Haus für Gesundheit und Prävention in Biel (CH)

la ville

Mit der Erstellung des Richtplans für den Entwicklungsschwerpunkt Bahnhof Biel im Jahre 1996, wurde ein orthogonales Netz definiert, für den Bereich nördlich der Marcelin-Chipot-Strasse. Ausgehend von der neu zum See hin verlängerten Bahnhofsunterführung, wurde zur Dr.-Schneider-Strasse und damit zur Ziehl-Überquerung, eine neue Achse geschaffen.

Entlang diesem neuen Raster entwickelt sich die Geometrie des Baufeldes, welches gegen Westen hin, mit der Flucht der Aarbergstrasse verschnitten wird.

Gleichzeitig entspricht diese Form des Baufeldes, annähernd dem Grundriss der bestehenden Liegenschaft Aarbergstrasse 72. Das ehemalige Swisscom Gebäude war ursprünglich parallel zu Gleisanlagen was noch heute erkennbar ist, da auf der Nord-Ost-Fassade eine Verladerampe besteht.

Im gesamten Masterplan «Kerngebiet Nr 2» definieren die Baufelder die Gebäude. Der Zwischenraum bildet die öffentlichen Erschliessungsbereiche. Das eingeschriebene Baufeld Nummer 3 folgt der Logik des Städtebaus, insbesondere auch dadurch, dass eine einheitliche Gebäudehöhe hierfür festgelegt wurde.

Das neue «Maison de la santé et de la prévention» kann somit aus vier verschiedenen Richtungen her zugänglich gemacht werden. Um die Adressierung des Gebäudes zu klären, werden im Erdgeschoss auf den beiden Längsseiten des Gebäudes, Arkaden vorgesehen. Zur Mitte des Gebäudes hin werden diese durch eine leichte Bogenform verbreitert und damit auf natürliche Weise die Personen zu den Haupteingängen geleitet.

le coeur

Durch die zweiseitige Erschliessung des Gebäudes wird in der Mitte des Gebäudes eine zentrale Empfangshalle vorgesehen. Ob nun die Besucher von der Nord-Ost-Seite oder von der Süd-West-Seite her das Gebäude betreten, sie werden immer in der gemeinsamen Lobby empfangen. Über diesem Ankunftsraum öffnet sich ein gedeckter Innenhof. Zum Dach hin verjüngt sich der elliptische Luftraum. Durch die einheitliche Gestaltung der Brüstungen und der Deckenuntersicht wird der Innenhof ein Stimmungsvoller Ort. Insbesondere kann damit die ein wichtiger Orientierungspunkt für die Besucher des Gebäudes geschaffen werden.

Im Hof ist eine offene Treppe gegenüber den Liftkernen angeordnet. Die Integration der Wendeltreppe in die Brüstung der Deckenöffnungen, machen diesen im Weiteren zu einer Skulptur im vertikalen Raum. Das Vertikale verbinden der verschiedenen Geschosse erlaubt es auch die unterschiedlichen Abteilungen und Nutzungen innerhalb des Gebäudes miteinander in Bezug zu bringen.

In der zentralen Halle sind direkte Anbindungen zu den nebenliegenden Nutzungen vorgesehenen. Die Apotheke und das Kaffee orientieren sich auch zum Atrium hin und beleben diesen. Es entsteht ein Treffpunkt von Menschen, die ankommen, gehen oder nur warten und zuschauen. Bei Bedarf könnte auch die ProSenectute direkt von der Lobby aus erreicht werden und an der grosszügigen Innenhofsituation teilhaben.

Die Besucher treffen im Erdgeschoss auf einen bedienten Desk und können sich über diese zentrale Stelle für die entsprechende Abteilung anmelden. Eine zweite Anmeldung auf den Geschossen ist weiterhin möglich. In den Obergeschossen können unter Umständen jedoch, insbesondere bei kleineren Abteilungen, auf einen zweiten Empfang verzichten werden. Direkt am Innenhof können bereits angemeldete Klienten in einem offenen Wartebereich, durch das zuständige Personal abgeholt werde. Damit kann die gesamte Administration bedarfsgerecht organisiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Innenhof durch seine Stimmung und Offenheit zur sozialen Sicherheit der Besucher und der Angestellten beiträgt.

Das zenitale Licht wird an den hellen Oberflächen reflektiert, so dass das Atrium hell und freundlich in Erscheinung tritt. Die Decken und der Boden sind in diesem Bereich nicht präsent und stören damit auch nicht. Die Struktur der Oberflächen wird akustisch absorbierend ausgeführt, damit der Schall sich nicht reflektiert. Trotz der Belebung durch Menschen wird damit ein ruhiger Ort geschaffen.

Das flach liegende Glasoblicht wird auf seiner Aussenseite mit einer leichten Aluminiumkonstruktion, mit nach Norden gerichtete Lamellen, vor der direkten Sonneneinstrahlung und damit auch dem sommerlichen Wärmeeintrag geschützt. Gleichzeitig wird eine Absturzsicherung von Dach gewährt.

Da für das Baufeld eine Limitierung Bruttogeschossfläche besteht, wird mit dem zentralen Atrium die maximale mögliche Fläche optimiert, ohne dabei die Hüllfläche des Gebäudes zu vergrössern.

Auf jedem Obergeschoss können bis zu vier unterschiedlichen Abteilungen vorgesehen werden. Die Zugänge zu den Abteilungen sind direkt zum offenen Erschliessungskern angeordnet und führen geradewegs zum zentralen Gang, der die Räume an der Fassade (natürlich belichtete Zimmer) und den innenliegenden Nebenräumen (Toiletten, Lager, Technik, etc) bedient. Der Innenhof wird somit ähnlich dem Herz zum zentralen Verteilungselement und die inneren Erschliessungsgänge sind demgegenüber die Arterien respektive Venen des Hauses.

Neben der Haupterschliessung stehen für die interne Verbindungen beziehungsweise die Zugänglichkeit des Personals oder Waren, zwei weitere Lift- und Treppenkerne zur Verfügung. Diese sind jeweils geschlossen und im Erdgeschoss werden sie an die Fassade angeschlossen, so dass sie neben der Entfluchtung auch der Erschliessung von allfälligen Drittnutzungen dienen können.

Mit diesen drei Kernen, können die betrieblichen Abläufe getrennt und auch die Anforderungen an Rettungswege und Brandschutz erfüllt werden.

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la peau

Der Ausdruck des Gebäudes wird durch eine Hülle bestimmt, die sich über den Bau legt. Als Multifunktionale Schicht, schützt dieses feine Netz vor Einblicken, erzeugt mit Sonnenlicht Strom, schützt das Gebäude von der Wärmeeintrag durch Sonnenlicht und als letztes, bildet es ein architektonisches Element mit seiner Gliederung und Materialität.

Die Amorphen-Silizium Solarpaneele sind Licht- und Blickdurchlässig. Ein Glas-Glas Modul besteht aus zwei Schichten Glas (Verbundsicherheitsglas) mit dazwischenliegendem Silizium wird auf der Rückseite mit einer Anschlussdose an das Kabelnetz angeschlossen. Die Glaselemente selbst sind auf einer Metallstruktur befestigt und können von aussen einfach erreicht und damit gewartet werden. Die Gläser sind seitlich nicht am Aluminium befestigt, sondern scheinen zwischen der Rahmenkonstruktion zu schweben. Ein Luftzwischenraum zwischen der vertikalen Hülle und der Fassade erlaubt es eine Tiefenwirkung in der Fassade zu erzielen. In Kombination mit dem offenen Raum zwischen den Gläsern entsteht eine Durchlässigkeit, die vor allem von der Rauminnenseite der Fassade einen direkten bezug nach aussen erlaubt.

Eine leichte Erhöhung der Fassade über den Eingängen weist im Strassenraum auf die Zugänge hin. Die Wölbung nach aussen (wie in der Visualisierung dargestellt) ist aus architektonischer Sicht wünschenswert. Für den Fall, dass diese minimale Überschreitung der Baulinie nicht gestattet werden kann, würde dies nur eindimensional ausgeführt werden und somit der Überbauungsvorschiften entsprechen.

Systemtrennung

Ein wesentliches Merkmal für die Nachhaltigkeit ist die Umsetzung der Systemtrennung bei der Erstellung des Bauwerkes. Dabei sind die Aspekte bezüglich der Umnutzungs- oder Veränderbarkeit sowie die möglichst konsequenten Trennung der Bauteile, miteinander verbunden.

Das Gebäude ist in seiner Grundstruktur, dem primären Tragsystem, so ausgelegt, dass es verschiedene räumliche Anordnungen möglich sind. Einerseits sind die Spannweiten des Stützenrasters mit 8.1 x 8.1 Meter und die Geschosshöhen mit 3.6 Meter sehr grosszügig und lassen viele Möglichkeiten offen für

Energiekonzept/Haustechnik

Die gegenwärtige Erderwärmung ist menschengemacht und die Folge von Treibhausgasemissionen, die seit Beginn der Industrialisierung durch Nutzung von fossilen Energieressourcen entstanden sind. Damit steht die Dekarbonisierung im Fokus der Gesellschaft. Insbesondere neu zu erstellende Gebäude müssen hier einen massgeblichen Beitrag dazu leisten. Im Bereich der Heiz- und Kältetechnik ist die Dekarbonisierung durch die Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom, relativ leicht möglich.

Hier setzten wir an und schlagen vor, dass eine ökonomisch maximale Stromerzeugung mittels Photovoltaikanlage erzielt werden soll. Im Vordergrund steht dabei den über Tag benötigten minimalen Strombedarf des gesamten Gebäudes möglichst mit Eigenproduktion zu decken. Dazu sollen hocheffiziente Solarpaneele auf dem Dach eingesetzt werden. Diese werden noch ergänzt mit Glas-Gals PV Paneelen an der Fassade. Durch den Stromertrag der Fassaden-PV-Anlage wird in 20 Jahren die Mehrkosten der Fassade für die PV-Anlage aufgrund einer konkreten Produktewahl amortisiert.

Energieservice Biel/Bienne stellt ein Wärme- und Kälteversorgung mit Energie aus dem Bielersee zu Verfügung. Zurzeit ist die Anlage bereits im Bau und die frühste Energielieferung ist für Winter 2023-24 vorgesehen. Das neue Gebäude könnte daran angeschlossen werden und die Energie direkt vom ESB beziehen. In unser Planung schlagen wir, bis auf weitere und genaue Abklärungen, jedoch ein autonomes Heiz- und Kühlsystem für das Gebäude vor.

Dabei sollen Wärmepumpen in Kombination mit einem Eis-Energiespeichersystem zu Anwendung gelangen. Das Eis-Energiespeichersystem arbeitet nach einem einfachen Prinzip: Die aus Sonne, Luft und Erdreich gewonnene Energie wird mit niedriger Temperatur in einen unterirdischen Behälter - den Eisspeicher - eingespeist. Eine Wärmepumpe entzieht dem Eisspeicher die Wärme und verdichtet sie auf eine höhere Vorlauftemperatur zum Heizen des Gebäudes. Durch den Entzug der Wärme aus dem Eisspeicher vereist das System. Beim Phasenübergang von 0°C kaltem Wasser zu 0°C kaltem Eis wird Kristallisationsenergie freigesetzt. Darin steckt so viel Energie, wie benötigt wird, um Wasser von 0°C auf 80°C zu erwärmen - und umgekehrt. Durch das gezielte Wechselspiel aus Wärmeentzug und Regeneration kann der Gefrierprozess innerhalb einer Heizperiode mehrmals wiederholt werden, wodurch die Kristallisationsenergie nahezu unbegrenzt nutzbar wird.

Gefriert Wasser zu Eis, geschieht dies in der Natur von außen nach innen. Im Eis-Energiespeicher wird dieser Prozess durch die spezielle Anordnung des Wärmetauschersystems umgekehrt: Das Wasser gefriert von unten nach oben und von innen nach außen. Dadurch wirken auf die Speicherkonstruktion keine Kräfte.

Das Eis-Energiespeichersystem kann im Sommer zur natürlichen Gebäudekühlung eingesetzt werden («natural cooling»). Nachdem das Wasser im Speicher zum Ende der Heizperiode normalerweise vereist ist, wird dem Eisspeicher im Sommer Kälte entzogen. Auch direkt über die Solar-Luftabsorber können im Sommer nachts niedrige Außentemperaturen genutzt werden, um das Wasser im Speicher oder im Heizkreislauf selbst abzukühlen. Dadurch lässt sich der Zeitraum für «natural cooling» mit kostenloser Kühlenergie deutlich verlängern. Falls das natürlich gebildete Eis oder Energie aus den Solar-Luftabsorbern nicht ausreicht, kann im «active cooling»-Betrieb direkt über die Wärmepumpe gekühlt werden.

Im den Hauptnutzflächen werden die Räume mittels heruntergehängten Heiz- und Kühldecken erwärmt oder gekühlt. Dieses System bietet folgende Vorteile bezüglich der sehr hohe Heiz- und Kühlleistung, dem Schallschutz sowie Schallabsorptionsfähigkeit bei perforierter Ausführung, durch ein Behagliches Raumklima infolge hohen Strahlungsanteil, durch kurze Reaktionszeit bei Temperaturänderungen im Raum, durch die schnelle Erreichbarkeit des Deckenhohlraumes und durch die Integration funktioneller Elemente (Leuchten, Rauchmelder, Luftauslässe etc.).

Ebenfalls über die heruntergehängten Decken werden sämtliche Haupträume mit Zu- und Abluft versorgt. Es werden mindestens drei Lüftungsanlagen im 4. Obergeschoss vorgesehen.

Die Beleuchtung erfolgt mittels LED Leuchten und wird so weit als möglich über Präsenzmelder gesteuert. Für die E-Moblilty werden bei den Parkplätzen, gemäß Vorgaben, Ladestationen vorgesehen. Im Fundament wird ein Fundamenterder geplant. In jedem Technikraum ist eine Schutzpotentialschiene vorgesehen, welche direkt an den Fundamenterder angebunden ist. Die Ableiter werden im Beton bis auf das Dach eingelegt. Die Übergabestellen an die Blitzschutzanlagen werden im Dachbereich an den Dachkannten geplant. Die PV-Anlage wird in die Blitzschutzanlage integriert. Der innere Überspannungsschutz umfasst die Elektroverteilungen und das Netzwerkrack in den Geschossen. Es wird ein Potentialausgleich erstellt und sämtliche Elektroverteilungen, Trasse, Kanäle, HLKS-Installationen sowie ausgedehnte metallische Leitungen angeschlossen

Für das Installationssystem wird eine offen zugängliche Verteilung angestrebt. Über Steigzonen werden die Stockwerkverteilungen erschlossen und ab da weiter mit einem offenen System, wie einem Elektrotrasse, die horizontale Verteilung im Doppelboden ermöglicht. Der Vorgabe eine flexible und offene Verteilvariante wird damit Sorge getragen.

Klimaschutz und Stadtklima

Das Gestaltungsprojekt vom Atelier Descompes Rampini sieht für die Marcelin-Chipot-Strasse eine grosszügige parkähnliche Baumreihe vor. Die Baumreihe wird in einem sechs Meter breiten multifunktionellen Kiesstreifen bzw. in ausgerichteten Kiesellipsen eingesetzt. Im Schatten der Bäume werden Sitzgelegenheiten zum Verweilen angeordnet. Für die Umgebung im Masterplangebiet ist im übergeordneten Projekt dasselbe Prinzip auch für die Aussenräume des Baufeldes 3 vorgesehen.

In unserem Projekt wird dieses Konzept weitergeführt und lediglich bei Süd-West-Eingang für die Vorfahrt und den Bezug zur Residenz Au Lac angepasst.

Eine Elliptische Grundform überlagert sich mit dem Kiesstreifen und fasst den Haupteingang formal mit der Arkade zusammen. Der Kiesstreifen wird in der gleichen Materialität wie der Robert-Walser-Platz ausgeführt. Der unversiegelte Boden ist befahrbar und dient für Kurzfristige Haltebereich respektive dem Drop Off. Eine Baumgruppe und ein aufgesetztes Wasserbecken schützen die Sitzbank und folgen der Elliptischen Form.

Auf der Nord-Ost-Seite wäre die Umsetzung respektive die Fortführung der Baumstreifen-Konzeptes wünschenswert. Dieser liegt jedoch ausserhalb des Planungsperimeters und auf einem fremden Grundstück.

Die Bäume und der drainierende Boden sind unterstützen Massnahmen um die Aussentemperaturen zwischen den Gebäuden zu optimieren.

la solidité

Das Neubaugebäude, dient als Gesundheits- und Vorsorgezentrum. Bei der Entwicklung der Tragkonstruktion wurden sämtliche Aspekte wie Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit und ein Höchstmass an Flexibilität anvisiert. Gerade die Flexibilität in der Struktur wurde unter Berücksichtigung einer zukünftigen Umnutzung für wichtig erachtet, da sich dadurch wohl der kleinste Fussabdruck abzeichnen lässt, wenn das Gebäude über mehrere Lebenszyklen nutzbar bleibt. Bei der Wahl der Materialisierung wurden Materialien ausgewählt, die möglichst langlebig und über mehrere Lebenszyklen hinweg, die Betriebssicherheit des Gebäudes sicherstellen. Um die nachhaltigen Aspekte gerecht zu werden, wurden Massnahmen gewählt, die den Ressourcenverbrauch und die Kosten reduzieren.

Der vertikale Lastabtrag verfolgt eine klare, direkte und effiziente Linie über alle Geschosse. Das Tragraster orientiert sich an die Randbedingungen aus dem Parking und ist über alle Geschosse mit einer Spannweite von 8,10m x 8,10m angesetzt. Durch das einheitliche Tragraster über alle Geschosse, können so trotz der verschiedenen Geschossnutzungen, die vertikalen Lasten ohne Versprünge oder Abfangungen vom Dach bis zur Gründung auf direktem Wege abgetragen werden.

Als Deckensystem wurde eine materialoptimierte Flachdecke mit eingelegten Hohlkörperelemente gewählt, die punktgestützt die Lasten über die regelmässig angeordneten Stützen überträgt. Durch den Einsatz der Hohlkörperelemente, konnte für jede Geschossdecke eine Material- und Gewichtseinsparung von über 20% erzielt werden. Gleichzeitig bringen diese beiden Vorteile eine Reduktion des Bewehrungsverbrauchs mit sich, wodurch die Decken lediglich mit einer Mindestbewehrung auskommen. Bei dem eingesetzten Beton handelt es sich um Recycling-Beton, welches mit einem hohen Anteil an Mischgranulat zum Einsatz kommt. Der Recycling-Beton wird mit CO2 reduzierten Zemente angemacht, welche eine CO2-Reduktion von bis zu 50%, im Vergleich zu konventionellen Zementen, erreicht. Vereint bringen die genannten Vorteile einen ökologischen Fussabdruck, ähnlich wie bei einer Rippendecke. Zusätzlich konnte mit dieser Deckenvariante die Deckenstärke auf 32cm begrenzt werden, trotz der weiten Spannweiten von 8,10m und den hohen Nutzlasten. Damit lässt sich entsprechend auch die gesamte Gebäudehöhe reduzieren, die zum einen den Materialverbrauch über alle Geschosse, als auch die notwendige Energie zum Heizen und Kühlen einspart.

Die horizontale Aussteifung des Gebäudes erfolgt über die beiden Erschliessungskerne. Diese sind über die Deckenscheiben miteinander gekoppelt. Die Aussteifungskerne übertragen die horizontalen Geschosslasten, aus Erdbeben und Wind in den steifen Kellerkasten ein.

Aufgrund der geologischen Zusammensetzung des Bodens und der niedrigen Sohltiefe ab Terrain, kann die Fundation des Neubaus nicht über eine Flachfundation erreicht werden. Die Flachgründung würde in der nichttragenden Schicht der Verlandungssedimente gründen. Aus diesem Grund erfolgt die Gründung des Gebäudes auf kurze und dünne Rammpfähle, die wenig in die Schotterschicht eingebunden werden. Darüber lassen sich die Fundationslasten in den Boden übertragen und gleichzeitig auch die punktgestützte Bodenplatte mit einer effizienten Stärke ausbilden.