Degussa Kompetenzzentrum: Behagliches Klima für Mensch und Pflanzen mit minimalem Energieaufwand

(14.4.2003; upgedatet am 10.7.2006) Das jüngst fertiggestellte Bauchemie Kompetenzzentrum der Degussa AG (inzwischen BASF) in Trostberg ist in jeder Hinsicht innovativ – gestalterisch, ökologisch und funktionell. Wie bei einem Wintergarten schützt eine polygonal gewölbte Glashülle die im Inneren terrassenförmig angeordneten Labor- und Bürogebäude vor der Witterung - siehe auch Google-Maps und/oder Bing-Maps. Durch die hochwärmedämmende und gleichzeitig besonders lichtdurchlässige Verglasung wird mit minimalem Energieaufwand ein ganzjährig angenehmes Raumklima und das Gedeihen der rund 4.500 Pflanzen aus aller Welt realisiert.

"Der Arbeitsraum soll auch zum Lebensraum werden" lautete der Anspruch des Münchner Architekten Christian Raupach an sein Entwurfskonzept. Das Kompetenzzentrum bietet in diesem Sinne lichtdurchflutete Räume mit viel Freiraum für Kommunikation, aber auch Rückzugsmöglichkeiten für ungestörtes kreatives Arbeiten.

Zwei Häuser unter einem Dach

Ein zentrales Element des Entwurfes ist die bauliche Zuordnung nach Funktionsbereichen. Verwaltung und Labore sind voneinander durch einen Funktionskern getrennt. Die zwei Laborbereiche sind in separaten viergeschossigen Baukörpern untergebracht. Als "zwei Häuser unter einem Dach" bezeichnet Raupach deshalb seine Gebäudekonzeption.

Die Trennung erfolgt durch eine zentrale Halle mit angegliederten Funktionsräumen wie Besprechungsräume, Lager, Küchen und Umkleiden. Trotzdem ist es ein Gebäude der kurzen Wege. Beide Häuser werden durch die mehrgeschossige Eingangshalle zentral erschlossen. Zwei Verbindungsbrücken im ersten und zweiten Geschoss stellen ohne Umwege den Kontakt zwischen den Labortrakten sicher.

Prägendes Merkmal ist die Terrassierung der Häuser. Durch die geschossweise Staffelung von Büros und Laboren, die sich übersichtlich um zugehörige Funktionsräume gruppieren, können auch die Dächer zur Bepflanzung genutzt werden. Die oberste Terrasse dient als Erholungsfläche.

Energetisches Sparkonzept

Wesentliche Vorgabe des Bauherrn war neben einer möglichst naturverbundenen Atmosphäre eine Minimierung des Primärenergiebedarfs. Die Ressourcen Sonne und Wasser sollten optimal genutzt werden. Die nur geringfügig erforderliche Beheizung der Häuser erfolgt über Dampf, der als Prozessabwärme im benachbarten Werksgelände der Degussa anfällt. Über einen Wärmetauscher wird die Energie in das Heizungsnetz gespeist und über Konvektoren abgegeben.

Der Dampf dient im Sommer über eine Absorptionsmaschine auch zur Kühlung der Luft unter der Glashülle. Büro- und Aufenthaltsräume verfügen zusätzlich über eine sogenannte Kühldecke, die mit Brunnenwasser betrieben wird.

Modellversuche zur gläsernen Hülle

Der gläsernen Hülle kam im Rahmen des Energiesparkonzeptes eine besondere Bedeutung zu. Bevor man mit der Planung der Details begann, wurde mit Hilfe computergestützter Modelle sowohl die Druckverteilung durch die äußere Luftumströmung als auch die innerhalb der Hülle untersucht. Die Untersuchung der inneren Luftströme erlaubte unter anderem Rückschlüsse auf das thermische Verhalten im Verlauf der Jahreszeiten.

Die Ergebnisse zeigten, dass mit einer hochwärmedämmenden Verglasung die geforderte ganzjährige Frostfreiheit ohne zusätzliche Beheizung erreicht werden konnte. Gleichzeitig genügt eine Beschattung durch bewegliche Sonnensegel im oberen Teil der Hülle zusammen mit der vorhandenen natürlichen Luftströmung im Inneren, um auch hohen sommerlichen Wärmeschutz sicherzustellen.

Warmglas der Extragüte

In Abstimmung mit dem Bauherrn wählten die Planer für die Verglasung der Hülle das bewährte Warmglas iplus neutral des Glasveredlers Interpane. Das Warmglas besteht aus zwei Floatglasscheiben (eine davon beschichtet), die durch einen mit Edelgas (Argon) gefüllten Scheibenzwischenraum voneinander getrennt sind.

Der Grund für das hervorragende Wärmedämmverhalten des Warmglases ist die hauchdünne Beschichtung aus Edelmetall auf der Innenscheibe zum Scheibenzwischenraum sowie die Gasfüllung. Genutzt wird bei dem Interpane Beschichtungssystem die geringe Wärmeabgabe (Emission) von Metallen. Während Glas über die Oberfläche 80 Prozent der aufgenommenen Wärme wieder abgibt, liegt das Emissionsvermögen von Metallen nur zwischen zwei bis zehn Prozent. Bereits mit dem Standardaufbau wird bei iplus neutral ein Wärmedämmwert von 1,1 W/m²K nach DIN erreicht.

Eine weitere Optimierung ergab sich beim Randverbund. Da die horizontalen Glasstöße aus Gründen der besseren Selbstreinigung ohne Deckleiste ausgeführt wurden, musste hier ein UV-beständiges zweistufiges Randverbundsystem mit Silikonfuge vorgesehen werden. Der Abstandhalter des its-Randverbundes besteht statt aus Aluminium aus Edelstahl und besitzt demnach eine weitaus geringere Wärmeleitfähigkeit.

Besonders hohe Lichtdurchlässigkeit

Viel Licht ist neben frostfreiem Klima Voraussetzung für das Gedeihen von Pflanzen. Ein wesentlicher Aspekt bei der Auswahl der Verglasung war daher eine hohe Lichtdurchlässigkeit. Die vom Interpane Werk Plattling aufgebrachte Beschichtung ist so dünn (1/100.000 mm), dass relativ viel des natürlichen Tageslichtes passieren kann.

Um die Lichttransmission weiter zu optimieren, wurde für die Glasveredlung ein eisenoxidärmeres Basisglas ausgewählt. So werden auch grünlich schimmernde Glaskanten vermindert, die sich bei Verglasungen aus normalem Floatglas durch Sonneneinstrahlung ergeben.

Unterschiedliche Glasdicken

Die Glasdicken der Isolierglasscheiben wurden nach der statischen Belastung vom Ingenieurbüro Hagl aus München ermittelt. Je nach Einsatzort bestand der Isolierglasaufbau aus acht Millimeter dickem Einscheibensicherheitsglas bei der Außenscheibe, einem 16 Millimeter breiten Scheibenzwischenraum und Verbundsicherheitsglas in verschiedenen Stärken als Innenscheibe (in variierten Dicken von 2 x 6 Millimeter, 2 x 8 Millimeter und 2 x 10 Millimeter). Bei Abmessungen von bis zu 1,7 x 3,4 Meter wogen die Glaselemente teilweise über 500 Kilogramm.

Von der obersten Baubehörde war eine Zustimmung im Einzelfall für diese Verglasungsgröße und in dieser Ausführung einzuholen. Insgesamt wurden von der Fa. Roschmann aus Gersthofen die Stahlfassade und rund 3.000 Quadratmeter Verglasung montiert.

Energiesparende Lüftung und Steuerung

Im Sinne einer ganzheitlichen energetischen Betrachtung war auch der Energieaufwand für Belüftung möglichst gering zu halten. Im Gebäude werden nur die Labor-, Besprechungs- und Aufenthaltsräume mechanisch belüftet. Alle anderen Räume sind über zu öffnende Fenster entweder direkt an die Außenluft oder den großen Luftraum der Glashülle angebunden.

Die mechanische Be- und Entlüftung erfolgt über von Elektromotoren betriebene Zu- und Abluftlamellen mit einem gesamten Lüftungsquerschnitt von ca. 100 Quadratmetern im unteren, leicht überhängenden und im obersten Bereich der Glashülle. Bei Bedarf können zum verbesserten Luftaustausch Axialventilatoren zugeschaltet werden.

Lüftungslamellen und Ventilatoren werden automatisch über die Gebäudeleittechnik gesteuert. Temperatur-, Luftfeuchte- und Strahlungssensoren im Innen- und Außenbereich erfassen die zur Steuerung benötigten Daten.

Verknüpfung von Forschung und Wissenschaft

Neben den vorhandenen alten Industrieanlagen und der Zentrale der Degussa Bauchemie GmbH erinnert das gläserne Kompetenzzentrum eher an ein Freizeitcenter. Die 140 Mitarbeiter der Degussa, die in 70 Büros und 25 Laboren arbeiten, sind von ihrer neuen Arbeitsstätte ebenso begeistert wie Studenten und Wissenschaftler der TU München. Das Kompetenzzentrum ist zugleich eine Außenstelle des Lehrstuhls für Bauchemie. Wissenschaftler und industrielle Forschung arbeiten so unter einem Dach und können voneinander profitieren.

Autor: Dipl.-Ing. Hans-Gerd Heye (Braunschweig)

Bautafel:

• Bauherr: Degussa Bauchemie GmbH, Trostberg
• Architekt und Generalplanung: Architekturbüro Raupach & Schurk
  Entwurf: Christian Raupach
  Projektleiter: Andreas Hübner, München
• Projektleitung: Dipl.-Ing. A. May
• Projektsteuerung und Bauleitung: Catterfeld + Welker, München
• Tragwerksplanung: Dr. Ing. Bernhard Behringer, München
• TGA-Planung: Ebert Ingenieure München
• Glashülle, Stahlkonstruktion und Verglasung: Roschmann Glas GmbH, Gersthofen
• Glasstatik: Ingenieurbüro Hagl, München
• Glasfläche: rd. 3.000 Quadratmeter
• Eingesetztes Glas: Warmglas iplus neutral
• Isolierglashersteller: Interpane Plattling
• Baupreis: ca. 20 Millionen Euro
• Bauzeit: 18 Monate