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Die charakteristischen Kugellabore wurden von 1959 bis 1961 für Institut für physikalische Chemie der Deutschen Akademie der Wissenschaften errichtet. Hier wurden Experimente im Bereich Metallurgie frei von Temperatur-schwankungen vorgenommen. Die Ergebnisse waren für die Luft- und Raumfahrt vorgesehen.

Die Innentemperatur nahezu konstant, schwankte lediglich um 0,01° C. Dies wurde durch einen aufwändigen Wandaufbau aus 10 cm starken Stahlbeton-schalen innen und einer aufgebrachten Wärmedämmung von ca. 125 cm Dicke erreicht. Ihrem eigentlichen Zweck dienten die Labore jedoch nur teilweise.

Sie stehen heute unter Denkmalschutz. ^[1]

Die Gebäude waren als thermokonstante Räume, d.h. als Laborräume mit der Möglichkeit einer hochpräzisen Einstellung und Einhaltung von bestimmten Raumtemperaturen, konzipiert. Die Notwendigkeit dafür ergab sich einerseits aus der Forderung, am damaligen Institut für physikalische Chemie der AdW hochkarätige Grundlagenforschung zu betreiben, deren Aufgabenstellungen sich andererseits jedoch aus technischen Notwendigkeiten ableiteten.

Ein wichtiges Teilgebiet der physikalischen Chemie ist die Thermodynamik (Wärmelehre). Die Untersuchung und Verfolgung des ‚Wärmehaushaltes‘ zahlreicher chemischer Reaktionen, d.h. die Messung vom jeweiligen System abgegebener oder verbrauchter Wärme, schafft wesentliche Grundlagen für die Beherrschung und Steuerung technisch interessanter Prozesse. Dies bezieht sich sowohl auf chemische Technologien, wie z.B. technische Reaktionsführung, als auch auf Technologien der Werkstoffherstellung bzw. des Langzeitverhaltens von Werkstoffen unter simulierten Einsatzbedingungen.

Deshalb wurden bei der Konzipierung der Abteilung Thermochemie des o.a. Institutes verschiedene Varianten von Laborräumen für die thermische Präzisionsmessung diskutiert. Bautechnisch sollten die Voraussetzungen für Laborräume mit einer Langzeit-Temperaturkonstanz von mindestens 0.01 Grad bei 20-22 Grad Raumtemperatur geschaffen werden. Nebenbedingungen waren dabei, dass die Anwesendheit von Menschen während der Messungen ausgeschlossen werden konnte und die Temperatur-konstanz nach Abschluss eines Versuchsaufbaues innerhalb von 36 Stunden hergestellt wird.

Von den für thermokonstante Meßräume grundsätzlich gegebenen Varianten:

1. thermische Raumisolierung und passive Sicherung der Konstanz durch Adiabasie oder
2. Klimaanlage und aktive Sicherung der Konstanz durch Regelung auf einen Sollwert

wurde auf 1. entschieden. Die unzureichenden technischen Möglichkeiten zur damaligen Zeit Ende der 1950er Jahre schlossen die Variante 2. aus.^[2]

In der weiteren Planungsphase wurden physikalisch-technische Möglichkeiten für eine Lösung mit thermischer Raumisolierung in Form von unter- und oberirdischen Varianten untersucht. Örtliche sowie technisch-ökonomische Bedingungen führten zu der Entscheidung, das Problem oberirdisch als Kugelbauten mit Aluminiumverkleidung zu Lösen.

Grundgedanken waren:

• Kugel hat die kleinste Oberfläche bezogen auf das Raumvolumen,
• Aluminium ist ein schneller Wärmeleiter.

Um äußeren Temperatureinflüssen Auswirkungen auf den Innenraum zu erschweren, wurden weitere Dämm- und Regulierungs-maßnahmen konzipiert, die innerhalb und außerhalb einer der Stahlbetonkugel angeordnet waren.

Im Ergebnis wurden zwei Kugelbauten mit folgendem Aufbau ausgeführt:

• V-Stützen tragen einen Stahlbetonring, der der Stahlbetonkugel ihr Lager gibt. Die Kugel hat einen Durchmesser von 9 m bei einer Wandstärke von 8 cm. Ihr tiefster Punkt liegt 1 m über Terrain.
• Um diese Tragkonstruktion ist ein Rohrsystem in der Anordnung wie Breitengrade im Abstand von 20 cm für temperaturgeregeltes Wasser verlegt und eintorkretiert –pneumatisch aufgetragener Spritzbeton-. 
• Nach außen folgt eine 20 cm starke Temperaturisolierungsschicht aus Piatherm –Polystrolschaum- und die Außenhaut aus verschweißten 5 mm dicken Reinstaluminium-Segmenten.
• Im Inneren der Stahlbetonkonstruktion liegt eine Piathermkugel mit 1 m (ein Meter) Wandstärke. In dieser liegt die innere Haut aus 5 mm dicken, verschweißten Aluminiumsegmenten.
• alle Schichten sind schwimmend angeordnet.
• Die Arbeitsbühne ruht auf einer Rohrkonstruktion, die auf die innere Aluminiumkugel gestelzt ist.
• Zur Verbesserung der Adaptionsgeschwindigkeit war die Zuführung temperierter Frischluft vorgesehen.
• Der Zutritt zu den Meßräumen erfolgt über eine gemeinsame Verteilerbrücke mit Beruhigungskammern.
• Es gab zum Bautraining ein Modell mit 1.5 m Durchmesser.
• Die Kugeln wurden nach einer Bauzeit von zwei Jahren übergeben. Bald stellte sich heraus, dass die Herstellung der Thermokonstanz allein durch Isolierung für den Ablauf der Forschung Nachteile hatte. Der Aufbau von Apparaturen störte die Konstanz und der Zeitraum bis zum Ausgleich der Temperaturunterschiede auf die Ausgangstemperatur war zu lang. So wurde die Vorgabe der Regelung durch Adiabasie aufgehoben und eine Nachrüstung einer aktiven Regelung vom Inneren aus vorgesehen.^[2]

Dieses anspruchsvolle Vorhaben, die Temperaturkonstanthaltung durch Umwälzen von jeweils temperaturgeregelten flüssigen Heiz- oder Kühlmedien durch Rohrleitungen innerhalb des Kugelmantels, wurde nie zu Ende realisiert. Der Hauptgrund dafür war, dass die notwendige Technik zu aufwendig war.

Es wurde deshalb eine Inhause-Kompromisslösung in einem Zeitraum von 5 Jahren realisiert. Im Eigenbau wurde eine brauchbare‚ "provisorische" Temperaturregelung in einer der Kugeln installiert. Diese wurde schlussendlich zur endgültigen Lösung.

Sie beruhte auf dem Prinzip der aktiven Temperaturregelung über einen im Innenraum im Deckenbereich angebrachten Heizer / Kühler. Vier Ventilatoren sowie elektronische Regler für die Heizung bei gleichzeitiger konstanter Kühlleistung sorgten für eine befriedigende effektive Nutzbarkeit einer der Thermokugeln. Stundenweise betrug die Streuung der Temperaturwerte mit 4 Personen im Raum +/- 0.006 Grad. Zwischen Fußboden und einer Höhe von 2 m innerhalb des Raumes waren die Temperaturinhomogenitäten kleiner 0.05 Grad.

Viel schwieriger erwies sich ein schwingungsgedämpfter Aufbau empfindlicher Meßapparaturen in den Kugeln. In unmittelbarer Nähe verläuft die Rudower Chaussee. Es übertrugen sich mechanische Schwingungen schwerer Kfz sehr intensiv auf die auf Stelzen ruhende Tragkonstruktion der Kugeln.^[2]

Eines der Kugel-Labore wurde über längere Zeit für thermodynamische Forschungsarbeiten genutzt. Insbesondere konnte die Wärmebilanz der Aushärtung von Aluminium-Legierungen (Typ"Duralumin") bei Raumtemperatur untersucht werden. Dieser Prozess erstreckt sich über Wochen mit Tempertur-Änderungen um wenige Zehntel-Kelvin.

Nach Änderung der Forschungsschwerpunkte am späteren Zentralinstitut für physikalische Chemie der AdW –ZIPC- wurden thermokonstante Räume nicht mehr benötigt. Infolgedessen wurde eine der Kugeln als Lagerraum zweckentfremdet, die zweite Kugel als elektronisches Meßlabor unter Ausnutzung der äußeren geerdeten Aluminiumhülle verwendet.^[2]

1956: Erste Gespräche mit Prof. Peter Adolf Thiessen in Moskau zur notwendigen Infrastruktur für solche Labore, im Beisein des für den Bau verantwortlichen Architekten Horst Welser

1958: Konzeption und Planung

1959/61: Bau des Labors für Thermodynamik als ersten Teil des Institutes inklusive der beiden Kugellabore.

1963/64: Umbau einer Kugel mit aktiver Klimatisierung von Innen.

Quellen:

1. ↑ (http://www.adlershof.de/news/thermo-kugellabore-adlershofer-busen/ 12. August 2014)
2. ↑ ^{a b c d} Frank K.: forum.hidden-places.de. 22. Januar 2011, abgerufen am 3. August 2016.