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Wissenswertes
ZWP Ingenieur-AG
Planung und Objektüberwachung für Technische
Gebäudeausrüstung, Gebäudemanagement und Umweltschutz

Labor- und Institutsbau

Helmholtz Zentrum München, Center of Integrated Diabetes Research (CIDR)


Projektdaten

Auftraggeber: Helmholtz Zentrum München

Architekt: HDR TMK Planungsgesellschaft mb, Düsseldorf

Leistungszeit: 2013 bis 2018

Leistung: Planung und Objektüberwachung, Sanitärtechnik, Heizungstechnik, Kältetechnik, Raumlufttechnik, Außenentwässerung, Löschanlagen


Das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (HMGU) - hat in den vergangen Jahren seine Aktivitäten im Bereich der Diabetesforschung erheblich verstärkt. Mit dem geplanten Neubau des „Center of Integrated Diabetes Research“ (CIDR) soll eine moderne Einrichtung geschaffen werden, die es erlaubt, den integrativen Ansatz der Diabetesforschung am HMGU optimal umzusetzen. Neben der Bereitstellung der bestmöglichen Infrastruktur für die Forschungsarbeiten soll das CIDR auch die Interaktion und Kommunikation zwischen den Wissenschaftlern der verschiedenen Institute und Arbeitsgruppen fördern.

Das Energiekonzept hat das Ziel, einen flexiblen, effizienten Gebäudebetrieb zu ermöglichen, bei einem gleichzeitig minimalen Einsatz von Ressourcen. Dies wird durch eine Optimierung  des Gesamtsystems ausgehend von der Gebäudeform und Materialwahl über die Grundrissorganisation bis zur Fassade und Integrati- on der geeigneten haustechnischen Komponenten erreicht. Der Entwurf ist in einem integralen Prozess entwickelt  worden, um die passive Leistungsfähigkeit des Gebäudes zu maximieren und damit gleichzeitig die notwendigen  technischen Maßnahmen zur Gebäudekonditionierung zu minimieren. Passive Maßnahmen wie z.B. natürliche Belüftung, Nutzung solarer Gewinne, Nachtluftspülung  in Verbindung mit exponierten thermischen Massen zur Verbesserung des sommerlichen Komforts, werden bevorzugt verwendet. Wo möglich und sinnvoll, wird Belüftung und Raumkonditionierung von der Funktion getrennt. Die Luftwechsel werden auf das hygienisch erforderliche Maß begrenzt. Luft ist ein ineffizientes Medium, um Kälte- oder Wärmeleistung zu transportieren. Für die Konditionierung werden Wasser basierte Systeme eingesetzt. Die Wärmeversorgung wird über einen Biomassekessel sichergestellt. Auf den Dachflächen können Photovoltaik Paneele installiert werden. Berücksichtigt man die aktuelle Entwicklung im Markt, ist dies auch nach rein ökonomi- schen Gesichtspunkten zunehmend wettbewerbsfähig. Thermische Solarkollektoren unterstützen die Warmwasserbereitung für den Bereich Küche, Gastronomie und zen- trale Sanitärbereiche mit Duschen. Ansonsten erfolgt die Warmwasserbereitung dezentral, über elektrische Durch- lauferhitzer. Diese Lösung ist sowohl in hygienischer Hinsicht als auch energetisch aufgrund des geringen Bedarfs optimal. Positiv auf die Energiebilanz wirkt sich die kompakte Hüllfläche der Baukörper und der Erschließungsfuge aus. Es wird eine Optimierung des A/V Verhältnis erreicht. Geeignete Dachflächen werden für Solarthermie bzw. Photovoltaik Anlagen genutzt. Die Gründächer verzögern die Regenspende und bieten Vegetationsflächen.

Die hohen Fensterflächen sorgen für eine optimale Tageslichtversorgung bis tief in das Gebäude. Tageslichtabhängige und präsenzgesteuerte Kunstlichtsteuerung reduziert den Strombedarf für die Beleuchtung. Lichtlenklamellen im Kämpferbereich optimieren  die Tageslichtversorgung in der Raumtiefe.

Die Bürobereiche werden natürlich gelüftet. Betonkernaktivierung wird zur Grundbeheizung und Kühlung verwendet. Statische Heizflächen gewährleisten eine individuellen Kontrolle der Raumtemperatur. Der Sonnenschutz wird zentral gesteuert, aber es besteht eine individuelle Möglichkeit zur Übersteuerung je Raum. Die Raumakustik wird über Decken integrierte Schallabsorptionsflächen gewährleistet. 

Die Labore werden mechanisch belüftet. Als Luftauslässe werden Kühlbalken verwendet, um auf lokal höhere Kühl- und Heizleistungen flexibel reagieren zu können. Dezentrale Schächte ermöglichen eine flexible Bestückung je nach Labornutzung, darüber hinaus bleiben die Flure auf diese Weise frei von Installation, was die Aufwendungen für den passiven Brandschutz erheblich reduziert. Ein Kaltwassernetz ermöglicht es flexibel lokal hohe Kühlleistungen über Umluftkühler  einbringen zu können. Reserveflächen in der vertikalen und horizontalen Erschließung erlauben es flexibel auf sich ändernde Anorderun- gen reagieren zu können. Die Erschließung im Laborbereich erfolgt  an der Decke. Abhängungen erfolgen nur in den Bereichen, wo es aus hygienischen Gründen erforderlich ist. Die lüftungstechnische Erschließung erfolgt in einer kammartiger Struktur, um Querung zwischen Zu- und Abluft- führung weitestgehend zu vermeiden.

Die Erschließungsfuge wird über eine Fußbodenheizung teilkonditioniert. Es wird über Öffnungsflächen in den vertikalen Fassaden und im Dach natürlich gelüftet. Die unterschiedliche orientierten vertikalen Fassadenflächen ermöglichen eine windabhängige Regelung. Die Dachstruktur reduziert die solare Einstrahlung, die opaken Flächen bieten ideale Konditionen für solare Appli- kationen wie Photovoltaik oder solarthermische Kollektoren.

Laborgebäude zeichnen sich i.d.R. durch hohe interne Lasten aus. Dies verursacht einen hohen Kühlbedarf. Erster Schritt zur Reduzierung des Energiebedarfs ist die Optimierung  der technischen Anlage, insbesondere der Lüftung: geringe Druckverluste, bedarfsgeregelte Lüftung, effiziente Wärmerückgewinnung, adiabate Abluftbefeuchtung zur Reduzierung der Kühllasten.


Grafiken: © HDR TMK Planungsgesellschaft mb, Düsseldorf


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