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Naturmuseum mit Planetarium und Sternwarte - Dorothea Nieroba
Erweiterung der Umwelt-Bildungs-Meile am Botanischen Garten: Eine Chance für Augsburg
Energieeffizientes Planen und Bauen – E2D
Projektbeschreibung
Bachelorarbeit Dorothea Nieroba, WS 2021-22
Integraler Entwurf mit Schwerpunkt nachhaltiger Materialeinsatz, Lebenszyklus, Typologie
Betreuung: Prof. Dr. Joachim Müller, Prof. Susanne Runkel
Studiengang: Energieeffizientes Planen und Bauen – E2D
Aus der Aufgabenstellung:
„Umweltbildung gewinnt vor dem Hintergrund der übergeordneten Perspektive eines Wandels zu mehr Nachhaltigkeit und Klimagerechtigkeit zunehmend an Bedeutung. Die Ziele nachhaltiger Entwicklung, etwa gemäß der von der UN verabschiedeten Agenda 2030, erfordern somit u.a., „dass alle Lernenden die notwendigen Kenntnisse und Qualifikationen zur Förderung nachhaltiger Entwicklung erwerben, unter anderem durch Bildung für nachhaltige Entwicklung und nachhaltige Lebensweisen (…)“.
Das Naturmuseum Augsburg kann hierzu einen wichtigen Beitrag leisten. Als ältestes Museum der Stadt hat es eine bewegte Geschichte hinter sich. Seit 1991 befindet sich die Sammlung und ein Planetarium als Teil des Einkaufzentraums „Augusta Arcaden“ in guter innerstädtischer Lage, hat derzeit aber kein ihrer Bedeutung angemessenes Gebäude oder Kontext, welche weitere Möglichkeiten der Umweltbildung eröffnen könnte. Ein große Chance für Augsburg bietet sich mit den Erweiterungsflächen des Botanischen Gartens Augsburg, wo derzeit mit dem „Umweltbildungszentrum Augsburg“ ein erster wichtiger Baustein einer „Umweltbildungsmeile“ entsteht.
Aufgabe ist daher der Entwurf eines Neubaus für das Augsburger Naturmuseum mit Planetarium und einer Sternwarte. Das Programm umfasst zusätzlich einen Veranstaltungsbereich „Forum“, ein Cafe/ Restaurant und pädagogische Bereiche mit Werkstattcharakter. Ein Übernachtungsbereich mit 30 Schlafplätzen bietet Raum z.B. für Schulklassen oder Erwachsenengruppen. Die Synergie aus dem Hybrid unterschiedlicher Nutzungen und dem besonderen Ort soll voll entfaltet werden. Hierzu ist eine besonders hohe Qualität der Innenbereiche, der Blickbeziehungen sowie der Kommunikationsflächen unumgänglich. Ebenso zentral ist auch die Wirkung nach außen, bei der das Gebäude selbst eine exemplarische Vorbildfunktion für zukunftsfähiges Bauen einnimmt.“
Erläuterung des Entwurfs: downUP
Grundidee des Naturmuseums mit Planetarium und Sternwarte ist die Inszenierung einer Reise - zwischen Erde („down“) und Himmel („UP“).
Gegenüber dem bestehenden Umweltbildungszentrum begeben sich die Besucher zunächst ins Erdinnere, in das im Erdreich abgesenkte Foyer mit Werkstätten. Der unterirdische Raum wird durch Lichtbänder entlang der Wände erhellt. Von dort aus beginnt ein Weg hinauf über Rampen, Stege und Aussichtsplattformen durch einen hohen Stützenwald, der einen starken Bezug zur angrenzenden Natur herstellt und auf vielfältigen Höhen Ausblicke in die nahe und ferne Umgebung ermöglicht. Am Höhepunkt dieser Reise tauchen die Besucher in einem quadratischen „Baumhaus“ auf. Hier befinden sich auf der unteren Ebene das Foyer mit Restaurant, Werkstätten und einem Veranstaltungssaal, dessen abgesenkter Boden sich nach unten aus dem Gebäudevolumen abzeichnet. Über Rampen entlang der Fassade wird die obere Etage erschlossen, auf der sich der Ausstellungsbereich befindet. Große Glaszylinder gliedern die Fläche und erlauben den Blick in den Himmel für die Sternenbeobachtung. Das kugelförmige Planetarium verbindet beide Etagen.
An der Fassade des Baumhauses ist eine Materialinnovation zu finden. Robotisch gewickelte Naturfasern, welche mit Lignin-basierten Aerogelen ausgedämmt wurden, bilden eine transluzent-transparente Fassade. Im Kontrast hierzu ermöglichen transparent verlaste Elemente den Besuchern einen unendlichen Blick über Augsburg. Zurück zur Erde geht es erneut über die Treppen des Stützenwaldes oder den Aufzug.
Zu ebener Erde befindet sich der Übernachtungsbereich mit intensiv begrünter Fassade, die das Gebäude wie aus der Erde herausgezogen erscheinen lässt. Die Giebelseiten dieses Gebäudes sind verglast, sodass die Besucher erneut einen starken Kontakt zur Natur und zum angrenzenden Wald bekommen. In der Mitte bildet ein mit Stufen abgesenkter Bereich erneut den symbolischen Bezug zum Erdinnern.
Modell
Materialkonzept, Konstruktion und Tragwerk
In Analogie zum Wald wird der Stützenwald des Baumhauses aus 30 x 30 cm Vollholzstützen gebildet. Die Treppenauf- und abgänge sowie die Aussichtsplattformen verringern die Knicklängen und steifen gemeinsam mit der Schrägstellung einiger Stützen und dem Stahltragwerk des Aufzugskerns die Konstruktion aus. Die Stützen münden in die Kreuzungspunkte eines ausgedämmtes Stahlgitterrosts (Raster 3x 3m), auf dem wiederum die Foyer- und Ausstellungsebene lastet.
Energie und Gebäudetechnik
Die technische Gebäudeausstattung setzt sich zusammen aus den Elementen Pumpkraftwerk, Wasser-Wasser Wärmepumpe - PV Anlage, Pufferspeicher, Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und Fußbodenheizung.
Die Höhe des Baumhauses kann optimal für ein Pumpkraftwerk ausgenutzt werden. Das Wasser wird durch elektrische Pumpen in den Speicher gehoben, um später wieder für den Antrieb von Turbinen zur Stromerzeugung genutzt zu werden.
Eine PV-Anlage ist auf Dach des Baumhauses, des Planetariums und des Wohntraktes vorgesehen und bietet eine Fläche von ca. 800m2.
Ökobilanzierung
Abgabeleistungen
- Lageplan (M 1: 500), Grundrisse, Ansichten, Schnitte (M 1: 100/ 1:200)
- Materialkonzept incl. Detaildarstellungen M 1:10 der Fassade. Ein besonderer Fokus liegt auf einem nachhaltigen Materialeinsatz incl. der Demontage- und Recycling-Fähigkeit
- Energie- und Ökobilanzierung:
_ Konzeptphase: Drei strategische Varianten mit qualitativer Beschreibung der Konzeption, Konstruktion und Technik sowie Kenndaten (U-Werte, Ökodaten, erneuerbare Energien …)
_ Entwurfsphase Energiebilanzierung: mit Auswertung End- und Primärenergiebedarf Ist und Referenz, Einsatz erneuerbare Energien sowie passive Maßnahmen
_ Entwurfsphase Ökobilanzierung (eLCA): mit Randbedingungen der Zertifizierung DGNB und mit folgender Auswertung (Zahlenwerte und grafisch):
- GWP Global Warming Potential (in kg CO2äquivalent pro m2NGF) Gesamt sowie differenziert nach Konstruktion und Nutzung
- GWP Global Warming Potential (in kg CO2äquivalent pro m2NGF) der Konstruktion: Differenziert nach AW, DE+TR, DA, BP, FE, IW und TGA und differenziert nach den jeweiligen Modulen A bis D - Standort iund soziale Nachhaltigkeitskriterien:
Individuelle Bewertung des Standortes gem. SITE 1.1, 1.3 und 1.4, Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes, Nachweis der Tageslichtversorgung, barrierearmer Zugang und Nutzungsmöglichkeiten. - Modelle M 1:500 / 1:100
Die Abgabeleistungen insbes. der Energie- und Ökobilanzierung sind in einem gesonderten umfangreichen Berichtsheft nachgewiesen.
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