modgnikehtotsyek
ALLE WETTBEWERBSERGEBNISSE, AUSSCHREIBUNGEN UND JOBS Jetzt Newsletter abonnieren

Nichtoffener Wettbewerb | 11/2010

Neubau Institutsgebäude für das DLR – Robotik- und Mechatronikzentrum [RMC] am Standort Oberpfaffenhofen

Perspektive Aussen

Perspektive Aussen

3. Preis

Auer Weber

Architektur

HPP Architekten GmbH

Bauingenieurwesen

Transsolar Energietechnik GmbH

Energieplanung

C-I-P GmbH Ingenieure

Bauingenieurwesen

Erläuterungstext




Städtebauliche Konzeption

Die Besonderheit der Aufgabenstellung besteht in der Teilung des Wettbewerbsgebietes in zwei mögliche Baufelder durch die von Nordosten nach Südwesten verlaufende zentrale Campusachse. Diese Teilung erschwert unter Freihalten dieser wichtigen Achse entweder die vom Auslober gewünschte funktionale Verknüpfung mit dem bestehenden Gebäude des nordöstlich des Wettbewerbsgebietes gelegenen TechLab oder die intendierte enge Verbindung von Labor und Bürobereichen im Neubau des RMC

Die vorliegende Konzeption sieht daher einen schlanken längsgerichteten Baukörper ausschließlich auf dem 30 Meter tiefen Baufeld südöstlich der zentralen Campusachse vor, der alle geforderten Funktionsbereiche beherbergt. Auf diese Weise kann das nordwestlich der Campusachse gelegene Baufeld für zukünftige bauliche Entwicklungen freigehalten werden.
Der vorgeschlagene Baukörper begleitet und akzentuiert die Campusachse und markiert gleichzeitig die Begrenzung des Messfeldes nach Nordwesten.
Ziel der Konzeption ist es, das Gebäude des RCM als prägnantes, eigenständiges Gebäude innerhalb des Forschungscampus und als vorläufig südlichen baulichen Abschluss und Auftakt der Campusachse zu positionieren.


Städtebauliche Maßnahmen in Stichworten:

- Konzentration der Baumasse
- Möglichst direkte räumliche Nähe des Neubaus zum TechLab
- Einbettung des neuen Gebäudes in die Campusstruktur durch Ausrichtung entlang der zentralen
Campusachse und damit Freihalten und Betonung dieser
- Akzentuierung durch moderate Höhenentwicklung im Rahmen der Vorgaben des B- Planes
- Anordnung des Haupteingangs an der Nordwestseite des Gebäudes zur zentralen Campusachse, mit
direktem Bezug zum nordwestlich der Erschließungsachse gelegenen Grundstücksteil, der frei gehaltenen
potentiellen Entwicklungs- und Erweiterungsfläche



Architektonisches Konzept

Das Gebäude präsentiert sich als klares, kompaktes Volumen, mit der Intention, die Unterschiedlichen Funktionsbereiche möglichst zu Bündeln, um sie auf diese Weise im Gebäudeinneren sowohl funktional optimal als auch räumlich attraktiv miteinander zu vernetzen.
Ein schlankes, längs gerichtetes sowohl horizontal als auch vertikal räumlich gestaffeltes Atrium verbindet im Gebäudeinneren die verschiedenen Arbeitsebenen und bietet attraktive Raumbezüge für die Nutzer und Besucher.
Zum Atrium orientieren sich in den Obergeschossen sowohl Besprechungs- und Seminarbereiche als auch Kommunikations- und Pausenflächen.
Die individuellen Arbeitsbereiche der Büros bieten durchweg gleichwertige Qualitäten hinsichtlich Belichtung und Belüftung und orientieren sich ausschließlich nach außen zum umgebenden DLR- Campusgelände.



Organisation und Nutzungsverteilung

Der Neubau des RMC ist in seinem funktionalen Aufbau sowohl horizontal als auch vertikal klar gegliedert:

- Die großflächigen und in Teilen öffentlich zugänglichen Laborbereiche mit Tageslichtanforderungen und
der Erfordernis der externen Andienbarkeit sind im Erdgeschoss, auf Niveau der zentralen Campusachse
angeordnet. Von dieser aus erfolgt sowohl die Erschließung des Gebäudes für Mitarbeiter und Besucher als
auch die Andienung der Labore durch Fahrzeuge
- Der Besucherbereich mit Hauptlabor und zugeordneten Nebenlaboren ist erdgeschossig südlich des
zentralen Eingangsfoyers situiert
- Die internen Laborbereiche liegen, dem TechLab zugewandt, in der Nordhälfte des Neubaus
- Weitere Laborräume ohne Tageslichtanforderung sind teilweise im Untergeschoss angeordnet, mit der
Möglichkeit der ebenengleichen direkten Verbindung zum TechLab über einen Verbindungsgang


Organisationsprinzip in den Regelgeschossen:

- Die Regelgeschosse (1.- 3. OG) beherbergen, nach außen zum Campus orientiert, die Büros mit
zugeordneten Nebenraum- und Servicezonen, sowie die zum Atrium gelegenen Besprechungs-,
Kommunikations- und Pausenbereiche
- Durch offene Bereiche wird eine visuelle Vernetzung der Arbeitswelten über das Atrium hinweg erreicht


Vertikale Organisation im Überblick:

1. UG
- Technik- und Lagerflächen
- Labore ohne Tageslichtanforderung
- Verbindungsgang zum UG TechLab

EG
- Haupteingang und Foyer für Mitarbeiter und Besucher
- Empfangsbereich Besucher
- Demonstrationsbereich mit Hauptlabor, Umgang und zugehörigen Nebenlaboren
- Interne Laborbereiche

Zwischengeschoss
- Gemeinschaftsbereiche Personal
- Kommunikationszonen
- Einzellabore
- Büros Logistik und Systemadministration

1. bis 3. OG
- Büros
- Seminar- und Besprechungsräume
- Präsentations- Kommunikations- und Pausenflächen










Erscheinungsbild und Materialität

Die vorgeschlagene Ausbildung und Materialität der Gebäudehülle unterstreicht die Bedeutung und Eigenständigkeit des neuen Gebäudes. Eine zweite Hülle aus einem textil anmutenden Metallgewebe von unterschiedlicher Dichte vor der inneren thermisch wirksamen Gebäudehülle bildet die eigentliche Gebäudekontur, indem sie vor die umlaufenden Fluchtbalkone der Obergeschosse und den sockelartigen unteren Gebäudeteil gespannt wird. Auf diese Weise entstehen über die Gebäudehöhe hinweg unterschiedliche Tiefenwirkungen. Die vertikale Schichtúng des Gebäudes, bedingt durch seinem funktionalen Aufbau, bleibt subtil lesbar, ohne das ruhige Volumen des Baukörpers zu schwächen.
Die Hülle dokumentiert und übersetzt den technischen Anspruch der Forschungsinhalte und transportiert diese vielschichtig und mehrdeutig nach außen. Das Spiel von Präzision und Unschärfe kann als Entsprechung von Rationalität und Intuition gelesen werden, den wesentlichen Bedingungen für Innovation.

Der aus energetischer und tageslichttechnischer Sicht optimale Öffnungsanteil von 60% der inneren Fassadenebene in den Bürogeschossen gewährleistet durch die vorgeschlagenen Anordnung der Fensterflächen optimierte Tageslichtausbeute bei geringem Eintrag solarer thermischer Lasten.
Die Ausbildung einer modularen Fassade garantiert eine hohe Flexibilität der Nutzungen im
Gebäudeinneren und entspricht dem Wunsch des Auslobers nach höchstmöglicher Flexibilität in der Nutzung, ohne Einbußen bei Belichtung und Belüftung.


Klima- und Energiekonzept
Ziel des Klima- und Energiekonzeptes ist ein hoher visueller und thermischer Komfort in den Labor- und Bürobereichen bei gleichzeitiger Reduzierung von Energieverbrauch und Betriebskosten. Dies wird durch eine Minimierung der Gebäudetechnik und Nutzung von Gebäudekomponenten für die Raumkonditionierung erreicht (Thermische Speichermassen, Luftführung, Bauteilaktivierung, effiziente Wärme- und Kälterück-gewinnung, etc.).
Ein weiterer Schritt zur Schonung der Energieressourcen ist die Substitution fossiler Brennstoffe durch regenerative Energiequellen (z. B. Nachtkühle, Grundwassernutzung, passive Solarenergie, etc.), wobei hier nicht nur ökonomische Ziele sondern ökologische Aspekte verfolgt werden.
Folgende Ziele werden aus Sicht des Klimakonzeptes verfolgt:
- Optimierung des thermischen und visuellen Komforts
- Minimierung des Energiebedarfs in Form von Wärme, Strom und Kälte
- Nutzung natürlicher Ressourcen
- Minimierung der erforderlichen haustechnischen Anlagen
- Substitution fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien
Die Ziele werden durch folgende Maßnahmen erreicht:
- Reduktion der äußeren Klimaeinflüsse durch guten Wärmeschutz der opaken Bauteile und eine kompakte Gebäudeform (Schließen des Baukörpers durch das Atrium sowie optimierte Sheddachkonstruktion mit effizientem Sonnenschutz der Halle (Integrierte, teiltransparente Dünnschicht- Photovoltaikzellen (gefräst) + Sonnenschutzbeschichtung der Dachverglasungen) und Einsatz von Dreifach-Verglasungen in den Fassaden.
Gute Tageslichtversorgung auch des Gebäudeinneren mit Besprechungs- und Kommunikationszonen durch die Oberlichter der Hallen- Sheddächer sowie tageslichtabhängige Steuerung des Kunstlichts in allen Bereichen.
- Beschränkung der mechanischen Lüftung auf die notwendigen Bereiche (Labore, Besprechungszonen) und Einsatz natürliche Lüftung in allen Büroflächen.
- Die Fluchtbalkone in den Obergeschossen erhalten außen eine feine Bespannung aus Metallgewebe.Die Transparenz des Gewebes wird durch variierende Öffnungsanteile (Maschenweiten) und Webmuster auf die Erfordernisse von Sonnenschutz und Raumbelichtung hin optimiert und erfüllt zur Messwiese die Anforderungen an Abschirmung, bzw. Reflexion der messtechnisch relevanten Strahlung an den entsprechenden Fassadenseiten.
Die „Porosität“ der Netzstruktur nimmt je Geschoss kontinuierlich von oben (maximal offen für guten Tageslichteinfall) nach unten verlaufend (stärker geschlossen für effizienten Sonnenschutz) ab. Zusammen mit der Auskragung der Fluchtbalkone wird durch diesen der jeweiligen Situation und Ausrichtung angepassten externen Sonnenschutz die Verwendung lediglich eines innen liegenden zusätzlichen Blendschutzes an den Büro- und Laborfassaden möglich. Darüber hinaus garantiert die Durchlüftbarkeit des Gewebes die natürliche Fensterlüftung auch der Büro- und Laborbereiche mit Orientierungen zur Messwiese, ohne Störung des Messbetriebs.
- Minimierung des Energiebedarfs für die Lüftung durch Senkung der Zuluftvolumenströme auf das für gute Luftqualität notwendige Maß und Einsatz des Quellluftprinzips in der Lufteinbringung sowie effiziente Rückgewinnung der Wärme aus der Abluft. Freie Abluftführung in den Labordeckenbereichen, wo möglich und Überströmung der Abluft der Besprechungsbereiche in den Hallenraum des Atriums mit zentraler Wärmerückgewinnung (KVS- System) zur Minimierung von Kanalnetzen und Luftmengen.
- Sommerliche Konditionierung der Büroflächen über eine Bauteilaktivierung der Massivdecken. Einsatz von schnell reagierenden Akustikkühldecken in den Besprechungsräumen.
- Ausnutzung der thermischen Schichtung des Hallenvolumens zur Komfortoptimierung der Atrienzonen.
- Integration einer Fußbodenaktivierung zur Bindung und Abfuhr innerer Strahlungslasten von Maschinen und Beleuchtung, bevor sie die Raumluft der Aufenthaltszonen erwärmen. Ausnutzung der entstehenden thermischen Schichtung im Raum.
- Niedrig emittierende low-e Qualität (verzinktes Stahlblech) der raumseitigen Deckenoberflächen in den hoch belasteten Laborbereichen zur Minimierung der Wärmeabstrahlung sowie Komfortverbesserung durch thermischen Spiegeleffekt in Kombination mit der Bodenkühlung.
- Nutzung von Grundwasser über ein Saug- und Schluckbrunnensystem zur direkten Kühlung im Sommer.
- Wärmeversorgung des Gebäudes durch Nutzung des Grundwassers über eine hocheffiziente Turbo-Wärmepumpe.
- Spitzenlastkühlung für die Laborbereiche durch Umschaltung der Wärmepumpe zur Turbokältemaschine zur Minimierung der Investitionskosten und Erhöhung der Sicherheit der Kälteversorgung.
- Gefräste amorphe Dünnschicht-Photovoltaikmodule sind in die nach Süden geneigten Atriendachverglasungen integriert. Zusammen mit der Verschattung durch die Tragstruktur und einer selektiven Sonnenschutzbeschichtung wird ein effizienter Sonnenschutz und gute Atrienbelichtung erreicht. Die Anlage in der Atriendachverglasung erzeugt etwa maximal 45 kW Anlagenleistung Im Jahr werden so etwa 36 MWh/a in das öffentliche Stromnetz eingespeist, was etwa 20 Tonnen vermiedener CO2 Emissionen entspricht.

Durch das gewählte Konzept wird den teilweise hohen Anforderungen im Gebäude durch ein angepasstes Konzept Rechnung getragen. Wo möglich, wird Anlagentechnik reduziert und der Energiebedarf gesenkt. Durch das integrierte Klima- und Energiekonzept wird ein guter Raumkomfort in allen Gebäudebereichen mit vertretbarem Aufwand erreicht und es sind gute Kennwerte hinsichtlich des Primärenergiebedarfs und der CO2 Emissionen des Gebäudes zu erwarten.







Brandschutz

Das Gebäude ist aufgrund seiner Größe und der besonderen Nutzung als Sonderbau der Gebäudeklasse 5 nach BayBO einzustufen.
Die Rettungswege werden baulich über notwendige Treppen sichergestellt. Diese sind über notwendige Flure im Gebäudeinneren sowie über umlaufende Rettungsbalkone erreichbar. Durch die Rettungsbalkone wird gewährleistet, dass die Räume, welche direkt an die über mehrere Geschosse reichende Innenhalle angrenzen, unabhängig von dieser über zwei notwendige Treppen als Rettungswege entfluchtet werden können.
Das Metallgewebe als die äußere Hülle des Gebäudes und der umlaufenden Balkone wird so ausgebildet, dass diese insgesamt als offene Bereiche im Freien gelten.
Innerhalb des Gebäudes wird eine brandschutztechnische Dreiteilung geschaffen:
Der mittlere Bereich mit der mehrgeschossigen offenen Halle und den zugehörigen Galerien sowie die beiden seitlich anschließenden Bereiche mit durchgehenden Geschossdecken und notwendigen Fluren.
Über eine Brandmeldeanlage wird im Gebäude eine Brandfrüherkennung realisiert. Anwesende Personen werden über die darüber angesteuerte Alarmierungsanlage alarmiert und können die Rettungswege frühzeitig aufsuchen. Die Halle erhält großzügige Rauchabzugsöffnungen im Dach.



Konstruktion

Das Gebäude wird mit punktgestützten Flachdecken geplant. Die Decken kragen jeweils nach innen zum Atrium sowie nach außen, als thermisch getrennte Fluchtbalkone, über die Stützen aus.
Die in den drei Obergeschossen durchlaufenden Stützen werden im Zwischengeschoss teilweise mittels Stahlbetonverbundträgern abgefangen, um in wesentlichen Bereichen des Erdgeschosses stützenfreie Flächen und damit höchstmögliche Nutzungsflexibilität zu erhalten.
Die Dachkonstruktion über der Halle (Atrium) wird als verglastes, flach geneigtes Scheddach mit quer über das Atrium spannenden Hauptträgern aus Stahl ausgebildet.
Die in das Atrium vorspringenden Besprechungsräume und Kommunikationsflächen werden im 1.OG auf Stützen bzw. Wänden aufgeständert, im 2. und 3. OG zusätzlich punktuell von der Dachkonstruktion abgehängt. Die Abhängung erfolgt mittels F90 beschichteten Zugstäben.


Dimensionierung:

Geschossdecken Stahlbetondecken h = 25 cm
Wände Innenwände/ Treppenhauswände: Stahlbeton, h = 25 cm


UG – Außenwände Stahlbeton, h = 25 cm
Die Untergeschosse werden gegen nicht drückendes Wasser in Bauart
einer weißen Wanne abgedichtet. Rissbreitenbeschränkung auf
wcal = 0,2 mm / Fugenbänder

Stützen D= 30 cm (1.OG – 3.OG)
40 / 40 cm (UG / EG / Zwischengeschoss)

Treppen Treppenläufe Stahlbeton, h = 16 cm







Gebäudeaussteifung:

Das Gebäude wird durch die Stahlbetondeckenscheiben in horizontaler Richtung sowie die Stahlbetonwände und die Treppenhaus- und Aufzugskerne in vertikaler Richtung ausgesteift. Das Gebäude wird fugenlos errichtet.
Die Gründung erfolgt im Bereich der Kerne auf Fundamentplatten bzw. auf Einzel- und Streifenfundamenten. Über diesen wird eine nicht tragende Stahlbetonbodenplatte angeordnet.


Baustoffe:

Baustahl S235, S355

Beton C30/37 Decken / Treppen / Wände
C30/37 Kellerwände WU / Gründung
C35/45 Stützen

Betonstahl BSt 500 S+M

Auer+Weber+Assoziierte
München
Grundriss Erdgeschoss

Grundriss Erdgeschoss

Grundriss Untergeschoss

Grundriss Untergeschoss

Grundriss Zwischengeschoss

Grundriss Zwischengeschoss

Grundriss 1.Obergeschoss

Grundriss 1.Obergeschoss

Grundriss 2.Obergeschoss

Grundriss 2.Obergeschoss

Grundriss 3.Obergeschoss

Grundriss 3.Obergeschoss

Längsschnitt

Längsschnitt

Querschnitt b-b

Querschnitt b-b

Querschnitt c-c

Querschnitt c-c

Ansicht Nord-Ost

Ansicht Nord-Ost

Ansicht Nord-West

Ansicht Nord-West

Ansicht Süd-Ost

Ansicht Süd-Ost

Fassadenausschnitt

Fassadenausschnitt

Perspektive Innen

Perspektive Innen

Perspektive Aussen

Perspektive Aussen