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Nichtoffener Wettbewerb | 11/2010

Neubau der Hochschule Ruhr West am Standort Bottrop

Visualisierung Haupteingang

Visualisierung Haupteingang

1. Preis

Auer Weber

Architektur

WSP Deutschland AG

TGA-Fachplanung

Erläuterungstext

Erläuterungsbericht 2. Bearbeitungsphase


Vorbemerkung

Die Hinweise und Anmerkungen des Preisgerichts für die 2. Wettbewerbsphase führten in der Bearbeitung zu folgenden Modifikationen des Entwurfes:

Städtebau
- Die bisher im Norden vorgesehene Erweiterungsfläche (2. BA) wird nun im Osten zur Straße „An der Berufsschule“ situiert. Dadurch stellt sich die neue Hochschule bereits in der ersten Ausbaustufe zu den wesentlichen Schauseiten, sowohl nach Süden zur Innenstadt als auch nach Norden und Westen in Richtung Hans-Sachs-Platz und Hans-Sachs-Straße, als komplettes Ensemble dar. Der Campushof öffnet sich in der ersten Ausbaustufe nach Osten zur eher kleinmaßstäblichen Wohnbebauung entlang der Straße
„An der Berufsschule“

Organisation
- Durch Verlagerung von Seminarbereichen in das 1. OG des Gebäudemoduls West (Eingangsgebäude) und die Ausbildung eines Lichthofes vor dem Gebäudemodul Süd wird nun problemlos die natürliche Belichtung der entsprechenden Seminar- und Laborflächen gewährleistet
- Auf die Ausbildung eines Sockels kann im Zuge der modifizierten funktionalen und räumlichen Organisation verzichtet werden
- Die Mensa und die zugehörigen Nebenräume befinden sich nun ebenengleich organisiert und direkt andienbar im EG des Moduls Nord
- Alle Zugänge und Funktionsbereiche des Gebäudes sind durch Entfall des Sockels barrierefrei zugänglich
- Für alle Gebäudeteile ist der 2. bauliche Rettungsweg nachgewiesen


Städtebauliche Konzeption

Die wesentliche Herausforderung der Wettbewerbsaufgabe besteht in der Integration der erheblichen Baumasse der zu planenden Hochschule auf dem südlich an das Ensemble Hans-Sachs-Platz angrenzenden Areal und der Frage, wie sich der neue Campus in seiner exponierten Lage sowohl zu diesem großmaßstäblichen Ensemble als auch zu den umgebenden, überwiegend kleinmaßstäblichen Strukturen der Wohnbebauung in Höhe, Kubatur und äußerem Erscheinungsbild positioniert.

Ziel der Konzeption ist es, die neue Hochschule als prägnantes, eigenständiges bauliches Ensemble zu entwickeln, das in einen spannungsvollen Dialog mit der in sich ruhenden, symmetrischen Anlage am Hans-Sachs-Platz tritt, ohne deren Gleichgewicht beispielsweise durch Übernahme der vorhandnen Materialität zu stören. Zugleich soll sich die Hochschule mit Ihrem Haupteingang und einer einladenden Geste der Innenstadt im Süden zuwenden.

Städtebauliche Maßnahmen in Stichworten:

- Gliederung der Baumasse in drei, mit Erweiterung in vier ablesbare „Häuser“ oder „Module“
- Einbettung des neuen Campus in die Umgebung durch die Ausbildung von nur drei, bzw. maximal vier Vollgeschossen
- Akzentuierung zur Hans-Sachs-Straße und Lützowstraße, Vermittlung zur Wohnbebauung am Hans-Sachs-Platz und zur Bebauung entlang der Straße „An der Berufsschule“
- Ausrichtung der Neubauten an den bestehenden dominanten Achsen und Ordnungssystemen der Umgebung
- Anordnung des Haupteingangs im Süden, mit direktem Bezug zum nahe gelegenen Zentrum der Innenstadt


Architektonisches Konzept

In der ersten Ausbaustufe ordnen sich drei „Häuser“ oder „Gebäudemodule“ gleicher Breite aber unterschiedlicher Länge um einen nach Osten zur Straße „An der Berufsschule“ geöffneten Hofraum als Zentrum des neuen Campus.
Das westliche Gebäudemodul entlang der Hans-Sachs-Straße weist die größte Länge und Höhe auf. Dieser „Kopfbau“ adressiert und akzentuiert den Campus im Stadtraum.
In der zweiten Ausbaustufe wird ein viertes Modul entlang der östlichen Grundstücksseite platziert, vis à vis der Wohnbebauung entlang der Straße „An der Berufsschule“, wodurch der Campus als stringente und geschlossene Figur im Stadtraum komplettiert und gestärkt wird. Die einzelnen Module werden über gebäudehohe verglaste Zwischenräume funktional miteinander verbunden, sodass mit der geplanten Erweiterung im Endausbau des Campus ein Ringschluss möglich wird.


Planungs- und Bauordnungsrecht

Die einzelnen „Module“ der Hochschule weisen sowohl zur Wohnbebauung Hans-Sachs-Platz und der Straße „An der Berufsschule“ als auch zur freistehenden Villa im Süden des Planungsgebietes die für diese Bereiche baurechtlich zulässigen drei Vollgeschosse auf. Lediglich das Gebäudemodul an der Hans-Sachs-Straße (Modul West) weist vier Vollgeschosse auf. Die geforderten Abstandsflächen werden zu allen Nachbargrundstücken eingehalten.


Organisation und Nutzungsverteilung

Der Campus ist in seinem funktionalen Aufbau sowohl horizontal als auch vertikal klar gegliedert:
- Öffentliche und übergeordnete Nutzungsbereiche, wie zentrale Service- und Infrastruktureinrichtungen, Besprechungsbereiche, Bibliothek und Mensa, sind im Erdgeschoss auf Niveau des Campushofes angeordnet
- Hörsäle sowie Teile der Seminarräume und Labore sind als zentraler Forschungskern im Tiefparterre des Gebäudes angeordnet und stehen über eine freie Treppe und einen Luftraum in räumlicher Verbindung mit dem Erdgeschoss des Eingangsgebäudes. Die Belichtung der Seminarräume und Labore erfolgt über einen Lichthof entlang der Südseite des Gebäudes, der auch als Pausenbereich genutzt werden kann.
- Großzügige Foyerbereiche auf den Galerieebenen vor den Hörsälen und Seminarräumen bieten Möglichkeiten zur Kommunikation und geben den Blick frei in den Hallenraum des zentralen doppelgeschossigen „Technikums“
- Weitere tagesbelichtete Seminarräume sind im 1. OG des Eingangsgebäudes (Modul West) angeordnet


Organisationsprinzip in den Regelgeschossen:

- Die Regelgeschosse beherbergen die Labore, Arbeits- und Kommunikationsbereiche des Fachbereichs
- Prinzip der Ausbildung von zwei Nutzungszonen mit 7,50m, bzw. 4,60m Tiefe, die über eine breite, multifunktional belegbare zentrale Kommunikationszone verbunden werden
- Zwischen diesen Zonen sind Verschiebungen oder das Wachsen, bzw. Schrumpfen von Bereichen ohne funktionale Einbußen möglich
- Höchstmögliche Nutzungsflexibilität ist durch die Möglichkeit der Umstrukturierung und Verlagerung von Labor- Büro- und Besprechungsbereichen auf den jeweiligen Geschossen gegeben
- Anordnung und Orientierung der 7,50 m tiefen Labore nach außen, d.h. zum städtischen Umfeld
- Forschung stellt sich nach außen dar, Belebung des Stadtbildes
- Anordnung und Orientierung der prinzipiell 4,50 m tiefen Nutzungsbereiche der Studienzonen, der Büros der Professoren und der Kommunikationszonen nach innen zum gemeinsamen Campushof
- Durch offene Bereiche auch visuelle Vernetzung der Arbeitswelt über den Hof hinweg
- Module wie Büro/ Arbeitsplatz/ Besprechung sind flexibel austauschbar


Vertikale Organisation im Überblick:

1. UG/ Tiefparterre
- Hörsäle und Seminarräume des Bereichs „Zentrale Lehre“ incl. der zugehörigen Foyerflächen und Nebenfunktionen gruppiert um den Luftraum des zentral gelegenen Technikums
- Seminarräume und Labore mit Orientierung zum Lichthof im Süden
- Labore des Fachbereichs V
- Luftraum Technikum

2. UG
- „Technikum“ (Zentrales Elektroniklabor) mit zugehörigen Vorbereichen
- Lager-, Entsorgungs- und Technikflächen der Gebäudemodule EG
- Haupteingang und Foyer
- Zentraler Servicebereich und zentrale Infrastruktur
- Bibliothek
- Mensa und Küche mit zugehörigen Nebenräumen
- Anlieferbereich

1. OG
- Seminarräume mit zugehörigen Vorbereichen (Modul West, Hans-Sachs-Straße)
- Labore Fachbereich V
- Kommunikations- und Arbeitsbereiche des Fachbereichs V

2 OG
- Labore Fachbereich V
- Kommunikations- und Arbeitsbereiche des Fachbereichs V

3. OG (nur Modul West, Hans-Sachs-Straße)
- Offene Bürowelt für Verwaltungsbereiche und Studentenvertretung

Dachflächen
- Experimentierfelder für Solartechnik


Erscheinungsbild und Materialität

Die vorgeschlagene Ausbildung und Materialität der Gebäudehülle unterstreicht die Bedeutung und Eigenständigkeit des neuen Ensembles:
Horizontale, metallische Bänder vor geschlossenen Fassadenbereichen bilden im Wechselspiel mit horizontal umlaufenden Fensterbändern eine Gebäudehülle im Sinne einer Matrix oder Platine.
Der aus energetischer Sicht optimale Öffnungsanteil von 50% gewährleistet durch die Anordnung der Fensterflächen höchstmögliche Tageslichtausbeute bei geringem Eintrag solarer thermischer Lasten.
Die Ausbildung einer „Bandfassade“ garantiert eine hohe Flexibilität der Nutzungen im Gebäudeinneren und entspricht dem Wunsch des Auslobers nach Austauschbarkeit der Nutzungsmodule, ohne Einbußen bei Belichtung und Belüftung.
Im Inneren dominieren überwiegend „roh“ belassene, unempfindliche, wartungsarme Materialien und Oberflächen das Erscheinungsbild, um den Labor- und Werkstattcharakter des Gebäudes zu unterstreichen. Sichtbare Betonoberflächen im Zusammenspiel mit weißen oder silbrig- grauen Ausbauelementen und Glasflächen charakterisieren das Erscheinungsbild. Flurtrennwände erhalten zur Belichtung der Erschließungszonen durchgehende Oberlichtbänder.
Deckenuntersichten bleiben bis auf notwendige Einbauten für die Raumakustik weitestgehend unverkleidet.
Als Bodenbelag kommt in den allgemeinen Bereichen sowie den Erschließungs- Kommunikations- und Bürobereichen ein geschliffener und versiegelter Industrieestrich zum Einsatz, der schwimmend verlegt wird.
Für die Böden der Werkstattbereiche ohne Laboranforderung werden mineralische Beschichtungen vorgesehen (Industrieboden). Die Labore erhalten ihren jeweiligen Anforderungen entsprechende Bodenbeläge, bzw. Beschichtungen.


Äußere und innere Erschließung

Fußgänger:
- Haupterschließung aus Richtung Innenstadt von Süden über den Vorplatz an der Kreuzung Hans-Sachs-Straße / Lützowstraße in das transparente Hauptfoyer
- Zweite Erschließungsmöglichkeit über die Hans-Sachs-Straße von Norden kommend (Bushaltestelle Hans-Sachs-Platz) über Nebeneingang zwischen Modul Nord und Modul West
- Interne vertikale Erschließung über drei, im Erweiterungsfall über vier Treppenkerne mit Lift (1. Ausbaustufe : „Treppenturm“ in östlicher Verlängerung des Moduls Nord oberirdisch als provisorische Fluchttreppe, Stahlbau, im Erweiterungsfall problemlos zu demontieren)
- Erschließung Bereich „Zentrale Lehre“ im Tiefparterre und „Technikum“ im 2. UG aus dem EG des Eingangsgebäudes über freie Treppe in großzügigem Luftraum
- Ausbildung von Kommunikationsinseln an Treppen und zentralen Punkten (z.B. Hörsäle, Seminarbereiche, Besprechungsräume, etc.)
- Horizontale Erschließung auf den Geschossebenen über freie Kommunikations- und Erschließungszonen mit Blickbezügen zum Campushof
- Alle Zugänge und Ebenen des Gebäudes sind barrierefrei zu erreichen

Fahrzeuge:

- Parken und Anlieferzone auf baumüberstandenem Parkplatz entlang der Nordseite des Grundstücks
- Ein und Ausfahrt für PKW von und zur Hans-Sachs-Straße
- Zufahrt Lieferverkehr (LKW) von Hans-Sachs-Straße, Abfahrt über die Straße „An der Berufsschule“
- Weitere Parkplätze, insbesondere für Besucher und Behinderte auf separatem Parkplatz im Südosten des Grundstückes in unmittelbarer Nähe zum Haupteingang des Campusgebäudes, erschlossen von der Straße „An der Berufsschule“

Fahrräder:
Die geforderten 170 Fahrradstellplätze befinden sich baumüberstanden südlich des Lichthofes und entlang der Ostseite des Vorplatzes


Ver- und Entsorgung

Die Ver- und Entsorgung der Büros, der Laborebereiche und der Mensa erfolgt für Fahrzeuge bis 7,5 Tonnen über den Parkplatz an der Nordseite des Campus und eine wettergeschützte Ladezone mit Verbindung zum zentralen Lastenaufzug im Modul Nord.
Der Müllraum der Küche liegt ebenerdig an der Nordseite des Moduls Nord, mit direkter Anbindung zur Anlieferzone.
Die Müllräume für die übrigen Nutzungsbereiche des Gebäudes liegen zentral im 2. UG des Moduls Nord in unmittelbarer Nähe zum Technikum und sind über den Lastenaufzug auf direktem Weg mit der Anlieferzone verbunden.


Freiflächen

Die klare geometrische Campusfigur mit eingeschriebenem, zentralem Innenhof wird in den üppigen, baumbestandenen „Garten“ eingebettet, wodurch ihre Anbindung an und Integration in die umgebenden baulichen und freiräumlichen Strukturen erreicht wird.
Die vorhandenen Bäume im Süden und Norden des Gründstücks werden wo immer möglich erhalten und zum Lichthof hin durch Neupflanzungen ergänzt.
Im Bereich des bestehenden Wohnhauses entsteht eine offene, parkartige Raumsituation. Leichte Abpflanzungen gewährleisten die Privatsphäre der Bewohner.
Der freie Vorplatz im Süden wird mit großformatigen Betonwerksteinplatten belegt, die sich auf das bereits vorhandene Plattenformat von 30/30 cm im Bereich des Gehweges beziehen.
Fahrradstellplätze sind in freier Anordnung entlang der Rasenkante an der Nordseite des Vorplatzes vorgesehen. Nördlich des Vorplatzes, entlang des Lichthofs, sind weitere 108 Fahrradstellplätze angeordnet. Eine ergänzende Zufahrt für Fahrradfahrer aus Richtung Osten von der Straße „An der Berufsschule“ entlastet den Vorplatz von Verkehr. Der Splitt- Kieselbelag im Bereich der Fahrradstellplätze ist wasserdurchlässig und unterstützt den Wasserhaushalt der Bäume.
Ein Parkplatz für PKW südlich des bestehenden Wohnhauses aus Rasenpflaster mit 20 Stellplätzen und Asphaltfahrbahn dient vorwiegend Gästen und Behinderten.
Die Anlieferzone und 30 Stellplätze für Personal im Norden des Grundstücks werden aufgrund der gewählten Oberflächen bewusst nicht als Teil der öffentlichen Straße definiert, sondern sollen den Charakter einer Anwohnerstrasse erhalten. Die Stellplätze sind in Rasenpflaster ausgeführt, damit Eingriffe in den Baumstand soweit wie möglich minimiert werden. Die Fahrbahn aus Asphalt wird den Ansprüchen an den Lieferverkehr mit LKW gerecht.

Der zentrale Campushof wird durch einem Belag aus unterschiedlich hellen Betonwerksteinen in rasterförmiger Anordnung charakterisiert. Eine zusätzliche Belebung entsteht durch verschiedene Module und Intarsien (Oberlichtelemente für Technikum, Sitzelemente, Felder für nächtliche Beleuchtung, etc.)

Auf dem vorerst freigehaltenen Baufeld für die Erweiterung der Hochschule (Modul Ost) wird ein Hain aus Amelanchia (Kupferfelsenbirnen) mit Kieselbelag gepflanzt. Sitzgelegenheiten aus Beton sowie Lichtstreifen bilden eine Verbindung mit dem Innenhof und dessen Belagsgliederung. Bodenstrahler erhöhen das Ambiente und die Sicherheit am Abend.


Brandschutzkonzept

Typologisch handelt es sich um ein Gebäude mittlerer Höhe mit einem nicht überdeckten Innenhof sowie durch die Nutzung als Hochschule und Versammlungsstätte um einen Sonderbau. Im Weiteren müssen folgende Verordnungen und Richtlinien berücksichtigt werden:

- Büro- und Verwaltungsbereiche nach Bauordnung NRW (BauO NRW)
- Versammlungsstätte nach Sonderbauverordnung (SBauVO)
- Seminarräume und Labore nach Arbeitsstättenrichtlinien

Der Gesamtbaukörper gliedert sich oberirdisch in zunächst drei, mit der Erweiterung in zukünftig vier Bauteile („Module“) und drei Brandabschnitte. Die vier notwendigen Treppen befinden sich jeweils an der Schnittstelle zweier Baukörper. Grundsätzlich ist jeder der vier Baukörper in zwei Nutzungseinheiten kleiner 400qm geteilt. Der erste Rettungsweg führt direkt über notwendige Flure zu einem außen liegenden notwendigen Treppenraum, der zweite Rettungsweg wird gleichfalls baulich über eine angrenzende Nutzungseinheit zu einem weiteren Treppenraum sichergestellt.

Da im 1. Bauabschnitt lediglich drei der vier notwendigen Treppen innerhalb der Module vorhanden sind, muss die vierte notwendige Treppe temporär vorgehalten werden. Dies wird durch eine nicht eingehauste Außentreppe in Stahlkonstruktion (demontier- und recyclebar) gewährleistet.
Die tragenden Bauteile im Gebäude werden feuerbeständig herstellt.

1. UG (Tiefparterre) und 2. Untergeschoss / Bereich Zentrale Lehre:
- Flächendeckende Sprinklerung aufgrund des geschossübergreifenden Technikums, der freien Treppe zwischen 2. UG und EG sowie der fehlenden Brandwände in den Untergeschossen
- feuerwiderstandsfähige Abtrennung der freien Treppe im 1.UG
- Ausbildung der Vorbereiche vor den Hörsälen als notwendige Flure sowie vor den Seminarräumen als nutzbare Foyerzonen, wenn ein weiterer Rettungsweg unabhängig vom Foyer zur Verfügung steht (z. B. Treppe im Lichthof)
- Anschluss der baulichen Rettungswege über notwendige Treppen ins Erdgeschoss; zweiter Rettungsweg der Seminarräume durch eine Fluchttreppe im Lichthof
- zwei Fluchtwege aus dem Technikum führen über notwendige Flure zu zwei notwendigen Treppenräumen

Erdgeschoss / Zentraler Service, Mensa, Bibliothek:
- Teilung in je zwei Nutzungseinheiten von maximal 400 qm
- Räumliche Abtrennung der freien Treppe in die Untergeschosse durch eine feuerwiderstandsfähige Glaswand
- Direkte und ebenerdige Verbindung aller Rettungswege insbesondere aus den Versammlungsräumen direkt ins Freie, Entfluchtung des Innenhofes über die vier Gebäudefugen

1. und 2. Obergeschoss / Seminarbereiche, Laborpool und studentische Arbeitsplätze:
- Teilung in je zwei Nutzungseinheiten von maximal 400 qm, alternativ ebenso Prinzip notwendiger Flure möglich (Glastrennwände)
- Labornutzungseinheiten erhalten eine flächendeckende Brandmelde- und Alarmierungsanlage sowie eine offene, möglichst verglaste Raumgestaltung
- Laborräume mit erhöhter Brandgefahr werden mittels feuerwiderstandsfähiger Bauteile brandschutztechnisch von den Einheiten abgetrennt
- Ausbildung der Vorzone des Seminarbereiches als notwendiger Flur
- Erster Rettungsweg erfolgt direkt in einen notwendigen Treppenraum, der zweite über die benachbarte Nutzungseinheit zu einem weiteren Treppenraum

3. Obergeschoss / Haushalt und Drittmittel:
- Teilung in zwei Büro- und Verwaltungseinheiten
- Erster baulicher Rettungsweg über zentralen notwendigen Treppenraum, zweiter Rettungsweg nordseitig über Dach zur aussenliegenden Fluchttreppe / südseitig über angrenzende Nutzungseinheit zur Fluchttreppe


Energie- und Raumklimakonzept

Energiekonzept
Für den Neubau der Hochschule Ruhr West in Bottrop wurde ein Energie- und Raumkonzept erstellt, das sowohl auf einer nachhaltigen Nutzung des Gebäudes, auf regenerativen Energien als auch auf energetisch optimierten Lösungsansätzen basiert. Ziel dieses Konzeptes ist es, einen funktionellen, behaglichen und nachhaltigen Betrieb des Gebäudes mit Rücksicht auf die speziellen Nutzungsbedingungen der Hochschule sicherzustellen.
Des Weiteren wird mit dem vorliegenden Energiekonzept den Ansprüchen des Auslobers Rechnung getragen, einen „Zero Emission Campus“ zu betreiben, der die derzeitigen gesetzlichen Anforderungen an Neubauten hinsichtlich Ihres Energieverbrauchs sogar unterschreitet bzw. übererfüllt.
Das Energiekonzept soll zudem den Studierenden durch Visualisierung des Mess- und Anlagenkonzeptes den praktischen Umgang mit regenerativen Energien verdeutlichen und es ermöglichen, die Technik in den Lehrbetrieb mit einzubinden.

Wärmeversorgung

Aufgrund der energetisch optimierten, hoch wärmegedämmten Fassade wird der Wärmeverlust über die Hüllfläche auf ein Minimum reduziert. Im Betrieb werden die inneren Lasten, hervorgerufen durch Personenwärme und Abwärme technischer Geräte, über weite Strecken der Heizperiode bei Weitem ausreichen, die notwendigen Raumtemperaturen zu gewährleisten. Um die trotzdem noch auftretenden Wärmeverluste möglichst CO2-Neutral zu decken, wird die Wärmeversorgung zum größten Teil aus Abwärme der Kälteversorgung der Serverräume gedeckt. Hierbei wird die Abwärme, die durch den täglichen Betrieb der Kältemaschine (Rechenzentrum, Labore, etc.) auch im Winter anfällt, nicht wie gewöhnlich durch Rückkühlwerke frei rückgekühlt, sondern effizient für die Beheizung der thermisch aktivierten Bauteilflächen verwendet.
Das niedrige Temperaturniveau der Abwärme eignet sich ideal für großflächige Flächenheizsysteme.
Die Heizregister der Raumlufttechnischen Anlagen, die der hocheffizienten Wärmerückgewinnung (Rotationswärmetauscher) nachgeschaltet sind, erhalten höhere Heizwassertemperaturen, die zum einen durch eine Heißgas- Enthitzung der Kompressionskältemaschine, zum anderen durch eine mit Ökostrom betriebenen Grundwasserwärmepumpe erzeugt werden. Dadurch ergibt sich auch eine über das Jahr gesehen ausgeglichene Bilanz für die Grundwassernutzung, da sowohl Wärme als auch Kälte, jeweils saisonal bedingt, ab-, bzw. zugeführt werden.
Aus Redundanzgründen ist ein Fernwärmeanschluss vorgesehen, der notfalls die Flächenheizungen oder die raumlufttechnischen Anlagen versorgt.
Durch das vorgestellte Konzept erfolgt die Wärmebereitstellung vollkommen CO2- frei über die gesamte Lebensdauer des Gebäudes hinweg.


Kälte
Im Wesentlichen verfolgt das Gebäudekonzept das Prinzip der freien Lüftung und somit der Nutzung dieser zur Kühlung, wenn dies die vorherrschenden Außentemperaturen erlauben.
Jedoch wachsen, trotz ausgezeichneter Verschattung der Fassaden, durch die immer besseren Dämmwerte der Gebäudehülle in Verbindung mit stetig wachsenden inneren Lasten durch elektronische Geräte die Anforderungen an die sommerliche Raumklimatisierung. Insbesondere in den Sommermonaten und vor allem bei hoch belegten Räumen für die Lehre ist ein behagliches Innenraumklima zum Lehren, Lernen und Arbeiten von größter Bedeutung.
Dem nachhaltigen Grundsatz entsprechend, durch regenerative Energien in Zukunft unabhängig von fossilen Brennstoffen zu werden, sieht das Konzept daher für die Kälteversorgung der Bereiche Büro und Lehre den natürlich vorkommenden Energieträger Grundwasser vor. Die aus dem Grundwasser zu entnehmende Kälte versorgt die auf „Hochtemperaturkälte“ ausgelegten, thermisch aktivierten Bauteilflächen und die stille Kühlung (Schwerkraftkühlung), die der Komfortverbesserung dient. Unterstützend leistet die Sonne durch solare Kühlung ihren Beitrag zur regenerativen Kältebereitstellung für o.g. Gebäudebereiche.
Die niedrigen Kaltwassertemperaturen, die zur Versorgung der Lüftungsanlagen, Labore und Rechenzentren, bzw. Serverräumen nötig sind, werden durch hocheffiziente Kompressionskältemaschinen bereitgestellt. Diese wiederum werden durch ökologisch sauberen Strom, der rechnerisch keinen CO2-Ausstoß mit sich bringt, betrieben.
Somit erfolgt die Kältebereitstellung für das Gebäude während seiner Lebensdauer ebenfalls CO2- neutral.


Ökologie und Ökonomie

Mit den ökologischen Vorteilen dieses Energiekonzeptes gehen die minimalen, auf den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes bezogenen Betriebs- und Nutzungskosten einher. Durch die Versorgung aus rein regenerativer Energien, bzw. intelligenter Nutzung von Abwärme in Verbindung mit nachhaltiger Stromversorgung, die kaum teurer als sein konventionelles Pendant ist, lassen sich schon in den ersten Jahren Kosten sparen.



Raumklimakonzept

Fassade

Um den Energiehaushalt möglichst gering zu halten, bedarf es einer optimierten Fassade, die den Raum vor negativen äußeren Einflüssen schützen und gleichzeitig optimal mit Tageslichtlicht versorgen kann.
Durch den moderaten Fensterflächenanteil schützen die sehr gut gedämmten, opaken Flächen vor Überhitzung im Sommer und Wärmeverlust im Winter. Die Fenster bestehen aus einer 3-Scheiben Wärmeschutzverglasung, um den Wärmeverlust so gering wie möglich zu halten. Im Sommer schützt der geringe Gesamtenergiedurchlassgrad in Verbindung mit dem automatisierten, außen liegenden Sonnenschutz vor hoher Sonneneinstrahlung. Mittels Tageslichtlenkung wird sichergestellt, dass auch bei aktiviertem Sonnenschutz viel Licht in den Raum gelangt, um den Kunstlichtbedarf zu minimieren.


Innenraum

Der für den Nutzer des Gebäudes wichtigste Faktor ist das Innenraumklima. Es beeinflusst neben der Behaglichkeit vor allem die Leistungsfähigkeit der Nutzer, welche für eine Hochschule von ganz besonderer Bedeutung ist. Das folgende Raumklimakonzept schafft ideale Verhältnisse für Lehre, Arbeit und Lernen. Zudem zeigt es sich flexibel für evtl. zukünftige Umstrukturierungen und ist nicht zuletzt flächeneffizient.
Die Grundtemperierung in den Räumen erfolgt über zwei voneinander unabhängige, flexible und schnell auf die Nutzungsbedürfnisse reagierende Flächenheizsysteme. Davon liegt eines oberflächennah an der Stahlbetondecke. Die Nähe zum Raum gewährleistet im Gegensatz zu einer konventionellen Betonkernaktivierung eine höhere Leistungsfähigkeit, gepaart mit einer raschen Wirkung auf den Raum, bei gleich bleibend niedrigen Anforderungen an das Temperaturniveau sowohl im Sommer als auch im Winter. Das andere Flächenheizsystem liegt in der obersten Schicht des Fußbodens über dem für Installationen notwendigen Hohlraum. Dies wirkt zusätzlich einem Kaltluftabfall entgegen und dient nur in Spitzenlast- oder Stillstandszeiten zur Beheizung. Diese zusätzliche Fläche zur Heizung bzw. Kühlung bringt auch bei extremen äußeren Bedingungen genügend Leistung, um weitere Systeme ausschließen zu können, die ggf. auf höhere Temperaturniveaus angewiesen wären und somit schlecht im Zusammenspiel mit regenerativen Energien funktionieren. Beide Systeme zeichnen sich durch ihre unmittelbare Nähe zum Raum aus. Sie sind in räumlicher Distanz zueinander angeordnet, sodass sie sich nicht gegenseitig beeinflussen können. Da die Systeme getrennt voneinander steuerbar sind, können einzelne Raumgruppen gekühlt, während andere gleichzeitig beheizt werden. Dies macht die Systeme gerade in Übergangszeiten für verschiedene Nutzungen flexibel.
Die erhöhten Leistungen beider Systeme lassen genügend Platz für akustische Maßnahmen, die gerade in den offenen Büro- und Lehrbereichen notwendig sind.
Zusätzlich wird in Bereichen, wo deren Nutzung dies notwendig macht, wie z.B. in den PC-Pools, stille Kühlung eingesetzt.
Generell ist das Gebäude natürlich belüftet, wodurch eine individuelle Frischluftzufuhr möglich ist. Bereiche, in denen eine mechanische Belüftung notwendig ist, werden von einer Lüftungsanlage mit Kälte versorgt, die mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung und mit adiabater Fortluftbefeuchtung zur Spitzenlastverringerung arbeitet.
Für die Laborbereiche werden zwei separate Lüftungsgeräte vorgehalten, die alle Anforderungen an den dafür vorgesehenen Betrieb erfüllen.


Technikzentralen und vertikale Versorgung

Die Lage der Lüftungszentralen im 2. UG ist so gewählt, dass sie sich in direkter Nähe zu den Hörsälen mit hohem Lüftungsbedarf befinden. Durch diese Anordnung wird der Verzug der großen Luftkanäle auf ein Minimum reduziert. Zudem sind die Schachtstrukturen und deren Anordnungen so gewählt, dass eine maximale Flexibilität der Labore und Seminarflächen gewährleistet werden kann.


Bedarf und Deckung

Auf Basis des Raumbuches und der Architektur wurden Leistungs- und
Energiebedarfswerte ermittelt, die durch eine hocheffiziente Anlagentechnik gedeckt werden.


Leistung

Damit die Hochschule den Ansprüchen des Auslobers entsprechend betrieben werden kann und dabei höchste Behaglichkeitskriterien auch unter extremsten Wetterbedingungen sowohl im Winter als auch im Sommer erfüllt, wurden folgende Leistungen ermittelt:


Wärme:

Räume mit Flächenheizungen (Decke und Fußboden): 190 kW
Versorgung der Raumlufttechnik: 180 kW
Summe: 370 kW

Kälte:

Räume mit Flächenkühlung (Decke und Fußboden): 130 kW
Räume mit „stiller Kühlung“ / Schwerkraftkühlung: 80 kW
Versorgung der Raumlufttechnik: 300 kW
Labore / Umluftkühlung: 170 kW
Server / ADV-Anlagenräume (Rechenzentrum): 230 kW
Summe: 910 kW

Strom:

Strom Hochschuleinrichtungen: 775 kW
Strom für Raumlufttechnik: 30 kW
Strom zur Kältebereitstellung: 300 kW
Summe: 1.105 kW


Diese Leistungen werden durch die folgenden Versorger bereitgestellt:

Wärme:
Abwärme Kältemaschine (Server / ADV / Rechenzentrum): 190 kW
Abwärme Kältemaschine (Heißgasenthitzung): 30 kW
Grundwasser in Verb. mit Wärmepumpe: 150 kW
Summe: 370 kW

Zuzüglich wird die Hochschule redundanter Weise an das Fernwärmenetz angeschlossen. Die Anschlussleistung hierfür beträgt 370 kW. Bei Ausfällen, evtl. Umstrukturierungen etc. wird das Gebäude somit dennoch im Winter vollends geheizt.

Kälte:

Grundwasser (über Wärmetauscher): 180 kW
Solare Kühlung: 30 kW
Kompressionskältemaschine („Niedertemp.“, 8/14°C): 470 kW
Kompressionskältemaschine („Hochtemp.“, 14/18°C): 230 kW
Summe: 910 kW

Strom:

Photovoltaik: 13 kW
Ökostrom: 1.092 kW
Summe: 1.105 kW
Energiemengen / Primärenergie
Analog zu den Leistungen wurden die Werte für die folgenden Energiemengen auf Basis des Raumbuches und der Architektur bezogen auf einen ganzjährigen Betrieb ermittelt. Dargestellt werden diese im Folgenden absolut und spezifisch auf die Energiebezugsfläche von 10.431m².

Energiebedarf Heizung: 206.000 kWh/a = 19,75 kWh/m²a
Energiebedarf Lüftung: 39.900 kWh/a = 3,83 kWh/m²a
Energiebedarf Klimatisierung: 192.000 kWh/a = 18,41 kWh/m²a
Energiebedarf Trinkwarmwasser: 37.200 kWh/a = 3,57 kWh/m²a
Energiebedarf Beleuchtung: 62.700 kWh/a = 6,01 kWh/m²a
Energiebedarf Allgemeinstrom: 246.000 kWh/a = 23,58 kWh/m²a
Energiebedarf Strom Server: 271.000 kWh/a = 25,98 kWh/m²a

Der Energiebedarf der Raumlufttechnik (siehe oben) betrifft rein die Menge an Strom, die für die Ventilatoren nötig ist. Die Heiz- bzw. Kühlenenergie für die Lüftungsanlagen ist jeweils in „Energiebedarf Heizung / Kühlung“ enthalten.

Zur Bestimmung der Primärenergie ist der Primärenergiefaktor für die einzelnen Versorger notwendig.
Da prinzipiell das Gebäude dem Energiekonzept entsprechend ausschließlich durch Strom geheizt wird, müsste theoretisch der nach EnEV / 18599 definierte Faktor von 2,6 herangezogen werden. Da jedoch das Konzept so ausgelegt ist, dass der Strom von einem Ökostromanbieter zur Verfügung gestellt wird, muss ein anderer Primärenergiefaktor hierfür gewählt werden. Derzeit existieren jedoch keine Faktoren für Ökostrom. Somit wird ein aus unserer Sicht realistischer Wert von 0,01 angesetzt. Dieser ergibt sich aus den Erzeugern Wind, Solar und Biomasse. Der daraus resultierende Primärenergiebedarf für das gesamte Gebäude beläuft sich dementsprechend auf:

Primärenergiebedarf gesamt: 10.548 kWh/a = 1,0 kWh/m²a



Tageslichtnutzung

Die Raumtiefen in den Obergeschossen entsprechen den Vorgaben der AMEV. Somit sind ausreichende natürliche Belichtung (niedriger Kunstlichtbedarf) und natürliche Belüftung (Minimierung der RLT –Maßnahmen) gewährleistet.
Der außen liegende Sonnenschutz aus metallischen Lamellenraffstores lässt sich im oberen Bereich separat so steuern, dass indirektes Tageslicht möglichst weit in die Tiefe der Räume gelenkt wird.

Der Einsatz von reflektorischen Tageslichtrohren („Light Tubes“) im Deckenbereich des Technikums ermöglicht die gleichmäßige Belichtung der zentralen Halle mit einem Tageslichtquotient von TQ> 4%.
Dies entspricht den Anforderungen an Tageslichtausbeute nach DIN 5034 für Arbeitsräume mit Oberlicht.
Das Grundprinzip des Tageslichtrohres ist ein hochverspiegeltes, senkrechtes Rohr, welches den Außenraum mit dem darunter liegenden Innenraum lichttechnisch verbindet. Das Lichtrohr „sammelt“ Tageslicht im Außenraum, da auch nicht direkt einfallende Himmelsanteile in den Innenraum eingespielt werden. Dabei wird der solare Anteil des Tageslichtes voll genutzt. Gleichzeitig werden unerwünschte Aufheizungs- und Blendeffekte vermieden.
Der Lichtstom wird durch ein spezielles, im Lichtrohr integriertes Fresnelkreuz genau definiert in den Innenraum ausgeblendet. Diese Ausblendung lässt sich durch Einsatz verschiedener Fresnelkreuze gezielt verändern, bzw. gestalten, wodurch die Lichtverteilung im Raum optimal eingestellt werden kann.






Schallschutz

- Anordnung von hinterlüfteten Prallscheiben im Bereich der nach außen, d.h. zum städtischen Umfeld orientierten Fensterbänder, insbesondere zur Hans-Sachs-Straße (Prinzip Kastenfenster) Dadurch erhöhter Schallschutz für die nach außen orientierten Nutzungsbereiche des Gebäudes
- Positionierung des längsten und höchsten Gebäudemoduls im Ensemble entlang der Hans-Sachs-Straße, dadurch Schutz sowohl des Innenhofs und der angrenzenden Gebäudemodule als auch der östlich gelegenen Wohnbebauung


Konstruktion

- Gebäudemodule mit 16,20 Metern Tiefe als Stahlbetonskelettbauten mit massiven Brüstungselementen
- Flachdecken mit 35 cm Dicke
- Außermittige Anordnung von nur einer Stützenreihe, dadurch größtmögliche Flexibilität in der Belegung der Innenräume
- Gesamte Konstruktion basiert auf einem Rastermodul von 1,35, bzw. 2,70 Metern, wodurch maximale Flexibilität im Ausbau sichergestellt ist
Lageplan

Lageplan

Grundriss 2.Untergeschoss

Grundriss 2.Untergeschoss

Grundriss 1.Untergeschoss

Grundriss 1.Untergeschoss

Grundriss Erdgeschoss

Grundriss Erdgeschoss

Grundriss 1.Obergeschoss

Grundriss 1.Obergeschoss

Grundriss 2.Obergeschoss

Grundriss 2.Obergeschoss

Schnitt A-A

Schnitt A-A

Schnitt B-B

Schnitt B-B

Schnitt C-C

Schnitt C-C

Schnitt D-D

Schnitt D-D

Ansicht Nord

Ansicht Nord

Ansicht Ost

Ansicht Ost

Ansicht Süd

Ansicht Süd

Ansicht West

Ansicht West

Fassadendetail

Fassadendetail

Modellfoto 1.Bauabschnitt

Modellfoto 1.Bauabschnitt

Modellfoto 2.Bauabschnitt

Modellfoto 2.Bauabschnitt

Visualisierung Campushof

Visualisierung Campushof

Visualisierung Hörsaalgalerie

Visualisierung Hörsaalgalerie

Visualisierung Haupteingang

Visualisierung Haupteingang