Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: Sanierung eines Institutsgebäudes mit Neubau eines Verbindungsgebäudes

Städtebau
Ausgehend von dem Masterplan orientiert sich der Gebäudeschwerpunkt und die
-erschliessung an der zentralen Kommunikationsachse des Institutscampus. Die bestehende und im Masterplan weitergeführte Gebäudehöhe wird eingehalten und führt so zu einem gleichmässigen Erscheinungsbild der Campusbebauung.

Freiraum
Die Magistrale „Kommunikationsachse“
Eine zentrale Erschliessungsachse verbindet die einzelnen Institutsgebäude miteinander. Die Magistrale variiert in ihrer Breite. Grosszügige Plätze öffnen den Raum und geben urbane Qualität. Eine Baumreihe betont die Raumabfolge. Notwenige Infrastruktur wie Licht, Sitzbänke, Infotafeln und Fahrradständer sind zentral integriert.

Das Zwischengrün „Grüne Fugen“
Lineare Vegetationsstrukturen bestehend aus Rasenstreifen und Pflanzflächen strukturieren die Freiräume zwischen den Gebäuden. Locker angeordnete Solitärbäume rhythmisieren den Raum in der dritten Dimension.

Die „Grünen Finger“
Stärker bepflanzte Grünstreifen vernetzten die Institutswelt mit der Landschaft.

Gebäude
Ziel ist es, mit der baulichen Erweiterung einen insgesamt neuen Gebäudeeindruck herauszuarbeiten der als Initial und adäquates Erscheinungsbild des DLR-Forschungs-campus fungiert. Es entsteht ein einheitliches Gebäude, das den Bestand selbstverständlich integriert.
Der Bestand wird um einen Bürobund ergänzt. Er ist im Abstand plaziert, der so entstehende Freiraum wird für die zentrale Erschliessungs- und Kommunikationszone der „Inneren Strasse“ genutzt. Die Erschliessung und Orientierung im Gebäude erfolgt immer mit Blickbeziehungen auf die Innere Strasse und mit Aussenraumbezug. Das Foyer befindet sich direkt an der zentralen Kommunikationsachse des Campus, von hier aus lassen sich leicht die Geb. 122 und 121 DFD erschliessen.

Die Labore werden zentral, den Büroflächen zugeordnet, im Mittelbund untergebracht. Die grundsätzlich flexible Bürostruktur hat minimale Festpunkte mit schaltbaren Grössenanordnungen. Es gibt keine Qualitätsunterschiede ob „Alt oder Neu-Büroraum“. Die einzelnen Institute sind horizontal strukturiert, so wird der Austausch der Mitarbeiter untereinander erleichtert. Ziel ist es ein „Werkstattgebäude“ als Denkplattform zu errichten, entsprechend ermöglichen die unterschiedlichen Decks selbstverständlich eine flexible Anpassung an zukünftige Anforderungen in der Forschung.
Alle Räume sind konsequent zu den Freiflächen orientiert. Das Gesamtgebäude verzahnt sich systematisch mit der Umgebung.
Die Höhenstaffelung des Gesamtgebäudes fügt sich sensibel in die Umgebung ein.

Konstruktion / Material
Der Neubau ist als Stahlbetonkonstruktion in Skelettbauweise mit aussteifenden Wandscheiben geplant. Die Decken werden als Flachdecken konzipiert, das Raster
ist extrem wirtschaftlich und trägt zur Minimierung der Bauteile bei, der Durchmesser der Rundstützen beträgt ca. 28 cm, die Flachdecken erfordern ca. 24 cm Bauhöhe. Die Fassaden sind im Neubau mit geschlossenen Brüstungen als Holz-/Glaskonstruktion feststehend und als Öffnungsflügel gedacht mit aussenliegendem Sonnenschutz. Im Bestand ist dies genau umgekehrt, hier wird der Unterzug beibehalten.
Für die Dachflächen wird eine extensive Begrünung vorgesehen.

Tragwerk
Das Bestandsgebäude 122 bleibt in seiner wesentlichen Tragstruktur erhalten. Der Baukörper ist durch zwei Dehnungsfugen in drei Gebäudeteile geteilt, welche jeweils als für sich ausgesteift betrachtet werden können. Auch nach dem Wegfall der herausspringenden Treppenhausbereiche kann die Aussteifung für die betroffenen Gebäudeteile nachgewiesen werden. Die Umbauten innerhalb der Treppenhäuser mit Umstellung auf zweiläufige Treppen sind bautechnisch gut zu realisieren.

Südwestlich entsteht ein komplett neuer Gebäudeteil, welcher zwar an den Bestand angebunden ist, jedoch eigenständig und für sich standsicher ist. Als Tragkonstruktion ist ein Stahlbetonskelettbau mit einem Stützraster von 8,00 x 5,40m vorgesehen.

Energie- und Komfortkonzept
Ziel ist es, ein optimiertes Lüftungs-, Klima- und Energiekonzept hinsichtlich
- der Investitions- und Betriebskosten,
- des thermischen und visuellen Raumkomforts,
- des Primärenergieverbrauches der Gebäude,
zu schaffen.
Hierzu stehen verschiedene aktive und passive technologische Komponenten zu Verfügung. Um ein optimiertes Energiekonzept zu realisieren, müssen diese Komponenten abhängig von den klimatischen und gebäudespezifischen Randbedingungen, sinnvoll zusammengestellt werden.

Folgende Komponenten kommen hier zum Einsatz:
- Atrium / thermische Pufferzone – solare Gewinne – Antrieb für natürliche Nachtluftspülung
- Büro natürliche Lüftung / Nachtluftspülung
- Quelllüftung
- Dezentrale mechanische Lüftung
- Tageslichtlenkung
- Geothermie - Erdkanal

Fassade
Die Fassade erhält eine Aussendämmung, die einen hohen Dämmstandard erbringt. Die verglasten Bereiche erhalten einen effizienten, aussenliegenden Sonnenschutz, der im Bereich der Büros lichtlenkend ausgeführt wird.

Nutzungsbereiche
Atrium/Foyer
Neben der Verbesserung des A/V Verhältnisses wirkt das Atrium als Sonnenkollektor mit passiven solaren Gewinnen. Es wird natürlich gelüftet. Der sommerliche Wärmeschutz wird durch den aussenliegenden Sonnenschutz in Verbindung mit natürlicher Nachtluftspülung erbracht. Zugleich fungiert das Atrium als Antrieb für die Querlüftung und Nachtluftspülung der angrenzenden Bereiche und Flurzonen.
Im Winter wird das Atrium durch überströmende Abluft aus den angrenzenden Bereichen (ohne Labor) zusätzlich temperiert. Optional kann der Komfort in diesem Bereich über eine Niedertemperatur Fussbodenheizung zusätzlich erhöht werden.
Labor
Die Labore werden über eine mechanische Lüftungsanlage versorgt. Die Wärme wird über ein Kreislaufverbundsystem zurückgewonnen. Die Zuluft wird über einen Erdkanal vorkonditioniert. Dadurch wird eine Vorkühlung im Sommer und eine Vorwärmung im Winter aufgrund der vglw. konstanten Temperatur des umgebenden Erdreichs. Optionale Nachheiz- bzw. bzw. Kühlregister ermöglichen eine individuelle Temperaturregelung falls erforderlich.

Schoollab/Seminarbereich/Meetingräume
Diese Bereiche werden i.d.R. über Fenster mit Frischluft versorgt. Zusätzlich sind dezentrale Lüftungsgeräte vorhanden, die den hygienischen Luftbedarf in Form von Quellüftung auch z. Bsp. bei sehr geringen Aussentemperaturen sicherstellen. Es besteht optional die Möglichkeit den Zuluftgeräten eine Kühlfunktion zu geben, um so bei extremen Aussentemperaturen eine Spitzenkühlung realisieren zu können.
Die Vorteile der Quelllüftung, höchster Komfort und optimale Luftqualität, kommen bei den vorliegenden Raumgeometrien besonders zur Geltung.

Quelllüftung:
- geräusch- und impulsarm (Strömungsgeschwindigkeiten <= 0,2 m/s)
- effiziente Versorgung durch den Frischluftsee, Warmluft steigt auf und fördert frische
unverbrauchte Luft nach
- gleichmässige Verteilung der Frischluft auch über grössere Distanzen
- Temperaturschichtung über der Höhe, d.h. Kühlung findet dort statt, wo sie benötigt wird.
Die Mischung frischer und verbrauchter Luft wird vermieden und die punktuelle Abfuhr der
verbrauchten Luft ist möglich
- durch niedrige Zuluftgeschwindigkeiten bei gleichzeitig niedrigem Turbulenzgrad treten
keine Zugerscheinungen auf
- effiziente Schadstoffabfuhr, da die verbrauchte, mit Schadstoffen behaftete Luft nach oben
steigt und abgesaugt wird

Büro
Die Bürozonen werden über Fenster natürlich gelüftet. Der lichtlenkende, aussenliegende Sonnenschutz ermöglicht eine optimale Tageslichtversorgung bei gleichzeitig bestmöglichen sommerlichen Wärmeschutz. Die freien Betondecken werden über eine natürliche Nachtluftspülung zur Verbesserung der sommerlichen Raumbedingungen herangezogen. Tagsüber wird Wärme in die Decken eingespeichert, die dann mit der kühlen Nachtluft entwärmt werden und im Laufe des nächsten Tages wieder erneut Wärme aufnehmen können.
Wärmeversorgungsanlagen
In dem Technikbereich UG wird eine Fernwärme-Übergabestation aufgebaut. Statische Heizflächen in den jeweiligen Geschossen werden über eigene Heizkreise von dieser Unterstation aus versorgt. Eine Verbindungsleitung von der Übergabestation führt in die Lüftungszentrale UG. Von hier aus werden dann die lüftungstechnischen Anlagen versorgt.
Dem Foyerbereich wird der Heizwärmebedarf über statische Heizflächen entlang den Fassaden zugeführt.
Im Laborbereich wird der Heizwärmebedarf über die Lüftungsanlage abgedeckt. Ist eine individuelle Regelung der Raumtemperatur erforderlich kann dies mit Nachheiz- und Kühlregistern erfolgen
Die Büroflächen wie auch die Sonderbereiche Schoollab, Seminar etc. werden ebenfalls über statische Heizflächen versorgt.
Klima-/Lüftungsanlagen
Die zentrale Lüftungstechnik ist in dem Technikbereich UG zusammengefasst.
Diese Anlage versorgt den Laborbereich. Die Lüftungsanlagen werden auf den tatsächlichen Frischluftbedarf ausgelegt. Bereiche mit hohem Kühlleistungsbedarf können über zusätzliche Umluftkühler versorgt werden. Über ein vorgehaltenes Kältenetz ist die maximale Flexibilität gegeben.
Sonderlabore wie z. Bsp. das Zeitlabor im UG erhalten eine den Anforderungen entsprechende separate Anlage.
Bereiche mit temporärer Nutzung –Meeting und Seminarräume, Schoollab etc.. werden über Fensterlüftung versorgt. Ist dies aufgrund äusserer Gegebenheiten, Aussentemperatur, Lärm, Vertraulichkeit usw. nicht möglich, wird der erforderliche hygienische Luftbedarf und eine Grundkonditionierung über dezentrale Zuluftgeräte gewährleistet.
Wird die Kälte nicht zentral bereitgestellt wird sie über eine Kältemaschine zentral erzeugt. Die Rückkühlung wird dann vorzugsweise auf dem Dach positioniert.
Sanitär-/Gasanlagen
Die Trinkwasser-Übergabestation ist im Technikbereich UG konzipiert. Die Trinkwasserversorgung kalt/warm für die Sozialbereiche erfolgt nach Vorgabe Architektur. Für die verteilten WC-Bereiche ist eine dezentrale Warmwasserbereitung eine wirtschaftliche Lösung.
Stark/Schwachstromanlagen
Das Gebäude wird an das bestehende Stromnetz angehängt.
Die Kabelanlagen für sicherheitsrelevante Verbraucher werden in Funktionserhalt FE30 bzw. FE90 ausgeführt.
Zur Versorgung der aktiven Netzkomponenten sowie weitere ausgewählte Verbraucher der Informationstechnik ist eine USV- Anlage in parallel- redundanter Ausführung vorgesehen.

Zur Erschliessung aller Teilnehmer- / Arbeitsplätze werden Unterflursysteme vorgeschlagen.
Für die Beleuchtung wurden entsprechend der jeweiligen Nutzung angepasste Anlagen mit automatischen Steuerungssystemen (EIB) für den energieeffizienten Betrieb gewählt. Über diese Systeme werden auch Sonnenschutz- und ggf. Verdunklungsanlagen gesteuert.

Zur informationstechnischen Erschliessung aller Teilnehmer- / Arbeitsplätze wird eine strukturierte Datenverkabelung einschliesslich der zugehörigen Verteiler vorgesehen.

Es sind nur die passiven Netzkomponenten berücksichtigt!

Primär- und Sekundärverkabelung erfolgt über LWL- Kabel. Die Tertiärverkabelung wird mittels Kat.7- Kabel realisiert.

Je Teilnehmer- /Arbeitsplatz werden im mittel 2 Datenanschlüsse vorgesehen
Gebäudeautomation
Für die Steuerung und Regelung werden gewerkemässig DDC-Unterstationen zugeordnet. Diese Stationen ermöglichen einen autarken Betrieb der Anlagen.
Eine übergeordnete Gebäude-Leitstation würde die zentrale Bedienung, Betriebs- und Störmeldungskontrolle sowie Statistik-Auswertungen für das Facilitymanagement ermöglichen.