Kompetenzzentrum Motorentechnik der RWTH Aachen

Städtebauliches Konzept

Der Grundstückssituation angepasst dehnt sich der Baukörper in Ost-West-Richtung aus und schafft so einen Brückenschlag zwischen der Hauptzufahrt an der Forkenbeckstraße im Osten und der internen, fußläufigen Campuserschließung im Westen. Entlang dieser Erschließungsachse werden die jeweiligen Funktionsbereiche angeordnet, wobei die vorhandene Böschung genutzt wird, um das Gebäude in den umgebenden Außenbereich einzubinden und dem Außenraum eine neue Qualität zu geben. Die Freifläche in der Ebene Fußweg wird als begrünte Dachfläche der im Böschungsbereich angeordneten Technikbereiche bis an den Abgas-Rollenprüfstand herangeführt, schafft so einen fließenden Übergang zu den ebenfalls begrünten Dachflächen des Erdgeschosses und lässt diese zu einem Teil der Landschaft werden. Die hohe Baudichte des Gebiets erhält hier eine ruhige und vermittelnde Struktur. Die Rasenlandschaft durchbricht die starke Nord-Süd-Achse des Gebiets und bildet eine starke Vernetzung von der nördlichen Talniederung über die Fußgängerachse in Richtung Forckenbeckstraße mit dem ÖPNV-Haltepunkt.
Die Zufahrt für die gemeinsame genutzte Anlieferung liegt an der südlichen Grenze des Grundstücks und ist so von den öffentlich zugänglichen Bereichen abgewandt.

Gebäudekonzept

Erdgeschossig sind alle Prüfstands-, Werkstatt-, Labor- und Technikflächen angeordnet. Verknüpfungen der Forschungsbereiche sind mit kurzen Wegen und einer effektiven Anordnung der TGA leicht möglich. Die Zonierung entlang der Längsausdehnung des Grundstückes lässt aber auch ausreichend Möglichkeiten die Bereiche auf Wunsch voneinander abzutrennen. Die einzelnen Stationen der zu prüfenden Motoren sind chronologisch angeordnet und so kreuzungsfrei zu nutzen.

Alle Öffnungen in den Hallenwänden oder der Dachfläche sind so angeordnet, dass die sicherheitsrelevanten Prüfstandsbedienflächen von außen nicht eingesehen werden können. Trotzdem wird die Halle über die Sheds in der Dachfläche großzügig mit Tageslicht versorgt. Die großen Fensteröffnungen in der West- und Ostfassade der Halle sorgen für zusätzlichen Lichteinfall. Darüber hinaus ist die Ostfassade das „Schaufenster“ des Institutes, durch dass interessante, die Diskretion jedoch wahrende Einblicke in den Forschungsablauf möglich sind.

Die beiden Zugänge werden – durch das Gebäude hindurch- einheitlich in Belag, Beleuchtung und Bepflanzung ausgebildet. Der der fußläufigen Zone zugeordnete Erschließungsbereich (Ebene 1) wird als Zugangsbereich mit einer hohen Aufenthaltsqualität gestaltet: Bäume in Trögen, auf Splittflächen, mit Sitzskulpturen schaffen eine hohe Nutzungsqualität und Außenwirkung
Der Haupteingang von der Forckenbeckstraße wird für Fußgänger über den Vorplatz mit einem Baumraster und eine Treppenanlage erschlossen (Behinderte können über die westliche Zufahrt/Zugang zum Eingang gelangen).
Während die im Norden angeordneten Seminarräume die Fläche begrenzen, öffnet ich das Foyer über großzügige Verglasungen auf der Südseite zu der begrünten Dachfläche der Halle.

In den Ebenen 2 und 3 sind die Bürobereiche untergebracht, die über zwei innen liegende Treppenhäuser und zwei Aufzüge erreicht werden können. Die Treppenhäuser sind die interne Verbindung zwischen den nicht öffentlichen Nutzungsbereichen und werden so eingerichtet, dass nur berechtigte Personen Zutritt erhalten. Eine Überwachung des Zugangs in das Gebäude ist wegen der Beschränkung auf zwei Eingänge und die strikte Trennung von öffentlichen Bereichen von denen des internen Institutsablaufes mittels einer elektronischen Schließanlage leicht möglich.

Die Fassadenflächen werden von den Materialien Glas und pulverbeschichteten Alu-Fassaden-Elementen bestimmt. Der zurückhaltende Farbton Weiß unterstreicht die Grundkonzeption des Ensembles.
Die Aufstockung des Abgas-Rollenprüfstandes erfolgt so, dass der Betrieb im Prüfstand nicht gestört wird. Die hierfür notwendige Stahlkonstruktion wird ebenfalls mit weißem Alublech verkleidet.


TGA
Erschließung
Ein Medienversorgungskanal erschließt die Prüfstände und allen weiteren funktionalen Bereiche im EG.
Der Versorgungskanal enthält alle zentral versorgten Medien und stellt die Verbindung zwischen entfernten Technikbereichen her.

Kühlwasser (3 Temperaturniveaus)
Heizung
Druckluft
Gasversorgung
Trinkwasser
Abwasser
Elektrizität (Normalnetz, EDV-Netz, Experimentalnetz, Zuleitungen zu Prüfständen)
Daten
Kraftstoffe (2 Ottokraftstoffe und ein Dieselkraftstoff)

Die Reduzierung der Installationen im Deckenbereich ermöglicht eine Optimierung der Raumhöhen und damit eine Reduzierung der Baukosten
Prüfstände
Die Prüfstände werden aus dem Boden über Stichkanäle mit allen geforderten Medien versorgt. Zu- und Abluft können über den Deckenbereich in die Kabinen eingeführt werden. Über Umluftkühlgeräte kann innerhalb der Kabinen die Raumtemperatur eingestellt werden, um ganzjährig optimale Umgebungsbedingungen zu gewährleisten. Messeinrichtungen an den Umluftkühlgeräten erfassen die aus der Messkabine abgeführte Wärme. Die Verbrennungsluft wird über einen gesonderten Kanal oberhalb der Prüfstände zugeführt, so dass diese mit einem eigenen Kanalkühler und –erhitzer auf eine definierte Temperatur eingestellt werden kann (Konstanz +/- 0,5 K). Die Datenverbindungen zu den Messgeräten und Rechnern außerhalb der Kabinen erfolgt ebenfalls über den Bodenkanal.

Die Beheizung der Halle erfolgt über die Lüftungsanlage und ergänzende statische Heizkörper.

Abwärmenutzung
Die enorme Abwärme der Prüfstände wird im Winter zur Beheizung des Gebäudes und im Sommer zum Betrieb einer Absorptionskältemaschine verwendet. Dennoch wird ein großer Teil der Hochtemperaturabwärme (> 80°C) im Gebäude keine Verwendung finden. Diese kann als Rücklauftemperaturanhebung in das RWTH-Fernwärmenetz oder über die Absorptionskältemaschine als Rücklauftemperaturabsenkung in das RWTH-Fernkältenetz eingespeist werden.
Die Rückkühlwerke werden auf das Dach des bestehenden Gebäudes des VKA Rollenprüfstands aufgebaut. Nach der Installation versorgen diese auch das bestehende Gebäude, die vorhandenen Rückkühlwerke werden auf das Dach umgesetzt und der frei werdende Raum für einen Treppenaufgang genutzt.

Kälteerzeugung und Rückkühlung
Die Abwärme der Motorprüfstände wird in drei zentralen Absorptionskältemaschinen mit jeweils 1 MW umgewandelt in Kühlenergie zur Versorgung der Prüfstände und des Bürogebäudes mit Kälte. In der Regel wird die Kühlenergie nur durch die Abwärme der Motorenprüfstände erzeugt. Ein zweites Kältenetz mit höheren Temperaturen (Vorlauf 40°C) führt Abwärme der Prüfstände rein über freie Kühlung ab.

Regenwassernutzung
Die Effizienz der Rückkühlwerke kann über eine Berieselungsanlage erhöht werden. Hierzu wird Regenwasser gesammelt und bei Bedarf, d.h. bei hohen Außentemperaturen, über Pumpen zu den Rückkühlern gefördert.

Lüftung
Prüfstände, Werkstätten und Labore (incl. PTL) erhalten eine mechanische Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung und Vorkühlung. Durch den Einsatz eines Quellluftsystems um die Prüfstände kann eine effektive Schadstoffabfuhr erreicht werden, so dass niedrigere Luftvolumenströme als nach Laborrichtlinie üblich ausreichen (4-facher statt 8-facher Luftwechsel).

EDV
Von einem zentralen EDV-Raum aus wird ein Hochgeschwindigkeits-Glasfasernetz sternförmig in das Gebäude gelegt.
Messdaten werden über Stiche des Medienkanals aus dem Versuchsstand heraus in den vorgelagerten Arbeitsbereich übertragen. Hier erfolgt der Anschluss an das zentrale Datennetz. Über den Hochgeschwindigkeitsanschluss der Versuchsstände können Auswertungen und die Bedienung auch von entfernten Arbeitsplätzen aus erfolgen.

Rückgewinnung Antriebsenergie
Der Bieter regt an zu prüfen, inwieweit die Asynchronmotoren, welche im Generatorbetrieb zur Abbremsung der Wellenantriebsleistung arbeiten, zur Rückgewinnung der Antriebsenergie genutzt werden können. Anstelle der Dissipation der Antriebsenergie in Wärme kann eine Rückeinspeisung von elektrischem Strom in das das Niederspannungs-Gebäudenetz oder den Mittelspannungsring der Hochschule erfolgen.