B A U T E N D E R M A X - P L A N C K - G E S E L L S C H A F T
M A X - P L A N C K - I N S T I T U T
F Ü R M E T A L L F O R S C H U N G
S T U T T G A R T
Herausgeber | Publisher
Max-Planck-Gesellschaft
Bauabteilung
Hofgartenstr. 8, D-80539 München
Tel. ++49(0)89-2108-0
Fax ++49(0)89-2108-16 50
Internet: www.mpg.de
Fotografie | Photography
H. G. Esch
Tel. ++49(0)2248-44 55 07
Müller & Bleher
Gestaltung | Design
HAAK & NAKAT, München
www.haak-nakat.de
Mai | May 2002
Inhalt | Contents
Einführung | Introduction _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4
Impressionen I | Impressions I _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 10
Architektur | Architecture _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 12
Freiraumgestaltung | Landscaping _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 16
Kunst am Bau | Artwork at the Institute _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 18
Impressionen II | Impressions II _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 20
Elektrotechnik | Electrical engineering _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 22
Laboreinrichtung | Laboratory fittings and equipment _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 26
Technische Anlagen | Technical systems concept _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 28
Bau- und Planungsdaten | Building and planning data _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 30
E I N F Ü H R U N G
I
Ostansicht mit Fluchtspindeltreppe | East elevation with emergency
staircase
I
5
Das Max-Planck-Institut für Metallforschung (MPI-MF) ist seit
seiner Gründung im Jahre 1921 eine führende Forschungsstätte
auf dem Gebiet der Materialwissenschaft. Sein Ziel ist die theore-
tische und experimentelle Erforschung der Synthese und des
Aufbaus der Materialien und der daraus resultierenden Eigen-
schaften. Dabei sollen durch das Zusammenwirken physikalischer,
chemischer und ingenieurwissenschaftlicher Betrachtungsweisen
ganzheitliche Erkenntnisse über den Zustand der Materialien und
ihr Verhalten unter Umgebungseinflüssen im weitesten Sinne
gewonnen werden. Die Ergebnisse der interdisziplinär angelegten
Grundlagenforschung bieten nicht selten unmittelbar die Basis für
Lösungen anwendungsrelevanter Fragen, so dass die Zusammen-
arbeit mit der Industrie für das Institut einen hohen Stellenwert
hat. Anfänglich wurden ausschließlich Metalle und deren Legie-
rungen erforscht, wobei satzungsgemäß – in Ergänzung zu der Er-
forschung von Eisen und Stahl des Düsseldorfer Schwester-
instituts für Eisenforschung – „Nichteisenmetalle” im Vordergrund
des Interesses standen. Seit den siebziger Jahren werden daneben
zunehmend auch keramische Materialien untersucht, wobei das
Institut bei der Übertragung bekannter wissensbasierter Denk-
weisen aus der Metallkunde auf die bis dato weitgehend empirisch
behandelten Keramiken materialwissenschaftliche Pionierarbeit
geleistet hat. Heute befasst sich das Institut mit folgenden
Themen:
• Materialsynthese und Gefügedesign (Abteilung Aldinger)
• Strukturwerkstoffe und Dünnschichtsysteme (Abteilung Arzt)
• Theorie inhomogener kondensierter Materie (Abteilung Dietrich)
• Metastabile und niederdimensionale Materialsysteme
(Abteilung Dosch)
• Theorie mesoskopischer Phänomene (Abteilung Gao)
• Phasenumwandlungen, Thermodynamik und Kinetik
(Abteilung Mittemeijer)
• Gefüge und Grenzflächen (Abteilung Rühle)
• Moderne magnetische Materialien (Abteilung Schütz)
• Materialsynthese (NN)
Ein wesentliches Spezifikum des Instituts ist seine enge Verflech-
tung mit der Universität Stuttgart durch mehrere Personalunionen,
die bis auf die Zeit seiner Übersiedlung nach Stuttgart im Jahre
1934 zurückgeht. Heute sind fünf der Wissenschaftlichen Mitglie-
der des Instituts gleichzeitig Ordentliche Professoren an der Univer-
sität. Drei der Kollegen sind Mitglieder der Fakultät Chemie und
tragen im Wesentlichen den dort angesiedelten Studiengang
Werkstoffwissenschaft und zwei sind in die Fakultät Physik und
deren Studiengang integriert. Damit sind die leitenden Forscher
des Max-Planck-Instituts und ihre Mitarbeiter ungewöhnlich stark
in die Lehre eingebunden. Das langjährige Zusammenwirken des
Max-Planck-Instituts mit der Universität stellt eine erfolgreiche
Tradition dar, aus der über die Jahre viele hervorragend ausgebil-
dete diplomierte und promovierte junge Wissenschaftler hervor-
gegangen sind, die heute an vielen exponierten Stellen in akade-
mischen Bereichen der Wirtschaft und anderen Einrichtungen des
privaten und öffentlichen Rechts tätig sind.
Vor diesem Hintergrund ist auch die International Max Planck
Research School for Advanced Materials zu sehen, die gegenwärtig
in Zusammenarbeit mit dem benachbarten Max-Planck-Institut für
Festkörperforschung aufgebaut wird und sehr wesentlich dazu
beitragen soll, exzellent ausgebildete Studenten aus allen Teilen
der Welt für eine Promotionsarbeit zu gewinnen. Daneben ist das
Institut aber auch in der Ausbildung von einschlägig technischen
Mitarbeitern engagiert. Neben der Ausbildung in Lehrberufen be-
treibt es eine Metallographieschule, in der die Absolventen einen
staatlich anerkannten Abschluss erlangen können.
Das Institut hat gegenwärtig 215 Mitarbeiter auf Planstellen und
ca. 200 weitere auf nicht budgetierten und zu einem großen Teil
drittmittelfinanzierten Stellen. Darunter sind rund 200 wissen-
schaftliche Mitarbeiter inklusive Doktoranden, Postdocs und Gast-
wissenschaftler. Dazu kommen noch ca. 50 Mitarbeiter der assozi-
ierten Hochschulinstitute.
Die Mitarbeiter sind derzeit auf acht wissenschaftliche Abteilungen
verteilt, die jeweils von einem Wissenschaftlichen Mitglied geführt
werden. Die leitenden Wissenschaftlichen Mitglieder bilden ein
Direktorium, dem ein auf drei Jahre aus deren Mitte gewählter
Geschäftsführender Direktor vorsteht und in dem alle instituts-
übergreifenden Entscheidungen getroffen werden. Neben den
wissenschaflichen Abteilungen wurden in neuerer Zeit neben der
EDV acht zentrale wissenschaftliche Einrichtungen (ZWE)
installiert, die über spezielle wissenschaftliche Expertisen und
Gerätschaften verfügen und experimentellen Service auf den
4
7
Gebieten Metallographie, chemische Analytik, Röntgenographie,
Oberflächenanalytik, Hochspannungselektronenmikroskopie, Tief-
temperaturuntersuchungstechnik, Dünnschichttechnik und Unter-
suchungen mit hochenergetischen Teilchen (Pelletronbeschleu-
niger) bieten, die allen wissenschaftlichen Abteilungen gleicher-
maßen zur Verfügung stehen.
Mit der Fertigstellung des neuen Gebäudes auf dem Max-Planck-
Campus in Stuttgart-Büsnau geht eine jahrzehntelange Trennung
des Instituts auf verschiedene Standorte zu Ende. Durch die starke
Ausweitung der Forschungsarbeiten wurde in den sechziger
Jahren der traditionelle Standort in der Seestraße in der Stuttgarter
Innenstadt zu eng und daher von der Max-Planck-Gesellschaft das
heutige Campus-Gelände aufgekauft und darauf zunächst das
Pulvermetallurgische Laboratorium gebaut, das 1968 eröffnet wur-
de. In der Folge wurde dann ein ausgedehnter Gebäudekomplex
errichtet, in dem das kurz zuvor gegründete zweite Stuttgarter Max-
Planck-Institut für Festkörperforschung und weitere umfangreiche
Teile des Max-Planck-Instituts für Metallforschung angesiedelt
wurden. Das neue Gebäude ist nun dafür bestimmt, alle bisher
noch in der Seestraße angesiedelten Institutsteile aufzunehmen,
inklusive der assoziierten Universitätsinstitute. Damit ist das
gesamte Max-Planck-Institut für Metallforschung zusammen mit
dem Institut für Metallkunde, dem Institut für Nichtmetallische
Anorganische Materialien und Teilen des Instituts für Theoretische
und Angewandte Physik an einem Standort untergebracht. Zusam-
men mit dem Max-Planck-Institut für Festkörperforschung liegt
damit auf dem Büsnauer Campus ein Zentrum für Forschung und
Lehre im Bereich der Materialwissenschaft vor, das national und
international seinesgleichen sucht.
I N T R O D U C T I O N
Since its founding in 1921, the Max Planck Institute for Metals
Research (MPI-MF) has been a leading facility in the area of materi-
als science. The goal of the Institute is to examine the theoretical
and experimental nature of synthesis and the composition of mate-
rials and the resulting characteristics. Through a combined physi-
cal, chemical and engineering sciences approach, broad integral
scientific findings can be gathered on the state of materials and
their reaction under surrounding influences. The results of interdis-
ciplinary basic research often provide the basis for solutions to ques-
tions surrounding application, making cooperation with industry
very important for the Institute. Originally, research concentrated
only on metals and their alloys and according to the Institute’s regu-
lations, “non-iron metals” were the focus of research, thereby com-
plementing the iron and steel research performed at the MPI for
Iron Research in Düsseldorf. In the 1970s, more emphasis was
placed on researching ceramic materials. By applying knowledge
gathered from metals research, scientists at the Institute conduct-
ed empirical research on ceramics, which is still regarded today as
ground laying work in this field. Today the Institute deals with the
following research areas:
• Materials Synthesis and Microstructure Design ( Prof. Aldinger)
• Structural Materials and Thin Film Systems (Prof. Arzt)
• Theory of Inhomogeneous Condensed Matter (Prof. Dietrich)
• Metastable and Low-Dimension Materials (Prof. Dosch)
• Theory of Mesoscopic Phenomenon (Prof. Gao)
• Phase Transformations, Thermodynamics and Kinetics
(Prof. Mittemeijer)
• Microstructure and Interfaces (Prof. Rühle)
• Modern Magnetic Materials (Prof. Schütz)
• Material Synthesis (vacant)
An important characteristic of the Institute is its close ties with the
University of Stuttgart that result from concurrent appointments.
Several Scientific Members of the Institute were and still are regu-
lar professors at the university, a tradition that goes back to when
the Institute settled in Stuttgart in 1934. Today, five of the Scientific
Members of the Institute hold professorships at the university.
Zentraler Kommunikations- und Präsentationsbereich | Central communi-
cation and presentation area Haupttreppenhaus mit Kommunikations-
bereich | Main staircase with the communication area
II
I
II
I
6
98
Three of the colleagues are members of the chemistry faculty and
specialize in the programme materials science, and two are in the
faculty of physics. Leading researchers at the Max Planck Institute
and their co-workers are unusually active in teaching activities. The
long-term cooperation between the Max Planck Institute and the
university has a successful tradition; over the years, many excep-
tionally well-educated young scientists have graduated from the
university and gone on to assume academic positions at facilities in
the public and private sectors.
The International Max Planck Research School for Advanced
Materials, which is currently being established in cooperation with
the neighbouring Max Planck Institute for Solid State Research,
will make major contributions in attracting well-educated students
from all over the world to do their Ph.D. in Stuttgart. In addition, the
Institute also runs training programmes for future technicians as
well as a school for metallography that offers students the possibil-
ity to take a state recognized final exam.
Currently, 215 staff members are financed by MPS funds and an-
other approx. 200 staff members positions are financed mostly by
third-party funds. Among these are approx. 200 scientific staff
members including Ph.D. students, post docs, and guest scien-
tists. In addition there are roughly fifty employees from associated
universities and colleges.
The employees are divided among eight departments, each being
headed by a Scientific Member. The leading Scientific Members
comprise the Board of Directors, which is headed by the Managing
Director who is elected from among the members for a period of
three years. The Board makes all inter-institutional decisions. In ad-
dition to the scientific departments and the EDP facilities, eight
central scientific units have recently been established that have
specialized scientific expertise and equipment at their disposal. In
addition, they offer all departments experimental services in the ar-
eas of metallography, analytical chemistry, x-ray diffraction, surface
analysis, high-voltage electron microscopy, low-temperature ser-
vice, thin film laboratory, and pelletron accelerator.
The completion of the new building on the Max Planck Campus in
Stuttgart-Büsnau marks the end of a decade during which time the
Institute was spread out over various locations. Due to the research
expansion in the sixties, the original location on Seestraße in the
centre of Stuttgart soon became too small. As a result, the Max
Planck Society bought the property located on the current campus
and built the Powder Metallurgical Laboratory PML (Pulvermetallur-
gisches Laboratorium), which was opened in 1968. Following this,
an extended building complex was built that housed the Max Planck
Institute for Solid State Research, the second Max Planck Institute
in Stuttgart, which was founded prior to this date, in addition to
other extensive sections of the Max Planck Institute for Metals
Research. The new building is intended to incorporate all the sec-
tions of the Institute located on Seestraße, including the institutes
associated with the university. Thus, the whole Max Planck Institute
for Metals Research together with the Institute for Metals Science,
the Institute for Nonmetallic Inorganic Materials and parts of the
Institute for Theoretical and Applied Physics are all situated at one
location. Together with the Max Planck Institute for Solid State
Research, the Büsnau Campus is the home of a research and teach-
ing centre for materials sciences that is unrivalled in the world.
Zugang Hörsaal | Entrance to the lecture hall Hörsaal | Lecture hallIIII
II
GR
UN
DR
IS
S
|
AN
SI
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|
AN
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|
IN
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OR
PL
AN
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Städtebau
Für das Baugrundstück besteht ein rechtsverbindlicher Bebauungs-
plan aus dem Jahr 1975. Der Neubau des Max-Planck-Instituts für
Metallforschung ist als 2. Bauabschnitt des bestehenden Instituts-
zentrums geplant und schließt westlich direkt an das bestehende
Institutsgebäude an. Das Pulvermetallurgische Laboratorium
(PML), als erstes Gebäude im Gesamtkomplex im Jahr 1968 ent-
standen, wird baulich integriert und zukünftig über den Hauptein-
gang des Neubaus erschlossen. Die Erweiterung wird begrenzt
durch Vorgaben des Bebauungsplans, innerhalb derer sich der
Baukörper planerisch einfügt.
Konzeption
Die Korrespondenz zwischen Alt und Neu ist ein zentraler Aspekt
dieser Planung. Der Neubau schließt als Erweiterung des beste-
henden Institutszentrums direkt an dieses an. Aus diesem Grund
werden bisherige Planungsvorgaben bis in die innere Organisation
übernommen und weitergeführt. Gleichwohl zeigt sich der Neubau
als eigenständiger und selbstbewusster Teil des Gesamtkom-
plexes, der die vorhandenen gestalterischen und strukturellen
Themen in einem zeitgemäßen Ausdruck neu interpretiert.
Materialien des bestehenden Gebäudes, z. B. Beton und Faser-
zement in den Fassaden, werden auch im Neubau verwendet. Den
heutigen technischen Möglichkeiten entsprechend werden die
Aluminium-Profile der Fassaden minimiert, die Glasgrößen maxi-
miert. Brüstungen, im Bestand massiv ausgeführt, werden in Glas
oder filigranen Geländern fortgesetzt. Die, wie im Bestand, größ-
tenteils sichtbaren Betonflächen der Decken und Schächte werden
durch Holzflächen in Aufenthaltsbereichen und reflektierende
metallische Oberflächen spannungsreich ergänzt.
Die Flure werden durch unterschiedliche Materialien der Labor-
und Bürotüren differenziert gestaltet und durch in die Türelemente
integrierte Ober- und Seitenlichtgläser teilweise natürlich belichtet.
Der Neubau assoziiert im Inneren wie im Äußeren Durchlässigkeit,
Offenheit und Transparenz. Das Gebäude soll Interesse und
Neugierde an der wissenschaftlichen Arbeit wecken und als
lebendiger, aktiver und innovativer Ort erlebbar sein, der zu innerer
und äußerer Kommunikation stimuliert.
A R C H I T E K T U R
12 I
Hauptzugangsbereich an der Heisenbergstraße | Main entrance on Hei-
senbergstraße Fluchtspindeltreppe | Emergency staircaseII
I
Ansicht Süd | South elevationV
Grundriss Ebene 2 | Layout level twoIV
Verbindungshalle zum PML – Animation | Connecting building to the
PML – Computer animated
VI
13
IV
V
VI
Modelfoto Eingangsbereich | Model of the entrance areaIII
III
Grundriss | Layout
PML-Verbindungshalle | Connecting builiding to the PML
Seitenansicht | Lateeral elevation
Different materials were used for the doors to laboratories and of-
fices in order to create variation in the design of the corridors; in
parts, natural light reaches the corridors through glazed panels
above the doors or on the side of the doors.
The new building conveys a feeling of openness and transparency,
on the inside as well as from the outside. The building is intended
to rouse curiosity and interest in the scientific work and to be per-
ceived as a lively, active and innovative place, stimulating internal
and external communication.
Structure of the Building
The offices and laboratories are housed in a building with five main
storeys (ground floor and four upper floors) with an additional sub-
floor and penthouse storey; access is via a central entrance hall.
Next to the entrance hall, on all floor levels, are tea kitchens, copy
rooms, mailrooms, presentation areas, information walls and
casual rest areas – an ambience with a natural tendency for meet-
ing and communication as a seedbed for the use of synergies.
The sub-floor houses the rooms for the electron microscopes and
similar technical functions as well as kiln rooms, storage and tech-
nical services rooms.
The lecture hall with approximately 150 seats and a lecture room,
which can be subdivided, are on the ground floor next to the foyer
with the main entrance and the double-height connecting hall to-
wards the PML.
In the four upper floors, the laboratories and associated rooms face
towards the existing buildings and Heisenbergstraße, while the of-
fices look out to the wood and the park. Most rooms with ancillary
functions are placed on the inside of the building where there are
no windows.
The architectural dimensions and features of the new building, e.g.
storey height, building grid, access, pathways and escape route
balcony etc. have been adopted from the existing Institute build-
ing.
Gebäudestruktur
Die Büro- und Laborräume sind in einem fünfgeschossigen (Erd-
geschoss und vier Obergeschosse, zusätzlich Untergeschoss und
Dachzentrale) Gebäude untergebracht, dass über eine zentrale
Eingangshalle erschlossen wird. An der Halle mit dem zentralen
offenen Treppenhaus befinden sich auf allen Geschossen die Tee-
küchen, Kopierräume, Postverteilung, Präsentationsbereiche,
Informationswände und Aufenthaltsbereiche. Ein Ort, an dem Be-
gegnung und Kommunikation zwangsläufig entsteht und dadurch
Synergien fördert.
Im Untergeschoss liegen die Räume für die Elektronenmikroskope
und ähnliche technische Anforderungen. Hier liegen auch Ofen-
räume, Lager und Technikräume.
Im Erdgeschoss befindet sich der Hörsaal für ca. 150 Personen
und ein unterteilbarer Seminarraum direkt am Foyer mit dem
Haupteingang und der zweigeschossigen Verbindungshalle zum
PML.
In den vier Obergeschossen orientieren sich die laborartigen
Räume zum Bestand und der Heisenbergstraße hin, die büroartigen
Räume gegenüber dem Wald und dem Park sowie die Sonder-
räume meist in der inneren Dunkelzone.
Die strukturellen Grundlagen des Neubaus wie z. B. Geschoss-
höhen, Ausbauraster, Erschließung, Wegführung, Fluchtbalkon
etc. orientieren sich am bestehenden Institutsgebäude.
Urban Design
The building site is subject to a legally binding local development
plan passed in 1975. The new building for the Max Planck Institute
for Metal Research has been planned as the second building phase
of the existing Institute Centre and extends towards the west from
the existing Institute building.
The Powder Metallurgical Laboratory (PML) was the first building
of the overall complex; it was built in 1968 and has been integrated
in the new complex, with access via the main entrance of the new
building. The new extension was limited by the constraints of the
local development plan and keeps within the confines of the speci-
fied external envelope.
Concept
A central theme of the design is the dialogue between old and new.
The new building is directly connected to the existing buildings of
the Institute Centre. For this reason, existing design criteria have
been adopted and extended down to the internal organisation of
the building.
Nevertheless, the new building can be seen as an independent and
self-confident part of the overall complex, rendering a new inter-
pretation and contemporary expression of the existing design fea-
tures and textures.
Materials used in the existing buildings, e.g. concrete and fibre ce-
ment in the elevations, are also used in the new building. To bene-
fit from today’s technical possibilities, the aluminium profiles of the
elevations have been minimized and the glazed areas maximized.
While the parapets of the existing building are in solid construc-
tion, the new parapets are continued in glass or as filigree metal
railings. In the existing building, ceilings and ducts are largely left in
exposed concrete; this feature is repeated in the new extension
with the exception of meeting areas where wooden cladding or re-
flective metallic surfaces have been installed in order to create vari-
ation and interest.
14 15II
III
Haupteingangsbereich mit Glasüberdachung | Main entrance with
glass roof
II
Lageplan | LayoutIII
Modelfoto | ModelI
A R C H I T E C T U R E
I
Heisenbergstraße
II
17
Durch den Erweiterungsbau wird die städtebauliche, landschaft-
liche und freiräumliche Situation neu definiert und verbessert: Es
entsteht ein deutlicher räumlicher Abschluss des im Süden
liegenden, landschaftlich gestalteten Parks, im Norden ergibt der
Übergang zum Gästehaus eine neue Topografie und im entstehen-
den Raumgefüge liegt ein neuer Zugang, mit dem eine Neuordnung
der Verkehrs- und Wegebeziehungen einhergeht.
Der neue Eingangsbereich ist klar gefasst, formal strenger gestaltet
und geprägt von einem Wasserbecken und wenigen, zurückhal-
tenden, doch deutlichen Elementen: Plattenbelägen, geschnittenen
Heckenkörpern, Rasenflächen. Hierzu gehört auch der gestaltete
Höhenunterschied zum Gästehaus, mit der Stützmauer als Teil der
Wasseranlage. In dieses „Gerüst“ gehören auch notwendige
Stellplätze mit raumprägender Baumüberstellung. Ein weiterer Teil
der erforderlichen Geländeabstützungen ist zugleich als über-
dachter Fahrradabstellplatz ausgebildet.
Der Innenhof ist weniger üppiger Garten als architektonischer
Raum mit entsprechend nutzbaren Flächen und strenger Vegeta-
tionsverwendung. Im Süden sind Anpassungen der neuen Gelän-
desituation an den Parkrand erfolgt, die den entstandenen Anfor-
derungen besser gerecht werden und zugleich die Integration von
Bestehendem und Neuem bewirken.
L A N D S C A P I N G | The extension building has brought about
a new definition and improvement of the urban and landscape
design as well as the open space situation: a clear spatial finish has
been provided for the park landscape to the south, while the transi-
tion to the guest house in the north gives rise to a new topography;
a new access has been formed by the new configuration of the
building volumes, allowing for a new organisation of the traffic and
walking interfaces.
The new entrance area is clear in its design, with an understate-
ment of form, featuring a water basin as well as some clear but
subdued elements: slab paving, cut hedges, turf. Then there is the
specially designed difference in level to the guesthouse, with the
retaining wall forming part of a water display. The canopy of trees
covering the required parking places is used as a space-forming
element. Another part of the necessary ground-retaining walls has
been designed to incorporate a covered parking area for bicycles.
The internal courtyard is not so much an opulent garden but an ar-
chitectural space with functional spaces and sparse vegetation.
Towards the south, the new situation of the site has been adapted
to correspond to the edge of the park in order to better meet the
new requirements and at the same time achieve an integration of
the existing with the new.
FRE IRAUMGESTALTUNG
16
Innenhof am Hörsaal | Courtyard off the lecture hall
Freiflächengestaltungsplan | LandscapingII
I
I
II
19
Für die „Kunst am Bau“ wurde ein interdisziplinärer, beschränkter
Wettbewerb mit fünf eingeladenen Teilnehmern aus den Bereichen
Kunst, Grafik, visuelle Kommunikation und Medientechnologie
ausgelobt. Aufgabenstellung war eine informative Darstellung des
Instituts und seiner Forschungsarbeiten mit künstlerischen und
zeitgemäßen medialen Mitteln unter interaktiver Einbeziehung der
Betrachter. Ziel war eine lebendige, in den Raum wirkende Ge-
staltung, die über eine übliche Informationsvermittlung hinausgeht
und die herkömmlichen Grenzen zwischen Kunst, medialer
Installation, Information und Architektur zu überwinden versucht.
Bild und Informationsstruktur werden auf einem großen Glastisch
über Monitore dargestellt und zugleich über vier Beamer auf die
vier Wände im Raum projiziert. Aktuelle Informationen und wissen-
schaftliche Bilder bewegen sich wechselnd durch den Raum. Der
Arbeitstisch mit seiner Glasoberfläche funktioniert wie ein Stehpult
und betont den Ort der Begegnung und der Kommunikation im
Eingangsbereich. Als Bildschirm werden er und die Projektionen
ein ganz eigenes Licht im Raum verbreiten. Angebot und Infor-
mation des Max-Planck-Instituts dienen der visuellen Kommu-
nikation. Sie werden zum Bild im Raum.
Ein großer Tisch, dessen Platte mit Touchscreen-Computerober-
flächen versehen ist, bietet Mitarbeitern, Studenten und Gästen
„Arbeitsplätze“ zur Orientierung an. Dieser Tisch ermöglicht meh-
reren Personen gleichzeitig sich zu informieren und sich durch das
Angebot des Max-Planck-Instituts zu navigieren, wichtige Daten
und Veranstaltungen abzurufen, sowie die Wege zu den gewünsch-
ten Zielen ausfindig zu machen. Eine orchestrierte programmierte
Choreografie zeigt Sequenzen von Bild und Text, die in eine grobe
Pixelstruktur zerlegt werden und sich dann immer feiner in eine
höher aufgelöste Schrift- und Bildschärfe aufbauen. Text und Bild
werden gleichermaßen wie Filmsequenzen generiert.
A R T I N B U I L D I N G S | For the “Art in Buildings” (certain cor-
porate and public buildings in Germany must, by statute, incorpo-
rate a certain amount of “art” in them, i.e. work that is commis-
sioned to an artist rather than the architects or builders), a limited
multidisciplinary competition was organized. Ideas were invited
from five participants representing the arts, graphics, visual com-
munication and media technology. The briefing included an infor-
mative representation of the Institute and its research work, using
artistic devices and contemporary media with an interactive in-
volvement of the viewer. The aim was to achieve a lively effect
that penetrated the room, extending the limits of traditional infor-
mation transmission as well as bridging the boundaries between
art, media installations, information and architecture.
The images and information structure are presented via monitors
on a large glass table and simultaneously projected to the four walls
of the room via four projectors. Current information and scientific
images move alternately through space. The working table with its
glass surface functions as a stand-up operating console, empha-
sizing the meeting and communication functions in the entrance
area. As a screen it will spread, together with the projectors, a very
unique quality of light in the room. The offering by and information
about the Max Planck Institute is presented as visual communica-
tion, creating image in space.
A large table equipped with touch-screen computer surfaces of-
fers members of staff, students and visitors “work places” for
their orientation. This table makes it possible for several persons
at the same time to obtain information, to navigate through the
Max Planck Institute, to call up important data and events as well
as find out the directions to the venues they are heading for. An
orchestrated, programmed choreography shows sequences of
images and text broken down into a rough structure of pixels and
then recomposed into writing and images with an increasingly
crisp resolution. Text and images are both generated as film se-
quences.
K U N S T A M B A U
18 I
Metallgewebe im Eingangsbereich des Hörsaals | Transparent metal
partition between the entrance area of the lecture hall and the lecture
hall itself
I
II
Animation für die Kunst am Bau |
Computer animation for art at the building
II
Foyer mit zentralem Haupttreppenhaus | Foyer with the main staircase Fluchtbalkon | Emergency
balcony
IVIII
21
III
IV
I
II
20
Oberlicht über dem zentralen Treppenhaus | Skylight above the main staircase Institutszentrum an
der Heissenbergstraße | Entire institute complex on Heissenbergstraße
III
2322
Starkstromtechnik
Der gesamte Institutscampus wird aus dem 10kV-Netz der
Neckarwerke Stuttgart AG (NWS) versorgt. Die neu errichtete
Trafostation ist in den institutseigenen Mittelspannungsring
eingeschleift. Vier Transformatoren mit 800 kVA versorgen das
Normalnetz (NN) für die Allgemeinversorgung (Büros, Licht) und
das Experimentiernetz (EN) für die Laborversorgung. Bei Ausfall
der allgemeinen Stromversorgung steht eine Netzersatzanlage mit
350 kVA für alle sicherheitsrelevanten Anlagen (Notbeleuchtungen,
Entrauchungsanlagen) zur Verfügung. Die Elektronenmikroskope
(Elmi) werden über separat aufgestellte Trenntransformatoren
versorgt, um eine zusätzliche Reduktion von Oberwellen und
störenden Netzerscheinungen zu erreichen. Die Kabeltragsysteme
im Elmi-Bereich sind in glasfaserverstärktem Kunststoff gebaut,
um örtliche elektro-magnetische Störungen zu vermeiden.
Schwachstromtechnik
Die Beleuchtungs-, Jalousie- und Fenstersteuerung erfolgt mit dem
EIB-System (Europäischer Installations-Bus). Die Telefonanlage
des Altbaus wurde für die Versorgung des gesamten Campus auf
den aktuellen Stand der Technik hochgerüstet und erweitert. Die
jetzt zusammengeführten Institute mit insgesamt ca. 1.600 Teil-
nehmern sind jetzt unter einer gemeinsamen Telefonnummer
erreichbar. Das EDV-Netz wurde komplett als sternförmiges Glas-
faser-Netz aufgebaut. Alle Mitarbeiter verfügen an ihrem Arbeits-
platz über einen LWL-Anschluss. Eine automatische Brandmelde-
anlage überwacht flächendeckend das gesamte Gebäude. Über
eine elektroakustische Durchsageanlage werden im Gefahrenfall
die im Gebäude befindlichen Personen benachrichtigt. Der Hörsaal
ist mit einer modernen Beschallungs- und Projektionsanlage
ausgestattet, die es ermöglicht, Beiträge auch über das EDV-Haus-
netz einzuspielen. Die Ansteuerung erfolgt mit bedienerfreund-
lichen Touch-Screen-Monitoren.
Fördertechnik
Zur Beförderung von Personen stehen 2 behindertengerechte
Seilaufzüge für jeweils 8 Personen zur Verfügung. Zum Transport
von Lasten ist ein Seilaufzug und ein hydraulischer Aufzug mit einer
Tragfähigkeit von jeweils 3.000 kg installiert.
E L E K T R O T E C H N I K
Nebentreppenhaus an der Gebäudeecke | Back staircase in one corner
of the building
IV
I II III
Aufzugsanlagen im Haupttreppenhaus | Lifts Notstromgenerator
350 kVA | Emergency generator 350 kVA Niederspannungshaupt-
verteiler im Untergeschoss | Main low-voltage distributor in the basement
III
III
IV
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High Voltage Installation
The electricity for the whole Institute campus is supplied from the
10kV network of Neckarwerke Stuttgart AG (NWS). The newly in-
stalled transformer station has been looped into the Institute’s own
medium voltage ring. Four transformers with 800 kVA supply the
normal mains network (NN) for general duties (offices, lighting) as
well as the experimental network (EN) for the supply to the labora-
tories. In the case of a breakdown of the general power supply, an
emergency network of 350 kVA is available for all safety-relevant
systems (emergency lighting, smoke extraction systems). The
electron microscopes (Elmi) are supplied via separate isolation
transformers in order to achieve an additional reduction of harmon-
ics and noise from the network. The cable carrier systems in the
Elmi area are constructed in glassfibre-reinforced plastic in order to
avoid local electro-magnetic interferences.
Low Voltage Installation
The controls for lighting, blinds and the operation of windows work
on the basis of the EIB system (European Installation Bus). The
telephone system of the existing building has been upgraded to
state-of-the-art equipment and extended to cover the requirements
of the whole campus. Now the members of staff in the combined
Institutes (approximately 1,600) can be dialled through the same
telephone number. The IT network has been installed completely
in glass fiber, in a star-shaped layout. The workplaces of all mem-
bers of staff are equipped with optical fiber connections. An auto-
matic fire alarm system covers all areas of the building. In case of
danger, all persons in the building will be informed via an electro-
acoustic intercom system. The lecture hall is equipped with a mod-
ern PA and projection system, which makes it possible to also
present contributions from the in-house EDP network. The con-
trols are operated with user-friendly touch screen monitors.
Lifts
Two cable-operated lifts for 8 persons each, suitable for wheelchair
users, have been installed. A cable-operated lift as well as a hy-
draulic lift with carrying capacities of 3,000 kg each have been in-
stalled for lifting goods.
ELECTRICAL ENGINEERING
Gespiegelte Hauptfassade im Wasserbecken | Reflection of the façade
in the water basin
I
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Beleuchtungselemente im Kommunikationsbereich | Lighting in the
communication area
II
II
Each laboratory was equipped as a flexible ‘standard’ laboratory.
It was agreed with the users to install 4 types of “wall fittings”
with standardized installations. These were specified by the various
departments in accordance with their respective requirements.
Wall fittings type 1
These fittings comprise a row of base units with service connec-
tions as well as a utility unit with laboratory sink + electric distri-
bution channel. The utility unit provides all utility services, as well
as additional spare connections. The electric channel contains a
data socket, measured earth connection, 230 V and 400 V power
sockets.
Wall fittings type 2
These fittings consist of several rows of base units with service
connections and sluice basin and the appropriate water supply
taps; in addition, there are the same reserve connections as
above as well as one electric distribution channel with power
sockets etc.
Wall fittings type 3
These fittings only contain an electric distribution channel with
230 V power sockets, measured earth connection and a socket
for three-phase current.
Wall fittings type 4
These fittings consist of several rows with service connections,
some with extra sluice basins, and in addition a utility unit with
sink. An electric channel is provided above the base units, as in
wall fittings type 1 and 2.
This type of wall fittings is also equipped with air extraction, cab-
inets for gas cylinders, and other laboratory equipment such as
tables with reconstituted stone or melamine surfaces.
In addition, all laboratories were equipped with “moveable labor-
atory furniture”, consisting of window working tables, working
tables for sitting at, which can be arranged in front of the win-
dows or the respective types of wall fittings/utility units, as well
as different types of cupboards.
Various laboratories have been equipped with ceiling mounted
dispensing outlets providing process cooling water, compressed
air, nitrogen and argon.
In the service hall on level 2, additional utility columns/blocks have
been distributed throughout the room in addition to the wall
fittings type 1 and 4.
Jedes Laboratorium wurde als flexibles Standardlabor ausgerüstet.
In Abstimmung mit den Nutzern wurde vereinbart, dass 4 „Wand-
typen“ mit standardisierten Installationen zur Ausführung kommen
sollen. Diese wurden von den einzelnen Abteilungen, entspre-
chend den jeweiligen Anforderungen, festgelegt.
Wandtyp 1
beinhaltet eine Medienzeile mit Medienblock mit Laborbecken und
Elektroverteilkanal. Der Medienblock beinhaltet alle Medien, zu-
sätzlich sind Reserveabgänge angeordnet. Der Elektrokanal be-
inhaltet Datendose, Mess-Erdanschluss, 230V- und 400V-Steck-
dosen.
Wandtyp 2
besteht aus mehreren Medienzeilen mit Trichterbecken unter was-
serführenden Entnahmearmaturen, zusätzlich sind die oben be-
schriebenen Reserveabgänge und ein Elektrokanal mit Steckdosen
usw. angeordnet.
Wandtyp 3
beinhaltet nur einen Elektroverteilkanal, in dem 230V Steckdosen,
Mess-Erdanschluss und Drehstromsteckdose angeordnet sind.
Wandtyp 4
besteht aus mehreren Energiezeilen und zusätzlich einem
Medienblock mit Becken, die Energiezellen haben teilweise
zusätzliche Trichterbecken. Über den Energiezeilen findet sich wie
beim Wandtyp 1 bzw. 2 ein Elektrokanal. Zusätzlich gibt es bei
diesem Wandtyp Abzüge, Gasflaschenschränke oder sonstige
Laborausstattungen, wie z. B. Tische mit Steinzeug- oder Me-
laminharzoberfläche.
Zusätzlich wurde jedes Laboratorium mit „beweglichen Labor-
möbeln“ ausgestattet. Bei diesen Labormöbeln handelt es sich
um Fensterarbeitstische, Sitzarbeitstische, die je nach Bedarf vor
den Fenstern bzw. im Bereich vor den jeweiligen Wandtypen/
Energiezellen angeordnet sind, sowie diverse Schranktypen.
Verschiedene Laborräume wurden mit Deckenampeln ausgerüs-
tet. An diesen stehen Prozesskühlwasser, Druckluft, Stickstoff und
Argon zur Verfügung.
In der Servicehalle auf Ebene 2 sind zusätzlich zu den Wandtypen 1
bzw. 4 noch Mediensäulen/-blöcke frei im Raum verteilt.
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L A B O R E I N R I C H T U N G
Physikalisches Standartlabor | Standard laboratoryI
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L A B O R AT O R Y F I T T I N G S A N D E Q U I P M E N T
I
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T E C H N I S C H E A N L A G E N
Sanitärtechnik
Das Gebäude weist 3 getrennte Abwassersysteme aus. Diese sind
Regenwasser, Schmutzwasser, Laborabwasser. Das Laborabwas-
ser wird über eine Neutralisationsanlage geführt und nach einer
ph-Wert-Kontrolle in das häusliche Abwassersystem eingeleitet.
Die Trinkwasserversorgung erfolgt durch Anschluss an den
1. Bauabschnitt, der aus dem städtischen Netz versorgt wird. Für
hochwertige Versuche wird zusätzlich in einzelnen Laboratorien
voll entsalztes Wasser benötigt. Dieses wird über eine Enthärtungs-
anlage und eine Umkehrosmose mit einem Leitwert von 10 bis 15
µs/cm aufbereitet und zentral verteilt. Ferner werden zentral ver-
sorgt Stickstoff, Argon und Druckluft.
Wärmeversorgung, Kälteversorgung
Die Wärmeversorgung erfolgt über den 1. Bauabschnitt aus dem
Heizkraftwerk der Universität Stuttgart. Der Wärmebedarf beträgt
ca. 1.100 kWh. Kälte wird außer für die lufttechnischen Anlagen
auch direkt für Prozesszwecke benötigt. Die Kälteversorgung
erfolgt aus der neuen Kältezentrale, die im Bauteil PML installiert
wurde und in Verbund mit der Kälteanlage im 1. Bauabschnitt
arbeitet. Der Gesamtkältebedarf des Instituts beträgt 700 kW. Die
Kälteerzeugung erfolgt über zwei Schraubenkompressoren, die
mit FCKW-freiem Kältemittel R134 arbeiten. Im Winter werden
die Rückkühlwerke zur Erzeugung von Kälte durch freie Kühlung
benutzt.
Raumlufttechnische Anlagen
Die im Institut umgewälzte Gesamtluftmenge beträgt 115.000 m3/h.
Die Anlagen sind als Lüftungsanlagen mit Kühlung ausgeführt. Für
die Laborbereiche ist eine bedarfsabhängig geregelte Lüftungsan-
lage installiert. Diese erlaubt es, die geforderten Luftmengen den
jeweilig tatsächlich bestehenden Betriebsbedürfnissen anzupas-
sen. Dadurch wird – ohne Einbußen an der Nutzungsmöglichkeit
des Gebäudes – die Grunddimensionierung der Anlagen reduziert.
Dieses führt letztlich auch zu einer Reduzierung des Energie-
bedarf. Für den Seminarbereich ist eine eigene Anlage vorgesehen.
Für die Elektronenmikroskope wurde ein neuer Weg hinsichtlich
Kühlung und Konstanthaltung der Temperatur begangen. Da auch
geringe Luftbewegungen die Präzision der Mikroskope gefährden
können, wurde die umgewälzte Luftmenge in den einzelnen
Mikroskopieräumen auf ein Minimum beschränkt. Zur Kühlung wur-
de ein träger reagierendes System in Form eines Flächenkühl-
systems mit Kühldecken gewählt. Die höhere Trägheit des Systems
führt zu stabileren Temperaturverhältnissen, wobei eine Lang-
zeitabdrift der Temperatur vom Nutzer bewusst in Kauf genom-
men wird. Sämtliche Technikinstallationen im Elmi-Bereich sind
aus nicht ferritischen Werkstoffen, oder entsprechend elektrisch
entkoppelt.
Gebäudeautomation
Die Regelung und Kontrolle aller haustechnischen Anlagen erfolgt
über eine frei programmierbare DDC-Regelanlage, die an das
System des 1. Bauabschnittes angeschlossen ist. Von dort aus
können sämtliche Betriebs- und Störmeldungen, Messwerte und
Regelparameter, sowie Verbrauchsdaten zentral erfasst, kontrol-
liert und gegebenenfalls manipuliert werden. Die Kommunikation
findet über einen LON-Bus statt.
Sanitary Installations
The building is equipped with 3 separate wastewater systems,
these are rainwater, domestic wastewater and wastewater from
the laboratories. The wastewater from the laboratories is conduct-
ed via a neutralization plant and from there – after checking the pH
value – is conducted to the domestic wastewater system. The pot-
able water supply has been installed as an extension from the ex-
isting building, which obtains its potable water from the city net-
work. For the purpose of special experimentation, some laborato-
ries require fully desalinated water. This is supplied through a piped
installation from a water-softening system and a reversed osmosis
device with a guide value of 10 to 15 µs/cm. In addition, nitrogen,
argon and compressed air are supplied via piped systems.
Heating and Cooling
Heat is supplied from the heating power station of the University
of Stuttgart via the existing building. The heating requirement is
approximately 1,100 kW. Cooling is required for air conditioning
systems as well as directly for process purposes. Cooling is sup-
plied from the new cooling centre, which has been installed in the
PML building and works in connection with the cooling aggregate
of the existing building. The overall cooling requirement of the
Institute is 700 kWh. Refrigeration is generated by two screw-type
compressors, operating with an FCKW-free cooling agent (R134).
During the winter months, the recooling aggregates are used in or-
der to generate refrigeration from the ambient temperature.
Ventilation and Air Conditioning Systems
The overall volume of air circulated in the Institute is 115,000 m3/h.
The system is designed to provide ventilation and cooling. The la-
boratory areas have been equipped with ventilation that can be
controlled according to demand. It is therefore possible to adjust
the air throughput to the actually required operating conditions.
This has made it possible to reduce the overall supply dimensions
of the system without adverse effect on the use of the facilities. It
also leads to a reduction in the energy requirements. The lecture
rooms are equipped with a separate system.
For cooling and for maintaining an even temperature level for the
electron microscopes a new method was deployed. Since even
small movements of air can present a hazard for the precision of
the microscopes, the circulated volume of air was limited to a min-
imum in the respective microscope rooms. For cooling, a carrier
system in the form of a ceiling cooling system was selected. The
higher inertia of the system leads to more stable temperature con-
ditions, whilst longer-term fluctuations in temperature are accept-
ed by the users. All technical installations in the Elmi area consist
of non-ferrous materials, or alternatively, are equipped with appro-
priate electric neutralization.
Automatic Controls
The control of all technical service systems is managed via a free
programmable DDC control system, which is connected to the
system of the existing building. From there it is possible to central-
ly collect, control and where necessary adjust all operating and fault
messages, measured values and control parameters. For commu-
nication purposes a LON bus has been installed.
TECHNICAL SYSTEMS CONCEPT
...aus den Fahrradhöhlen an die Ostansicht | ...A view to the east from the
bike parking area
I
I
I
Max-Planck-Institut
Büsnauer Straße
Hauptstraße
Heerst
r.
See
rose
nstr.
Pasc
alst
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R.-K
och-
Str.
Grund
Unterer
Kaltentaler Str.Böblinger S
tr.
Böb
linge
r Str.
Möhringer Landstr.
Vaihinger Str.
Waib
linge
r Str.
AutobahnkreuzS-Vaihingen
Heisenbergstr.
AutobahnkreuzStuttgart
VAIHINGEN
KALTENTAL
BÜSNAU
B14
B14
E 41
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Metallisch – präzise – gläsern | Metallic –
precise – glass
II
Institutsgründung | Founding year 1949
Baubeginn | Construction begin 2000
Fertigstellung | Construction completion Februar 2002
Einweihung | Opening date 27. 05. 2002
Hauptnutzfläche (HNF) | Usable building area 6900 m2
Umbauter Raum (BRI) | Gross building area 61.700 m3
Mitarbeiter gesamt | Total number of employees 250
Gesamtbaukosten | Total building costs 28 Mio. Euro
Das Land Baden-Württemberg beteiligt sich mit ca. 9 Mio. Euro
an den Gesamtkosten.
Planungsbeteiligte | Planners
Bauherr | Building owner Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.
Architekt | Architect Brenner & Partner Architekten & Ingenieure, Stuttgart
in Zusammenarbeit mit der Bauabteilung der Max-Planck-Gesellschaft
Tragwerksplanung | Structural planning Merkt + Le, Böblingen
HLS-Planung | HLS planning Ing.gesellschaft Jaeger, Mornhinweg & Partner GmbH, Stuttgart
Elektroplanung | Electrical engineering planning Müller & Bleher, Filderstadt
Laborplanung | Laboratory planner Ing.gesellschaft Jaeger, Mornhinweg & Partner GmbH, Stuttgart
Landschaftsarchitekt | Landscape architect Luz & Partner, Stuttgart
Kunst am Bau | Artwork at the Institute Büro Übele visuelle Kommunikation, Stuttgart
Vermessung | Surveyor Vermessungsbüro Hils, Stuttgart
Bodengutachten | Land appraisal Smoltczyk & Partner, Stuttgart
Schwingungstechnik | Vibration Technology Müller BBM, Planegg
Umgebungsplan | Map of the areaI
B A U - U N D P L A N U N G S D AT E N |
B U I L D I N G A N D P L A N N I N G D ATA
S
Nord-Süd-Straße
U
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