Flexibilität, Qualität und Schnelligkeit im Laborbau Dank Modulbauweise

Außenansicht des neuen Laborgebäudes am Max-Planck-Institut in Bremen (Cadolto Modulbau GmbH)

Außenansicht des neuen Laborgebäudes mit dem Glasübergang als Anbindung an den Bestand des Max-Planck-Instituts in Bremen (Cadolto Modulbau GmbH)

Laborarbeitsplätze des Labor-Neubaus am Max-Planck-Institut in Bremen (Cadolto Modulbau GmbH)

Technikzentrale des neuen Laborgebäudes des Max-Planck-Instituts (Cadolto Modulbau GmbH)

Rendering Frontalansicht Labor-Rotationsgebäude an der Universität Bonn (Bergstermann + Dutczak Architekten)

Rendering Seitenansicht Labor-Rotationsgebäude an der Universität Bonn (Bergstermann + Dutczak Architekten)

Das Max-Planck-Institut in Bremen erweiterte sein bestehendes Institutsgebäude um ein neues Laborgebäude in Modulbauweise. Cadolto realisierte in kurzer Zeit einen, den Bedürfnissen des Instituts entsprechenden neuen Laborflügel auf insgesamt 1.400 m². Bestehend aus 29 Modulen inklusive modernster labortechnischer Ausstattung, dient der Neubau als Erweiterung zum Bestandsgebäude des Max-Planck-Instituts. Nach Inbetriebnahme unterstützt es Mikrobiologen, Molekularbiologen und Biochemiker im Fortschritt der Wissenschaften und Erforschung mariner Mikroorganismen.

Das neue Labor erfüllt die biologische Sicherheitsstufe (biosafety level) 2 und ist mit einer Klimazelle ausgestattet, welche eine wärmende sowie kühlende Funktion übernimmt. So kann die Raumtemperatur innerhalb von kurzer Zeit an die unterschiedlichen Forschungsarbeiten angepasst werden. Die Laborräumlichkeiten wurden zudem mit seewasserfesten und gegen viele Lösungsmittel beständigen Arbeitsoberflächen ausgestattet. Die Anbindung der technischen Laborgase und Versorgungsmedien erfolgte über die bestehende Infrastruktur am Max-Planck-Institut.

Neben den Laboren sind in dem Neubau Büroräumlichkeiten sowie Gemeinschaftsräume untergebracht. Die an den Decken angebrachten Akustiksegel sind nicht nur optisch ein Highlight, sondern ermöglichen durch ihre schallschluckende Funktion eine ruhige Arbeitsatmosphäre. Darüber hinaus wurde das Gebäude mit einem Skywalk, einem gläsernen Verbindungsgang an das Bestandsgebäude des Instituts angebunden.

Schnelligkeit als wichtiger Erfolgsfaktor im Bau von Laborgebäuden

Ein wichtiges Ziel bei Forschungsarbeiten in Laboren ist unter anderem der zeitnahe Start des neuen Forschungsprojekts. Hierfür sind jedoch häufig neue Räumlichkeiten oder ein aufwendiger Umbau des Bestands notwendig.

Schon während der Ausschreibung eines Forschungsprojektes ist es zudem für das jeweilige Institut essentiell, die dementsprechenden Professoren sowie Fachkräfte an das Projekt zu binden. Dies gelingt unter anderem durch die Errichtung qualitativ hochwertiger Arbeitsplätze in einem kurzen Zeitraum. Aus diesen Gründen ist bei der Realisierung von Bauprojekten im Laborbereich die schnelle Bauzeit ein wichtiges Entscheidungskriterium. Cadolto reagiert auf diese Herausforderungen und ermöglicht die Planung und Errichtung eines neuen Laborgebäudes innerhalb weniger Monate in höchster Qualität.

Die Module für den Labor-Neubau am Max-Planck-Institut wurden mit einem hohen Vorfertigungsgrad witterungsunabhängig in den Werkshallen produziert und innerhalb weniger Tage per LKW an die Baustelle transportiert und aufgestellt. Aufgrund der kurzen Baustellenzeit vor Ort konnte der Baustellenlärm und die dazugehörigen Emissionen auf geringem Niveau gehalten werden, sodass der Betrieb in den umliegenden Bereichen des Instituts nahezu ungestört aufrechterhalten werden konnten.

Gerade während der COVID-19-Pandemie wird die auch Schnelligkeit in der medizinischen Infrastruktur gefordert: Dank der Modulbauweise konnte in kurzer Zeit der Laborneubau für das Max-Planck-Institut errichtet werden. Er bietet während der Pandemie zusätzliche Ausweichmöglichkeiten und leistet somit einen wichtigen Beitrag zum Schutz der Mitarbeiter/innen des Instituts.

Labor-Rotationsgebäude an der Universität in Bonn: Hohe Flexibilität Dank Modulbauweise

Die Herausforderung im Laborbau heute: Lebenszyklen von Labornutzungen werden stetig kürzer, die Anforderungen an die Gebäudeflexibilität steigen. Zudem müssen sich die Räumlichkeiten sowohl den einfachen als auch komplexen Gegebenheiten anpassen. Laborkonzepte müssen nicht nur funktional sein, sondern gleichzeitig ein Höchstmaß an Sicherheit und eine angenehme Arbeitsatmosphäre bieten.

Die Cadolto-Modulbauweise eröffnet für diese Herausforderungen vielfältige und zukunftssichere Lösungen: Die Konstruktion der Labormodule basiert auf einer Stützenkonstruktion, was ein leichteres Versetzen und Herausnehmen von Wänden und somit unter anderem eine hohe Flexibilität in der Raumaufteilung ermöglicht.

Darüber hinaus erfüllt die Modulbauweise ebenso wie die konventionellen Bauweise alle Qualitäts- und Sicherheitsstandards für Labore und bietet den Vorteil, dass einzelne Bereiche oder Gebäude rück- und umgebaut sowie an einen anderen Standort umgezogen werden können.

Die Realisierung des Laborkomplexes im Form eines Rotationsgebäudes an der Universität Bonn verdeutlicht die enorme Flexibilität der Modulbauweise: im Sommer 2020 erhielt Cadolto den Auftrag, das Projekt zu planen und zu realisieren.

In den kommenden Jahren ist an mehreren Gebäuden der Universität in Bonn die Durchführung von umfangreichen Sanierungsarbeiten geplant. Die Sanierungsmaßnahmen für die Universität umfassen dabei mehrere Nutzungszyklen. Damit der laufende Betrieb reibungslos aufrechterhalten werden kann, entsteht am Campusgelände ein Rotationsgebäude mit einer Bruttogeschossfläche von rund 15.100 m². Der Modulbau dient zukünftig bei den Umbaumaßnahmen den unterschiedlichen Instituten als Ausweichgebäude und wird mit Laboren, Besprechungs-, Arbeitsräumen und Büros für mehrere hundert Universitätsangehörige errichtet.

Die Sanierung der umliegenden Gebäude wird schrittweise erfolgen und aus diesem Grund sind mehrere Nutzungszyklen mit unterschiedlichen Anforderungen der einzelnen Fakultäten zu berücksichtigen. Eine besondere Bedeutung haben hierbei die Labor-bereiche. Diese werden in der Nutzung für die verschiedenen Disziplinen veränderbar und multifunktional konzipiert.

Damit die einzelnen Bereiche der Universität Bonn während der Umbaumaßnahmen so reibungslos wie möglich weiterarbeiten können, werden bei der Planung der Labormodule für das Rotationsgebäude die bisherigen Anforderungen sowie Gegebenheiten aus dem Bestand berücksichtigt. Die Module werden so konzipiert und produziert, sodass während der unterschiedlichen Nutzungszyklen ohne grundlegende Umbaumaßnahmen die entsprechenden Versorgungsmedien sofort bezogen werden können.

Die Versorgung des neuen Laborgebäudes wird autark errichtet. Die technische Gasversorgung erfolgt dabei über separate Gaslager. Für die Elektroinstallation wird eine Mittelspannungsanlage errichtet, welche zukünftig auch weitere Institute mit Strom versorgen soll. Die jeweiligen Sicherheitsstufen der Labore variieren während der Rotation innerhalb der Nutzungszyklen. Beispielsweise erfolgt der Umbau von einem chemischen Labor zu einem Radionuklidlabor, in welchem mit radioaktiven Stoffen gearbeitet wird. Die Umrüstung der geforderten Sicherheitsstufen findet dann vor Ort statt.

Die Labore werden mit modernsten Laboreinrichtungen nach neuesten technischen Standards ausgestattet und ermöglichen somit eine angenehme und qualitativ-hochwertige Arbeitsumgebung für jeden einzelnen Nutzungszyklus. Zudem werden in dem Neubau NMRGeräte und Rasterelektrodenmikroskope im Untergeschoss untergebracht. Die Laborarbeit mit diesen Geräten hat eine hohe Anforderung an eine geringe Schwingung. Aufgrund der umliegenden Autobahn ist bei der Gebäudeplanung ein besonderes Augenmerk auf externe Schwingungen zu legen. Sowohl der in konventioneller Bauweise zu errichtende Gebäudeanteil als auch die Module werden so geplant, dass diese von der Umgebung abgekoppelt werden und die externen Schwingungen somit nicht in das Gebäudeinnere gelangen können.

Auch in der Außenwirkung wird bei der Fassadengestaltung ein hoher Wert auf ein modernes Erscheinungsbild gelegt. Das Rotationsgebäude wird mit einer attraktiven Fassade aus Metallkassetten mit einer optisch hellen Beschichtung errichtet werden. An den Fenstern der Arbeitsräume werden Lichtbänder angebracht, welche die Sonneneinstrahlung Richtung Decke reflektieren. Auf diese Weise wird eine natürliche Raumbeleuchtung geschaffen.

Individuelle Anforderungen an ein Labor umsetzen: Die Cadolto-Laborkonzepte und das Labor-Muster-Modul

Mit den modular konzipierten Labortypen kann Cadolto schnell konkrete Musterplanungen zur Verfügung stellen. Als konstruktive Basis für weitergehende Planungen sind Gebäudestrukturen vorgegeben, die sich jedoch in jeder Richtung verändern lassen. Die Rasterbreiten der Labormodule von 3.600 mm basieren auf den gängigen Einrichtungsgegebenheiten sowie auf den Empfehlungen der BG RCI und der DIN EN 14056. Die Laborkonzepte lassen sich selbstverständlich beliebig erweitern und vervielfältigen. Sie sind stapelbar bis zu fünf Geschossen, mit einem aussteifenden Kern auch höher, und zusätzlich auch mit einem Technikgeschoss realisierbar.

Auch in der Fassadengestaltung können im Rahmen der Laborkonzepte die individuellen Wünsche umgesetzt werden. Durch das Eloxieren der Aluminium-Fassade können unterschiedlichste Farbkonzepte nach Kundenanforderungen umgesetzt und Laborgebäude passend zur Umgebung gestaltet werden.

Um bei Werksbesuchen das Laborkonzept erlebbar zu machen hat Cadolto in seinem Musterpark ein Labor-Mustermodul errichtet, das alle Anforderungen an ein modernes Labor vereint: höchste Qualität, neueste Technik, passgenaue Räume, die in der Zukunft flexibel erweiterbar sind. Kurz gesagt, das Labor-Mustermodul ist auf die Laborwelten der Zukunft und die Digitalisierung der Laborarbeit zugeschnitten. Die Ausstattung mit einer Vielzahl an Monitoren ermöglicht eine Steuerung und Überwachung der Arbeiten direkt vom Arbeitsplatz aus und ein integrierter Besprechungsbereich ermöglicht kurze Wege für die Kommunikation. Das aus zwei Modulen bestehende Musterlabor hat eine Bruttogeschossfläche von ca. 100 m².