Zentrum für virtuelles Engineering (ZVE) in Stuttgart

Experiment Zukunft

Der Universitätscampus Stuttgart Vaihingen konnte im Zuge seiner kontinuierlichen Erweiterung immer wieder mit wegweisenden Bauten bekannter Architekten aufwarten, wie Frei Ottos »Institut für leichte Flächentragwerke« oder Günter Behnischs »Hysolar-Institut«. Nun möchte die Fraunhofer-Gesellschaft mit dem neuen Institutsgebäude des ZVE ebenfalls Maßstäbe setzen: Die Vision einer Forscherplattform für die Entwicklung von Virtual-Reality-Technologien und innovativen Arbeits- und Bürokonzepten ist hier Wirklichkeit geworden. Das Bestmögliche, was Architektur zu diesem Ziel beitragen kann, scheint gelungen.

  • Architekten: UNStudio mit ASPLAN Tragwerksplanung: BKSi
  • Kritik: Iris Darstein-Ebner Fotos: Christian Richters
Der Neubau von UNStudio ist zum imposanten Kopf des gesamten IAO, des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation, geworden. In publikumswirksamer Hülle forschen hier Wissenschaftler interdisziplinär an Zukunftsthemen, wie innovativer Arbeitsplatzgestaltung, Mobilität der Zukunft und digitalem Engineering. Hier arbeiten die »Übermorgenmacher«.
Der viergeschossige Bau setzt einen längst notwendigen, markanten städtebaulichen Endpunkt an der Kreuzung Allmandring/Nobelstraße. Dabei wurden Fassadengliederung und Proportionen des IAO Altbaus aus den 80er Jahren gekonnt aufgegriffen und in eine, dem Niederländer eigene, futuristisch anmutende Architektursprache übersetzt. Gestalterische Anleihen an ein ganz anderes, seinerzeit revolutionäres Forschungsgebäude, scheinen dabei durchaus gewollt: Als hätte sich Mendelsohns Einsteinturm auf ins 21. Jahrhundert gemacht und sein Aussehen dem 3. Jahrtausend adäquat transformiert, empfängt das ZVE den Besucher: Leuchtendweiß steht es da, mit organisch geformten, abgerundeten Konturen und sich aufweitenden, grafisch radikal gezeichneten Fensterbändern, die etagenübergreifend Einblicke gewähren und ungekannte Raumerlebnisse versprechen. Doch mit jedem Schritt zur Westseite hin, entwickelt sich die Kubatur zurück zu einem anderen sehr bekannten Gebäude Ben van Berkels in Stuttgart – dem bereits 2006 realisierten Mercedes Benz Museum. Das stört zwar den zweifelsfrei stimmigen Gesamteindruck des neuen Institutsgebäudes nicht, doch einem Bauwerk mit Vorreiterrolle hätte mehr Abgrenzung zum berühmten großen Bruder nicht geschadet. Selbstbewusst hätte es sie sich leisten können.
Ein Innenraum, der beeindruckt
Doch wie steht es um die inneren Werte? Die einzigartige Raumwirkung, die das Gebäude im Innern besitzt, ist begeisternd. Über eine ausladende Eingangsrampe nähert sich der Besucher – dem der Eintritt nur bei Sonder-Veranstaltungen gewährt wird – dem gläsernen Dreh-Portal. Und so in Schwung ›
› gebracht, landet er im Foyer der schönen neuen Welt der Zukunftsforschung. Wie sich herausstellt, eine eigene, sehr komplexe Arbeitswelt, deren genaue Inhalte er im Normalfall nur ansatzweise verstehen wird. Labore nehmen zwei Drittel der Gesamtfläche des Neubaus ein: Light Fusion Lab, 3D Interaction Lab, Immersive Engineering Lab sind die Namen nur einiger Versuchsräume, die allein auf Gebäudeebene 0, dem EG, angesiedelt sind. Was für ein Glück, dass für die räumliche Orientierung auf der 3 200 m² großen Nutzfläche weder Fachchinesisch, noch ein kompliziertes Leitsystem nötig ist. Vor dem Betrachter liegen vier Etagen Forschung, die sich ihm dank des gebäudehohen, sinnlich erlebbaren Atriums wie von selbst erschließen. Die sich nach oben schwingende, flächig-räumliche Treppenskulptur ist überhaupt das Herz des Instituts: Als vertikale Erschließungsachse steuert sie jede Gebäudeebene an. Variierende Raumhöhen erlauben stockwerksübergreifende Ein- und Ausblicke – über die Dachverglasung sogar in den Himmel. Das gleissende Weiß der aluminiumbekleideten Fassade setzt sich auch innen an den Wand- und Deckenflächen fort. Unterbrochen nur durch Farbverläufe an den Treppenstufen, die dezent aber wirkungsvoll die der Etage zugeordnete Leitfarbe wiederholen und zur nächsten überleiten. Auch die gläsernen Treppenbrüstungen und fugenlosen Glastrennwände zu den Labor-, Büro- und Konferenzräumen garantieren stets volle Sicht voraus in die unterschiedlichen Ebenen, der gerade einmal 100 Arbeitsplätze. Weder Stützen noch Unterzüge versperren den Blick. Luftgefüllte Kugeln, die in den Beton der Geschossdecken eingebettet wurden, sparen Material und machen sie leicht, ohne ihre Tragfähigkeit zu mindern. 12 m können diese filigranen Hohlkörperdecken überspannen – so leicht kann Betonbau sein. ›
Pilotforschung am eigenen Objekt
Spätestens jetzt wird klar, dass die Planung solcher Räume nur noch digital und in 3D zu realisieren ist: Kreise mit versetzten Mittelpunkten wurden verbunden und ineinander verschränkt, um den umbauten Raum mit seinen unterschiedlichen Deckenhöhen zu fassen. Und um die Treppe präzise betonieren zu können, musste eine gigantische Schalung am Stück, via Computer Aided Manufacturing, hergestellt und angeliefert werden. Was technisch möglich ist, wurde mit großem Aufwand und von Anfang an getan: Alle am Bau Beteiligten, inklusive der Nutzer, trafen sich einmal im Monat zum Jour fixe, im Altbau des IAO, in der sogenannten CAVE, einer – wörtlich übersetzt – Höhle mit automatisierter, virtueller Umwelt. Mit einer speziell vom Bauherrn entwickelten Software konnten sie dort die Planung virtuell mitverfolgen und mitgestalten. Simulationen zu Akustik, Thermik und den Lichtverhältnissen wurden dabei untersucht und die Ergebnisse im weiteren Entwurfsprozess berücksichtigt. »Virtual Architecture Engineering« wird diese Methode vom Fraunhofer-Institut genannt. Mit dem ZVE konnten die Wissenschaftler endlich 1:1 am eigenen Objekt ein Pilotprojekt starten – und sich selbst in den Mittelpunkt ihrer Forschung setzen.
Mit solch komplexen Planungen ist das ausführende Architekturbüro ASPLAN bestens vertraut. Weswegen es 2006 auch den ausgeschriebenen Wettbewerb zum Neubauvorhaben ZVE gewann. Für die Gestaltung wurde UNStudio ins Boot geholt. Eine gute Kombination, wie der weitere Rundgang durchs »Haus der Wissensarbeit« beweist.
Ist die Drehtür – so wie meist – geschlossen, gelangt man über den Altbau mit seinem auf dem umzäunten Institutsgelände gelegenen »Haupteingang« ins neue Gebäude. Ein schmaler Übergangsflur – bereits mit dem metallisch glänzenden, silberfarbenen Gewebebodenbelag des Neubaus versehen – bereitet auf die interne Empfangsfläche der Ebene 1 vor. Dieser sogenannte »Marktplatz« braucht den Vergleich mit der repräsentativen Empfangshalle im EG nicht zu scheuen. Das Atrium liegt hier weit und offen vor dem Betrachter. Eine Lounge lädt zum Verweilen ein, die von UNStudio entworfene Tresenskulptur ermöglicht ein kurzes Meeting im Stehen. Prototypische Arbeitszonen gehen weitestgehend fließend ineinander über: Es gibt flexible Versuchsbüros mit gemeinschaftlich genutzten Arbeitsplätzen, aber auch fest besetzte Einzelbüros für konzentriertes Arbeiten – je nach Arbeitsanforderung. Semitransparente Besprechungsräume erlauben Rückzug, ohne vom Rest des Geschehens abgeschnitten zu sein. Printpoints, Teeküchen und »Raum im Raum«-Zonen sollen das interdisziplinäre Gespräch fördern – als Beschleunigungszonen für den Informations- und Wissensaustausch sozusagen. Man beobachtet gemeinsam, tauscht sich aus und – denkt weiter, im Kreativraum der neuen kreativen Klasse.
Schöpferkraft ist hier allseits gegenwärtig: Im »lebenden Labor« des Digital Engineering werden Produkte erlebbar gemacht, noch bevor sie real existieren. Einige dieser so entstandenen Entwicklungsergebnisse wurden dann auch im ZVE verbaut: Unterschiedliche Leuchten und Lichtsysteme beispielsweise, Akustikwände, deren Putz, basierend auf einem neuartigen Glasrecyclingmaterial, besonders vorteilhaft und langlebig sein soll oder neueste Sonnenschutztechnik, die vollkommene Blendfreiheit bei maximalem Lichteintrag ermöglicht. Faszinierend ist auch der von Fraunhofer Lichtexperten entwickelte »Virtual Sky«. Unter ihm finden im fensterlosen Auditorium Vorträge wie unter freiem Himmel statt. Tageslichtverhältnisse werden simuliert, Wolken ziehen › › vorüber. Eine Wohltat für jeden, der schon stundenlange Meetings unter Neonlicht überstehen musste. Hier, direkt vor Ort, können all diese Produkte weiterhin verglichen, getestet und wenn nötig optimiert werden.
Im Urban Living Lab eine Etage höher wird die »Morgenstadt« erforscht, während im Workspace Innovation Lab auf Ebene 3 Wissenschaftler die Wirkungen unterschiedlicher Umgebungssituationen auf die Leistungsfähigkeit, Motivation und das Wohlbefinden von Büroarbeitern untersuchen. Diverse Wandformen für Arbeitsplatzabtrennungen wurden dafür als Styropormodell 1:1 gebaut, zwischen denen die Forscher jetzt sitzen und arbeiten. Eine Erprobungsmethode, die inmitten des allgegenwärtigen Hightech-Ambientes schon fast nostalgisch anmutet. Erinnert sie doch an die »gute« alte Zeit, als der Modellbau virtuelle Realität genug war.
Massstäbe in puncto Nachhaltigkeit
Die Kraft des besonderen Orts ZVE bestätigt sich auch noch in anderer Weise: Von der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen erhielt der Neubau das DGNB-Zertifikat in Gold. Prämiert wurden Umweltfreundlichkeit, Ressourcenschonung und nicht zuletzt die vorbildliche Effizienz des Gebäudes.
Denn das Energiekonzept basiert auf einer Geothermieanlage, deren elf jeweils 170 m langen Erdsonden über eine Wärmepumpe im Sommer für Kühlung und im Winter für Wärme sorgen. Mittels thermischer Bauteilaktivierung, der sogenannten Betonkernaktivierung, werden die Geschossdecken über einbetonierte Schläuche zur Temperaturregulierung mitgenutzt. Die großen Flächen garantieren niedrige Systemtemperaturdifferenzen, das Medium Wasser muss also im Heizfall nicht so stark erwärmt werden, wie über eine Zentralheizung mit vergleichsweise kleinflächigen Radiatoren.
Der Tank der Sprinkleranlage, die den Brandschutz des gesamten Neubaus leistet, dient als Energiespeicher für Abwärme, die beispielsweise in den Rechnerräumen oder beim Einsatz der Hochleistungsprojektoren in den virtuellen Laboren entsteht. Verdunstungskühlung, ohne chemische Kühlmittel betrieben, sorgt für eine Senkung der Raumtemperatur und für die Belüftung bei gleichzeitiger Energieeinsparung von bis zu 75 %. Zusammen mit Licht und Lüftung werden all diese Prozesse über ein ganzheitliches Gebäudeautomationssystem dirigiert. Sehr viel selbst bestimmen können die Nutzer bei dieser Art der Gebäudesteuerung allerdings nicht. Ohnehin mit iPad und iPhone ausgestattet, sollen sie zwar eigene Einstellungen vornehmen können – jedoch nur in sehr geringem Umfang. Denn ein Energiemess- und Monitoringsystem analysiert die Wirkung der verschiedenen Maßnahmen, und zu leicht könnte das komplizierte, exakt aufeinander abgestimmte System aus dem Gleichgewicht kommen. Immerhin gibt es in der Fassade noch schmale Lüftungsflügel zur manuellen Bedienung – gemeint sind die farbigen Flächen an den gezackten Reihen der Institutsfenster, über die von außen blau Büros und gelb Labore ablesbar sind. Über diese können die Mitarbeiter ab und zu Außenluft schnuppern.
Doch zu viel – so scheint es – möchten die Wissenschaftler im ZVE, diesem faszinierenden »WIR-Ort«, der eigens für sie geschaffen wurde, von außen gar nicht mitbekommen. Sie bleiben gerne unter sich, in ihrem eigenen Kosmos. Uns draußen bietet sich nur einmal im Monat die Möglichkeit einzutauchen in die Welt, an der die Zukunft gestaltet wird. Und dann wird endlich auch die gläserne Drehtür geöffnet sein: am Open Friday, alle vier Wochen. •
  • Standort: Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart Bauherr: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., München Nutzer: Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Dr. Wilhelm Bauer, Projektleiter, Martin Balb u. Heinz Kühner, Baubeauftragte, Vanessa Borkmann, Nutzervertreterin und Konzeptsicherung Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung, Bonn; Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg, Stuttgart; Baden-Württemberg Stiftung, Stuttgart Architekten: UNStudio, Amsterdam und Ermel Horinek Weber ASPLAN Architekten, Kaiserslautern, Stefan Hausladen Tragwerksplanung: BKSi, Stuttgart HLKS-Planung: Rentschler und Riedesser, Filderstadt Elektroplanung: Müller & Bleher, Filderstadt Vermessungsplanung: Vermessung Hils, Stuttgart Bauphysik: Brüssau Bauphysik, Fellbach Freiraumplanung: Gänßle & Hehr Landschaftsarchitekten, Esslingen a. N. Brandschutzplanung: Halfkann & Kirchner, Stuttgart DGNB-Auditor: KOP, Weinstadt BGF: 5 782 m² (Hauptnutzfläche 3 220 m²) BRI: 27 221 m³ Baukosten: 14 Mio. (inkl. Erstausstattung) Grundsteinlegung: November 2009, Eröffnung: Juni 2012
  • Beteiligte Firmen: Fensterfassade: Bielefeld, www.schueco.com Metallfassade: Anders Metallbau, Fritzlar, www.anders,de Hohlkörperdecken: cobiax technologies, Zug www.schueco.com Aufzug: ATH Aufzugs-Technik Heilbronn, www.schueco.com Akustik, Trockenbau: pinta elements, Unterföhring, www.schueco.com Akustik, Absorber: RENZ, Aidlingen, www.schueco.com Doppelboden: Mero-TSK International, Würzburg, www.schueco.com Teppichbelag: Interface Deutschland, Krefeld, www.schueco.com Ausbau Urban Living Lab: Gira Giersiepen, Radevormwald, www.schueco.com; Siemens, München, www.schueco.com; GEZE, Leonberg, www.schueco.com Holztüren: RIENTH, Winnenden, www.schueco.com Systemtrennwände und Möblierung: Bene, Waidhofen, http://bene.com Möblierung: Interstuhl Büromöbel, Meßstetten-Tieringen, www.schueco.com; Haworth, Ahlen, www.schueco.com; Beleuchtung: Nimbus Group, Stuttgart, http://nimbus-group.com; Herbert Waldmann, Villingen-Schwenningen, www.schueco.com; LEiDs, Backnang, www.schueco.com; TRILUX, Arnsberg, www.schueco.com Schalter und Steckdosen: Berker, Schalksmühle, www.schueco.com Armaturen: HANSA Metallwerke, Stuttgart, www.schueco.com
Bei ihrer Besichtigung wollte Iris Darstein-Ebner schwungvoll durch die gläserne Drehtür das ZVE betreten, doch Fehlanzeige – diese ist an »normalen« Tagen geschlossen. Vielleicht gelingt es ihr ja beim db-Ortstermin?
  • 1 Konsole für Sonnenschutzwelle über Fensterelement
  • 2 Aufkantung Gipskarton deckenfries, 80 mm mit 30 mm Schattenfuge
  • 3 Stahlbetonstütze, 250 x 250 mm
  • 4 Außenkante Stahlbetondecke, 400 mm
  • 5 Konsole Fassade, verzinktes Hut profil mit aufgeschraub tem Stahl blech, 3 mm
  • 6 öffenbares Sandwich-Paneel: Stahlbleche, 3 mm, Glaswolle, außen Aluminiumblech, 3 mm
  • 7 Außenkante Stahlbetonbrüstung
  • 8 Sonnenschutz, seitlich geführte Minilamellen, Aluminium
  • 9 Festverglasung, zweifach
  • 10 Dämmung mit Telleranker montiert, 140 mm, WLG 040
  • 11 Aluminiumblechfassade, sichtbar genietet, Metallic-Pulverlack- be schichtung, Fugen in Fassadenfarbe hinterlegt; Unterkonstruktion: T-Profil, Alu minium, an L-förmigen Stahl laschen verschraubt
  • 1 Eingangshalle
  • 2 Auditorium
  • 3 Büros
  • 4 Labore
  • 5 Fahrsimulation
  • 6 Verbindung zum Bestand
  • 7 Flexibel bespielbare Fläche
  • 8 Luftraum
db-Ortstermin
Am 16. November um 16 Uhr laden wir Sie ein, gemeinsam mit Projektverantwortlichen das ZVE zu besichtigen. Anmeldungen bis 31. Oktober unter:

Stuttgart, Nobelstrasse (S. 28)

UNStudio
Ben van Berkel
1957 in Utrecht geboren. Architekturstudium an der Rietveld-Akademie in Amsterdam und an der Architectural Association in London. 1987 Diplom. Seit 1988 Büro mit Caroline Bos in Amsterdam. Seit 1998 UNStudio (United Net). Internationale Lehrtätigkeit, gegenwärtig Professur an der Frankfurter Städelschule.
ASPLAN
Stefan Hausladen
1958 in Freyung geboren. 1980-89 Studium der Architektur an der TU Kaiserslautern. 1989-99 Mitarbeit bei ASPLAN, Kaiserslautern. 1999-2003 Mitarbeit bei Grub Architekten, Zweibrücken. Seit 2003 wieder Mitarbeit bei ASPLAN, Kaiserslautern.
Iris Darstein-Ebner
1967 geboren. 1994 Architektur-Diplom in Karlsruhe. Mitarbeit in Architekturbüros. 1996-2011 Tätigkeit als Fachzeitschriften- und Fachbuch-Redakteurin u. a. bei AIT, xia intelligente architektur und kraemerverlag Stuttgart. Seit 2011 Text und Gestaltung für Architekturkommunikation in Fachzeitschriften. Fachbücher, Öffentlichkeitsarbeit für Architekten. Lebt in Stuttgart.