ETH Department Biosysteme
Das Department Biosysteme (D-BSSE) der ETH Zürich untersucht die vielschichtigen Abläufe in Zellen und Organismen. Eine mögliche zukünftige Anwendung ist die Umprogrammierung von Zellfunktionen, um so Einfluss auf den Verlauf von Krankheiten nehmen zu können. Aber auch industrielle Produktionsprozesse und deren Einfluss auf die Umwelt könnten mit der Forschung des D-BSSE verändert werden.
Der neue Campus des Departments steht in Basel, in unmittelbarer Nähe zur Universität Basel und seinem Bio- und Pharmazentrum sowie zu den Universitätskliniken. Dadurch können die ETH-Forschenden die für ihre Arbeiten in der Systembiologie und der synthetischen Biologie notwendigen interdisziplinären Ansätze verfolgen. Bis zu 600 Mitarbeitende und 100 Studierende finden im Gebäude Platz.
Die Technik im Gebäude muss verschiedenste komplexe Anforderungen erfüllen. Zur Realisierung wurde deshalb ein Partner gesucht, der in Sachen Projektleitung, Kompetenz der Mitarbeitenden und Qualität der Arbeiten höchste Ansprüche erfüllen kann. Die Klima AG erhielt 2019 auch den Auftrag, die Gewerke Heizung und Kälte, Dampf- und Arealversorgung, Lüftung, Klima und Sanitär zu realisieren. Eine Rolle für die Vergabe spielte hier auch die Erfahrung des Teams mit ähnlichen Projekten.
Gebäudetechnik für das D-BSSE
Das Projekt wurde mit den Ansprüchen mehrerer Standards für nachhaltiges und umweltfreundliches Bauen geplant: Minergie-ECO, «Gutes-Innenraumklima» sowie die Zielvorgaben A des SIA-Effizienzpfades Energie (SEE) und «Bauen für die 2000-Watt-Gesellschaft». Die Energieversorgung des Gebäudes erfolgt aus diesem Grund primär auf Basis der Abwärme der eigenen Rückkühler, die 1100 kW Wärmeenergie liefern.
Heizung und Kälte
Zur weiteren Versorgung mit Wärme (880 kW) und Kälte (1300 kW) ist das D-BSSE an die Arealversorgung des nahegelegenen Biozentrums angeschlossen. Erst als dritte Wärmequelle dient ein Anschluss an das Heisswassernetz der IWB (Industriellen Werke Basel) mit 170 °C / 300 kW. Dieses wird grösstenteils für die Warmwasseraufbereitung genutzt, bevor es der Heizungsverteilung zugutekommt. Je nach Nutzung werden die Räumlichkeiten des D-BSSE unterschiedlich mit Wärme versorgt: Eine Grundtemperierung wird durch Fussbodenheizungen und TABS gesichert. Insbesondere in den Büros sind Heiz-Kühldecken im Einsatz; ausserdem sind das Atrium und die Warenanlieferung im 2. UG durch Türluftschleier gesichert. In den Laboren kommen Lufterhitzer zum Einsatz, welche die jeweiligen erforderlichen Raumtemperaturen mit grösserer Genauigkeit sicherstellen können.
Zwei Kältemaschinen (je 800 kW) mit umweltfreundlichem Ammoniak-Kältemittel sichern die Erstversorgung des Gebäudes mit Kälte. Im Weiteren werden bis zu 1300 kW Kälte aus dem Biozentrum bezogen. Genutzt werden diese vor allem in den Laboren (1010 kW), in den Luftkühlern der Monoblöcke (890 kW), in der gewerblichen Kälte (530 kW) und in den Serverräumen (210 kW). Die Abwärme der Kältemaschinen wird zum allergrössten Teil mittels Plattenwärmetauscher wieder dem Heizsystem zur Verfügung gestellt oder über Rückkühler auf dem Dach vernichtet.
Lüftung
Das Lüftungssystem verfügt über insgesamt 41 Monoblöcke, von denen die meisten im 1. UG untergebracht sind. In der Technikzentrale auf dem Dach nehmen sie 90 % der Geschossfläche ein. Alle Lüftungsanlagen sind zur Wärmerückgewinnung an ein Kreisverbundsystem angeschlossen, welches die gesammelte Wärme aus der Abluft an die Zuluftanlagen abgibt. Das WRG-Netz bildet hierzu eine hydraulische Einheit, in welcher die Wärme aus jeder Ablufteinheit, jeder Zulufteinheit zugeführt werden kann.
Sanitär
Die sanitären Anlagen umfassen die komplette Wasserversorgung im Gebäude: WC-Anlagen in allen Geschossen, Gastroküche, Kaffeeküchen sowie Anschlüsse in den Laboren. Die Labore werden zusätzlich mit vollentsalztem Wasser und vollentsalztem, enthärtetem Wasser versorgt. Zur Sicherheit der Menschen im Gebäude wurden brandschutztechnisch geprüfte Wasserleitungen verlegt. In den Laboren wurden die Anschlüsse für die Notduschen installiert, damit sich die Mitarbeitenden bei Unfällen (beispielsweise bei Säureunfällen) unmittelbar reinigen können.
Reindampf für die Labore
Zur Sterilisation der Arbeitsmittel in den Laboren werden bauseits installierte Autoklaven und Spülmaschinen sowie die WFI-Anlagen (Wasser für Injektionszwecke) mit Reindampf betrieben. Reindampf entsteht aus vollentsalztem Wasser und ist dadurch grösstenteils frei von Mikroorganismen und Mineralien, welche verhindern würden, dass der Dampf korrekt zur Sterilisation eingesetzt werden kann. Der Reindampf wird von zwei Elektrodampfkesseln von je 358 kW und 4.0 bar(ü) im 2. UG erzeugt und in die Labore geleitet. Das bei den Autoklaven und in den WFI-Anlagen entstandene Schmutzkondensat wird zum Kondensatsammelgefäss zurückgeführt. Seine anstehende Restwärme wird über das WRG-System zurückgewonnen.
Anspruchsvolle Realisierungsarbeiten
Die Realisierung der Arbeiten forderte die Mitarbeitenden besonders: Zeitweise wurden sehr viele Installateure gleichzeitig beschäftigt; in Spitzenzeiten bis zu 30 Mitarbeitende aus allen Gewerken zeitgleich. Hinzu kam das jeweilige Timing für die Ausführung. So wurde beispielsweise die Arealversorgung durch das Biozentrum und die IWB in Etappen realisiert. Auch die Installation der 15 Monoblöcke im UG erforderte besondere Aufmerksamkeit: Im Geschoss wurden bodenseitig zunächst die Leitungen für die Arealversorgung mit Wärme installiert. Darüber wurde ein Stahlgerüst angebracht, das als Zwischenboden für die Monoblöcke dient, welche direkt darüber installiert wurden.
Zum Blogbeitrag „Energieeffizienz für die Biosystem-Forschung“