Auf Erweiterbarkeit ausgelegt

Die Vorgaben waren klar. So dauerte es nicht lange bis Bauherr und Generalplaner beim Entwurf des neuen Laborgebäudes zu einer Lösung kamen.

Generalplanung

In Bezug auf Bauten für Forschung und Wissenschaft eilt den Generalplanern von Carpus+Partner mittlerweile ein Ruf voraus. So war es nicht weiter verwunderlich, dass die Aachener sich seinerzeit schnell für die Bauaufgabe qualifizieren konnten.

Mit einer Reihe von intensiven Workshops begann das Projekt. So erinnert sich der verantwortliche Planer Thomas Habscheid-Führer: „Die Konzeptphase mit Rentschler lief perfekt. In kürzester Zeit hatten wir ein genaues Anforderungsprofil. Die Eckpfeiler dazu waren die Personalentwicklung, Flächenbedarf für Sonderbereiche, Büros, Labore und Logistik. Weiter ging es darum, die erforderlichen Verkehrsflächen zu minimieren. Die spätere Erweiterbarkeit spielte bei der Gebäudekonfiguration eine große Rolle. Eine effiziente Führung der technischen Medien, die Organisation der Materialflüsse und ein modernes Abfallkonzept rundeten die Konzeptphase ab.“

Nachdem man effiziente Lösungen für die Qualitätskontrolleinheiten Chemie, Proteinanalytik, Mikrobiologie sowie Biologie erarbeitet hatte, galt es noch, die Entwicklungslabore und Technika für Molekular­biologie, Fermentation und Produktaufbereitung ins Gebäude zu integrieren. Durch die intensive Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber hatten man bereits in der Frühphase des Projekts ein maßgeschneidertes Gebäude entwickelt, das mit sattelfesten Kosten und besonders flächenoptimiert in nur 14 Monaten Planungs- und Bauzeit realisiert werden und Anfang 2008 in Betrieb genommen werden konnte.

Der Baukörper

Der kompakte Baukörper hat eine Abmessung von ca. 38 m Länge und ca. 30 m Breite. An dieses Raster sind der Ausbau und die Tragstruktur angepasst. Die Stützweiten in Längsrichtung variieren entsprechend der Raumstruktur. In Querrichtung beträgt die Hauptstützweite im Wesentlichen 6,90 m; wobei die Anfangs- und Endfelder mit 5,75 m bzw. 2,30 m kleiner sind. Das Gebäude ist als fünfgeschossiger, nicht unterkellerter Stahlbetonskelettbau geplant und mit vier Vollgeschossen im baurechtlichen Sinne ausgeführt. Das 5. OG nimmt weniger als Dreiviertel der Grundfläche ein und zählt damit nicht als Vollgeschoss. Auf dem Dach sind die Lüftungsgeräte in wetterfester Ausführung platziert. Das neue Laborgebäude ist ca. 19,50 m hoch und hat eine Größe von ca. 5200 m² BGF und rund 20 000 m³ BRI.

Laborplanung

Als Auftragsentwickler und -hersteller „Contract Manufacturing Organization (CMO)“ bietet Rentschler Biotechnologie ein breitgefächertes Spektrum. Im neuen Gebäude mussten daher für die Prozesse der Analytik und Qualitätskontrolle mannigfaltige Funktionen abgebildet und bauliche Lösungen gefunden werden, so unter anderem für:

Chemische, biologische, pharmazeutische und mikrobiologische Ana­lysen,

Proteinstrukturanalysen, Identitäts- und Reinheitsprüfung,

Glykoproteincharakterisierung, „Oligosaccharide mapping“,

Bioassays, SDS-PAGEs, Westernblots und ELISAs zur quantitativen Bestimmung von Zytokinen, Antikörpern und anderen Proteinen,

Rückstandsanalysen auf Rest-DNA, Wirtszellproteine und Prozesschemikalien,

Sicherstellung von Qualitätsstandards in der Entwicklung,

Sicherstellung der EU- und cGMP-Compliance,

Vorbereitung, Begleitung und Follow-up von Prozess- und Methoden­transfers,

Durchführung von GMP- und GCP-Audits.

Im Neubau sind alle Labore untergebracht, die vormals an unterschiedlichen Standorten auf dem Werksgelände verteilt waren. Die Laborbereiche sind in Teilen der Produktion zugeordnet und in anderen Teilen gehören sie zum Bereich der Qualitätskontrolle. Insgesamt sind acht verschiedene Einheiten mit unterschiedlicher Flächenverteilung angelegt. Angegliedert an die Laborräume mit ihren Werkbänken und Auswertebereichen an der Fassade, sind die Areale für Lager- und Material als Dunkelräume im Gebäudeinneren angeordnet. Außerdem gibt es Büro- und Besprechungszonen, sowie Umkleideräume.

Die Qualitätskontrolle und der Entwicklungsbereich gliedern sich in folgende Abteilungen:

Mikrobiologie EG,

USP Entwicklung 1. OG,

DSP Entwicklung 1. OG,

Qualitätskontrolle Biologie 2. OG,

Entwicklung Molekularbiologie 2. OG,

Qualitätskontrolle Proteinanalytik 3. OG,

Qualitätskontrolle Chemie 3. OG,

Mieter CellCa 4. OG.

Alle zugehörigen Areale sind integriert geplant und zusammenhängend angeordnet. Ihre Zugänge sind über die Umkleideräume im Erdgeschoss geregelt. Davor ist der Zugang als schwarzer Bereich angelegt, und danach sind sowohl die Vertikalerschließungen als auch die Flure inklusive der Laborflächen als graue Bereiche definiert.

Der Gebäudegrundriss ist durch einen Flur in zwei Hälften von je ca. 380 m² geteilt. Jede Geschosshälfte ist einer Abteilung zugeordnet und jedes Labor hat dabei einen internen Flur. Eine Ausnahme bildet die Qualitätskontrolle Biologie, die nahezu beide Hälften des Geschosses beansprucht. Ein kleiner Bereich ist dort für die Abteilung Molekularbiologie abgezweigt. Soweit Nutzerinteressen es zuließen, wurden möglichst großflächige Arbeitsbereiche mit offenen Besprechungszonen geschaffen. Gekennzeichnet ist eine solche „Open-Space-Atmosphäre“ durch einen lebendigen Austausch der Mitarbeiter, der den Teamgeist fördern und kooperatives Agieren untereinander auf ganzer Breite ermöglichen soll. Der Bauherr legt viel Wert darauf, ein behagliches und störungsarmes Arbeiten zu ermöglichen. Daher wurden auch die nasschemischen Bereiche (z. B. Probenvorbereitungen) und sämtliche lärm- und wärmeintensiven Areale gegen die Dokumentationsräume strikt abgegrenzt.

Lüftungstechnik

Die RLT-Anlage hat die Aufgabe, den Laborbereich, die Dokumentationszonen, Büros sowie die Technikfläche im Erdgeschoss zu klimatisieren und die im Erdgeschoss befindlichen Umkleideräume mit den notwendigen Mindestluftwechseln zu versorgen. Die Laborbereiche werden gemäß Richtlinie für Laboratorien (BGR 120) und DIN 1946 Teil 7 mit Luftwechsel von 25 m³/hm² versorgt. Der Betrieb der Digestorien erfolgt entsprechend der DIN EN 14 175 Teil 1 bis 6.

Die raumlufttechnische Versorgung erfolgt mittels zwei zentraler RLT-Anlagen. Die Geräte sind in wetterfester Ausführung auf dem Dach platziert, über die auch die Fortluft senkrecht abgeführt wird. Die Außenluftrate beträgt mindestens 30 %. Unbelastete Abluft der Raumbereiche wird der Außenluft beigemischt, und die RLT-Anlagen im Umluftbetrieb gefahren. Die Geräte sind als Teilklimaanlage ausgelegt, das heißt, thermische Luftbehandlungsfunktionen wie Heizen und Kühlen können realisiert werden. Die Anlage wird volumenstromvariabel und mit einer Unterscheidung von Tag- und Nachtbetrieb betrieben. Im Sommer werden die auftretenden Wärmelasten in Teilbereichen der Geschosse durch Zonennachkühler abgebaut.

Die Randzonen des Gebäudes sind mit statischen Heizflächen ausgestattet die den Grundwärmebedarf decken. Die weitere erforderliche Heizleistung wird über die RLT-Anlage zur Verfügung gestellt. Aus den Randzonen strömt die Luft in den Laborbereich über. Die Abluft wird von dort zu den Abluftsammelkanälen geführt.

Untergeordnete Bereiche, wie Flure sowie Technikräume werden über festeinstellbare Volumenstromregler mit einem ganzjährigen konstanten Volumenstrom versorgt. Die komplette Zusatzversorgung erfolgt über die RLT-Zentralgeräte. Die Anlagen werden über eine neue MSR-Anlage gesteuert. Das MSR-System ist so aufgebaut, dass die Aufschaltung auf die bauseitige Gebäudeleittechnik (GLT) möglich war.

Die Abluft wird über drei verschiedene Abluftsysteme abgesaugt.

1. Am ersten Abluftsystem sind angeschlossen:

Abluft der Abzüge,

Abluft der Punkt-/Quellabsaugung

Abluft der Abluftdurchlässe (Raumabluft).

Die Abluft der Laborabzüge wird aus der Etage zu den Sammelkanälen im Schachtbereich geführt. Von dort aus wird die Abluft über PPS -Kanäle in das 4. OG geleitet.

Die Abluft der Abluftdurchlässe sowie der Punkt-/Quellabsaugung wird über ein verzinktes Kanalsystem in das 4. OG geführt. Die Abluft der Abzüge sowie die Abluft der Punkt-/Quellabsaugung und Raumabluft werden im 4. OG zusammengeführt und über ein verzinktes Kanalsystem dem jeweiligen zentralen Abluftgerät zugeführt. Die Abluftanlage ist mit einem entsprechenden Wärmerückgewinnungssystem ausgestattet. Die Fortluft wird nach oben senkrecht über Dach abgeführt. Die Anlage ist an die GLT angeschlossen.

2. Am zweiten Abluftsystem sind angeschlossen:

Unterschränke der Abzüge,

Abluft von Gasflaschen oder Gefahrstoffschränken.

Die genannten Komponenten werden über ein PPS-Kanalsystem zu den Schächten geführt. Dort erfolgt die Anbindung an die zentralen Abluftsammelschächte aus PPS. Die 24-Stunden-Abluft wird über einen Dachventilator nach außen senkrecht über Dach geführt. Hier ist ein durchgehender Betrieb erforderlich. Der Betrieb des Ventilators erfolgt mit konstanter Druckdifferenz (mit Frequenzumformer für eventuelle Erweiterungsmaßnahmen). Die 24-Stunden-Abluft wurde ebenfalls an die GLT angebunden.

3. Am dritten Abluftsystem ist die WC-Abluft im Gebäudekern angeschlossen. Die WC-Abluft wird über einen separaten Abluftventilator nach außen über Dach abgeführt.

Im Laborgebäude fallen in keinem Bereich aggressive Medien (zum Beispiel SO₂) oder Ähnliches an. Daher sind keine Abluftnachbehandlungsanlagen, wie zum Beispiel Abluftwäscher platziert worden. Die Laborräume werden gegenüber den angrenzenden Räumen im Unterdruck gehalten. Die Raumluftzustände im Laborbereich werden in einer Solltemperatur zwischen 20 bis 25 °C gehalten. Beginnend ab 26 °C Außentemperatur bis 32 °C erfolgt die Sommerkompensation, das heißt, die Raumtemperatur wird um 4 bis 5 K angehoben. Bei Außentemperaturen über 32 °C gleitet die Raumtemperatur entsprechend mit.

Fazit

Das Laborgebäude hat eine weitgehend standardisierte Ausstattung
und ermöglicht variable Nutzungen bei äußerst wirtschaftlichen Grundrissen. „Ein knallhart kalkuliertes und hocheffizientes Industrielabor haben wir zusammen mit Rentschler auf die Beine gestellt. Hier wird ganz deutlich, wie wichtig eine intensive Zusammenarbeit mit dem Bauherrn ist, denn nur so lassen sich von Anfang an sattelfeste Kosten ermitteln und durchhalten“, macht Thomas Habscheid-Führer deutlich und weist so auf die Wichtigkeit der Zusammenarbeit aller an einem Bau Beteilig­ten hin.