Entwicklung Energiecampus „Ein Zukunftslabor für die Energiewende“ in Dortmund

Leitbild/ Zusammenfassung
Klare Campusstruktur und schrittweise Phasierung bis zur Gesamtentwicklung
Die Grundstruktur der Planung entwickelt sich aus aufeinanderfolgend robust gebildeten Baufeldern. Sie fungieren als Cluster von zueinander gerichteten Gebäuden mit thematisch ähnlicher Ausrichtung. Im Zusammenhang mit der internationalen Gartenausstellung 2027 entwickelt sich der Campus nach den Bauphasen entsprechend der Cluster. Beginnend mit dem Sonderbaustein des Transferzentrums, das sich mit dem Präsentationsjahr der IGA bereits in einem repräsentativen Entwicklungsstadium befinden sollte, dient der Baustein in seiner Funktion und Besonderheit gleichermaßen als Impulsgeber für die Entwicklung des gesamten Campus. Hier entspringt der Campusboulevard. Zwischen Varianz und Systematik gliedern sich die darauffolgenden Cluster in Richtung Norden an. Diese folgen einem simplen Duktus und werden durch vorgelagerte Grünmaßnahmen hergerichtet. Das Rückgrat bildet sich aus öffentlichen Raumsequenzen und der neben dem Verkehrsraum verlaufenden Spitzahornreihe. Weitere Baumreihen gliedern sich orthogonal daran an und dienen der Begrenzung und Proportionierung der Cluster. Diese umfassen eine prägnante Grundstruktur, sind entsprechend ihrer Vermarktung attraktiv für Unternehmen und flexibel nutzbar. Gleichermaßen unterscheiden sie sich in einer flexiblen Gebäudearchitektur. Sie folgen der Systematik von Forschungs- und Laborgebäuden, Hallen zur Entwicklung und Produktion mit höheren Geschossdecken sowie weiteren Bürogebäuden mit einer schmaleren Trakttiefe. Im Sinne der Flächeneffizienz sind die Gebäude gestapelt und Hallendächer nutzbar.  Der städtebauliche Entwurf des Energiecampus skizziert ein ganzheitliches Strukturkonzept, welches die Komponenten des innovativen Gewerbes sowie Freiraum und Erholung symbiotisch zusammendenkt. Neben robusten Gebäuden erhalten ein behutsamer Umgang mit dem Standort und die Berücksichtigung der Gegebenheiten im Bestand einen hohen Stellenwert. Dabei ist der Campus ressourcenschonend und energiebewusst aufgebaut und zugleich autark funktions- und tragfähig.

Nutzungen, Einbindung und Phasierung
Eigene Adressen, tragfähige Nutzungsmischung im Zentrum und hohe Aufenthaltsqualität
Die multifunktionale Nutzungsstruktur des Campus bildet sich aus den Komponenten Arbeiten, Forschen, Erholen, Kultur und Versorgung. Durch die freiraumplanerisch und kulturhistorisch geprägte Umgebung aus dem Zukunftsgarten der IGA, Kokerei Hansa, Mooskamp und Freiflächen ist die grundlegende Campusstruktur landschaftsplanerisch geprägt. Innovatives Gewerbe für Forschung und Entwicklung von Technologien zur Anwendung und Speicherung von Energien betten sich in den freiraumplanerischen Kontext. Angrenzende Grünflächen bilden zentrale Aufenthaltsflächen und ergeben dabei ein attraktive Arbeitsumgebung. Für Kommunikation und Austausch erhalten diese Räume einen hohen Stellenwert. Durch die exponierte Lage ist eine Vernetzung mit der Umgebung von Relevanz. Nutzungsstrukturell sollen der Bedarf an Veranstaltungsfläche und Büroräume mit der Verfügbarkeit der Kokerei abgestimmt werden. Gleichermaßen erhalten die Standorte Mooskamp und Kokerei eine Transformation, in der bestehende kulturelle Aspekte durch den Forschungs- und Dienstleistungssektor ergänzt werden und damit optional Synergien zum Campus ausbilden können.  Der zentrale Campusbereich bildet sich bereits in der ersten Bauphase und umfasst das Transferzentrum sowie die zentrale Platzgestaltung. Der Energiecampus erhält einen Auftakt, in dem großzügig dimensionierte aber auch flexibel nutzbare Räumlichkeiten für junge Unternehmen, Startups und Kollektivflächen vorgesehen sind. Aufbauten aus Büroräumen auf den Hallen repräsentieren sich zum Boulevard. Der Charakter des Energiecampus, seine Funktionen und künftigen Fähigkeiten werden über das Campusinformationscenter an Arbeitende, Besucherinnen und Touristinnen präsentiert. Die Kundeninteraktion geschieht über das ellipsenartige Gebäude auf dem Platz, in der das Thema der Energiegewinnung veranschaulicht und darüber informiert wird. Die ansprechende Wissensvermittlung über nachhaltige Energiegewinnung wird zunehmend eingefordert und fördert einen bewussteren Umgang mit der Umwelt. In der Campusmitte befinden sich ebenso eine Mensa, Café und kleinteilige Versorgung. Die Gastronomie entwickelt sich gemeinsam mit dem Transferzentrum. Der angegliederte Platz öffnet sich zum IGA Gelände und erhält eine Blickbeziehung zur Kokerei. Neben der Veranstaltungshalle der Kokerei befinden sich hier ebenso Veranstaltungsräume für Fachkongresse, die in Kombination mit einem Hotel insbesondere dem Wissenstransfer dienen. Der impulsgebende Sonderbaustein dient als Arbeitsstandort und öffnet sich zugleich der Nachbarschaft und Besucherinnen. Veranstaltungsräume, -Austellungsräume, das Informationscenter sowie eine Übernachtungsmöglichkeit erhöhen dabei die Belebung des Campus. Die im grünen Süden liegende Kita gliedert sich räumlich an die angrenzende Siedlung an und besitzt sowohl städtische wie auch betriebliche Plätze.

Städtebau
Die klare Campusstruktur umschließt ein zentrales Rückgrat aus Grünflächen und öffentlichen Räumen
Der städtebauliche Auftakt im Süden bildet sich durch die 7-geschossige abgerundete Landmarke. Das Pendant zum südlichen Hochpunkt ist das Gebäude im topografisch ansteigenden Norden. Zwischen den Landmarken erstreckt sich der Campus mit einer zentralen Erschließung, an der sich beidseitig die Cluster nach ihren Bauphasen angliedern. Die Architektur ist modern und zeichnet sich teils durch hohe Trakttiefen in unteren Geschossen aus, die variable Nutzungsoptionen und Flexibilität gewährleisten. In den oberen Geschossen können büroähnliche Nutzungen stattfinden, die durch geringere Gebäudetiefen und Lichthöfe mit mehr Tageslicht versorgt werden. Die Geschosshöhen variieren dort zwischen 3 und 5 Geschossen, um angemessen auf die unterschiedlichen Gebäudehöhen der Kokerei zu reagieren. Die durchlässige Solitärstruktur sorgt dafür, dass zu dem umliegenden Freiraum keine harte Gebäudekante entsteht und sich der Campus zum Freiraum öffnet.  Dabei entstehen Blickbeziehungen in die Landschaft und zur Kokerei Hansa. Auch die Plätze liegen an den Zukunftsgärten der IGA und knüpfen an die Wegeverbindung an. Der Campus verzahnt sich mit seiner Umgebung. Neben dem offenen Städtebau sollen die orthogonalen Baumpflanzungen, natürliche Holzfassaden und Dach- sowie Fassadenbegrünungen dafür sorgen, dass sich der Campus insgesamt in seine Umgebung einfügt.
 
Verkehr:
Eine auf die Zukunft ausgelegte, nachhaltige Mobilität zugunsten stadträumlicher Qualität
Der Erschließung des neuen Quartiers liegt ein ausgewogenes Verkehrssystem zugrunde, das vor allem die Ansprüche des Fuß- und Radverkehrs berücksichtigt und dabei Straßenquerschnitte auf das notwendige Maß reduziert. Der Umweltverbund erhält auf dem Campus Vorrang. Fuß, Fahrrad und der autonome Campusshuttle sollten primäres Fortbewegungsmittel des Campus sein. Das Wegenetz der IGA wird durch Wegeführung auf dem Campus ergänzt. Das Auto ordnet sich dabei auf einer shared space Fläche unter. An den Eingängen wird der Verkehr in Parkgaragen abgefangen, dennoch muss eine Durchfahrbarkeit durch das Quartier gewährleistet bleiben. Zugunsten einer autofreien Campusmitte verläuft somit im Entwurf die Erschließungsstraße westlich des Transferzentrums. Dadurch ergibt sich ein autofreier Sonderbaustein aus Transferzentrum und Platz. Zudem werden Mobilität und Logistik zusammengedacht, sodass der Campusshuttle sowohl Personen als auch Waren transportiert. Zur verkehrsreduzierenden Anlieferung von Paketen und Post kann der Shuttle diese bereitstellen, sodass diese in einer Servicestation gesammelt werden können. Der Shuttle wird durch eine Brennstoffzelle angetrieben und über den am Infocenter erzeugten Wasserstoff angetrieben.  Die zentralen Parkhäuser fungieren als Quartiershubs nicht nur für die Unterbringung von Autos, sondern mit einem Mehrwert für den gesamten Campus als Paket- und Servicestation. Sie besitzen mobilitätsbezogene Angebote, wie Car- & Bike-Sharing und E- Ladestationen. Die Gebäude sind mit angemessener Geschosshöhe adaptiv und flexibel bei späterer Nachnutzung. Die topografisch geformten Plateaus bieten die Möglichkeit für Tiefgaragen. Diese sind jeweils den Clustern zugeordnet. Von der shared space Fläche zwischen die Baufelder gehen die Zufahrten zu den Tiefgaragen ab. Gleichzeitig bietet die Formung eine ebenerdige Fläche für die größeren Hallen der Cluster.

Klima
Ressourcenschonend und umweltbewusst im Mehrwert einer erholsamen Arbeitsumgebung
Die dominante Pappelreihe, die den Campus von der IGA-Fläche visuell trennt, wird im Entwurf aufgegriffen und bildet in Kombination mit dem mittig liegenden und großzügig geplanten Campusboulevard ein von Norden nach Süden verlaufenes Rückgrat durch das Quartier. Um die Identität neben der vertikalen Spitzahornreihe von den einzelnen Clustern zu stärken, wird jedem Baufeld dabei eine eigene klimaresiliente Baumart zugewiesen.  Als grüne Fugen verlaufen die Baumreihen von Osten nach Westen und fungieren zugleich als Frischluftschneisen. Eingerahmt wird der Campus durch eine sich aufspannende grüne Klammer, die sich als Puffer zur Emscherallee ausbildet. Diese kann als Fläche für Freizeitaktivität bespielt werden. Dabei sind die Plätze symmetrisch an Ein- und Ausgang sowie zentral positioniert. Diese bieten Raum für Aufenthalt und Darstellung der Energieinstallationen. Das Regenwasserbewirtschaftungskonzept baut auf einem Kaskadensystem auf. Die Gründächer auf den Dachflächen wie auch Grünfassaden nehmen anfallendes Regenwasser auf, halten dieses zurück und geben es verzögert ab. Das von Gebäuden abfließende Niederschlagswasser kann in Zisternen gespeichert und zur Wiederverwendung nutzbar gemacht werden. Versickerungsbecken und Mulden in den Vorbereichen der zurückspringenden Gewerbebauten dienen zusätzlich der Retention. Diese und die Baumachse zwischen Verkehrsraum und den Eingangsbereichen halten durch Rigolen das Überflutungswasser zurück.  Die Quartiersmitte nimmt neben zentralen Funktionen auch eine ökologische Funktion ein. Durch die natürliche Topografie funktioniert die auf dem Platz verortete Wasserfläche bei Starkregen nach dem Schwammprinzip. Die Wasserfläche bildet durch wassersensible Pflanzen ein Feuchtbiotop und kann der Verdunstung, Versickerung sowie Rückhaltung dienen. Der daran angegliederte, eingelassene Parkplatz dient Überlauf und kann zusätzlich Wasser aufnehmen. Dieser ist zu diesem Zweck mit einer versickerungsfähigen Bodenstruktur, wie z.B. hydroporen Rasengittersteinen  versehen. Die Förderung der Biodiversität hat einen hohen Stellenwert, da der Philosophie des Cradle-to-Cradle-Konzeptes folgend nicht nur die Recyclierbarkeit der Materialien, sondern auch der positive Effekt auf die Umwelt eine wichtige Rolle spielen. Demnach werden auf den Dachflächen, an den Fassaden und im Freiraum Bepflanzungen (z.B. Sträucher und Wildblumen) angelegt, die mit der Zeit zu wertvollen Lebensräumen für Tiere und Pflanzen werden.

Energie und Resilienz, Nachhaltigkeit
Höchste Energieeffizienz, lokale Versorgung mit regenerativen Energien und ihre Vermittlung
Im Bereich der Architektur werden alle Gebäude als Effizienzgebäude nach aktuellstem Standard errichtet. Der Passivhausstandard wird allen Grundstückserwerbern empfohlen. Der danach verbleibende geringe Restenergiebedarf wird mit lokalen, regenerativen Energien gedeckt. Zur regenerativen Energienutzung verbleibt durch die Restriktionen in Abstandsfläche überwiegend der Einsatz von Sonnenenergie. Auf allen geeigneten Dächern – auch den extensiv begrünten - werden Photovoltaikanlagen aufgebaut. Zusätzlich können die opaken senkrechten Flächen der Gebäude (außer Nordseiten) für eine Nutzung mit Photovoltaik eingesetzt werden.  Der erzeugte Strom wird primär direkt in den Gebäuden verbraucht. Überschussstrom wird über eine Ringleitung im Quartiersstromspeicher eingespeist. In Zeiten mit geringer oder keiner solaren Einstrahlung, steht der eingespeicherte Strom allen Nutzern im Quartier zur Verfügung.  Für die Temperierung - der Beheizung und gegebenenfalls Kühlung der Gebäude – werden durch die Effizienzmaßnahmen und die Beachtung des sommerlichen Wärmeschutzes, nur geringe Energiemengen erforderlich sein. Diese werden in den Gebäuden durch Flächenheizungen zugeführt. Die Erzeugung der benötigten Wärme bzw. Kälte erfolgt mit Wärmepumpen in den Gebäuden. Für die Versorgung der Wärmepumpen mit Energie wird im Quartier eine Kalte-Nahwärme ausgebaut. Eine Erhöhung des Temperaturniveaus der Kalten-Nahwärme wird über thermische Solarenergie in einem saisonalen Erdspeicher am Infocenter erreicht. Die Stromversorgung der Wärmepumpen erfolgt direkt über den PV-Strom oder aus dem Quartiersstromspeicher, so dass ein energieautarker Betrieb des Quartiers bei entsprechender Dimensionierung der Komponenten möglich ist.
Das Infocenter als Schaufenster für das Thema der Energiegewinnung fungiert als Impulsgeber. Da im Energiecampus vor allem auch an wasserstoffbasierten Energielösungen geforscht und gearbeitet werden wird, eine gewerbliche Wasserstoffproduktion aufgrund des BImSchG auf dem Campus jedoch nicht erfolgen darf, wird dieses am Info-Center demonstriert. Hierzu wird ein System aus Photovoltaik, Elektrolyse und Brennstoffzelle installiert, welches die Energieversorgung (Strom und Wärme) des Info-Centers übernimmt und von BesucherInnen besichtigt werden kann, aber auch den Einrichtungen auf dem Campus als Versuchsanlage dient. Am Info-Center werden auch weitere Nutzungsmöglichkeiten regenerativer Energien den Besuchern nahegebracht. Hierzu wird die Windkraftnutzung mit Kleinwindanlagen (Anlagenhöhe < 10 m) für Vertikal- und Horizontalläufer am Info-Center demonstriert. Der erzeugte Strom wird zusätzlich in den Quartiersspeicher eingespeist und für die Elektrolyse genutzt. Zur Demonstration der thermischen Solarenergienutzung werden am Info-Center Flach-, Vakuumröhren und Algenkollektoren aufgebaut. Die mit diesen Anlagen erzeugte Wärme wird in einem saisonalen Erdspeicher unter dem Info-Center gespeichert und für eine Erhöhung der Vorlauftemperatur der Kalten-Nahwärme eingesetzt. Eine mögliche Biomassenutzung wird über kleine Pflanzungen von Mais, Raps, Sonnenblumen, Miscanthus und schnellwachsenden Gehölzen gezeigt.