Phase 1
Projektbeitrag
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Die runde Gebäudeform lässt den Exergy Hub eindeutig als Hauptbaustein des Campus erkennen Er schwebt über der Landschaft und bildet Arkaden, die sich entlang des gesamten Umfangs erstrecken und aus allen Himmelsrichtungen zugänglich sind. Die Hauptzugänge orientieren sich Richtung Nord und Süd und sind jeweils an einen angemessen dimensionierten Platz angeschlossen. Im Osten und Westen werden Nebeneingänge an das Wegenetz der Freianlagen angebunden. Die Gebäudeform schafft eine Verzahnung zwischen Architektur und Natur – die Landschaft umspült den Gebäudekörper sodass eine nahtlose Einheit zwischen dem Norden und dem Süden des Grundstücks entsteht.

See und Gebäude werden als gestalterische Einheit entwickelt und ergeben eine atmosphärisch dichte Situation, die zugleich identitätsstiftend und wiedererkennbar ist. Die flächenhafte Ausprägung der Wasserfläche wird im Südosten in Größe und Form als große Wiese wiederholt. Der umgebende Park spiegelt mit seiner Formensprache die „kreativ-chaotische” Atmosphäre des Gründungszentrums wider. Eine Abfolge von großen und kleinen Plätzen wurde aus der Formensprache des Gebäudes entwickelt und ermöglicht zum einen eine gute Orientierung, zum anderen eine sinnvolle Nutzung an den Haupt- und Nebeneingängen. Die Übergänge der gebäudenahen Plätze sind fließend. Die großen, befestigten Plätze, sowie das Café als eine der wichtigen, identitätsstiftenden Nutzungen sind nach Süden orientiert und bieten attraktive Aufenthaltsqualitäten. Im Verlauf der Promenade befinden sich in lockerer Sequenz platzartige Aktionsflächen, die sich die Nutzer informell aneignen können und sollen. Die Promenade umfasst die verschiedenen Hauptbereiche und definiert die Ränder. Dadurch ist eine gute Orientierung möglich.

Erschließung Außen
Ein großes organisches Wegenetz greift die außenliegenden, orthogonalen Wegesystem auf und führt zu den zentralen Nutzungen im inneren Bereich. Die Wege werden durch einen baumbestandenen Übergangsbereich geführt. Der innere Bereich dagegen ist offen gestaltet. In den platzartigen Aufweitungen an der Promenade entstehen Orte zum Verweilen und zum kreativen Austausch. Alle Wege führen ganz natürlich zu den Eingängen des Gebäudes. Die Hauptanlieferung der Gastronomie und die Müllentsorgung finden weitestgehend störungsfrei auf der Südwestseite statt. Der Platz muss dazu nicht überfahren werden.
Erschließung Innen
Die Erschließung des Gebäudes ist der Kern effizienter Funktionalität. Mit dem zentralen Forum wird ein klares Zentrum geschaffen, das als Foyer fungiert und als Haupttreffpunkt aller Besucher und Nutzer aktiviert wird. Jeder der vier Eingänge des Gebäudes führt zu diesem Zentrum und ist direkt mit der vertikalen Erschließung verbunden, wodurch eine klare und effiziente Orientierung geschaffen wird. Das zentrale Atrium über dem Forum schafft Orientierung und visuelle Verbindungen, die es allen Mitarbeitern ermöglichen, sich nahtlos zwischen den Büromodulen zu bewegen. Der äußere Umfang des Gebäudes wird durch Terrassen sowie eine verbindende Veranda aktiviert, die es den Nutzern ermöglicht, alle Bereiche des Gebäudes von der Peripherie aus zu erreichen. Dieses System der internen und externen Zirkulation rahmt die Wettbewerb „Brainergy Hub“ in Jülich – Erläuterungsbericht Büromodule ein und verwebt sie miteinander, um die Kommunikation zu maximieren. Die Zirkulation des Gebäudes wird als ein Schlüsselelement für die Schaffung neuer Ideen durch Kontakt und Geschehen gesehen.
Offen & Flexible
Die Arbeitsbereiche des Exergy Hub setzen auf Flexibilität und Modularität, um ein Gebäude zu schaffen, dass es dem Nutzer erlaubt durch die Anpassung von Zwischenzonen und Wänden, Büromodule zu erweitern und zusammenzuziehen. So können diverse Grundrisslösungen, vom Einzel- zum Doppel- und Großraumbüro realisiert werden. Ein idealer Rahmen für die Koexistenz von kreativem Chaos und organisierter Struktur, die durch das Zirkulationssystem des Gebäudes miteinander verwoben ist. Innenhöfe bieten einen direkten Kontakt mit der Natur wobei alle Zonen ideal natürlich belichtet und belüftet sind.

Efficiency & Reuse
Die Tragwerksplanung besteht aus einem hochwirksamen und anpassungsfähigen System, das die Wichtigkeit von Nachhaltigkeitsparametern in der Kurzdarstellung und in den aktuellen Best-Practice-Ansätzen für ressourcenschonendes Design widerspiegelt. Die grundlegende Tragstruktur folgt dem orthogonalen 8,1 x 8,1m Raster-Layout und bildet so eine Reihe von modularen Feldern deren Anordnung je nach Benutzeranforderungen und Projektphase leicht erweitert, verändert oder reduziert werden kann. Jedes Modul besteht aus 4 Holzstützen, die einen Hauptträger stützen auf dem wiederum gerippte Verbundbeton und Holzplatten aufliegen. Die Platten, Hauptträger (Beton- oder Stahlfertigteile) und Stützen sind alle vorgefertigt und mit maßgeschneiderten und geometrisch konsistenten Verbindungen ausgestattet, um eine schnelle Konstruktion sowie vollständiges Recycling und Wiederverwendung der Strukturelemente zu unterstützen.

LowEx (Energie)
Dieses Gebäude nutzt passive Maßnahmen, um den hohen Exergiebedarf in der Zeit zu reduzieren, in der am wenigsten erneuerbare Energie zur Verfügung steht.
Passives Design – das Gebäude für ein LowEx-Konzept zugänglich machen
Passives Design wird eingesetzt, um den Spitzen- und Jahresenergiebedarf zu reduzieren, was entscheidend ist, um die Durchdringung des LowEx-Konzepts über das ganze Jahr zu verlängern.
LowEx Heizung und Kühlung – eine Prosumer-Verbindung mit dem LowEx-Netzwerk
Niedertemperatur-Strahlungsheizungen sind für die direkte Nutzung an den Perimetern vom LowEx-Netzwerk vorgesehen. Die Kühlung ist auf Bereiche mit hoher Belegungsdichte und IT-Räume beschränkt.
Lüftung – natürlich und dann mechanisch
Natürliche Lüftung ist der primäre Mechanismus für die Belüftung. Die Nutzer können die Fenster, die meiste Zeit des Jahres nach ihren Vorlieben öffnen. Einige Fenster sind automatisiert, um das Steuern der C0²-Werte und die Nachtauskühlung zu unterstützen.
SolarEx
Solar Zellen auf dem Dach unterstützen Energie Systeme in dem haus durch Produktion von Energie
MatEx (Materialien, Struktur, Circularity)
Modulare Konstruktionen unter Verwendung von Standard- und Verbreitetenabmessungen ermöglichen Wiederverwendung eines großen Teils der Gebäudekomponenten in der Zukunft. Hoch-Exergie-Materialien wie Beton und Stahl werden verwendet und mit Niedrig-Exergie-Materialien wie Holz aufgewertet, um damit größere und häufigere Gebäudeabmessungen bedienen zu können. Niedrig-Exergie-Materialien sind in den Fassaden konzentriert.

Exergie, LowEx Netzwerk, Prosumerismus, Brainergy Hub

Exergie – ist in ihrem Kontext ein Hinweis auf die Nützlichkeit oder Qualität von Energie
Elektrizität hat eine hohe Exergie, da sie für fast alles verwendet werden kann. Wasser bei 30°C kann hingegen nur für Fußbodenheizugen verwendet werden = geringe Exergie, ist aber oft eine nützliche Abwärmequelle von Rechenzentren oder Hochtemperatur-Produktions- bzw. Wissenschaftlichen Prozessen.

LowEx Netzwerk– ist ein Energieaustauschsystem, das Energie auf der niedrigsten Stufe der Nützlichkeit überträgt
Was für ein Gebäude oder ein Teil eines Gebäudes nicht nützlich ist, könnte für ein anderes nützlich sein. Energie mit hoher Exergie (vorzugsweise erneuerbar) kann verwendet werden, um Energie mit nierdiger Exergie in einen nützlicheren Zustand zu bringen (z.B. Wärmepumpen).

Prosumerismus – ist eine symbiotische Alternative zum parasitären Konsumismus
Gebäude beziehen nicht nur das was sie benötigen aus dem Netz, sondern führen überschüssige oder unerwünschte Energie zurück, die von anderen Gebäuden in diesem Netz genutzt werden können. Die Systeme müssen so konzipiert sein, dass sie das niedrigste verfügbare ExergieNiveau nutzen können, um die Menge des Austauschs zu erhöhen und den kollektiven ökolokischen Fußabdruck zu verringern.

Brainergy Hub – ist der Kontrollpunkt, der diesen Energieaustausch innerhalb des Brainergy Parks steuert und präsentiert
Eine zentrale Datenaustausch- und Verarbeitungseinheit bestimmt, welche Exergieniveaus verfügbar sind und findet Quellen für Abnehmer mit einer niedrigeren Exergie, um die benötigten Anfoderungen auszugleichen, bevor man sich der Verwendung von Elektrizität zuwendet.

Erweiterung des Konzepts / Denkens – Prosumerismus in einem LowEx-Netzwerk

LowEx (Energie)
Dieses Gebäude nutzt passive Maßnahmen, um den hohen Exergiebedarf in der Zeit zu reduzieren, in der am wenigsten erneuerbare Energie zur Verfügung steht. Es liefert überschüssige hohe Exergie, die von den Sonnenkollektoren auf dem Dach erzeugt wird, sowie Kühlung mit niedriger Exergie über das Seewasser. In Spitzenzeiten können die LowEx-Gebäudesysteme die Abwärme und die überschüssige Kühlung, die über andere Gebäude bereitgestellt wird nutzen.

MatEx (Materialien, Struktur, Circularity)
Modulare Konstruktionen unter Verwendung von Standard- und Verbreiteten-abmessungen ermöglichen Wiederverwendung eines großen Teils der Gebäudekomponenten in der Zukunft. Hoch-Exergie-Materialien wie Beton und Stahl werden verwendet und mit Niedrig-Exergie-Materialien wie Holz aufgewertet, um damit größere und häufigere Gebäudeabmessungen bedienen zu können. Niedrig-Exergie-Materialien sind in den Fassaden konzentriert.

MoveEx (Mobilität and Landschaft)
Die Landschaftsgestaltung um den Brainergy Hub und den Teich ist die MoveEx-Drehscheibe für das Mobilitätsnetzwerk. Aktivitäten werden dezentralisiert und Laufwege verkürzt, um den barrierefreien Fußgängerverkehr aus den übrigen Campus-Gebäuden anzulocken. Dieser Fußgängerverkehr hat innerhalb des Campus eine höhere Priorität als der Rad- und dann der Autoverkehr.

ArchEx (Architektur, Raum, Funktion und Annehmlichkeit)
Der Brainergy Hub bietet Annehmlichkeiten wie ein Restaurant, Konferenzräume und Co-WorkingSpace, um den Bedarf an diesen Annehmlichkeiten in anderen Gebäuden im Brainergy Park zu reduzieren. Das Gebäuderaster ist so gewählt, dass die architektonische Qualität bei einer Änderung der Raumnutzung nicht beeinträchtigt wird.

LowEx TGA und Bauphysik

Passives Design – das Gebäude für ein LowEx-Konzept zugänglich machen
Passives Design wird eingesetzt, um den Spitzen- und Jahresenergiebedarf zu reduzieren, was entscheidend ist, um die Durchdringung des LowEx-Konzepts über das ganze Jahr zu verlängern. Natürliche Belüftung kombiniert mit Verdunstungskühlung und Nachtkühlung der thermischen Masse wird die Kühlung der Büroräume sicherstellen. Der Sonnenschutz reduziert die Wärmegewinne im Sommer, wird aber im Winter genutzt, um den Heizbedarf zu senken und gleichzeitig Tageslicht für einen reduzierten Beleuchtungsverbrauch zu liefern.

LowEx Heizung und Kühlung – eine Prosumer-Verbindung mit dem LowEx-Netzwerk
Niedertemperatur-Strahlungsheizungen sind für die direkte Nutzung an den Perimetern vom LowExNetzwerk vorgesehen. Die Kühlung ist auf Bereiche mit hoher Belegungsdichte und IT-Räume beschränkt. Eine reversierbare Wärmepumpe bereitet das Kühlwasser aus dem LowEx-Netz auf, während sie die Wärme an das gleiche Netz oder an den Teich abgibt. Die Photovoltaikanlage liefert Strom für den Betrieb der reversiblen Wärmepumpe und für andere Anwendungen im Gebäude. Der Überschuss wird in das LowEx-Netz eingespeist.

Lüftung – natürlich und dann mechanisch
Natürliche Lüftung ist der primäre Mechanismus für die Belüftung. Die Nutzer können die Fenster, die meiste Zeit des Jahres nach ihren Vorlieben öffnen. Einige Fenster sind automatisiert, um das Steuern der C0²-Werte und die Nachtauskühlung zu unterstützen. Für Spitzenzeiten im Winter sind mechanische Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung in das Fassadensystem integriert.

Zweifaches Stromsystem –Intelligente AC- und DC-Stromnetze
Zusätzlich zum konventionellen Wechselstromnetz im Gebäude wird ein Gleichstromnetz für die Beleuchtung und zugehörige Geräte wie Computer und Laptops bereitgestellt, um die mit Wechselrichtern usw. verbundenen Verluste weiter zu reduzieren. Beide Netzwerke werden die Möglichkeit der Kommunikatoion über Strom beinhalten, um eine Reduzierung und Vereinfachung der Verkabelung zu Sensoren etc. zu ermöglichen.

Das Schaufenster – Zeigt es so, dass es alle wissen – zwanghaft offensichtlich

Informationsnetzwerk
Als Schaufenster ist vorgesehen, dass all diese Initiativen für den Betrachter offensichtlich sind. Beschilderung, lokale, statische und dynamische Dashboards, eine per Smartphone zugängliche Website und eine Augmented-Reality-App werden das Konzept und den Beitrag der verschiedenen Initiativen erklären. Es werden Informationen darüber bereitgestellt, wie man mit dem System interagieren kann, um die Leistung zu unterstützen und gleichzeitig eine effektive Benutzererfahrung zu haben. Informationen darüber, wie man diese Logik zu Hause anwenden kann, werden ebenfalls gegeben.

Das Gebäude und die Systeme erzählen die Geschichte
Die übersichtlich und sauber installierte Gebäudetechnik wird freigelegt. Farben und Symbole, die mit den Informationen in den Dashboards übereinstimmen, werden der Ausgangspunkt für die Kommunikation sein. Thermochromatische Materialien werden als Hinweis auf die aktuellen Temperaturen aktiver Oberflächen oder kühl- und heizwasserführender Rohrleitungen verwendet. Eine Augmented-RealityApp wird es den Nutzern ermöglichen, zu verstehen, wie sich Elemente und Systeme in ihrer aktuellen Ansicht auf das größere System beziehen, für diejenigen, die an mehr Details interessiert sind.

International
Die Informationen werden online (innerhalb der Datenschutzparameter) in mehreren Sprachen als internationaler Showcase und Ressource zur Verfügung gestellt.