Innovations- und Experimentalgebäude „Brainergy Hub“ in Jülich

Leitidee & Entwurfskonzept

Splash! - Der Neubau für das Brainergy Hub in Jülich setzt ein eindeutiges Ausrufezeichen als neues Zentrum und repräsentativer Leuchtturm für die Brainergy Park Community. Mit 5 tropfenförmig geschwungenen Armen, die um eine gemeinsame Mitte rotieren fügt sich das Gebäude in einen landschaftlich geformten See, dessen Ränder zum Verweilen einladen. Die ein- bis dreigeschossige Kubatur ist mit Kreisbögen und Tangenten konstruiert und ermöglicht durch Terrassierung der Tropfen die geforderte Flexibilität der Büromodule im Hinblick auf eine optionale Reduzierung.

Die geschwungene, signethafte Form des Innovations- u. Gründerzentrums mit vielfältigen Aufenthalts- u. Kommunikationsflächen signalisiert nicht nur formal eine Offenheit für die Zukunftsfelder der Neuen Energien, Digitalisierung, Umwelttechnik und Bioökonomie. Gebäude und See stehen in einem energetischen Dialog in dessen Folge das Mikroklima und der energetische Aufwand zur Gebäudetechnik positiv beeinflusst werden. Der Neubau als Vorzeigeprojekt im Strukturwandel wird identitätsstiftend zum Forschungsgegenstand und Ideenlieferant für die Energiewende.

Städtebauliche Einbindung

Die ringförmige Erschließung des Brainergy Village wird im Planungsgebiert über eine zentrale Platzfläche gekoppelt, die vom Durchgangsverkehr getrennt wird. Prinzipiell bleibt die Platzfläche für Anlieferung und Serviceverkehr überfahrbar und erhält einen ÖPNV- Anschluss für Elektrobusse. Im Nordosten fügt sich der Neubau in einen geschwungenen Landschaftraum, der mit Bäumen und Pflanzhainen zur Grundstücksgrenze vermittelt. Im Dialog mit der landschaftsplanerisch atmosphärisch gestalteten Wasserfläche entsteht ein öffentlicher Park der den Brainergy Hub umschließt und zum Verweilen u. Kommunizieren einlädt. Der Park verknüpft sich mit den Kurzschlüssen ins Quartier und vernetzt so den Neubau mit der Umgebung.

Freiraumplanung

Ein See mit Filtervegetation umspielt die tropfenförmigen räumlichen Bereiche des Brainergy Hubs. Der umlaufende Weg, der die Umgebung verknüpft, führt durch Schilfzonen und weitet sich am Wasser ebenso terrassenartig als Aufenthaltsbereich auf. Mit Bäumen und Hainen entlang der Grundstücksgrenzen sowie der landschaftlichen Einbettung entsteht eine parkartige Atmosphäre, die den Standort fokussiert und sowohl öffentlichkeitsbetonte als auch kontemplative Bereiche bietet. Wege außerhalb des Vorplatzes werden aus wassergebundener Decke hergestellt. Die Wege gehen optisch dort wo gefahren und angedient werden muss in beschichteten Asphaltbelag über mit der gleichen Körnung der wassergebundenen Decken.

Der Neubau erhält auskragende Balkone in den Büromodulen und Terrassen zum See für Eventbereiche u. Mensa und bietet Naturnähe als erholsamen Aspekt gegenüber der technischen Arbeitswelt. Die Charakteristik des Parks wird über die Platzfläche nach Süden fortgeführt. Die bestehende historische Obstwiese ist dabei mit einem ovalen sich an den Enden aufweitendem Weg umgeben und kennzeichnet durch die Form ihre Besonderheit. Randlicher Altbaumbestand soll in dem Bereich des Ovals nahe dem Vorplatz verpflanzt und mit neuen Obstbäumen ergänzt werden.

Im Kontext der Energiewende und der Forschung zu neuen Energien an einem ausgebeuteten Standort bietet der Brainergy Park eine Inspirationsquelle zwischen der historischen Landnutzung und neuer Herausforderungen, insbesondere mit der Ressource Wasser. Das Entwässerungskonzept verfolgt das Ziel, den durch die Flächenversiegelung gestörten natürlichen Wasserhaushalt wiederherzustellen und gleichzeitig die zukünftigen wasserwirtschaftlichen Auswirkungen des Klimawandels zu beachten. Es wird der Gedanke der „Schwammstadt“ verfolgt, wobei ein kanalisierter Niederschlagsabfluss durch Gründächer und versickerungsfähige Beläge der ebenerdigen Flächen so weit wie möglich vermieden wird. Unvermeidbare Regenabflüsse werden zwischengespeichert und versickert. Durch die umfangreiche freie Seefläche wird das Kleinklima im Quartier nachweislich verbessert und eine Erlebnisqualität geschaffen. Jedes Bauteil entwässert dabei getrennt über eine filternde Vegetationszone in den See mit freier Wasserfläche, der auf diese Weise mit geklärten Niederschlagswasser gespeist wird. Überschüssiges Wasser fließt in eine unterirdische Zisterne zur Brauchwassernutzung z.B. für die Bewässerung und bei stärkeren Niederschlägen in die dezentralen Versickerungsbereiche. Die Mulden, die sich zwischen der Erschließungsfläche befinden und mit Trauereschen bepflanzt sind, dienen dem temporären Aufenthalt und nehmen gegebenenfalls überschüssigen Wasser aus dem See auf.

In den gebäudefernen Schilf- und Versickerungszonen verändert sich durch die schwankenden Wasserstände die Größe des Sees erlebbar, vor den Gebäuden sorgen senkrechte Ufer für eine gleichbleibend hohe ästhetische Qualität. Die Tiefe des geklärten Seebeckens ist so gestaltet, dass keine Geländer benötigt werden. Alle Dächer werden extensiv begrünt oder als Diversitätsdach mit unterschiedlichen Aufbauhöhen ausgebildet. Über den Veranstaltungsräumen lädt ein intensiv begrünter `Pausengarten´ mit zum Verweilen und Diskurs ein und fängt gerahmte Blicke über die Seenlandschaft ein.

Erschließung

Äußere Erschließung / Außenanlagen / Zufahrt Feuerwehr
Die äußere Erschließung erfolgt umseitig über alle 5 Arme in das zentral gelegene Foyer. Damit wird eine optimale Orientierung im Gebäude und ein Maximum an Vernetzung in das umliegende Brainergy Village gewährleistet. Die Zuwegungen überspannen dabei brückenförmig die zusammenhängende Seefläche.
Der südöstliche Gebäudeflügel beinhaltet im Erdgeschoss eine Plattform für die Fahrräder der Mitarbeiter mit Servicefunktionen und Boxen mit integrierter Lademöglichkeit für E- Bikes. Der Vorplatz im Süden wird über Pflanzmulden mit großzügigen Sitzbänken kommunikativ zonieret. Die Feuerwehrzufahrt erfolgt über den Vorplatz bzw. über die nördliche Anbindung, sowie über den See umführenden Weg.

Innere Erschließung / Barrierefreiheit / Ver- und Entsorgung

Im repräsentativen Eingangsbereich werden die weichen und geschwungenen Formen aufgegriffen. Über eine kreisförmige Spindeltreppe mit Blick zum See gelangt der Besucher in die Obergeschosse. Die Barrierefreiheit wird über eine zentral liegende Aufzugsanlage sichergestellt. Der ebenfalls kreisförmige Informationstresen zoniert den Übergang zum nordwestlich gelegenen Event- u. Konferenzbereich, die jeweils in einem Flügel angeordnet sind und zum Kommunizieren und Präsentieren einladen. Der Eventbereich mit Kaffeebar öffnet sich über eine großzügige Außenterrasse zum See.
Im nördlichen Gebäudeflügel befindet sich der eingeschossige Konferenzbereich, der über einem blattadrigen Stahlträgerrost als Deckenkonstruktion stützenfrei ausgebildet wird. Die Haustechnik ist im Zwischenbereich des Tragwerks integriert und ermöglicht so eine lichte Raumhöhe von 3,86 m für den Konferenzbereich. Über ein verschiebbares Trennwandsystem lassen sich die Multifunktionsräume untereinander und mit den Foyerflächen flexibel zusammenschalten, so daß ein breites Konferenzangebot bis hin zur Großveranstaltung ermöglicht wird. Das Tragwerk generiert einen terrassierten Dachgarten, der mit Liegeflächen, Pflanzbeeten und einem Mandelbaumhain zum Verweilen einlädt. Eine umlaufende Pergola mit Sitzstufen rahmt den Garten und spendet Schatten.

Im östlich anschließenden Tropfen liegt der öffentliche Gastronomiebereich, der sich ebenfalls mit einer Terrasse zum Wasser hin öffnet. Das offene Gastronomiekonzept mit thematischen Kücheninseln ermöglicht verschiedene Nutzungszonen und unterstützt die offene und kommunikative Atmosphäre des Gesamtgebäudes. Die Andienung erfolgt hier vom Vorplatz über die östliche Umwegung unmittelbar zum Küchenbereich. Der zentrale Müllraum liegt gut zugänglich im Bereich der Fahrradplattform. Im südwestlichen Tropfen liegt der Experimentierbereich mit den Projekt- u. Laborräumen und der Testfläche für Gebäudeautomation.

Funktionalität

In den Obergeschossen bilden die Tropfen die Büromodule ab, die im Bereich der Innenradien der Kubatur über die gemeinsamen, kommunikativ gestalteten Netzwerkflächen gekoppelt sind. Die Plattform des jeweiligen Tropfens ermöglicht die flexible Einrichtung eine Vielzahl von zeitgemäßen Organisationsformen vom Zellenbüro über Kombibüros bis hin zum Open- Space- Bereich. Die tropfenförmige Geometrie mit radial- umlaufender Verglasung ermöglicht eine optimale Tageslichtausnutzung für die Kernzonen. Über ein transparentes Bürotrennwandsystem u. ein Konzept zur Begrünung der Arbeitsplätze verschmelzen innen und außen und damit die Arbeitsplätze mit der Natur.

Den Obergeschossen ist eine kontinuierliches `Balkonband´ außen vorgesetzt. Die umlaufenden Stege dienen als kommunikative Büroterrassen und können auch im Rahmen von Forschungsprojekten zur Befestigung von experimentellen Fassadensystemen eingesetzt werden: Hierbei können z.B. Module für Bioenergiefassaden mit Microalgen, thermische bzw. solare Luftkollektoren oder Fassadenelemente für Solarthermie u. Photovoltaik ausgiebig getestet werden.
Im Hinblick auf den Brandschutz wird das Gebäude der Gebäudeklasse 5 zugeordnet und aufgrund der baulichen Ausdehnung und der Nutzung als Versammlungsstätte als großen Sonderbau ausgeführt. Im Hinblick auf die Zielsetzung einer offenen u. kreativen Atmosphäre wird das Brainergy Hub, in Anlehnung an die Anforderungen einer gesprinklerten Verkaufsstätte, als ein Brandabschnitt mit offener Geschossverbindung für eine Erschließungstreppe ausgeführt. Die Rettungswege und Angriffswege werden aus allen Bereichen baulich über notwendige Treppenräume sichergestellt. Das Objekt besitzt eine automatische Sprinkler-, Brandmelde- und Alarmierungsanlage, trockene Steigleitungen, eine Sicherheitsbeleuchtung und Möglichkeiten zur Rauchableitung in der Fassade.

Materialien / Konstruktion

Das Tragwerk des Neubaus für das Brainergy Hub ist als fugenlose Skelettkonstruktion mit Stahlbetonflachdecken aus Recyklingbeton im zentralen Gebäudebereich und Holzverbunddecken in den angelagerten Modulen konzipiert. Die Geschossdecken sind unterzugsfrei, um so neben größtmöglicher Grundrissflexibilität die Konstruktionshöhen zu minimieren und gleichzeitig kollisionsfreie Verzüge der Haustechnik zu gewährleisten. Die Wahl der punktgestützten Flachdecke im Zentrum des Gebäudes ermöglicht eine freie Stützenanordnung.

Im Bereich der Module mit Regelrastern liegen die seriell vorgefertigten Deckenelemente auf deckengleichen Stahlverbundträgern auf. Die Betonergänzung des Deckenspiegels und der Verguss der Verbundträger erfolgt vor Ort. Auf diese Weise entstehen oberflächenfertige und unterzugsfreie Deckenuntersichten in Holz, die gleichzeitig ausreichende Feuerwiderstandsdauer und Rauchabschluss bieten.
Der stützenfreie Konferenzbereich wird von einem in Form von Blattadern ausgebildeten Stahlträgerrost überspannt. Die Konstruktionshöhe des Rostes folgt der Beanspruchung als zur Raummitte hin nach oben ansteigende Sattelform. Zwischen die Stahlträger sind Stahltrapezbleche mit oberseitigem ebenen Deckblech als Dachhaut eingelegt. Die sichtbare Oberflächenmodellierung erfolgt über das auf der Dämmebene angeordnete Substrat.

Die stringente vertikale Tragstruktur verläuft optimiert ohne Versatz bis in die Gründungsebene durch. Gegründet wird das Gebäude auf einer elastisch gebetteten Bodenplatte mit in den nicht unterkellerten Bereichen umlaufenden Streifenfundamenten als Frostschürzen. Die Aussteifung des Gebäudes erfolgt über die massiv ausgebildeten für die Erschließung erforderlichen Gebäudekernen in Verbindung mit den Deckenscheiben. Das klar strukturierte Tragwerk mit seiner Materialwahl und den Möglichkeiten zur seriellen Vorfertigung bietet sowohl eine robuste und nachhaltige wie auch wirtschaftliche Bauweise mit optimierter Bauzeit und ausreichenden Speichermassen für ein ausgeglichenes Raumklima.

Die Fassaden werden als Pfosten- Riegelkonstruktion aus Holz mit 3-fach Isolierverglasung und Holzeckleisten ausgeführt. Im oberen Fassadenbereich erhält die Verglasung eine integrierte Tageslichtlenkfunktion (Okalux), die auch für die größeren Raumtiefen eine gute Tageslichtversorgung ermöglicht. Für den sommerlichen Wärmeschutz werden die transparenten Fassadenbereiche mit einer elektrochromen Verglasung versehen. Die individuell schaltbaren Sonnenschutzgläser für Verschattung u. Blendung sorgen neben dem baulichen Sonnenschutz durch die überstehenden Balkonbereiche für ein hocheffektives Tageslichtmanagement. Der vorgehängte Terrassenaustritt erhält einen hölzernen Belag. Vorgefertigte, gebogenen Brettschichtholzträger für die äußere Rahmung bzw. den breiten Handlauf prägen die Gestalt der Terrassen. Dazwischen spannt sich eine X-tend- Seilnetz aus Edelstahl.
Im Bereich der Büromodule bestimmt die Holzverbunddecke, die in ihrer Oberfläche als Akustikdecke gefräst wird die Raumwahrnehmung. Unterstützt wird dies durch das Beleuchtungskonzept mit linearen Leuchten, die radial angeordnet die Architektursprache akzentuieren und über die Rückreflexion an die Holzdecke eine warme u. angenehme Arbeitsatmosphäre generieren. In den Abendstunden lässt die Innenbeleuchtung die Balkonuntersichten als `warmes Band´ erscheinen. Im Bereich der Arbeitsplätze werden Heiz- Kühlsegel abgehängt. Das Installationsrückrat mit Lüftungskanal u. Leitungsführung wird mit einer gebogene Streckmetalldecke abgeschirmt. Die Böden sind als geschliffene Gussasphaltböden ausgeführt und verbinden sich im Erdgeschoss mit dem beschichteten Asphaltbelag in den Freibereichen. In den Gebäudekernzonen sind Industrieparkettböden inselartig eingelassen.

Wirtschaftlichkeit

Leitidee für das Konzept zur Nachhaltigkeit und ökologischen Angemessenheit der Konstruktion ist die Minimierung des Ressourcenverbrauchs bei der Herstellung des Gebäudes und der Einsatz der Baustoffe in einem optimalen Verhältnis aus Dauerhaftigkeit und Primärenergieverbrauch bei der Herstellung. Der für den Aufbeton der Holverbunddecken und die punktgestützten Flachdecken eingesetzte Stahlbeton ist Recyklingbeton mit recyklierten Zuschlägen. Die im Bereich der Stahlbetonflachdecke eingesetzten Verdrängungskörper dienen im Wesentlichen der Reduktion des Betonvolumens und minimieren gleichzeitig die Gründungslasten.

Die Kombination des nahezu CO2-neutralen Baustoffs Holz mit einem Deckenspiegel aus Beton zur Hybridbauweise als Holzverbunddecke mit einer planmäßigen Nutzungsdauer von 50-100 Jahren ohne erforderliche Instandsetzungsmaßnahmen gewährleistet neben dem reinen Lastabtrag ausreichenden Schall- und Brandschutz ohne zusätzliche baukonstruktive Maßnahmen. Zusätzlich wird der Primärenergiebedarf für die Herstellung des Betons durch den Einsatz von Zement CEM III und einer hohen Substitution des Zements durch Flugasche minimiert.
Bei den Fassadenkonstruktionen für die ein kürzerer Lebenszyklus zu betrachten ist, ergibt sich die Nachhaltigkeit durch die Materialwahl und Vorelementierung.