Forschungsgebäude GLC der ETH Zürich

Foto: Kuster Frey

Östlich der Zürcher Altstadt befindet sich das Hochschulquartier Zürich Zentrum. Teile der Universität (UZH) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) sowie das Universitätsspital (USZ) bilden hier einen Wissens- und Gesundheitsschwerpunkt. Schon seit einigen Jahren wird das Gebiet umfassend transformiert. Den Rahmen bildet der Mas-terplan 2014, mit dem die drei Institutionen weiterentwickelt und besser vernetzt werden und das Hochschulgebiet um 40 % wachsen soll. Dafür werden bestehende Gebäude saniert und durch Neubauten ergänzt, zum Beispiel das von Herzog & de Meuron geplante, große Forum der UZH oder die Spitalbauten von Christ und Gantenbein. Das neue Gebäude der ETH für Forschung und Lehre bildet den ersten Baustein der Transformation. Das Gebäude GLC beherbergt das Departemente Health Science and Technology (D-HEST). In Zukunft werden hier unter anderem Zellforschung, Medizintechnik und Robotik betrieben. Kürzlich bezogen die zwölf Professuren den von Boltshauser Architekten entworfenen Bau.

Das neue Forschungsgebäude wird über eine skulpturale Betontreppe von der Gloriastraße aus erschlossen. Zwischen dem Altbau (links) und dem Neubau führt ein Durchgang auf den neuen zentralen Innenhof
Foto: Kuster Frey

Städtebau

Das Grundstück liegt an der Gloriastraße, am nördlichen Rand des Hochschulquartiers und am Fuße des Zürichbergs. Entsprechend groß ist das topografische Gefälle. Während die Planer straßenseitig fünf oberirdische Geschosse realisieren konnten, waren es hangseitig, nach Nordosten, nur zwei. Hinzu kam, dass die Nachbarn oberhalb des Hochschulgrundstücks verfügt hatten, dass ihre Sicht auf den Zürichsee nicht beeinträchtigt werden durfte. Die größte Herausforderung für Boltshauser Architekten war jedoch der Umgang mit dem Bestand auf dem Grundstück. Dass ihnen das gut gelungen ist, war ein Grund für ihre Erstplatzierung beim Wettbewerb 2010/2011. Auf dem Grundstück befanden sich Gebäude aus drei Jahrzehnten: Die Versuchsanstalt für Wasserbau aus den 1930er- und 1950er-Jahren, der Paul-Scherrer-Hörsaal für Physik von Heinrich und Alfred Eduard Oeschger sowie Alfred Mürset aus den 1950er-Jahren sowie das Gebäude ETZ (Abteilung Elektrotechnik der ETH) von Karl Flatz aus den 1970er-Jahren. Während die beiden letzteren bei der Neubeplanung erhalten werden konnten, wurde die ehemalige Versuchsanstalt für Wasserbau abgerissen, um Platz für den L-förmigen Neubau zu schaffen. Er umschließt zusammen mit dem L-förmigen Baukörper aus den 70er-Jahren den Hörsaal aus den 50er-Jahren (ebenfalls von Boltshauser Architekten saniert) sowie einen neuen Innenhof. Südöstlich des Komplexes ist nun sogar, im Gegensatz zu vorher, noch Platz für einen kleinen, den Hang bespielenden Garten.

Der neue Innenhof mit dem Paul-Scherrer-Hörsaal aus den 1950er-Jahren ist Verteiler und Bindeglied des Ensembles
Foto: Kuster Frey

Eingang

„Die Situation auf dem Grundstück ist tatsächlich komplex. Früher war die Baustruktur dazu noch ziemlich verschachtelt“, erzählt Armin Baumann von Boltshauser Architekten und Projektleiter des Forschungsbaus. „Alleine die neue Eingangssituation kann wie ein eigenes Projekt betrachtet werden.“ Die Haupteingänge zu allen drei Gebäuden liegen auf der Ebene mit dem neuen Innenhof – von der Straße aus betrachtet ist es die Ebene +1, im Projekt beginnt hier die Zählung mit dem Erdgeschoss. Man erreicht sie von der Gloriastraße über eine geschwungene Betontreppe, die gemeinsam mit dem Geometrie-Ingenieur Urs Beat Roth als Kunst-am-Bauprojekt entworfen wurde. Der barrierefreie Zugang zum neuen Gebäude führt wie selbstverständlich von der Tramstation die Gloriastraße etwas weiter bergauf direkt in die Eingangshalle, gegenüberliegend des Haupteingangs.

Glasbausteine, Stahl und Beton dominieren das Atrium. An den Leuchten,  ebenfalls von Boltshauser Architekten entworfen, sind Brand- und Bewegungsmelder, Sicherheitsbeleuchtung und Lautsprecher integriert
Foto: Kuster Frey

Innere Struktur

Der Neubau besteht aus einem Kopfbau zur Straße und einem hangseitigen länglichen Baukörper. „Das Raumprogramm auf dem tiefen Hanggrundstück unterzubringen war eine große Herausforderung“, berichtet Baumann, „denn es waren viele Büros und Labore gefordert, die Tageslicht brauchen.“ Im Kopfbau befinden sich im Erdgeschoss die Eingangshalle mit der großen Haupttreppe und ein Restaurant mit 150 Plätzen, in den Obergeschossen liegen die Büros. Im Längstrakt befinden sich im Erdgeschoss Seminarräume sowie an der Fassade zum Hang eine Zone mit Studierendenarbeitsplätzen. Die Belichtung dieser Räume war ein zentraler Knackpunkt, den die Planer zu lösen hatten: Er wird über die spezielle Hangstützmauer gelöst, die das Abrücken des Gebäudes vom Hang und somit einen schmalen Raum für Belichtung und Belüftung ermöglicht (s. Statik). In den Obergeschossen des Längstraktes ist Platz für die Labore. Für die Ausstattung haben sich die Architektinnen ein modulares System ausgedacht: „Zusammen mit dem Laborplaner haben wir Spielregeln für die Nutzer aufgestellt, anhand derer sie ihre Fläche in Labor- und Auswertezone sowie ggf. Nebenraum einteilen, ausstatten und möblieren können“, erzählt Projektleiter Armin Baumann, „sie waren sehr kreativ und sind auf ganz neue Lösungen gekommen.“ Für die Büroflächen verfolgten die Planerinnen ein ähnliches Konzept: Sie gaben viele Variationsmöglichkeiten vor, obwohl das Gebäude nicht auf einem idealen Büroraster basiert, sondern auf einem Rastermaß von 3,575 m. „Leider hat sich bisher keine Professur für ein Großraumbüro entschieden, aber es wäre sehr einfach, die Raumstruktur zu ändern. Wir haben mit Trockenbau-Elementwänden aus Metall gearbeitet, der Boden läuft durch, die Haustechnik ist ohnehin für alle Zustände ausgelegt“, so Baumann. 

Die Arbeitsplätze für Studierende befinden sich im Erdgeschoss an der Fassade zum Hang. Der Zwischenraum zwischen Stützmauer und Gebäude ermöglicht die Belichtung
Foto: Kuster Frey

Die Wände im Seminarraum sowie in den Fluren sind zu Akustikzwecken mit dunklen Lochblechen verkleidet. Durch die Löcher ist das dahinterliegende rote Vlies zu sehen
Foto: Kuster Frey

Statik

Wegen der Hanglage und der Tiefe des Grundstücks mussten die Planerinnen sich etwas für die Belichtung der hangseitigen Zonen einfallen lassen. Die oben angedeutete Lösung eines Hangsicherungstragwerks, das statisch vom Gebäude unabhängig ist, hatte zudem den Vorteil, dass das Gebäude nicht im geologisch dafür ungünstigen Hang verankert werden musste, wofür es zudem die Genehmigung der Nachbarn gebraucht hätte. „Die Kräfte ins Gebäude abzutragen wäre auch keine Option gewesen, das wäre sehr kleinteilig geworden, mit Schotten usw. Also kam uns die Idee mit der Stützmauer, die neben Statik und Licht auch eine Lüftungsfunktion erfüllt“, erläutert Baumann. Die 18 m hohe Mauer besteht aus konischen Betonstützen im Abstand von 7,15 m. Sie reichen als Schlitzwandscheiben weitere 25 m in den Boden. Zwischen den Betonstützen liegen tonnenförmige, mit Naturstein-Mauerwerk verkleidete Aussteifungen, welche im oberen Teil offen sind. So dient es über die gesamte Länge von 110 m als Außenlufteinlass. Über die statischen Hohlräume der Mauer gelangt die Luft – vom Erdreich im Sommer vorgekühlt, im Winter vorgewärmt – in die Lüftungszentrale im Untergeschoss. 

Den Hang stützt eine
18 m hohe Mauer, die weitere 25 m in die Erde reicht. So konnte der Neubau statisch davon unabhängig errichtet werden. Hohlräume in der Mauer sorgen für vortemperierte Außenluftfassung
Foto: Kuster Frey

Axonometrischer Schnitt inkl. Lüftungs- und Heizungskonzept (Winter):
Lüftung: Kalte Luft von draußen wird im Erdreich vorgewärmt (Stützmauer) und im ersten Wasserregister weiter erhitzt. Ein Zuluftventilator treibt warme Frischluft in die Nutzung. Das zweite Wasserregister entzieht der Abluft Wärme und speist sie in den Kreislauf zurück.
Heizung: Die Abwärme verschiedener technischer Anlagen wird über Wasserleitungen zurückgewonnen, die in einen Pufferspeicher geleitet werden. Das Warmwasser wird bedarfsgerecht entnommen.

Technik

Der Umgang mit der umfangreichen Haustechnik war den Planerinnen besonders wichtig: „Wir wollten nicht, dass man das Gebäude betritt und direkt die Technikleitungen sieht. Dafür haben wir von Anfang an mit den Fachplanern konzeptionell zusammengearbeitet“, so Baumann. Das war eine kniffelige Aufgabe, denn im gesamten Gebäude gibt es weder abgehängte Decken noch Doppelböden. Gestalterisch und funktional ist die Haustechnik nach Funktionen gestaffelt in die Räume integriert: In der Eingangshalle sind keine Leitungen zu sehen, nur Lampen, die die Architekten extra für das Gebäude entwickelt haben. In den Büros, Seminarräumen und dem Restaurant sind Heizung, Kühlung, Beleuchtung und Akus­tik in einem Deckenpaneel untergebracht, wobei es in den Büros auch sichtbare Leitungen gibt. In den Laboren liegen alle Leitungen innerhalb eines Deckenrasters aus Aluminium offen. 

Alle Labore sind mit einem Deckenraster aus Aluminium ausgestattet, innerhalb dessen die Technik untergrbracht ist
Foto: Kuster Frey

Fassade

Nicht nur das Technikkonzept, auch die Materialität ist wohlüberlegt entworfen. Den Skelettbau mit Stahlstützen und Betonkernen umhüllt eine elementierte Doppelfassade mit Glasbausteinen und Fensterbändern. Ein Element ist an der Innenseite mit einem schmalen Lüftungsflügel (hier ist die Fassade einschichtig) und einer großen Glasscheibe ausgestattet (die zu Reinigungszecken auch geöffnet werden kann). Vor dem großen Fenster befindet sich an der Außenseite des Fassadenelements eine Prallscheibe. Im ­Zwischenraum ist der Sonnenschutz, ein Rollo, windgeschützt befestigt. Im Sturz- und Brüstungsbereich bilden Glasbausteine die äußere Schicht und dienen ebenfalls als Sonnenschutz (Brise Soleil). Aus Brandschutz­gründen musste die Doppel-
fas­­sade segmentiert, das heißt pro Geschoss mit einer horizontalen Unterteilung versehen werden, die den Brandüberschlag verhindert. Da sich so die Luft im Sommer stauen würde, haben die Planer Klappen in die Fassade eingebaut, die sich im Brandfall automatisch schließen. So kann die Luft im Sommer zirkulieren und über einen Auslass oben entweichen. So wird auch die Dämmwirkung der Fassade erhöht. Im Brandfall und im Winter werden die Klappen geschlossen. 

Die Glasbausteinelemente mit Stahlrahmen wurden im Werk vorgefertigt. Vor Ort mussten sie nur noch in die Unterkonstrukion eingehängt werden
Foto: Kuster Frey

Die Glasbausteine haben die Architektinnen in Anlehnung an industrielle und Schulbauten der Moderne eingesetzt. „Ein Grund, warum wir den Wettbewerb gewonnen haben, war die Anbindung an den Bestand.  Aber die Jury hat auch die Glasbausteinfassade sehr begeistert“, erzählt Armin Baumann, „Die Idee war im Wettbewerb also schon da. Sie ­konstruktiv umzusetzen, war eine spannende Herausforderung.“ Aus ihr leiteten die Architektinnen die Materialisierung der Innenräume ab, auch hier kommen Stahl, Glas und Glasbausteine zum Einsatz – an den Zwischenwänden, als Brüstungen im Atrium (mit 3 cm dünnen Steinen) oder für die Stufen der Haupttreppe. 

Axonometrie Fassadenausschnitt
1 Perforierte Laibung 120 mm
2 Dämmebene: Sandwichsystem mit Stahlabdeckung 125 mm
3 Brandschutzverkleidung im Bereich der Brandschutzklappe 40 mm
4 Brandschutzklappe
5 Kippfenster, Stahlrahmen 93 mm
6 Fenster, 3-fach Verglasung, Stahlrahmen 93 mm
7 Tragkonstruktion der Fassade, Stahl lackiert, an der Decke verschraubt 312 mm
8 Stahlrahmen, verschweißt und lackiert 100 mm
9 Glasbaustein, klein 190 x 190 x 100 mm
10 Glasbaustein, groß 290 x 290 x 100 mm
11 Oberer Bodenbelag, Unterlagsboden, Gummischicht 40 mm
12 Stahlbetondecke 360 mm
13 Technikkanal, 400 mm in Betondecke geschnitten 40 mm

Fazit

Der hochfunktionale Neubau schafft einiges: Die städtebauliche Situation ist auf scheinbar intuitive Weise gelöst, sodass auch die Bestandsbauten sinnvoll integriert sind. Auch im Innenraum haben die Architektinnen auf eine gute Anbindung geachtet: Der Innenhof lässt sich nun einmal umrunden, sodass Alt- und Neubau miteinander verschmelzen. So können auch Synergien zwischen den verschiedenen angesiedelten Professuren besser genutzt werden. Die Gestaltung ist bis ins kleinste Detail durchdacht – sogar einige Möbel haben Boltshauser Architekten für das Gebäude entworfen. So lässt sich hoffen, dass das Gebäude die Bedürfnisse seiner Nutzerinnen viele Jahrzehnte erfüllen wird.

Lageplan, M 1 : 8 000

Grundriss Erdgeschoss, M 1 : 1 250
1 Treppe Gloriastraße
2 Innenhof
3 Atrium
4 Restaurant
5 Studierendenarbeitsplätze
6 Seminarraum
7 Foyer Paul-Scherrer-Hörsaal
8 Büro
9 Labor
10 Paul-Scherrer-Hörsaal

Grundriss 2. Obergeschoss, M 1 : 1 250

Schnitt A, M 1 : 1 250 

Schnitt B, M 1 : 1 250

Boltshauser Architekten
Roger Boltshauser, Armin Baumann
www.boltshauser.info
Foto: Michael Artur Koenig

Foto: privat