Neubau für die Studiengänge Bauingenieurwesen und Architektur der Fachhochschule Kiel

Das Konzept für den gemeinsamen Neubau für die Studiengänge Bauwesen und Architektur sieht eine kompakte, klare und identitätsstiftende städtebauliche Figur an der exponierten Lage im Eck- und Übergangsbereich zwischen der heterogen bebauten Campusfläche und den Industrieflächen im Übergang zur Hafenkante vor. Die bauliche Figur vermittelt durch die Transformation von Hafenbautypologien und Industrieelementen zwischen den Strukturen des Industriehafens, sowie den Straßenprofilen, Höhenbezügen und bestehenden Typologien des umgebenden Quartiers. Das Erscheinungsbild ist geprägt durch eine innovative und vielfältig bespielbare Fassadenkonstruktion, die eine nachhaltige, zukunftsweisende und beispielhafte Architektursprache erzeugt. Der Entwurf macht sich bei Dach und Teilen der Fassade die reichen und vielfältigen positiven Eigenschaften einer Begrünung zunutze. Hier handelt es sich zunächst um eine Verbesserung des Mikroklimas (über Verdunstungskühlung), die Reduktion von Feinstaub sowie der O2-Produktion im Zusammenspiel mit der CO2-Bindung. Durch die Aktivierung von Dach- und Fassadenflächen erreichen wir einen ökologischen Ausgleich der Grünflächenverluste. Im gleichen Maße, wie eine Steigerung der Biodiversität gefördert wird, unterstützt eine Begrünung intensiv das menschliche Wohlbefinden und stiftet eine besondere Identifikation mit dem Gebäude. 

Aus Gründen der Nachhaltigkeit und Ressourceneinsparung wird das Flächenprogramm auf einem minimalen Fußabdruck höchst effizient und versiegelungsarm umgesetzt. Dennoch wird durch die Ausbildung einer Vielzahl von kommunikationsfördernden Räumen und Flächen eine hohe räumliche Qualität erzeugt. Im Inneren gruppieren sich die Funktionseinheiten um einen zentralen Erschließungsraum, dessen räumlicher Charakter durch zwei Hof- bzw Lufträume geprägt wird. Im geschlossenen Hof verbindet eine offene Treppe sämtliche Ebenen der Hochschule bis zur Dachterrasse. Die daran angrenzende Begegnungsflächen ermöglichen Synergieeffekte, so dass das zufällige Begegnen zu einer besonderen Erfahrung wird und zum interdisziplinären Austausch einlädt. Als On-Top wird in diesem Zusammenhang die Nutzung der Dachebene vorgeschlagen. Der Hauptzugang erfolgt aus Richtung Süden von der verkehrsarmen Straße Moorblöcken und dient auf Grund seiner großzügigen Überdachung auch als Treff- und Startpunkt für die NutzerInnen. Auf der Hofseite führt ein Zugang zu den Hochschulfreiflächen und zu dem Fußgängerboulevard, der den Hochschulneubau über den Hof direkt und attraktiv mit dem Campus verbindet. 

Es wird eine Bauweise mit einem hohen Vorfertigungsgrad angestrebt. Das modular auf einem durchgehenden Raster aufgebaute Planungs- und Konstruktionskonzept ist flexibel nutzbar und ermöglicht hierdurch die gewünschte Zukunftsfähigkeit, Interdisziplinarität und Anpassungsfähigkeit. Ein Teil der PKW- Stellflächen wird im Neubau durch die Nutzung der natürlichen Geländetopografie nahezu auf bestehendem Niveau nachgewiesen. Ein weiterer Teil wird auf baulich wirtschaftliche Weise in das Freianlagenkonzept integriert. So kann diese letzte vorhandenen Reserveflächen auf dem Campus zukünftig entweder als Hochbaupotentialfläche oder als Erweiterung der Campusfreiflächen genutzt und weiterentwickelt werden.  

Konstruktives Konzept

Das Tragwerk des geplanten Neubaus kann als hybride Konstruktion aus Holz und Stahlbeton in Skelettbauweise charakterisiert werden. Die Gründungsbauteile, die tragenden Bauteile des in das Erdreich einbindenden Sockels sowie die aussteifenden Erschließungskerne sind in Massivbauweise aus Stahlbeton geplant. Die oberirdischen Deckenkonstruktionen (Decke über dem Erdgeschoss bis zur Dachgeschossdecke) sind überwiegend als Holz-Beton-Verbundkonstruktion (HBV-Decke) geplant, welche die Vorteile der unterschiedlichen Materialien Holz und Beton im Bereich Brand-, Schallschutz und Statik kombiniert.  Die HBV-Decke spannt einachsig über bis zu ca. 7,50 m und liegt linienförmig gelagert auf Stahlbetonbalken mit Auflagerkonsolen. Für die Medienführung der technischen Gebäudeausstattung werden Regeldurchbrüche in den Hauptbalken vorgesehen, welche zusätzlich zu den geplanten Leitungsdurchführungen ausreichend Platz für eine spätere Umnutzung bieten. Im Bereich größerer Deckenspannweiten von bis zu 10,0 m werden vorgespannte Stahlbetonrippendecken eingesetzt. Aufgrund der Nutzungsänderungen im Aufriss und der Flexibilitätsanforderungen werden in der Decke über dem Erdgeschoss lokal Abfangeträger in Stahlverbundbauweise vorgesehen. 

Der Außenwand vorgelagert sind ringförmig um die Obergeschosse Fluchtbalkone geplant. Die Tragstruktur der Fluchtbalkone besteht aus einer Stahlbetondeckplatte h = 12 cm, welche die eingetragenen Lasten an Holzbalken abgibt, welche wiederum direkt auf Holzstützen und thermisch entkoppelt an der Außenwandstruktur gelagert sind. Die Horizontallasten werden über die Deckenscheiben in die Wände der grundfesten Kernstrukturen weitergeleitet und an die Gründungsbauteile weitergegeben.  

Die Nähe zur Kieler Förde sowie die vorliegenden topografischen Informationen lassen darauf schließen, dass für den Vertikallastabtrag des Gebäudes eine Tiefgründung auf Pfählen notwendig wird. Um den Materialeinsatz gering zu halten, sehen wir eine Gründung auf einen Pfahlkopfbalkenrost statt auf einer massiven Sohlplatte vor. Im Bereich von Lastkonzentrationen sind Pfahlböcke geplant, welche die hohen Einzellasten auf mehrere Pfähle gleichmäßig verteilt.

Hinweis zum Brandschutz

Durch die Nutzung und die Höhe des Gebäudes besteht die Anforderung einer feuerbeständigen Ausbildung (F90) der tragenden Bauteile. Normativ sind Decken, Balken und Wandkonstruktionen in Massivholz- oder Holzverbundbauweise mit der Anforderung eines Raumabschlusses nicht als feuerbeständige Bauteile zugelassen bzw. geregelt. Zudem besitzen auch Verbindungsmittel / Bauteildurchdringungen und entsprechend notwendige Schottungen keine allgemeinen Zulassungen für den oben genannten Anwendungsfall.  Mit den bestehenden Projekterfahrungen hinsichtlich dieser Bauart können wir die daraus resultierende, frühe fachplanerübergreifende Detailplanung sowie Kommunikation mit den zuständigen Behörden (z. B. Festlegung von Kompensationsmaßnahmen, erwirken einer vorhabenbezogenen Bauartgenehmigung) gezielt avisieren.  

Gebäudetechnisches Konzept

Energie und Komfort - Anlagentechnische Gebäudeeigenschaften

• Passive Kühlung (adiabate Verdunstungsrückkühlung, geothermische Kühlung) i.V.m. Niedertemperatursystemen (z.B. akustisch wirksame Heiz- Kühlsegel) zur effizienten Nutzung der Umweltwärme (Maximierung der Jahresarbeitszahl) und Senkung des Kühlenergiebedarfs zur Einhaltung der Passivhausanforderung (Gesamtprimärenergiebedarf < 120 kWh/m²a). Über den Jahresverlauf ist die Erzeugung von Wärme und Kälte aus Geothermie etwa gleich.
• Fernwärme zur Deckung von Mittel- und Spitzenlasten (Einsatz für RLT-Heizregister mit höheren Vorlauftemperaturen) 
• RLT mit hocheffizienten Ventilatoren (Berücksichtigung kurzer und ausreichend groß dimensionierter Lüftungskanäle zur Senkung des Druckverlusts) und Wärmerückgewinnung zur Reduktion des Heizwärmebedarfs auf < 15 kWh/m²a (Passivhausanforderung) sowie einer raumweisen Volumenstromregelung. Die RLT Zentralen der beiden Hörsaalgruppen sind im 1. Untergeschoss angeordnet. Die Ansaugung erfolgt über die Fassade, die Abführung der Fortluft über Dach. Die RLT-Anlagen (mit adiabater Kühlung) für die beiden Obergeschosse sind auf dem Dach im Bereich der Kerne der positioniert.  
• Nachtlüftung über RLT mit Sommer-Bypass zur Ausnutzung der thermischen Masse und Senkung der Nutzkälte auf möglichst < 15 kWh/m²a (Passivhausanforderung). Die Hörsäle und die Seminarräume erhalten eine mechanische Belüftung mit CO2 Steuerung, die sich somit der Belegungszahl automatisch anpasst. Zusätzlich sind Heiz- / Kühldecken, die akustische wirksam sind, in diesen Räumen vorgesehen. 
• Passive Kühlung und Nachtlüftung zur Optimierung des thermischen Komforts im Sommer (s. Anforderung BNB Golf) und mehr Gestaltungsfreiheit bei der Planung von Sonnenschutzmaßnahmen bzw. Vermeidung starker Sonnenschutzverglasung (solare Wärmegewinne im Winter und optimale Tageslichtausbeute). Eine Kühlung der Büroflächen ist nicht erforderlich, da ausreichend viele opake Flächen und ein außenliegender Sonnenschutz vorhanden sind. 
• Tageslichtabhängige Konstantlichtregelung mit hocheffizienten LED-Leuchten und Begrenzung des indirekten Kunstlichtanteils auf ein Minimum 
• Großflächige PV-Module auf dem Dach und optional an den Fassaden zur Deckung des Strombedarfs (Wärmepumpe, Pumpen, Ventilatoren, Beleuchtung, Labortechnik, Arbeitshilfen und sonstiger Nutzerstrom) mit ertragsoptimierter Ausrichtung (Süd) und Neigung (30°) zur Eigenstromerzeugung für die Anlagentechnik (ca. 2.000 m2). Eine deutliche Unterschreitung des GEG ist durch diese Maßnahmen umsetzbar. Das Dach und Teile der Fassade sind begrünt. 
• Einsatz von nutzungsspezifischen Arbeitshilfen und Labortechnik mit hoher Energieeffizienzklasse (Passivhausstandard berücksichtigt anders als GEG und BNB den Nutzerstrom) 
• Das Gebäude wird mit wassersparenden Sanitärobjekten und wasserlosen Urinalen ausgestattet. Das Regenwasser der Dachflächen wird in Zisternen zwischengespeichert und dient der Bewässerung der Grünflächen, des Gründaches und der Fassaden.
• Die Elektroversorgung des Gebäudes erfolgt aus dem Untergeschoss über Steigeschächte zu den Unterverteilungen. In den Laborbereichen erfolgt die Anordnung der Steckdosen in den Labormöbeln. Dies gewährleistet eine maximale Flexibilität. Für die Datenverkabelung sind Verteilerräume in jeder Etage vorgesehen. Die Beleuchtung der Flächen erfolgt über Deckenleuchten mit integriertem Bewegungsmelder. Somit wird eine hohe Flexibilität gewährleistet. 
• Eine innovative Gebäudeautomation misst, steuert und regelt die gesamte Heizung, Kälte- und Lüftungstechnik. Durch ein umfangreiches Zählkonzept der Medien ist sichergestellt, dass der Gebäudebetrieb nachhaltig und wirtschaftlich erfolgen wird. 

Energie und Komfort - Bauliche Gebäudeeigenschaften

• Vorhangfassade bestehend aus thermisch optimierten Eigenschaften (Ug = 0,5 W/m²K, Uf < 1,0 W/m²K, ψ = 0,03 W/lfdm.K) und passivhausgerechtem Verhältnis von transparenten und opaken Flächen (max. 50 % zwecks Minimierung Heizwärme-/Kühlenergiebedarf). Die genaue Festlegung orientiert sich zudem am „Spagat“ zwischen dem thermischen Komfortanforderungen im Sommer und einer ausreichenden Tageslichtverfügbarkeit. 
• Opake Paneele der Vorhangfassade mit 24 cm starker Dämmung (z.B. Zellulose > Erhöhung der therm. Masse aufgrund günstigerer Phasenverschiebung ggü. konventionellen Dämmmaterialien) 
• Dachdämmung i.M. 30 cm WLF 035, druckbelastete Dachflächen (intensive Begrünung oder hohe Verkehrslasten) ggf. mit Schaumglas (rezyklierter Dämmstoff) 
• Decke zur Tiefgarage mit mind. 20 cm dicken Holzwolle-Mehrschichtplatten 
• Schallschutzanforderungen über HBV-Decke eingehalten. Nutzungsbedingt ggf. zusätzliche Beschwerung mit loser Splittschüttung erforderlich (akustische Komfortanforderungen gem. BNB Gold)  
• Verortung, Größe und Abstände der Fassaden-PV-Module sind derart geplant, dass die solaren Wärmegewinne und der Tageslichteintrag bei tiefstehender Sonne im Winter erhöht werden und bei hochstehender Sonne im Sommer ein effektiver Sonnenschutz gewährleistet ist 

Freiraumkonzept

Der Baukörper orientiert sich zur Grenzstraße mit einem Vorplatz auf ganzer Länge mit Bänken und Fahrradbügeln im Schatten einiger Bäume. Eine großzügige, sich aus dem parallel zur Straße ansteigenden Vorbereich heraus entwickelnden Treppe akzentuiert den Haupteingang und stellt mit ihrer Ausrichtung gen Süden für die Student:innen ein attraktives informelles Sitzangebot dar. 

Auf der Rückseite des Baukörpers entsteht ein attraktiver Aufenthaltsbereich. Angrenzend an die durch Hecken und Zäune definierten Laboraußenflächen und im Norden durch einen lang gestreckten Radunterstand von den PKW getrennt entsteht ein Raum mit runden in der Fläche liegenden Pflanzbeeten mit artenreichen Staudenpflanzungen und Bäumen. Die PKW-Stellplätze entwässern die mit Rasenpflastern hergestellten Stellflächen in zentral angeordneten Mulden an der Stirnseite der parkenden Autos. Großkronige Bäume in den Mulden bewirken eine optische Einbindung der Funktionsfläche in den Campus. Entlang des PKW- Stellplatzes und parallel zu dem Bestandsgebäude entsteht eine attraktive Verbindung für Fußgänger zu den nördlich gelegenen Instituten. Die auch von den PKW nutzbare Fläche wird durch die Verwendung eines hochwertigen Pflasters und Markierungen in der Fläche gestalterisch dem Platz im Süden zugeschlagen.