Neubau Forschungsgewächshaus am Campus Riedberg der Universität Frankfurt am Main

Neubau Forschungsgewächshaus am Campus Riedberg der Universität Frankfurt am Main

Angepasst an die Topographie des Geländes

3 in Größe und Lage gestaffelte bogenförmige Hallen bilden die Geometrie der Stahl-Glas-Konstruktion

EXPONIERTE LAGE. Das Gewächshaus dient zur Anzucht, Pflege und Präsentation von Pflanzen, die der biowissenschaftlichen Forschung und Lehre an der Goethe Universität Frankfurt am Main dienen. Es wurde an exponierter Stelle an der Schnittstelle des neu geschaffenen Campus Riedberg zum südlich angrenzenden Grünzug mit Hanglage Richtung Stadtzentrum errichtet und passt sich der Topographie des Geländes an.

Königs Architekten
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GESTAFFELTE SCHEITELHÖHEN. Das Gebäude erstreckt sich auf einer Grundfläche von 1.440 Quadratmetern. Drei in Größe und Lage gestaffelte bogenförmige Hallen bilden die Geometrie der Stahl-Glas-Konstruktion.

Die südliche Halle ist mit einer Scheitelhöhe von 5 m die niedrigste. Die mittlere Halle hat eine Scheitelhöhe von rund 7,50 m. Die nördliche Halle mit ihrer Scheitelhöhe von 10,50 m verzahnt sich mit der Topographie und nimmt ein 3,50 m hohes Sockelgeschoss auf. Diese Höhenstaffelung verstärkt die Lichtausnutzung für alle Abteilungen.

ANGESCHLOSSENER BETRIEBSHOF. Der Betriebshof schließt sich westlich an das Gewächshaus an. Er liegt am Schnittpunkt zwischen dem Erschließungsweg zum Biologiecampus, dem Gewächshaus und den Anzuchtflächen im Freien.

Eingefasst ist der Betriebshof durch einen L-förmigen Baukörper, in dem sich Nebenfunktionen wie Lagerflächen, Werkstatt und der Pilzzuchtraum befinden. Der Baukörper ist so angelegt, dass er gleichzeitig die notwendige Abstützung gegen das westlich anschließende Erdreich bildet.

Durch sorgfältige Positionierung am Standort unter Bezugnahme auf die übrigen Universitätsgebäude behält der Campus seine Südterrasse zum Grünzug. Die bauliche Abstufung verschafft den Pflanzen die größtmögliche Lichtausbeute.

DIVERSE NUTZUNGSBEREICHE. In getrennt nutzbaren Forschungsabteilen werden unterschiedliche Klimabedingungen bereitgestellt. Die Forschungsabteile und weitere Arbeitsräume sind mit S1-Qualität (Gen-TSV) ausgerüstet.

Zusätzlich gibt es Bereiche für Sammlungen von Pflanzen unter warmen und kalten Klimabedingungen, eine Überwinterungsabteilung, eine Präsentationsabteilung und eine Abteilung zur Abhärtung von Pflanzen. Arbeitsgänge stellen die Verbindung zwischen den Abteilungen her.

In einer Sockelebene sind Büros, Sozial- und Sanitärräume, Lager- und Technikflächen angeordnet. Eine Schattenhalle südlich des Gewächshauses dient zur flexiblen Verschattung der im Freibereich wachsenden Pflanzungen.

AUSGEWÄHLTE, AN DIESEM BAUPROJEKT
BETEILIGTE FIRMEN:

GEWÄCHSHAUS-PROFILSYSTEM
Sapa Building System GmbH

GEWICHTSOPTIMIERTE BOGENKONSTRUKTION. Der östliche Bauabschnitt besteht aus einer dreihüftigen Stahlbogenkonstruktion mit Grundrissabmessungen von rund 32 m x 46 m. Die nördlichste und höchste der drei Bogenreihen ist im Norden auf einem eingeschossigen Riegelbau aufgelagert, die restlichen drei lagern auf einer Bodenplatte.

Die Bogenkonstruktion wurde in der Entwurfsphase nach Gewicht optimiert. Aus wirtschaftlichen Gründen wurden möglichst wenig Profilsorten sowie einfache Verbindungen angestrebt.

EINHEITLICHES PROFIL. Die Bögen überspannen 9 m, 11 m und 11,70 m mit einem einheitlichen Profil RHP 180 (100 mm x 180 mm). Alle Bogenfußpunkte sind gelenkig mit der Unterkonstruktion aus Stahlbeton verbunden. Dadurch sind die Bögen in ihrer Ebene, das heißt in Nord-Süd-Richtung, stabilisiert.

Die Bögen sind durch Koppelstäbe mit einem Zwischenabstand von 1,50 m miteinander verbunden. Für die Ost-West-Richtung sind zur Stabilisierung Diagonalverbände angeordnet. Die zu erwartenden Temperaturverformungen in den Kopfbereichen der Stahlkonstruktion liegen in einem Bereich von rund zehn Millimetern.

HOHE TRANSMISSIONSWERTE. Das Gewächshaus wird aufgrund der Nutzung als Kulturgewächshaus eingestuft und „nur durch gärtnerisch tätige oder entsprechend autorisierte Personen oder nur in deren Begleitung betreten“. Die Art der Nutzung und die geringe Anzahl der Personen, die sich in dem Gebäude aufhalten, erlaubt die Anwendung der in der Liste der bauaufsichtlich eingeführten Technischen Bestimmungen des Landes Hessen vom 19. Februar 2009 aufgeführten DIN V 11535-1:1998-02.

Die DIN beschreibt die Möglichkeit, die zu berücksichtigenden Schneelasten für Kulturgewächshäuser zu reduzieren. Daraus folgt die statische Bemessung gemäß DIN V 11535-1:1998 bzw. DIN EN 13031-1:2001, die die vorangegangene DIN teilweise ersetzt.

Erst die Anwendung dieser DIN ermöglicht den Einsatz von Glas mit hohen Transmissionswerten. Diese sind für das Pflanzenwachstum von entscheidender Bedeutung.

GENÜGEND UV-B-LICHT. Der Einsatz des Isolierglases aus zwei Scheiben Ein-Scheiben-Sicherheits-Weißglas (reduzierter Ferrit-Anteil) mit Argonfüllung ermöglicht einen ausreichenden Eintrag an UV-B-Licht (30 %). Gleichzeitig werden akzeptable UG-Werte in Höhe von 2,7 W/qmK erzielt.

Die Regelabmessung einer Glasscheibe beträgt 1,30 m x 3 m. Die Montage des Glases erfolgte mit Glashalteprofilen.

Wegen der Bogenform wurden die horizontalen Glashalteprofile geknickt ausgeführt, so dass trotz der Polygonalität des Scheibenverlaufs ein ebenes Auflager beider Glasscheiben realisiert werden konnte. Motorisch angetriebene Lüftungsklappen im Firstbereich sorgen für eine automatische und programmierbare Durchlüftung.

FLEXIBLE TRENNWÄNDE. Die Schiffe sind in Nord-Süd-Richtung durch gläserne Trennwände in Abteilungen gegliedert, um unterschiedliche klimatische Bedingungen vorhalten zu können. Ein Versetzen der Trennwände ist jederzeit innerhalb der Achsen möglich, um flexibel auf sich ändernde Anforderungen bei Forschungsvorhaben reagieren zu können. Die innenliegenden Trennwände des Glashauses sind in vier Millimeter starkem Ein-Scheiben-Sicherheits-Weißglas ausgeführt.

Die Forschungen an eingetopften Pflanzen finden in Arbeitshöhe auf speziellen Tischen mit Wannen statt. Darüber hinaus wurden große, mit Erde gefüllte Pflanzbecken mit größerem Wurzelbereich in den Boden eingelassen. Der betonierte Sockelbereich der großen Halle erhielt eine mit Strukturmatrizen im Blättermotiv gestaltete Innenfassade zum Arbeitsgang.

INTEGRIERTER ENERGIESCHIRM. Die spezielle Verglasung spart gegenüber einer herkömmlichen Gewächshausverglasung etwa die Hälfte der Heizenergie ein. Eine zusätzliche Energieeinsparung von bis zu sechzig Prozent wird durch den Einsatz eines Energieschirms erreicht, der im Inneren der Gewächshausfassade eingebaut ist.  

Beim Energieschirm handelt es sich um ein innenliegendes bewegliches Netz, das abwechselnd mit rund fünf Millimeter breiten Aluminium-, transparenten Kunststoff- bzw. offenen Streifen bestückt ist. Über die Verteilung der Streifen werden die Reflexionseigenschaften, der Transmissionsgrad und die Luftdurchlässigkeit definiert.

Eine automatische Steuerung schließt den Energieschirm ein bis zwei Stunden vor Sonnenuntergang. So wird die Wärme aus Pflanzen und Erdreich nachts reflektiert und länger gespeichert.

FOTOS
Christian Richters
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