Phase 1
Projektbeitrag
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Der kompakte Baukörper ist nach Norden verschoben, um einen großzügigen Vorplatz zwischen Gebäude und Obstwiese zu ermöglichen. Dadurch strukturiert das Gebäude die umgebenden Freiflächen und fügt sich in den Masterplan ein. 

Es werden eindeutige Plätze und Freiflächen definiert, die ihren jeweiligen Charakter entwickeln können und durch das Gebäude miteinander verbunden sind. 

Gleichzeitig bleibt der Baukörper vom südlichen Zugang aus gut sichtbar und ein im EG hervorspringendes Volumen zusammen mit der Zurücksetzung des 1. OG schaffen eine klare Eingangssituation und verstärken den repräsentativen Charakter des Gebäudes. 

Der Brainergy Hub ist über einen durch das Gebäude gesteckten „Steg“ mit dem Freiraum verflochten und stellt ein Scharnier zwischen dem See und der Streuobstwiese dar. Vereint sind diese unterschiedlichen Räume im Brainergy Loop, eine Wegschleife mit „Geschwindigkeitsspur“ für Fahrräder und E-Scooter, die sich durch das Plangebiet windet und von der Wege in die Umgebung abgehen. Städtebaulich wird das Zentrum so optimal eingebunden. 

Die Ufer des Sees sind unterschiedlich ausgestaltet: Natürliche Flachwasserzonen tragen zur Reinigung des Wassers bei, der Loop am See schafft eine Promenade am Wasser und nördlich des Hubs führen Sitzstufen zum Ufer. Highlight des Sees ist der „Wassersteg“, der knapp unter der Wasseroberfläche liegt. So werden das Wasser und der See zugänglich und erlebbar. 

Das Äquivalent zum Wassersteg sind drei sich durch die Streuobstwiese windende Pfade, die je ein energetisches Thema behandeln und über die der Science Garten zugänglich wird. Totholz für Insekten und ökologisch wertvolle Wiesen steigern die Biodiversität. 

Die primäre Erschließung erfolgt über den südlichen Vorplatz. Fußgänger erreichen hier den Haupteingang. Fahrradfahrer können durch die einladend platzierten Parkplätze das Gebäude betreten. 

Eine prinzipielle Überfahrbarkeit des Vorplatzes ist möglich, mithilfe versenkbarer Poller jedoch nur für berechtigte Fahrzeuge. Ein Nebeneingang befindet sich an der Nordostseite. Eine Vorfahrt für Lieferfahrzeuge ist hier vorhanden. Zusätzlich kann das Gebäude aus nordwestlicher Richtung über den Gastrobereich betreten werden. 

Die Feuerwehrzufahrt ist sowohl südlich über den Von-Schöfer-Ring als auch aus nordöstlicher Richtung möglich. 

Die innere Erschließung erfolgt über die am Atrium platzierten Aufzüge und die zentrale offene Treppe. Am Haupteingang befindet sich der öffentliche Aufzugskern, der durch seine Platzierung auch außerhalb der Öffnungszeiten einen flexiblen Zugang zum Gebäude ermöglicht. Alle Geschosse und Bereiche sind barrierefrei angelegt. 

Die Versorgung erfolgt über den Nebeneingang mit Poststelle, Anlieferungsbereich und Müllraum. Hier befindet sich auch der Servicekern des Gebäudes. 

Im EG befindet sich der überdachte Haupteingang. Durch die zweigeschossige Eingangshalle gelangt man in den zentralen Atriumgarten. Rechts des Eingangs befindet sich der Infopoint sowie der Durchgang zu den Mitarbeiterstellplätzen. Nach Süden verbindet die Kaffeebar den Vorplatz mit dem Gebäude. Links liegt der unterteilbare Multifunktionsraum mit Foyer und Verbindung zum Atrium. In direkter Blickbeziehung vom Eingang durch das Atrium hindurch befindet sich die Gastronomie mit Außenbereich. 

Im 1. OG befindet sich das erste große Büromodul. Hier würde sich eine flexible Belegung mit Co-Working Bereichen oder Start-up Clustern besonders anbieten. Südöstlich befindet sich der Eventbereich mit Außenterrasse und Blick über die Obstwiese. Nördlich sind die studentischen Arbeitsplätze angeordnet, unmittelbar daneben 9 Projekträume. 

Im 2. und 3. OG liegt südwestlich ein großes Büromodul, südöstlich und nordwestlich schließen sich 2 kleine Module an. Jeweils 2 Module oder alle 3 können kombiniert werden. Nordöstlich befinden sich jeweils 4 Projekträume. Im Dachgeschoss liegen technischen Räume. 

Der Bau ist als Holzhybridbau konzipiert. Das UG, die Bodenplatte und die Kerne bestehen aus Stahlbeton, alle anderen Bauteile der Tragkonstruktion sind aus Holz und sind als Skelettbau konzipiert. Die Deckenelemente sind als Holz-Beton-Verbund geplant mit Balken aus Brettschichtholz und einer dünnen Schicht Beton. Dies erhöht die Tragfähigkeit der Decken, verstärkt den Schallschutz und bindet den Skelettbau an die vertikalen Stahlbetonkerne an. Überall wo möglich sollte Recyclingbeton verwendet werden. 

Die Obergeschosse erhalten eine Fassade mit ca. 48 % Glasanteil. Jedes zweite Fensterelement ist als Öffnungsflügel zur natürlichen Belüftung vorgesehen. 

Oberhalb der Fensterflächen befindet sich eine horizontal auskragende Metallkonstruktion, die PV-Paneele zur Stromerzeugung aufnimmt und gleichzeitig für passiven baulichen Sonnenschutz sorgt. Zusätzlich sorgt ein außen liegender Sonnenschutz für individuelle Anpassungsmöglichkeiten. Als Fassadenmaterial ist recyceltes Aluminium vorgesehen. 

Der kompakte Baukörper schafft die Grundvoraussetzung für ein wirtschaftliches Gebäude. 

Alle Arbeitsbereiche sind flexibel gestaltet und erlauben die adaptive Aufteilung der Geschosse. 

Die reduzierte Hüllfläche, das Ausbauraster von 1,35 m und die Flächeneffizienz schaffen ein flexibles und wirtschaftliches Gebäude. 

Zusätzlich reduziert der hohe Vorfertigungsgrad des Gebäudes die benötigte Bauzeit und erlaubt präzise Kostenkontrolle. Durch den niedrigen Energieverbrauch, der hohen Energiegewinnleistung und der Wahl langlebiger und widerstandsfähiger Materialien liegen die zu erwartenden Lebenszykluskosten des Gebäudes im unteren Bereich. 

Das Energiekonzept für das Brainergy Hub basiert auf einem ganzheitlich abgestimmten Konzept zwischen Architektur, baulicher Technologie und der technischen Gebäudeausrüstung. Ziel ist es, ein energetisches Gebäude zu projektieren, welches eine höchstmögliche Nutzung der natürlichen Ressourcen ermöglicht und damit beiträgt, den Treibhauseffekt zu reduzieren und die CO2-Immissionen zu senken. 

Ein wirtschaftliches und umweltschonendes Energieversorgungskonzepts des Gebäudes kann realisiert werden durch: 

─ Nutzung der Energiepotenziale der Natur (Solar, Biomasse, etc.) 

─ eine optimierte Gebäudehülle (sommerlicher und winterlicher Wärmeschutz) 

─ die Nutzung von Speichermassen 

─ die Reduzierung von Energieverteilungsverlusten, aufgrund niedrigen Temperaturniveaus der Systeme 

Im Mittelpunkt der Planung stehen die Anforderungen an eine nachhaltige Gebäudestruktur entsprechend den Kriterien der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB). Berücksichtigung findet der gesamten Lebenszyklus des Gebäudes – im Hinblick auf die Umweltwirkungen und Ressourcenverbräuche, genauso wie in Bezug auf die Kosten für die Bewirtschaftung und Instandhaltung. Grundlage sind die drei zentralen Nachhaltigkeitsbereiche Ökologie, Ökonomie und Soziokulturelles und führen zu einer nachhaltigen Wertsteigerung der Immobilie, höheren Vermietbarkeit, höheren Nutzerzufriedenheit und Einsparung von umweltschädlichen Emissionen und letztlich auch einer Minimierung der Lebenszykluskosten. 

 Sanitäre Anlagen 

Die Anbindung der Verbraucher erfolgt unter Berücksichtigung der Aspekte für die Sicherstellung einer entsprechenden Trinkwasserhygiene. Für die Trinkwarmwasserversorgung der Küche / des Gastronomiebereichs und der Umkleiden (Duschen) sind Frischwasserstationen vorgesehen, die lediglich bei Bedarf warmes Trinkwasser zur Verfügung stellen. Sofern in Sanitärräumen und dezentralen Kücheneinheiten Trinkwarmwasser benötigt wird, sind elektrische Durchlauferhitzer angedacht. Das anfallende Regenwasser auf dem Gebäude wird in einer Regenwasserzisterne gespeichert. Zur Reduzierung des Verbrauchs von Trinkwasser aus dem öffentlichen Versorgungsnetz können die Spülkästen der Toiletten mit dem aufgefangenen Regenwasser versorgt werden. Die Bewässerung der Grünflächen und des Atriumgartens kann analog über die Regenwasserzisterne sichergestellt werden. 

Wärmeversorgung 

Für die Beheizung wird weitestgehend auf natürliche Ressourcen, wie z. B. Wärmepumpentechnik sowie die Sonnenenergie zur Stromerzeugung, zurückgegriffen. Der zur Verfügung stehende thermische Anergie-Netzanschluss für das Gebäude bildet für die Nutzung von Wärmeversorgungsanlagen für niedrige Temperaturniveaus eine ideale Voraussetzung. Parallel ist es denkbar, z.B. über die Einbindung von Geothermie das Gebäude mit Wärmeenergie zu versorgen. Die inneren Lasten von EDV-, Server- und elektrischen Betriebsräumen, welche konstant über das gesamte Jahr anfallen, finden Berücksichtigung im Gesamtkonzept für die Wärmeversorgung des Gebäudes. Die Beheizung der Räume erfolgt größtenteils über eine thermische Betonkernaktivierung (Decke). Dadurch können die natürlichen Energiequellen auf niedrigstem Temperaturniveau und die Speichermasse des Gebäudes genutzt werden. Aufgrund der Wärmeübergabe in Form von Strahlung kann ein hoher thermischer Komfort erreicht werden. In Zeiten, in denen kein Bedarf im Gebäude ansteht, kann überschüssige Wärmeenergie auf Grund des niedrigen Temperaturniveaus in das Anergie-Netz eingespeist werden. 

Lüftungstechnik 

Für die Be- und Entlüftung des Gebäudes ist das Konzept der hybriden Lüftung angedacht. An Tagen mit entsprechenden Außenlufttemperaturen wird eine Fensterlüftung genutzt. Bei zu hohen oder zu niedrigen Außenlufttemperaturen übernimmt eine raumlufttechnische Anlage die Be- und Entlüftung des Gebäudes. Für die Sicherstellung des hygienischen Mindestluftwechsels kann die mechanische Be- und Entlüftung das Prinzip der Fensterlüftung unterstützen. Die Regelung der Luftmengen erfolgt CO2-geführt. Eine Nachtauskühlung kann mittels Fensterlüftung als auch über das Lüftungsgerät sichergestellt werden. Als Wärmerückgewinnung bietet sich ein Hochleistungs-Kreislaufverbundsystem an, in welches sich optional über Wärmetauscher im Sole-Kreislauf die Einspeisung von Wärmenergie für Kühl- und Heizzwecke realisieren lässt. Zur Reduzierung des Energieaufwands der Zuluftkühlung ist ein Abluftbefeuchter (adiabate Kühlung) vorgesehen. Sollten Feuchteanforderungen für Räume bestehen, ist ein Befeuchter notwendig. Die vorhandene, konventionelle Kälteerzeugung mit niedrigen Systemtemperaturen ermöglicht, bei Bedarf bzw. Notwendigkeit die Entfeuchtung der Außenluft. Des Weiteren stellt die Raumlufttechnische Anlage sicher, dass ein ggf. erhöhter, erforderlicher Luftwechsel für die Verringerung der Aerosolkonzentration in der Raumluft bzgl. der COVID19-Thematik umsetzbar ist. 

Kälteversorgung 

Die Kühlung der Räume mit konstanten, ganzjährigen inneren Lasten (z.B. EDV / Server-Räume) erfordert an Tagen mit hohen Außenlufttemperaturen eine aktive Kühlung. Dafür ist eine Kältemaschine (Kaltwassersatz) vorgesehen. Über die Option der freien Kühlung ist eine Kühlung mit niedrigem Energiebedarf möglich. Die Kühlung der Räume erfolgt analog der Beheizung über die thermische Betonkernaktivierung. Die vorhandenen, niedrigen Systemtemperaturen dienen der passiven Kühlung. Neben der Nutzung der Geothermie steht das Anergie-Netz zur Verfügung. Räume, die eine höhere Anforderung bzgl. der Kühlung besitzen (z.B. Besprechungsräume), können über die konventionelle Kälteerzeugung bedient werden. In Zeiträumen von überschüssiger zur Verfügung stehender Wärmeenergie der konventionellen Kälteerzeugung kann diese dem Anergie-Netz zugeführt werden. 

Elektrotechnik 

Die Stromversorgung des Brainergy Hub erfolgt für eine nachhaltige Verfügbarkeit der elektrischen Energie auf Basis erneuerbarer Energien. Neben dem Anschluss an das öffentliche Niederspannungsnetz des örtlichen Energieversorgers, wird die energetisch und wirtschaftlich sinnvolle Berücksichtigung einer Photovoltaikanlage in der Planung und Ausführung berücksichtigt. Abhängig der Entwicklung der internen Gastronomie kann es erforderlich werden mittelspannungsseitig das Gebäude an das Mittelspannungsnetz des Energieversorgers anzuschließen. 

Die gebäudeinterne Erschließung erfolgt über die Niederspannungshauptverteilung und nachgelagerte Unterverteilungen, die etagenweise jeweils übereinander angeordnet werden, so dass sich ein strukturierter Aufbau ergibt und eine Erweiterbarkeit gegeben ist. Die Steigepunkte verlaufen jeweils innerhalb der Elektrounterverteilerräume, diese bieten darüber hinaus eine Platzreserve für spätere Erweiterungen. Das Potenzial der lokalen solaren Energie wird mit einer Aufdach- und Fassadenintegrierten PV-Anlage gehoben. Die Anlage wird modular aufgebaut, um verschiedene neuartige Modul- und Zelltypen zu erforschen und deren Produktionsverhalten zu vergleichen. Zusätzlich können Fensterflächen vereinzelt durch transparente PV-Module ersetzt und diese Technologie ebenfalls erforscht und getestet werden. Zur Erhöhung des Eigenverbrauchs wird zusätzlich ein Stromspeicher eingesetzt. Die verschiedenen Büro- und Verbraucherbereiche werden separat mit intelligenten Messsystemen ausgestattet. Hierdurch kann neben der PV-Produktion auch der Gebäudeverbrauch spezifisch und zeitaufgelöst dargestellt und ausgewertet werden. Im zentralen Gebäudebereich kann so der Energiefluss auf einem Bildschirm visualisiert und greifbar gemacht werden. Durch die zeitliche Auflösung der Verbräche können auch variable Stromtarife für die Gebäudenutzer angeboten und deren Lenkungswirkung aufs Verbrauchsverhalten erforscht werden. Eine moderne Informations- und Kommunikationstechnik bildet zum einen die Basis für die heutigen und vor allem zukünftigen Dienste (z.B. Internet der Dinge, Smart Building, Remote-Zugriff über andere Standorte, etc.) und zum anderen auch ein hohes Maß an Komfort für Nutzer durch Nutzung von Multimedia-Angeboten im gesamten Gebäude. Die Beleuchtungssteuerung wird tageslichtabhängig und über Präsenzmelder gesteuert. Der Arbeitsplatz kann von jedem Nutzer individuell über z.B. Smartphone gesteuert und geregelt werden. Somit hat jeder Nutzer / Mitarbeiter eine individuell einstellbare Arbeitsplatzbeleuchtung. Die Jalousieanlage (Sonnenschutz) wird automatisch über die Wetterstation gesteuert, die Himmelsrichtungen werden hierbei berücksichtigt. Zusätzlich kann der Nutzer / Mitarbeiter individuell in diese Steue-rung eingreifen. Im Gebäude kommt ein flächendeckendes W-Lan-Netz zur Ausführung, um eine maximal-zugängliche Internetverbindung zu gewährleisten. 

Gebäudeautomation 

Im Mittelpunkt des energieeffizienten Gebäudebetriebes steht die Gebäudeautomation. Hauptaufgabe ist die laufende Überwachung und Optimierung des Energieverbrauchs. Energie für z. B. Heizen, Kühlen, Beleuchtung muss nur bei aktivem Bedarf zur Verfügung gestellt werden. Passive Energiegewinnung, z. B. durch Öffnen des Sonnenschutzes im Winter, muss gefördert werden. Eine gewerkeübergreifende Gebäudeautomation sichert den wirtschaftlichen Betrieb und die laufende Optimierung. 

Die bauphysikalischen Eigenschaften eines Gebäudes haben maßgeblichen Anteil an den passiven Maßnahmen der energetischen Gebäudeplanung. Der als Holzhybrid Bau konzipierte Brainergy-Hub weist durch den substanziellen Einsatz von Holz bereits vor dem Betrieb eine vergleichsweise geringe CO2-Bilanz auf, da weniger „graue Energie“ im Baukörper gebunden ist. Weniger Beton bedeutet jedoch auch weniger Speichermasse, die zur Pufferung von Temperaturspitzen dienen kann. Dies kann mit sogenannten Phase-Change-Materials (PCM) kompensiert werden. Mikroverkapselte Wachse und Paraffine schmelzen bei einer bestimmten Temperatur und nehmen latent, ohne Temperaturanstieg, Energie auf. Durch kühle Nachtluft können diese, eingesetzt z.B. in Trennwänden oder Innenputz, wieder regeneriert werden. Somit kann dennoch eine hohe spezifische Wärmekapazität des Gebäudes erreicht werden. Selbstverständliche Grundlagen wie eine luftdichte und wärmebrückenfreie Konstruktion sind auch bei Rückbau- und Recyclingfreundlicher Bauweise möglich und werden verfolgt und umgesetzt. 

Bei intensiv genutzten Neubauten ist der sommerliche Schutz vor Überhitzung genauso Thema wie der winterliche Wärmeverlust. Aus diesem Grund liegt der Fokus neben hohen Dämmeigenschaften der Bauteile auch auf Maßnahmen zur Verschattung und passiven Kühlung. Eine vorgehängte, hinterlüftete Fassade und der Himmelsrichtung entsprechende Wärme- bzw. Sonnenschutzverglasung werden als klassische Komponenten eingesetzt. Ein außenliegender Sonnenschutz wird mit verschattenden PV-Paneelen kombiniert, die den Baukörper individuell bezeichnen und die Eigenschaft der energetischen Synergien an der Außenseite darstellen