Großforschungsanlage Swiss FEL in Würenlingen

Präzise, koordinierte 3D-Planung höchst empflindlicher Technik

Extrem schnelle Prozesse finden hier statt, extrem lang ist das Bauwerk für den Schweizer Freie-Elektronen-Röntgenlaser, der 2017 in Würenlingen in Betrieb genommen wurde. Als Maßanzug für die Technik beschreiben die Basler Architekten von Itten+Brechbühl den 760 Meter langen und weitgehend unterirdischen Bau am Paul-Scherrer-Institut PSI. Der sogenannte SwissFEL beherbergt einen Teilchenbeschleuniger, der Elektronen erst zu kompakten Paketen bündelt, dann enorm beschleunigt und anschließend durch speziell angeordnete Magnetfelder schickt und dadurch in eine Slalombahn zwingt. Die auf diese Weise fabrizierten Röntgenstrahlen sind in der Forschung vielseitig einsetzbar. Um die empfindliche Technik vor Umwelteinwirkungen wie Erschütterungen oder Klimaeinflüssen abzuschirmen, ist das Gebäude in ein Waldstück gebettet. Aus der Luft wahrnehmbar ist lediglich eine längliche künstliche Wölbung, die von einer Magerwiese bewachsen ist. Der Eingriff in die Natur sollte gering gehalten, die Tier- und Pflanzenwelt möglichst wenig beeinträchtigt werden.

Gallerie

Der teils ein-, teils zweigeschossige Bau besteht im Wesentlichen aus einem Beschleunigertunnel mit angelagerten Technik- und Laborräumen. Damit trotz des fehlenden Tageslichtes die Aufenthaltsqualität für Forscher, Techniker und Besucher nicht leidet, wurden die Innenräume zentraler Bereiche in besonderer Weise gestaltet: Die rauen Betonwände erhielten metallische Farbanstriche in Silber-, Kupfer- und Goldtönen. Sie wurden mithilfe einer speziellen Technik aufgetragen und verleihen der unterirdischen Raumfolge im Zusammenspiel mit dem dunklen Holz der Türen und Fensterrahmen eine gewisse Wärme. In den linearen, mehrere hundert Meter langen Gebäudeteilen dienen grafische Metrierungsstreifen der Orientierung. Für die Eingangssituation wurde ein Windfang mit transluzentem Marmor bekleidet. Dies soll den Forschungszweck des Bauwerks verdeutlichen: in die inneren Strukturen von Materialien hineinschauen zu können.

BIM
Um das hochpräzise vorgegebene Klima in den Räumen sicherzustellen, und die Maschine (den FEL) mit den dazu notwendigen Heiz-, Kühl- und Elektroleistungen zu versorgen, war eine detaillierte 3D-Koordination notwendig – und zwar in enger Abstimmung mit der 3D-Planung des Forschungsgerätes selbst. Eine derart verlässliche und millimetergenaue Koordination aller beteiligten Gewerke wäre ohne ein nach BIM-Systematik aufgebautes 3D-Modell nicht realisierbar gewesen. Dabei half die dreidimensionale Visualisierung von Problemzonen bei der Lösung derselben. Flächen und Stückzahlen ließen sich schnell und sicher ermitteln, dem Paul Scherrer Institut stand ein detailliertes Modell zur Verfügung, um die Geräteplanung darauf zu stützen.

Die Architekten koordinierten die Planung, steuerten und prüften den Datenaustausch. Für diesen wurde die Schnittstelle IFC etabliert, wobei auftretende Schwachstellen und Fehler in CAD-Systemen behoben beziehungsweise sogenannte Work Arounds geschaffen wurden. Regelmäßig durchgeführte, integrale 3D-Koordinationssitzungen gemeinsam mit dem Bauherrn ermöglichten die Abstimmung der Details innerhalb des Planerteams und mit der Maschinenentwicklung durch den Bauherrn.

Für die BIM-Planung des SwissFEL erhielten Itten+Brechbühl den Schweizer Arc-Award BIM 2016.

Bautafel

Architekten: Itten+Brechbühl, Basel
Projektbeteiligte: ARGE EquiFEL: Eberhard Bau (Tiefbau) und Specogna Bau (Rohbau), Kloten und Alpiq Infra, Zürich (Gebäudetechnik); Synaxis, Zürich (Tragwerksplanung); Ahochn, Dübendorf (HLKKS, Gebäudeautomation); Enerpeak Salzmann, Dübendorf (Elektroplanung); BWS, Winterthur (Bauphysik); Gysi Leoni Mader, Zürich (Geologie); Terra Vermessungen, Zürich (Vermessung); BABU, Zürich (Bodengutachten); Trombik Ingenieure, Zürich (Erschütterungen); ComputerWorks, Münchenstein (Software Leitmodell: Vectorworks)
Bauherr: Paul Scherrer Institut PSI, Villingen
Fertigstellung:
Dezember 2016
Standort: 5232 Villingen PSI, Kanton Aargau / Schweiz
Bildnachweis: Itten+Brechbühl, Basel

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