Am 15. Mai 1865 hatten der preußischen König Wilhelm I. und sein Sohn der Kronprinz Friedrich Wilhelm feierlich den Grundstein zum Hauptgebäude der polytechnischen Schule am Templergraben, unmittelbar unterhalb des Bahnkörpers und des Bahnhofs Templerbend gelegt. Ursprünglich hatte man gehofft, den Bau der neuen Schule bis 1868 vollenden zu können, aber Schwierigkeiten bei der Beschaffung der Baumaterialien für ein solch großes, und nicht nur für damalige Aachener Verhältnisse imposanten Gebäudes hatte den endgültigen Abschluß der Arbeiten am gesamten Baukomplexes bis zum Jahre 1870 verzögert. Im Frühjahr waren die Bauarbeiten abgeschlossen und das Hauptgebäude nahezu vollständig eingerichtet. Der ursprüngliche Gebäudekomplex der neuen polytechnischen Schule bestand aus dem zweiflügeligen, u-förmigen Schulgebäude, dessen zur Rückseite offener, als Gartenanlage gestalteter Innenhof durch ein separat stehendes chemisches Laboratoriumsgebäude gegen den Bahndamm nach Norden hin abgeschlossen wurde.

Der als "Efeuhaus" bekannte Bau unmittelbar hinter dem Hauptgebäude stellt den heute allein erhaltenen Mittelteil jenes alten chemischen Laboratoriums dar. Von den Treppen seines (heute zugemauerten, aber immer noch erkennbaren) Portalaufgangs fiel der Blick in einen einen weitläufigen Innenhof mit Fontaine (Springbrunnen). Im Laufe der weiteren Entwicklung der Hochschule wurde aus Platznot dieser Innenhof nach und nach vollständig zugebaut. Entworfen hatte das gesamte Gebäudeensemble der Aachener Bauinspektor Robert Cremer, ein anerkannt begabter und vielseitig gebildeter Techniker, nachdem er in offiziellem Auftrag die Polytechnika in Karlsruhe, Stuttgart und Zürich als die bedeutenderen Anstalten neuerer Zeit besucht und in Augenschein genommen hatte. Im ersten Programm der Königlichen Rheinisch Westphälischen Polytechnischen Schule zu Aachen für den Cursus 1870/71 stellte sich die neue Technische Hochschule so vor:

Durch die Allerhöchste Cabinets-Ordre vom 14. November 1863 wurde die Stadt Aachen zum Sitze der in der Rheinprovinz zu begründenden polytechnischen Schule bestimmt, und am 15. Mai 1865, also am fünfzigsten Gedenktage der Vereinigung der Rheinprovinz mit der Krone Preussen, wurde von Sr. Majestät dem Könige Wilhelm der Grundstein zum Gebäude gelegt.

Die gesammte Anlage besteht aus dem Hauptgebäude und dem Laboratorium ... .

Die Heizung des Gebäudes geschieht durch eine Warmwasserheizung (Mitteldruckheizung) nach dem Systeme von A. Pönsgen u. Co. in Düsseldorf, mit Ausnahme der Aula und der Räume im Souterrain, welche durch Oefen geheizt werden. Eine Ventilation der Auditorien steht mit der Heizeinrichtung in Verbindung. Durch das ganze Gebäude erstreckt sich eine Wasserleitung, welche zugleich mit den nöthigen Vorkehrungen zu einer wirksamen Feuerlöschvorrichtung versehen ist. Das Wasser wird durch eine Dampfmaschine in 4 Cisternen von zusammen 1000 Cubikfuss [ca. 314 m³] Inhalt gepumpt und von diesen aus in das Gebäude vertheilt. Sämmtliche Treppen im Gebäude sind von Stein ausgeführt. Ueber der Mittelthür ist eine Uhr angebracht mit Schlagwerk, welches im ganzen Gebäude gehört werden kann. Durch eine electrische Leitung steht dieselbe mit dem Zifferblatte im Laboratorium in Verbindung.

Das Treppenhaus ist mit den Marmorbüsten Sr. Majestät des Königs und Sr. Königl. Hoheit des Kronprinzen geschmückt und an den Wänden sind auf Consolen Antiken aufgestellt; in der reich ornamentierten Aula finden sich die Medaillons von hervorragenden Männern der Wissenschaft und Technik angebracht. [von Dechem, Beuth, Werner, von Liebig, Bunsen, Magnus, Dove, Karmarsch, Bessel, Schinkel, Mellin, von Buch, von Humboldt, Klaproth, Mitscherlich, Leibnitz, Gauss, Redtenbacher, Borsig, Hagen.]

Die Facade ist im Style der italienischen FrühRenaissance gehalten und in Quaderblendung hergestellt. Das Souterrain aus Trachyt vom Drachenfels im Siebengebirge, das Erdgeschoss aus röthlichem Sandstein von Trier, die oberen Etagen von Brohler Tuffstein, mit Ausnahme der Gesimse, welche von Sandstein hergestellt sind. Der Mittelbau ist mit Figuren [Die Stadt Aachen mit dem Spinnrocken, die Rheinprovinz mit Urne und Weintrauben, in der Mitte Minerva mit dem preußischen Adler und daneben 2 Eulen als Akroterien, die Provinz Westphalen mit Eichenlaub und Wappen, die Borussia mit Rüstung und Speer.] geziert.

Die Etagenhöhe des Souterrains beträgt 12 Fuss [3,77 m], die des Erdgeschosses 18 Fuss [5,65 m], des ersten Stockes 19 Fuss 8 Zoll [6,17 m], des zweiten Stockes 18 Fuss 6 Zoll [5,81 m], die Höhe der Aula 39 Fuss [12,24 m]. Sämmtliche Räume haben Balken-Decken, mit Ausnahme des Souterrains, des Vestibüls und sämmtlicher Corridore, welche mit resp. Tonnen, Kugel und Kreuzgewölben überdeckt sind.

Der Raum zwischen Hauptgebäude und Strasse ist zu Gartenanlagen mit Sitzplätzen ausgebildet und wird durch zwei Fontainen belebt. Im Hofe zwischen Laboratorium und Hauptgebäude sind Gartenanlagen, in deren Mitte ebenfalls eine Fontaine befindlich ist.

Das Hauptgebäude hat 28,517 Quadrat-Fuß [8949 m²] rheinisch bebaute Fläche und die Herstellung kostete 318,000 Thaler, also der Quadratfuss 11 Thaler 4 ½ Sgr. Es hat Platz für eine Frequenz von etwa 500 Hörern.

Das Laboratorium, welches Souterrain, Erdgeschoss und 2 Etagen enthält, hat 7912 Quadratfuss [2483 m²] bebaute Fläche und kostet 52,000 Thaler, also per Quadratfuss 6 Thaler 17 1/6 Sgr. Dasselbe zerfällt in zwei Abtheilungen, von welchen die erste für reine Chemie, die andere für technische Chemie bestimmt ist. Zu jeder gehören im Erdgeschoss zwei mit allen neueren Einrichtungen ausgestattete Laboratorien nebst zugehörigen Nebenräumen. Die Zahl der Practikantenplätze beträgt 60. In der ersten Etage befinden sich ein grosses Auditorium zu den Vorlesungen über Experimental-Chemie, ein kleineres für die technische Chemie und ausserdem mehrere Sammlungsräume. Die zweite Etage enthält Wohnungen für die Assistenten und Diener.

Die gesammten auf das Institut bereits verwandten, theils noch zu verwendenden Kosten belaufen sich auf 535,340 Thaler, nämlich:
Bauplatz 40,000 Thaler
Baukosten des Hauptgebäudes 318,000 [Thaler]
Baukosten des chemischen Laboratoriums 52,000 [Thaler]
Sammlungen, Bibliothek, Mobiliar etc. 125,340 [Thaler]
Summa 535,340 Thaler

Im Juni 1870 hatte sich ein Festkomitee für die Eröffnungsfeierlichkeiten gebildet, das am 9. Juli die offizielle Einladung zur Eröffnung des neuen Aachener Polytechnikums an den in Bad Ems weilenden preußischen König sandte. Die nur zehn Tage später durch Bismarcks Emser Depesche provozierte französische Kriegserklärung an Preußen eröffnete den deutsch-französischen Krieg von 1870/71 und verhinderte so die Teilnahme von König und Kronprinz an der feierlichen Eröffnung der Aachener Hochschule am 10. Oktober 1870.

Drei Monate nach Aufnahme des Lehrbetriebs am Aachener Polytechnikum, am 18. Januar 1871, wurde der preußische König Wilhelm I. in Versailles zum Deutschen Kaiser ausgerufen. Mit der nationalen Einheit Deutschlands war, und darin lag die Bedeutung dieses Vorgangs für die polytechnischen Schulen, zugleich ein einheitlicher Wirtschaftsraum geschaffen worden, der eine einheitliche nationale Entwicklung von Technik und Industrie ermöglichte und beschleunigte und dadurch mittelbar auch der Entwicklung der Technischen Hochschulen zugute kam. Hatten schon der VDI und die einzelnen Fachingenieurverbände in den sechziger Jahren das Bild einer nationalen deutschen Technik entworfen und ihre eigenen Vereinigungen als landesübergreifende und nationale Verbände organisiert, so waren nun die politischen Voraussetzungen einer einheitlichen, nationalen wirtschaftlichen und technisch-industriellen Entwicklung geschaffen, von der auch die deutschen Technischen Hochschulen profitieren sollten.

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