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1 0 SC U gs un orbau n Städtebauliches Aufgabenfeld Campus Flexible Forschungs- und Laborbauten Projektvorstellungen- Neubau, Umbau und Sanierung Technische Lösungen für Reinräume Trends in der Laborausstattung Energetische Optimierung/Nachhaltigkeit Zertifizierte Laborgebäude Haustechnische Konzepte ::.rnst 8. Sohn A Wiley Bra~d

2 LABORBAU -VOM 3-BUND ZUR LABORLANDSCHAFT ENTWICKLUNGEN IM HOCHSCHUL UND FORSCHUNGSBAU IN BAYERN Bild 1. Kommunikationsraum Chemie der TU München Peter Pfab Never change a winning team!? 1999 wurden die Neubauten der Fakultät für Chemie und Pharmazie und 2004 die der Fakultät für Biologie der Ludwig-Maximilians-Universität München auf dem Forschungs-Campus Großhadern/Martinsried in Betrieb genommen. Die Lehr- und Forschungsbauten basieren auf dem Prinzip der Einzellabore im 2- bzw. 3-Bund-System und genießen hohe Akzeptanz bei den Wissenschaftlern. Warum also Veränderungen im Laborsystem? Die Anforderungsprofile für Gebäude der Lehre und Forschung ändern sich kontinuierlich bzw. einzelne Parameter bekommen eine stärkere Bedeutung, auf die auch baulich reagiert werden muss. Die Interdisziplinarität, die Vernetzung und die Bündelung der Wissenschaftsbereiche verdichten sich zunehmend. Daraus folgen höhere Ansprüche an die Fle.xibilität der ForschtJ.ngsflächen, die nicht mehr lehrstuhlbezogen auf Dau~r, sondern projekt- bezogen im Wettbewerb vergeben werden. Die Auswertebereiche werden zu Dauerarbeitsplätzen, z. B. für Diplomanden, Doktoranden und Habilitanden. Dies bedingt beispielweise größere Labortiefen von mindestens 8,4 m. Versuche werden zunehmend miniaturisiert oder finden digitalisiert nur noch am Computer statt. Die Bedeutung der Kommunikation im Forschungsbau bekommt einen immer größeren Stellenwert. Wissenschaftler sprechen von twentyfourseven, das heißt 24 Stunden an 7 Tagen in der Woche ist Forschungsbetrieb. Dies erfordert die entsprechende räumliche Umgebung und Raumqualität Es werden große zusammenhängende Forschungsflächen, also Laborlandschaften genauso gewünscht, wie Einzellabore für spezielle Versu.che (Isotopen-, Gentechnikader 24-Stundenlabor). Das Zusammentreffen- das Arbeiten in Gruppen- das Kommunizieren muss aber auch 42 Ernst & Sohn Special 2012 Forschu~gs- u~d Laporbauten

3 Privatheit und das "Sichzurückziehen 11 erlauben. Die gemeinsame Nutzung von Einrichtungen und Großgeräten kann einerseits Gebot der Wirtschaftlichkeit sein und andererseits auch die Kommunikation fördern. Spätestens seit de't Energiewende ist auch im Forschungsbau die Frage zu beantworten: Was können wir uns ökologisch und ökonomisch noch leisten? Aber auch: Welche Maßnahmen sind im Laborbau noch sinnvoll und welche kontraproduktiv? Wo liegen zum Beispiel die Energieschwerpunkte und wo die Grenzen der Gebäudedämmung, um nicht einen zusätzlichen Kältebedarf durch nicht abfließende hohe innere Wärmelasten zu verursachen? Wie kann die Lüftungstechnik auf ein Minimum ohne Gefährdung von Nutzer und Umwelt reduziert werden? Bei den Neubauten für das Biomedizinische Zentrum, das Schlaganfall- und Demenzzentrum und die Biosystematik der Ludwig-Maximilians-Universität sowie der Chemie und dem Katalysezentrum der Technischen Universität München versuchen wir die oben gestellten Fragen im Gebäudeentwurf zu beantworten. Die Bauten der Technischen Universität München, die Sanierung der Chemie und den danebenliegenden Neubau des Katalyse-Zentrums werde ich im Einzelnen beschreiben. Sanierung des Gebäudes der Fakultät Chemie Das Gebäude der Chemie auf dem Hochschul- und Forschungsgelände Garehing bei München ist in der Gebäude- Projektvorstellungen typologieein Netztypus, aufgebaut auf dem Raster. 7,2 m x 7,2 m als 2- und 3-Bund. Der optimalen Erweiterbarkeit dieses Konzeptes steht die Orientierungsproblematik wie z. B. auch beim Candilis-Bau der Freien Universität Berlin gegenüber. In Berlin wurde dieses Problem durch das gut sichtbare ;,Brain", die neue Zentralbibliothek von Sir Norman Forster, gelöst. In Garehing wird jedes Gebäudekreuz durch verglaste Kammunikationsräume (Seminare, Teeküchen) geöffnet, um durch Bezug nach außen die Orientierung herzustellen. Die Baustruktur der bestehenden Chemie-Gebäude - vier Konstruktionsachsen in Nord-Süd-Richtung und drei Konstruktionsachsen in West-Ost-Richtung - ermöglicht eine klare Trennung in hochinstallierte Laborzonen sowie in niedriginstallierte Büro- und Seminartrakte. Das Stahlbetonskelettsystem des Bestandes aus den 1970er-Jahren erlaubt nach Westen und Osten zusammenhängende Laborlandschaften mit Mittelflur zu entwickeln. Die Gebäudeirreuze werden großzügig geöffnet und belichtet. Die Rastermaße betragen (3,0 m Auswertebereich; 6,0 m Laborzone; 2,4 m Serviceraumzone) 2 x 11,40 m für den Laborbereich sowie 2,4 m für den notwendigen Flur. Im Gegensatz zu klassischen 3-Bund-Grundrissen - Labor, Flur, Serviceräume (Dunkelzone), Flur, Labor oder Büro - werden bei sogenannten "Laborlandschaften" Aus- wertebereiche, Laborzone und Serviceraum als Raumeinheit geplant, die nicht durch einen notwendigen Flur (Rettungsweg) unterbrochen wird. Die Serviceräume sind direkt an das Labor angebunden. Das Transportieren von Jedes Wissen braucht eine solide Basis - ~~~~ Performanc~ Flooring v~on BASF Ernst & Sohn Special 2013 Forschungs- und laborbauten 43

4 Bild 3. Umstrukturierung Chemie der TU München, Architekten Klein und Sänger. München Bild 2. Regelgeschoss Chemie der TU München vor Sanierung Brücke verbunden ist. Zwei Laborbereiche mit vorgelagerten Fluren werden über Kommunikationsflächen (Cafe, Seminarräume) und Laborbereiche mit Zentralnutzungen verbunden. Die Flure werden in den Zugangsbereichen erweitert und erhalten in jeder Ebene eine Loggia als Treffpunkt. Die Laborlandschaft ist wie im Altbau" Chemie gezont - Auswertebereich, Labor und Servicezone. Im Gegensatz zur vorbeschriebenen Altbausanierung wird die Auswertezone vom Labor durch Betonscheiben bzw. Glasflächen abgetrennt. Hierdurch wird der Lärmpegel, verursacht durch Lüftung und Labortätigkeit, deutlich gesenkt. Die im Detail geplante Einrichtung gewährt ein Höchstmaß an Privatheit unter Beibehaltung der gewünschten Offenheit zur Kommunikation. Die Abtrennung ermöglicht, dass die abgetrennte Auswertezone nicht in die Lüftungsberechnung nach der Laborrichtlinie (25 m 3 /h pro m 2 Nutzfläche = ca. 8-facher Luftwechsel) einbezogen werden muss. Über die Auswerte~one wird ein Teil der erforderlichen Luftmenge der Laborzone zugeführt. Die Raumabtrennung kann damit auch zu einer deutlichen Reduzierung der Luftmengen und damit zu deutlichen Einsparungen im Betriebshaushalt führen, wenn nicht die Luftvolumenberechnung der Abzüge zu einem höherem Luftwechsel (> 8-fach) führt. Auf jeden Fall Proben über notwendige Flure - das Öffnen von 2 T90- Türen - und den damit verbundenen Gefahren entfällt Der Auswertebereich erhält Arbeitstische senkrecht zur Fassade im Gegensa_tz zu bisher üblichen Auswerteplätzen parallel zur Fassade. Dies führt zu einer klaren Trennung zwischen Schreibbereich und Laborzone mit dem Vorteil einer Belichtung von der Seite. Die Reaktio-. nen der Nutzer auf dieses neue Laborkonzept, das in einem ersten Bau.abschnitt in einer Ebene im Altbau bisher umgesetzt ist, sind sehr positiv. Eine Sanierung des 1970er Jahre-Baus ist wirtschaftlich und funktionell sinnvoll mög- &h.. Neubau des Katalysezentrums Der Neubau fur cl.as Katalysezentrum ist ein eigenständiger Hoftypus, der nüt dern Chemiebestandsgebäude über eine Bild 4. Neu/lau des Katalyseze[ltrums der TU München, Architekten; Klein und Sänger. München 44 Ernst & Sohn Special 2013 Forschungs- und L!lborbauten

5 Bild 5. Regelgeschoss des Neubaus des Katalysezentrums (Fotos: Prof. Peter Pfab, Pläne: Architekten Klein und Sänger) werden durch die Abtrennung in den Auswertebereichen der Schallpegel deutlich gesenkt und Zugerscheinungen vermieden. Die Raumtiefen betragen für die Auswertezone ca. 3,0 m und für die Labor- und Servicezone ca. 9,0 m. Brüstungen und Längswände aus Sichtbeton beeinflussen durch ihre Wärmespeicherfähigkeit das Raumklima nachhaltig positiv. In Querrichtung sind leichte Trennwände und damit ein Anpassen an spätere Erfordernisse möglich. Zudem ermöglichen die inneren Betonscheiben saubere und einfache Anschlüsse an die Laborausstattung. Im Laborbau sollten alle Bauteile, die nicht verändert werden müssen (Flexibilität) aus massiven Baustoffen hergestellt werden Die Geschosshöhen sollten nicht soweit minimiert werden, dass eine Nachinstallation und Umbauarbeiten an Installationen nicht mehr möglich sind. In der Regel sollten die Geschosshöhen im Laborbau mindestens 4,0 m betragen. Dies führt zu wirtschaftlichen und robusten Baukonstruktionen. Laborlandschaften ermöglichen eine intensive wissenschaftliche Zusammenarbeit und eine optimale Raumbelegung. Sie erfordern aber immer auch Entwurfskonzepte,.die Einzellabore ermöglichen. Ein besonderes Augenmerk ist den Auswerteplätzen, den Denkzellen zu widmen.' Das Arbeiten in Großräumen, ob Labore oder Entwicklungsabteilungen, ist auf Dauer nur vertretbar, wenn jedem Einzelnen eine Privatsphäre ermöglicht wird. Laborlandschaften erfordern eine besondere Planungstiefe bis in eine detaillierte Darstellung der Führung jeder einzelnen gebäudetechnischen Trasse und Leitung. Tageslicht soll möglichst tief in die Laborzone gelenkt werden. Das Kunstlicht ist auf die Laborausstattung und die Installation abzustimmen. Der Architekt ist für eine Abstimmung aller Gewerke verantwortlich. Dies bedingt Ausführungspläne mit Detailangaben durch die Architekten und Ingenieure. Bauen für die Lehre und :forschung in Bayern heißt, bauliche Strukturen, Raumkonzepte und technische Ge- bäudeausrüstungen den Lehrenden und Lernenden zur Verfügung zu stellen, die auch internationalen Maßstäben gerecht wird. Bautafel Umstrukturierung des Gebäudes der Fakultät Chemie und Pharmazie und Neubau des Katalysezentrums der TU München. Architekten: Klein und Sänger, München Statik: BPR Schäpertöns & Partner, München Laborplanung: IPM-Laborplanung, Dresden Elektrotechnik: Elektrotechnik IEP lngenieurbüro, München Heizung, Lüftung, Sanitär: Climaplan, München Katalysezentrum Gesamtbaukosten: 51 Millionen Nutzfläche: m 2 Bruttorauminhalt m 3 Weitere Informationen: Ministerialrat Prof. Peter Pfab, Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des lnnern, Franz-Josef-Strauß-Ring 4, München, Tel. (089) , Fax (089) , peter.pfab@stmi.bayern.de Ernst & Sohn Special Forschungs- und Laborbauten 45