B a u t e n d e r M a x - P l a n c k - G e s e l l s c h a f t
M a x - P l a n c k - I n s t I t u t
f ü r I n t e l l I g e n t e s y s t e M e
t ü b I n g e n
n e u B a u I n s t I t u t s G e B Ä u d e
Gefördert von
Herausgeber
Max-Planck-Gesellschaft zur förderung der Wissenschaften e.V.
abteilung forschungsbau und Infrastruktur
hofgartenstr. 8, d-80539 München
Internet: www.mpg.de
Redaktion
Michael dunkel, MPG München
Fotografie
Wolf-dieter Gericke, Waiblingen
seite 5, abbildung IV und seite 13, abbildung III: Wolfram scheible, stuttgart
seite 6, abbildung II: Matthias hohmann, MPI tübingen
Gestaltung
haak & nakat, München
www.haak-nakat.de
Juli 2017
I n s t I t u t s n e u B a u
Inhalt
einführung 4
architektur 6
außenanlagen 8
tragwerksplanung 9
schnitte und Grundrisse 10
technische anlagen 12
nachhaltigkeit 14
Bau- und Planungsdaten 15
Was sind intelligente Systeme?
künstliche intelligente systeme werden in den kommenden
Jahren in vielen Bereichen von hoher gesellschaftlicher relevanz
von entscheidender Bedeutung sein, sei es im Internet, in der
Mobilität, in der Industrie oder im Gesundheitssektor.
Intelligente systeme kommen gut mit den herausforderungen
von komplexen und dynamischen umgebungen zurecht. der
schlüssel hierzu ist ein fundamentaler Zyklus aus Wahrnehmen,
handeln und lernen. Biologische systeme – von kleinstlebe-
wesen bis hin zum Menschen – schließen mit hilfe unterschied-
licher Mechanismen diesen Zyklus und generieren daraus einen
lernprozess. Inzwischen gibt es zahlreiche künstliche intelligente
systeme, die dem erfolg des jungen forschungsgebiets “Maschi-
nelles lernen” seit anfang des Jahrtausends zu verdanken sind.
In der Informationstechnologie und im Internet dienen künstliche
intelligente systeme heute erfolgreich zur Bild- oder spracher-
kennung und sind Grundlage für viele weitere anwendungen.
auch sind sie in Zeiten von „Big data“ für die analyse von kom-
plexen und sich schnell ändernden datenbeständen unabdingbar.
Mit der digitalisierung von Industrie und Gesellschaft halten
intelligente systeme den einzug in unsere „reale Welt“. die fähig-
keit, systeme für autonome robotik und intelligente software zu
erschaffen, wird deshalb in Industrie, Mobilität und in der Medi-
zin zur entscheidenden schlüsseltechnologie des 21. Jahrhun-
derts. dabei gehen die zukünftigen einsatzgebiete intelligenter
systeme weit über die „klassische“ robotik hinaus. doch stehen
physische umsetzungen intelligenter systeme erst am anfang.
heutige künstliche intelligente systeme sind noch weit davon ent-
fernt, annähernd so erfolgreich zu sein wie die natur.
Zur Entstehung und Struktur des neuen Instituts
das Max-Planck-Institut für Intelligente systeme wurde im März
2011 gegründet und gehört damit zu den jüngsten Instituten der
Max-Planck-Gesellschaft. sein stuttgarter standort ist aus dem
ehemaligen MPI für Metallforschung hervorgegangen. dort liegt
heute der schwerpunkt auf der realisierung physischer intelli-
genter systeme.
der tübinger standort hat sich neben dem friedrich-Miescher-
labor, dem Max-Planck-Institut für entwicklungsbiologie und dem
Max-Planck-Institut für biologische kybernetik als vierte einrich-
tung auf dem Max-Planck-campus neu etabliert. die Gründungs-
direktoren Bernhard schölkopf, Michael J. Black und stefan schaal
arbeiten in den drei Gebieten Wahrnehmen, lernen und handeln
als experten für software und hardware eng zusammen. neben
der standortübergreifenden Zusammen arbeit mit stuttgart be-
steht eine enge anbindung an die uni versität tübingen. hier ist die
schnittstelle von der Informatik zur neurowissenschaft und zu bio-
medizinischen themen beson ders interessant. nach der Grund-
steinlegung des neubaus in tübingen im april 2015 und dem richt-
fest im Oktober 2015 hat das Institut im frühjahr 2017 nach zwei
Jahren seinen neubau auf dem tübinger Max-Planck-campus be-
zogen. Zukünftig werden ca. 250 Personen in Wissenschaft, Ver-
waltung und technik am tübinger Institutsteil tätig sein.
Die Abteilungen
das Institut besteht momentan aus drei – künftig aus vier –
abteilungen, jeweils unter der leitung eines gleichberechtigten
direktors. technologieentwicklungs- und service-Gruppen unter-
stützen die arbeit in den abteilungen sowie in den zahlreichen
unabhängigen forschungsgruppen. ergänzt wird das wissen-
schaftliche spektrum um die International Max-Planck-research-
school for Intelligent systems (IMPrs-Is) zur ausbildung von
doktorandinnen und doktoranden.
die forschungsarbeiten der abteilung empirische Inferenz
(direktor Bernhard schölkopf) sind im Wesentlichen theoreti-
scher natur. Inferenz bedeutet schlussfolgerung; Ziel ist es,
„kom plexität zu entschlüsseln“. die Wissenschaftlerinnen
und Wissenschaftler ent wickeln verschiedene Verfahren und
Methoden, um daten sätze jeglicher art und komplexität sinnvoll
zu interpretieren. sie wollen Muster und Gesetzmäßigkeiten er-
kennen oder kausale Zusammenhänge aufdecken. Mit hilfe der
neuen lernverfahren werden computer so programmiert, dass
sie flexibel auf neue situationen reagieren können. die publizier-
ten ergebnisse der abteilung haben in den letzten fünfzehn Jahren
entscheidend dazu beigetragen, die junge und damals noch exo-
tische disziplin Maschinelles lernen voran zu treiben. Wissen-
schaftliche forschungs felder in der Biologie, der Medizin und den
Wirtschafts- und sozialwissenschaften haben von diesen Metho-
den bereits stark profitiert.
die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der abteilung
Perzeptive systeme (direktor Michael Black) wollen computern
das sehen beibringen. dabei sollen die computer nicht nur die
entfernung oder Position von Objekten im raum erkennen kön-
nen, sondern auch die Beschaffenheit ihrer Oberflächen. Zum Bei-
spiel sollen die computer unterscheiden lernen, dass eine glatte
Oberfläche einerseits starr wie eine tischplatte, andererseits
flexibel und durchlässig wie eine Wasseroberfläche sein kann. die
Bedingungen für perfekte Wahrnehmung erschweren sich, wenn
Objekte teilweise verdeckt sind oder sich im raum bewegen.
e I n f ü h ru n G
4
I
5
letztendlich beschäftigt sich die abteilung damit, wie intelligente
systeme Bilder verstehen können. damit die gesamte Bild szene
vom computer verstanden werden kann, muss der Prozess der
visuellen Wahrnehmung mathematisch formuliert werden. die
forscherinnen und forscher entwickeln statistische Modelle und
lernverfahren. sie suchen nach Möglichkeiten, Vorwissen zu
inter pretieren und weitere Zusammenhänge aus Bildern selbst-
ständig erlernen zu lassen.
robotern sinnvolles, autonomes Verhalten beizubringen, das
verfolgen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der
abteilung autonome Motorik (direktor stefan schaal). Beispiels-
weise soll ein humanoider, also menschenähnlicher, roboter
eimal durch das labor laufen können, ohne an der säule in der
Mitte anzustoßen. Oder er soll beim überqueren von unebenem
terrain – treppenstufen, Geröllberge – einen möglichst guten
Weg erkennen, sich ausbalancieren, wieder auf stehen und
weiter laufen können. Wenn er dann noch in der lage sein wird,
eine tür zu öffnen, eine leiter nach oben zu klettern und eine
Glüh birne an der decke auszutauschen – dann ist schon viel
erreicht hinsicht lich der Vision, solche autonomen roboter künf-
tig in kritischen situationen einsetzen zu können, in die man
keine Menschen schicken will (havarie in einem atomkraftwerk,
Brandkatas trophe, erd beben usw.). damit roboter diese für uns
Menschen vermeintlich trivialen aktionen ausführen können und
zudem lernen und robust agieren, setzen die robotiker auf viel-
fältige Weise maschinelles lernen ein.
5I Gestapelte Besprechungsräume II haupteingang von der spemannstraße III teleskopkuppel
IV autonome Motorik: roboter apollo kann ein Objekt gezielt greifen
II
IVIII
Typologie
entwurfsbestimmend für den biochemisch-technisch orientierten
forschungsbau war eine wirtschaftliche ausnutzung der flächen-
arten von hochinstallierten laboren und niedriginstallierten Büros.
das Gebäudekonzept hält sich konsequent an die von nutzer seite de-
finierte funktionstrennung und die sich daraus ergebenden Vorteile
für die technische erschließung. daraus resultiert eine auf teilung der
spezifischen nutzungsbereiche in zwei Gebäudeteile (Bürobau und
Gartengeschoss), die raum typen mit vergleichbaren anforderun-
gen hinsichtlich der funktion und Installations dichte zusammenfas-
sen. sämtliche Büros sind in den Obergeschossen angeordnet. die
abteilungen sind geschossweise geschichtet und untereinander auf
kurzen Wegen und „schnellen treppen“ verbunden. um die hohen
anforderungen an licht- und temperaturstabilität im laborbereich
sicher zu stellen, wurden alle labore im unter geschoss angeordnet.
für die forschungsarbeiten mussten ganz spezielle experimen-
tierflächen, die sogenannten sonderlabore (oder „shared labs“)
errichtet werden. diese hallenartigen räume weisen charakteris-
tika von Videostudios und physikalischen laboren auf, in denen
bei kontrollierten raumklimatischen Bedingungen Bewegungs-
und Wahrnehmungsprozesse erforscht werden. In den sonder-
laboren werden Versuchsaufbauten verschiedener umgebun-
gen für computer Vision experimente mit flexibler raumauftei-
lung durchgeführt. daneben wurden experimentierflächen für
robotische systeme geschaffen. ergänzt werden die experimen-
tellen anlagen durch testaufbauten für „computional imaging-
experimente“ im untergeschoss und um eine teleskopkuppel mit
ca. 4,50 m durchmesser auf dem scheitelpunkt des Instituts auf
dem 5. Obergeschoss.
Städtebau
Besonders geprägt wird der standort von der topographie und
dem Panorama auf die schwäbische alb im süden und Osten. Im
übergang von den Wohngebieten zum „technologiepark Obere
Viehweide“ befindet sich der Max-Planck-campus seit 1960 nörd-
lich der tübinger Innenstadt. die städtebauliche entwicklung am
forschungsstandort tübingen wurde bereits im Jahr 2000 mit
dem Wettbewerbsergebnis für die neubauten zweier Max-Planck-
Institute festgelegt. Mit der etablierung des dritten Max-Planck-
Instituts wird nun die sukzessive nachverdichtung fortgesetzt.
der städtebau basiert auf einer studie, die eine neuordnung der
verkehrstechnischen erschließung und eine zentrale Parkierung
im nördlichen campusgebiet vorsieht. Im rahmen der neustruk-
turierung wurde der bisherige straßenverlauf zu einer haupt achse
begradigt, so dass das neubauensemble nun parallel zur spemann-
straße liegt. auf dem Baufeld musste zunächst ein forschungs-
gebäude aus den 50er Jahren abgebrochen und ein ehemaliger
steinbruch verfüllt werden. der in terrassen gestaffelte Baukör-
per folgt nun dem nach Osten um vier Meter abfallenden Gelände.
6 I
II
a rc h It e k t u r
I Gartengeschoss und Bürobaukörper im kontrast
II empirische Inferenz: forschung an Gehirn-computer-schnittstellen
7
das Baufeld liegt an einer städtebaulich und freiräumlich wichti-
gen und sensiblen schnittstelle an der einfahrt zum Max-Planck-
campus. Im nordwesten grenzt es an die hauptachse des campus,
nach südosten an die hangseitigen Grünflächen und das nah-
erholungsgebiet der schwäbischen universitätsstadt.
Im nordwesten besetzt ein dreigeschossiger Baukörper die stra-
ßenbegleitende Grundstückskante. die campuszugewandte Ge-
bäudeecke im norden wird um zwei etagen überhöht, so dass hier
ein fünfgeschossiger Gebäudeteil eine städtebauliche dominante
formuliert und die eigenständigkeit des Instituts an der campus-
achse betont.
Entwurfsidee und Realisierung
hangseitig erstreckt sich ein l-förmiger Baukörper als sogenann-
tes Gartengeschoss und schafft eine spannungsvolle Verzahnung
von Gebäude und außenraum. aus dem straßenbegleitenden
Baukörper werden unterschiedliche Gebäudehöhen mit drei bzw.
fünf Bürogeschossen entwickelt. das Gartengeschoss verfügt
über 5,40 m Geschosshöhe zur un ter bringung der hallenartigen
Videostudios. außerdem sind hier alle standardlabore sowie die
experimentellen sonder nutzungen untergebracht. der luftraum
der zweigeschossigen experimentierhalle ragt bis in das erdge-
schoss, in dem alle seminar- und Gemeinschaftsbereiche unter-
gebracht sind. Vom niveau der spemannstraße führen terrassen
barrierefrei auf einen eingeschossigen flachbau und bieten ein ein-
zigartiges Panorama auf die schwäbische alb.
auf fünf ebenen umschließen aufenthalts- und kommunikations-
zonen ein atrium, das über ein quadratisches Oberlicht natürlich
belichtet wird. die Obergeschosse sind mit Büro- und Verwal-
tungsräumen belegt, wobei eine abteilung jeweils ein Geschoss
„bewohnt“ und prägt. alle Büros sind fassadenseitig angeordnet
und verfügen über Balkone, die zusammen mit den dort jeweils an-
gesiedelten Gemeinschaftsflächen (teeküchen und Meetingräu-
me) das aussichterlebnis in den arbeitsalltag einbeziehen. Vom
dachgeschoss ist die teleskopkuppel direkt erreichbar.
Erschließung und Funktion
das Institutsgebäude wird von norden über die neu gestaltete
campus-achse betreten. ein erdgeschossiger einschnitt in das
Gebäude schafft einen überdachten Vorbereich, so dass Wissen-
schaftler und Besucher geschützt in das haus geleitet werden.
Zum foyer gehört ein kleiner luftraum, der im fünfgeschossigen
Bürobauteil die etagen optisch verbindet. Belichtet wird dieses
atrium durch ein Oberlicht; hier liegt die haupttreppe. drei flucht-
treppenhäuser erschließen ergänzend alle ebenen.
sämtliche funktionsbereiche basieren auf einem einheitlichen
ausbauraster von 1,20 Metern. Besonderer Wert wurde hierbei
auf eine rationelle wie nutzungsflexible Bau- und raumstruktur
gelegt, die sowohl die forschungsgruppen beherbergen als auch
einem sich in Zukunft stets variierenden Instituts- und forschungs-
betrieb rechnung tragen kann. die technische Versorgung aller
labore und studios erfolgt aus der technikzentrale im 2. unterge-
schoss. die Orientierung im Gebäude ist einfach: die hohe trans-
parenz des Gebäudes erlaubt vielfältige ein- und durchblicke und
fördert so die kommunikation und den wissenschaftlichen aus-
tausch. das Gebäude ist behindertenfreundlich und in den öffent-
lich zugänglichen Gemeinschaftsbereichen barrierefrei konzipiert.
das Institutsgebäude ist durch aufstockung erweiterbar.
Materialkonzept
entsprechend ihrer funktionen und nutzungen unterscheiden
sich eingangsebene und Obergeschosse in der fassadengestal-
tung vom Gartengeschoss. die umlaufende fenster bandfassade
aus Glas, anthrazitfarbenen Glattblechen, vorgesetztem sonnen-
schutz und Wartungsbalkon erzeugt eine starke horizontale Glie-
derung der Büroetagen, während das Gartengeschoss mit einer
steinernen lochfassade aus crailsheimer Muschelkalk hangseitig
massiv und geschlossen erscheint.
Im Innenausbau wurden die Büro- und auswerteplätze mit Parkett-
böden aus antistatisch wirksamen hartholz ausgestattet. die Ge-
schossdecken bestehen aus einer ständer- Platten-konstruktion
mit fließestrich, in deren hohlräumen sämtliche technischen Ins-
tallationen wie daten- und stromkabel, Wasser- und heiz leitungen
geführt werden. dies erlaubt eine wirtschaftliche nachrüstung und
Wartung der Medienverteilung. die Wände der Bürogeschosse sind
als systemwände ausgeführt; auch sie können versetzt, nachgerüs-
tet und verändert werden. die Wand beplankungen sind aus pflege-
leichten holzwerkstoffen in eiche und gelochten Metallelementen
gefertigt, die raumakustisch wirksam sind. In den kommunikations-
bereichen sind die Wände mit Whiteboards und raumhohen tafeln
beplankt, die seit dem Bezug des hauses von den forscherinnen
und forschern intensiv zum Gedankenaustausch genutzt werden.
III kommunikationszone IV die Gedanken sind frei mit Blick auf die
schwäbische alb
IV
III
Ü b e rs c h r i f t
8
Freiraumgestaltung
durch eine intensive Begrünung und Gestaltung der nach süden
orientierten dachflächen des Gartengeschosses wird auf der
eingangsebene ein Großteil der überbauten fläche als ökolo-
gisch und klimatisch wirksame fläche wieder hergestellt. die ar-
chitektonisch gestalteten dachflächen bieten attraktive außen-
räume mit befestigten terrassen und nutzbaren rasenflächen
für die angrenzende lounge und den seminarraum. die gesam-
ten dachgartenflächen werden gerahmt von einer geschnittenen
wintergrünen ligusterhecke, die gleichzeitig die erforder-
liche absturzsicherung bietet. eine sparsame Bepflanzung mit
krummholzkiefern, Gelbholz-hartriegel und felsen birnen setzt
räumliche akzente und bindet die flächen in die nahe, waldartige
umgebung ein.
den zur landschaft orientierten dachflächen der Gemeinschafts-
bereiche stehen mehrere, weitgehend geschlossene oder halb-
offene Innenhöfe, in den experimentierzonen im sockelgeschoss
gegenüber. der größte Innenhof wird von labor räumen begrenzt
und ist als streifengarten mit verschiedenen linearen elemen-
ten gestaltet. heckenblöcke, staudenbeete und kiesstreifen mit
im Wechsel angelegten Gräsern sowie punktuell gesetzte Zier-
kirschen erzeugen eine stimulierende Gestaltungs- und aufent-
haltsqualität.
das Institutsgebäude wird von der mit Baumreihen aus Vogel-
kirschen bepflanzten spemannstraße erschlossen. der teilweise
von den Bürogeschossen überstellte Vorplatz leitet in das Gebäude
und schafft überdachte abstellplätze für fahrräder. als rutsch-
fester Belag werden Betonpflaster und großfor matige Beton-
platten sowie Muschelkalkstreifen verwendet, deren Materialität
auch im Gebäudesockel verwendet wird.
die Gartenanlagen des neubaus gehen im süden und Osten in
ein naherholungsgebiet mit altem Baumbestand über. Zwischen
den beiden Gebäudeteilen überbrückt eine zentrale außen treppe
den Geländeverlauf und verbindet das talseitige naherholungs-
gebiet mit dem Max-Planck-campus. sitzstufen mit holzauflage
bieten aufenthaltsmöglichkeiten mit ausblick auf die angrenzen-
de, ins neckartal abfallende kulturlandschaft. die außenanlagen
des Instituts laufen aus in eine kleine Obstwiese mit verschiede-
nen apfel-, Zwetschgen-, kirsch- und Birnbäumen, die den baum-
geprägten charakter des Max-Planck-campus tübingen stärken
und weiterentwickeln.
au s s e n a n l aG e n
1100 x 594
3 Container
vorh. Schuppen
vorh. Fahrradständer
ÜBERGABESCHACHTENTWÄSSERUNG
20 Stg. 19.6 / 28.0
22 Stg. 17.8 / 28.0
30 Stg.18.0 / 28.0
30 Stg.18.0 / 28.0
30 Stg.18.0 / 27.0
30 Stg.18.0 / 28.0
RWDN100
RWDN100
RWDN100
RWDN100
RWDN100
RWDN100
RWDN100
RWDN100
Schacht 2.50 / 2.80 m Kabine 1.60 / 2.20 m
Schacht 2.00 / 1.80 m Kabine 1.55 / 1.20 m
449.10= -5.40
-0.87 -0.07
-0.10 0.00
-0.10 0.00
0.00-0.10
HOF TECHNIK
HOF TECHNIK
FortluftBiochemie
Fortluft BHKW
Abgas BHKW
Rundschiebetür als Windfang
Schiebet³r
Entr.schacht Entr.schacht Entr.schachtEntr.schachtEntr.schacht
Schiebet³r
FIZF
SK
Wandhydrant
Wand-hydrant
Wandhydrant
catwalk
INSTALLATIONEN K─LTETECHNIK
catwalk Sitzbank
EINBRING- SCHACHT
FORTLUFT + AUSSENLUFT
5
3
5
F
3
6
7
Papierpresse 2,55 / 5,96 / H 2,58 m
4321
1400
1541/1
1547/3 1544/7
6916
1547/5
1541/3
1547/4
1541/2
6917
1544/31544/4
1544/2
1544/1
1557/4
1547/1 S
1543
1541/6
1541/5
1541/7
1541/4
1544/6
1544/5
1540/5
6924/1
6922
6921
1408
1409/1
6924/36924/2
1421
1563
1429
1540/2
1540/8
1540/1
1432 Weg
1540/6
1540/7
1540/3
1540/4
14231422
1424
69186920
6919/1
6918/1
6919/3
6919/2
Ehrenmal derUniversität
Eberhardshöhe
Kreuz
Max-Planck-Institute
Bundesforschungsanstalt für
Viruskrankheiten der Tiere
Untere Viehweide
6910
1428
1428
1557/4 S
6923
6923
6910/16910/3
1428
1541/71541/4
14251426
22/322/2
22/1
20/1
11
24
6
2/1
4
25
2
3/1
16
18
2022
6/1
11/1
23/1
34
21/1
25/1
30
29
28/1
27
28
/1
27/2
33
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2728
26
/1
24/1
27/1
35/1
37/1
31
29
32
39
37
38
13
35/5
15/1
19/1
15
13/2
23
17/1
21
13/1
19
17
25
16
24
22
22/1
26
36
40
34/1
36/1
35/1
24/1
15
42
34
LieschingstraßeS
pemannstraß
e
Auf dem
Kreuz
Bohne
nber
gers
traße
Spemannstraße
Spemannstraße
Paul-
Straße
Ehrlich-
35
3,0
0
0,20
Oberlicht Atrium
TeleskopkuppelBaader Planetarium
Höhen sind Tübinger Höhen (NN -115 mm)
ARGE ARCHITEKTENBROGHAMMER JANA WOHLLEBER HARTER + KANZLER FREIE ARCHITEKTEN BDA, WALDKIRCH
FON 07681 / 47913-0 FAX 07681 / 47913-10 [email protected]
_ 2 ___0_ 0_G_AGNI2-292175110
PLAN-NR. FACHPLANUNG PLAN-NR. ARCHITEKTUR
DATUM
16.02.2015BEARBEITER
we, msDATUM
27.02.2014BEARBEITER
rl, ih
ARCHITEKT
STEFAN FROMMFREIER LANDSCHAFTSARCHITEKT BDLABREITWASENRING 272135 DETTENHAUSEN
FON 07157 / 721931-0 FAX 07157 / [email protected]
MASSTAB
PLANBEZEICHNUNG
FACHPLANER
ZEICHNUNG
LEISTUNGSPHASE BLATTFORMAT
Freianlagen
Entwurfsplanung 1 : 500
PROJEKT
BAUHERR: MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT
KAPITEL TITEL
MAX-PLANCK-GESELLSCHAFTzur Förderung der Wissenschaften e. V. vertreten durch: Generalverwaltung - Bauabteilung - Hofgartenstraße 8
80539 München
N
PLANVERFASSER:
DATUM / UNTERSCHRIFT
DATUM / UNTERSCHRIFT
Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme Tübingen
25 G1 G1 N0 I10_210 A _3200___L_
Übersichtsplan Campus
M 1: 500
20 30 40 50 m100
II
I
9
das Primärtragwerk des Max-Planck-Instituts für Intelligente
systeme wurde vollständig fugenfrei in Ortbetonbauweise er-
stellt. um das Gebäude nachhaltig zu gestalten und flexibel nut-
zen zu können, wurde die konstruktion nach dem Grundprinzip
„so wenig tragwerk wie möglich – so viel wie nötig“ konzipiert.
so wurden die decken ohne unterzüge als durchlaufende schlan-
ke flach decken ausgebildet. Zur Gebäudeaussteifung der fünf
Obergeschosse wurden nur die durchlaufenden treppenhaus-
und aufzugsschachtwände herangezogen. In den beiden unter-
geschossen bilden die äußeren umfassungswände dann einen
biegesteifen kasten. ansonsten gibt es kaum tragende Wände,
welche die flexibilität des Gebäudes einschränken könnten.
tübingen liegt in der erdbebenzone 3, einer region mit den
höchsten erdbebenbeanspruchungen in deutschland. die hohen
seismischen risiken und die minimierte anzahl aus steifender
Wände erforderten den nachweis der erdbebensicherheit anhand
einer detaillierten simulation im dreidimensionalen Gesamtmodell
des tragwerks.
einen sonderbereich bildet das zweigeschossige, stützenfreie
Video-labor mit 300 m² Grundfläche. über die 14 Meter weit-
gespannte decke werden die stützenlasten aus dem darüber
liegenden Geschoss abgefangen. Zudem wurde die decke für
schwere anhängelasten von insgesamt 60 tonnen ausgelegt.
anstelle einer herkömmlichen konstruktionsweise mit meter-
hohen unter zügen, die die experimentell erforderliche raumhöhe
eingeschränkt hätten, konnte hier eine vergleichsweise schlanke
vorgespannte flachdecke realisiert werden.
das Gelände fällt von nordwesten in südöstlicher richtung um
ca. vier Meter ab. so bindet das Gebäude straßenseitig mit zwei
unter geschossen noch vollständig in das erdreich ein, im süd-
osten liegt nur das 2. untergeschoss des sockelbaus unter dem
Geländeniveau.
der Grundwasserspiegel folgt ca. zwei bis drei Meter unter der
Oberfläche dem natürlichen Geländeverlauf. Im Bereich des
neubaus wird der Grundwasserspiegel dem natürlichen Ver-
lauf folgend nun stufenartig reguliert. alle unterhalb dieses
plan mäßigen Grundwasserstandes liegenden Bauteile sind als
wasser undurchlässige stahlbetonkonstruktion, als sogenannte
„weiße Wanne“, ausgebildet. In den eingeschossigen flügelbau-
teilen reicht das eigengewicht der konstruktion nicht aus, um
ein aufschwimmen der konstruktion zu verhindern. um hier die
auftriebssicherheit zur gewährleisten ist das Gebäude in diesen
Bereichen mit kleinbohrpfählen im Baugrund verankert.
I dachlandschaft auf Gartengeschoss II lageplan mit außenanlagen III Gesamtmodell des tragwerks IV simulation der erdbebeneinwirkung
t r aG W e r k s P l a n u n G
III
IV
10
s c h n It t e u n d G ru n d r I s s e
C
B
M: 1/100
M: 1/100
M: 1/100
A
A längsschnitt B Grundriss uG C Grundriss eG
11
D Querschnitt E Grundriss 1. und 2. OG F Grundriss 3. und 4. OG G Grundriss dachgeschoss
M: 1/100
M: 1/100
M: 1/100
D
E
F
G
M: 1/100
M: 1/100
M: 1/100
M: 1/100
M: 1/100
M: 1/100
labor
Büro
seminar / Besprechung
server / edV
robotikhalle / Videolab
Werkraum
12
Energie- und Anlagenkonzept
die technischen anlagen für die lüftungs- energie- und Medien-
versorgung sind als zentrale technikebene im 2.untergeschoss
des sockelbaus angeordnet. ein stirnseitiger einbringschacht mit
Gitterrostabdeckung auf anlieferniveau und ein technik gang als
einbringachse über die gesamte länge des technikbereiches
ermöglichen auch nachträglich eine einbringung von größeren an-
lagenkomponenten für eine optionale erweiterung der energie-
zentralen bzw. für anpassungen an sich ändernde nutzungs-
anforderungen.die zentralen lüftungs anlagen sind mit Wärme-
rückgewinnungssystemen und adiabater abluftbefeuchtung
ausgeführt, deren kreislaufverbundsystem einen energieeffi-
zienten und wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht.
das energiekonzept wurde bestimmt durch die vorhandene
fernwärmeversorgung des Max-Planck-campus durch die
stadt werke tübingen sowie durch den nutzungsbedingt erheb-
lichen kältebedarf für die rückkühlung des serverraumes. die
kälte erzeugung erfolgt mit effizienten turboverdichtern und
hybrid kühlern. die hybridkühler ermöglichen weiter eine nut-
zung der freien kühlung über die außenluft als regenerative
energie quelle. um das Wärmerückgewinnungspotenzial zu
optimieren wurden zur rückkühlung der server-racks die ma-
ximal mög lichen lufttemperaturen zugelassen. Zur Vermeidung
einer thermischen Belastung der zum serverraum angrenzenden
Bereiche wurden Warmgänge zur führung der rückluft aus den
server-racks zu den Präzisionsklimaschränken realisiert. die Zu-
luft wird über einen doppelboden frei in den raum geführt.
dieses hohe temperaturniveau bei der rückkühlung der server-
anlagen macht weiter ein wesentlich größeres Zeitfenster für die
freie kühlung über die außenluft nutzbar und ermöglicht dadurch
einen noch energieeffizienteren Betrieb der kälteanlage.
die flexible lab-spaces sowie alle biochemischen labore im
Gartengeschoss werden jeweils über großzügige kopfschächte
direkt aus der darunterliegenden technikebene erschlossen. diese
schächte bieten ausreichend Platzreserven und ermöglichen fle-
xible nachinstallationen und anpassungen bei nutzungsände-
rungen. die Medienversorgung in den laboren ist zu Wartungs-
zwecken frei zugänglich und als sichtinstallation ausgeführt. um
forschungsprojekte zur Minimierung des energieverbrauches und
der Gebäudebetriebskosten anhand von intelligenten und selbst-
lernenden steuerungen zu unterstützen, wurde für eine effiziente
Gebäudebewirtschaftung ein wissenschaftliches energie- Moni-
toring umgesetzt. hierfür wurden in der zentralen Betriebstech-
nik sowie in sämtlichen räumen eines Geschosses zusätzliche
Zähleinrichtungen und sensoren installiert, womit die raumklima-
bedingungen und das nutzerverhalten erfasst werden können.
t e c h n I s c h e a n l aG e n
I kältemaschinen II Biochemisches labor
I
II
auf diese Weise sollen datensätze generiert werden, die als
Grundlage zur forschung an intelligenten und energieeffizienten
regelsystemen in der Gebäudetechnik dienen.
Elektrotechnik
die stromversorgung für das Gebäude wird über eine kundenei-
gene netzstation im technikanbau versorgt. Zur Versorgung der
haustechnikanschlussleistungen sowie des rechenzentrums ist
die trafoleistung zunächst auf 2 x 1.000 kVa, im endausbau für
eine zusätzliche anschlussleistung von 1.000 kVa ausgelegt.
aufgrund der einstufung des laborgebäudes ist für die sicher-
heitstechnische Infrastruktur, die durch ein notstromaggregat
mit 450 kVa leistung abgedeckt wird, eine gesonderte energie-
einspeisung gefordert. die betrifft die sprinklerpumpe, alle ma-
schinellen entrauchungsanlagen, die sicherheitsbeleuchtung,
Brandmelde- und usV-anlage sowie anlagenkomponenten der
kühlung im rechenzentrum. für das rechenzentrum wurde eine
zentrale redundante usV-anlage mit einer leistung von 2 x 100
kVa für die serverracks eingebaut. das automatische herunter-
fahren bei einem stromausfall ist über eine softwareschnitt stelle
realisiert.
die steuerungen der Beleuchtungsanlagen und des sonnen-
schutzes erfolgen über ein zentrales knx-Bus-system.
ergänzend zum standardisierten Zähler- Mess- konzept der MPG
wurde ein wissenschaftliches energiemonitoring zur erfassung
der stromverbraucher von Beleuchtung und steckdosen etabliert
und folgende anlagenkomponenten installiert:
Bussensor zur steuerung und schaltung der Beleuchtung und
sonnenschutz
Präsenzmelder zur erfassung und auswertung von Bewegun-
gen und helligkeitssignal.
lichtsensor zur erfassung und auswertung der Beleuchtungs-
stärke, sowie ein- und ausschaltfunktion in abhängigkeit vom
tageslicht.
tür- und fensterkontakte zur erfassung des Zustandes auf / Zu
raumtemperaturfühler zur erfassung und steuerung vom
temperaturwert und sollwert, ein- / ausschaltfunktion, nacht-
betrieb und frostbetrieb.
raumfeuchtefühler für die erfassung der relativen feuchte
und temperatur.
Oberflächenfühler zur erfassung vom temperaturwert an der
decke (Bkt).
heizkörperventil zur ansteuerung auf / Zu, stetig.
erfassung des Wärmebedarfs der statischen heizkörper über
Wärmezähler mit eIB / knx-schnittstelle
erfassung des kältebedarfs des umluftkühlgerätes über käl-
tezähler mit knx / eIB-schnittstelle.
die regelung der raumtemperatur im heizfall erfolgt über den
eIB-knx-Bus.
13
III Perzeptive systeme: Weltweit einzigartiger 4d-körperscanner
IV Zweigeschossiges VideolabIII
IV
14
n ac h h a lt I G k e It
um bei hohen traglasten und großen spannweiten die decken-
verformungen im sinne einer nachhaltigen Gebrauchsfähig-
keit zu begrenzen, wurden die flachdecken in teilbereichen mit
Monolitzen vorgespannt.
so konnten alle decken ohne einschränkung der nutzbaren raum-
höhe und ohne hindernde Versprünge in einheitlich durch laufen-
der deckenstärke ausgeführt werden. In den sicht beton decken
der Obergeschosse sind die elektroleerrohre, die sprinkler-
leitungen und rohre der Betonkernaktivierung inte griert. Zur
rückhaltung von regenwasser sind die flachdächer mit Mager-
rasen extensiv begrünt.
Zur nutzung der abwärme aus den server-racks in der Gebäude-
heizung wurden die Geschossdecken in den Bürobereichen als
niedertemperaturheizflächen aktiviert. Gute Wirkungsgrade für
das raumklima werden erzielt durch die in den deckenspeicher-
massen einbetonierte Wärmetauscherrohre, deren geschlosse-
ner Wasserkreislauf ganzjährig auf ca. 22°c vortemperiert ist.
In den Zuleitungen für labormedien und kaltwasser sind leis-
tungsreserven sowie raumweise abgangsstutzen für eine flexible
nachrüstung enthalten.
auch für eine mögliche erweiterung des biochemischen
laborbereiches wurden auslegungsreserven in den zentralen
lüftungsgeräten sowie in den kanalquerschnitten berücksichtigt.
die erforschung von technischen systemen, die selbstlernend
eine große anzahl von Parametern so steuern, dass eine vorge-
gebene Zielfunktion optimiert wird, ist ein zentrales thema des
Max-Planck-Instituts für Intelligente systeme, wobei die anwen-
dung der Methoden auf die haustechnik interessantes neuland
darstellt. diese enge Verzahnung von neubauprojekt und for-
schungsausrichtung des Institutes bot die chance, noch wäh-
rend der realisierungsphase ein wissenschaftliches energie-
monitoring zu installieren mit dem Ziel, die raumzustands-
parameter, energiemengen, leistungen, äußere einflüsse sowie
das nutzer verhalten zu erfassen. dies soll forschungsprojekte mit
der Zielsetzung einer Minimierung des energieverbrauchs und der
Gebäude betriebskosten anhand von intelligenten steuerungen
ermöglichen.
I
I Werkraum für Versuchsaufbauten
II umgebungsplan Max-Planck-campus
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adresse spemannstraße 34, 72076 tübingen Bauaufgabe neubau Institutsgebäude mit physikalischen und biochemischen laboren, Büros und
seminar räumen sowie speziellen experimentierbereichen mit roboter-, Optik- und Video laboren
nutzer Max-Planck-Institut für Intelligente systeme Institutsgründung 2011 Planungsbeginn Juli 2012 Baubeginn september 2014 fertigstellung März 2017 nutzung Grundlagenforschung in den Bereichen Installation von robotischen systemen, unter-
suchung von Wahrnehmungsprozessen biolog. systeme; physikalisch-technische labore. digital-experimente und simulation durch computional imaging
Besonderheiten Großräumige robotik- und Videolabore, teleskopkuppel Geschosse 5-7 nutzfläche 1– 6 5.900 m² Bruttogrundfläche 14.307 m² Bruttorauminhalt 62.150 m³ arbeitsplätze 253 Gesamtbaukosten ca. 46,1 Mio € brutto, davon als sonderfinanzierung Bau durch das Bundesland Baden-
Württemberg 41 Mio € brutto.
Pl anungsbeteil igte
Bauherr Max-Planck-Gesellschaft zur förderung der Wissenschaften e.V. Generalverwaltung – abteilung forschungsbau und Infrastruktur, München
Projektteam dr. alfred schmucker und susanne steidele (rl), eva späth und Michael retzer (BBV), Bernhard rösch und sabine Biewald (hkls), alfred resch (elt)
architekt arGe architekten freie architekten, Waldkirch Bauleitung architekten + Partner dannien roller hofmann, tübingen konzeptstudie Wick+Partner, stuttgart tragwerksplanung Mayer-Vorfelder dinckelacker, sindelfingen tGa-und laborplanung Planungsgruppe M+M aG, Böblingen elektro- / Medienplanung raible + Partner Gmbh & co. kG, eningen unter achalm landschaftsarchitekt stefan fromm freier landschaftsarchitekt Bdla, dettenhausen terminsteuerung Obermeyer Project Management, stuttgart Bauphysik von rekowski + Partner, Weinheim Brandschutz lWk, stuttgart sigeko diplomingenieur freier architekt helmut W. deutschle, stuttgart Bodengutachten Gerweck + Potthoff, tübingen Vermessung Ingenieurbüro für Vermessungswesen rainer helle, tübingen
Bau - u n d P l a n u n G s dat e n
Max-Planck-Haus
Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik
MPI Friedrich-Miescher-
Labor
Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik
Max-Planck-Institut für Entwicklungs-
biologie
Paul-Ehrlich-Straße
Bohnenbergerst
raß
e
Spemannstraße
Auf dem
Kreuz
Lieschingerstraße
Spem
anns
traße
Spemannstraße
II
Max-Planck-Institut