Neubau Lerngebäude für das Universitätsklinikum Köln

Städtebauliche Setzung
Das Lerngebäude bildet den neuen nordöstlichen Eckstein des UKK-Campus. Das Universitätsklinikum erhält dort einen neuen repräsentativen und adressbildenden Auftritt zur Stadt. Das Lerngebäude öffnet sich hier mit einem großzügigen Eingang an dem neu gestalteten Stadtplatz an der Ecke von Gleueler Straße und Joseph-Stelzmann-Straße und gewährt Einblicke in Lehre und Lernen am UKK. Auf der Südseite öffnet sich das Lerngebäude über seine volle Fassadenlänge zum neuen Campusplatz, der sich im Gebäude in den Foyers, der Cafeteria und den offenen Lernbereichen fortsetzt. Das Gebäude folgt den Setzungen des Masterplans.

Erschließung
Die fußläufige Erschließung über den Stadteingang im Nordosten und die Zugänge vom Campusplatz im Süden wird im Erdgeschoss über das durch das Gebäude hindurch fließende Foyer verbunden. Das Foyer leitet Studierende, Lehrende und Besucher zu allen, über großzügige Freitreppen und Atrien sowie drei Kerne, miteinander verbundenen Bereiche des Hauses. Gut sichtbar am Schnittpunkt der Hauptwege durch das Foyer befindet sich die zentrale Information. Die Cafeteria liegt an der Südseite des Foyers und öffnet sich zum Campusplatz. Die Zufahrt zur Tiefgarage für Fahrräder und PKW erfolgt von der Gleueler Straße. Die Anlieferung liegt neben der Tiefgarageneinfahrt. Zur Ver- und Entsorgung des Gebäudes stehen zwei überdachte Ladebuchten für LKW mit Zwischenlager und direktem Zugang zum Lastenaufzug zur Verfügung. Das Lerngebäude gliedert sich oberhalb der Tiefgarage in drei klar unterschiedlich organisierte und ablesbare funktionale Schichten:

Hörsäle und Lernbereich (1. Schicht über 1.UG, EG, 1.OG)
Die drei großen zusammenschaltbaren Hörsäle und der PC-Prüfungspool befinden sich im UG und werden über ein eigenes großes Foyer erreicht, das über eine großzügige Freitreppe bzw. Luftraum sowie über zwei Shuttle-Aufzüge mit dem EG verbunden ist. Dieses Foyer setzt sich in einem in den Campusplatz eingeschnittenen Gartenhof nach Süden in den Außenbereich fort. Das Foyer wird hierdurch und über den Lichthof im Norden tagesbelichtet. Die 3 großen Hörsäle erhalten Tageslichtbezug über die Treppenanlage an der Ostseite. Um das Hörsaalfoyer sind Teile des kleinteiligen „informellen“ Lernbereichs angeordnet. Die beiden kleineren und ebenfalls zusammenlegbaren Hörsäle im EG werden direkt vom Foyer erschlossen. Der Lernbereich entwickelt sich vom EG ausgehend und über breite Freitreppen verbunden weiter bis in das 1. OG. In dieser „Lern-Landschaft“ sind Bereiche und Räume unterschiedlicher Größe und Abgeschlossenheit bzw. Offenheit / Intimität für die verschiedenen Lernsituationen in Gruppen oder für das konzentrierte individuelle Lernen geplant. Zum Campusplatz ist die Ebene des 1. OG zurückversetzt und bildet einen Balkon mit Blickbeziehungen auf den Platz und zum EG. Zwei Atrien öffnen räumliche Bezüge über die volle Gebäudehöhe.

Lehrbereich (2. Schicht über 2.- und 3.OG)
Die Schicht der Seminarräume und Labore der theoretischen und praktischen Lehre im 2. und 3. OG ist – im Gegensatz zur unteren Schicht– in einem strengen Raster organisiert. Alle Räume liegen in diesem Raster an der Fassade und werden von einem straßenartigen Netz breiter Korridore erschlossen, das zwischen den drei Kernen verbindet und das zwischen den Lehrräumen bis an die Fassade reicht und belichtet wird. Zwei Atrien im Gebäudeinneren, teilweise mit gerundetem Grundriss und mit einer diagonalen doppelten Freitreppe in einem Atrium brechen die Strenge des Rasters, belichten das Wegenetz und öffnen Blickbeziehungen durch das ganze Haus. Die diagonale Treppenanlage dient – neben den Aufzügen in zwei der Kerne - als offene vertikale Verbindung zwischen allen Geschossen. Die Schicht des Lehrbereichs ist von einer zweiten, transluzenten Fassadenebene aus perforierten Metall umhüllt, die wie ein Schleier Aus- und Einblicke filtert. Zwischen der inneren und äußeren Fassade liegt ringförmig ein breiter Umgang, der Austritte ermöglicht.

Dekanat (3. Schicht in 4.OG)
Die oberste Schicht im zurückgesetzten Staffelgeschoss beherbergt in der südlichen Hälfte das Dekanat. Die nördliche Hälfte des Geschosses ist von Technikflächen belegt. Durch eine größere Rückstaffelung öffnet sich auf der Südseite eine große zum Campusplatz orientierte Dachterrasse, die auch für Veranstaltungen mit Publikum genutzt werden kann – z. B. Promotionsfeiern oder Empfänge bei Symposien, etc.

Außenanlagen und Freiraum
Mit dem neuen Lerngebäude wird ein wichtiger Baustein im Freiraumsystem des Campus gesetzt. Die vorgeschlagene Gestaltung setzt auf eine grünere Ausprägung des Campus, indem wo immer möglich Flächen entsiegelt und durch artenreiche aber robuste Pflanzsäume ersetzt werden. Dabei entsteht dennoch ein differenziertes aber klares Raumgefüge, in dem Orientierung und Aneignung intuitiv erfolgen. Durch die Freistellung des Gebäudes zum Kreuzungsbereich Gleueler Straße und Joseph-Stelzmann-Straße erfährt der Besuchereingang eine Hinwendung zur Stadt. Vom Baumbestand bleiben gute Solitäre als neue Platzbäume erhalten. Entlang der urbanen Kante an der Joseph-Stelzmann-Straße eröffnet der Gehbereich den neuen Campusplatz, der sich zwischen den Lerngebäuden und dem Haupteingang der Prosektur erstreckt. Vor dem neuen Lerngebäude spendet ein lockerer Baumhain aus Gleditschien lichten Schatten für die Mensa oder Lesende. Die offene Platzmitte bildet die Haupterschließung und stellt den Haupteingang der Prosektur frei. Die lockere Anordnung der Bäume und Bänke vor dem Lerngebäude lenkt die Wege auf zurückhaltende Weise zu den Campuseingängen. Über den Senkgarten erfolgt eine intensive Verzahnung des Lerngebäudes mit dem Platz. Er erstreckt sich hier in der Tiefe des Baumhains und bildet ein gliederndes Motiv aus. Als übergreifender Belag für Plätze und Wege wird ein Werkstein aus Grauwacke, also dem regional verfügbaren Naturstein vorgeschlagen. Der temporäre Ausbau des Platzes ist problemlos möglich. Die Campus-Achse wird als grün gefasste Raumfolge interpretiert, an der unterschiedlich ausgeprägte Baumplätze angeordnet sind. Die Eingangssituation ist mit einem Baumtor grün gefasst. Das vorhandene Motiv der Gartenmauer endet an dieser Torsituation.

Tragwerk
Der Gebäudeentwurf für das Lerngebäude sieht einen insgesamt siebengeschossigen Baukörper inklusive zwei Untergeschossen vor. Die Tragwerkslösung reagiert auf die unterschiedliche Nutzungsverteilung (großflächige Hörsaalbereiche im UG, eine relativ offene Grundrissstruktur in den Ebenen E0 und E1 (Lernebenen) und eine strengere Rasterung in den Labor- und Büronutzungen der darüber liegenden Geschosse) mit einer flexiblen, aber effizienten Struktur, welche neben der Wahrung der gestalterischen und funktionalen Anforderungen vor allem einen maßvollen konstruktiven Aufwand und die sinnvolle und angemessene Materialwahl zum Ziel hat. So wird wo immer materialgerecht möglich, der Baustoff Holz eingesetzt und dort, wo die konstruktiven Möglichkeiten überschritten werden, auf Stahl und Beton zurückgegriffen. Das grundsätzliche Tragwerkskonzept ist das eines aufgelösten Skelettbaus mit Stützweiten, welche die Nutzungen der einzelnen Funktionsbereiche ermöglichen und dennoch ohne größere Abfangkonstruktionen auskommt. Die Aussteifung des Skeletts aus Geschossdecken und Einzelstützen wird durch die Erschließungskerne aus Stahlbeton gewährleistet. In den unterirdischen Etagen wird ein robuster Kellerkasten aus Stahlbeton ausgebildet. Die Dachkonstruktion besteht aus einer reinen Holzkon-struktion mit Leimholzträgern und Brettsperrholzplatten. Die großen Dachöffnungen werden mit verglasten Holzkon-struktionen abgedeckt. Die Dachdecke leitet ihre Vertikallasten über Holzstützen am Deckenrand sowie durch die tragenden Kernwände und zwei Innenstützen nach unten weiter. Die Geschossdecken über dem 2. und 3. OG bestehen aus Stahlbetondecken mit Unterzügen. Zur Reduktion des Materialeinsatzes werden die Decken-konstruktionen im nachträglichen Verbund vorgespannt. Dadurch lassen sich trotz der großzügigen Spannweiten von bis zu ca. 9 m schlanke und effiziente Deckenkonstruktionen erreichen. Die Vertikallasten werden durch relativ eng stehende Holzstützen am Deckenrand sowie durch die Kernwände und zwei Innenstützen weitergeleitet. Die Geschossdecke und ihre Rampen im 1. OG werden aus einer Holzkonstruktion gefertigt. An den innenliegenden Deckenrändern werden die Vertikallasten über Zugstangen aus hochfestem Stahl an die darüber liegende Geschossdecke gehängt. Aufgrund des eingerückten Grundrisses des 1. OG stehen die Fassadenstützen an zwei Gebäudeseiten im Erdgeschoss über die doppelte Geschosshöhe frei. Die Untergeschosse werden als monolithischer Kellerkasten aus Stahlbeton vorgesehen. Im Bereich über den Hörsälen sind Spannweiten von bis zu ca. 24 m erforderlich. Hier werden vorgespannte Stahlbetonbinder verwendet, um die Lasten abzutragen und die Verformungen der Deckenkonstruktionen gering zu halten. Die erdberührten Außenwände werden als wu-Konstruktionen geplant. Laut dem beiliegenden geotechnischen Bericht eines Nachbarbauwerks ist mit Grund-wasserstände bei bis zu ca. +41,50 m üNN zu rechnen. Daher ist eine teilweise Einbindung des 2. UG in das Grundwasser zu erwarten. Die Gründung kann laut dem beiliegenden Gutachten als Flachgründung geplant werden.

Baukonstruktion und Fassade
Die funktionale Gliederung und die Tragstruktur des Gebäudes ist auch in der Fassadengestaltung klar ablesbar. Die großen Hörsäle und informellen Lern- und Kommunikationsbereiche im Erdgeschoss und 1. OG werden von einer schachbrettartigen Fassade umhüllt. Großformatige Keramikbekleidungen werden im freien Rhythmus mit Verglasungen zwischen sich außen abzeichnenden Fassadenstützen angeordnet, sodass zum einen gezielte Ausblicke ermöglicht werden und zum anderen der transparente und wärme exponierte Fassadenanteil reduziert wird. Der Lehrbereich im 2. und 3. OG wird von einer raumhohen Holz-Pfosten-Riegelfassade mit integrierten Lüftungs- und Öffnungsflügeln umhüllt. Umlaufend auskragende Geschossdecken dienen zum einen als 2. Fluchtweg aus den Seminarräumen und zum anderen als effektiver Sonnenschutz bei hochstehender Sonne in den Sommermonaten und ermöglichen der Lichteintrag in Winter. Durch einen außenseitig angeordneten fein perforierten „Vorhang“ aus geschwungenen Metallblech werden die Geschosse zu einem Volumen zusammengefasst. Der hohe Transparenzgrad der Hülle ermöglicht einen ungestörten Ausblick auf den Campus bei gleichzeitigem Sonnenschutz. Bei Bedarf kann innenseitig der Fassade eine Black-out Markise oder ein Blendschutz vorgesehen werden. Das Dekanat im obersten Geschoss wird von einer raumhohen Holz-Pfosten Riegel Fassade begrenzt. Lüftungsflügel ermöglichen eine natürliche Lüftung in der Übergangszeit und großzügige Öffnungselemente erweitern die Räume zur großen Dachterrasse. Die Reinigung der Fassade ab dem 2. OG erfolgt ohne zusätzliche Hebebühnen oder ähnlichem von den auskragenden Geschossdecken aus. Soweit möglich werden in der Fassadenkonstruktion Materialien mit hohem Recyclinganteil verwendet, wie z.B. die Aluminium-Fassadenprofile und Screen oder die Keramikbekleidung im unteren Gebäudebereich. Alle Materialien sind separat rückbaubar und recyclingfähig bzw. wiederverwendbar und können so der Kreislaufwirtschaft wieder zugeführt werden. Die Fassadenkonstruktion ist robust geplant, auf wartungsintensive Komponenten wird weitestgehend verzichtet. Der Sonnenschutz ist feststehend bzw. leicht zugänglich auf der Fassadeninnenseite angeordnet.

Technische Gebäudeausrüstung und Nachhaltigkeit
Ziel des Entwurfsgedanken ist es, für die Nutzer ein optimiertes Raumklima zu schaffen und die Betriebs- und Folgekosten auf ein Minimum zu reduzieren. Dies gelingt durch das gemeinsame Zusammenspiel des gestalterischen Gedankens, der Ausbildung der Fassade in Kombination mit den eingesetzten Materialien und der notwenigen Technischen Gebäudeausrüstung. Die Aktivierung der thermischen Speichermassen ist ein wesentliches Element des Heiz- und Kühlkonzeptes. Hierzu werden große Teile der Decken- und Bodenflächen als aktive Speicherflächen genutzt. Die offenen abgehängten Decken werden mit den notwendigen Einbauteilen, Beleuchtungen, sowie Heiz-Kühlelementen gerastert. Das Gebäude ist mit einem natürlichen Lüftungskonzept konzipiert. In der Fassade werden die notwendigen Einströmöffnungen geschaffen. Die kühle Außenluft strömt durch den gesamten Baukörper. Die Abströmung erfolgt über das geschossübergreifende Atrium und im Fassadenbereich. Die geschlossenen Lernbereiche erhalten in vielen Bereichen ebenfalls Zu- und Abströmöffnungen, so dass eine natürliche Durchströmung erreicht wird. Die Steuerung der natürlichen Lüftung erfolgt witterungsgeführt automatisch über die Gebäudeautomation. Der Feuchtigkeitshaushalt im gesamten Gebäude ist ein weiterer wesentlicher Meilenstein für das Wohlbefinden der Nutzer. Ein Großteil der Wand und Deckenflächen werden mit Lehmbauplatten kombiniert. Die Lehm-Wand- und Deckenelemente werden gleichzeitig mit einer Heiz- und Kühlfunktion ausgerüstet. In Hörsälen und Lernbereichen werden die Lehm-Heiz-Kühl-Elemente zusätzlich mit Fallschachtkühlungen kombiniert, um größere Wärmelasten abführen zu können. Für die Hörsäle und Lernbereiche werden die Raumlufttechnischen Anlagen auf die notwendige Frischluftrate minimiert. Die Versorgung mit Heizung, Kälte, Strom und Sprinkler erfolgt aus den Technikzentralen. Über den Medienkanal, mit Anbindung an den Campus erfolgt die Verteilung der Medien. Die 110 kV Station ist im UG mit Anbindung an die Medienkanäle und Technikflächen angeordnet. Die Lüftungszentrale für die Versorgung des 1. UG bis 1. OG erfolgt aus dem 1. UG. Das 2. OG bis 4. OG werden aus der Dachzentrale versorgt. Die Zuluftverteilung ist vorwiegend im Doppelboden vorgesehen. Die Abluft wird im Deckenbereich geführt. Ein möglichst großer Teil der Dachflächen, werden mit Photovoltaik belegt.

Brandschutz
Der betrachtete Neubau wird jeweils flächendeckend mit einer selbsttätigen Feuerlöschanlage, einer automatischen Brandfrüherkennung und akustischen Alarmierungseinrichtungen ausgestattet. Vor diesem Hintergrund wird er als ein Brandabschnitt definiert und es werden Rettungswege über Außentreppen entlang von Fassaden ohne definierten Feuerwiderstand als vertretbar eingestuft. Das Tragwerk wird feuerbeständig ausgeführt. Alle erforderlichen Rettungswege werden baulich sichergestellt, die Rettungswege für das EG sind unabhängig von den notwendigen Treppenräumen vorgesehen. Die Rettungswegbreiten wurden unter Berücksichtigung der geschossübergreifenden Betrachtung konzipiert, so dass auch eine Räumung des Gesamtgebäudes funktioniert. In den 2.-4.OG werden Rettungswege unter Einbeziehung von im Außenbereich gelegenen Balkonen sichergestellt. Die notwendigen Treppenräume weisen jeweils sichere Ausgänge ins Freie auf. Innerhalb der notwendigen Treppenräume sind Entnahmestellen an trockenen Steigleitungen vorgesehen, ebenso in den Sicherheitsschleusen im Übergang zur Tiefgarage. Die Halle erhält eine natürliche Entrauchung mit Rauchableitungsöffnungen im Dach und Nachströmöffnungen in der Fassade. Die Rauchabfuhr aus den übrigen Versammlungsräumen ist gemäß § 16 SBauVO vorgesehen. Die Rauchabfuhr aus der Garage erfolgt unter Berücksichtigung des Sprinklerschutzes über die normale Raumlufttechnik, analog wird hinsichtlich der Rauchabfuhr aus anderen gesprinklerten Kellerräumen verfahren.

Bauabschnitte
Der 1. BA. ist durch den Erhalt des Bestandgebäudes südlich des Grundstücks definiert. Das 1. und 2. UG sind bis an diese unterirdische Grenze geplant. In beiden Etagen sind Sollbruchstellen vorgesehen die eine Verbindung mit der Erweiterung der Untergeschosse unter der zukünftigen Umgestaltung + Vergrößerung des Campusplatz ermöglichen. Die Planung der Einfahrtrampe ist so konzipiert, dass eine Errichtung der Tiefgarage unter dem Platz sowohl im 1. als im 2.UG möglich ist (andere Nutzungen sind auch möglich).