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Nichtoffener Wettbewerb | 05/2021

Sanierung und Ersatzneubau eines Labor- und Verwaltungsgebäudes für das Umweltbundesamt (UBA) in Berlin

2. Preis

Nickl & Partner

Architektur

SÜSS Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG

TGA-Fachplanung

Bollinger+Grohmann

Tragwerksplanung

Erläuterungstext

Architektonische Leitidee - Denkmalschutz

* eigenständige Baukörper: Die Erweiterung wird als gestalterisch eigenständiger Bau begriffen, der über eine gläserne Gebäudefuge niveaugleich an das Bestandsgebäude angebunden wird.
* Lebendige Fuge als Bindeglied: Die Anbindung beider Gebäude im Innern erfolgt lediglich über Stege und Plattformen, sodass die ursprüngliche Gebäudeaußenwand auch hier wieder erlebbar wird, der Altbau somit auch im Inneren seine Eigenständigkeit wiedererlangt. Die umgebenden, teils mehrgeschossigen Lufträume erlauben unterschiedliche Aufenthalts- und Begegnungsbereiche, wie auch die Bestückung mit intensiver, subtropischer Bepflanzung zur Herstellung eines gesunden Raumklimas und des natürlichen Schallschutzes.
*Gestaltung Fassade – Ausdruck ökologischen Bauens: Gemäß der nachfolgenden Beschreibung als Holzhybridkonstruktion entspricht auch die Fassadenkonzeption diesem klar strukturierten Prinzip – ein nahezu quadratisches Konstruktionsraster im Laborachsmaß von 3,45m und 4,2m im Vertikalen prägt die ruhige, äußere Erscheinung.
Gleichfalls werden so wie auch durch die Betonung der Brüstungs-Oberkante, die gestaltprägenden Linien und Proportionen des Altbaus aufgegriffen und modern/zeitgemäß interpretiert. In den untergeordneten Bekleidungen innerhalb des Rasters sind der außenliegende Sonnenschutzbehang verdeckt vorgesehen wie auch im Falle späterer Umnutzung (als z. B. Bürobereich) ein schmales opakes Lüftungselement zur natürlichen Be- und Entlüftung, bei ansonsten durchgängiger Festverglasung.
* Außenanlagen: Zur Hauptstraße „Unter den Eichen“ wird das ehemals vorherrschende Vorgartenprinzip in einladender Weise weitergeführt. Aufenthaltsmöglichkeiten für Besucher ergänzen und beleben den Haupteingang. Im Hof erfolgt durch minimales Absenken der niveaufreie Zugang zum Gebäude, wie auch die ebenengleiche Anlieferung.

Funktionale Beschreibung

* Erschließung Haupteingang: Der Hauptzugang der Gebäudeanlage verbleibt grundsätzlich im Altbau – über den nun Ebenengleich gestalteten Haupteingang „Unter den Eichen“ kann direkt der nun als Durchlader konzipierte Aufzug im Bestand durch Öffnen der rechten Treppenseite erreicht werden. Im Hofbereich wird parallel ein neuer Zugang auf der tiefer liegenden Gartenebene in direkter Verlängerung des nun über zwei Ebenen gehenden Foyers ebenfalls Ebenengleich errichtet.
Anlieferung - Im Neubau wird auf Hofseite ein Anlieferzugang geschaffen, der ebenfalls beiden Gebäuden dient. Im Falle ein Gebäudetrennung bleibt das gemeinsame Foyer mit Pförtner von welchem aus dem Neubau mit separater vertikaler Erschließung begangen werden kann. Die Aufzugsanlage in Neubau wird entsprechend der Anforderung als Durchlader mit Lastfunktion ausgewiesen.
Die Gebäudefuge mit ihren Aufenthalts- und Grünbereichen kann nach wie vor beiden Gebäuden dienen.
* Funktionsverteilung/Ausbauraster: Alle 4 Laborgeschosse sind gleich aufgebaut und können unterschiedliche Raumkonstellationen aufnehmen. Der 4m hohe Laborbereich / Technikum ist hierbei auf der vertieften Gartenebene angeordnet, mit direkter Anliefermöglichkeit über die bestehende Zufahrt. Das Gebäude baut auf einem durchgehenden Ausbauraster von 1,15m auf, die kleine Einheit beträgt hierbei 3,45m. Auch sind die Kleinsteinheiten zu unterschiedlich großen Raumeinheiten nach beiden Seiten flexibel kombinierbar.
Die weitere Nutzungsverteilung erfolgt wie folgt:
Die Lüftungstechnikzentralen sind alle in den beiden technikgeschossen auf dem Dach untergebracht. Haustechnikanschlussräume, Sanitär- und Heizungszentralenzentralen sowie die ELT- und Datenräume liegen im Untergeschoss. Jede NE hat eine vertikale, alle Geschosse und Technikzentralen verbindende Schachtanlage mit angelagerten ELT- und
Daten Geschossverteilerräumen.
* Konstruktion: Das Tragwerk des Laborgebäudes ist als Hybridkonstruktion mit einem massiven Untergeschoss, Sockel und Erschließungskernen aus Stahlbeton konzipiert, das durch einen Holzbau in den oberen Geschossen ergänzt wird. Somit wird der Ansatz eines nachhaltigen und materialgerechten Einsatzes der Baustoffe und Tragelemente angestrebt. Für den vertikalen Lastabtrag ergibt sich sowohl für den Holz- als auch den Massivbau ein Tragraster von 6,90 m x 6,90 m. In den Fassaden halbiert sich dieses Raster. Durch die Wahl eines Skelettbaus wird größtmögliche Nutzungsflexibilität gewährleistet. Die Wahl der Konstruktionselemente, sowohl das Skelett als auch das Deckensystem betreffend, ist stark von den Anforderungen des Deckensystems hinsichtlich Brandschutzes, Akustik, Bauphysik und Schwingung abhängig. Aufgrund der erforderlichen flexiblen technischen Versorgung der Geschosse ist hier ein System mit einachsig gespannten Brettsperrholzdeckenelemente gewählt, die auf Deckengleichen Stahlverbund Trägern (System Peiko) - aufliegen. Diese spannen von Stütze zu Stütze. Sollten sehr hohe Schwingungsbegrenzungen erforderlich sein, lässt sich dies bei gleichem Konstruktionssystem über den Einsatz von Hybriddeckenelementen als Holz-Betonverbunddecken lösen, bzw. auch durch eine temporäre Reduktion einzelner Spannweiten auf 3,45m.
Die Aussteifung des Gebäudes erfolgt durch die Grundfesten Erschließungskerne aus Stahlbeton. Zusätzlich können je nach Kernanordnung Aussteifungsverbände ergänzt werden. Die Decken wirken als horizontale Scheiben und sind somit Teil des Aussteifungssystems. Horizontale Lasten aus Wind und Schiefstellung werden über die Scheibenwirkung an die aussteifenden Kerne abgeleitet. Eine schubfeste Verbindung ist bei den Brettsperrholzdecken entsprechend auszubilden. Die Gründung erfolgt mittels kontinuierlicher Bodenplatte als Flachgründung. Erdberührte Bauteile können je nach
Anforderungen des Baugrundgutachtens als WU-Konstruktion ausgeführt werden. Die Bodenplattenstärken werden in Abhängigkeit der Gründungslasten optimiert.
* Umsetzung: Das neben den aussteifenden Kernen modular aufgebaute primär Holz-Fertigteilprinzip lässt schnelle Fertigungszeiten erwarten; Beton-Stützen und -Wände des UG können ebenfalls als Fertig- bzw. Halbfertigteile vorgefertigt werden. Ebenfalls vorfabriziert werden können die ausfachenden Fassadenelemente pro Rasterfeld. Lediglich würden die Stützenbekleidungen außen inkl. der Dämmung vor Ort ergänzt.
* Fassade: Die Aufteilung wird bestimmt durch die geregelte konstruktive Struktur, die sich wiederum an den zugrunde liegenden Hauptrastern und Fassadenlinien des Bestandsgebäudes orientiert. Als sichtbares Material wird ausschließlich Holz und Glas verwendet, zwischen Konstruktion und Außenbekleidung gefügte Dämmlagen bestehen aus Holzfaserplatten. Über die massive Brettschichtholz Brüstung wird Schall- und Brandschutz gewährleistet. Unter der Brüstungsbekleidung ist das außenliegende Sonnenschutzrollo verborgen. Die von OK Brüstung bis unter die Geschossdecke reichende 3-fach Festverglasung sorgt für ausreichenden Wärmeschutz und auch eine natürliche Belichtung der tieferen Raumteile. Eine auf Ebene 2 liegende Sonnenschutzbeschichtung verhindert neben dem außenliegenden Sonnenschutz eine Aufheizung und ermöglicht auch (neben einer Durchlüftung) die temporäre, reversible Ausführung als Shadowbox für die vorläufig abzudunkelnden Raumgruppen, ohne das gesamte Erscheinungsbild der Fassade wesentlich zu stören. Für die spätere Umnutzung ist bereits seitlich der Verglasung ein schmales, opakes Lüftungspaneel vorgesehen. In der derzeitigen Labornutzung können so auch Oberschränke bis direkt an die Fassade geführt werden.
* Nachhaltigkeit: Das verfolgte Prinzip der Nachhaltigkeit basiert nicht nur auf der Verwendung von nachwachsenden Baustoffen, bzw. dem Einsatz umweltschonender technischer Gebäudeausbaukonzepte, sondern auch auf dem Prinzip der hohen Flexibilität. So gewährleistet das regelmäßige, große Konstruktionsraster wie auch die unterzugsfreien Deckenkonstruktionen ein Höchstmaß an Nutzungsmöglichkeiten und somit eine mögliche lange Lebensdauer des Gebäudes. Im Falle eines Rückbaus erlaubt die modulare Bauweise eine einfache Materialtrennung und damit gute Rezyklierbarkeit
des Gebäudes.
* Brandschutz: Bestandgebäude und Neubau bilden jeweils einen eigenen Brandabschnitt. Der Zwischenbereich – die Fuge – als kein Ort ständigen Aufenthalts ist keinem der beiden Abschnitte zugeordnet, kann sich somit mit Lufträumen über die Geschosse entwickeln, ohne den Brandschutz der eigentlichen Nutzungen zu beeinträchtigen. Aus diesem Bereich kann in beide Brandabschnitte geflüchtet werden.
Der Neubau selbst kann entweder in eine Nutzungseinheit mit ca. 560 m² oder ggf. bei höherem Gefährdungspotential mittig geteilt in zwei Nutzungseinheiten mit jeweils ca. 280 m² Fläche aufgeteilt werden. Jede NE verfügt hierbei über einen eigenen Treppenraum, der 2. Fluchtweg erfolgt in die andere NE bzw. in den Altbau. Von den begehbaren Schächten führen ringartig die Versorgungsleitungen durch Laborflächen, so können wesentliche Kreuzungen vermieden werden.
* Barrierefreiheit: Die Anforderungen der DIN 18040 sind eingehalten. Außenzugänge beidseits, durch leichte Anrampung des Haupteingangs „Unter den Eichen“, bzw. die geringe Niveauabsenkung im Hof auf das Niveau des Bestands EG, sowie die Verteilung auf alle Geschosse sind barrierefrei, pro Geschoss sind die geforderten San.Einrichtungen gegeben. Weitere Ausführungsbestimmungen werden im Zuge der Umsetzung präzisiert – Treppen, Kontrastierungen, Bedienelemente, etc.

Konzept TGA

* Erschließung: Entsorgung Schmutzwasser und Regenwasser mit Anschluss an das öffentliche Kanalnetz bzw. teilweiser Versickerung des Regenwassers. Das Gebäude wird über den bestehenden Medienkanal mit Fernwärme, Starkstrom AV und SV sowie Daten versorgt.
* Sanitär: Trinkwasserversorgung mit neuem Hausanschluss. Wasseraufbereitung für die Laborwasserversorgung. Warmwasser wird nur dezentral elektrisch erzeugt.
* Wärmeversorgung: Das Gebäude wird an die öffentliche Fernwärmeversorgung angeschlossen. Wärme wird über eine Übergabestation generiert und verteilt. Zur Grundlastdeckung werden zusätzlich Wärmepumpen geplant. Temperierung der Abhangdecken freien Bereiche mit statischen Heizflächen. Bereiche mit abgehängten Decken (derzeit nicht vorgesehen) werden mit Heiz-/Kühldecken bzw. untergeordnete Räume mit statischen Heizflächen temperiert. Großflächige öffentliche Bereiche wie die Aufenthaltsbereich in der Fuge werden mit Fußbodenheizung beheizt.
* Kälteversorgung: Erzeugung und Versorgung wie oben erwähnt mit reversiblen Wärmepumpen. Ganzjahreskühlung von Technikbereichen mit Umluftkühlern. Kühlung in allen anderen Bereichen mit Heiz/Kühldecken. Eine Bauteilaktivierung ist aufgrund der Konstruktionsart nicht vorgesehen.
* Raumlufttechnik: Zentrale Aufbereitung für alle RLT-Anlagen mit 100% Außenluftanteil und mit Hochleistungs-WRG (Wirkungsgrad > 70%). Alle Anlagen werden mit adiabater Fortluftbefeuchtung gekühlt, um mechanische Kälteerzeugung einzusparen. Die Zentralgeräte werden im DG geplant. Die Außenluftansaugung erfolgt über die Fassade der Dachzentralen.
* Automation: Gebäudeautomation zur Regelung der technischen Anlagen und mit Energie-Monitoring über Zähler zur Betriebsoptimierung und Verbrauchsüberwachung. Aufschaltung auf das bestehende Gebäudeleittechniksystem.
* Starkstrom: AV- und SV-Versorgung über Anschluss an den Medienkanal. Neben der SV-Versorgung wird eine USV-Anlage geplant. Dezentrale AV- und SV-Verteilerräume je Geschoss und Versorgungsabschnitt. Raum- und Bereichsweise Beleuchtungssteuerung die Tageslicht- und Präsenz- abhängig geregelt wird.
* Schwachstrom: Dezentrale DV-Räume je Geschoss. Strukturierte Verkabelung für die Nutzung von Datenverkehr und Telefonie. ELA- und Brandmeldeanlage.
Modellfoto (Copyright Bernd Hiepe)

Modellfoto (Copyright Bernd Hiepe)

Modellfoto (Copyright Bernd Hiepe)

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