Neubau Laborgebäude für das Robert-Koch-Institut (RKI) in Berlin

Städtebauliche und architektonische Konzeption

Ein klarer Solitär für ein vernetztes und zukunftsorientiertes Robert Koch Institut
Aufgabe und Herausforderung des Entwurfs ist die Verwebung der verschiedenen Gebäude und Freiräume am ‚Campus Seestraße‘ zu einem in allen Bereichen zukunftsfähigen Ensemble als Heimat und Adresse für Spitzenforschung. Hierzu gehört neben der Gesamtheit der funktionalen Aspekte vor allem auch der Umgang mit dem wertvollen Grünraum in der Campus-Mitte sowie die Positionierung des Neubaus in der Ambivalenz zwischen Setzung als ‚Städtebaulicher Solitär‘ und Aufgabe eines ‚Funktionalen Annex‘ für Haus 5. Der Entwurf adressiert die Aufgabe durch die Ausbildung eines zentrierten, der Campus-Mitte zugewandten Solitärs, der Maximierung des grünen Freiraums auf allen Ebenen und einem verbindenden Tiefhof als Zeichen der starken Vernetzung mit Haus 5.

Maximierung des Grünen Freiraums für einen Campus im Einklang mit der Natur
Die deutliche Erhöhung der Baumasse am ‚Campus Seestraße‘ durch den Neubau Haus 7 birgt die Aufgabe nach einem Neudenken des aktuellen Freiraums, um die hohe Aufenthaltsqualität der grünen Campus-Mitte zu erhalten und durch weitere Angebote zu ergänzen. Der ‚Campus-Hof‘ als zentrales kommunikatives und erschließendes Element wird fortgeschrieben und erfährt trotz der zwangsweisen Verkleinerung eine Aufwertung. Der zwischen Haus 6 und Haus 7 neu geschaffene ‚Emmy Koch Garten‘ etabliert sich als neuer Freiraum am Campus und Ort der Kontemplation. Der ‚Verbindende Tiefhof‘ entsteht durch die Aufweitung der bestehen Rigolen-Stufen zu einem nutzbaren Freibereich für Haus 5 und Haus 7. Er verstärkt den Dialog zwischen den beiden Gebäuden und bietet einen dritten, geschützten Freiraum für die Mitarbeitenden. Die ‚grüne Terrasse‘ auf dem Sockelbereich des 2. Obergeschosses des Neubaus liegt unmittelbar an der vertikalen Erschließung zur Campus-Mitte, ist so für alle zugänglich und hebt die grüne Mitte an. Die Geste der grünen Terrasse wird durch die geschossweisen Balkone als informelle Treffpunkte über das gesamte Gebäude fortgeschrieben – die Hoffassade wird so zu einer grünen und belebten Adresse am Campus.

Städtebaulicher Solitär - Funktionaler Annex
Der Neubau ‚Haus 7‘ positioniert sich sowohl städtebaulich als auch funktional zur Campus-Mitte und fügt alle Gebäudeteile zu einem lesbaren Ensemble mit klaren Adressen zum Hof zusammen. Die gemeinsame Grüne Mitte wird gestärkt, als kommunikatives Zentrum für alle Mitarbeitenden verstanden und um definierte Freiräume mit verschiedenen Aufenthaltsqualitäten ergänzt. Durch die Drehung der Gebäudeorganisation im Vergleich zur Vorstudie kann der bereits bestehende Tiefhof von Haus 5 erweitert und freiräumlich als geschützter Ort für alle Mitarbeitenden aufgewertet werden. Der neue ‚Tiefhof als Ort des Dialogs und der Verbindung‘ versteht sich auch als Antwort auf den Wunsch nach einer warmen, fußläufigen Verbindung zwischen Haus 5 und Haus 7. Anstelle einer Brücke – die funktionale, konstruktive und gestalterische Widersprüche aufwirft – erfolgt der tagesbelichtete und warme Übergang direkt am Tiefhof an die vertikale Erschließung von Haus 5.

Ein Haus im Dialog zwischen Neutralität und Individualität

Grundstruktur und funktionales Nutzungskonzept

Das Gebäude als Leinwand – flexible Räume für Forschung
Die Struktur des Gebäudes entwickelt sich konsequent aus den nutzungsspezifischen Anforderungen eines Laborbaus, ermöglicht jedoch gleichzeitig maximale Flexibilität für sich in Zukunft wandelnde Anforderungen, Arbeits- und Forschungswelten. Strukturell und organisatorisch ist das Gebäude in drei in ihrer Breite identische ‚Spuren‘ unterteilt – die beiden seitlichen Laborflügel und der funktionale Kern- und Erschließungsbereich.
Die mittige ‚Spur‘ versteht sich als dienendes Element für die beiden angegliederten Laborflügel. Er beherbergt die nach außen orientierte und tagesbelichtete Erschließung, notwendige Flure, Nebenraumzonen für die Laborflächen, Technikschächte sowie gemeinsam genutzte Einrichtungen wie Teeküchen und Sanitäranlagen. Die beiden Laborflügel sind nach Osten und Westen orientiert und werden durch die mittige Positionierung zwischen den beiden Bestandsgebäuden optimal belichtet. Sie sind bewusst stützenfrei gestaltet, um eine maximale Flexibilität der Grundrissorganisation zu ermöglichen. So ist der Ausbau als vollflächiges Laborgeschoss ebenso möglich wie das Angliedern von Büroflächen an den Gebäudeköpfen im Süden und im Norden. In einer etwaigen Nachnutzung des Gebäudes bietet die vollständige Stützenfreiheit eine ebenso große Flexibilität und trägt so aktiv zu einem längeren Lebenszyklus des Gebäudes bei.

Maßgeschneiderte Neutralität – Nutzungsverteilung im Haus 7
Grundsätzlich werden Labor-, Auswerte- und Büroflächen auf allen Geschossen im selben Schema verortet. Die Labor- und Auswertefläche sind (ebenso wie in den beiden Bestandsbauten) an der Ost- und Westfassade angeordnet, während die Büroflächen an der Fassade zur Campus-Mitte und bei Bedarf auch an der Südfassade verortet sind. So ergibt sich das Bild zweier längs orientierter Laborfassaden und zweier Gebäudeköpfe nach Norden zum Campus und nach Süden zum Virchow-Klinikum. Die einzelnen Fachgruppen sind entsprechend ihrer Zugehörigkeit sinnvoll über die Geschosse verteilt und werden über den Kernbereich durch die entsprechenden zugehörigen Nebenräume angedient. Eine Ausnahme stellt ausschließlich der S3** Bereich der Fachgruppe ZBS6 dar – hier ermöglicht der längere Grundriss im ersten Obergeschoss die Verortung aller zugehörigen Räume auf einem Laborflügel – womit lediglich ein Schleusen-Paar (m/w) notwendig ist.
Das Untergeschoss, welches durch seine Anbindung an den gemeinsamen Tiefhof mehr als zweites Erdgeschoss zu lesen ist, beherbergt neben Laborflächen den Pausenraum und Kommunikationszonen zum grünen Tiefhof sowie die geforderten Nebenräume und Technikflächen des Hauses. Die Anbindung an Haus 5 erfolgt für den Personenverkehr über einen warmen und tagesbelichteten Verbindungsgang am Tiefhof – für den Warenverkehr in der Verlängerung des Bestandflures, mit direkter Anbindung an den Lastenlift von Haus 7. Das Dachgeschoss beherbergt als Nicht-Aufenthaltsgeschoss lediglich einige Lagerräume von ZV5, die Netzersatzanlage, die Lüftungs- und Kältezentrale sowie die Aufstellung der Kältetechnik im Außenraum.
Konstruktion und Fassade

Konsequente Systemtrennung – eine nutzungs- und materialgerechte Konstruktion
Verankert in der klaren Grundstruktur des Gebäudes entwickelt sich das Tragwerkskonzept durch die drei ‚Spuren‘. Das Gebäude hat ein Untergeschoss aus wasserundurchlässigem Stahlbeton. In diesen ‚Kasten‘ eingespannt ist der zentrale Kern mit der Vertikalerschließung und den Nebenräumen. Er ist auch in statischer Hinsicht der zentrale Anker des Gebäudes und steift dieses aus. Durch die moderaten Spannweiten ist hier eine Ortbetonkonstruktion aus RC-Beton vorgesehen, mit tragenden und aussteifenden Wänden und Flachdecken. Die Stützen im Kernbereich sind Stahl-Beton-Verbundstützen um den Querschnitt zu minimieren und die Stützen ohne großen Verlust von Nutzfläche in die Ausbauwände integrieren zu können. An den zentralen Kern angeschlossen sind die beiden Flügel mit den Laboren in Fertigteil-Bauweise. Die beiden Laborflügel werden für eine maximale Flexibilität komplett ohne Stützen und Unterzüge realisiert. Hierfür werden vorgefertigte Hohldielenelemente aus RC-Beton im 1,2 m Raster vom Kernbereich bis zur Fassade gespannt und beidseitig in ein Linienauflager eingelegt. Die große Spannweite und die regelmäßige Geometrie der Gebäudeteile sind ideal für den Einsatz von gewichts- und materialoptimierten Decken aus vorgespannten Stahlbeton-Hohldielen, die trotz der Spannweite sehr dünne Decken möglich machen. Auf eine Holzdeckenkonstruktion wird auf Grund der deutlich größeren Bauhöhe sowie der dann notwendigen Verkleidung der Holzoberflächen durch eine Abhangdecke (die im Widerspruch mit Flexibilität und Systemtrennung steht) verzichtet.
Im Kernbereich werden die Fertigteile an der Ortbetonwand bzw. einem deckengleichen Unterzug (z.B. Peikko Slim Floor) eingehängt. Parallel zur Fassade verlaufen Holzstützen (BauBuche GL75) im 3,6 m Raster, die dazwischen spannenden Holzträger (BauBuche GL75) dienen als Linienauflager für die Hohldielenelemente.
Die einzelnen Hohldielenelemente werden kraftschlüssig miteinander vergossen – dabei werden Stahlanker eingelegt, die als unterseitige Befestigung für das Schienensystem der technischen Gebäudeausrüstung dienen. So wird der Eingriff in das primäre Tragsystem durch etwaige Umbaumaßnahmen vermieden und dem Konzept der Systemtrennung Rechnung getragen.
Insgesamt entsteht ein modulares und der Systemtrennung verschriebenes Tragwerk, das für die jeweiligen Anforderungen stets das nachhaltigste Material einsetzt – ohne dogmatisch zu werden. Die Holzstützen und Träger vermitteln in Kombination mit den Holz-Alu-Fenstern eine warmes Bild nach Innen und Außen, die Hohldielenelemente sind wiederverwendbar und materialeffizient und der Ortbetonkern dient als konstruktives und funktionales Rückgrat des Gebäudes.

Eine hochfunktionale und kommunikative Hülle für zukunftsprägende Forschung
Die Gebäudehülle setzt sich im Wesentlichen aus einer umlaufenden Primärschicht und einer himmelsrichtungs- und nutzungsspezifischen Sekundärschicht zusammen. So entwickelt der Neubau seine Ästhetik im Dialog von Kontext und Nutzung – im Einklang mit einem zeitgemäßen und nachhaltigen Materialkonzept.
Die Primärschicht der Fassade wird als geschlossene Brüstung in Form einer Holz-Ständer-Konstruktion mit einem darüberliegenden, transparenten Tageslichtband realisiert und schreibt so das Material Holz aus den BauBuche Trägern und Stützen fort. Die eingesetzten Holz-Alu-Fenster sind in regelmäßigem Abstand als Dreh-Kipp-Flügel ausgeführt um eine Reinigung der Fassade von Innen zu ermöglichen. Der außenliegende Sonnenschutz wird als Raffstore ausgeführt, um eine optimale Lichtlenkung auch in die tiefen Laborbereiche zu ermöglichen und dadurch den Bedarf an künstlicher Belichtung zu reduzieren. Ergänzt wird der Sonnenschutz durch einen innenliegenden Blendschutz. Zur flexiblen Anordnung der Ausstattung im Auswertungsbereich wird ein umlaufender Brüstungskanal in die Fassadenkonstruktion integriert
Die äußere Fassade wird aus 100% recyceltem End-of-Life-Aluminium als hinterlüftete und damit leicht demontierbare Bekleidung hergestellt – die dezent rote Färbung tritt in einen subtilen Dialog mit der umgebenden Bebauung und stärkt die Wahrnehmung des ‚Campus Seestraße‘ als zusammenhängendes Ensemble.
Die nach Osten und Westen orientierten Laborfassaden werden ausschließlich mit der beschriebenen Primärschicht ausgestattet. Die Süd-Fassade erhält eine ‚Energie-Erweiterung‘ in Form eines schmalen Wartungs- und Reinigungsbalkons mit daran befestigten hocheffizienten Photovoltaik-Modulen zur maximalen Ausnutzung der solaren Energie und als passiver Sonnenschutz für die nach Süden orientierten Labor- und Büroflächen. Die Nord-Fassade erhält eine ‚Balkon-Erweiterung‘ als informeller Treffpunkt, orientiert zur Campus-Mitte.
Insgesamt entsteht so eine modulare Struktur, die bei eine größtmögliche Flexibilität in der Nutzung erlaubt und gegebenenfalls auch einfach wieder rückgebaut werden könnte.
Technikkonzept und Energieeffizienz

Nachhaltigkeit
Um den Ressourceneinsatz und den Wärmeaustausch mit der Außenluft zu minimieren, ist der Baukörper des Gebäudes kompakt und geometrisch einfach gehalten. Der übrige Heizwärmebedarf wird durch eine effiziente Wärmedämmung weiter reduziert. Ein außenliegender Sonnenschutz mit mechanischer Steuerung sorgt im Sommer für eine geringe Aufheizung der Innenräume. In Ergänzung mit einem innenliegenden Blendschutz kann das Tageslicht optimal genutzt werden. Der Energiebedarf für die elektrische Beleuchtung wird durch eine tageslicht- und präsenzabhängige Regelung auf ein Minimum reduziert.

Energieversorgung
Die effizienten passiven Maßnahmen sorgen für einen geringen verbleibenden Energiebedarf für das Gebäude. Da die städtisch vorhandene Fernwärmeversorgung derzeit noch zu 75% aus fossilem Erdgas mittels KWK-Anlagen erzeugt wird, wird im vorliegenden Entwurf die lokal verfügbare Umweltenergie aus dem Grundwasser nutzbar gemacht. Laut Daten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sind am Standort sehr ergiebige Grundwasservorkommen zu erwarten. Das Grundwasser wird als regenerative Energiequelle genutzt und mithilfe einer Wärmepumpe auf das für die Raumheizung erforderliche Temperaturniveau angehoben. Zusätzlich wird über die Wärmepumpe eine Abwärmenutzung integriert.