Planung und Ausführung verzahnt – „Unberechenbare“ Druckverluste und hoher Schallschutz als zentrale Herausforderungen beim Lüftungskonzept der „experimenta“ in Heilbronn

Ende September 2011 fehlten laut VDI in Deutschland etwa 80000 Ingenieure. So viele wie seit mehr als zehn Jahren nicht. Nicht nur im Nachbarland Schweiz, sondern auch hierzulande dürfte daher eine aktuelle Forderung der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft auf breite Zustimmung stoßen: „Bei der Nachwuchspflege in Physik… müssen die (Mittel)Schulen neue Ansätze finden, um mehr Schülerinnen und Schüler für Naturwissenschaften nachhaltig zu begeistern, während die Hochschulen in der Pflicht sind, die Begeisterung in der harten Zeit der ers­ten Semester zumindest zu erhalten.“
Hier wie da wird allgemein ein Desinteresse des Nachwuchses an Naturwissenschaften beklagt – und das als ein zentrales Hemmnis angesehen, wenn es um die wirtschaftliche Entwicklung des Landes in der Zukunft geht. Umso begrüßenswerter sind daher Initiativen wie die „experimenta“ in Heilbronn, wo vor allem Kinder und Jugendliche einen spielerischen Zugang zu Naturwissenschaft und Technik erhalten.

Effektiv, aber unsichtbar

Auch wenn ausgerechnet die „experimenta“ zentrale Technikbereiche im eigenen Haus – im kernsanierten historischen Kornspeicher sowie im daneben errichteten Neubau – trefflich zu verstecken weiß: Die Rede ist von den diversen Lüftungsanlagen, die im wahrsten Sinne des Wortes vom Keller über die vier Geschosse bis zum Dach immer für hinreichend Frischluft sorgen.
Für Rolf Kurz (Herrenbauer & Kurz GmbH Ingenieurgesellschaft; Heilbronn) und Herbert Volk (Kellenbenz Lüftungsbau GmbH; Erlenbach) war diese Aufgabe eine besondere Herausforderung, denn
• erstens musste die mit Systemair realisierte Lüftungstechnik aufgrund der baulichen Gegebenheiten für beide Gebäudetrakte gesondert ausgelegt werden. Dabei waren die teilweise gro­ßen Luftmengen verwinkelt vom Keller durch das jeweilige Objekt zu führen,
• zweitens sollte speziell von der voluminösen Lüftungstechnik auf dem Dach des Altbaus nichts zu hören sein. Denn darunter befindet sich der zentrale Veranstaltungssaal der „experimenta“. Und wenn dort beispielsweise Jean Pütz in einer seiner berühmten Experimentalshows physikalische Phänomene vorführt, darf man es gerne knallen und zischen hören, aber garantiert nichts von der Küchenlüftung über Dach.

Um das zu lösen, sicherten sich Rolf Kurz und Herbert Volk schon in der Frühphase der Planung die Unterstützung von Systemair. Die Spezialisten aus Boxberg-Windischbuch sollten vor allem helfen, die außerhalb jeder Datentabelle liegenden Widerstände aufgrund der verwinkelten Rohrführung mit Querverzügen im Obergeschoss in den Griff zu bekommen. Kellenbenz-Prokurist Volk: „Gerade in der Sanierung müssen schon die Kompetenzen von Planung und ausführendem Fachhandwerk frühzeitig zusammengeführt werden. Denn hier stoßen die Theorie der Auslegung und die Praxis der Ausführung durch die Unwägbarkeiten vor Ort unmittelbar aufeinander.“ Wenn noch außerhalb der Dia­gramme und Tabellen liegende Rohrführungen oder stark variierende Druckverhältnisse durch die ungleichmäßige Auslastung der Räume hinzukommen, könne die technische Unterstützung des Herstellers schon im Vorfeld viele Probleme lösen helfen.
Im Ergebnis führten die differierenden Anforderungen zu einem anlagentechnischen Gesamtpaket: Je nach zu fördernder Luftmenge, vor allem aber je nach Einbausituation und Platzverhältnissen, kamen schallgedämmte Rohrventilatoren (Typ „KVK 250“) ebenso wie diverse Kunststoff-Ventilatoren (Typ „PRF 250 DV“) oder Kanalventilatoren (Typ „RSI 60-35“) zum Einsatz. Unter anderem in den Laboratorien sowie in Sozialräumen wurden außerdem noch Zuluftgeräte des Typs „TA 1100 EL“ bzw. „TA 1500 HW“ installiert.
Die Entlüftung des Küchenbereichs ist wiederum über einen gesonderten, bis 120°C Fördermitteltemperatur belastbaren Thermo-Dachventilator „DVNI 560 DV“ geregelt worden. Er fördert über einen fettdichten Kanal im brandsicheren Schacht stündlich bis zu 6250m³ Abluft ins Freie. Mehrstufig schaltbar passt sich der Dachventilator dabei den jeweiligen Leistungsanforderungen an – und ist ein typisches Beispiel dafür, wie schnell in der „experimenta“ doch die Grenzen des Machbaren erreicht waren: Die Auslastung des Restaurants im Erdgeschoss ist im Tages- und Wochenverlauf äußerst unterschiedlich. Entsprechend differieren die Anforderungen an die Lüftungsanlage.
Verschärft wird der Effekt durch eine weitere Catering-Küche, die bei Bedarf ebenfalls be- und entlüftet werden muss – das aber vielleicht nur ein oder zwei Mal im Monat. Die über Dach geführte, thermisch hoch belastbare Entlüftung auf den Maximalbedarf auszulegen, wäre technisch und wirtschaftlich wenig sinnvoll gewesen. Entsprechend haben die Planer von Kellenbenz Lüftungsbau die beiden Küchen entkoppelt und für die Catering-Küche ein eigenes Zuluft-/Abluftsystem installiert.

Überhör-, aber nicht übersehbar

Dass trotz der Lüftungsleistung über Dach die Besucher der „experimenta“ die voluminösen Ventilatoren selbst im direkt darunter liegenden Saal nicht hören, ist den Anstrengungen zur Schallentkopplung geschuldet. Neben der schwingungsentkoppelten Aufstellung der Dachventilatoren wurde zum Beispiel auf einen zusätzlichen Unterbau aus massiven Betonplatten geachtet, die ebenfalls Schwingungen aufnehmen und dämmen. Bei der Anlagentechnik selbst hat Systemair für eine Schalldämmung durch 50 mm starke Mineralwolle gesorgt. Der Schalldruckpegel beträgt dadurch in 4 m Entfernung nur 40 dB(A), in 10 m sind es lediglich noch 32 dB(A).

Von der Lüftungstechnik nichts hören, das ist das eine in der „experimenta“. Davon nichts sehen etwas ganz anderes: Weil sich die Lüftungsgeräte auf dem Dach optisch nicht wirklich verstecken lassen, wurde eine bewusst technisch gehaltene Einhausung aus verzinktem Stahlgitter geschaffen. Wie ein zusätzliches Stockwerk steht diese Einhausung jetzt im architektonischen Kontrast zu dem traditionell verklinkerten Kornspeicher. Dazu passend hat Kellenbenz Lüftungsbau die ursprünglich eckigen Lüftungskanäle nochmals durch Rundrohre in großem Durchmesser ummanteln lassen – und eindrucksvoll wird letztlich so doch wieder die Technik deutlich, für die die „experimenta“ ihre Besucher jeden Tag neu gewinnt.

Die „experimenta“ Heilbronn

Die 2009 eröffnete „experimenta“ in Heilbronn ist das größte Science-Center seiner Art in Süddeutschland. Unter dem Motto „entdecken erleben erkennen“ begeistert die „experimenta“ Kinder, Jugendliche und Familien, aber auch den erwachsenen Besucher gleichermaßen für naturwissenschaftliche und technische Themen.
Auf 6500?qm werden dafür abwechslungsreiche Themenwelten, Talentschmieden, Sonderausstellungen sowie eine „akademie junger forscher“ aufgeboten. Und überall besteht die Möglichkeit, durch eigenes Experimentieren Naturwissenschaft und Technik zu entdecken und besser zu verstehen. So umfassen beispielsweise allein die Themenwelten vier Bereiche mit etwa 150 interaktiven Exponaten: Energie & Umwelt (E-Werk), Technik & Innovation (Werkstatt), Mensch & Kommunikation (Netzwerk) sowie Mensch & Freizeit (Spielwerk; Bild).

Bilder: Systemair GmbH, Boxberg-Windischbuch

www.experimenta-heilbronn.de
www.systemair.de