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