden GSI-Forschungsinfrastruktur auf einer Fläche von rund 20 ha errichtet. Die vorhandenen GSI-Beschleuniger werden als Vorbeschleuniger genutzt, wodurch eine enge funktionale und bauliche Verbindung zwischen den bestehenden und den neuen Einrichtungen entsteht. FAIR zeichnet sich durch seine Größe und Komplexität aus. Das Herzstück bildet ein Kreisbeschleuniger mit einem Umfang von etwa 1,1 km, der in einem unterirdischen Tunnel verläuft. Ergänzt wird dieser durch zahlreiche Gebäude und Tunnelabschnitte mit einer Gesamtnutzfläche von über 60.000 m². In diesen Bereichen werden die Strahlführungen, Detektoren und die technische Infrastruktur untergebracht, die für die Durchführung der Experimente erforderlich sind. Die Gebäudestruktur ist entlang des Strahlverlaufs angeordnet und umfasst neben dem großen Beschleunigerring zahlreiche spezialisierte Bauwerke. Dazu gehören Experimentierhallen, Labore sowie Betriebs- und Versorgungseinrichtungen. Die Gebäude sind unterschiedlich hoch – von eingeschossigen Bauwerken bis hin zu mehrgeschossigen Strukturen, die sich teilweise deutlich über die Geländeoberfläche erheben. Einige Bereiche liegen tief unter der Erde, andere sind mit Erdreich überschüttet.

Komplexe Planung bei laufendem Forschungsbetrieb

Die Realisierung eines Projekts dieser Größenordnung erfordert eine sorgfältige Planung und Koordination. Zahlreiche Bauabschnitte müssen ineinandergreifen, und die Arbeiten erfolgen in enger Abstimmung mit parallel laufenden Maßnahmen. Neben den baulichen Herausforderungen spielen ökologische und sicherheitstechnische Aspekte eine zentrale Rolle. Besondere Anforderungen an den Grundwasserschutz und die Umweltverträglichkeit sind zu berücksichtigen. Zudem müssen alle Arbeiten so ausgeführt werden, dass der Betrieb der bestehenden GSI-Anlage nicht beeinträchtigt wird.

Weitere Perspektive auf das Großprojekt: Die separate Projektseite „FAIR Darmstadt – Baulogistik für internationale Spitzenforschung“ zeigt, wie ZÜBLIN die komplexen Materialflüsse, Verkehrswege und parallel laufenden Bauprozesse auf dem Baufeld koordiniert.

Erweiterter Rohbau mit massiven Stahlbetonkonstruktionen

Bei diesem Großprojekt ist ZÜBLIN federführend mit der Ausführung des erweiterten Rohbaus der Versuchsgebäude betraut. Es entstehen Stahlbetonbauteile mit außergewöhnlichen Dimensionen, darunter Decken mit einer Stärke von bis zu 3 m und Wände mit einer Dicke von bis zu 6 m. In Summe wurden bisher ca. 169.000 m³ überwachungspflichtiger Beton und ca. 26.000 t Bewehrungsstahl verbaut. Trotz dieser massiven Querschnitte werden sämtliche Bauteile in Sichtbetonqualität hergestellt. Ergänzend kommt hochwertiges, zweiseitiges Sichtmauerwerk zum Einsatz, das den Gesamteindruck abrundet.
Für die Bauwerksabdichtung kommt eine Kombination aus WU-Beton und Frischbetonverbundfolie zum Einsatz, die durch Fugenbleche und Verpressschläuche in allen Arbeitsfugen ergänzt wird.
Neben klassischen Einbauteilen wie Ankerschienen werden auch hochkomplexe Konstruktionen eingebaut: Zum Beispiel Kompensatoren für Leitungen, um unterschiedliche Setzungen von bis zu 8 cm zwischen den Gebäuden und der umliegenden Geländemodellierung aufzufangen, oder Abschottungen von Beam-Dumps, bei denen bis zu 120 t Stahlbrammen zentimetergenau ausgerichtet wurden.
Eine weitere Besonderheit des Projekts sind die bis zu 43.000 m³ großen, innenliegenden Erdpakete, die durch das Einpumpen von Flüssigboden in Stahlbetonkammern hergestellt werden. Sie sind von rund 22 km Elektroleerrohren durchzogen.