
| Nutzung | Quantenphysikforschung an der Grenze des technisch Machbaren |
| Standort | ETH Hönggerberg, Zürich |
| Bauherr | ETH Zürich |
| Auftraggeber | Ilg Santer Architekten |
| Generalplaner | Ilg Santer Architekten |
| Architektur | Ilg Santer Architekten |
| Planung | 2018 - 2026 |
| Realisierung | 2024 - 2030 |
Erläuterung
Mit dem Labor- und Bürogebäude HPQ baut die ETH Zürich auf dem Campus Hönggerberg ein Physikgebäude mit zukunftsweisender Labor- und Büronutzung. In dem Gebäude werden neuste Forschungsinfrastrukturen eingerichtet, mit denen die ETH namentlich die Stellung in den Quantentechnologien weiter ausbauen kann.
Der rasante Fortschritt in den experimentellen Wissenschaften ermöglicht es heute, physikalische Phänomene auf bisher unerreichbar kleinen Längenskalen und kurzen Zeitskalen zu untersuchen. Unter diesen extremen Bedingungen treten Quanteneffekte zutage, die sich oftmals dem menschlichen Verständnis zu entziehen scheinen. Ein Schwerpunkt des Departements Physik und der departementsübergreifenden Technologieplattformen an der ETH Zürich liegt in der Erforschung dieser Phänomene, welche die Grundlage für zukünftige Technologien und völlig neuartige Materialien bilden.
Um den Anforderungen der Quantenforschung gerecht zu werden, wird innovative Gebäudetechnik benötigt und neu gedachte Laborkonzepte. Eine besondere technische Herausforderung ist die mechanische, akustische und elektro-magnetische Isolation der Labore. Ebenfalls höchst anspruchsvoll ist die klimatische Kontrolle in Bezug auf stabile Temperaturen und Luftfeuchtigkeit, sowie das Einhalten der Reinraumvorgaben.
Leistungen von Kalt + Halbeisen Ingenieurbüro AG
Wettbewerbserfolg!Bearbeitung der gesamten Gebäudetechnik HLKKS, GA primär, Spezialgasversorgung und die Fachkoordination vom Konzept bis zur Schlussabnahme.
Installationssumme HLKKS/GA beträgt ca. 55 Mio.
Baukosten
ca. 387 Mio.
Label
- Minergie ECO
- SGNI-Gold
Kenndaten
| Anzahl Geschosse: | 13 (davon 6 unterirdisch) |
| Brutto Geschossfläche: | 35'000 m2 |
| Gebäudevolumen: | 170’000 m3 |
| Energiebedarf nach SIA Grenzw.: | 103 MJ/m2 und Jahr |
| Energiebedarf Projektwert MinergieEco.: | 56 MJ/m2 und Jahr (-46%) |
| Heizleistung: | 2.5 MW |
| Kälteleistung: | 3.0 MW |
| Gesamtluftmenge: | ca. 290‘000 m3/h |
| Erdwärmesonden: | ca. 150'000 lm |
Technische Highlights
Lüftung / Klima
Bei der Erstellung des Lüftungskonzeptes wurde ein besonderes Augenmerk auf die Flexibilität gesetzt. Ziel ist es mit der gleichen gebäudetechnischen Raumausstattung, die unterschiedlichsten Raumanforderungen abdecken zu können und durch modulare Erweiterungen auch den höchsten Anforderungen gerecht zu werden. Somit kann die Haustechnik mit der rasch ändernden Forschungsausrichtung Schritt halten. Durch den modularen Aufbau können z.B. Physiklabore und Vorbereitungslabor mit nur geringen eingriffen umgenutzt bzw. abgetauscht werden. Relevante Lüftungsanlagen werden 3x50% redundant aufgebaut. Die Wartung kann somit unterbruchsfrei erfolgen. Die Anlagen werden bedarfsgerecht geregelt und energieoptimiert betrieben. Die Wärmerückgewinnung erfolgt über ein zentrales Kreislauf-Verbundsystem, wodurch Überschusswärme aus den Labors in anderen Bereichen genutzt werden kann.
Heizung / Kälte
Durch vorbildliche Nutzung von Geothermie wird das Gebäude mittels Erdenergie beheizt und gekühlt. Die Erdspeicher werden dynamisch bewirtschaftet bzw. mit Energie geladen (Kühlfall) und entladen (Heizfall). Mittels einer Wärmepumpe wird die Erdwärme auf ein nutzbares Temperaturniveau von 33°C angehoben. Durch den geringen Hub werden beste COP erreicht. Die Raumkühlung erfolgt auf einem hohen Temperaturniveau von ca. 18°C. Dadurch kann die Erdenergie direkt zur Kühlung genutzt werden. Im Laborbereich bestehen sehr hohe Anforderungen das an Raumklima und die Stabilität. So wird zum Beispiel bei Lastsprüngen über die Regulierung abgewogen welches Kühlsystem im Raum prioritär zum Einsatz gelangt. Auf diese Art kann die Temperaturgenauigkeit von +/- 1°C über 24 Stunden eingehalten werden. Auch an die Feuchtigkeit werden bereichsweise hohe Anforderungen noch unten wie auch nach oben gestellt.
Sanitär / Medien
Die Wasserversorgung erfolgt modular pro Labormodul und wird zur erhöhten Versorgungssicherheit im Ringschluss erstellt. Jedes Labormodul ist ausserhalb der Laborfläche abstellbar – ohne Beeinträchtigung anderer Professuren. Das Gebäude kommt ohne zentrale Brauchwarmwasseraufbereitung aus, da in den meisten Labor- und Hygienebereiche auf BWW verzichtet wird. Dadurch können hohe Bereitstellungs- und Verteilverluste minimiert werden. WC-Anlagen und Urinale werden mit Grauwasser versorgt und reduzieren somit den Trinkwasserverbrauch. Mittels Flüssigstickstofftankanlage wird über vakuumisolierte Leitungen flüssiger Stickstoff (-196°C) in drucklose Phasentrenner der MMC-Facility geführt. Ziel ist eine direkte Mantelkühlung der MBE-Geräte möglichst nahe am Siedepunkt zu gewährleisten. Zusätzlich werden die Laborbereiche mit folgenden Gasmedien versorgt: Druckluft, Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Argon. Kostbares Helium wird im Gebäude leitungsgebunden gesammelt und mittels Heliumrückführung zur Wiederverwendung in die Aufbereitungs- und Verflüssigungsanlage geführt.
Referenzauskunft
ETH PL Bauherr Herr Moritz Marti, 044 633 66 24 oder moritz-marti@ethz.ch
Eindrücke
Die folgenden Bilder zeigen, wie sich unsere Planung im Raum entfaltet. Sie geben einen Eindruck davon, wie technische Lösungen, Architektur und Nutzung zu einem stimmigen Gesamterlebnis zusammenfinden.
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