Pforte zum Universum ESO Supernova Planetarium & Besucherzentrum, Garching - EWG Garching
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Bild: © ESO - P. Horálek 1| Die ESO Supernova ist eine Schenkung der Klaus Tschira Stiftung gGmbH an die Europäische Südsternwarte (ESO). Die Stiftung wurde 1995 ins Leben gerufen von dem Physiker Klaus Tschira, einem Gründer des Softwarekonzerns SAP. Das Bauwerk soll der astronomischen Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit dienen. Hier werden wissenschaftliche Erkenntnisse und die neuesten Technologien der ESO vermittelt. ESO Supernova Planetarium & Besucherzentrum, Garching Pforte zum Universum Nach rund zweieinhalbjähriger Bauzeit ist im April 2018 das astronomische Erlebnis- zentrum „ESO Supernova Planetarium & Besucherzentrum“ eröffnet worden. Das fu- turistische Gebäude nach einem Entwurf von Bernhardt + Partner Architekten vermit- telt die faszinierenden Welten von Astronomie und Astrophysik. Die anspruchsvoll geplante Bildungseinrichtung befindet sich direkt neben dem Hauptquartier der Euro- päischen Südsternwarte ESO im Hochschul- und Forschungszentrum Garching. 16 www.geg-baupraxis.de
Realisierte Objekte
ESO Supernova: Pforte zum Universum
Bild: © ESO - P. Horálek
2| Das Gebäude besteht aus zwei in Form von Kreisen verknüpften Kernen. Im größeren Bauteil befindet sich das Herz der ESO Supernova: ein digitales
Fulldome-Planetarium mit einer um 25 Grad geneigten Kuppel. Mittels moderner Visualisierungstechnik zeigt es einzigartige Sternenerlebnisse, die das Ge-
schehen im Universum nachempfinden lassen. Hier finden bis zu 109 Besucher Platz und werden auf eine virtuelle Reise durch das Weltall mitgenommen.
Je nach Sonnenlichteinstrahlung und Ta- Das Gebäude besteht aus zwei in Form von Insgesamt erstreckt sich die ESO Superno-
geszeit präsentiert sich das Bauwerk mit der Kreisen verknüpften Kernen, die die beiden va auf drei oberirdische Etagen und ein
geschwungenen Fassade wie ein Kunstwerk Sterne abbilden sollen und sich aus jeweils Untergeschoss. Im Erdgeschoss sitzt das
aus dem All. Formal ist es zwei umeinander einer Innen- und einer Außenschale zusam- Foyer mit einem 200 m² großen Empfangs-
tanzenden Sternen im Weltall kurz vor ihrer mensetzen. In einem Bauteil – dem ersten raum sowie mehreren Zugängen zum Pla-
Supernova – der Explosion eines Sterns am Stern – befindet sich ein Fulldome-Planeta- netarium und der 14 m hohen zentralen
Ende seiner Lebenszeit – nachempfunden. rium mit einer um 25 Grad geneigten Kup- Halle. Von hier aus führt die Ausstellung
Der Gebäudeentwurf friert den Zustand pel, im zweiten sitzt die zentrale Halle. spiralförmig durch ein aufsteigendes Ram-
kurz vor der Explosion ein, wobei die Archi- pensystem mit insgesamt 255 m Länge um
tekten, das Büro Bernhardt + Partner, den Dieser Gebäudeteil wird von einer 250 m² beide Gebäudekerne herum bis in das
dabei beginnenden Massenaustausch der großen Gitterkuppel mit 264 verschieden zweite Obergeschoss. Mit dem Titel „Das
beiden Sterne in der aufbrechenden Außen- großen Glasscheiben gekrönt, die den lebendige Universum“ werden 13 eigen-
hülle dargestellt haben. Aus dieser Ent- Sternenhimmel der südlichen Hemisphäre ständige Themen auf der 2.200 m² Fläche
wurfsidee leitet sich auch der Name des zeigt. Zwischen den Kernen und der Außen- angeboten – ergänzt durch ein 3D-Kino, in
Bauwerks ab: ESO Supernova – wobei hülle lockt auf wechselnden Rampen und dem Besucher 3D- und 2D-Filme sowohl
ESO als Abkürzung für „Europäische Süd- Galerien eine interaktive astronomische auf Deutsch als auch auf Englisch ansehen
sternwarte“ steht. Ausstellung Besucher an. können. Gegenüber der zentralen Halle –
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in dem größeren Gebäudekern – befindet
sich das Herz der ESO Supernova: das di-
gitale Planetarium. Mittels moderner Visua-
lisierungstechnik zeigt es einzigartige Ster-
nenerlebnisse, die das Geschehen im
Universum nachempfinden lassen. Hier
finden bis zu 109 Besucher Platz und wer-
den auf eine virtuelle Reise durch das Welt-
all mitgenommen.
Im dritten Obergeschoss haben die Planer
Bild: © Bernhardt + Partner
den Seminarbereich, in dem Schulungen,
Konferenzen und Workshops stattfinden,
sowie eine Dachterrasse untergebracht. Im
Untergeschoss sind verschiedene Neben-
nutzungen angeordnet: eine Garderobe
und WCs, die Snack-Area und der Zugang
zur Südterrasse sowie Verwaltungsräume
für die Gebäudeverwaltung. Die gesamte
Gebäudetechnik ist ebenso im Unterge-
3| Schnitt (ohne Maßstab) schoss platziert: die Lüftungszentrale, Ser-
verräume für die Projektionstechnik, Elek-
tro- und Lagerräume sowie Sicher-
heitstechnik für Sprinkler und Notstrom.
Aufgrund der komplexen Gebäudegeomet-
rie konnten hier keine klassischen Steige-
schächte eingeplant werden. Stattdessen
verstecken sich Leitungen und Trassen im
Aufbau der Innenschalen der beiden Ge-
bäudehälften.
Parametrische Planung
Bild: © Bollinger und Grohmann
Die geometrische Komplexität des Bau-
werks mit all den runden Formen, konka-
ven Wänden und schrägen Ebenen stellte
enorme Anforderungen an Planung und
Bauausführung, daher wurde schon der
4| Begrenzungslinien in der Finite-Elemente-Visualisierung Vorentwurf mit allen raumbildenden Ele-
menten parametrisch aufgesetzt. Bei der
parametrischen Modellierung wird eine
3D-Geometrie Schritt für Schritt zu einem
ganzheitlichen Gebäudemodell entwickelt.
Es folgte die Entwicklung und Integration
des Rohbaus, der Gebäudetechnik, des
Ausbaus und der Gebäudehülle in dassel-
be 3D-Modell. „Im Gegensatz zum
herkömmlichen Zeichnen oder Modellieren
von Bauteilen, bei dem wir am Ende ein
fertiges Objekt vor uns haben, steht beim
Bild: © Bollinger und Grohmann
parametrischen Ansatz der iterative Prozess
der Entstehung im Vordergrund,“ berichtet
Planungskoordinator Benjamin Bockstette.
Anders als beim klassischen Modellieren
gehen bei dieser Planungsform die unter-
schiedlichen Zwischenschritte nicht verlo-
5| 3D-Modell des Rohbaus, farblich gegliedert nach Bauabschnitten ren. Beim Parametrisieren kann auch im
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Nachhinein jede getroffene Annahme revi- lungselemente. Gesonderte Abwicklungen
diert und angepasst werden, um das Er- hätten zu einem erheblichen Informations-
gebnis zu optimieren. verlust geführt. Auch die Aluminium-Blech-
Außenfassade, die Pfosten-Riegel-Fassade
Alle Bauteile sind in einem Netzwerk mitei- in der Gebäudemitte und das Sternendach
nander verknüpft, sodass Änderungen in- wurden anhand der 3D-Daten des Archi-
nerhalb des Bauvorhabens an einem Ob- tekturmodells während der Rohbauphase
jekt bzw. Bauteil zur Aktualisierung anderer gefertigt. Eventuell auftretende Rohbau-
Objekte führen. So konnten in der Ent- toleranzen konnte die Unterkonstruktion
wurfsphase verschiedene Varianten getes- der Fassade daher nur bis maximal 25 mm
tet, Veränderungen implementiert und An- aufnehmen. Ein komplettes 3D-Aufmaß
passungen jederzeit vorgenommen werden, des fertiggestellten Rohbaus wies jedoch an
ohne dass aufwendige Bauteile oder das keiner Stelle eine solche Abweichung auf.
Gesamtmodell jedes Mal neu erstellt wer- Zur Übertragung der Information in das
den mussten. Insbesondere die komplexe Berechnungsprogramm der Statik wurde
Geometrie der tragenden Stahlbetonbau- eine Systematik entwickelt, um diese Infor-
teile, die zu integrierenden Versorgungs- mation aus dem 3D-Rohbaumodell in
schächte und komplexen Anschlüsse muss- zweidimensionale Schalplan-Zeichnungen
ten präzise koordiniert und geplant werden. automatisiert zu übersetzen.
Das gelang im Wesentlichen durch die mit
allen weiteren beauftragten Experten ge- Eigens für die Schalpläne wurde ein digita-
teilte Programmierungsumgebung und die ler Workflow entwickelt, der alle Außen-
Verlinkung zwischen Gebäudegeometrie und Innenschalen in 2D-Plänen für die
und -information. Die interdisziplinäre Ausführung auf der Baustelle abbildete. Für
Kommunikation und der Austausch zwi- die besonderen Formen des Gebäudes
schen den einzelnen Gewerken erfolgten mussten Sonderschalungen entwickelt und
ausschließlich über die 3D-Objekte im gefertigt werden. Doka entwickelte hierzu
CAD-Plan mit entsprechenden Parametern, ein Konzept, das 3D-Planung, Montage
Attributen und Kommentaren. „Von der ers- und Demontage der Elemente sowie die
ten Skizze bis zur Schalungsplanung haben gesamte Logistik beinhaltete. Jedes der ins-
alle Fachplaner und der Bauunternehmer gesamt 200 Schalungselemente ließ sich in
an einem Modell gearbeitet. Die paramet- einer isometrischen Darstellung samt Be-
risch sehr komplexen Inhalte und Aufga- schriftung und mit Abwicklung der inneren
benfelder wurden bei uns sogar intern auf und äußeren Mantelfläche, Schnitten und
verschiedene Unternehmensstandorte – Anschlüssen automatisch generieren. Für
Frankfurt, Wien und München – verteilt,“ einen optimalen Prozessablauf wurden alle
erklärt Dr. Ing. Heiko Trumpf, projektbetei- horizontal anschließenden Bauteile von An-
ligter Niederlassungsleiter von Bollin-
ger+Grohmann, München. Das Büro war
fang an in die Bewehrungsplanung inte-
griert und die für die Abwicklung relevan- MEHR LUFT.
für die Tragwerksentwicklung zuständig. ten Informationen direkt auf den
Schalenflächen dargestellt.
Vom Modell auf die Baustelle
Für den Rohbau waren auf den Schalplänen
Aus dem 3D-Modell ausgelesene räumliche alle wichtigen Eckpunkte und Schalungs-
Koordinaten bestimmen die Lage der Bau- stöße mit exakten Koordinaten als x/y/z-
teile. Das gewährleistet den konsequenten Angabe versehen. Der jeweils lagebestim- Planen Sie Ihre Objekte mit einfachen
Be- und Entlüftungsmöglichkeiten
Übergang der Informationen vom mende Punkt fand sich in Form einer roten
Gebäudemodell zur Baustelle. In dem ge- Markierung auf jeder Stellschalung wieder.
meinsamen 3D-Modell planten die Trag- Mithilfe eines Tachymeters konnte so die
werksplaner also u. a. Schalungsstöße, genaue Lage im Raum gefunden und die
Rohbau- und Stahlbauteile ein, sodass der Schalung entsprechend ausgerichtet wer- Fördern Sie die körperliche und geistige
reale Rohbaukörper mit allen Versätzen, den. Zur Kontrolle wurde die Lage jeder Leistungsfähigkeit Ihrer Mitmenschen durch
Unterzügen und Durchbrüchen jederzeit Stellschalung vor dem Schließen noch den Energiespender Frischluft
Arbeitsgrundlage aller beteiligten Experten zweimal von unabhängigen Vermessern ve-
war. Die Tragwerksplaner produzierten rifiziert. Auch für die vorgehängte Fassade Mehr entdecken unter:
Schalpläne direkt mithilfe des Models, wie und den Trockenbau wurden die Achsen lamilux.de/mehr
auch der Schalungshersteller seine Scha- der Unterkonstruktion bzw. die Referenz-
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www.lamilux.de
information@lamilux.de
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eine Fußbodenheizung mit geringer Vor- Hauptgebäude wird direkt für die angren-
lauftemperatur. Insgesamt wurde der Ener- zende ESO-Supernova genutzt. Bei moder-
giebedarf bei der Planung so reduziert, nen Gebäuden mit Flächenheizungen ist
dass der Referenzwert nach EnEV 2009 für das Temperaturniveau von ca. 55 °C aus
den Primärenergiebedarf, gemittelt um dem Rücklauf voll ausreichend für die
knapp 50 Prozent, unterschritten wird. Wärmeversorgung. Je mehr das heiße
Thermalwasser abgekühlt wird, umso mehr
Heiztechnisch wird das Gebäude von dem Energie nutzt man ohne weiteren Aufwand.
lokalen Anbieter für Grüne Fernwärme EWG Würde man das 55 °C warme Wasser auf
(Energie-Wende-Garching) versorgt. Seit diesem hohen Temperaturniveau wieder im
2007 beliefert das Unternehmen inzwischen Erdinnern versenken, wäre Energie unge-
insgesamt rund 300 Gebäude mit einem nutzt verschwendet. Bei einem Rücklauf
jährlichen Energiebedarf von ca. 50.000 von 55 °C dagegen liegt die geothermi-
MWh im Stadtgebiet Garching, im angren- sche Leistung bei rd. 7,5 MW. Bei einer
zenden Gewerbegebiet Hochbrück und auf Nutzung des kompletten Rücklaufs bis
dem TU-Forschungscampus mit nachhalti- 35 °C verdoppelt sich die Leistung der
ger Wärme. Als Energiequelle dient heißes gleichen Anlage auf rd. 15 MW.
Thermalwasser, das im tiefen Erdreich unter
Garching vorhanden ist und dessen Energie „Auf diese Weise ist die geothermische
(oder Wärme) mittels einer Übergabestation Rücklaufversorgung besonders nachhaltig
aus dem Fernwärmenetz zur hauseigenen und wirtschaftlich. In den Niederlanden
Anlage der ESO Supernova übertragen wird das 35 °C warme Wasser anschlie-
wird. Der Geothermie-Kreislauf beginnt mit ßend sogar noch für die Bewässerung von
einer Förderbohrung in ca. 2.200 m Tiefe. Gemüse in Gewächshäusern genutzt –
Bild: © Doka
Im Thermalwasserkreislauf zirkuliert das hei- eine clevere Methode, um die Leistung der
ße Tiefengrundwasser über die Energiezent- heimischen Energiequelle noch weiter zu
rale, wo es über Titanplattenwärmetauscher verwerten. Ein weiterer positiver Effekt ließe
6| Die Herausforderungen an Schalungen für seine Wärme an das Fernwärmenetz abgibt. sich durch die Verwendung des Rücklaufs
geneigte und zugleich gekrümmte Wände sind Anschließend gelangt es zur Versenkboh- für Wärmepumpen erzielen. Wir glauben,
enorm. In den unteren Takten weitet sich der Ort- rung und wird genau in jene Schicht zurück- dass die Chancen dieser innovativen grü-
betonbau nach oben auf, weiter oben neigen sich geführt, aus der es entnommen wurde. nen Energiequelle, die als Grundlast fort-
die Wände wieder stark zueinander. Jedes Scha- Durch diese rein energetische Nutzung des während zur Verfügung steht, noch lange
lungselement ist daher ein Einzelstück. Ihre Mon- Thermalwassers bleibt die Massenbilanz im nicht voll ausgeschöpft sind,“ betont Chris-
tage erfolgte in Vorproduktion von Doka. Nach Untergrund erhalten, was seismologische tian Maier, Geschäftsführer der EWG.
einer Betonage kamen die Elemente zurück ins Ereignisse in der Erde ausschließt.
Werk und wurden für den Folgeeinsatz umgebaut. Vorausgehende Untersuchung
In die Wände einbetonierte Sensoren meldeten Die Besonderheit: Der bisher nicht genutz-
den optimalen Zeitpunkt für das Ausschalen und te Anteil der Wärmeenergie des zurückflie- Das Unternehmen EWG arbeitet mit den
optimierten so den Bauablauf. In Summe wurden ßenden, auf ca. 55 °C abgekühlten Fern- lokalen Forschungseinrichtungen der Tech-
mehr als 7.800 m² Sonderschalung montiert. wärmewassers aus dem ESO-Verwaltungs- nischen Universität München (TUM) und
punkte der Lamellen in ihrer Lage vom Ver-
messer bestimmt und auf die Rohbauwände
aufgetragen.
Grüne Energie aus der Tiefe
Das Energiekonzept der ESO Supernova
basiert im Wesentlichen auf der Nutzung
von Fernwärme aus Geothermie und stützt
sich überdies auf eine kompakte, hoch-
Bild: © EWG Garching
wärmegedämmte Gebäudehülle, Drei-
fachisolierverglasung, Sonnenschutzglas
bzw. außen liegenden Sonnenschutz, Lüf-
tungsanlage mit Wärmerückgewinnung, in
allen Bereichen LED-Beleuchtung sowie 7| Grafik Rücklaufkonzept
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Daten und Fakten:
Adresse: Karl-Schwarzschild-Str. 2,
85748 Garching
Bauherr: ESO - European Organisa-
tion for Astronomical Research in the
Southern Hemisphere
Fertigstellung: 2018
BGF: 7.307m²
Nutzfläche: 3.700 m²
BRI: 30.026 m³
Ausstellungsfläche: 2.192 m²
Planetariumskuppel:
14 m Durchmesser, 17,40 m Höhe
Architektur: Bernhardt + Partner,
Architekten PartG mbB, Darmstadt
Bild: © EWG Garching
Projektsteuerung: Schumann Projekt-
steuerung, Darmstadt
Tragwerksplanung: Bollinger und
8| Fernwärme-Übergabestation Grohmann GmbH, Frankfurt a. M.
Schalung: Deutsche Doka Schalungs-
technik GmbH
dem Bayerischen Zentrum für Angewandte sichtlich der zu erwartenden Emissionen an
Energieforschung e. V. (ZAE) zusammen Treibhausgasen und Luftschadstoffen kann Haustechnik: Ingenieurbüro
und führt in diesem Zusammenhang ver- bei der beschriebenen Fernwärme- Hausladen GmbH, Kirchheim
schiedenste Untersuchungen durch. „Eini- versorgung von einer extrem hohen Verrin- Ausführende Baufirma: Grossmann
ge Untersuchungen fokussierten darauf, gerung der Emissionen in einer Range zwi- Bau GmbH & Co. KG, Rosenheim
die Versorgungsmöglichkeiten grüner schen 96 und 98 Prozent bzw. einer
Fernwärme aus Geothermie im Vergleich zusätzlichen Einsparung von ca. 1.600 t Fassade: Frener & Reifer GmbH, Brixen
zur konkurrierenden Versorgung mit Erdgas CO2 pro Jahr – im Vergleich zur ausschließ- Zertifizierung: DGNB Gold
und Solarthermie im Hinblick auf die Ener- lich fossilen Wärmeerzeugung – ausgegan-
gieeinsparverordnung aufzuzeigen,“ be- gen werden. Für die grüne Fernwärme wird
richtet Maier. „Der Anschluss an grüne keine nationale CO2-Steuer erhoben; sie
Fernwärme wird seit Anfang 2021 mit ma- zählt zu den erneuerbaren Energien.“
ximal 60 Prozent gefördert. Langfristig
spricht global für die grüne Fernwärme die Staat und Kommune fördern
Einsparung ernormer Folgeinvestitionen
aus dem drohenden Klimawandel. Wir sind Seit 2021 wird der Anschluss an das grüne
dabei, immer mehr Gebäude in und um EWG-Fernwärmenetz doppelt durch Staat
Garching an die Energieversorgung durch und Kommune gefördert: Zum einen unter-
die EWG anzubinden. Ziel ist, damit die stützt die Stadt Garching die Umstellung Eva Mittner
aktuelle Leistung von 7,5 auf 15 MW zu auf Tiefengeothermie mit einem eigenen Freie Journalistin
verdoppeln. Insbesondere wollen wir die Energiespar-Förderprogramm durch 2.000
Ziele des Landkreises München im Sinne Euro brutto. Zum anderen übernimmt das Eva Mittner ist Autorin und lebt in München.
der Energievision 2.0 zügig erreichen.“ Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkon- Nach Festanstellungen als Redakteurin und
trolle gemäß Bundesförderung für effiziente Pressesprecherin schreibt sie freiberuflich für
Eine Studie zum Vergleich der Emissionswer- Gebäude zusätzlich mit 35-50 Prozent der verschiedene Architekturmedien. Sie hat sich
te bei der Niedertemperatur grüner einmaligen Investitionskosten. Die Kombi- zudem auf Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fernwärme aus Geothermie untermauert nation der Förderungen ergibt bis zu 60 für Architekten und Ingenieure spezialisiert.
den Vorteil dieses neuen Ansatzes gegen- Prozent der gesamten Investitionskosten.
über der alternativen Nutzung von Erdgas Ein Hausanschluss kann so ab 2.500 Euro Kontakt unter: Eva.Mittner@gmx.de
mit Solarthermie-Einzelbeheizung. „Hin- realisiert werden.
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