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Energie Spezial 7| 2010 Mit der Initiative „50 Solarsiedlungen in NRW“ unterstützt die Landesregierung Nordrhein-Westfalen städtebauliche Konzepte mit...
Author: Guido Hertz
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Energie Spezial 7| 2010 Mit der Initiative „50 Solarsiedlungen in NRW“ unterstützt die Landesregierung Nordrhein-Westfalen städtebauliche Konzepte mit dem Ziel, Ressourcenschonung in der Stadtplanung zu fördern. Zu diesen ganzheitlichen Siedlungsmaßnahmen, die Standortfaktoren und soziale Aspekte ebenso berücksichtigen wie die energetische Optimierung der Gebäude, gehört auch die Solarsiedlung in Düsseldorf-Garath.

Energie Spezial | Inhalt

Foto: walk architekten

Niedrigenergie in Holzbauweise

Energie-Spezial 53

Aktuell Kongresse, News, Awards

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Architektur Wohnhaus in Reutlingen Architekten: Walk Architekten, Reutlingen Solarsiedlung Garath, Düsseldorf Architekten: Druschke + Grosser Architekten BDA, Duisburg Mensa Lehrte Architekten: Mosaik Architekten BDA, Hannover

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Technik Die aktive intelligente Fassade Stefan Behnisch, Stuttgart

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Produkte Neuheiten

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Online Mehr Informationen und das Energie Spezial zum Download finden Sie unter: www.DBZ.de/energie-spezial

Ein ausgezeichneter Architekturwettbewerb „Es gibt keine Passivhaus-Architektur - dafür um so mehr Architektur mit dem Passivhaus“. Diese Aussage von Prof. Dr. Wolfgang Feist vom Passivhaus Institut Darmstadt ist nun weltweit erstmals mit einem Architekturwettbewerb bestätigt worden. Der Aufforderung, sich mit einem zertifizierten Passivhaus am Architekturpreis 2010 Passivhaus zu beteiligen, folgten 60 ArchitektInnen mit Beiträgen aus Japan, China, USA, Polen, Schweiz, Ungarn, Italien, Dänemark, Österreich und Deutschland. Von den 60 Einreichungen wurden 50 zugelassen, da sie alle Kriterien erfüllten. Sie hatten entweder eine Zertifizierung durch das PHI oder eine vom PHI autorisierte Institution, eine Prüfung durch die SAENA bzw. ein Minergie-P Zertifikat (welches konkret in diesem Fall auch den Passivhaus-Standard erfüllt). Nach fast 10 Jahren Erfolgsgeschichte des Passivhauses war es längst überfällig, mit einem Architekturwettbewerb deutlich zu machen, dass diese Bauweise nicht nur primär der Energieeffizienz und der Nachhaltigkeit, sondern gleichzeitig einem hohen architektonischen, baukulturellen und funktionalen Anspruch Rechnung trägt. Der Passivhaus-Standard ist kein Architekturkonzept: Er ist eine fein ausgearbeitete Methode, die es ermöglicht, mit bekannten Werkzeugen Gebäude aller Art energieeffizient und nachhaltig gestalten zu können. Und genau das haben nicht nur die ausgezeichneten Gebäude beispielhaft aufgezeigt, sondern alle Projekte haben auf ihre eigene Art eine Antwort auf die Verbindung von Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Architektur. Die eingereichten Arbeiten zeigen wunderbar die hohe gestalterische Freiheit im Passivhausbau: Den Architekten ist es in überzeugender Weise gelungen, mit ihren Passivhäusern eine klare Formsprache und gestalterisch hohe Ansprüche umzusetzen. Der Passivhaus Architekturpreis 2010 ist mehr als nur ein gelungener Versuch, der Fachwelt wie der breiten Öffentlichkeit aufzuzeigen, mit welcher Qualität und welchem architektonischen Anspruch dies erfolgen kann. Er ist die Bestätigung, dass mit dem Passivhaus-Konzept auch überzeugende Architektur entstehen kann.

Zum Titelbild Solarsiedlung Garath/ Foto: Jens Kirchner, Düsseldorf

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Ihr Burkhard Fröhlich

Aktuell | Energie Spezial Sonnenfänger Intersolar-Award 2010 verliehen

Foto: Michael Peter Steffen

Die Hydro Building Systems GmbH (Ulm) mit ihrer Marke Wicona ist zusammen mit weiteren Projektbeteiligten für ein neuartiges Aluminiumfassadenkonzept samt integrierten Solarthermie-Kollektoren mit dem „Intersolar Award 2010“ ausgezeichnet worden. Geschäftsführer Arnd Brinkmann nahm den in der Kategorie Solarthermie verliehenen Preis auf der weltgrößten Fachmesse für Solartechnologien in München entgegen. Der Fassadenkollektor CPC Office/System Wicona ist konstruktiv eine echte Systemintegration und modular auf große Fassaden adaptierbar. Der Kollektor sammelt das Sonnenlicht vor der Fassade und schirmt die angrenzenden Räume vor direkter Sonneneinstrahlung ab. Aufgrund der geringen Wärmeverluste kann Solarwärme mit Temperaturen von 60 bis 90 °C erzeugt werden, die auf kurzen Wegen über das in die Fassadenprofile integrierte Rohrsystem dem Gebäude auf

Die Preisträger (v.r.) Jörg Hieber, Architekt und Projektleiter (Universität Stuttgart), Arnd Brinkmann, Geschäftsführer der Hydro Building Systems, Jürgen Korff, Geschäftsführer der Ritter Energie & Umwelttechnik, sowie Michael J. Purzer, Vertriebsleiter von Frener & Reifer Metallbau, freuten sich über die Ehrung durch Jurychef Prof. Volker Wittwer vom Fraunhofer-Institut ISE

Foto: Matthias Reithmeier, ingenhoven architects, Hans Georg Esch

Gelungene Symbiose Europäischer Architekturpreis 2011 Energie + Architektur

Energieverbrauch halbieren Isover EnergieEffizienzAwards 2011 gestartet Die Isover EnergieEffizienzAwards sind ein europaweiter Architekturpreis, der Architekten, Planer und Baufachleute für die Umsetzung herausragender Projekte auf dem Gebiet des energetischen Bauens und Modernisierens auszeichnet. Isover sucht mit seinem Wettbewerb jetzt bereits zum dritten Mal europaweit Projekte, die einen neuen Maßstab bei der energieeffizienten Gebäudemodernisierung setzen. Für die Teilnahme ist Voraussetzung, dass in den Projekten Isover-Produkte/-Systeme DBZ 7 | 2010

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kurzen Wegen zur Verfügung gestellt wird – für die Trinkwarmwasser- und Heizungserzeugung oder zur solaren Kühlung. Ein geringer Anteil des Sonnenlichts dringt durch die Perforation des CPC Reflektors ins Gebäude und ermöglicht visuelle Transparenz und die gleichmäßige, blendarme Ausleuchtung des Raumes. Durch die Wahl der Perforation des

Spiegels wird einerseits der z. B. für Bürogebäude wichtige Sonnenschutz, andererseits die hohe Effizienz des Kollektors sichergestellt. Die hoch wärmegedämmte Glasfassade sorgt für geringen Energieverbrauch während der Heizperiode.

Gemeinsam mit dem Bund Deutscher Architekten (BDA) hat der Zentralverband Sanitär Heizung Klima (ZVSHK) den „Europäischen Architekturpreis 2011 Energie + Architektur“ ausgeschrieben. Gesucht werden preiswürdige Beispiele energieeffizienter Architektur, die nach dem 1. Januar 2007 errichtet wurden. Der Preis ist mit 10 000 € dotiert. Der „Europäische Architekturpreis Energie + Architektur“ soll auf die wachsende Bedeutung des Themas Energie bei der Planung und Gestaltung von Gebäuden aufmerksam machen. „Als Hersteller von Energieeffizienz in Gebäuden sind die Fachbetriebe des SHK-Handwerks heute für Architekten schon in der Planungsphase die idealen Kooperationspartner“, ur-

teilt Elmar Esser, der Hauptgeschäftsführer des ZVSHK. Die Herausforderung für die Planung, Gestaltung und Realisierung moderner Architektur bestehe darin, Form und Funktion von Gebäuden unter energetischen Gesichtspunkten optimal zu verbinden. Sichtbarer Ausdruck für diese zukunftsweisende Verbindung von Architektur und Handwerk ist die erneute Partnerschaft von ZVSHK und dem Bund Deutscher Architekten (BDA) bei der Durchführung des Wettbewerbes. Bewerbungsschluss ist der 30. September 2010. Die Verleihung soll im Frühjahr auf der ISH stattfinden.

zum Einsatz gekommen sind und überdurchschnittlich gute Gebäude-Energiekennwerte nachgewiesen werden können. Die Modernisierungsmaßnahmen müssen zudem den Energieverbrauch im Vergleich zu Messungen vor Durchführung der Arbeiten mindestens

um die Hälfte reduzieren. Ausgezeichnet werden Gebäudeprojekte in den Kategorien Wohnbau und Nichtwohnbau für die Modernisierung. Für jede Kategorie wird von einer Fachjury jeweils das beste Projekt ausgewählt und mit einem Preisgeld in Höhe von 2 500 € belohnt. Die nationalen Gewinner werden zusammen mit einer Begleitperson zur internationalen Award-Verleihung in eine europäische Hauptstadt eingeladen. Die Siegerprojekte werden zudem in dem „Best of Book“ 2011 veröffentlicht. Teilnahmeschluss ist der 15. November 2010.

Informationen: www.wicona.de

Informationen unter www.wasserwaermeluft.de

Weitere Informationen unter www.isover-eea.com

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Fotos (4): Passivhaus Institut

Energie Spezial | Aktuell

Prof. Feist und Zeno Bastian bei der Zertifikatsübergabe

Rundgang über die Messe mit Besuchern der Fachausstellung

International wie noch nie Passivhaustagung in Dresden mit Teilnehmern aus 46 Ländern Der in Deutschland konzipierte und inzwischen weltweit bekannte Baustandard beweist: Es ist bereits heute möglich, nachhaltig, komfortabel und kostengünstig zu bauen und zu sanieren. Dies bestätigten die über 1 000 Teilnehmer der 14. Internationalen Passivhaustagung in Dresden. „Die Anpassungsfähigkeit des Passivhaus-Ansatzes an die unterschiedlichsten Klimate und an regionale Bauweisen ist hoch und die Instrumente dafür stehen zur Verfügung“, erläutert Prof. Dr. Wolfgang Feist, wissenschaftlicher Leiter des Passivhaus Instituts. Nach Schätzung des Passivhaus Institutes wurden weltweit bereits über 20000 Passivhäuser gebaut, davon über 13 500 allein in Deutschland. Die Tagung fand erstmals in den neuen Bundesländern statt. Die Entwicklung des Passivhaus-Standards im Gastgeberland Sachsen war ein Schwerpunkte der Tagung. „Die Teilnehmer zeigten sich positiv über die praktischen Erfahrungen in Sachsen, aber auch über die Kontaktmöglichkeiten zu den anderen Teilnehmern – aus 46 verschiedenen Ländern“, bilanziert Christian Micksch, Geschäftsführer der Sächsischen Energieagentur – SAENA GmbH und Mitveranstalter.

Die achtköpfige Jury mit dem Auslober Prof. Dr. Wolfgang Feist vom Passivhaus Institut und dem gewählten Juryvorsitzenden Prof. Ludwig Rongen vergab 4 Preise und 4 Anerkennungen

Verteilt auf zwei Veranstaltungstage gab es mehr als 70 Vorträge zu hören, darunter zehn Beiträge aus Sachsen

Neue Impulse setzen!

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senso – berührungslose Armatur mit Leuchtsignalen

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Eine eigene Arbeitsgruppe befasste sich speziell mit energieeffizienten Sanierungen von unter Denkmalschutz stehenden Gebäuden. Auch die neuesten wissenschaftlichen Ergebnisse zum Passivhaus-Standard wurden auf der Tagung vorgestellt. Im Mittelpunkt stand die Performance von konventionellen im Vergleich zu feuchteadaptiven Dampfbremsen. Messuntersuchungen in Schulgebäuden zeigten, dass die kontrollierte Lüftung in Klassenräumen gegenüber Fensterlüftung zu einer maßgeblichen Verbesserung der Luftqualität führt, womit frühere Planungsempfehlungen zur Lüftungsauslegung bestätigt werden. Die Wirtschaftlichkeit des Passivhaus-Standards für Nichtwohngebäude wurde anhand eines Dienstgebäudes im Vergleich zum Anforderungsniveau der EnEV 2007 und der EnEV 2009 nachgewiesen. Dabei wurden die gesamten Lebenszykluskosten in die Betrachtung einbezogen. Die vielfältigen Beiträge zu Sanierungsprojekten bestätigten, wie wichtig diese Thematik ist. Neben dem Erfahrungsaustausch ist die Tagung Plattform für die Präsentation aktueller Entwicklungen zur Optimierung des Passivhaus-Standards. Wolfgang Feist, Pionier bei der Entwicklung dieses Baustandards und Zeno Bastian, Wissenschaftler am Passivhaus Institut, stellten das neue PHI-Zertifikat EnerPHit vor und vergaben Zertifikate an Hersteller von Passivhauskomponenten. Auf 3 100 m² zeigte die Leitmesse der Passivhaus-Branche neueste Produktentwicklungen, Systeme und Verfahren im Bereich des energieeffizienten Bauens. Auf dem Herstellerforum vermittelten Experten Wissenswertes von der Architektur bis zur Zertifizierung. Die nächste Internationale Passivhaustagung wird am 27. und 28. Mai 2011 in Innsbruck stattfinden. Informationen unter www.ig-passivhaus.de und www.passivhausprojekte.de

Informationen unter: www.passivhaus-architekturpreis.de

DBZ 7 | 2010

DBZ.de

Foto: Hanspeter Schiess

1. Preis: Mehrfamilienhaus in Liebefeld/CH

Foto: Key Architects

Foto: Prof. Peter P. Schweger

2. Preis: Gemeindezentrum St. Gerold/A

2. Preis: Einfamilienhaus in Kamakura/Japan

Foto: Passivhaus Institut

Architekten BDA Stein + Hemmes, Kasel

3. Preis: Hauptstaatsarchiv Dresden

Foto: passivhaus-eco ® bucher + hüttinger

Anerkennung: Wohn-/Bürogebäude, Kasel

Foto: Olav Langenkamp

Anerkennung: Wohnanlage, Innsbruck/A

Anerkennung: Wohnhaus, Ebeltoft/Dk

Anerkennung: Wohnhaus/Praxis, Bräuningshof

Sonderpreis Nichtwohnungsbau: Turnhallenbaukastensystem für Frankfurter Schulen

Foto: Oliver Heissner

D‘Inka Scheible Hoffmann Architekten BDA

Auf der Internationalen Passivhaustagung in Dresden wurden am 29. Mai 2010 die Preisträger des Architekturpreises 2010 Passivhaus ausgezeichnet. Der internationale Wettbewerb des Passivhaus Instituts stand unter Schirmherrschaft von Bundesbauminister Peter Ramsauer. Nach dem Motto „Es gibt keine Passivhaus-Architektur, dafür umso mehr Architektur mit Passivhaus“ zeichnet der zum ersten Mal verliehene Preis Gebäude aus, die architektonische Qualität mit hoher Energieeffizienz verbinden. Jan Mücke, Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesbauminister, überreichte die vom BMVBS gestifteten Sonderpreise. 60 Projekte wurden für den Wettbewerb eingereicht, rund zwei Drittel Ein- und Zweifamilienhäuser, aber auch Schulen, Kindertagesstätten und Bürogebäude. Beiträge aus Japan, China, USA, Polen, Schweiz, Ungarn, Italien, Dänemark, Österreich und Deutschland wurden eingereicht. Die achtköpfige Jury unter Vorsitz von Prof. Dr. Wolfgang Feist vom Passivhaus Institut vergab vier Preise und vier Anerkennungen: Der mit 3 000 € dotierte 1. Preis ging an das Architekturbüro Halle 58 Architekten GmbH, Bern/CH für ein Mehrfamilienhaus in Liebefeld, jeweils ein mit 1500 € dotierter 2. Preis an das Architekturbüro Cukrowicz Nachbaur Architekten ZT GmbH, Bregenz/A für das Gemeindezentrum St Gerold und an das Architekturbüro Key Architects, Kamakura/J für ein Einfamilienhaus in Kamakura, der mit 1 000 € dotierte 3. Preis an das Architekturbüro Schweger Asscociated Architects, Hamburg für den Erweiterungsneubau Staatsarchiv Dresden. Mit vier Anerkennungen wurden zwei Wohnhäuser mit Büro in Deutschland (Stein + Hemmes Architekten BDA, Kasel und passivhaus-eco® bucher + hüttinger, Herzogenaurach), ein Wohnhaus in Dänemark (Olav Langenkamp, Ebeltoft) und eine Wohnanlage in Innsbruck (Architekturwerkstatt din a4 ZT GmbH und teamk2 ZT GmbH, Innsbruck) ausgezeichnet. Die mit 3 000 € dotierten Sonderpreise des BMVBS wurden an das Architekturbüro Huke-Schubert-Berge Architekten, Hamburg, für zwei Neubauten in Hamburg-Ottensen und an das Architekturbüro D‘Inka Scheible Hoffmann Architekten aus Fellbach für ein Turnhallenbaukastensystem für Frankfurter Schulen vergeben.

Foto: Peter Schürch

Qualität im Passivhaus-Format Architekturpreis 2010 Passivhaus verliehen

Sonderpreis Geschosswohnungsbau: Häuser Erdmannstraße, Hamburg-Ottensen

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Energie Spezial | Aktuell

Der Schöck Isokorb® XT. Das einzige Wärmedämmelement mit Passivhaus-Zertifizierung*.

Dialog für die Zukunft icbp am 20./21. September 2010, Berlin Die ganzheitliche Optimierung des Lebenszyklus der Gebäude hinsichtlich Architektur und Funktionalität, des Einsatzes innovativer Gebäudetechnologien und smarter Materialien, von kontrollierter Energieeffizienz und Betriebsoptimierung aller Gebäudetechnologien bis hin zu nutzerfreundlichem Innenraumklima und der Steigerung von Lernfähigkeit und Produktivität der Menschen sind nur ein kleiner Auszug der Themenvielfalt, die auf der „icbp – International Conference on Building Performance“ diskutiert wird. Die Konferenz wird in enger Zusammenarbeit mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie von Ebert-Ingenieure und dem Institut für Gebäudeund Solartechnik (IGS) an der TU Braunschweig am 20./21. September 2010 in Berlin durchgeführt. Zu der zweisprachigen Konferenz werden über 250 Teilnehmer zu einem intensiven Erfahrungsaustausch in Berlin erwartet. Die Referentenliste ist hochkarätig besetzt. Vortragende sind u.a. – Oliver Baumann, Ebert & Baumann Consulting Engineers, USA – Stefan Behnisch, Behnisch Architekten – Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch, Institut für Gebäude- und Solartechnik, Technische Universität Braunschweig – Prof. Dr.-Ing. Werner Jensch, Competence Center Gebäudemanagement & Betriebsoptimierung der Hochschule München – Dr. Knut Kübler, Referat Energieforschung im Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie.

Das Konferenzteam der Icbp Berlin 2010 - International Conference on Building Performance: Fachliche Leitung Dipl.-Ing. Architekt Stefan Plesser IGS - Institut für Gebäude- und Solartechnik, Technische Universität Braunschweig Organisatorische Leitung Heike Schlappa EB - Partner GmbH & Co. KG, Tel.: 09 11 / 9 52 21 84, [email protected] Konferenzorganisation Martina Schütz Congress & Presse, Tel.: 02 28 / 34 74 98, [email protected]

Seine neue Typenvielfalt bietet noch mehr Gestaltungsfreiheit in der Planung und Ausführung von auskragenden Bauteilen. Weitere Informationen finden Sie unter www.schoeck.de

Weitere Informationen unter: www.icbp2010.de *Passivhaus Institut, Darmstadt, www.passiv.de

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Schöne Böden!

In Nordrhein-Westfalen sollen in den nächsten Jahren erheblich mehr Passivhäuser gebaut und bestehende Gebäude energieeffizient saniert werden. Wirtschafts- und Energieministerin Christa Thoben gab dazu jetzt den Startschuss für das Projekt „100 Klimaschutzsiedlungen in Nordrhein-Westfalen“ und forderte Kommunen, Architekten und Ingenieure sowie die Wohnungswirtschaft und Investoren auf, sich an diesem Projekt zu beteiligen.„Jede neue Klimasiedlung wird dazu beitragen, diesen vorbildlichen Baustandard noch breiter in den Markt einzuführen. Deshalb wird die Landesregierung Maßnahmen im Rahmen dieses Projektes finanziell unterstützen“, so Frau Thoben.

Gut beraten Praxisbuch mit digitalen Arbeitshilfen Der Schwerpunkt des Buches liegt auf den Informationen zur energetischen Bewertung des Ist-Zustandes von Gebäudehülle und Anlagenbauteilen und stellt mögliche Sanierungsmaßnahmen vor – als Hilfe für die Datenaufnah-

Starke regionale Unterschiede Energieverbrauch in Wohngebäuden gesunken Gesetze und Fördermaßnahmen rechnen sich: Der Energieverbrauch im deutschen Wohnungsbestand ist im Zeitraum von 2003 bis 2008 über 10 % gesunken. Laut ista-IWH-Energieeffizienzindex sanken die durchschnittlichen Energiekennwerte von Mehrfamilienhäusern in Deutschland in den Jahren von 2003 bis 2008 von 157 auf 141 kWhm2a. Deutliche Unterschiede zeigten sich zwischen den neuen und den alten Bundesländern: Im Westen sanken die Energiekennwerte um 11,1 % (18 kWh), im Osten um 7,1 % (10 kWh). Ausschlaggebend für diese Entwicklung ist die Ausgangslage bei der Gebäudesubstanz in 2003: Durch Sanierungsprogramme und DBZ 7 | 2010

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Visualisierung ch-quadrat

Startschuss Projekt 100 Klimaschutzsiedlungen in Nordrhein-Westfalen

Triflex Creative Design

Das Projekt istTeil der Clusterpolitik des Landes. Konkrete Anforderungen und Rahmenbedingungen wurden in einem Planungsleitfaden zusammengefasst. So müssen in den Klimaschutzsiedlungen die CO2-Emissionen im Neubaubereich - je nach Gebäudetyp - 50 bis 60 % unter den Anforderungen der neuen Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) liegen. Informationen unter: www.100-klimaschutzsiedlungen.de

me vor Ort ist im Anhang eine detaillierte Checkliste angefügt. Neben Berechnungen und Förderprogrammen werden auch Haftungs- und Honorarfragen behandelt, Fallbeispiele bereits sanierter Gebäude werden ausführlich dargestellt. Das Buch richtet sich an Architekten und Ingenieure und andere, die als Energieberater den Gebäudeeigentümer für mögliche Sanierungsmaßnahmen motivieren wollen.

Energieberatung für Wohngebäude Praxis-Handbuch mitTipps und Fallbeispielen Dipl.-Ing. Heinz P. Janssen Verlag Rudolf Müller 2010 341 S. mit 194 Abb. und 84 Tab. 69 € ISBN 978-3-481-02635-6

Neubauten seit 1990 sind die Gebäude im Osten wesentlich energieeffizienter als im Westen. So erreichten die westdeutschen Kennwerte (144 kWh) erst 2008 das Niveau, das im Osten der Republik bereits 2003 zu verzeichnen war (141 kWh). Vor dem Hintergrund dieses Nachholbedarfs konnten die westlichen Bundesländer ihren Energieverbrauch gegenüber 2003 überproportional senken: Niedersachsen (15 %), Bremen (14,6 %), Schleswig-Holstein (14,1 %), Bayern (12,5 %) und Hamburg (11,8 %) sind die Spitzenreiter. Mit 115 kWh bundesweit am niedrigsten ist der Energieverbrauch in MecklenburgVorpommern, Schlusslichter im Landesvergleich sind Bremen (158 kWh) und NRW mit 155 kWh. Weitere Informationen unter: www.ista.de

„Kaum vorstellbar, dass das ein Balkonboden ist!“

Kreative Balkon- oder Terrassenoberflächen sind keine Kunst!

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Energie Spezial | Architektur

Lageplan, M 1 : 2 000

Minimizer Wohnhaus in Reutlingen Mit einem Minimum an Energie ein Maximum an Behaglichkeit zu erreichen, war das Ziel von Architekt Axel Walk für sein Einfamilienhaus in Reutlingen. Am Stadtrand von Reutlingen, an einem Südhang mit einer bemerkenswerten Aussicht auf die Hänge der schwäbischen Alb, baute Architekt Walk von Walk Architekten ein Haus für alle Familienphasen. Der geschlossenen Nordseite aus Lärchenholz, mit der sich das Gebäude zur Straße hin abgrenzt und die ihm Intimität gibt, stehen die großen Glasflächen der Südfassade gegenüber, die sich zur umgebenden Natur hin öffnen und passive Solargewinne ermöglichen. Eine mittig gelegene Treppe unterteilt das Haus in die im Süden gelegenen Wohn- und Schlafräume und die Nebenräume im Norden. Der Grundriss wurde so entwickelt, dass sich tiefe Blickachsen und großzügige Raumhöhen mit dem gefassten Treppenraum abwechseln und das Raumerlebnis stärken. Auf großzügigen 223 m² ermöglicht die Grundrissstruktur, die verschiedenen Phasen im Laufe eines Familienlebens durch flexible Raumnutzungen nachzuvollziehen. Während der ersten Lebensjahre der Kinder befindet sich das Schlafzimmer der Eltern auf der gleichen Geschossebene mit den Kinderzimmern. Später können die Eltern mit ihrem Schlafzimmer in das Dachgeschoss zie-

Erdgeschoss, M 1 : 250

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Hinter der hochwärmegedämmten Holzfassade verbirgt sich ein komfortables Familienwohnhaus für alle Lebenslagen

hen, während die groß gewordenen Kinder im Untergeschoss einen eigenen Eingang erhalten. Für die späte Lebensphase wurde das Erdgeschoss jetzt schon so ausgelegt, dass die Garage und der Eingang mit dem Wohn- und Schlafraum ebenengleich liegen und das barrierefreie Bad sogar ein Leben mit dem Rollstuhl möglich macht. Ganz ohne Technik kamen auch walk architekten nicht aus. Die Zielvorstellung des Energiekonzepts war, eine hohe Behaglichkeit bei sehr geringem Energieverbrauch und so weit wie möglich ohne technischen Aufwand zu erhalten. Der Ansatz, soviel Komfort wie möglich mit so wenig Technik wie möglich zu erzielen, wurde durch eine methodische Planung bereits in der Entwurfsphase erreicht. Entstanden ist eine Struktur, die die Wärme- und Luftströme gezielt durch das Gebäude führt und in der die Einstrahlung von Sonne und Licht bewusst gelenkt werden. Auf diese Weise entfalten alle architektonischen Maßnahmen ihre energetische Wirkung. Ein alle Geschosse verbindender Thermikschacht ermöglicht die Luftzirkulation von kalter und warmer Luft und lässt das Licht facettenreich in das Gebäude fallen. Die Zuluft wird im unteren Geschoss in die Schlafräume und den Treppenraum eingeblasen und steigt durch die natürliche Erwärmung nach oben, wo sie die Aufenthaltsräume mit Frischluft versorgt. Am höchsten Punkt, im Firstbereich, wird die verbrauchte Luft abgesaugt und über einen KreuzwärmetauDBZ 7 | 2010

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scher, der ihr die Wärmeenergie entzieht, nach außen abgeführt. Die Luft des großen Wohnzimmerraumes im Erdgeschoss wird auf diese Weise ausgetauscht. Alle anderen Aufenthaltsräume werden kanalgeführt be- und entlüftet. Durch die Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung werden so Lüftungswärmeverluste gemindert und eine gleichbleibende Luftqualität gesichert. Die Wärmeversorgung für die Beheizung und Trinkwassererwärmung übernimmt eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit 11,8 kW, die aus zwei Tiefenbohrungen à 100m versorgt wird. Die beiden Erdsonden liefern den kompletten Wärmebedarf, der über die Erdwärmetauscher gewonnen wird. Auch die Luft für die Kühlung der Räume im Hochsommer kann auf diesem Wege die Zuluft vorkonditioniert werden. Für das einseitig im Hang eingegrabene Gartengeschoss wurden gedämmte Betonfertigteile verwendet, auf die zwei Geschosse in Holzrahmenbauweise aufgesetzt sind. Die Fenster- und PfostenRiegelelemente bestehen aus einem Holz-Aluminium-System mit Dreifachverglasung und warmer Kante. Die hochwärmedämmende Gebäudehülle trägt entscheidend zur Energieeffizienz und zum Klimakomfort bei. Dem Primat der baulichen Struktur ordnet sich die Anlagentechnik unter, die selbst optisch nicht in Erscheinung tritt. Ihre Elemente sind bewusst robust und einfach gewählt und funktionieren ohne aufwändige Steuerungstechnik. –in59

Energie Spezial | Wohnhaus in Reutlingen

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Fotos (2): walk architekten

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Ein alle Geschosse verbindender Thermikschacht ermöglicht die Luftzirkulation von kalter und warmer Luft

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Beteiligte

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Bauherren: Heike und Axel Walk 9 10

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Architekt: Walk Architekten, freie Architekten BDA, www.walkarchitekten.de

Energieplaner/Fachingenieure: Tragwerksplanung, EnEV Nachweis:

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tragwerkeplus Ingenieurgesellschaft mbH & Co. KG, www.tragwerkeplus.de

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HLS Planung: Henne & Walter Ingenieurbüro für technische Gebäudesysteme,

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www.henne-walter.de

Elektroplanung: Raible + Partner GmbH & Co. KG Planungsbüro für Elektro- und Kommunikationstechnik, www.raible.de

Detailschnitt Traufe, M 1 : 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ortgang/Traufabdecken Trennlage Rautenlochblech Einlaufblech Doppelstehfalzdeckung Titanzink vorbewittert Edelstahl Kastenrinne Flüssigkunststoff-Abdichtung Notüberlauf Rinnenheizung Rinnenboden Lärchenholzfassade diffusionsoffene Winddichtung Unterkonstruktion Fassade DWD Platte Dämmung Mineralwolle OSB Platte Klimamembran Installationsebene

Energiekonzept: Gebäudehülle: U-Wert Außenwand Betonfertigteilwände Gartengeschoss = 0,186 W/(m²K), 15 cm Stahlbetoninnenwand, 18 cm Polystyrolhartschaumdämmung 0,35, 7 cm Stahlbetonaußenschale U-Wert Außenwand Holzrahmenbauwände = 229 W/(m²K), Lärchenholzschalung, Luftraum, DWD Platte, Mineralwolldämmung 18cm, OSB Platte, Installationsebene U-Wert Bodenplatte = 0,214 W/(m²K), 10 cm Polystyrolhartschaumdämmung 0,35, Bodenplatte Beton 18 cm, 6 cm Polystyrolhartschaumdämmung 0,40 U-Wert Dach = 0,143 W/(m²K), Titanzinkdeckung Luftschicht, Trennlage, DWD Platte, 24 cm Mineralwolldämmung 0,35, OSB Platte, 7cm Mineralwolldämmung 0,35 als Installationsschicht Uw-Wert Fenster = 0,9 W/(m²K), Dreifachverglasung, Holz-Alu System Luftwechselrate n 50 = 0,6/h

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Erdsonden Erdwärmetauscher Wärmepumpe Fortluft Abluft Zuluft Außenluft 3-fach Verglasung Sonneneinstrahlung im Winter 10 Sonneneinstrahlung im Sommer

Haustechnik: Raum- und Trinkwassererwärmung mittels Sole-Wasser Wärmepumpe 11,8 kW, 2 Erdwärmebohrungen à 100 m, Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung

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Energiebedarf

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Primärenergiebedarf: nach EnEV 2009 49,2 kWh/(m²a)

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Endenergiebedarf: nach EnEV 2009 18,9 kWh/(m²a)

Energiekonzept, M 1 : 250

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Energie Spezial | Architektur

Lageplan, M 1 : 4 000

Keine Pause für den Klimaschutz Neubau Mensa Lehrte Mit einer vorbildlichen Kommune als Bauherr, energiebewussten Architekten und engagierten Schülern kamen in Lehrte starke Partner für nachhaltiges Bauen zusammen.

Die Stadt Lehrte ist umweltpolitisch stark engagiert. Sie ist Mitglied in der Alianza del Clima e.V., Frankfurt/Main, einem Zusammenschluss deutscher Kommunen mit dem Ziel der CO2-Reduzierung. Bei der Solaren Regionalliga belegte Lehrte zwei Mal Platz 2 in der Region Hannover. Großes Augenmerk wird auf die energetische Sanierung von öffentlichen Gebäuden gerichtet. Folgerichtig sollte auch der Neubau der zentralen Schulmensa für die innerstädtischen Schulen nicht nur energieeffizient gebaut, sondern auch nachhaltig genutzt werden. Nach einer Untersuchung von Standortalternativen wurde die Mensa als Anbau an die Albert-SchweitzerSchule errichtet. Mosaik Architekten entwarfen hierfür einen kompakten Baukörper, bei dem im Erdgeschoss der gesamte Mensabereich mit den Küchenanlagen untergebracht ist. 210 Personen können hier gleichzeitig ihr Essen einnehmen. Neben der Anbindung der neuen zusätzlichen Räume und Einrichtungen im Obergeschoss an das vorhandene Gebäude und die Mitnutzung der vorhandenen Infrastruktur (Pausenbereiche, Lehrerzimmer, WC-Anlagen, Hausanschlüsse) wurde das Gebäude ein-

Erdgeschoss, M 1 : 500

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Die Mensa wird durch drei Eingänge vom Pausenhof sowie durch eine Verbindungstür zum Altbau erschlossen

schließlich der Haustechnik mit Passivhausstandards errichtet. Damit wurde gewährleistet, dass auch in Zukunft ein wirtschaftlicher Betrieb dieses Gebäudeteils möglich bleibt. Das Gebäude wurde in Massivbauweise mit Passivhauselementen gebaut. Im Hochbaubereich wurden extreme Außendämmungen und Fenster mit Dreifachverglasungen ausgeführt. Die Beheizung und Belüftung der Räume erfolgt über eine zentrale Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und Filterstufen. Die Luftansaugung erfolgt über einen im Erdreich verlegten Ansaugkanal, in dem die Luft im Winter vorgewärmt und im Sommer gekühlt wird. Insgesamt wurden unter dem Schulhof 13 Kunststoffrohre im Durchmesser von 56 cm und einer Länge von 25,5 m verlegt, die zwischen zwei begehbaren Betontunneln verlaufen und von diesen aus gereinigt werden können. Ein weiterer Gewinn ist die wirtschaftliche Nachtauskühlung, denn durch die Speichermassen der massiven Betondecken und Wände wird ein zusätzlicher Kühleffekt geschaffen. Über die Lüftungsanlage werden Luftqualität und Temperatur geregelt. Die übergeordnete Führungsgröße ist die Luftqualität, der notwendige Luftaustausch wird raumweise sichergestellt. In den Klassenräumen wird die frische Luft über Quellluftauslässe, in der Mensa über Weitwurfdüsen eingebracht. Im ersten Betriebssommer (2009) war der Effekt der Kühlung durch den DBZ 7 | 2010

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Erdkanal spürbar. Stichpunktartige Messungen haben Temperaturunterschiede von ca. 3-4°C ergeben. Die Heizung ist an die vorhandene Anlage im Altbau angekoppelt. Dadurch ist eine energetisch günstigere Auslastung der Kesselanlage erreicht, Stillstands- und Auskühlverluste werden reduziert. Im Sanitärbereich wurden wassersparende Selbstschlussventile eingebaut, bei denen Mengen und Laufzeiten einstellbar sind. Die dezentrale Warmwasserversorgung wurde auf die notwendigen Verbrauchsstellen reduziert. Alle Anlagen werden über eine moderne Gebäudeleittechnik geregelt, überwacht und gesteuert. Die Anforderungswerte der EnEV 2007 konnten erheblich unterschritten werden (HT´= 0,19 gegenüber 0,66 kWh/m²a; Qp = 308,4 gegenüber 425,5 kWh/m²a). Auch die Schüler des Gymnasiums Lehrte ließen sich von dem Klimaschutzengagement ihrer Stadt anstecken und ergriffen Initiative. Auf dem Dach des neuen Gebäudes wurde auf 40 m² eine privat betriebene Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 5,3 kWh installiert. Der Betreiber ist eine eigens für dieses Projekt gegründete Schülerfirma „new energy“, die mit fachlicher Unterstützung eines Lehrers und eines Ingenieurbüros die Anlage geplant, finanziert und montiert hat. Auch den Betrieb der Anlage und die gesamte Verwaltung wickeln die Schüler selbst ab. –in63

Energie Spezial | Neubau Mensa Lehrte

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Erdkanal Grundriss Erdkanal Grundriss 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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Bestandsgebäude Neubau Technik-/Lüftungszentrale Gruppenraum Mensasaal Ansaugturm Ansaugstutzen d=1 000 Einstiegsöffnung Steigschacht zur Lüftungszentrale

Erdkanal Schnitt AA Erdkanal, M 1 : 750 Drei durch farbiges Glas getrennte Gruppenspeiseräume werden als Lounges für die Oberstufe und die Lehrer genutzt

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Fotos (4): Roland Halbe, Stuttgart

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Im Hauptspeisessaal gibt es Sitzplätze mit unterschiedlichen Qualitäten: Sitzen an runden Tischen, Sitzen auf einem Podest und, bei den Schülern besonders beliebt, die Barhocker am hohenTresen

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Wandaufbau Mensasaal, M 1 : 20

1 Wandaufbau Mensasaal Holzbeplankung, innenseitig Stahlbeton, 240 mm Kerndämmung Mineralwolle WLG 0,35, 180 mm Fingerspalt 15mm Vormauerwerk 115 mm 2 Fensterprofil Schüco AWS 105 CC.HI Verglasung ISO 3-fach 3 Thermische Trennung 4 WDVS 5 WDVS Dichtband 6 Anputzprofil, umlaufend 7 MW, nicht brennbar

Foto: Mosaik Architekten

MIT LICHT AKZENTE SETZEN

Die Luftansaugung erfolgt über einen im Erdreich verlegten Ansaugkanal, in dem die Luft im Winter „vorgeheizt“ und im Sommer „gekühlt“ wird

Beteiligte Bauherr: Stadt Lehrte Architekt: Mosaik Architekten BDA, Hannover; www.mosaik-architekten.de

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Energieplaner/Fachingenieure Haustechnik: IG Grabe, Hannover; www.grabe-ingenieure.de Tragwerksplanung: Ing.-Büro Hartwig Sellmann, Hannover; www.sellmann.net

Energiekonzept: Gebäudehülle: Dach: 24-30 cm Stahlbetondecke; Dampfsperre; Ø 40 cm Gefälledämmplatten WLG 0,35; 2-lagige Bitumendachabdichtung Außenwand EG: 24 cm Stahlbetonwand; 18 cm Mineralwolle WLG 0,35; Fingerspalt; 11,5 cm Verblendmauerwerk Außenwand OG: 24 cm Stahlbetonwand; 28cm Hartschaumdämmplatten WLG 0,35; 2 cm Putz Fenster: hochwärmegedämmte Aluminiumfenster mit 3-fach Isolierverglasung, Einbautiefe 75 mm, bzw. 105 mm Boden: 12 cm hochdruckfeste EPS-Dämmplatten WLG 0,40; 40 cm Stahlbetonbodenplatte (Erdfallgebiet); 18 cm EPS-Dämmplatten WLG 0,35; 8 cm Estrich; Bodenbelag U-Wert Außenwand = 0,12 W/(m²K), U-Wert Bodenplatte = 0,10 W/(m²K), U-Wert Dach = 0,10 W/(m²K), Uw-Wert Fenster = 0,75 W/(m²K), Ug-Wert Verglasung = 0,55 W/(m²K), Ug-total (mit Sonnenschutz) = 0,70 W/(m²K),Dreifachverglasung mit Lamellen im Scheibenzwischenraum Luftwechselrate n50 = 0,6/h

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Haustechnik: Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, Vorkonditionierung der Luft über Erdkanal

Energiebedarf Primärenergiebedarf: nach EnEV 2007 308,4 kWh/(m²a)

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Jahresheizenergiebedarf: nach EnEV 2007 18,9 kWh/(m²a)

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Julius Cronenberg o.H. Rönkhauser Straße 9 59757 Arnsberg Telefon 0049 (0) 2932-477-600 Fax 0049 (0) 2932-477-119 [email protected] www.mannus.de

Energie Spezial | Architektur

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Lageplan, M 1 : 2 000

Zweite Miete im Visier Solarsiedlung Düsseldorf-Garath Nordwest Auf dem Gelände einer Werkssiedlung aus den 1960er Jahren entsteht derzeit in Düsseldorf eine Wohnsiedlung im Niedrig-Energie-Standard, die mit ihrem Energiekonzept beispielhaft für solaren Städtebau steht. „Die Bereitschaft, etwas für den Klimaschutz und für eine Reduzierung der Energiekosten zu tun, ist deutlich größer geworden“,zu dieser Einschätzung kommt Andreas Gries von NRW der EnergieRegion NRW, der das Projekt „50 Solarsiedlungen in NRW“ betreute, mit dem das Land NRW energieeffizienten Städtebau unterstützt. Auch der Wohnsiedlung Garath Nordwest wurde der Status „Solarsiedlung“ verliehen. Nach dem Abbruch von ehemaligen Werkswohnungen, deren Sanierung wirtschaftlich unrentabel war, suchte die Rheinwohnungsbau GmbH neue städtebauliche Lösungen für das Quartier. Aus dem Architektenwettbewerb gingen zwei Sieger hervor: Druschke und Grosser Architekten, Duisburg für ihr gelungenes städtebauliches Konzept und HGMB Architekten, Düsseldorf für ihre flexiblen Grundrisslösungen. Das daraus entwickelte Siedlungskonzept sieht in jedem Bauabschnitt acht Wohnhäuser vor, die jeweils einen geschützten Innenhof als „Grüne Mitte“ mit Spiel- und Freizeitbereich umschließen. Den EG-Wohnungen erhielten Mietergärten, die Flachdächer sind begrünt und optional für aktivsolaren Energiegewinn nutzbar. Durch die Unterbringung des ruhenden Verkehrs in

Grundriss Erdgeschoss, M 1 : 300

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Identifikation mit der neuen Wohnbebauung wird über die aufgesetzten „Wohnboxen“ erzeugt, die an den vier Stellen im Bauabschnitt positioniert wurden

Tiefgaragen bleibt das Wohngebiet autofrei. Im gerade fertig gestellten ersten Bauabschnitt entstanden 57 Wohnungen, ein Drittel entstand als öffentlich geförderter Wohnungsbau. Die 2-4 Zimmer Wohnungen mit 55 bis 100 m² Fläche lassen einen Wohnungsmix entstehen, der Singles und Familien anspricht. Auch der Standard der Wohnungen wurde gemischt, um ein breit gefächertes Angebot für unterschiedliche Bevölkerungsgruppen vorzuhalten. Die 2-4-geschossigen Gebäude verbinden die unterschiedlichen Traufhöhen der umliegenden Bebauung und nehmen mit ihrer Kleinteiligkeit den Einfamilienhauscharakter der Nachbarschaft auf.Alle Wohnungen haben Balkon, Terrasse oder Garten, Badezimmer und Gäste-WC. 60 % aller Wohnungen sind barrierefrei und altengerecht. Das Energiekonzept wurde von dem Bochumer Ingenieurbüro Wortmann & Scheerer erstellt, das schon bei der Solarsiedlung Medienhafen mit dem Bauherren zusammen gearbeitet hatte. In einem Konzeptvergleich von konventionellem und Niedrig-Energie-Standard konnte überzeugend belegt werden, dass bei maßgeschneiderter Planung ein Energiesparhaus wirtschaftlicher ist - für Investor und für Mieter. Im Energiekonzept wurden verschiedene Versorgungsmöglichkeiten untersucht. Die von der Rheinwohnungsbau GmbH gewählte Variante stellt ein Optimum hinsichtlich der Baukosten und der für die Mieter zu erwartenden Nebenkosten dar. DBZ 7 | 2010

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Die Gebäude wurden als so genannte 3-Liter-Häuser mit einem Wärmedämmstandard realisiert, der einen Heizenergiebedarf von 35 kWh/m²a garantiert. Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung sorgen mit über 80% geringeren Lüftungswärmeverlusten für weitere Energieeinsparungen. Der Warmwasserbedarf wird zu 40 % über Solarthermieanlagen gedeckt, die auf den Flachdächern aufgeständert wurden. Photovoltaikanlagen zur Stromerzeugung mit insgesamt ca. 5 kWp ergänzen das Energiekonzept und senken die Kosten für die Treppenhausbeleuchtung. Jeder Bauabschnitt erhält eine eigene Heizzentrale mit Gasbrennwertheizung. Die Heizvariantenanalyse untersuchte Varianten mit Holzpelletheizung, Fernwärme, Erdgas und Wärmepumpe. Das Ergebnis: Eine zentrale Wärmeversorgung ist trotz erhöhtem Rohrleitungsaufwand günstiger, denn sie sichert eine höhere Flexibilität für den Fall, dass der Energieträger gewechselt werden soll. Die Versorgung mit Solarkollektoren und Solarspeichern erfolgt jedoch dezentral, um kurze Leitungswege vor allem für die Trinkwasserversorgung zu sichern. Im Herbst geht in Nordrhein Westfalen ein neues Projekt an den Start: Mit 100 Klimaschutzsiedlungen in NRW sollen die wärmebedingten CO2-Emissionen in Wohnsiedlungen weiter konsequent reduziert werden. –in67

Energie Spezial | Solarsiedlung Düsseldorf-Garath Nordwest

Individuelle Eingänge schaffen Privatheit und geben den Bewohnern eine „eigene“ Adresse

Die Verschattungsanalyse zeigt, dass nicht alle Häuser einer Solarsiedlung nach Süden ausgerichtet sein müssen

2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

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Abluftanlage

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Zu- u. Abluftan -

Zu- u. Abluftan -

lage mit WRG

lage mit WRG

lage mit WRG

WRG

lage mit WRG

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Annuität (€)/Wohneinheit im Jahr Bruttogewinn für den Vermieter (€) Energiebedingte Kosten für den Mieter (€)

In der Heizkostenanalyse wurden Varianten mit Holzpelletheizung, Fernwärme, Erdgas und Wärmepumpe untersucht

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Detail Attika/Fensteranschluss, M 1 : 20

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Die gläsernen Treppenhäuser sind als Fuge ausgebildet, fördern die Kleinteiligkeit und geben der Siedlung eine Eigenheim ähnliche Struktur

Dach 1 20 cm Stahlbetondecke 2 Dampfsperre, Bitumenbahn mit Alueinlage 3 Gefälledämmung 30 cm, PS WLG 035 4 Kunststoffbahn Attika 5 Verbundblechwinkel 6 Wärmedämmung 6 cm, WLG 035 7 Holzbohle, verstärkt mit Rückverankerung 8 Dachrandabschlussprofil 9 Insektenschutz Wandaufbau 120 cm Stahlbeton 10 WDVS WLG 040 30cm, Dämmputz 15 bis 20 mm 11 Mineralwolledämmung 20 cm, Brandschutz 12 Rolladenkasten 13 Eckschutzschiene 14 dauerelastisches Kompriband

Fotos (4): Jens Kirchner, Düsseldorf

 

Die „Grüne Mitte“ als Zentrum der Wohnanlage lädt zum Verweilen ein und ist gleichzeitig Ort der Kommunikation für Jung und Alt

Foto: Druschke + Grosser Architekten

…ihr Lieblingsplatz

…ihr Lieblingsplatz

Beteiligte Architekt: Druschke + Grosser Architekten BDA, Duisburg (1. BA); www.druschke-grosser.de

Bauherren: Rheinwohnungsbau GmbH

…sein Lieblingsplatz

…ihr Lieblingsplatz

Energieplaner/Fachingenieure Energiekonzept, Bauphysik+Haustechnik: Wortmann und Scheerer, Ingenieurbüro für Wärme- und Energietechnik, Bochum; www.wortmann-scheerer.de

Messungen/Auswertungen (Blowerdoor): ISRW, Institut für Schalltechnik, Raumakustik, Wärmeschutz, Dr.-Ing. Klapdor GmbH

…sein Lieblingsplatz

Energiekonzept Wandaufbau: WDVS mit Dämmputz 1,5 – 2 cm, 20 cm Polystyrol WLG 035, 17,5 cm Mauerwerk, 1,5 cm Innenputz Dachaufbau: 5,0 cm Kies, Kunststoffbahn, 30 cm Gefälledämmung, Bitumenbahn, 20 cm Stahlbeton Bodenaufbau über KG: 75 mm Estrich, Abdeckfolie und Randdämmstreifen, PEFolie als Dampfsperre, 20 cm PS Dämmung WLG 035, 20 cm Stahlbeton

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Gebäudehülle: U-Wert Außenwand = 0,16 W/(m²K), 20 cm Polystyrol WLG 035 U-Wert Bodenplatte (Kellerdecke) = 0,20 W/(m²K), 16 cm Polystyrol WLG 035 U-Wert Dach = 0,11 W/(m²K), 20 cm Polystyrol WLG 035 Uw-Wert Fenster = 1,06 W/(m²K), (im Mittel) Ug-Wert Verglasung = 0,70 W/(m²K), (Treppenhäuser 1,1 W/(m²K)) Luftwechselrate n50 = 1,0 /h

Haustechnik: Heizung und Warmwasserbereitung mittels zentraler Erdgas-Brennwert-Technik, solare Unterstützung der Warmwasserbereitung und der Heizung über Solarkollektoren (dezentral auf jedem Gebäude) mit einem Deckungsgrad von 40% (Wasser), kontrollierte Wohnungslüftung mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung von 80%, Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von insgesamt 5 kWP

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Zertifikate/Preise: Status „Solarsiedlung NRW“

Energiebedarf Primärenergiebedarf: 53,8 kWh/m² a nach EnEV 2007 (im Mittel)

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Jahresheizwärmebedarf: 34 kWh/m² a nach PHPP (im Mittel)

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Energie Spezial | Technik

Die aktive intelligente Fassade Auf der Suche nach der idealen Gebäudehülle Stefan Behnisch, Stuttgart

Im Einzelnen sind dies: – Einsparungen an Bauvolumen, dadurch Einsparung von Gebäudeerrichtungskosten – ergonomisch beleuchtete Büros – Steigerung der Nutzungsqualität – Steigerung der Nutzungsflexibilität der Büroflächen – bessere Lichtqualität bei reduziertem Energieverbrauch – höhere Nutzerfreundlichkeit – verbesserte Wartungsfreundlichkeit, geringere Unterhaltskosten – Konzentration der komplexen Technik auf einige wenige Gewerke. Erreicht wird dies durch neue Technologien und über indirekte Synergieeffekte wie z.B. veränderte Bauweisen, andere Materialien, direktere Konzepte in der Architektur. Das hier vorgestellte Projekt unterscheidet sich durch 70

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eine ganzheitliche Betrachtungsweise (von der Energiegewinnung über die Regelung von haus- und lichttechnischen Funktionen bis hin zu ergonomischen Faktoren) von den bereits bekannten Fassadensystemen mit Energiegewinnung. Darüber hinaus werden die Einflüsse auf andere Gewerke berücksichtigt. Um die gemeinsam gewonnenen Erkenntnisse angemessen auf dem Stand der heutigen technischen Möglichkeiten darstellen zu können, wurden die Firmen Sunways Solartechnik, LTG Raumlufttechnik, Okalux und Büfa Glas um Mitwirkung gebeten.

Foto: Behnisch Architekten

Auf der Light+Building-Fachmesse präsentierte die Firma Zumtobel Lighting ein Fassaden-, Licht- und Energiekonzept, das auf Initiative von Behnisch Architekten entwickelt wurde. Gemeinsam mit Transsolar Energietechnik, Bartenbach Lichtlabor und Zumtobel Lighting wird in Szenarien untersucht, wohin sich die Themen Licht, Strom und Raumklima in unserer gebauten Umwelt zukünftig entwickeln. Daraus werden Konzepte für das zukünftige Planen und Bauen abgeleitet. Neue und intelligent genutzte Technologien sollen dabei so angewendet werden, dass ergonomische Verbesserungen für den Nutzer und ökologische und ökonomische Effekte erzielt werden können.

Fassadenaufbau auf der Light+Building: Fassadenelemente mit Photovoltaikfeldern, Jalousien und Tageslichtumlenkern im Glaszwischenraum. Die Verschattungsflügel sind mit Photovoltaik belegt

Wandel in der Architektur Aktuelle Zeitströmungen und Inhalte verändern die Architektur im Technischen und Formalen. Die Verantwortung für unsere Umwelt veranlasst Planer, Architekten, Ingenieure und Bauherren dazu, sich mit neuen Denkweisen auseinander zu setzen. So beeinflusst das Thema „Nachhaltigkeit“ seit geraumer Zeit die Art und Weise, wie wir Architektur entwickeln, wie wir bauen. Es werden weniger unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen und weniger Gewerke nötig sein. Dafür werden die verbleibenden komplexer, ausgefeilter, und müssen Aufgaben anderer Gewerke mit übernehmen. So wird die abgehängte Decke als architektonisches Element mehr und mehr durch die Tatsache verdrängt, dass die klimatischen Vorteile des Rohbaus (Beton, unter Umständen auch Holzbau) Bedeutung gewinnen. So bleibt die Rohdecke als strukturelles Element sichtbar und wird zur Raumklimatisierung genutzt (die so genannte Bauteilaktivierung). Hierzu werden Register in die Decken eingelegt, durch die zur Heizung und Kühlung Wasser gepumpt wird. Eine abgehängte Decke ist nicht mehr möglich, aber falls akustisch erforderlich, können einzelne Segel oder Felder abgehängt werden. Konsequenzen für die Raumbeleuchtung Dies hat zur Folge, dass die bisherigen Beleuchtungskonzepte überarbeitet werden müssen. Einbauelemente und das Verlegen von Kabeln in den Decken müssen entweder weit voraus geplant werden, so dass diese im Rohbau berücksichtigt werden können,

Quelle: Behnisch Architekten

Fassadenlayout, Fassadenelemente und Verteilung der verschiedenen Photovoltaik-Typen

oder der Trend geht zu einer Beleuchtung unabhängig von der Geschossdecke: Wand- und Stehleuchten, Tasklights mit Raumlichtfunktion und Beleuchtung in der Fassade. Ähnlich verhält es sich auch im Bereich der Böden. In der Vergangenheit wurden aufgeständerte Böden zur künstlichen Be- und Entlüftung und für aufwändige Installationen genutzt. Nun versucht man, darauf weitgehend zu verzichten, um die Bauteilaktivierung zu optimieren. Neue Technologien wie „wireless LAN“ machen den Verzicht auf umfangreiche Kabelschächte/-kanäle und somit aufgeständerte Böden möglich. Zukünftig kann man Kabel einbetonieren oder Bewehrungsstahl für die Stromleitung verwenden. Durch Funk- und Piezosteuerung in der Haustechnik kann mehr und mehr auf kabelgebundene Lösungen verzichtet werden. Lediglich bei Quelllüftung macht Hohlraumboden noch Sinn. Insgesamt werden die Gebäude leichter, schlanker und weniger voluminös.

Mehr Aufgaben für die Fassade Den komplexen Gewerken kommt in der Entwicklung von technischen Lösungen für die Architektur, wie einer Fassade, eine immer größere Bedeutung zu. Die weniger komplexen Gewerke werden noch einfacher und die komplexen intelligenten Gewerke werden noch komplexer, noch intelligenter. Viele Elemente, wie Steuerung, Sonnenschutz usw., waren in der Vergangenheit schon in die Fassaden integriert. In der Zukunft werden weitere Funktionen dazukommen. So beinhaltet die ideale Fassade nicht nur Sonnenschutz, Solarpaneele zur Energiegewinnung, UmDBZ 7 | 2010

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lenkelemente im oberen Fassadenbereich zur Tageslichtoptimierung und öffenbare Elemente zu Lüftung, sondern auch Beleuchtungselemente für die Grundbeleuchtung bei Nacht sowie Wärmetauscher und Elemente der mechanischen Be- und Entlüftung. Durch die Entwicklung neuer Leuchtmittel wie OLED und LED lassen sich Leuchten in so geringer Dimension realisieren, dass diese in den Glasscheiben direkt in den Fenstern untergebracht werden können. Die dezentrale Technik in der Fassade führt zu geringeren Energiekosten, auch weil die Anlagentechnik nur bei Bedarf in Betrieb ist. Energiegewinnung auf der Fassade Bei den auf der Messe gezeigten Elementen handelt es sich um simulierte Ost-, West- und Südfassaden, die über künstliche Sonnen „solar“ aktiviert werden. Die Messefassade ist zur Energiegewinnung zu ca. 50 % mit PVModulen belegt, den so genannten Design Cells von Sunways. In den Durchsichtbereichen wurden teilweise transparente Zellen verwendet, um den Sichtbezug nach außen zu erhalten. Die ebenfalls mit Photovoltaik belegten Verschattungselemente vor der Fensterfront verändern je nach Sonnenstand ihre Neigung. In zahlreichen Ausführungen, Farben und Transparenzgraden erhältliche monokristalline und Dünnschicht-DesignSolarzellen ermöglichen die Fassadenoptimierung für verschiedene Standorte.

Amortisation der Musterfassade Der Energiebedarf für alle in dem 20 m² großen Büroraum zusammengefassten techni-

schen Einheiten (Licht, PC, Lüftungstechnik und Klimatisierung (Kälte/Heizung)) liegt bei 510 kWh, der größte Einzelposten entfällt mit ca. 200 kWh auf die Beleuchtung. Berechnungen der Firma Sunways belegen, dass sich die Mehrkosten für die gezeigte Fassade am angenommenen Standort in Süddeutschland nach ca. 8,5 Jahren amortisieren. Der zugrunde gelegte jährliche Verbrauch für Kunstlicht wird durch die PV-Elemente zu mehr als 200 % abgedeckt. Eine Optimierung kann durch die Wahl von effizienteren dunklen PV-Zellen oder Standort optimierten Elementen und ergänzenden PVFlächen auf dem Dach erzielt werden.

Tageslichtoptimierung Im oberen Drittel ist die Fassade im Scheibenzwischenraum mit dem Lichtumlenksystem Okasolar W bestückt, das eine effizientere Tageslichtnutzung gewährleistet, auch wenn der Sonnenschutz geschlossen ist. Es wird in den tieferen Raumbereichen durch flache LED-Deckenleuchten unterstützt, die sich der Lichtintensität der Außenwelt anpassen. Wird die Lichtausbeute durch Bewölkung geringer, reagiert die Deckenbeleuchtung im hinteren Raum- oder Flurbereich entsprechend. Das Lichtverhältnis Innen zu Außen soll konstant gehalten werden, möglichst 1:1, möglichst direkt. Die Blendung durch den Kontrast zwischen hellen Fensterflächen und dunklen tieferen Raumzonen wird so verhindert oder zumindest verringert. Tageslicht ist im Gegensatz zu Kunstlicht durch Veränderung gekennzeichnet: Tagesund Jahreszeit sowie Wetter beeinflussen un71

Systemdarstellung mit den funktionalen und energetischen Zusammenhängen; mehr Aufgaben für die Fassade: Fassadenelemente mit Photovoltaikfeldern, Jalousien und Tageslichtumlenkern im Glaszwischenraum

ser natürliches Licht. Durch die direkte Koppelung der künstlichen Beleuchtung in den Raumtiefen und im Flurbereich mit der Photovoltaik in der Fassade wird lebendiges Licht überall im Gebäude erlebbar.Nachts, wenn Kunstlicht zugeschaltet werden muss, geht die Grundbeleuchtung von der Fassade aus. Tags wie nachts werden fast gleiche Lichtverhältnisse hergestellt, weil schon in den Übergangszeiten langsam Licht zugemischt wird. Die vier unteren Lamellen der Sonnenschutzjalousie wurden linear mit LEDs belegt, deren Licht über die Unterseite der Lamellen in den Innenraum reflektiert. Die Lichtquellen sind nicht direkt einsehbar und blenden daher nicht. Um die Vorschriften zur Beleuchtungsstärke zu erfüllen, ergänzt ein Tasklight die indirekte Beleuchtung. Für die Messe wurde dazu von Behnisch Architekten der Entwurf einer Tischleuchte mit OLED realisiert. Jalousien im Glaszwischenraum und ein Verschattungsrollo sorgen für Blend- und Erwärmungsschutz bei Sonneneinfall. In zwei Fassadenelementen wurden Büfa-Zwischenglasjalousien eingebaut, die Verschattung kann auch über das teiltransparente Foliensystem Okaflex Iso Fol reguliert werden.

Klimatisierung Auch die Elemente der Klimatisierung, das heißt Wärmetauscher, Umluftheizer und Umluftkühler, können direkt im Brüstungsbereich der Fassaden eingebaut werden. Aufwändige Installationen in den Gebäuden erübrigen sich dadurch, weil die Räume direkt aus der Fassade versorgt werden. Über die Photovoltaik können die Klimatisierungselemente direkt mit Strom betrieben werden. Überschüssiger Strom wird ins Netz gespeist. Das Medium Wasser liefert Wärme- und Käl72

Quelle: Zumtobel

Quelle: Behnisch Architekten

Energie Spezial | Auf der Suche nach der idealen Gebäudehülle

Raumlichtkonzept: Büroflächen werden großflächig mit einer mittleren Beleuchtungsstärke von 300 Lux durch in die Fassade integrierte Leuchten und eine Flächenleuchte in der Raumtiefe beleuchtet

teenergie über Bauteilaktivierung, Lüftungskanäle und Schächte entfallen. So wird ein großes Bauvolumen, aber auch der energetisch aufwändige Transport der Luft im Bauwerk überflüssig. Da es noch keine Fassadenklimatisierungsgeräte gibt, die dem auf der Messe gezeigten Fassadenmaß entsprechen, wurde hier ein angepasster „Dummy“ gezeigt. Jedoch ist es realistisch, Geräte in dieser Dimension umzusetzen.

Gleichstrom/Steuerung So, wie sich aus energetischen Gründen innerhalb eines Gebäudes verschiedene Klimazonen mit unterschiedlichen Temperaturen durchsetzen werden, wird Strom schon in naher Zukunft in den verschiedenen Gebäudebereichen in einem zusätzlichen Niederspannung-Gleichstromnetz anliegen. Bürogeräte, Klima- und Gebäudesteuerung werden bereits mit Gleichstrom betrieben. Bisher werden praktisch alle Abnehmer in einem Bürooder Wohnhaus über Transformatoren versorgt. Geplant ist, alle Niedrigvolt-Gleichstrom-Geräte, genau wie in Zukunft auch die Beleuchtung, über ein solches Netz zu versorgen, in das der durch die PV-Elemente gewonnene Strom eingespeist wird. Mit der eingesetzten Zumtobel Ciria-Steuereinheit lassen sich sämtliche Raumfunktionen komfortabel von einem einzigen Gerät aus steuern: Licht, Sonnenschutz, Luftmenge und Temperatur. Dies reduziert die Zahl der Bedienungsfehler, wie sie bei unabhängig voneinander arbeitenden Einheiten auftreten könnten. Durch die Kopplung an einen Tageslichtsensor passt sich das System an die Lichtverhältnisse des Standortes an. Abschließende Betrachtung Das auf der Messe als „Concept car“ präsen-

tierte Modell wird derzeit von den Beteiligten auf mögliche Produktansätze und Effizienzsteigerungen untersucht, um sie in die Serie überführen zu können. Bei den OLED wird eine Weiterentwicklung hinsichtlich Lichtleistung und Preis analog zur Entwicklungsgeschichte der LED erwartet. Ebenso kann mit Leistungssteigerungen bei den PV-Elementen gerechnet werden.Von enormer Bedeutung bei der Ausarbeitung des Energiekonzeptes ist die enge Zusammenarbeit der Planungsbeteiligten und des Bauherren. Die Zusammenführung der Gewerke in der Fassade bedarf eines Umdenkens der Ingenieure und aller am Planungs- und Realisierungsprozess Beteiligten. Natürlich hat dies auch Einfluss auf die Leistungsbilder der Planer und damit auch auf die vertraglichen Vereinbarungen.

Autor Stefan Behnisch, Dipl.Ing. Arch., Hon. FAIA, studierte Philosophie und Volkswirtschaft in München sowie Architektur an der Universität Karlsruhe. Nach dem Diplom 1987 Mitarbeit bei Behnisch & Partner in Stuttgart, 1989 Gründung eines Zweigbüros, das 1991 unabhängig wurde und als Behnisch Architekten firmiert. Weitere Bürogründungen folgen in Los Angeles (1999), Boston (2007) und München (2008). Stefan Behnisch lehrte u.a. in Stuttgart, Portsmouth (GB) und Austin TX/USA. Er ist Gastprofessor an der Yale School of Architecture in New Haven, an der University of Pennsylvania in Philadelphia, sowie an der School of Architecture der University of Virginia in Charlottsville. 2007 wurde er mit dem „Global Award for Sustainable Architecture“ ausgezeichnet. Informationen: www.behnisch.com

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