Mitten im Rheinischen Revier soll mit Hilfe von Elektronenmikroskopen der nächsten Generation im „Ernst Ruska-Centrum 2.0“ eine weltweit einzigartige Infrastruktur für die Charakterisierung von Materialien entstehen.
Im Auftrag der Forschungszentrum Jülich GmbH wird derzeit aktiv daran gearbeitet, ein neues Labor- und Bürogebäude auf der gegenüberliegenden Seite des bestehenden Ernst Ruska-Centrums zu errichten, um die Kapazitäten zu erweitern. Das Architektur- und Ingenieurbüro pbr übernimmt die Planung der Architektur, der Technischen Ausrüstung und die Tragwerksplanung auf Grundlage der BIM-Methodik für ein komplexes Bauvorhaben. Das Vorhaben umfasst den Bau eines Gebäudes, das fünf weltweit einzigartige Ultra-High-Resolution-Transmissionselektronenmikroskope (UHRTEM) beherbergen wird. pbr war bereits für die Gesamtplanung des bestehenden Forschungs- und Laborgebäudes des Ernst Ruska-Centrums verantwortlich, welches im Jahr 2011 fertiggestellt wurde.
Das nationale Kompetenzzentrum für höchstauflösende Elektronenmikroskopie strebt danach, im lokalen Umfeld attraktive Chancen für Unternehmen zu schaffen, die sich ansiedeln möchten. Dabei sollen herausragende Möglichkeiten geboten werden, um die beschleunigte und nachhaltige Entwicklung neuer Materialien und Werkstoffe voranzutreiben.
Neubau als Meilenstein auf dem Weg zur neuen Forschungsinfrastruktur
Die Entwicklung des Gebäudetyps basiert auf verschiedenen Aspekten. Einerseits geht es darum, die speziellen Arbeitsprozesse der Forscherinnen zu berücksichtigen, andererseits müssen die technischen Anforderungen und Voraussetzungen für die Aufstellung der hochsensiblen UHRTEM erfüllt werden. Zudem ist es wichtig, eine angenehme Umgebung zu schaffen, in der sich sowohl Wissenschaftlerinnen als auch Besucher:innen wohl und gerne aufhalten. Ein weiteres Ziel besteht darin, eine hohe Flexibilität für mögliche zukünftige Entwicklungen zu gewährleisten.
Der städtebaulichen Einordnung des Neubaus liegt der Masterplan des Forschungszentrums Jülich zugrunde. Die Formgebung des Gebäudes zeichnet sich durch eine Komposition kubischer Volumina aus. Dabei werden nicht nur die Ausrichtungen der benachbarten Gebäude berücksichtigt, sondern auch die Höhe des neuen Gebäudes passt sich der Umgebung an. Durch die unterschiedliche Geschossigkeit im Vergleich zu den Bestandsgebäuden fügt sich der Neubau harmonisch in den Campus ein.
Die Struktur des Neubaus ist klar gegliedert, was die Orientierung im Gebäude erleichtert. Die Haupterschließung erfolgt von Nordwesten, direkt gegenüber dem bestehenden Ernst Ruska-Centrum. Beim Betreten des Gebäudes erwartet Forscherinnen und Besucherinnen ein großzügiges Foyer mit Ausstellungsbereich, das sich über drei Geschosse erstreckt und einen Blick auf einen begrünten Innenhof freigibt. Der Luftraum im Eingangsbereich verbindet das Foyer mit verschiedenen versetzt angeordneten Meetingpoints auf unterschiedlichen Ebenen, um eine visuelle Verbindung und Kommunikation zu ermöglichen. Angrenzend an das Foyer befindet sich ein Seminarraum, der das Foyer zu einem gemeinsamen Forum für Wissenschaftler*innen aus aller Welt macht. Von dort aus gelangt man in den Forschungsbereich, der in die Fachbereiche Biologie, Materialforschung und einen Sonderbereich unterteilt ist.
Empfindliche Geräte erfordern besondere bauliche Maßnahmen
Die Elektronenmikroskope sind von enormer Bedeutung für die Arbeit, Entwicklung und Forschung des Ernst Ruska-Centrums. Sie reichen vom Standard-Transmissionselektronenmikroskop (TEM) bis zu den Ultra-High-Resolution-TEM (UHRTEM) mit ihren entsprechenden Technik- und Operatorräumen. Diese Geräte sind einzigartige Prototypen, die parallel zur Gebäudeplanung weiterentwickelt wurden. Dies erforderte von den Architektinnen und Ingenieurinnen von pbr eine schnelle Reaktionszeit und maximale Anpassungsfähigkeit in der Planung. Zudem reagieren die Mikroskope äußerst empfindlich auf äußere Einflüsse, was zu Störungen der Forschungsabläufe und Verfälschung der Ergebnisse führen kann. Aus diesem Grund wurde gemeinsam vom Bauherrn und dem Planungsbüro entschieden, eine Raumspange ohne Fenster zu entwickeln.
Die Architekt:innen und Ingenieur:innen von pbr begegnen der Empfindlichkeit der Geräte konstruktiv mit einer ausgedehnten Bodenplatte von ca. 150 cm Stärke, um maximale Stabilität in Bezug auf Schwingungsdynamik zu gewährleisten. Die wichtige elektromagnetische Abschirmung wird durch die Platzierung der Technikzentrale auf dem Dach des Bürogebäudes ermöglicht. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass alle fünf UHRTEM direkt hintereinander angeordnet sind. Diese Raumspange wird teilweise über Vakuumleitungen für Versuche verbunden und verfügt über eine Kranbahnanlage mit motorischer Seilwinde, um Versuchsanordnungen sowie Wartungs- und Revisionsarbeiten an den Mikroskopen zu ermöglichen.
