Einladungswettbewerb | 03/2015
Ersatzneubau Labor- und Bürogebäude auf dem Gelände der IFA
©Arge DELTA- SWAP Architekten
Schaubild
1. Rang
Architektur
Architektur
Erläuterungstext
Funktionales Konzept
Der Grundriss ist linear von Norden nach Süden zoniert in Labor / Nebenräume / Büros. Dies bedingt gut belichtete Büros nach Süden und Westen und blendfreies Nordlicht in den Labors. Die zwischen den Zonen liegenden Gänge teilen die Erschließung in einen reineren Bereich vor den Labors und einen unreineren Bereich vor den Büros ohne die Effizienz im Grundriss zu verlieren.
Im Erdgeschoss ist der etwas kleinere Bereich des Analytikzentrum mit zugeordneten Büros untergebracht, im Obergeschoss das Institut Umweltbiotechnologie. Die entstehende Flächendifferenz im Erdgeschoss bildet der Aufenthaltsbereich mit Teeküche als Herzstück und Treffpunkt des Gebäudes. Hier befindet sich auch die Vertikalerschließung, eine erforderliche Fluchttreppe ist an der Nordostecke außenliegend projektiert.
Entwurfsidee
Die Positionierung des neuen Baukörpers bildet am vorläufigen Ende der Magistrale, die durch die Gesamtanlage führt, mit den umliegenden Gebäuden einen kleinen, belebten Vorplatz. Der Zugang zum Ersatzneubau erfolgt von diesem Platz gedeckt über einen Einschnitt im Südwesten des Projektes. Das bestehende Flugdach wird entlang der Orangerie verlängert und führt so bis zum projektierten Neubau.
Der Baukörper selbst bildet ein klares Volumen, das mit seiner Materialisierung in Holz den wohnlichen Charakter der teilweise studentischen Arbeitsumgebung unterstreicht. Die Fassade mit streng rhythmisierten Fensteröffnungen spiegelt neben einer optimalen Belichtung die klaren Arbeitsabläufe in der darin stattfindenden wissenschaftlichen Forschung wieder.
Die beiden Einschnitte die einerseits den Zugang im Südwesten, andererseits die Fluchttreppe im Nordosten einfassen, sind dort positioniert, wo sich die interessantesten Ausblicke in den umgebenden Grünraum ergeben. Aus diesem Grund sind an diesen Einschnitten die Aufenthaltsbereiche angeordnet, da diese überdeckte Freibereiche anbieten.
Wirtschaftlichkeit der Gesamtlösung
Da ein rascher Bauablauf im Grobterminplan mit intensiven Bauphasen im Winter dem Projekt zu Grunde liegt ist der vorliegende Vorschlag als Holzbau projektiert. Die Trakttiefe berücksichtigt die Maximallängen der Brettschichtholzträger aus welchen die Primärdecken- bzw. Dachkonstruktion besteht. Die Fassadenelemente als vorgefertigte Massivholzkonstruktionen beschleunigen den Bauablauf weiter und garantieren durch die Masse den geforderten Schall- und Erschütterungsschutz. Durch dauerelastische Lagerung einzelner Bauteile kann auch im Holzbau in noch festzulegenden Teilbereichen eine weitere Maßnahme zur Erschütterungsfreiheit gesetzt werden. Einzelbereiche die erhöhten Brandschutz erfordern, können nach detaillierter Betrachtung im Ausbau mehrlagig mit Gipskarton gekapselt werden.
Der gesamte Baukörper ist kompakt im Umriss gehalten, auch die Einschnitte sind über die gesamte Gebäudehöhe geführt um Rücksprünge und Überhänge, die das Volums-/Oberflächenverhältnis verschlechtern, auszuschließen.
Durch die eindeutigen Zonierungen, innerhalb derer die Raumabgrenzungen in nichttragender Bauart ausgeführt sind, schafft man in möglichen Falle eines Umbaues die Flexibilität, Räume sehr einfach der Größe nach anzupassen.
Das Gebäude ist teilunterkellert, dieses Geschoss beinhaltet Haustechnikflächen und ist aus Stahlbeton ausgeführt.
Energiekonzept
Übersicht
Die wesentlichen Elemente des Energiekonzeptes sind die Gebäudehülle in Niedrigstenergiehausstandard sowie eine reversible Sole- Wasser Wärmepumpe in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage. Ergänzt werden diese durch eine passive Nachtlüftung sowie den Free Cooling- Betrieb über die Luft- Rückkühler.
Wärmeschutz –Wintersituation
Aufgrund der kompakten Geometrie und einer dicht ausgeführten Gebäudehülle (Ziel: nL50<0,6h-1) kann ein Niedrigstenergiehaus- Standard bereits mit moderaten Dämmstoffstärken realisiert werden. Die mechanischen Lüftungsanlagen werden mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung ausgestattet. Resultierend wird damit der Heizwärmebedarf Kategorie A+ erreicht.
Wärmeschutz - sommerliche Überwärmung
Alle besonnten Fenster werden mit einem außenliegenden Sonnenschutz ausgestattet. Für einen ausreichenden nächtlichen Luftwechsel sorgen elektrisch gesteuerte Zu- und Abluftöffnungen, die eine geschossübergreifende Durchströmung des Erschließungsbereiches ermöglichen, um die thermischen Speichermassen im Kern zu entladen. Durch die passiven Maßnahmen wird ein außeninduzierter Kühlbedarf KB* < 1 kWh/m³a gesichert.
Heizungstechnische Anlagen
Zur Beheizung wird eine reversible Wärmepumpenanlage in Verbindung mit Erdsonden errichtet. Die Wärmeabgabe in den Räumen erfolgt über Fußbodenheizung.
Kältetechnische Anlagen
Die aufgrund der Geräteabwärme deutlich höheren internen Lasten im Laborbereich werden über eine mechanische Kühlung abgeführt. Die Kälteerzeugung erfolgt ebenso über die reversible Wärmepumpenanlage. Als Wärmesenke dienen dabei die Erdsonden. Für Free Cooling und für die Spitzenlastabdeckung wird zusätzlich eine trockene Rückkühlanlage am Dach vorgesehen. Raumseitig wird die Wärme über Umluftgebläsekonvektoren in Verbindung mit gekühlter Zuluft abgeführt. Zur Grundtemperierung dient die Fußbodenkühlung.
Lufttechnische Anlagen
Die Laborräume, alle innenliegenden Räume und die Büroräume werden über mechanische Be- und Entlüftung versorgt. Die Lüftungsgeräte werden in wetterfester Ausführung auf dem Dach situiert. Die zusätzlich erforderlichen Punktabsaugungen und Abzüge werden ebenso über Dach geführt. Die Geräte erhalten Ventilatoren der Energieeffizienzklasse SFP 1.
Photovoltaikanlage
Die verbleibenden Dachflächen werden mit Photovoltaikmodulen belegt.
Der Grundriss ist linear von Norden nach Süden zoniert in Labor / Nebenräume / Büros. Dies bedingt gut belichtete Büros nach Süden und Westen und blendfreies Nordlicht in den Labors. Die zwischen den Zonen liegenden Gänge teilen die Erschließung in einen reineren Bereich vor den Labors und einen unreineren Bereich vor den Büros ohne die Effizienz im Grundriss zu verlieren.
Im Erdgeschoss ist der etwas kleinere Bereich des Analytikzentrum mit zugeordneten Büros untergebracht, im Obergeschoss das Institut Umweltbiotechnologie. Die entstehende Flächendifferenz im Erdgeschoss bildet der Aufenthaltsbereich mit Teeküche als Herzstück und Treffpunkt des Gebäudes. Hier befindet sich auch die Vertikalerschließung, eine erforderliche Fluchttreppe ist an der Nordostecke außenliegend projektiert.
Entwurfsidee
Die Positionierung des neuen Baukörpers bildet am vorläufigen Ende der Magistrale, die durch die Gesamtanlage führt, mit den umliegenden Gebäuden einen kleinen, belebten Vorplatz. Der Zugang zum Ersatzneubau erfolgt von diesem Platz gedeckt über einen Einschnitt im Südwesten des Projektes. Das bestehende Flugdach wird entlang der Orangerie verlängert und führt so bis zum projektierten Neubau.
Der Baukörper selbst bildet ein klares Volumen, das mit seiner Materialisierung in Holz den wohnlichen Charakter der teilweise studentischen Arbeitsumgebung unterstreicht. Die Fassade mit streng rhythmisierten Fensteröffnungen spiegelt neben einer optimalen Belichtung die klaren Arbeitsabläufe in der darin stattfindenden wissenschaftlichen Forschung wieder.
Die beiden Einschnitte die einerseits den Zugang im Südwesten, andererseits die Fluchttreppe im Nordosten einfassen, sind dort positioniert, wo sich die interessantesten Ausblicke in den umgebenden Grünraum ergeben. Aus diesem Grund sind an diesen Einschnitten die Aufenthaltsbereiche angeordnet, da diese überdeckte Freibereiche anbieten.
Wirtschaftlichkeit der Gesamtlösung
Da ein rascher Bauablauf im Grobterminplan mit intensiven Bauphasen im Winter dem Projekt zu Grunde liegt ist der vorliegende Vorschlag als Holzbau projektiert. Die Trakttiefe berücksichtigt die Maximallängen der Brettschichtholzträger aus welchen die Primärdecken- bzw. Dachkonstruktion besteht. Die Fassadenelemente als vorgefertigte Massivholzkonstruktionen beschleunigen den Bauablauf weiter und garantieren durch die Masse den geforderten Schall- und Erschütterungsschutz. Durch dauerelastische Lagerung einzelner Bauteile kann auch im Holzbau in noch festzulegenden Teilbereichen eine weitere Maßnahme zur Erschütterungsfreiheit gesetzt werden. Einzelbereiche die erhöhten Brandschutz erfordern, können nach detaillierter Betrachtung im Ausbau mehrlagig mit Gipskarton gekapselt werden.
Der gesamte Baukörper ist kompakt im Umriss gehalten, auch die Einschnitte sind über die gesamte Gebäudehöhe geführt um Rücksprünge und Überhänge, die das Volums-/Oberflächenverhältnis verschlechtern, auszuschließen.
Durch die eindeutigen Zonierungen, innerhalb derer die Raumabgrenzungen in nichttragender Bauart ausgeführt sind, schafft man in möglichen Falle eines Umbaues die Flexibilität, Räume sehr einfach der Größe nach anzupassen.
Das Gebäude ist teilunterkellert, dieses Geschoss beinhaltet Haustechnikflächen und ist aus Stahlbeton ausgeführt.
Energiekonzept
Übersicht
Die wesentlichen Elemente des Energiekonzeptes sind die Gebäudehülle in Niedrigstenergiehausstandard sowie eine reversible Sole- Wasser Wärmepumpe in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage. Ergänzt werden diese durch eine passive Nachtlüftung sowie den Free Cooling- Betrieb über die Luft- Rückkühler.
Wärmeschutz –Wintersituation
Aufgrund der kompakten Geometrie und einer dicht ausgeführten Gebäudehülle (Ziel: nL50<0,6h-1) kann ein Niedrigstenergiehaus- Standard bereits mit moderaten Dämmstoffstärken realisiert werden. Die mechanischen Lüftungsanlagen werden mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung ausgestattet. Resultierend wird damit der Heizwärmebedarf Kategorie A+ erreicht.
Wärmeschutz - sommerliche Überwärmung
Alle besonnten Fenster werden mit einem außenliegenden Sonnenschutz ausgestattet. Für einen ausreichenden nächtlichen Luftwechsel sorgen elektrisch gesteuerte Zu- und Abluftöffnungen, die eine geschossübergreifende Durchströmung des Erschließungsbereiches ermöglichen, um die thermischen Speichermassen im Kern zu entladen. Durch die passiven Maßnahmen wird ein außeninduzierter Kühlbedarf KB* < 1 kWh/m³a gesichert.
Heizungstechnische Anlagen
Zur Beheizung wird eine reversible Wärmepumpenanlage in Verbindung mit Erdsonden errichtet. Die Wärmeabgabe in den Räumen erfolgt über Fußbodenheizung.
Kältetechnische Anlagen
Die aufgrund der Geräteabwärme deutlich höheren internen Lasten im Laborbereich werden über eine mechanische Kühlung abgeführt. Die Kälteerzeugung erfolgt ebenso über die reversible Wärmepumpenanlage. Als Wärmesenke dienen dabei die Erdsonden. Für Free Cooling und für die Spitzenlastabdeckung wird zusätzlich eine trockene Rückkühlanlage am Dach vorgesehen. Raumseitig wird die Wärme über Umluftgebläsekonvektoren in Verbindung mit gekühlter Zuluft abgeführt. Zur Grundtemperierung dient die Fußbodenkühlung.
Lufttechnische Anlagen
Die Laborräume, alle innenliegenden Räume und die Büroräume werden über mechanische Be- und Entlüftung versorgt. Die Lüftungsgeräte werden in wetterfester Ausführung auf dem Dach situiert. Die zusätzlich erforderlichen Punktabsaugungen und Abzüge werden ebenso über Dach geführt. Die Geräte erhalten Ventilatoren der Energieeffizienzklasse SFP 1.
Photovoltaikanlage
Die verbleibenden Dachflächen werden mit Photovoltaikmodulen belegt.
Beurteilung durch das Preisgericht
Das Projekt sieht einen einfachen, in seiner Struktur klaren Baukörper vor, der als Solitär die bestehende Campustypologie weiterdenkt. Der in sich 3-hüftig organisierte Grundriss überzeugt sowohl in seiner Funktionalität als auch in den zu erwartenden differenzierten Raumqualitäten. Die Verwendung des Materials Holz als konstruktives Element ist in seinen Materialspezifika konsequent eingesetzt und generiert sowohl im Inneren als auch in der Fassade eine eigene Atmosphäre bzw. eine unverwechselbare Ästhetik. Aus Nutzersicht bringt die 3-hüftige Anordnung erfreulich kurze Wege zwischen Büro und Labor. Gleichzeitig ergibt sich eine klare Zuordnung der Gangbereiche zu den Labor- und Bürozonen.
©Arge DELTA- SWAP Architekten
Lageplan
©Arge DELTA- SWAP Architekten
Konzept
©Arge DELTA- SWAP Architekten
EG
©Arge DELTA- SWAP Architekten
OG
©Arge DELTA- SWAP Architekten
Südansicht
©Arge DELTA- SWAP Architekten
Querschnitt
©Arge DELTA- SWAP Architekten
Fassadendetail