Tragwerksplanung Labor- und Forschungsgebäude
Vorausschauende Planung für eine moderne Forschung
Hohe Installierbarkeit, Erschütterungsschutz, unterschiedliche Funktionsbereiche, flexible Nutzung. Projektmanager Michael Bauer über die besonderen Fragestellungen bei der Planung von Labor- und Forschungsgebäuden.
Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen (Fotos: Florian Trykowski, Architektur: Fritsch+Tschaidse Architekten)
Moderne Forschungseinrichtungen kennzeichnen sich durch interdisziplinäre Zusammenarbeit, Raum für Kommunikation, eine effiziente Infrastruktur sowie Flexibilität bei der Nutzung. Ein weiterer sehr wichtiger Punkt ist eine nachhaltige und zukunftsgerechte Planung. Das müssen nicht nur die Architekten bei ihren Entwürfen berücksichtigen, sondern auch wir bei der Tragwerksplanung.
Was unterscheidet die Planung von Labor- und Forschungsgebäuden von z.B. Wohn- oder Bürobauten?
Im Laborbau haben wir es mit hochtechnisierten, d.h. hoch installierten Gebäuden zu tun. Für uns in der Planung bedeutet das eine große Anzahl von Aussparungen und Öffnungen in tragenden Bauteilen. Der Abstimmungsbedarf mit Bauherrn und Nutzern sowie den Fachplanern und Spezialisten unterschiedlichster Fachgebiete ist daher sehr hoch.
Außerdem müssen wir bei den sensiblen Laboreinheiten oft spezielle Anforderungen bezüglich Temperaturkonstanz oder Erschütterungen berücksichtigen. Das spielt bspw. eine Rolle bei der Ermittlung der Bauteilabmessungen oder der Wahl der Gebäudetragstruktur. Auch hier müssen wir uns interdisziplinär abstimmen.
Nachbarbebauung, angrenzender Verkehr und nicht zuletzt der Baugrund/Geologie: Laborgebäude haben oft höchste Anforderungen im Hinblick auf den Erschütterungsschutz
Das hört sich nicht ganz trivial an.
Ist es auch nicht. Die Nutzung geht von Reinräumen und Laboreinheiten mit diversen Schutzklassen/Sicherheitsstufen über Büro- und Lehrräume bis hin zu Werkstätten mit Krananlagen und weitgespannten Tragwerken oder besonderen Lastanforderungen. D.h. unterschiedliche Funktionsbereiche müssen bei der Planung berücksichtigt werden.
Allerdings muss meist nicht das gesamte Gebäude den gleichen hohen Ansprüchen entsprechen. Das ist nicht wirtschaftlich. Für die unterschiedlichen Nutzungsbereiche definieren wir daher entsprechende Anforderungen und stimmen diese aufeinander ab.
Grundsätzlich gilt: Laborgebäude ist nicht gleich Laborgebäude. Biochemische Labore haben andere Anforderungen als bspw. Labore mit physikalischer Nutzung. Das müssen wir berücksichtigen.
Gewerksübergreifende Zusammenarbeit durch BIM mit u.a. Architektur und Haustechnik bei hoch installierten Gebäuden
Wovon profitiert der Bauherr noch?
Wir planen alle unsere Hochbauprojekte intern mit BIM. Beton- und Betonstahlmassen werden über die Software zusammengestellt. So haben wir einen hohen Detaillierungsgrad der Bauteilmassen. Das hat den großen Vorteil, dass wir schon in frühen Leistungsphasen eine große Planungssicherheit bei den Kosten haben. Das hilft uns und dem Bauherren.
Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen
(Fotos: Florian Trykowski, Architektur: Fritsch+Tschaidse Architekten)
Welche Rolle spielt dabei BIM?
Bereits Ende der Leistungsphase 2 erstellen wir ein digitales Gebäudemodell für das Tragwerk – mit allen tragwerksrelevanten Informationen. Daraus werden dann für die weitere Präzisierung der Planung vorab bereits Positionspläne erstellt. Dabei werden wir von unserem internen BIM-Team unterstützt.
Ein weiterer Punkt: Der Abstimmungsbedarf mit den Fachplanern ist aufgrund des hohen Installationsgrad sehr groß. Die Modellierung mit Revit veranschaulicht die Festlegung der Tabuzonen. Die Absprache und Koordination mit allen Beteiligten, speziell den Objekt- und Fachplanern, wird enorm erleichtert.
ZM-I: frühzeitige Abstimmungen, offener Dialog
mit allen Beteiligten; BIM als Planungsmethode
BIM-Anwendungsfall Kollisionsprüfung Tragwerksplanung mit ELT und HLSK
Mit BIM legen wir frühzeitig den Fokus auf ein wirtschaftliches Tragwerk.
Unser Fokus ist das Tragwerk.
Unser Blick geht allerdings weiter.
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme, Freiburg
(Foto: Bernhard Strauss Fotografie, Architektur: Brechensbauer Weinhart + Partner)
Wie sieht die Zukunft aus?
Immer mehr Forschungseinrichtungen arbeiten interdisziplinär zusammen. Das spiegelt sich in der modernen Architektur wieder. Die schafft in ihren Entwürfen die dafür erforderlichen Rahmenbedingungen.
Das beeinflusst natürlich unsere Planung. Wir müssen eine mögliche spätere Erweiterung, eine räumliche Umgestaltung oder Nutzungsänderung schon jetzt im Tragwerk berücksichtigen. Änderungen sollen mit möglichst geringem Aufwand durchführbar sein.
Ein Thema der Nachhaltigkeit …
Genau. (Labor-)Gebäude, die heute geplant werden, sollen möglichst lange im Einsatz sein, auch wenn sich die Nutzung ändert.
Zu einer nachhaltigen Planung gehört aber noch mehr. Tragwerksoptimierung ist ein Stichwort. Hier können wir einwirken, um Flächen bestmöglich auszunutzen und Material einzusparen. Auch bei der Frage der Baustoffe können wir beraten, d.h. welche nachhaltigen Betonrezepturen oder Recycling-Betone können wir einsetzen. Und nicht zuletzt geht der Trend zur Nutzung von ressourcenschonenden Materialien. Wir planen natürlich auch Holz- und Holzhybridkonstruktionen.
Auch zukünftige NutzerInnen sollen von einer vorausschauenden Planung profitieren.
Projektbeispiele
Zentrum für Biomedizinische Forschung
Medizinische Universität Wien, ALG Himberg
- Tragwerksplanung für zwei Gebäudeteile, die über einen verglasten Eingangsbereich miteinander verbunden sind.
- Einheitliche Hülle aus karbonisierten Holzlatten
- Büro-/Seminar-/Lagerräume, Werkstatt, Laborbereich mit Sicherheitsstufen S1, S2
Architektur/Visualisierung: doranth post Architekten
Technisches Infrastrukturgebäude
Universität Bonn, Campus Poppelsdorf
- Tragwerksplanung Gebäude des Neubaus Campusgebäude für Forschung und Lehre
- Vier miteinander verbunde Baukörper
- Winkelförmiger Erweiterungsbau mit Anschluss an Bestandsgebäude
- Multifunktionale Nutzung mit Seminarräumen und Büro sowie Labore, Technik, experimentelle Räume und Versuchstierhaltung
- Flexible Anordnung des Laborbereichs
Architektur/Visualisierung: Brechensbauer Weinhart + Partner Architekten
Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen, Fraunhofer ISE in Freiburg
- Tragwerksplanung Gebäude sowie Tragwerks- und Objektplanung Verbau für den Neubau des Laborgebäudes
- Funktionsbereiche Labor-, Technik- und Büroräume sowie Versuchsflächen
- Vibrationskriterium VC-B und VC-C
- Erdbebenzone 1
Architektur/Visualisierung: Brechensbauer Weinhart + Partner Architekten
Preclinical Center, Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München
- Tragwerksplanung für das Laborgebäude für die experimentelle Forschung
- Speziallabore (S1/S2), Experimentalräume, Spülküche, Büros und Aufenthaltsräumen
- Leicht geneigtes Bestandsgrundstück, beengte Platzverhältnisse und hohe Geländeauflasten
Architektur/Visualisierung: doranth post Architekten
Max-Planck-Institut für Physik in Garching
- Tragwerksplanung Gebäude sowie Tragwerks- und Objektplanung Verbau für den Neubau des Laborgebäudes
- Funktionsbereiche Büro, Labor und Montagehalle mit Werkstatt
- Vibrationskriterium VC-C und D
- Vorgefertigte, elementierte Bauteile
Architektur/Visualisierung: Brechensbauer Weinhart + Partner Architekten
ZM-I Gruppe
Zilch + Müller Ingenieure
München +49 (0)89 / 990 162-0
Ingolstadt +49 (0)841 / 881 350-0
Waging +49 (0)8681 / 478 807-0
ZM-I Regensburg +49 (0)941 / 64 64 485-0
ZM-I Nürnberg +49 (0)911 / 300 382-0
ZM-I Dresden +49 (0)351 / 265 5588-0
ZM-I Fire+Risk +49 (0)89 / 990 162-260
IngPunkt Augsburg +49 (0)821 / 45 50 52-0
München +49 (0)89 / 990 162-0
Regensburg +49 (0)941 / 64 64 485-0