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

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RWDN100

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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

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Papierpresse 2,55 / 5,96 / H 2,58 m

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Ehrenmal derUniversität

Eberhardshöhe

Kreuz

Max-Planck-Institute

Bundesforschungsanstalt für

Viruskrankheiten der Tiere

Untere Viehweide

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1428

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6923

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34

LieschingstraßeS

pemannstraß

e

Auf dem

Kreuz

Bohne

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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 info@arge-architekten.de

_ 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 / 721931-39info@fromm-landschaftsarchitekten.de

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

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M: 1/100

M: 1/100

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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

15

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