Projekt-7 F&E-ZENTRUM

F&E-ZENTRUM

F&E-ZENTRUM VDI-Wettbewerb Prof. Dipl. -Ing.Thomas bieling Prof. Dipl. -Ing. Brigitte Häntsch WM Benjamin Zweig Prof. Dr. -Ing. Werner Seim

Architecture 1.Master

Shilan Yu

33266963

Architektur 7.Bachlor

Annika Funke

33403483

FORSCHUNGS- UND ENTWICKLUNGSZENTRUM PROJEKT TYPE: STUDIO: FACHGEBIET DATE: LOCATION:

Neubau Vertikal Entwurfsprojekt Entwurfen und Baukonstruktion Oktober.2018 - März.2019 Neuss

5 - R I E G E L R E A D E R

INHALTVERZEICHNIS 01

05

ANALYSE

TGA

Anlass und Aufgabe Stadträumlicher Kontext Pierburg Raumprogramm

TGA-Konzept TGA-Berechnung

02

06

KONZEPT

MODELLFOT

Entwicklfungsprozess Kubatur Entwurf & Funtkion Raumprogramm

TGA-Konzept TGA-Berechnung

03

07

PLÄNE&DARSTELLUNG

CD & VERFASSER

Aussenperspektive Grundriss Ansicht & Schnitt Detail Innenperspektive

04 KONSTRUKTION Modulalität Anschlusspunkt Detail

LAGEPLAN 1:10000

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LAGEPLAN

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LAGEPLAN 1:2000

ANALYSE

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ANALYSE

Anlass Bei der Produktion in der Automobilindustrie gehört die Firma Pierburg zu den engsten Part- nern und begleitet die Entwicklung des Automobils bereits seit seinen Anfängen. Innerhalb der Gruppe Rheinmetall Automotive ist Pierburg Spezialist für die Bereiche Schadstoffreduzie- rung, Luftversorgung und Drosselklappen. Die jahrzehntelange Erfahrung und die umfassende innovative und anerkannte Kompetenz rund um den Motor, qualifizieren Pierburg für die kon- sequente Entwicklung und Fertigung zukunftsweisender Komponenten, Module und Systeme.

Von immer stärkerer Bedeutung bei der Entwicklung neuer Motorgenerationen sind die Sen- kung des Verbrauches sowie die Reduktion der Schadstoffemission verbunden mit der Opti- mierung von Leistung, Komfort und Sicherheit.

Hierfür bietet Pierburg technologisch hochentwickelte Problemlösungen. Ob das DC-Motor ge- triebene Abgasrückführsysteme, das Schubumluftventil oder die vielen Ausführungen der An- triebsmodule sind. Alle diese Entwicklungen tragen dazu bei, ein ökonomisch und ökologisch ausgewogenes Automobil zu realisieren.

Um diese Hightech Produkte auch in Zukunft unter bestmöglichen Bedingungen entwickeln zu können, werden ständig optimale räumliche und funktionale Rahmen gesucht, in denen For- schung und Entwicklung stattfinden können. Das angestrebte modulare Gebäudekonzept soll grundsätzlich an verschiedenen Standorten von Rheinmetall Automotive funktionieren kön- nen. Deshalb ist lediglich beispielhaft für die Planungsaufgabe die Freifläche neben dem Werk Niederrhein gewählt worden. Im Forschungszentrum sollen in Summe 800 Mitarbeiter (davon ca. 90% Büroarbeitsplätze) arbeiten.

Das fiktive Plangebiet mit einer Größe von ca. 17.500 m2 liegt auf der Hafenmole 1 des innen- stadtnah gelegenen Neusser Hafen. Direkt neben der zu beplanenden Fläche steht bereits seit 2014 das Pierburg Produktionswerk Niederrhein.

UMGEBUNGSFOTO

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STÄDTBAULICHE ANALYSE

Parkplatz

Grünfläche

Gehewege

Verkehrslinien

Bäume

Öffentliche verkehrsmittel

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Städtbauliche Analyse Das Plangebiet mit einer Größe von ca. 17.500 m2 liegt auf der Hafenmole 1 des innenstadtnah gelegenen Neusser Hafen. Neben dem Plangebiet befindet sich das Pierburg Produktionswerk Niederrhein. Die Obererft, ein linksseitiger Zufluss des Rheins umfließt das Gebiet.

Der Hauptbahnhof befindet sich westlich vom Plangebiet. Von dort ist das Planungsgebiet gut zu Fuß in ca. 20 Minuten zu erreichen. Fußgänger folgen der Collingstraße Richtung Osten und überkehren die Hafenbrücke. Die Hafenbrücke überspannt das Hafenbecken 1 des Neusser Hafens, erbaut wurde sie 2014-15 nach Plänen von Ercan Agirbas und Eckehard Wienstroer. Von dort führt ein geschwungener Weg im Uferpark zum Plangebiet.

Mit dem PKW können Autofahrer das Plangebiet über die Industriestraße erreichen.

Parkplätze für PKWs sind bei dem benachbarten Pierburg GmbH Werk Niederheim verortet. LKWs fahren über die Industriestraße und östlich am Plangebiet entlang um den Musterbau anzuliefern.

än er

ne Grünfläche

Erschließung-Analyse

Verkehrslinien

Fußgängerbrücke

Bahnlinien-Lieferung

PIERBURG Laborebene(groß) EG Laborebene(klein) 1.O Lager für Labor 2.O Umkleide Dusche Archi

Eingangsbereich&Foyer

Laborebene(groß) EG Laborebene(klein) 1.O Lager für Labor 2.O Umkleide Dusche Archi

Technik Entwicklungslabore

Lager

Doppelarbetisplatz(5) Besprechungraum(1) Teeküche Archiv Lager

Auditorium

Büroarbeitsbereich

ENTWICKLUNGSBEREICH

MUSTERBAU-BEREICH

Labor-Nutzfläche

Bürobereich

Technik

PRÜFSTAND

Büroarbeitsbereich Lager Archiv Lager für Labor Lager Archiv Lager für Labor Think Tanks (20) Einzelarbeitsplatz(50) Doppelarbetisplatz(50) Großraum Besprechungraum(2) Archiv(?)

WC(?)

Teeküche(?)

Arbeitsprozess

Produktionshalle

Produktionshalle Lagerfläche Bürobereich Umkleide & Dusche

Lager Technik

Doppelarbetisplatz(5) /Großraum Archiv Teeküche

Raumprogramm

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KONZEPT

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ENTWICKLUNGSPROZESS

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IDEE-ENTWICKLUNGSPROZESS

KUBATUR

ANORDENUNG DER BÜROFLÄCHE

ANS GRUNSTÜCK ANPASSEN

MUSTERBAU UND PRÜFSTAND HINEINGESTECKT

VERBINDUNG BAUKÖRPER VORLOFRMEN UND EINGANGSBEREICH ZU INTEGRIEREN

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ABSTAND UND LICHTSCHLITZ

VORPLATZ LANDSCHAFT

ENTWURF&FUNKTION

ENTWURF

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Im Projekt „Forschungs- und Entwicklungszentrum“ erhielten wir die Aufgabe einen Entwurf eines F-E – Zentrum auf der Hafenspitze Neuss mit Laboren, Büros und einer Kantine zu entwickeln. Auftraggeber ist die Firma Pierburg, die in das geplante Gebäude einziehen wird.

Die Aufgabe des Entwurfs orientiert sich an der Fragestellung des VDI-Wettbewerbs 2018-19. Der Entwurf soll die Anforderungen der unterschiedlichen Bereiche eines Forschungs- und Entwicklungszentrum berücksichtigen und miteinander verbinden. Besonderes Augenmerk liegt auf dem Zusammenspiel von Produktentwicklung, Musterbau und Bauteilprüfung.

Das geplante Gebäude besteht aus zwei massiven Körpern dem Musterbau und dem Prüfstand – und drei transparenten Körpern – dem Entwicklungs- und Multifunktionsbereich. Verbunden werden die Bereiche durch einen Durchgang, orthogonal zu der Erschließungsrichtung. Der Musterbau erschließt sich vom Osten. Hier finden die LKW- Anlieferungen statt. Dies ist die interne Einfahrt. Der öffentliche Zugang befindet im mittleren Baukörper im Westen. Ein großer Vorplatz mit Begrünung führt zum Eingang.

Der Entwicklungsbereich besteht aus einer Doppelfassade. Eine Glasbox wird transformiert. Im Kontrast zur leichten offenen Glasfassade steht die geschlossene Betonfassade.

Die Büros und Besprechungsräume benötigen viel Tageslichteinfall, daher eignet sich der hohe Glasflächenanteil. Im Gegensatz zu dem Musterbau und dem Prüfstand, die nur wenig Tageslicht bedürfen.

Kleine Fenster symmetrisch angeordnete Fenster bestimmen die Strenge der Betonfassade. v

HAUPTHALLE

WERKSTÄTTE

BÜRO

Der mittlere der fünf Baukörper stellt den Multifunktionsbereich dar.

Durch einen repräsentativen Eingangsbereich ist das Gebäude zu betreten. In der unteren Etage befinden sich die Poststelle, die Brandschutzmeldezentrale, die Verwaltung, die Technik und das Auditorium. Über den Eingangsbereich befindet sich die zweigeschossige Kantine. Desweitern verfügt der Multifunktionsbereich über Besprechungsräume, freiwillige Sitzplätze, Cafes und Aufenthaltsräume, die als Treffpunkt dienen. Das Besondere an der Multifunktionshalle ist der Ebenen-Versatz. Der neue Blickwinkel eröffnet und die Kommunikation fördert.

Rechts und links vom Multifunktionsbereich befindet sich der Musterbau und der Prüfstand. Der Musterbau ist für 80 Mitarbeiter ausgelegt und hat 14 Büroarbeitsplätze. Der Prüfstand ist für 30 Mitarbeiter ausgelegt.

In der unteren Etage sind die 2-geschossigen Hallen. Über der Halle des Musterbaus befinden sich Räume für die 3D Drucker. Eine Etage höher befinden sich die Entwicklungslabore. Über der Prüfstands-Halle liegen die Kleinstlabore, darüber das Lager und die Infrastruktur. Die erhöhte Anforderung an Brand-, Lärm-, und Vibrationsschutz ist in der Konstruktion des Prüfstandes berücksichtigt. Der 8m Breite Spalt zwischen dem Prüfstand/Musterbau zu dem Entwicklungsbereich trägt zum Schutz bei.

Der Entwicklungsbereich besteht aus Einzel- und Gruppenbüros, sowie aus Think Tanks. Insgesamt werden ca. 700 Büroarbeitsplätze untergebracht. Der Ebenen-Versatz ist im gleichen Schema wie in dem Multifunktionsbereich ausgeführt. Hiermit wird das Miteinander zwischen den Mitarbeitern gefördert.

RAUMPROGRAMM

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RAUMPROGRAMM-BÜRO

RAUMPROGRAMM-WERKSTÄTTE

RAUMPROGRAMM-HAUPTHALLE

PLÄNE&DARSTELLUNG

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AUSSENPERSPEKTIVE

AUSSENPERSPEKTIVE

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ERDEGESCHOSS 1:800

2.OBERGESCHOSS 1:800

4.OBERGESCHOSS 1:800

GRUNDRISS-AUSCHNITT

GRUNDRISS-BÜRO 1:400

GRUNDRISS-WERKSTÄTTE 1:400

GRUNDRISS-HAUPTHALLE 1:400

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ANSICHT

ANSICHT-WEST 1:500

ANSICHT-NORD 1:500

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SCHNITT

SCHNITT-1(BÜRO) 1:500

SCHNITT-2(WERKSTÄTTE) 1:500

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SCHNITT

SCHNITT-3(HAUPTHALLE) 1:500

SCHNITT-4(BRÜCKEN) 1:500

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FASSADE&DETAIL

DETAIL(VERGLASSUNG) 1:80

DETAIL(BETON) 1:80

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INNENPERSPEKTIVE

INNENPERSPEKTIVE

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KONSTRUKTION

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MODULABAU-BÜROSBEREICH Das Tragwerk des Entwicklungsbereiches und des Multifunktionsbereich ist in Holzbauweise konzipiert. Es besteht aus Stützen im Raster von 6m x 6m, sowie aus Haupt- und Nebenträgern. Es entspricht der modularen Bauweise, die Bauteile lassen sich flexibel und schnell zusammensetzen. In das Holztragwerk integrieren sich die Erschließungskerne, welche aus Stahlbeton bestehen.

MODULARITÄT

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VERBINDUNGSPUNKT-1

VERBINDUNGSPUNKT-3

Stützen: Hauptträger: Verbindung:

Stützen: Hauptträger: Verbindung:

Raster 6x6m; BauBuche GL70(30cm) 4m, BauBuche GL70(30x30cm) BSB-Verbindungsmethode

VERBINDUNGSPUNKT-1

Stützen: Hauptträger: Verbindung:

Raster 6x6m; BauBuche GL70(30cm) 4m, BauBuche GL70(30x30cm) BSB-Verbindungsmethode

HOLZ-VERBINDUNG

Raster 6x6m; BauBuche GL70(30cm) 4m, BauBuche GL70(30x30cm) BSB-Verbindungsmethode

VERBINDUNGSPUNKT-4

Stützen: Raster 6x6m; BauBuche GL70(30cm) Hauptträger: 4m, BauBuche GL70(30x30cm) Nebenträger： Raster60cm,BauBuche GL70(12x30cm) Verbindung: BSB-Verbindungsmethode

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DACHANSCHLUSS

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BÜRO&HAUPTHALLE(HOLZBAU)

1.Aluminiumblech anthrazit beschichtet 4mm T-Förmiger Stahlträger 2.Attika Wärmedämmung PUR,aluminiumkaschiert druckfest 200mm(B) 3.Rundkies 80mm Schutzbahn 10mm Abdichtungs Bitumen zweilagig Gefälledämmerung Mineralwolle 150mm-250mm Abdichtung EVA 3,5mm BauBuche- Platte 40mm Nebenträger 120x300mm Raster:600mm 4.VSG EGS 12mm + Spiegelfolie + ESG 12mm h r n hr e ch ch e 6.Paneelelemente 40mm EPS Dämmung aluminiumkaschiert druckfest 180mm 7.Sonnenschutzrolle semitransparent Verschattungsfaktor93% r ee n eh e G e 9.Dreifachverglasung Float 8mm mit Sonnenschutzbeschichtung + SZR 15mm +Float Extraweiß 5mm + SZR 16mm + VSG aus 2 Float 3mm e e e n hr e ch ch e

DETAIL 1:20

DECKENANSCHLUSS

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BÜRO&HAUPTHALLE(HOLZBAU)

h ech h r 2.Bodenkonvektor 170mm(B) 3.Bodenaufbau Bodenbelag Folie 4mm Paneeleplatte,Sandwichplatte Laminat mit Trittschalldämmung 40mm aufgeständerte Schichte 80mm PE-Folie BauBuche- Platte 40mm Nebenträger 120x300mm Raster:600mm 4.VSG EGS 12mm + Spiegelfolie + ESG 12mm h r n hr e ch ch e 6.Paneelelemente 40mm EPS Dämmung aluminiumkaschiert druckfest 180mm nnen ch r e semitransparent Verschattungsfaktor93% r ee n eh e G e 9.Dreifachverglasung nnen ch e ch ch n r e G e e e n hr e ch ch e

DETAIL 1:20

BODENAUFBAU

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BÜRO&HAUPTHALLE(HOLZBAU)

h ech h r 2.Bodenkonvektor 170mm(B) 3.Bodenaufbau Bodenbelag Folie 4mm Paneeleplatte,Sandwichplatte Laminat mit Trittschalldämmung 40mm aufgeständerte Schichte 80mm PE-Folie 4.Stahlbeton 240mm 5.Dämmung 120mm 6.Abdichtung,Bitumenbahn 7.Sauberkeitsschichte-Margebeton 100mm 8.Kiesschüttung 100mm 9.VSG EGS 12mm + Spiegelfolie + ESG 12mm 10.Dreifachverglasung Float 8mm mit Sonnenschutzbeschichtung + SZR 15mm +Float Extraweiß 5mm + SZR 16mm + VSG aus 2 Float 3mm 11.Pfoste-Rigel-Fassade anthrazit beschichtet 180/80 mm 12.Vorgefertige Stahlbetonelement 13.Abdeckung Entwässerungsring Gitterrost 15.Noppenbahn Fassadebahn,Abdichtung Wärmedämmung XPS 100mm

DETAIL 1:20

DACHANSCHLUSS

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WERKSTÄTTE(MASSIVBAU)

1.Metallabdeckung mit Stoßblech und Halter 2.Holzbole 3.Kissschüttung 30-40mm 4.Dachbahn,Schutzschichte 10mm wurzelfeste Abdichtung zweilagig Bitumenbahn 5.Gefälledämmerung Mineralwolle 150mm-250mm 6.Dampfsperre EVA 3,5mm 7.Bitumen-Voranstrich 8.Stahlbetondekce 200mm 9.Fertigteil Stahlbeton 100mm 10.Unterkonstruktion Luftzwischenraum 220mm Stahlrohre 90/60mm Agraffenbefestigung 11.Fassadebahn 12.Dämmung Mineralwolle 100mm 13.Sonnenschutzrolle semitransparent Verschattungsfaktor 98% 14.Holz-Aluminium-Fensterrahmen 15.zweifachgekanntetes Blech Aluminium seitlich angebunden umlaufend 16.Dreifachisolierverglassung ESG 6mm + SZR 14mm + ESG 6mm + SZR 14mm + ESG 8mm

DETAIL 1:20

DECKENANSCHLUSS

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WERKSTÄTTE(MASSIVBAU)

1.Aluminiumblech 3.5mm anthrazit beschichtet 2% Gefälle 2.Unterkonstruktion L-förmige Stahlwinkel 3.Dampfsperre 4.Fußbodenrandbau Stahlwinkel 5.Fußboden Epoxydharz Zementestrichf 50mm 6.PE-Folie,Trennlage 7.Trittschalldämmung 50mm 8.Stahlbetondekce 240mm 9.Unterkonstruktion Luftzwischenraum 220mm Stahlrohre 90/60mm Agraffenbefestigung 10.Sonnenschutzrolle semitransparent Verschattungsfaktor 98% 11.Holz-Aluminium-Fensterrahmen 12.zweifachgekanntetes Blech Aluminium seitlich angebunden umlaufend 13.Dreifachisolierverglassung ESG 6mm + SZR 14mm + ESG 6mm + SZR 14mm + ESG 8mm

DETAIL 1:20

BODENAUFBAU

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WERKSTÄTTE(MASSIVBAU)

1.Aluminiumblech 3.5mm anthrazit beschichtet 2% Gefälle 2.Unterkonstruktion L-förmige Stahlwinkel 3.Fassadebahn 4.Dämmung Mineralwolle 100mm 5.Dampfsperre 6.Stahlbeton 180mm 7.Vorgefertige Stahlbetonelement 8.Abdeckung Entwässerungsring Gitterrost 9.Noppenbahn Fassadebahn,Abdichtung Wärmedämmung XPS 100mm Dampfsperre 10.Dampfsperre,Fugenanschluss 11.Fußbodenrandbau Stahlwinkel 12.Fußboden Epoxydharz Zementestrichf 50mm 13.PE-Folie,Trennlage 14.Trittschalldämmung 50mm 15.Stahlbetondekce 260mm 16.Abdichtung 17.Dämmung 120mm 18.Abdichtung,Bitumenbahn 19.Sauberkeitsschichte-Margebeton 100mm 20.Kiesschüttung 100mm

DETAIL 1:20

TGA

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TGA-KONZEPT

Abluft Zuluft Kühlung Heizung Photovoltaik

Netzgekoppelte Photovoltaikanlagen auf dem Dach liefern den Strom. Um den Strombedarf zu decken ist zudem ein Anschluss an den Netzstrom vorgesehen. Die benötigte Wärme wird den Räumen über eine vorhandene Fernwärmeleitung zugeführt und über Boden integrierte Konvektoren abgeführt. Zur Klimatisierung der Büros im Entwicklungsbereich und der Messräumen im Musterbau wird eine Kompressionskältemaschine eingesetzt. Das Lüftungssystem ist dezentral organisiert, auf jedem Dach der fünf Baukörper befindet sich eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung.

QUELLE

ENGERGIE- TECHNIK

ÜBERGABE&VERTEILUNG

Netzstrom Sonne

Fernwärme

ENEGIEDISTLEISTUNG

Strom Photovoltaik

Stromspeicher

Kompressionskältemaschine

Kühlung

Fernwärmeübergabestation

Heizung

individuelle Fensterlüftung Außenluft ENENGIEKONZEPT

Lüftungsanlag mit WRG

Lüftungskanal

AußenluftVersorgung ENENGIEKONZEPT-LEITUNGFÜHRUNG

ENEGIEKONZEPT

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AUFTEILUNG THERMISCHER ENERGIEBEDARF

STROMBILANZ PV&KWK&WEA

ENERGIEBILANZ

STROMBILANZ PV&KWK&WEA

ENEGIEKONZEPT

AUTARKIEGRAD

ENERGIEVERBRAUCHTEIL

34.7

HEIZWÄRMEBILANZ

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MODELLFOTO

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MODELLFOTO

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MODELL 1:500

MODELLFOTO

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MODELL 1:200

MODELLFOTO

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MODELL 1:200

CD & VERFASSER

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EHRENWÖRTLICHE ERKLÄRUNG

Architecture 1.Master

Shilan Yu

33266963

Architektur 7.Bachlor

Annika Funke

33403483

F&E ZENTRUM S

A

A

M

UNIVERSITÄT KASSEL FB Architektur, Stadtplannung und Landschaftsplannung

UNIVERSITÄT KASSEL FB Architektur, Stadtplannung und Landschaftsplannung Prof. Dipl. -Ing.Thomas bieling Prof. Dipl. -Ing. Brigitte Häntsch WM Benjamin Zweig Prof. Dr. -Ing. Werner Seim Shilan Yu (33266963) Annika Funke (33403483)