Neubau Tieftemperaturzentrum - Walther-Meißner-Bau Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Der Neubau des Tieftemperaturzentrums präsentiert sich als kompakter viergeschossiger Kubus mit kommu-nikativer geschoßweiser Funktionsabbildung, der aufgrund seiner moderaten Höhe zwischen den angrenzen-den Bestandsgebäuden vermittelt und sich mit seiner differenzierten Klinkerfassade in das Umfeld auf dem Campus des PTB einfügt.

Städtebau

Aufgrund der geringen Gebäudehöhen des Gästehauses und Hermann-von-Helmholtz-Baus fiel die Wahl auf die niedrigere und etwas längere Kubaturvorgabe, die hier auch als Mittler zum höheren Wilhelm-Förster-Bau interpretiert wird. Zur Fraunhoferstraße ist das 3. Obergeschoss geschlossen ausgeführt, dadurch erscheint der Walter-Meißner-Bau mit Rücksicht auf die Nachbarbebauung niedriger als er ist.
Der Eingang erfolgt von der neuen internen Wegeachse zum geplanten Torhaus I. Die Anlieferung der Gasfla-schen- und Stickstofflager erfolgt ebenfalls von hier, während die geschossweisen Einbringöffnungen von der Seite zum Hermann-von-Helmholtz-Bau angedient werden. Die Zaunanlage wird in neuer Art wieder aufge-baut. Alle weiteren Außenanlagen der Masterplanung werden übernommen.

Nutzung

Grundsätzlich ist jede der vier Arbeitsgruppen auf einem eigenen Geschoß untergebracht, so dass alle Büros Ebenen gleich jeweils mit den zugehörigen Laboren verbunden sind. In den als klassischer Dreibund organi-sierten Geschoßen münden alle Wege in einer Kommunikationszone. Hier befindet sich eine offene Kaffeebar in Form eines Möbels, das ebenfalls die Kopierer aufnimmt, sowie eine informelle Besprechungsmöglichkeit. Von hier fällt der Ausblick in Richtung des parkartigen Teils des Campus. Über die Geschosse hinweg unter-stützt eine großzügige offene Treppe mit Luftraum die Kommunikation zwischen den einzelnen Arbeitsgrup-pen. Auch der Aufzug ist hier zentral positioniert. Im Erdgeschoß mündet der Eingang in der Kommunikati-onszone. Der weitere Weg führt im ersten Obergeschoss direkt zum Seminarbereich. Hier weitet sich die Kommunikationszone vor dem Seminarraum.
Im zweiten Obergeschoss sind die Reinräume untergebracht. Sie liegen ein Geschoß tiefer und damit baudy-namisch günstiger als im Testentwurf. Das Ganglayout ermöglicht hier die Zugänglichkeit zu den Einbringöff-nungen der Reinräume in der geforderten Breite. Die Arbeitsgruppe 1.1 mit den Kryostaten reicht aufgrund der Anforderungen vom Erdgeschoss in Teilen bis ins Untergeschoss. Der Zugang zu den Kryostaten aus dem ersten Obergeschoß ist ebenfalls gegeben. Die schwingungsempfindlichen Räume sind damit, mit Ausnahme des Reinraumbereichs, in den unteren Geschoßen untergebracht, die geforderten Abstände einzelner Räume zum Lastenaufzug werden eingehalten. Die Lager für wissenschaftliche Geräte sind zum Großteil auf den Geschossen verteilt angeordnet und können im Falle einer Umnutzung als Laborfläche natürlich belichtet und den Arbeitsgruppen zugeordnet werden.

Konstruktion

Das Gebäude wird als schwingungsarmer Massivbau ausgeführt. Die Deckenstärken sind lokal und die Bo-denplatte generell den Anforderungen an Schwingungsarmut angepasst. Teilweise sind Querwände tragend ausgeführt um den stellenweise erhöhten Anforderungen an darüber liegenden Räumen zu genügen (z.B. e-beam-System). Die Fassade und einige Längswände sind ebenfalls tragend ausgeführt und tragen damit zur hohen Steifigkeit in horizontaler Richtung bei. Die Böden erhalten Estrich auf Trennlage (nicht schwimmend gelagert) um Schwingungen zu minimieren und mehr Baumasse für die Nachtauskühlung nutzbar zu machen.

Fassade

Die Fassadenstruktur nimmt mit Ihren Deckenbändern Bezug auf die Horizontalität der Gesimse der histori-schen Nachbargebäude auf dem Campus. Die im wilden Läuferverband flächig gemauerten Deckenbänder stehen geringfügig vor und bilden die unterschiedlichen Geschosshöhen ab. Dazwischen sind auf einem Grundraster Öffnungen und Wandscheiben jeweils in zwei verschiedenen Ausprägungen so angeordnet, dass sich die Funktionen wiederspiegeln und ein Gesamtbild entsteht, das mit Assoziationen an Messreihen oder -skalen über den Inhalt als Laborgebäude informiert. Dabei können die Büro- und Kommunikationsbereiche am mittlerem Öffnungsanteil, die Laborbereiche am geringen Öffnungsanteil, die Lüftungszentrale ohne Öff-nungsanteil und einige besondere Bereiche an großflächigen Öffnungen abgelesen werden.
Das Grundmotiv der Wandscheiben besteht aus einem plastisch ausformulierten Mauerwerksverband mit regelmäßig vorspringenden Halbformaten. Diese werden durch Wandelemente mit regelmäßig zurücksprin-genden Halbformaten ergänzt. Einer der beiden Fensteröffnungstypen ist bündig mit der Ziegelebene ange-ordnet. Dieser wird ausschließlich im Bereich der Büros (nach Norden, mit wartungsarmem innen liegendem Sonnenschutz und Tageslichtlenkung) sowie zur Belichtung von Erschließungsflächen und Kommunikations-zonen eingesetzt. Als zweites Fensterelement kommen mit Streckmetallelementen als außenliegendem Sonnenschutz versehen Öffnungsflügel dazu. Diese werden in den Büros zur Nachtauskühlung und in den Laboren zur Entrauchung verwendet.
Durch besondere großformatige Öffnungen werden die besonderen Funktionen Eingangsbereich, Seminar-raum und Kommunikationsbereich vor dem Seminarraum abgebildet. Diese weisen als einzige Fassadenele-mente eine deutliche Laibungstiefe auf. Der Sonnenschutz besteht hier aus beweglichen außenliegenden Horizontallraffstores.

Haustechnik

Unmittelbar über dem Reinraumbereich ist deren Lüftungszentrale untergebracht. Die allgemeine Lüftungs-zentrale für alle anderen Bereiche befindet sich im Untergeschoss. Deren Raumbedarf wurde geringer einge-schätzt als im Testentwurf. Falls sich im Laufe der weiteren Planung dennoch ein höherer Raumbedarf erge-ben sollte, kann die Fläche im Untergeschoss optional bis zur südwestlichen Grundstücksgrenze erweitert werden. Im Untergeschoß ist das Gebäude an den unterirdischen Medientunnel angebunden. Alle weiteren Räume der Haustechnik finden sich in unmittelbarer Nähe auf der Tunnelseite. Die drei Funktionspangen der Obergeschosse werden jeweils durch einen eigenen Installationsschacht versorgt, deren Größe dem Bedarf der anliegenden Räume entspricht. Die Installationsführung erfolgt in den Laboren und Lagern mit Ausnahme der Reinräume offen.

Nachhaltigkeit

Die kompakte Gebäudeform ohne Vor- und Rücksprünge und die effiziente Grundrissorganisation bieten wesentliche Grundparameter für eine gute Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. Die weit-gehend flexibel aufteilbaren Spangen und die offene Installationsführung sorgen für geringe Umbaukosten bei Nutzungsänderungen. Der Ziegel als Fassadenmaterial verringert Instandhaltungskosten. Alle mechani-schen Lüftungsanlagen sind mit einem hohen Grad der Wärmerückgewinnung vorgesehen. Der Energiebedarf wird mittels minimaler Außenluftraten und hoher Umluftanteile reduziert. Die zentrale Fernwärme- und Fernkälteversorgung trägt zu einer guten Primärenergiebilanz bei. Die Verwendung von Fernwärme aus KWK reduziert den Primärenergiefaktor und beeinflusst den Anspruch zur Unterschreitung der EnEV-Anforderungen an den Energiebedarf positiv.
Die Büros werden mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung versorgt, um Energiekosten im Heizfall durch unkontrollierte Fensterlüftung zu minimieren. Diese Anlage dient auch zur Aktivierung der Gebäude-peichermassen durch Nachtlüftung mit Außenluft im Sommer. Damit kann in Verbindung mit den geringen äußeren Solarlasten durch Sonnenschutz sowie durch Minimierung innerer Lasten durch den Einsatz strom-sparender Beleuchtungs- und Gerätetechnik, der Einsatz aktiver Kühlung in den Büros vermieden werden. Der aktive Sonnenschutz bringt eine hohe Tageslichtausbeute und minimiert die Lasten durch Beleuchtung.