WB Graz Center of Physics
Städtebau
Die Annäherung an eine städtebauliche Lösung wird von zwei Zielsetzungen bestimmt; der Verträglichkeit der Baumassenverteilung im Kontext des Bestandes sowie der kompositorischen Qualität der erforderlichen Volumina.
Der Entwurf reagiert auf die niederen Häuserzeilen entlang der Harrach- bzw. Goethestraße mit einem straßenbegleitenden Sockelgeschoß und einem abschließenden Riegel zur Attemsgasse, der sich in seiner Höhenentwicklung an den gegenüberliegenden Bestandsbauten orientiert. Dieser erste Schritt zu einer baulichen Struktur wird durch die gegebenen Straßenzüge definiert, wobei der mehrgeschoßige Bauteil die Flucht des bestehenden Physikgebäudes aufnimmt und raumbildend fortführt. Die auf diese Art und Weise gewonnene geometrische Figur generiert ein vom Straßenraum abgesetztes Niveau, auf dem der nutzbare Freiflächenanteil für die zukünftigen NutzerInnen deutlich erhöht wird. Durch dieses Entwurfsmotiv entsteht darüberhinaus eine weitere Achsenbildung in die Tiefe des Campuses Richtung Bibliothek.
Dieser Logik folgt in einem weiteren Schritt die Setzung des zweiten Hauptbaukörpers, der durch seinen Zuschnitt die Maßstäblichkeit der universitären Bestandsbauten übernimmt. Zweiseitig deutlich vom Straßenraum zurückgesetzt, schwebt er über dem Sockel und bildet durch die Auskragung einen starken städtebaulichen Akzent zum Campus.
Dieses Gestaltungsprinzip in Form einer zweiteiligen Komposition wird durch die unterschiedlichen Konstruktionen verstärkt. Dem aus der Tiefe des Bodens aufragenden Betonbau wird die leicht anmutende Holzkonstruktion der oberen vier Geschoße entgegengesetzt. Dem entsprechen auch die zugeordneteten Materialien; der Basalt für den Sockel und das Aluminium für den schwebenden Teil, wobei sich hinter oder unter der metallischen Haut der Werkstoff Holz deutlich abzeichnet. Durch die Verwendung dieses natürlichen Materials können im Sinne eines nachhaltigen Ressourcenmanagements im Vergleich zu einem reinen Betonbau über 2.000 Tonnen Kohlendioxid eingespart werden.
Architektur
Das äußere Erscheinungsbild des GCP wird durch mehrere gestalterische Maßnahmen geprägt; zum einen durch die geomtrische Gliederung und die Materialität der Fassaden und zum anderen durch die Beschattungssysteme. Gegen die hochstehende Sonne auf der Südost- und Südwestfassade schützen horizontale Elemente, die so dimensioniert sind, dass eine direkte Sonneneinstrahlung insbesondere in den warmen Sommermonaten minimiert wird. Im Gegensatz dazu werden auf der Nordwest- und Nordostfassade vertikale Lamellenstrukturen eingesetzt, um auch hier die direkte Einstrahlung auf den frühen Morgen und frühen Abend zu reduzieren.
Die Fassade über dem Haupteingang wird im Speziellen durch das ikonograpfische Spiel mit der Sinuswelle bestimmt, das dem Gebäude zum Campus die identitätsstiftende Charakteristik verleiht. Dieses Wellenmotiv wird im Inneren des Gebäudes ein weiteres Mal eingesetzt und zwar als Brüstungselement der Galerie im allgemeinen Lern- und Aufenthaltsbereich für Studenten.
Hinter der Lamellenstruktur der Hauptfassade zum Campus wird eine Zwischenzone aufgespannt, in der Austrittsbalkone mit punktuellen Bepflanzungen vorgesehen sind. Dieser Raum hat eine hohe räumliche Qualität und dient als zusätzliches Angebot für das Personal, mit der Möglichkeit ins Freie zu treten um zu entspannen.
Struktur und Organisation
Der Entwurf zielt auf eine übersichtliche und effiziente Organisation des Raumprogrammes ab. Dieses Ziel wird mit klaren Zonierungen in den Geschoßen und einer logischen vertikalen Schichtung der Funktionen verfolgt.
Das Gebäude wird über eine Magistrale mit zwei gegenüberliegenden Zugängen erschlossen, wobei der Haupteingang zum Campus orientiert ist. Durch eine zweite interne Erschließungsachse westlich davon entsteht ein dreiteiliges Flächenlayout.
Parallel zur Attemsgasse sind die Werkstätten mit anschließenden Logistik- und Manipulationsflächen situiert. Im zentralen Bereich befinden sich in einer kompakten Anordnung die Hörsäle und Seminarräume, die sich vom Erdgeschoß über das erste Untergeschoß und teilweise bis ins unterste Laborgeschoß erstrecken. Entlang der Harrachgasse wird der dritte Teil aufgespannt, in dem sich die Lernbereiche, Kommunikations- und Begegnungsflächen sowie die Lounge und das Cafe befinden. Dieser mehrgeschoßige und abwechslungsreiche Raumverband mit einem eingezogenen Galeriegeschoß und variierenden Niveaus kann über weite Strecken frei bespielt werden.
Sieben an der Magistrale liegende Innenhöfe und die großzügige Verglasung entlang der Harrachgasse sind das Ergebnis der Idee, diesen öffentlichen bzw. halböffentlichen Bereich bis in die Tiefe des Gebäudes mit Licht zu durchfluten. Die beiden Lichthöfe am Ende der Magistrale betonen durch die Plastizität der räumlichen Lösung die Zugänge.
In Kombination mit dem abgesenkten offenen Vorplatz für die Fahrradabstellplätze gelingt es darüberhinaus, dem Untergeschoß die Anmutung eines Kellers zu nehmen. Durch dieses räumliche Konzept ist es auch möglich, drei der Hörsäle natürlich zu belichten.
Über dem Sockel werden in zwei Baukörpern die verbleibenden Labor- und Büroflächen situiert. Der kleinere Teil ist konisch zugeschnitten und mit dem Sockel zu einer geometrischen Figur verschmolzen. In den drei oberen Geschoßen sind die Räumlichkeiten der Astrophysik konzentriert zusammengefasst und über ein innenliegendes Atrium auch räumlich verbunden. Weitere Flächen werden mit Büros der darunterliegenden Werkstätten, den Räumen für den technischen Dienst und Technikflächen aufgefüllt. Im ersten Obergeschoß verbleibt eine Restfläche, die der geometrischen Figur geschuldet ist. Für diesen Bereich wird vorgeschlagen, das ursprünglich geplante Konferenzzentrum in reduzierter Form zu errichten. Diese optionale Nutzung hat den Vorteil, auch über begrünte Freiflächen unmittelbar davor zu verfügen.
Im ersten Obergeschoß des Hauptbaukörpers befinden sich sämtliche studentische Laborflächen, wobei jene des GCP und jene der Zusatzflächen über eigene Treppenhäuser getrennt erschlossen werden können. Hinsichtlich des Grades der Zugängigkeit befindet sich dieser Bereich quasi als Pufferzone zwischen den öffentlichen studentischen Flächen darunter und den zugangsgeschützten Forschungsbereichen darüber. Diese sind um vier Innenhöfe gruppiert und abteilungsweise zusammengefasst. Die Flächen des GCP sind darüberhinaus über ein zweigeschoßiges Brückenbauwerk miteinander verbunden.
Die Dachfläche dient technischen Einrichtungen mit den drei geforderten Plattformen, deren Spezifikationen durch den speziellen Zuschnitt des Dachgeschoßes erfüllt werden.
Nachhaltigkeit
Um dem Begriff von nachhaltigem Bauen gerecht zu werden, ist eine Vielzahl an Teilaspekten zu berücksichtigen. Eine gropkörnige Klassifizierung unterscheidet zwischen ökologischen, sozialen und ökonomischen Maßnahmen.
Mit dem Entwurf werden im Sinne eines nachhaltigen Ressourcenmanagements mehrere Schwerpunkte gesetzt. Der Einsatz des Werkstoffes Holz führt beispielsweise zu einer signifikanten Reduktion von Kohlendioxid während der Errichtung. Im Vergleich zu einer Ausführung in Beton können über 2.000 Tonnen CO² eingespart werden (6.750 m³ Beton x 320 kg Kohlendioxid (Beton – Holz) = 2.160 Tonnen CO²). Die Verwendung von Naturstein für das Sockelbauwerk in Form von Basaltplatten und von kugelgestrahlten Aluminiumpaneelen bzw. Profilen für den schwebenden Hauptbaukörper sind weitere Beiträge, da diese Materialien problemlos wiederverwertet werden können. Die Verwendung von nicht beschichteten Metall ist durch die bessere Recyclierbarkeit vorteilhaft und die vorgeschlagene Oberflächenbehandlung verhindert negative Blendeffekte.
Da das GCP zwei Untergeschoße hat und tief im Grundwasser steht, wird vorgeschlagen, das große Geothermiefeld entlang und unter der Garage zu situieren. Die 130 Tiefenbohrungen mit einer Länge von je 150 lfm liefern eine Leistung von rund 950 kW und damit einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Energieversorgung. In Kombination mit ca. 1.500 m² Photovoltaikelementen auf dem Dach kann unter Berücksichtigung der internen Wärmelasten der gesamte Heizwärmebedarf und über ein Viertel der Kühlmenge abgedeckt werden. Die Wärmeentnahme im Winter und der Wärmeeintrag im Sommer werden über das Jahr ausbalanciert.
Zunehmend wichtig werden auch intelligente Beschattungssysteme, um der sommerlichen Überhitzung entgegenzuwirken. Horizontale Lamellen gegen die Einstrahlung bei hohem Sonnenstand und vertikale Elemente gegen die tiefe seitliche Einstrahlung verhindern nicht nur über weite Strecken des Tages direktes Sonnenlicht in den Arbeitsbereichen, sondern reduzieren durch die Beschattung der Fassaden deren Erwärmung. Außenliegende Raffstores und Screens ergänzen die beschriebenen passiven Beschattungsmaßnahmen.
Großer Wert im Entwurf wird der natürlichen Belichtung der Lern- und Arbeitswelten beigemessen. In der gezeigten Innenperspektive wird das Prinzip sichtbar, das natürliche Licht tief in den Baukörper zu leiten, um eine künstliche Beleuchtung und damit Energieverbrauch auf ein Minimum zu reduzieren. Sieben Innenhöfe, die teilweise visuell miteinander verbunden sind und innenliegende Glaswände schaffen ein freundliches Ambiente und vermitteln, insbesondere im Erd- und ersten Untergeschoss, den Eindruck von Übersichtlichkeit und Transparenz. Die darüberliegenden Geschosse verfügen über ausreichende Fensterflächen, um alle Belichtungserfordernisse zu erfüllen. Im zweiten Untergeschoss sind zur Belichtung der anschließenden Arbeitsräume in den drei hohen zentralen Innenhöfen zusätzliche Belichtungsmaßnahmen vorgesehen. Spiegel, die das Sonnenlicht über Dach einfangen, leiten dieses direkt auf die intensiven Bepflanzungen im zweiten Untergeschoss. Neben dieser etablierten Technologie können zusätzlich Heliostate eingesetzt werden, um punktuelle lichttechnische Schwerpunkte zu schaffen. Bei diffusen Wetterbedingungen können Tageslichtleuchten (7.000 K) mitwirken.
Soziale Nachhaltigkeit definiert sich im Wesentlichen über die Zufriedenheit der Studierenden und Mitarbeiter. Eine hohe architektonische Qualität der Innenräume, zusammen mit dem Angebot von Freiflächen und informellen Kommunikationszonen, fördern ein angenehmes Arbeitsklima. Der Entwurf reagiert beispielsweise auf dieses Bedürfnis mit kleineren Austrittsbalkonen zum Campus sowie größeren Grünbereichen und beschatteten Terrassen über dem ersten Sockelgeschoss, die ein kreatives Miteinander fördern und zum Entspannen einladen.
Die eigene Energieproduktion, langlebige robuste Materialien sowie gute Kennzahlen hinsichtlich der Flächenbilanz bilden die Grundlage einer wirtschaftlichen Errichtung und ökonomischen Betriebsführung.
