Innovations- und Experimentalgebäude „Brainergy Hub“ in Jülich

Entwurfs- / Architekturkonzept

Für den Brainergy Hub in Jülich wird ein dynamisches Raumkontinuum mit größtmöglicher Flexibilität und Individualität gestaltet. Mit der Konzeption einer offenen „grünen“ Kommunikations- und Arbeitslandschaft, die sich mit großzügigen Terrassen zum Landschaftsraum öffnet, wird das Ensemble mit seinem markanten Erscheinungsbild zur identitätsstiftenden Landmarke im Brainergy Park.
Die offene Gestaltung und Baukörperanordnung stärken das Wechselspiel von Gebäude und Freiraum und die Durchgängigkeit des Landschaftsraumes. Außen- und Innenräume gehen fließend ineinander über und bilden gemeinsam das Herzstück und den zentralen Anlaufpunkt in der Brainergy Village.

Dabei nehmen die freien Baukörper, die sich fingerartig nach Norden und Süden erstrecken, die zentrale, Ost-West verlaufende Achse aus dem Masterplan räumlich auf und führen sie in und durch das neue Gründer- und Innovationszentrum. Die Wege- und Platzflächen, die sich östlich und westlich vor dem Gebäude entwickeln, werden zur repräsentativen Auftakt für alle Nutzer des Gebäudes. Die transparenten Eingänge eröffnen spannende Ein- und Durchblicke und laden zum Betreten ein.

Die bestehende Streuobstwiese im Süden wird in die das Gebäude umspülende Landschaft miteinbezogen und in ihrer Besonderheit bewahrt, erfahrbar und begehbar gemacht. Die offene Wasserfläche im Norden wird bis an das Gebäude geführt und bietet attraktive Aufenthaltsangebote auf den angrenzenden Terrassen. Da die Ufer direkt bis an das Gebäude und sogar bis unter die Terrassen reichen, sorgt der Teich mit seiner adiabaten Kühlwirkung im Sommer für angenehme Temperaturen. Die nördliche Uferzone ist flach gehalten und geht fließend je nach Retensionsvolumen in die freie Wiese mit Versickerungsmulden über.

Fahrradstellplätze finden sich in geforderter Zahl östlich und westlich des Ensembles in direkter Nähe zu den Eingängen. Die Fahrradwege wie auch die Fußgängerwege bilden einen Rahmen und vernetzen den Hub als Zentrum der Brainergy Village mit dem gesamten Park.

Alle weiteren Ausstattungs- und Sitzelemente folgen einem einheitlichen Gestaltungsprinzip und der Formensprache des Gebäudes, wodurch sich Innen- und Außenraum miteinander verbinden.

Bei der Auswahl der Pflanzen und Materialien wird insbesondere auf eine hohe ökologische Qualität geachtet. So sind die gewählten Pflanzenarten ausnahmslos klimaresilient und orientieren sich an der bestehenden heimischen Flora. Besonderen Wert wird auf die Erweiterung der historischen Obstwiese gelegt und deren Bestände zum Gebäude hin durch Zierobstgehölze ergänzt. Das Ufer des Sees wird als Flachwasserzone, naturnah ausgebildet und mit standortgerechten Pflanzen als Grundlage für ein zukunftsfähiges Ökosystem bepflanzt. Auf der offenen Wasserfläche befindet sich eine kleine naturnahe Insel, die ungestörten Lebensraum bietet und als Blickpunkt für Besucher und Nutzer des Gebäudes dient.

Erschließung

Die Führung der motorisierten Verkehre folgt den Überlegungen des Masterplans und führt den Verkehr um den Brainergy Hub herum und separiert vom Fußgänger-Verkehr. Lediglich die Anlieferung der Gastronomie erfolgt abgeschirmt im Westen des Gebäudes.
Das Grundstück ist über die angrenzenden Straßenräume für Einsatzfahrzeuge der Feuerwehr anfahrbar. Die Ausgänge aus dem Gebäude im Zuge der Rettungswege dienen gleichzeitig der Feuerwehr als Angriffswege im Rahmen der Lösch- und Rettungsarbeiten.

Vom zentralen Eingangsbereich werden alle weiteren Bereiche auf kürzestem Weg wie auch die Obergeschosse über die zentrale offene Treppe und die vier Vertikalerschließungspunkte erschlossen.

Über die vier zentralen Erschließungskerne mit jeweils einem Personenaufzug als schnelle, behindertengerechte Verbindung und zum Lastentransport werden die Ebenen 1 und 2 erreicht. Dieses klare und ordnende Erschließungskonzept ermöglicht auch eine gute Orientierung. Der Antritt und die Funktionsverteilung sind auf allen Geschossen gleich.

Die Obergeschosse werden in Nutzungseinheiten mit ca. 400 m² unterteilt. Direkte Sichtverbindungen innerhalb der Nutzungseinheiten zu den Ausgängen sind planerisch berücksichtigt. Die Erschließung erfolgt über die vier notwendigen Treppenhäuser. Aus jeder Nutzungseinheit ist jeweils ein notwendiger Treppenlauf direkt oder über notwendige Flure erreichbar. Der zweite Rettungsweg führt jeweils über die Terrassen und Fluchtbalkone zu dem nächsten Treppenraum. Dies ermöglicht eine kleinteilige Aufteilung der Flächen –und somit Flexibilität- ohne zusätzliche Treppenkerne zu erfordern. Rettungsweglängen von 35 m und Rettungswegbreiten von 1,20 m werden durchgängig eingehalten.

Funktionalität

Das Erdgeschoss mit seinen kommunikativen, übergeordneten Funktionsbereichen wie der Gastronomie, der Konferenz und dem studentischen Arbeiten öffnet sich zu den unterschiedlichen Richtungen und wird zur einladenden und imageprägenden Antrittsplattform für alle Nutzer des Gebäudes.

Die Gastronomie und der Konferenzbereich orientieren sich zum Freibereich und dem Wasser und bilden mit ihrer hohen Flexibilität bezüglich unterschiedlicher Bespielungsformen den attraktiven Hintergrund für erholsame Pausen zum einen und Veranstaltungen mit verschiedenen Formaten zum anderen.

Das Zusammenschalten und die gemeinsame Nutzung der beiden Bereiche werden über das Foyer und die Terrassenflächen möglich. Eigenständige Eingänge zur Gastronomie und zur Konferenz ermöglichen zudem die autarke Erschließung der Bereiche unabhängig von den Öffnungszeiten des Gebäudes und erhöhen die Flexibilität. Mit dem gleichen hohen Nutzungskomfort sind die studentischen Arbeitsplätze Richtung Süden zum Freiraum entwickelt. Die frei bespielbaren Flächen ermöglichen konzentriertes Arbeiten gleichermaßen wie das Arbeiten in Gruppen und tragen zur offenen und kreativen Atmosphäre des Brainergy Hubs bei.

Die 12,00-14,50m tiefen Grundrissebenen lassen unterschiedliche Möblierungs- und Gestaltungsvarianten zu und bieten somit ein hohes Maß an Flexibilität und Nutzungsvielfalt. Das offene Raumkontinuum der Büroebenen fördert dabei den Austausch der Arbeitswelten und lässt kleine Einheiten wie auch zusammenhängende Flächen bis 3.000m² pro Etage zu.

Die Flächentypen höherer Konzentration sind dabei in den vier Flanken angeordnet und somit frei von Durchgangsverkehr oder sonstigen Störungen. Die kommunikativeren Netzwerkflächen orientieren sich zur Mitte des H-förmigen Grundrisses und bilden so die Nahtstelle, den zentralen Treffpunkt. Offene Treppen in diesen zentralen Bereichen ermöglichen den direkten und fließenden Übergang der Einheiten auch über die Geschosse hinweg.

Die den Büroflächen vorgelagerten Terrassen und Außenraumbezüge bieten den Nutzern eine außergewöhnliche, hochattraktive Arbeits- und Aufenthaltsqualität. Es entsteht ein vielfältiger Dialog zwischen den Innovations- und Experimentalwelten und dem landschaftlichen Außenraum.

Materialien / Konstruktion

Der gestaffelte Baukörper erhält durch die hervortretenden Deckenverkleidungen eine horizontale Gliederung. Geschlossene und vollverglaste Elemente im Wechsel rhythmisieren die Fassade und ermöglichen eine voll flexible Raumaufteilung bei moderatem Verglasungsanteil. Öffnungsflügel ermöglichen die individuelle, natürliche Belüftung. Die festverglasten 3-Scheiben-Wärmeschutzgläser werden durch einen außenliegenden Alu-Raffstore mit Lichtlenkfunktion beschattet.

Vor den geschlossenen Bereichen werden begrünte Fassadenpaneele angeordnet. Je nach Ausrichtung werden unterschiedliche Pflanzen vorgeschlagen, im Norden schattenverträgliche Stauden und Gehölze in Mischpflanzung und im Süden Pflanzen für sonnige und halbschattige Standorte. Diese begrünte Ebene verleiht dem Neubau ein Alleinstellungsmerkmal. Diese Vegetationsschicht verbessert das Mikroklima und wirkt sich wie auch die offene Wasserfläche mit ihrer adiabaten Kühlwirkung positiv auf die Atmosphäre und Nutzung aus und wird zu einem starken Imageträger des Brainergy Hubs. Die Dachflächen werden extensiv begrünt, die Loggien und Dachterrassen erhalten attraktive Stauden- und Gräserpflanzungen.

Die tragende Struktur des Neubaus wird als Holz-Hybrid-Konstruktion vorgeschlagen. Im Bereich der vier schmalen Gebäuderiegel wird ein Tragwerk vorgeschlagen, dass sich bei kleineren Sporthallen längst etabliert hat: Dreigelenkrahmen überspannen die gesamte Gebäudebreite innen stützenfrei. Dies wird möglich durch die zwei aneinandergestellten Rahmen. So kann das globale Biegemoment der Geschossdecken in die Ecken transportiert werden. Gleichzeitig sind die Stützen am Fußpunkt durch die Deckenscheiben statisch miteinander verbunden und wirken mit dem Hebelarm der Geschosshöhe entlastend.

Das klare statische System ermöglicht allerdings nicht nur eine Innenstützenfreiheit, durch die Anpassung der Trägerhöhe an die statischen Beanspruchungen entsteht im mittleren Bereich der Grundrisse eine geringe Trägerhöhe. Hier wird Platz für die TGA frei, insbesondere für die Ringleitungen. Die Stichleitungen, welche die Heiz-Kühlelemente versorgen, können ohne Durchdringung statischer Bauteile immer parallel zu den Rahmen verlegt werden.

Die Rahmen sind aus Brettschichtholz (Nadelholz) der Güte GL28c konzipiert. Die Abmessungen betragen 28cm Breite (sie kommen also ohne Blockverleimung aus) und die Höhe beträgt 40cm bis 1,20m in den Rahmenecken. Das Tragwerk ist vollständig sichtbar und prägt den Raum.

Für die eigentliche Deckenkonstruktion wird eine Verbunddecke bestehend aus ca. 14cm CLT (Mehrschichtplatte) und 12cm Aufbeton vorgeschlagen. Es wird bewusst eine Hybrid-Konstruktion einer Vollholz-Geschossdecke vorgezogen, da durch die hybride Bauweise die bauphysikalischen Anforderungen (vor allem Akustik) ohne weitere Schüttungen und Ballastierung erfüllt werden. In der Praxis hat sich als wirtschaftlich herausgestellt, die dünne Betonschicht vor Ort herzustellen. Der Verbund mit den CLT Decken wird über Kerven hergestellt. Durch die Herstellung der Betonschicht vor Ort wird die Decke unmittelbar statisch als Scheibe wirksam und kann die horizontalen Kräfte infolge Wind, sowie die Kräfte aus den Rahmensystemen problemlos zu den aussteifenden Kernen weiterleiten bzw. kurzschliessen.

Die Kerne sind als Stahlbetonkerne konzipiert und steifen das Gebäude gemeinsam mit den Rahmensystemen aus.

Für sämtliche Stahlbetonbauteile kann RC-Beton, also Beton mit Zuschlagstoffen aus Betongranulat, sowie CO2 reduzierter Zement zur Anwendung kommen. Voraussetzung für die Verwendung von RC Beton ist die lokale Verfügbarkeit. Das etwas höhere Schwindmass von RC-Beton ist mittlerweile auch bei Holz-Hybrid-Decken beherrschbar.
Im zentralen Bereich des Gebäudes besteht das Tragwerk aus einem orthogonalen Rippensystem – wiederum in Holz bzw. Holz-Hybridbauweise. Es kommen hier aber keine Rahmensysteme zu Anwendung, sondern eine gängige Holz-Skelettstruktur mit Stützen und Balken. Die Decken selbst, sind wiederum als hybride Elemente ausgebildet und damit im ganzen Gebäude gleich.

In den oberen Geschossen werden die vier Riegel schmaler. Statisch ist das eine Besonderheit, die durch die gewählte Tragstruktur günstig und ohne weitere Massnahmen umgesetzt wird: Die Stützen der oberen Geschosse sind gerade so weit gegenüber den Stützen im unteren Geschoss eingerückt, dass sich eine direkte Druckstrebe innerhalb der breiten Rahmenstiele ausbilden kann. Der Versatz der Geschosse wird also nicht über Biegung, sondern über ein ,,Sprengwerk’’, das sich innerhalb Rahmenstiele einstellen kann abgetragen. Für Gleichlasten ist das symmetrische Tragwerk im Gleichgewicht, bei unterschiedlichen Nutzlastverteilungen hilft die Deckenscheibe, sowie die benachbarten Rahmen bzw. die Kerne.

Das Gebäude wird über Einzelfundamente, eine dünne Bodenplatte und ca. 50cm dicke Bodenplatten unter den Kernen fundiert.

Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit

Die Holzbauweise bietet neben ökologischen Aspekten auch wirtschaftliche Vorteile. Die Holzbaukonstruktion verringert z.B. die gesamte Gebäudelast um ca. 30 % im Vergleich zu einem konventionellen Gebäude in Stahlbetonbauweise. Die Bauzeit kann aufgrund der hohen Vorfertigung im Werk, auf ein Minimum reduziert werden. Dies sichert neben einer schnelleren Fertigstellung eine geringere Baustelleneinrichtung und weitere Folgekosten.

Die tragende Struktur ist durch die Verwendung von Kerven als Verbundsicherung weitestgehend sortenrein trennbar und gut rückbaubar. Insbesondere durch das klare statische System, den direkten Lastabtrag und die vollständige Innenstützenfreiheit soll eine hohe Flexibilität für das Gebäude sicherstellen. Andere Grundrisslayouts, sowie die Veränderung der technischen Installation sind flexibel möglich.

Das Gebäude ist aus Sicht der Nutzer konzeptioniert. Die öffentlichen Erschließungsbereiche werden als Erfahrungsräume so gestaltet, dass sie über Formate zur informellen Kommunikation und Präsentation Interaktionen ermöglicht werden. Die Offenheit und Inklusion durch barrierefreie Gestaltung aller öffentlichen Flächen unterstützt dieses Anliegen. Ein besonderes Augenmerk wird auf den visuellen und akustischen Komfort der Flächen gelegt durch Verwendung von dämpfender und natürlicher Wand- und Bodenbelege wie beispielsweise lichtstreuende und dämpfende rezyklierte Textilien.

Die Zonierung und Gestaltung der Grundrisse ermöglicht aktivitätsbezogene, flexible Arbeitsplatzkonzepte zur Förderung des Wohlempfindens. Nach Möglichkeit lassen sich die Lichtbedingungen der Räume individuell steuern und so an die Bedürfnisse der MitarbeiterInnen anpassen. Die Möblierung ermöglicht Arbeiten im Stehen, Sitzen und verschieden großen Gruppen.

Es werden natürliche, emissionsarme uns schallweiche Materialien bei allen technischen Anlagen und der Inneraumverkleidung verwendet. Die Luftqualität wird an den Außenfassaden kontinuierlich überwacht, um sicherzustellen, dass die natürliche Lüftung die Gesundheit und das Wohlempfinden der Nutzer fördert.