Brandenburgische Technische Universität, Fakultät Umweltwissenschaften und Verfahrenstechnik | Cottbus
Als einzige Technische Universität des Bundeslandes Brandenburg zählt die BTU Cottbus im Jahr 2013 ca. 7.000 Studierende. Ihre Forschungsschwerpunkte fokussieren die Themen Energie, Umwelt, Bauen, Material sowie Informations- und Kommunikationstechnologien.
1991 wurde die Universität gegründet. Seitdem werden die Gebäude auf dem Campusgelände stetig erweitert und an Nutzanforderungen angepasst. Vor diesem Hintergrund fanden in der Zeit von 1998 bis 2002 Um- und Neubaumaßnahmen der Fakultät für Umwelt- und Verfahrenstechnik statt. Der Gebäudekomplex besteht u. a. aus einem 4-geschossigen Büro- und Labortrakt (Bauteile A und B) und drei angrenzenden, miteinander verbundenen Technikumshallen (Bauteil C).
Im Rahmen eines Pilotprojektes des Landes Brandenburg planten und realisierten WINTER Ingenieure in enger Zusammenarbeit mit den Architekten KEBE + Schoberth für das umgebaute und erweiterte Laborgebäude (Bauteil B) beispielsweise eine innovative Lichttechnik, die mit dem Deutschen Fassadenpreis FVHF 2000 ausgezeichnet wurde. Diese umfasst im Bereich der Oberlichtbänder die transparente Wärmedämmung als Lichtlenksystem in Kombination mit der integrierten Lichtsteuerung.
Im Laborgebäude werden beispielsweise die Herstellung von chemischen Produkten, Baumaterialien, Glas und Kraftstoff erforscht sowie Verfahren zur Verwertung von Hausmüll und Produktionsabfällen entwickelt. Dazu wird das Gebäude mit technischen Gasen und Wasser unterschiedlicher Art versorgt. Über eine zentrale Gasversorgung werden Argon, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und synthetische Luft sowie Erdgas, Acetylen und Wasserstoff bereitgestellt.
Die konditionierte Zuluft strömt über Quellluftauslässe in den Raum ein und wird über Digestorien abgesaugt. Die Anlage wurde als reine Außenluftanlage ausgeführt. In jedem Labor befindet sich ein Konstant-Volumenstromregler, der dafür sorgt, dass jeder Raum nur die definierte Luftmenge erhält und somit das Druckverhältnis im Raum erhalten bleibt. Damit im Raum keine hohen Turbulenzen zur Durchmischung mit Schadstoffen beitragen, erzeugen die Zuluftauslässe ein Strömungsbild, das zwischen einem Quellluftauslass und einem Induktionsauslass liegt. Zur Stabilisierung des Betriebsverhaltens der Abzüge sowie zur Einsparung von elektrischer Antriebsenergie wird der Abluftventilator über einen Frequenzumformer drehzahlgeregelt.
Eine zentrale Neutralisationsanlage reinigt anfallende Laborabwässer und bereitet sie zur Wiederverwendung auf. Über einen elektronischen Regler wird je nach Abweichung vom pH-Sollwert so viel Lauge oder Säure zugefügt bis sich der pH-Wert wieder zwischen den eingestellten Grenzwerten befindet. Als Neutralsationschemikalien werden 25 %ige Natronlauge und 25 %ige Schwefelsäure verwendet, welche aus Vorlagebehältern entnommen und dem Abwasser über zwei pneumatische Ventile beigemischt werden. Unterschreiten die Vorlagebehälter einen Niveaustand von 30% wird ein optisches und akustisches Signal ausgelöst. Die den Neutralisations-Reaktor verlassenden Abwässer werden über eine zweite pH- Wert- Erfassung kontrolliert. Über einen Regler werden die Grenzwerte für das in die Kanalisation abzuleitende Abwasser festgelegt.
Als Bauteil C schließen sich die drei Technikumshallen an, in welchen Versuchsanlagen, Kabinen, Experimentalflächen, Labore und Werkstätten für die einzelnen Fachrichtungen untergebracht sind. In der Technikumshalle A befindet sich der Lehrstuhl für Konstruktiven Wasserbau mit einem angeschlossenen, eingeschossigen Labortrakt für chemische und physikalische Forschungsversuche. In der Halle befinden sich zwei Stahl-Hochbehälter mit unterschiedlichen Höhenniveaus sowie Fassungsvermögen von 24 m³ und 32 m³. Diese sind mit einem Tiefbehälter mit acht möglichen Entnahmestellen verbunden, dem sich ein als zentraler Wasserkreislauf ausgebildetes Rohrleitungs- und Rinnensystem anschließt. Die verschiedenen Versuchsstände können zu Simulationszwecken mit dem Wasser der Hochbehälter betrieben werden. Die autarke Versuchsanlage kann sowohl mehrere Stunden pro Tag, 24 Stunden als auch mehrere Tage durchgehend betrieben werden.
Die Technikumshalle B beherbergt den Fachbereich Werkstoffmechanik, an dessen labortechnischen Versuchsständen Bauteile und Baustoffe auf die Sicherheit und Zuverlässigkeit untersucht und bewertet werden. In Halle C ist der Fachbereich Umwelttechnik untergebracht. Anhand von Separations- und Recyclingverfahren werden in angrenzenden Werkstätten und chemischen Laboren die Wechselwirkungen von Material und Umwelt praxisnah erforscht.
In den drei Hallen wurden aufgrund der unterschiedlichen Nutzungsanforderungen insgesamt 16 zusätzliche Lüftungsanlagen installiert. Über ein Kanalnetz wird die Zuluft zu den entsprechenden Laboren oder Einhausungen geführt und dort wie im Laborgebäude (Bauteil B) volumenstromgeregelt. Die Technikaggregate und Drucklufterzeuger wurden innerhalb der Hallen auf einer zweiten Ebene positioniert.
Für die gezielte Abführung von staubbelasteter Luft wie Schweißrauch wurden in der Halle C Punktabsaugungen eingerichtet. In der Schweißkabine wurde ein flexibler Absaugarm angebracht. Der Bereich Anlagen- und Sicherheitstechnik erhielt zwei Miniplant-Anlagen (Sonder-Laborabzüge) mit einem Innenraumvolumen von 12,5 m³ und einem geforderten 100-fachen Luftwechsel (EX-Schutz-Funktion) aufgestellt, welche an 2 Abluftanlagen mit je 1250 m³/h angeschlossen sind. Jede Kammer erhält eine separate Abluftstrecke.
Zur Sicherstellung der geforderten Abluftmenge in den einzelnen Laboren wurde an jedem Abzug ein Volumenstromregler eingebaut. Zur Stabilisierung des Betriebsverhaltens der Abzüge sowie zur Einsparung von elektrischer Antriebsenergie wird der Abluftventilator über einen Frequenzumformer drehzahlgeregelt. Durch die vertikale Abluftanordnung und die horizontale Verteilung der Zuluft konnten Kreuzungspunkte vermieden werden. Die erforderliche Raumhöhe konnte somit deutlich verringert werden. Ein Höchstmaß an Einrichtungsflexibilität konnte durch den Schachtrhythmus in Verbindung mit dem Fassadenraster erreicht werden. Dadurch ist jede Trennwandstellung möglich und Laboreinrichtungen können jederzeit problemlos versorgt und wechselnden Nutzerbedingungen angepasst werden. Für beliebige Versuchsaufbauten stehen zudem jeder Halle eine Kranbahn mit einer Belastbarkeit von 10 t sowie eingebaute, umrüstbare Stahlkonstruktionen zur Verfügung.
Für Versuchsanlagen mit hohem Brauchwasserbedarf, zur Bewässerung des Universitätsgartens, für die WC-Spülung und zur Senkung der laufenden Betriebskosten wurde eine Regenwassernutzungsanlage konzipiert. Dafür wurden die Regenwassergrundleitungen der Bauteile A, B und C in ein Regenauffangbecken geführt.
Alle Anlagen der Technikumshallen (außer die Hochbehälter) und der Anbauten werden über DDC-Module auf die Gebäudeleittechnik aufgeschaltet und können über diese Zugriffsebene zu- und abgeschaltet werden.
Fotos: © KEBE + SCHOBERTH DIPL-ING ARCHITEKTEN TU-SIA