Gute Energien im Plattenbau

Sanierungsprojekt
Energetische Sanierung der Kita ,,Lindenpark"
Gute Energien im Plattenbau
Die Grundsanierung einer dreigeschossigen Kindertagesstätte in Plattenbauweise
wäre an sich schon technisch anspruchsvoll. I m vorliegenden Fall musste die
Sanierung aber zusätzlich bei laufendem
Betrieb durchgeführt werden - eine Herausforderung der besonderen A r t !
,
,
Ein beigesteiltes Containerdorf als Ausweichquartier im benachbarten Lindenpark ermöglichte jeweils das Freiziehen
von einem der vier Türme mit jeweils
sechs Gruppen. Für den geplanten Realisierungszeitraum von November 2011 bis
Juli 2012 wurden fünf einzelne Bauabschnitte für die Maßnahme vorgesehen.
Eine detaillierte Umzugsplanung sah alle
sechs Wochen einen Raumwechsel vor.
Verbunden war diese Ablaufplanung mit
einer strikten Organisation der Baustelle. (1) Ansicht Bestandsgebäude
Bestand
Sanierung Turm I I I
Sanierung Turm II
Sanierung Turm I
Sanierung Turm
IV
Neubelegung
(2) Umzugs- und Freizugspianung
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EnEV im Bestand
07/13
www enew-im-bestand.de
Sanierungsprojekt
Die beteiligten Firmen waren deshalb immer wieder gezwungen, auch außerhalb
der normalen Arbeitszeiten zu arbeiten.
Die 300 Kinder, ihre Eltern und die 40 Mitarbeiterinnen erfuhren über die Unannehmlichkeiten einer Baustelle hinaus
auch eine spannende Umbauphase ihrer
Kindertagesstätte.
Bauvorschriften und musste vollständig
erneuert werden. Hier waren noch überwiegend diealten DDR-Aluminiumleitungen verbaut,
lage eines mit dem Betreiber abgestimmten Nutzungskonzepts für eine integrative
Kindertagesstätte inklusive Hortgruppen
nach den aktuellen Richtlinien für den Betrieb einer solchen Einrichtung umgebaut.
Auch die Heizungs- und Sanitärtechnik Die Fassade war in der Ursprungskonmusste komplett ausgetauscht werden. struktion bis auf die Kerndämmung der
Die Sanitärräume wurden auf der Grund- Fassadenplatten ungedämmt.
Der Bestand - "WBS 70"
Bei der Kita Lindenpark handelt es sich
um ein dreigeschossiges Typengebäude
der Serie WBS70 AR 6.3 t. Das Gebäude
wurde 1986 gebaut und als ,,Kombination
Kinderkrippe und Kindergarten, KIKO" bezeichnet. in der Hansestadt Rostock selbst
sind ca. 20 Gebäude dieses Typenentwurfs
realisiert worden. Der Ursprung des Entwurfs geht auf den Beschluss der 5. Baukonferenz des Zentralkomitees der SED
und des Ministerrats der DDR zurück.
Ab 1970 sollte ein "Einheitssystem Bau"
entwickelt werden. Die Grundlage bildete
eine 1969 von Wilfried Stallknecht und
Achim Feiz im Auftrag des Ministeriums
erstellte Studie für eine rationellere Massenfertigung von Bauelementen. Die
Wohnbauserie 70 (WBS 70) wurde das am
weitesten verbreitete Plattenbausystem
in der DDR. Alle Bauteile basieren auf einem horizontalen wie vertikalen Raster
von 1,20 m. Neben Wohnhäusern wurden
auch Kindertagesstätten im WBS-70-System gebaut.
Die Kita Lindenpark liegt im Innenstadtbereich von Rostock am Rande des Lindenparks. Das Gebäude hat drei Vollgeschosse, einen Kriechkeller und das übliche
Drempelgeschoss. Der Bau gliedert sich in
vier Türme. die durch einen fünften Turm
(Mittelbereich) miteinander verbunden
sind-die Bauten dieses Typ werden daher
auch als "Kleeblattgebäude" bezeichnet
(4).
Der Zustand im Inneren des Gebäudes
stellte sich zu Sanierungsbeginn sehr inhomogen dar. Bei zahlreichen Modernisierungen, Umbauten und Teilsanierungen war das ursprüngliche Gebäude in
den letzten zwei Jahrzehnten verändert
worden. Die Haustechnik - insbesondere
die elektrischen Anlagen - entsprach
nicht mehr den aktuellen technischen
w w w . e n e v - i m - b e s t a n d .de
(3) Gebäudeschnitt (ohne Maßstab)
(4) Grundriss (ohne Maßstab)
EnEVim Bestand 07/13
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Sanierungsprojekt
I
Das Gebäude hat mit einem Wert von
0,461/m ein durchschnittliches Verhäitnis der
Grundfläche zur Außenwandfläche. Positiv
wirkte sich bei der Planung und Realisierung
aus, dass die Fassadenfläche auch in einzelnen Bauabschnitten wirtschaftlich und ohne
Sonderdetails mit einem Dämrnsystem verkleidet werden konnte.
In mehrstufigen Wirtschaftlichkeitsberechnungen konntendie Dämmwerte der Fassade,
der Dachfläche und des Kellers sowie die
U-Werte der Fenster präzise auf ein thermisches Maximum und ein wirtschaftliches
Optimum eingestellt werden. Für die Beheizung des Gebäudes wird weiterhin die anliegende Fernwärme genutzt, die über eine
Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Primärenergiefakor von 0,256 von den Stadtwerken
zur Verfügung gestellt wird.
15) Detailansicht der Bestaiidsfassade
(6)Detailausschnitt eines bestehenden
Fensters
Die Fenster stammten überwiegend aus
dem Baujahr 1986. Wärmebrücken spielten
in der damaligen Konstruktionsweise noch
keine nennenswerte Rolle (5,6).
Energiekonzept
Gemeinsam mit dem Bauherrn-dem kommunalen Eigenbetrieb für die Bewirtschaftung von Immobilien der Hansestadt Rostock - wurde festgelegt, dass die Planung
die Mindestanforderungen für eine energetische Sanierung im Bestand unterschreiten sollte. Als Zielwert wurden die Neubauanforderungen der EnEV (2007) vereinbart.
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EnEV im Bestand 07/13
Eine kontrollierte Be- und Entlüftung des
Gebäudes wurde dem Bauherrn dringend
empfohlen, um die Lufthygiene zu verbessern
und um die hohe Feuchtigkeitsbelastung in
den Sanitärbereichen abzuführen. Außerdem
stellt die hohe CO2-Belastung der Raumluft
nach heutigen Erkenntnissen in Kindertagesstätten ein großes Problem dar. Die zulässigen Grenzwerte werden in vielen Bestandseinrichtungen ohne Lüftungsanlage bereits
kurze Zeit nach Betriebsbeginn überschritten.
Folgende Maßnahmen wurden in der
EnEV-Berechnung berücksichtigt, um
den Energieverbrauch zu senken:
IErneuerung der Fenster,
U, = 1.0 W/m2K,
Drei-Scheiben-Verglasung
Därnmungder Fassade,
16 cm Mineralwolle WLG 040
IDämmung
Kellerdecke.
12 cm Mineralwolle WLG 040
IDämmung Dach,
18 cm EPS WLG 035,
Wechsel von einer Kaltdachzu einer Warmdachkonstruktion
iEinbau einer neuen
Fernwärmestation
inklusive Dämrnung der Verteilerleitungen
Verringerung der Vorlauftemperaturen auf Niedertemperaturniveau
Erneuerung der Beleuchtung auf
Energiesparleuchten
Ergebnis der EnEV-Berechnung: EnEV
Neubau (Stand 2007) minus 40 %!
Die Ausstattung mit einer Wärmerückgewinnung erwirtschaftet durch Einsparungen bei
den Heizkosten eine Amortisation der notwendigen lnvestitionskosten nach wenigen
Jahren. Vorgeschlagen wurde -da in anderen
Projekten bereits erfolgreich umgesetzt-eine
Lüftung mit dezentralen Einzellüftern. Diese
realisieren über einen Wärmetauscher aus
Keramik und eine permanent wechselnde
Frisch- und Abluftströmung eine bis zu
90%ige Wärmerückgewinnung. Eine zentrale
Lüftungsanlage stand aufgrund der fehlenden (8)Unterer Abschluss des WärmedämmInstallationsräume für die Kanäle außer Frage. verbundsystems
nach der Sanierung
139,8 kWh/m2a
vor der Sanierung
222,8 kWh/m2a
0
Neubau
EnEV
237,9 kWh/m2a
nEV modernisierter Altbau
333,l kWh/m2a
(7) Primärenergiewerte vor und nach der Sanierung
Sanierungsprojekt
Plattenbau vs. Neubau
Die Umsetzung des Ziels der Nachhaltigkeit setzt sich aus vielen Einzelkriterien zusammen. Neben den energetischen Aspekten betriffi dies in erster Linie auch die
Frage. inwieweit sich ein Gebäude an veränderte Nutzungsanforderungen anpassen lässt, denn:
Nichts ist ressourcenschonender als der
Verzicht auf einen Neubau.
(9) Detailschnitt Fensterlüfter mit WRG
Betrachtungszeitraum 40 Jahre. Energiepreissteigerung 0 %, Barwertzins 0 %
Beim vorliegenden Projekt reduzierte
sich die Analyse auf wieder verwendbare
Bauteile auf die eigentliche RohbauPlattenkonstruktion. Alle anderen Ausbaumaterialien und die technischen Anlagen aus dem Jahr 1986 hatten ihr
technisches Nutzungsende erreicht
bzw. waren nicht mehr für den Betrieb
einer Kita zugelassen. Es blieben also der
Plattenrohbau m i t seinen bekannten
Schwachstellen wie die ungenügenden
Aufbauhöhen auf den Geschossdecken,
die ungenügende Schallentkopplung der
Treppenhäuser, die schadstoffbelasteten
Materialien in den Sandwichplatten der
Fassade und die fehlende Möglichkeit einer Unterputzinstallation in den tragenden Wänden.
Im ersten Planungsschritt wurde die
Funktionalität der Einrichtung überprüft
und an die heutigen Vorgaben angepasst. Neue räumliche Anforderungen
im Raumbedarf einer Kindertagesstätte
konnten hier durch die aktuelle Reduzierung des Betreuungsschlüssels (Vorgaben im Bereich der Kinderbetreuung
oder Sozialarbeit) kompensiert werden.
Es entstanden neue Qualitäten durch
kleine Modifikationen an der GrundStruktur. wie z. B. der Ausweitung des
Foyers und eine klare Wegeführung
durch Wandöffnungen. Die tragende
Struktur blieb in den wesentlichen Teilen unverändert.
(10) Lebenszykluskosten von unterschiedlichen Fensterkonstruktionen
www.enev-im-bestand.de
Alle neuen Bauteile wurden über eine
Lebenszyklusbetrachtung bewertet, und
somit die Investition und der Unterhalt
über eine Nutzungszeit von z. B. 40 Jahren
dargestellt. Am Beispiel der Fenster lässt
sich diese Analyse verdeutlichen.
EnEV im Bestand 07/13
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Sanierungsprojekt
Abbruch
Barrierefreiheit
Fuge ausmörteln
Die Anforderungen an ein öffentliches
Gebäude sind in der DIN 18040-1 bzw. i n
der Musterbauordnung
50 Absatz 2
geregelt.
Stahlblockzarge
Kanten gerundet
Türblatt Vollspan
... "Bauliche Anlagen, die öffentlich zugänglich sind, müssen i n den dem allgemeinen Besucherverkehr dienenden
Teilen von Menschen m i t Behinderungen, alten Menschen und Personen m i t
Kleinkindern barrierefrei erreicht und
ohne fremde Hilfe zweckentsprechend
genutzt werden können." ....
Danach steht es außer Frage, dass bei
einer dreigeschossigen Kindertagesstätte in einer derart zentralen Lage in
der Stadt m i t einem hohen Anteil an
Fußgängern die Barrierefreiheit konsequent berücksichtigt werden muss. Oft
ist diese Forderung in der Sanierung
nicht - oder nur m i t hohem Aufwand umsetzbar.
Das Erdgeschoss des Bestandsgebäudes
ist ca. 0.5 m über das Gelände angehoben. Alle Gebäudeeineänee wurden daher m i t rollstuhlgerechten Podesten und
Rampen versehen. Im Bereich des Haupteingangs wurde dabei ein separater Unterstellraum für Kinderwagen integriert.
An der Stelle des bestehenden Lastenaufzugs wurde ein Personenaufzug eingebaut. Die Schachtwände aus Mauerwerk und das Einschneiden der
Deckenöffnungen ließen sich verhältnismäßig unkompliziert i m und am Bestandsgebäude integrieren.
(11) Detail Türleibung
ven Ausbildungder Wandplatten aufwändige statische Maßnahmen nach sich
gezogen, die in keinem Preis-LeistungsVerhältnis zueinander stehen. Möglich
war jedoch eine Vergrößerung der Türöffnungen um 30 m m durch das Abschneiden der schrägen Türleibung (bedingt
durch die wieder verwendbare Betonschalung). Die Lösung lag dann in einer Stahlblockzarge im Sonderformat mit einer
lichten Durchgangsbreitevon 90 cm (11).
Zusammenfassend Iässt sich somit konstatieren, dass sich der Typenbau Kindertagesstätte m i t einem - i m Vergleich
zum Neubau - geringen Mehraufwand
barrierefrei umbauen Iässt.
Die Sanitärbereiche i m Typenbau sind so
geräumig, dass es bei der Planung keine
Schwierigkeiten machte, die Anford
rungen der DIN 18040 umzusetzen.
,
Schwierig wird es bei Plattenbauten dieses
Typs, die Innentüren auf ein lichtes Durchgangsmaß von 90 cm anzupassen. Die
Rohbauoffnungen im Bestand betrugen
87 cm. Eine Standard-Umfassungszarge
hätte dieses Maß zusätzlich um mindestens 4 cm verkleinert. Ein Aufsägen auf das
für entsprechende Türen übliche Normmaß von 1.01 m hätte bei der konstrukti-
(12) Gruppenraum Akustikdecke
Schallschutz & Raumakustik
Der Stahlbetonrohbau in Plattenbauweise
berücksichtigt nicht ausreichend die notwendigen Aufbauhohen für eine Trittschalldämmung auf den Geschossdecken. die den
heutigen technischen Vorschriften entspricht. Die Unzulänglichkeiten des Schallschutzes sind in einer Kita jedoch in der
Wahrnehmung weniger gravierend, da die
Tagesabläufe der einzelnen Gruppen synchronisiert ablaufen. Die Ruhe- und Aktionszeiten sind bei allen Gruppen sehr ähnlich.
sodass Beschwerden über mangelnden Trittschallschutz in der Praxis selten sind. In der
Zielstellung für die Planung war daher ein
Erreichen der unteren Grenzwerte gefordert.
Sanierungsprojekt
(11)
Auch für die Kinder war die Sanierung spannend
Um die Treppenhäuser nicht komplett in
Frage zu stellen, war eine Erhöhung des
Fußbodenaufbaus nicht möglich. M i t Bodenbelägen, die trittschalldämmende
Eigenschaften haben (z. B. Linoleum m i t
einer Korkment-Lage) konnte der Trittschall in der Entstehung reduziert werden. Weitere akustische Maßnahmen
zur Verringerung der Nachhallzeit in den
Gruppen- und Mehrzweckräumen waren
jedoch zwingend erforderlich. Ein erster
rechnerischer Nachweis des Akustikers
über die Raumgeometrie führte zu einem sehr hohen Ergebnis für die benötigte Absorberfläche. Durch eine Überprüfung mittels einer Bestandsmessung
im voll möblierten Zustand konnte die
Anforderung noch deutlich reduziert
werden. Der Nachweis der geforderten
Schallschutzwerte konnte dabei bei einer 50%igen Belegung der Deckenfläche
erbracht werden. Zum Einsatz kamen
hier farbige Holzwolle-Leichtbauplatten
-gerne auch als „Sauerkrautplatten" bezeichnet - auf einer Unterkonstruktion
aus Holzlatten.
Realisierung
I
Die Realisierung der Baumaßnahme erfolgte
in zwei grundlegenden Abschnitten. Im ersten Bauabschnitt wurde die thermische Hülle
(Fassade, Fenster, Dach, Kellerdecke) energetisch saniert. In einem zweiten Abschnitt erfolgte die Grundinstandsetzung der technischen Anlagen und somit aller Innenräume.
Die Definition dieser beiden Abschnitte war
dabei weniger der technischen Logik des
Bauablaufs als der Bereitstellung der Finanz.
mittel geschuldet. Bei typengleichen
Gebäuden zeigt die Erfahrung, dass beide
Bauabschnitte (Fassade und Ausbau) unproblematisch in einem Zug realisiert werden
können. In Abhängigkeit von den Belegungszahlen der Kita sind bei einer Sanierung ohne
Freizug der Einrichtung mind. drei bis fünf
Bauabschnitte notwendig. Dies ist in manchen Einrichtungen durch eine temporär höhere Belegungsdichte in den Gruppenräumen möglich. Die Kita Lindenpark hat eine
so hohe Belegungsdichte, dass ein Containerdorf bereitgestellt werden musste, um je- (14) Grundriss "Containerdorf"
weils einen Turm a 100 Kinder umzuziehen.
(ohne Maßstab)
.
Sanierungsprojekt
Der Teufel steckt im Detail
U m die hoch gesteckten Ziele (EnEV
Neubaustandard - 40 %) zu erreichen,
war viel Detailarbeit notwendig. Die Kit a hat z. B. einen hohen Fensteranteil.
Es reicht jedoch nicht, "nur" neue Fenst e r m i t guten U-Werten einzubauen.
Die Ausbildung des Fensteranschlusses
und der Leibung ist ebenfalls von besonders großer Bedeutung. Detaillierte
bauphysikalische Berechnungen zeigten, dass eine Dämmung der Leibung
zwingend notwendig war, u m lineare
Wärmebrücken zu vermeiden. Die Fensterleibungen in den industriell hergestellten Betonwänden waren fertigungsbedingt schräg ausgebildet.
sodass eine Leibungsdämmung kompliziert herzustellen gewesen wäre oder
den Fensterrahmen zu weit überdeckt
hätte. Um das Öffnungsmaß - insbesondere von Fenstern i n unterbelichteten Bereichen, wie z. B. den Garderobenräumen - nicht noch weiter zu
verkleinern, wurden die schrägen Leibungen gerade geschnitten. Die Ausführungsqualität der Fensterabdichtungen an den Rohbau wurde durch
einen Blower-Door-Test überprüft.
10mm P ü t z t r ä g e r p l a t t e
Ober
(+
8
Der außenliegende Sonnenschutz wurde i n das Dämmsystem integriert, und
der Sturzbereich wurde m i t einer extrudierten Dämmung m i t einer WLG von
025 belegt. Damit wurden auch hier
Wärmebrücken vermieden.
.-
Innen und
I
auf
OK
innen
I
(15) Detailschnitt Fassade/Sonnenschutz (ohne Maßstab)
Zusammenfassung
Der schlechte Ruf der Plattenbauten
nicht auf alle Gebäudetypen projiziert werden. Die Grundrisse des Typs WBS70 AR6.3 t
-der sogenannten Kleeblatt-Kita - können
mitwirtschafilichvertretbarem Aufwandan
heutige funktionale Anforderungen von Kindertagesstätten angepasst werden. Sowohl
die Anforderungen an die Barrierefreiheit
wie auch die Anforderungen der aktuellen
EnEV können durch gute Planung erfüllt
oder sogar unterschritten werden. Das Beispiel der Kita Lindenpark beweist, dass dies
sogar bei laufendem Betrieb möglich ist.
Durch den Verzicht auf einen Ersatzneubau wurden ca. 3.300 t CO2 eingespart.
Das entspricht etwa dem Speichervolumen von 330 ha Waid.
Architekt:
matrix architektur gmbh.
www.matrix-architektur.de
,Energieberatung:
Ingenieurbüro Henrik Ewers.
www.ibe-luebeck.de
,BauPhase 1. BA .:
2010 bis November 2010
,Bauphase
2. BA
November 2011 bis Dezember 2012
Baukosten netto: 660 Euro/m2 BGF
, Bruttorauminhalt BRI: 10.380
,
m³
Nettogrundfläche NGF: 2.317 m ²
Projektdaten
(16) Einbau der neuen Fenster inklusive
Dämmung der Rahmen
Energiestandard:
EnEV 2007 Neubaustandard - 4 0 %
Auftraggeber:
Kommunaler Eigenbetrieb
der Hansestadt Rostock
Jahresheizwärmebedarf
vor Sanierung: 211 kWh/m²a
Betreiber:
DRK Kreisverband Rostock
Jahresheizwärmebedarf
nach Sanierung: 113 kWh/m²a
www.enev-im-bestand.de
Sanierungsprojekt
-(17) Die Kita Lindenparknach der Sanierung
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Rostock. Sein Spezialgebiet i s t nachhaltiges und energieeffizientes Bauen.
Claus Sesselmann,
Dipl.-lng. (FH) BDA
ist Geschäftsführer von
matrix architektur in Rostock. Wertbeständige Gebäudekonzepte unter Einsatz von ökologischen
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Anlagensystemen zu entwickeln ist Schwerpunkt seines Aufgabengebiets.
-
Kontakt unter:
matrix architektur gmbh
architekten BDA
ludwigstrarse 17
18055 rostock
fon +49 (0)381-444 3590
fax +49 (0)381-4443595
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