Astonishing facts on the architecture | Architektur zum Staunen

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Designed by the architect’s office Nickl and Partner headquartered in Munich, Germany, this pentagon-shaped edifice covering an area of 4‘180 m² is home to the ETH-Department of Biosystems Science and Engineering. With its light-capturing glass-dome and atrium, and transparent walls throughout the inner and outer shells, it is a truly exceptional architecture for a six-story building, given that it hosts laboratories on almost every level and super high-tech instrumentation in the specialised scientific facilities on the three stories below ground.

Interdisciplinarity guiding design

What drove the architects’ vision? First of all, it is the interdisciplinarity lived at D-BSSE, which became the guiding principle for the design: open spaces that facilitate the mingling of researchers no matter their background, think-tank corners that help the scientists and entrepreneurs nurture their ideas, and glass everywhere to allow the free flow of knowhow and discoveries – and to invite the public to connect and interact with employees and students alike.

The large spaces open to the public are indeed a great novelty and the most demanding part in the architecture of this lab and research structure. The entire basement with its welcoming restaurant (‘Flavour Kitchen’), the gangway and staircases connecting the student work places and labs on level D with the spacious atrium, the convention halls and seminar rooms, and the rooftop restaurant and terrace on the fifth floor (level K) are all openly accessible by the public. In addition, with its South-North orientation, the building represents a gateway to the campus Schällemätteli with its many life-science partners, welcoming scientists from next-door institutions to meet their colleagues at D-BSSE.

A circular concrete core represents the basic layout on every level. Corridors and offices align to the outer shell; labs and work stations for the analysis of scientific data align to the daylight-capturing atrium. These areas are secured by badged doors, leaving the scientific staff and their valuable samples and experiments in a safe space yet still observable to public science-enthusiasts.

Astonishing numbers

Concrete, steel and glass are the main materials utilised in this structure. The numbers are dizzying: about 25’000 m3 of concrete filling about 10 Olympic swimming pools, and 3’300 tons of steel equalling one half of the Eiffel-tower went into the supporting structures of this building, holding a glass-steel dome of approximately 73 tons of weight. With over 13’500 m2, the glass installed as part of the double-glass façade and the atrium shell would cover two soccer fields.

Although a large part of D-BSSE scientists is not involved in experimental lab work but perform computational work such as big data analyses, statistics and modelling, the 5’000 m2 of wet labs and the 600 m2 of scientific facilities represent the heart of this building. For the safety of lab users, animal models and the environment, the handling of samples, chemicals and lab disposal is restricted to the laboratories themselves and include specific elevators. A subterranean logistic tunnel connects this building with the University of Basel’s Biozentrum and the University Children’s Hospital (and as of the year 2028 also the University of Basel’s Department of Biomedicine), and secures delivery, distribution and disposal of all materials onto – and away from – the campus Schällemätteli.

The logistic tunnel is part of the ambitious attempt to facilitate and leverage synergies between peers and partners on this campus – a second guiding principle in the architecture of this building. Joint research facilities, shared animal husbandry, the shared garage for vehicles, the sharing of seminar rooms and conference halls as well as open catering facilities on the premises are also part of the synergies – for the sustainable and efficient use of resources and a small environmental impact.

Contemporary, eco and sustainable

Built according to Minergie ECO standard, a label for low-energy consumption buildings that address ecological and social requirements and guarantee a healthy and safe environment, this building also bears the label of SGNI Gold Standard. This certificate, overseen by the Swiss Sustainable Building Council SGNI, promotes the full integration of sustainability and high-quality standards in the built environment, considering aspects of ecology, economy, design and architecture, social culture and functionality, technical set-up and process optimization. Moreover, the SGNI non-profit organisation aims for sustainability along the building’s entire life cycle – including its planning, construction, operation and use. In case of research and lab buildings, high attention is paid to the safety and disposal concepts – for the safety of users and the protection of the environment.  

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Das vom Architekturbüro Nickl und Partner in München entworfene Gebäude in Form eines Fünfecks mit einer Fläche von 4'180 m² beherbergt das ETH-Departement für Biosysteme. Mit seiner lichtdurchfluteten Glaskuppel und dem Atrium sowie den transparenten Wänden innen und aussen ist es eine aussergewöhnliche Architektur für ein sechsstöckiges Gebäude, das auf fast allen Ebenen Labore beherbergt und in den drei unterirdischen Stockwerken über einen Hightech-Instrumentepark für die Wissenschaft verfügt.

Interdisziplinarität als Leitmotiv für den Entwurf

Was hat die Vision der Architekten bestimmt? In erster Linie ist es die am D-BSSE gelebte Interdisziplinarität, die zum Leitmotiv für den Entwurf wurde: offene Räume, die das Zusammentreffen von Forschern unabhängig von ihrem Hintergrund erleichtern, Think-Tank-Ecken, die den Wissenschaftlern und Unternehmern helfen, ihre Ideen zu entwickeln, und überall Glas, um das offene Zirkulieren von Know-how und Entdeckungen zu ermöglichen - und um die Öffentlichkeit einzuladen, mit Mitarbeitenden und Student:innen in Kontakt zu treten und zu interagieren.

Die großen, der Öffentlichkeit zugänglichen Räume sind in der Tat eine echte Neuheit und der anspruchsvollste Teil der Architektur dieses Labor- und Forschungsgebäudes. Das gesamte Untergeschoss mit seinem einladenden Restaurant ("Flavour Kitchen"), der Gang und die Treppen, die die Studentenarbeitsplätze und Labore auf Ebene D mit dem großzügigen Atrium verbinden, die Kongresssäle und Seminarräume sowie das Dachrestaurant und die Terrasse auf der fünften Etage (Ebene K) sind für die Öffentlichkeit zugänglich. Darüber hinaus stellt das Gebäude mit seiner Süd-Nord-Ausrichtung ein Tor zum Campus Schällemätteli mit seinen vielen Life-Science-Partnern dar und lädt die Wissenschaftler der benachbarten Institutionen ein, ihre Kollegen am D-BSSE zu treffen. Ein kreisförmiger Betonkern bildet das Grundgerüst auf jeder Ebene. Flure und Büros orientieren sich an der Außenhülle, Labore und Arbeitsplätze für die Analyse wissenschaftlicher Daten am tageslichtdurchfluteten Atrium.
Diese Bereiche sind durch Badge-Türen gesichert, so dass das wissenschaftliche Personal und seine wertvollen Proben und Experimente in einem sicheren Raum untergebracht sind, der dennoch für die wissenschaftsinteressierte Öffentlichkeit einsehbar ist.

Erstaunliche Zahlen

Beton, Stahl und Glas sind die wichtigsten Materialien, die in diesem Bauwerk verwendet werden. Die Zahlen sind schwindelerregend: Rund 25'000 m3 Beton, die etwa 10 olympische Schwimmbecken füllen, und 3'300 Tonnen Stahl, die der Hälfte des Eiffelturms entsprechen, wurden für die Tragwerke dieses Gebäudes verwendet, das eine Kuppel aus Glas und Stahl mit einem Gewicht von etwa 73 Tonnen trägt. Mit über 13'500 m2 würde das in der Doppelglasfassade und der Atriumhülle verbaute Glas zwei Fussballfelder bedecken.

Obwohl ein grosser Teil der D-BSSE-Wissenschaftler nicht in experimentellen Labors arbeitet, sondern Computerarbeiten wie Big-Data-Analysen, Statistik und Modellierungen durchführt, bilden die 5'000 m2 Nasslabore und die 600 m2 wissenschaftlichen Einrichtungen das Herzstück dieses Gebäudes. Um die Sicherheit der Labornutzer, ihrer Forschung und der Umwelt zu gewährleisten, ist die Handhabung von Proben und Chemikalien auf die Labore selbst beschränkt und umfasst spezielle Aufzüge. Ein unterirdischer Logistiktunnel verbindet dieses Gebäude mit dem Biozentrum der Universität Basel und dem Universitätskinderspital (und ab 2028 auch mit dem Departement Biomedizin der Universität Basel) und sichert die Anlieferung, Verteilung und Entsorgung aller Materialien auf den Campus Schällemätteli - und von dort weg.

Der Logistiktunnel ist Teil des ehrgeizigen Versuchs, Synergien zwischen den Forschenden und der für die Forschung notwendigen Ressourcen auf diesem Campus zu ermöglichen und zu nutzen - ein zweiter Leitgedanke in der Architektur dieses Gebäudes. Gemeinsame Forschungseinrichtungen, die gemeinsame Tierhaltung, die gemeinsame Garage für Fahrzeuge, die gemeinsame Nutzung von Seminarräumen und Konferenzsälen sowie offene Verpflegungseinrichtungen auf dem Gelände sind ebenfalls Teil dieser Synergien - für eine nachhaltige und effiziente Nutzung von Ressourcen und eine geringe Umweltbelastung.