Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere
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5 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 1 Architektur- und Ingenieurbüro • Planen & Bauen GmbH • Das Architektur- und Ingenieurbüro wurde im Jahr 1997 gegründet • Unter einem Dach vereinte Kompetenz von Architekten, Ingenieuren und Fachplanern: 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH – – – – – – – sämtliche Architektenleistungen bis zur Bauleitung Tragwerksplanung / Statik Kostenoptimierte Brandschutzgutachten Kostenoptimierte Energieberatung Dokumentation von Gebäudeschäden Bauphysikalische Untersuchungen und Nachweise Sicherheits- und Gesundheitskoordination (SiGeKo) Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 2 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Kühlung virtueller Welten Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung ? 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 3 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Genehmigung Passive Kühlung mit Luft in der Natur – Konzepte aus der Bionik Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Nutzung des Windes Staudruckfänger im Tierreich Zusammenfassung Larve der Köcherfliege stachellose Biene „Sichtbare Luft“ Abguss des Gangsystems eines Termitenhügels Wespe Rauchfangmuschel 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 4 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Termitenhügel Die afrikanische Termite ist selbst nicht in der Lage, ihre Körpertemperatur zu kontrollieren; sollte diese sich verändern, stirbt die Termite. Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Das Nest ist von den äußeren Wänden getrennt und steht auf Stützen. Tagsüber sind die äußeren Wände heißer als die inneren. Warme Luft difundiert durch die porösen Wände und frische, kühlere Luft wird aus dem „Keller“ aufgesogen. In der Nacht sind die inneren Wände wärmer als die äußeren: die Zirkulationsrichtung ändert sich. Quelle: Sol Power, S.u.S.Behling 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 5 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Entwicklung der Kühlung in der Architektur • Integration in die Gebäudestruktur: kühlende Höfe Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Temperaturunterschied zwischen Erdgeschoss und Dach bis zu 20°C möglich Zusammenfassung Quelle: Sol Power, S.u.S.Behling 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 6 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Entwicklung der Kühlung in der Architektur • Integration in die Gebäudestruktur: Windtürme Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Quelle: Sol Power, S.u.S.Behling 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Traditionelle Windtürme (Badgir) in der iranischen Wüstenstadt Yazd. Diese dienten zur Kühlung des Wasservorrats Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 7 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Genehmigung Entwicklung der Kühlung in der Architektur – Chancen integrativer Konzepte Grundrisslayout Schnittlayout Bahnhof Stuttgart 21 Typologie Zusammenfassung Azerbaijan CarbonNeutral Zira Island 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 8 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • derzeitige Entwicklung Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Additive, haustechnische Systeme, die auf die Architektur aufgesetzt werden: integrativer Gedanke verloren 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 9 Architektur und Klimatisierung Natur Architektur • Trennung von Bauwerk und haustechnischer Komponente • Die Einheit von Gebäude und Kühlungskonzept geht verloren • Haustechnische Komponenten werden als „Aufsätze“ gehandhabt, ohne sich mit dem Gebäude zu verbinden • Konflikte zwischen dem Gebäude als Gehäuse und den technischen Modulen und Installationen Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 10 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Vorgaben aus dem Baugenehmigungsverfahren • • städtebauliche Präsenz des Gebäudes bauplanungsrechtlichen und bauordnungsrechtlichen Randbedingungen Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 11 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Randbedingungen / Umweltverträglichkeit • • • Städtebauliche und gestalterische Aspekte Schall / Erschütterungen Veränderung des Kleinklimas Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 12 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Städtebauliche und gestalterische Aspekte • • Das Dach als die 5. Fassade Dachlandschaften • Unterschiedliche Gewichtung … • • • in Gewerbe- und Industriegebieten auf der „Grünen Wiese“ im Stadtgebiet im Kontext mit gewachsenen Strukturen Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 13 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Schall- / Erschütterungsimmissionen Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Quelle: ABAG-itm, 2004 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 14 Genehmigungsverfahren Natur Zuständige Behörden Architektur Genehmigung Grundrisslayout • Schnittlayout Typologie Zusammenfassung • • • 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH für die meisten immissionsschutzrechtlichen Genehmigungen und die Überwachung sind die Umweltämter der Stadt- und Landkreise zuständig. Die Regierungspräsidien sind für die Genehmigung und Überwachung großtechnischen Anlagen (z. B. Chemiewerke, Müllverbrennung) zuständig. das Umweltministerium als oberste Immissionsschutzbehörde, die Regierungspräsidien als höhere Immissionsschutzbehörden, die unteren Verwaltungsbehörden im Landratsamt oder der Stadtverwaltung der Stadtkreise als untere Immissionsschutzbehörden Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 15 Genehmigungsverfahren Natur Architektur Genehmigung Grundrisslayout Bei Genehmigungsverfahren werden die zu erwartenden Immissionen über eine Ausbreitungsrechnung aus den voraussichtlichen Emissionswerten der zu genehmigenden Anlage berechnet. Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Die Immissionen können sich direkt auf die Gesundheit des Menschen und die Umwelt auswirken. Um diesen schädlichen Auswirkungen vorzubeugen, müssen - im Sinne der Schadensbegrenzung - Immissionen möglichst gering gehalten werden. Vorsorgegedanken: Emission auf das jeweils aktuelle technisch machbare Mindestmaß zu begrenzen. Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 16 Genehmigungsverfahren Natur Architektur Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Gehen auf einem weichen Teppich 15-20 dB Leises Blätterrauschen 25 dB Flüstern 30 dB Üblicher Hintergrundschall im Haus 30 - 40 dB Ventilatoren Kopierern und Computern 40 - 50dB ----------- Rückkühler ------------------------------------------------------Normale Sprachlautstärke 60 dB Vorbeifahrender PKW 70 dB Rasenmäher 80 dB Mittlerer Straßenverkehr 85 dB ----------- Rückkühler ------------------------------------------------------Schwerlastverkehr 95 dB Diskothek, Presslufthammer, Kreissäge,Rock-/Popkonzert 110-115 dB Startender Düsenjet 125 dB Schmerzgrenze – Gehörschädigung auch bei kurzzeitiger Einwirkung möglich über 130 dB Genehmigungsverfahren Natur Architektur Städtebauliche und gestalterische Aspekte Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie • • Fassadengestaltung Einhausung der Dachgeräte Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 18 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Einhausung von Dachaufbauten Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Quelle: Dachlandschaft Konferenzzentrum Darmstadtium Künstlerin Helga Franke „Der Block“ 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Gitterroste vermindern jedoch Luftdurchsatz Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 19 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Einhausung von Dachaufbauten Genehmigung Grundrisslayout Materialien Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 20 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Einhausung von Dachaufbauten Genehmigung Grundrisslayout Materialien Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 21 Genehmigungsverfahren Natur Architektur • Verwendung der Materialien Genehmigung Grundrisslayout Beispiele Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 22 Grundrisslayout Natur Architektur • Beispiel Bestand Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 23 Grundrisslayout Natur Architektur • Beispiel Erweiterungsbau Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 24 Grundrisslayout Natur Architektur • Flächenorganisation 1 Genehmigung Grundrisslayout Umluftkühler in der RZ‐Fläche Schnittlayout Typologie Zusammenfassung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 25 Grundrisslayout Natur Architektur • Flächenorganisation 2 Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Freie Cage Aufteilung Umluftkühler in separat zugänglichen Servicegängen Zusammenfassung modularen Ausbau 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 26 Grundrisslayout Natur Architektur • Verdichtung Serverräume • weniger Platz für die Abführung der gleichen Leistung Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung tun Verdich nten e n o p ‐Kom g der IT wassergekühlte Racks 60 m² Kaltgang 160 m² Bestand 500 m² Quelle: Hochschule Luzern Abteilung Gebäudetechnik 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 27 Schnittlayout Natur Architektur • Konstruktion 1 Genehmigung Rückkühler ohne Abstimmung auf statisches System verteilt Grundrisslayout Schnittlayout Typologie große Anzahl von Dachdurchdringungen Zusammenfassung Kühlmittelrohre im RZ Verwirbelung durch Unterzüge Umluftkühler in der RZ‐Fläche Wärmenester durch Kabelkonzentration 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Wärmenester durch Stütz‐ konstruktionen Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 28 Schnittlayout Natur Architektur • Konstruktion 2 Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Kühlmittelrohre außerhalb RZ wasserdichte Decke unterzugsfreie Deckenkonstruktion Freie Cage‐Aufteilung Wanne Luftführung über freie Doppelböden Ausreichende Höhe des Doppelbodens 80‐100cm 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme separat zugängliche Servicegänge 29 Schnittlayout Natur Architektur • Einhausung + Module • anlagentechnische Lösungen Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Provisorium Seitliche Klimatisierungsmodule Kaltgangeinhausung (Doppelboden erf.) Warmgangeinhausung 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 30 Typologie Natur Architektur • Beispiele: Rechenzentren • • „Lagerhalle“ „Verwaltungsbau" Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung Photovoltaik‐ fassade ! Quelle: Siemens‐Rechenzentrum (Bild: Architekt DI Thomas Kutschera ZT GmbH.) 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 31 Typologie Natur Architektur • Beispiele: Rechenzentren • • „Black Box“ "Rechnerwürfel" Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung ! Quelle: Rechenzentrum der Swisscom IT Services 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Quelle: Leibniz‐Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 32 Typologie Natur Architektur • Beispiele: Rechenzentrum Planen & Bauen Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung ! 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 33 Typologie Natur Architektur • „Rechenzentrum der Zukunft“ • Integration der Kühlung in die Architektur Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung ! 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Der "green iTower" Beitrag des Architekten Hans Günther Coppenrath. Ausgehend davon, dass Kühlung das Kernproblem von Rechenzentren ist und das dort gleichzeitig relativ wenige Menschen arbeiten, entwickelte er ein visionäres Gebäudekonzept mit dem Namen "green iTower." Dabei ist das Gebäude so konstruiert, das ein konstanter Luftstrom um den Turm geführt wird, in dem sich die Server‐Racks befinden. Dieser Strom sorgt für die benötigte Kühlung und das meist ohne Zuführung weiterer Energie. Für dieses Konzept wurde der NODE Sonderpreis "Visionäre Rechenzentrums‐Architektur" 2007 vergeben. "NODE Nachwuchspreis für nachhaltige Technik und Architektur in Rechenzentren" Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 34 Zusammenfassung Natur Architektur Genehmigung Grundrisslayout Schnittlayout Typologie Zusammenfassung ! 09.07.2009 Planen & Bauen GmbH Bauliche Voraussetzungen für effiziente und sichere Klimatisierungssysteme 35 Planen & Bauen GmbH Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontaktdaten Planen & Bauen GmbH Architektur‐ und Ingenieurbüro Rodensteinstraße 13 64625 Bensheim > Telefon +49 6251 – 856 77 ‐ 0 Telefax +49 6251 – 856 77 ‐ 11 eMail: info@planen‐bauen.eu www.planen‐bauen.eu
