Ressource Driven Design
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Driven Design SoSe 2010 . MASTER . Ressource msa | münster school of architecture Sustainable Building Design Studio Department Baukonstruktion Prof. i.V. Hans Drexler Sustainable Building Design Studio SoSe 2010 . MASTER Ressource Driven Design msa | münster school of architecture . Sustainable Building Design Studio Department Baukonstruktion Prof. i.V. Hans Drexler . Layout & Gestaltung: Martha Hristova & Klaus Dömer Ressource Driven Design SoSe 2010 . MASTER EINLEITUNG 8-9 Ressource Driven Design . Aufgabenstellung STUDENTISCHE ARBEITEN Anja Rademarker BIOBUNKER Friederike Mumme & Anja Rosen AEGIDII - QUARTIER Eduard Bossert & Nadeem Bajwa GREEN BULL Kasia Kalicka & Friederike Ix & Anna Sumik WOHNEN AUF DEM HÖRSAAL Katja Metzner &Jessica Hennemann THERAPIE CENTER Lars Schnelting & Christian Brandner STUDENTENWOHNHEIM Alex Schemojtel DER UNTERIRDISCHE KINDERGARTEN Ebru Incekulak & Luma Danho STEP BY STEP Ramona Kirchel & Vanda Vaculovicová RESOURCE DRIVEN DESIGN Frauke Dornhöfer & Sandra Schwien STUDENTENWOHNHEIM 12 - 25 24 - 33 34 - 39 40 - 45 46 - 51 52 - 57 58 - 63 64 - 69 74 - 75 76 - 81 Ressource Driven Design AUFGABENSTELLUNG RESOURCE DRIVEN DESIGN SoSe 2010 Gebäude sind offene Systeme: Sie konsumieren Rohstoffe und Energie und emittieren Schadstoffe und Müll. Eine nachhaltige Architektur strebt ein Gleichgewicht an: Stoffe und Energie werden nur in dem Maße verbraucht, in dem sie nachwachsen und produziert werden. Um diesem Ziel näher zu kommen, wird eine zunehmende Autarkie von Gebäuden untersucht: Architektur, die wie Raumschiffe oder Inseln weitgehend unabhängig sind von externen Inputs, die nicht nur konsumieren, sondern auch produzieren: Energie, Wasser, vielleicht auch Rohstoffe und Nahrung. Gebäude und Städte nachhaltig zu errichten und zu betreiben, ist die Zukunftsaufgabe der Architektur im 21. Jhrdt. Nachhaltigkeit ist nicht nur ökologisches oder technisches Problem, sondern auch eine soziale und kulturelle Strategie. Gestalterische Qualität von Architektur, die Eignung der Gebäude für ihre Nutzung aber auch die Bedeutung, die Räume für soziale und kulturelle Prozesse haben, bestimmen die Nachhaltigkeit eines Entwurfs. 6 Im Sustainable Building Design Studio werden Methoden und Strategien erarbeitet, Mit denen Aspekte des nach- haltigen Bauens in den Entwurfs- und Planungsprozess integriert werden können. Methoden umfassen: Energie-effizientes Bauen, Standort-Analysen, Analyse von Stoff- und Energieströme, nachhaltige Baukonstruktion. Systemgrenze INPUT OUTPUT CO 2 Energie Abfall Rohstoffe Abw asse d Baulan Performance: - Wohnraum - Raumwärme - Belichtung Ko ka mm tio un n i- r Ressource Driven Design STUNDENTISCHE ARBEITEN Biobunker Anja Rademaker Sose 2010 10 SITUATION . Der leer stehende Bunker an der Lazarettstraße soll durch Adaption seiner Grundfläche in ein vertikales Gewächshaus mit Bioladen und Küche im Bestand, sowie einem Restaurant im neuen Teil umfunktioniert werden. Die Idee setzt sich mit der Thesis ansteigender Weltbevölkerung auseinander. „Ein Gebäude mit 30 Stockwerken könnte rund 50.000 Menschen mit Gemüse, Obst, Eiern und Fisch versorgen, so schätzt man. Dadurch dass die Nahrungsmittel so nahe beim Verbraucher produziert werden, könnten nicht nur teure Transportkosten gespart, sondern auch Luftverschmutzungen reduziert werden. Durch die kontrollierte Umwelt in den so genannten Vertical Farms könnten größere Erträge erzielt werden bei geringerem Verbrauch von Pestiziden und Wachstumsmitteln. Schnellwachsende Pflanzen wie Salat und Kräuter und empfindliche Gewächse wie Tomaten und Beeren würden in den Treibhäusern gut gedeihen. Damit ließen sich das teure Lagern und Kühltransporte vermeiden und es gäbe weniger Ausschuss. Herkömmliche Agrarwirtschaft braucht trotz HightechAusrüstung viel Platz für die Tiere und den Anbau von Getreide, Obst und Gemüse. Laut aktuellen Berechnungen werden bis zum Jahr 2050 für die Ernährung der Weltbevölkerung mehr als eine Milliarde Hektar zusätzliches Ackerland benötigt...“ Als Energielieferant wird eine Biogasanlage eingesetzt, die sich an den Bioabfällen der Stadt, quasi als nachwachsende Recource, bedient. Somit schließt sich der Energiekreislauf wieder. IDEE . Als Kontrast zu den Bereichen im massiven Bestand stellt sich das Resaurant dar. Als unterstes aufgesetztes Geschoss erhält es die gleiche Hülle des Gewächshauses. PolycarbonatStegplatten mit Nanogel gefüllt. Diese bilden die erste Haut dieses Geschosses und sind aufklappbar, ähnlich einem Garagentor. Die zweite Haut, 3Scheiben Isolierverglasung als Schiebetüren ausgeführt, bildet die wärmedämmende Hülle. Der Zwischenraum wird dekorativ mit Topfpflanzen befüllt. Klappt man nun alles auf, schiebt die Scheiben weg, erhält der Gast einen völlig offenen Raum, mit Aussicht auf die Stadt. Im Bestand werden teilweise Wände eingerissen und Deckendurchbrüche erstellt um den Besucher des Bioladens im Erdgeschoss einen Einblick in den darüberliegenden Geschossen zu gewähren, neugierig zu machen. Eyecatcher (über die komplette Seite) 11 ße s t ra 4 Laz a r e tt B5 S te inf u r t er S tr aß e ssgraben H e er B5 4 Ne ut o r destr aß e BEDARFSWERTE WASSERVERBRAUCH | BEISPIEL TOMATEN STROM 90.532 kWh/a < 179.754 kWh/a WAERME 97.247 kWh/a < 128.970 kWh/a WASSER 63.750 l/a < 297.000l/a ACKERLAND 510 l/m² MONAT BIOGAS 1m³ BIOGAS ergeben: 2,3 kWh STROM | 1,5 kWh/a WAERME GEWAECHSHAUS GESCHLOSSEN 2,5 l/m² MONAT BIOABFALL: 60m³ GAS/t ERTRAG 0,15 t/m³ GEWICHT ERTRAG BIOGASANLAGE FERMENTER | 215m³ FASSUNGSVERMOEGEN 215m³ : 0,15 t/m³ = 1.433t BIOMASSE/a 1.433t x 60m³/t = 85.980m³ BIOGAS 85.980m³ x 1,5 kWh = 128.970 kWh/a 85.980m³ x 2,3 kWh = 179.754 kWh/a 14 GEWAECHSHAUS | natürliche Lüftung 30,5 l/m² MONAT VERBRAUCH 2.125m² x 2,5l/m² x 12 = 63.750 l/a NIEDERSCHLAG | durchschnittlich 700 l/m²a x 425m² = 297.000l/a LEBENSMITTEL STADT BIOMUELL GEWAECHSHAUS GAERRESTE | CO2 DUENGUNG BIOGASANLAGE KAELTE STROM BHKW ABSORBATIONSKAELTEMASCHIENE ABWAERME Bild o.ä. (hochkant) 15 E N E R G I E K R E I S L A U F Der anfallende Biomüll aus der Stadt wird im Fermenter der Biogasanlage zur Produktion von Biogas genutzt. Dieses wird nach der Bereinigung in der Gasaufbereitungsanlage vom BHKW zu Strom und Abwärme umgewandelt und stellt die Versorgung des Gebäudes sicher. Als Nebenprodukt entsteht CO2. Es wird als CO2 Düngung für die Pflanzen im Gewächshaus verwendet, was ihr Heranwachsen deutlich beschleunigt. Da es sich um ein geschlossenes Gewächshaus handelt, und nicht durch natürliche Lüftung gekült werden kann, wird die anfallende Abwärme im Sommer durch eine Absorbationskältemaschiene in Kühlenergie umgewandelt. 16 W A S S E R W I E D E R A U F B E R E I T U N G Niederschlagswasser wird in Speicherbecken, die sich versteckt unter der Terasse befinden, gesammelt und zur Beregnung der Pflanzen herangezogen. Im Gewächshaus entstehendes Kondensat wird innerhalb der Kühldecken aufgefangen und kann nun als Trinkwasser weiterverwendet werden. Aus diesem Grund müssen die Fenster geschlossen sein. Auf diese Weise ist eine geschlossenes Gewächshaus um ein vielfaches sparsamer als ein gewöhnliches oder gar ein Acker. 17 TRINKWASSERSPEICHER GAERRESTE 215m3 BIOLADEN REGENWASSERSPEICHER 150 m3 GASAUFBEREITUNG BHKW FERMENTER LUFTRAUM FOERDERANLAGE ABSORBTIONSKAELTEMASCHIENE VORLAGER 215qbm FERMENTER 215m3 GEMUESEFAHRSTUHL PERSONAL KELLERGESCHOSS ERDGESCHOSS FISCHBECKEN RESTAURANT GEWAECHSHAUS WEINLAGER SPUELE BIERLAGER KUEHLRAUME KUECHE FISCHVERARBEITUNG PERSONAL 1.OBERGESCHOSS TOILETTEN FASSADENSCHNITT DACHAUFBAU Abdichtungsbahn, 2-Lagig Gefälledämmung, 3% Wärmedämmung, 20cm Dampfsperre Trapezblech Offene Metallkühldecke mit Abtropfbahn, 20cm BODENAUFBAU 3.OBERGESCHOSS Fertig-Estrichplatten, 5cm Trittschalldämmung, 3cm Trapezblech, 7cm StahlträgerWärmedämmung, 15cm Abgehangene Decke WANDAUFBAU RESTAURANT 3-Fach Stegplatte Polycarbonat Rahmen, Aluminium, eloxiert Halöterung: Aluminiumrohr Schiebefenster: 3Scheiben-Isolierverglasung WANDAUFBAU KUECHE Sandsteinkranz, Verblender 24cm Beton, bewährt, 100cm Gipskartonplatten, 2,5cm BODENAUFBAU ERDGESCHOSS Estrich, lasiert Heizestrich, 7cm Folie Wärmedämmung, 15cm 22 23 Aegidii-Quartier Friederike Mumme & Anja Rosen Sose 2010 Baulücken im Stadtzentrum zu füllen, ist einer der ersten Grundsätze für nachhaltige Architektur. Gegenüber dem Aegidii-Center in Münster existiert eine solche Lücke, die heute als Parkplatz genutzt wird. Mit unserem Entwurf schließen wir an die bestehende Brandwand der Nachbarbebauung an und geben der Aegidiistraße ihre benötigte Ruhe und gerichtete Straßenflucht zurück. Hinter unserem Baukörper bildet sich einen grüner Platz, der mit der St. Aegidiikirche und ihrem Sandsteingiebel als Blickfang abschließt. Im Erdgeschoss des 4-geschossigen Baukörpers befindet sich ein Restaurant, welches das Gebäude für die Öffentlichkeit zugänglich macht und auf diese Weise den städtischen Raum belebt. Passanten, die die Abkürzung durch den Weg Aegidiikirchplatz an der Kirche entlang in den Stadtkern nehmen, werden an dem grünen Platz eingeladen, innezuhalten und einzukehren. In den oberen Geschossen bietet der Baukörper Platz für 18 Wohneinheiten mit durchschnittlich 55 m² innerstädtischen Wohnens mit Blick in eine neugebildete grüne Oase mitten in der Stadt. Climaskin Das Gebäude hat eine besondere Hülle, die sowohl durch die Gestaltung für den Ort prägend ist, aber auch technisch höchst intelligent genutzt wird. Eine in Rahmen gespannte ETFE-Folie nimmt die Wettereinflüsse und die Windlasten auf. Dahinter, im so gebildeten Fassadenzwischenraum liegt gut geschützt eine ganz leichte, drehbare Lamellenkonstruktion, auf der Pho24 tovoltaikzellen aufgebracht sind. Der Fassadenraum dient als Pufferzone der Nutzung von passiver Solarstrahlung und der effzienten Belüftung. Durch den natürlichen Kamineffekt kann im Sommer durch Lüftungselemente am unteren und oberen Rand der ETFE-Fassade der Fassadenraum gekühlt werden. Um den Nutzern den größtmöglichen Komfort zu geben, gibt es zwei Systeme von Fenstern, Sommer- und Winterfenster: Die Sommerfenster durchstoßen die Fassade aus ETFE-Folie und lassen den direkten Blick nach draußen schweifen. Die zum grünen Hof Richtung Süd-Ost ausgerichteten Loggien und die zur Straße Richtung Westen ausgerichteten, bodentief verglasten, französischen Balkone bieten einerseits den Bewohnern trotz der zweiten Hülle, die man sonst nur von Bürogebäuden kennt, das für das Wohnen nötige Gefühl von Freiheit und sorgen andererseits für eine zweiseitige natürliche Sommer-Belüftung. Die Winterfenster sind kleinere, ebenfalls bodentief verglaste Öffnungen, die sich in den Fassadenzwischenraum öffnen lassen, um die dort erwärmte Luft zu nutzen und in die Wohnräume zu lassen. Zusätzlich lässt diese Vielzahl von schmalen Winterfenstern viel Licht in die Wohnungen und ermöglicht auch einen fast transparenten Blick nach außen. Der gleichmäßige Rhythmus der durchstoßenden Sommerfenster- und Loggien in der bewegten Folien-Fassade gibt diesem Gebäude seine besondere Wirkung. Der große Vorteil der ETFE-Folien-Fassade gegenüber einer Glaskonstruktion ist ihre Leichtigkeit, die so auch eine leichtere Gesamtkonstruktion des Gebäudetragwerks ermöglicht. Energiekonzept Strom durch PV Wärme Strom Blockheizkraftwerk Regenwassernutzung geringer Wasserbedarf Vakuumtoiletten Wärme Grauwasser Biogasanlage Gasaufbereitung Schwarzwasser Gasfackel Nichtabbaubare Abfälle Strom Bioabfälle vergorenes Substrat Hauptfermenter Steuerung Hygenisierung Lager Sudangrasanbau Versickerung Biologische Reinigung Düngung Recycling Tragkonstruktion Das in sechs etwa gleich großen Wohnungen pro Geschoss unterteilte Gebäude hat zwei Achsraster, die sich aus der NordWest- und der Süd-Ost -Fassade herleiten. Zur Sonnenseite der Hofansicht hat ein Achsraster von 5,50 m, um den Wohnräumen größtmöglichen Raum zu geben. Auf der Nord-West-Seite gliedern Schlafräume und die Treppenhäuser die Fassade auf ein Achsraster von 3,70 m. Die auf dem Achsraster angeordneten Scheiben aus einer Holzrahmenkonstruktion sowie die ebenfalls in Holzrahmenbauweise errichteten Außenwände tragen die Geschossdecken, welche in Holz-Beton-Verbundkonstruktion ausgeführt werden, um die Vorteile einer leichten Holzkonstruktion mit den Vorteilen einer massiveren Decke zu kombinieren. Das Erdgeschoss ist weitgehend frei von trennenden Wänden und ermöglicht so eine flexible Nutzung. Die Lasten werden vorwiegend in Stützen abgetragen; die Wandscheiben der Treppenhäuser und der kurzen Seitenwände übernehmen die Aussteifung. Der hohe Anteil nachwachsender Rohstoffe in der Konstruktion trägt neben der Energieautarkie während der Nutzungsphase zu einer positiven Ökobilanz des Gebäudes bei. 26 Energieautarkie Doch das Herzstück dieses Entwurfs liegt in seinem Inneren, denn es funktioniert durch eine ausgeklügelte Bilanz von Energiebedarf und –erzeugung, Energie-autark. Die Ausführung des Gebäudes im Passivhausstandard in Kombination mit der zweiten Gebäudehülle minimieren einerseits den Bedarf, andererseits wird dieses Minimum durch die Nutzung erneuerbarer Energien selbst erzeugt. 70% seiner Wärmeenergie und 50% seines Elektroenergiebedarfs produziert das Gebäude mit einer Miniatur-Biogasanlage. Diese wird mit den Bioabfällen und dem Schwarzwasser der Nutzer und zusätzlich mit dem im Hof angepflanzten Sudangras gefüllt. Das in der Anlage erzeugte Biogas wird in einem Mini-Blockheizkraftwerk zu Heizund Stromenergie umgewandelt. Zur Deckung des übrigen Energiebedarfs liegen hinter der Fassade aus ETFE-Folie Photovoltaik-Dünnschichtmodule auf drehbaren Lamellen. Der Warmwasser-Energiebedarf wird durch eine Röhrenkollektor-Anlage auf dem Flachdach gedeckt. Die durch passive Solarstrahlung aufgewärmte Luft aus dem Fassadenzwischenraum kann sowohl direkt über die Winterfenster als auch über Wärmetauscher und komprimierte Lüftungsanlagen zusammen mit der Abluftwärme aus dem Restaurant für die Gebäudelüftung genutzt werden. 27 Realisierbarkeit Der ressourcenorientierte Entwurf kombiniert bewährte Konstruktionen und Techniken mit innovativen Lösungen. So wird hier erstmalig eine Membranhülle im Geschosswohnungsbau angewandt. Die leichte Konstruktion ist dabei im Vergleich zu einer zweiten Hülle aus Glas relativ kostengünstig. Die Herstellungskosten gleichen sich im Laufe des Lebenszyklus über eingesparte Energiekosten aus. Durch ausschließliche Zugbelastung des Werkstoffs kann die Membran mit minimaler Materialstärke sich selbst und äußere Lasten tragen. In dieser Effizienz liegt das große Potential der Einsparung von Ressourcen, das durch die Modularisierung der Rahmenverspannung zu wirtschaftlichen Konditionen zugänglich wird. Durch die Anordnung der Photovoltaik-Elemente hinter der schützenden Hülle kann auch deren Konstruktion leicht und kostengünstig, ähnlich wie ein Lamellenvorhang, ausgeführt werden. Durch die Kombination der direkten Nutzung von Solarstrom über Photovoltaik mit der in der Biomasse gespeicherten Solarenergie ist eine ganzjährige autarke Energieversorgung des Gebäudes möglich. Lag 28 Fassadenaufbau Winter Sommer unten: durch die Folienhaut stoßendes Sommerfenster/Loggia oben: Winterfenster hinter der Folienhaut zur Belichtung Winterfenster geöffnet aufgewärmte Luft aus Fassadenraum kann einströmen Sommerfenster geschlossen Sommer- und Winterfenster geschlossen Fassadenraum zur Auskühlung belüftet A Foyer Foyer Fahrradabstellplätze Restaurant 134 Plätze A 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 Hebebühne 3, 70 3,70 3, 70 Erdgeschoss Grundriss EG 1:100 Abst. 4,67 5 B C B C 5, 50 5, 50 5, 50 5, 50 4, 67 1. Obergeschoss Grundriss 1.+3. OG 1:100 29 30 Detailschnitt M 1:10 Dachaufbau: Solarthermie-Röhrenkollektoren 2 mm Kunststoff-Abdichtung 330 mm Gefälledämmung 300 mm Holzstapel-Beton-Verbunddecke Wandaufbau: 0,5 mm ETFE-Folie gespannt auf Rahmen 500 mm Fassadenzwischenraum mit PV-Dünnschichtmodulen auf drehbaren, sonnenstandsgeführten Lamellen 15 mm Lehmputz 120 mm Holzweichfaser- Dämmplatte 160/100 Holzrahmenkonstruktion, Zwischendämmung Holzweichfaser-Dämmplatte 20mm Holzwerkstoffplatte 20mm Lehmbauplatte 5mm Lehmfeinputz Deckenaufbau: 20 mm Parkett 60 mm Estrich 40 mm Dämmung 280 mm Holzstapel-Beton-Verbunddecke 600 mm abgehangene Decke als Installationsebene Detailschnitt 31 32 33 green bull (das algenhaus) eduard bossert & nadeem bajwa sose 2010 Einkaufen Apotheke Einkaufen Fachärzte Schwimmen / Fitness / Wellness Gesundheitszentrum der titel „green bull“ beschreibt die stark hervorgehobene präsenz der gewählten ressource. die äußere erscheinung ist bewusst dominant durch die nutzung von algen als ressource geprägt. im bauwesen ist die alge als energieressource weitgehend unerforscht. in den vergangenen jahren sind zunehmend pilotprojekte ins leben gerufen worden. oberstes ziel der forschungseinrichtungen ist die maximale ausbeute und wiederverwertung der alge. 34 35 die ressourcen...energiemix algen geothermie chinaschilf 1200m2 algenfläche 300 m2 chinaschilf 8 x geothermiesonden 36 // städtebaulich städtebau... die dreiteilung des gebäudes entsteht durch eine besondere, städtebauliche situation. durch die verlängerung der fluchten entsteht eine gebäudeform, wie sie sich an diesem standort optimal entfaltet. die standortanalyse hatte zum ergebnis, dass an diesem standort (gesundheitsviertel) eine erweiterung vorhandener praxen und gesundheitseinrichtungen durchaus vorstellbar ist. eg_therme 1. og_wohngeschoss 37 wohntyp_townhouse 38 8 1 4 7 2 10 3 9 6 rechnungsbeispiel rwe-anlage in niederaussem: schlauchdurchmesser: schlauchlŠ nge (gefŸ llt): 0,20 m 1,20 m *2 masse: 3,14 * r2 = 314,10 m2 314,10 m2 * 2,4 m = 4520 m3 abzŸ glich der verjŸ ngung der schlŠ uche ergibt: ca. 400 l/m3 400l erzeugen somit ca. 0,001t trockenmasse das entspricht einem energiegehalt von 0,16 kW/h/a die rwe-ag produziert mit Ihrer algen-anlage in niederau§ em auf 1000m2 ca. 10t/a trockenmasse 1m2 erzeugt somit ca. 0,001t trockenmasse dies entspricht ca. einem energiegehalt von 0,16kWh/a 39 WOHNEN auf dem Hörsaal Kasia Kaliczka, Friederike Ix, Anna Sumik Sose 2010 Mit der jährlichen Versiegelung von Flächen durch Gebäude und Verkehrsflächen greift der Mensch zunehmend in die Natur ein. Gerade in der heutigen Zeit ist nicht nur der Einsatz ressourcenschonender Energien von Relevanz. Die Auseinandersetzung mit der Wahl des Grundstücks beziehungsweise des Bauplatzes sollte zunehmend in den Fokus der Planer rücken. Bevor wir also weitere Flächen bebauen und dadurch versiegeln, sollten wir uns einmal umschauen. Gibt es nicht genug Baulücken und Flächen innerhalb der Stadt, die Platz für die Errichtung neuer Gebäude? Schon bestehende Gebäude, die Potential für eine Aufstockung oder Umbauten bieten, sind dabei ebenso in Erwägung zu ziehen. Bei einer Grundstückssafari in Münster haben wir nach genau diesem Grundstück gesucht. Schnell ist uns ein Hörsaalgebäude der Universität Münster ins Auge gefallen. Vor allem die Lage und Kubatur des Bestandsgebäudes hat unser Interesse geweckt. Eine Bewertung in Bezug auf Umfeld, Energie, Wasser, Grundstück, Landverbrauch und Bausubstanz hat weiter eine gute Wahl des Bauplatzes bestätigt. Der mit Waschbetonplatten verkleidete 70er Jahre Bau befindet sich direkt gegenüber des Fürstbischöflichen Schlosses Münster und in unmittelbarer Nähe zum Stadtzentrum. Die gestaffelten Gebäudeteile, die optisch durch einen Umlauf getrennt sind, beherbergen die Hörsäle H1 bis H4 der WWU. Mit den recht geringen Höhen von 5,50m und knappen 9m ducken sich die Gebäude zusätzlich in eine vom Straßenniveau aus gesehene 1,2m tiefer liegende Hof- und Eingangsebene. Die völlige Abwesenheit von Fensterflächen in dem niedrigeren und zur Straße gelegenen Gebäudeteils bietet weitere Vorteile für eine Aufstockung. Die unmittelbare Nähe zu diversen Universitätseinrichtungen, sowie der Bibliothek und natürlich einiger Hörsäle und das Vorhaben neuen Wohnraum zu schaffen, haben unsere Entscheidung ein Studentenwohnheim zu entwerfen bestärkt. So entstand ein Neubau, mit insgesamt 47 Einzel und Doppelzimmern, aufgestockt auf dem Bestandsgebäude, mit dem Ziel den Heizwärme- und Strombedarf weitestgehend zu decken. Vor allem die Integration von PV Modulen in die Gebäudehülle war ein wesentliches Thema des Entwurfs. Das Gebäudekonzept. Der L-förmige Riegel schafft eine Verbindung der beiden bestehenden Gebäudeteile. Zusammen erzeugen die Gebäude ein schlüssiges Erscheinungsbild und gliedern sich in die Umgebung ein. Der Eingang zu dem Wohnheim ist über eine auffällig grün gestaltete Rampe gesichert. Das Herzstück des Gebäudes ist das großzügig gestaltete „Treppenhaus“, das Platz für Aufenthalt und Freizeit bietet. Der Gedanke war es den Studenten nicht nur Platz für Gemeinschaft zu bieten, sondern diesen Raum als grundriss eg 42 grundriss 2 og grundriss 1 og sozialen Treffpunkt ins Innere des Geschehens zu positionieren. Ankommende Bewohner oder auch Besucher sehen beim Betreten des Hauses sofort wer sich im Gemeinschaftstreppenhaus aufhält. Diese kommunikative Wechselwirkung wirkt der zunehmenden Anonymität des Alltags entgegen. Als weiteres nach außen hin sichtbares Element durchstoßen grüne Boxen die Fassade. Sie rahmen den Blick zum Schloss und bieten zusätzlichen Platz für gemütliches Verweilen. Von dem Treppenraum abgehend, führen luftig gestaltete Laubengänge zu den Zimmern. Die über die gesamte Gebäudehöhe vertikal verlaufenden Holzlamellen bilden dabei die optische Abgrenzung zur Straße. Je nach Blickwinkel erscheint dem Betrachter eine eher geschlossene, beziehungsweise offene Fassade. Die Strukturierung der Zimmer weist eine klare Linie, sowohl in den Einzel- als auch in den Doppelappartements auf. Die minimalistische Möblierung bietet einen hohen Grad an Flexibilität. Eine zentrale „Wohnwand“ gliedert das Zimmer und gibt Raum für einen Schrank, Sitzmöglichkeiten, Abstellflächen und die Küche. Ebenso befinden sich die Bäder innerhalb dieser Zone. Das Gründach des höheren Bestandsgebäudes kann von den Bewohnern als Garten genutzt werden. Das Energiekonzept. Das Gebäude ist als Holzrahmenbau konstruiert. Weitere Bauteile wurden ebenfalls auf Grund einer guten ökologischen Bilanz ausgewählt. So wurden Materialien wie Lehmbauplatten und Flachsdämmung verbaut. Die effiziente Nutzung der Energie ist bei einem nachhaltigen Konzept von großer Bedeutung. Der Wärmebedarf für die Trinkwassererwärmung und die Heizungsunterstützung wird durch eine auf dem Dach installierte Solarthermieanlage gedeckt. Auf Grund der niedrigen Vorlauftemperaturen wird im gesamten Studentenwohnheim für die Wärmeverteilung eine Fußbodenheizung verlegt. Für eine optimierte Wärmeausnutzung und einen kontrollierten Luftaustausch haben wir eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung geplant. Eine signifikante Relevanz in unserem Entwurf hat die Integration von Photovoltaikzellen. Die Holzlamellen an den West-, Ostund Südfassaden sind jeweils mit PV-Elementen bestückt und soweit möglich zur Sonne ausgerichtet. Weitere PV-Elemente Fassade: PV-Zellen auf den Lamellen. Lamellen 30° gedreht, zur Sonne gerichtet. Fläche: 358 m² spezifische Leistung: 7 m²/ kW peak Globalstrahlung Münster: 1000 kWa/ kWp Dach: PV Anlage Fläche: 110 m² (für das Studentenwohnheim) 100 m² (für das Bestandsgebäude) spezifische Leistung: 7 m²/ kW peak Globalstrahlung Münster: 1000 kWa/ kWp sind an den verbreiterten Öffnungsumrandungen der Fensterbänder an den Süd- und Ostseiten angebracht. Um eine Überhitzung im Sommer zu vermeiden, springt die Südfassade zurück und bietet dadurch zusätzlichen privaten Außenraum. Als weitere Elemente sind textile, individuell verschiebbare Paneele vorgesehen. Sie dienen der Verschattung und geben zusätzlichen Sichtschutz. Der zur Deckung des gesamten Strombedarfs notwendige Restanteil an Photovoltaikzellen wird in optimaler Ausrichtung auf der Dachfläche montiert. Um den Strom- und Wärmeverbrauch des bestehenden Hörsaalgebäudes ebenfalls zu reduzieren, werden weitere Solarzellen auf dem Dach installiert. Eine horizontale Pflanzenkläranlage auf dem Dach dient der Grauwasseraufbereitung. Um den Strom- und Wärmeverbrauch des bestehenden Hörsaalgebäudes ebenfalls zu reduzieren, werden weitere Solarzellen auf dem Dach montiert. Dach: Solarthermische Nutzung für Wasser und Heizung Fläche: 85m² (für das Studentenwohnheim) 180m² (für das Bestandgebäude) spezifische Ausbeute: 450 kWh/ m²a Gründach: Dachgarten für die Bewohner Fläche: 320 m² Fassade: PV-Zellen auf den Öffnungsumrahmungen der Fensterbänder der Süd- und Ostfassade spezifische Leistung: 7 m²/ kW peak Globalstrahlung Münster: 1000 kWa/ kWp Wasserbecken: horizontale Pflanzenkläranlage zur Grauwasseraufbereitung Fläche: 160 m² Tiefe: 80 cm Bild o.ä. (hochkant) 43 blick in den innenhof 44 ansicht dachaufbau: 5 cm kiesschicht dichtungsbahn 20 cm holzfaserdämmplatte dampfbremse 22 cm lignatur flächenelemente mit 10 cm flachsdämmung 2,5 cm lattung 1 cm holzplatte unterseite weiß lackiert bodenaufbau: 2 cm holz behandelt 2cm lattung dichtungsbahn 5 cm estrich dichtungsbahn 22 cm lignatur flächenelemente mit 10 cm flachsdämmung 20 cm flachsdämmung 2,5 cm lattung 2cm holzplatte unterseite weiß lackiert 45 Therapie Center Katja Metzner & Jessica Hennemann Sose 2010 Das Gebäude befindet sich auf einer Parkanlage am Coesfelder Kreuz in Münster und bezieht seine Energie aus fester Biomasse. Hierfür werden auf dem Grundstück und auf dem Gründach des Gebäudes Energieplanzen wie Miskanthus, Weide und Pappel angebaut. Die großzügige Parkanlage bietet die Möglichkeit einer Einrichtung der Gartentherapie. Die praktischen Tätigkeiten der Therapie werden auf den einsprechend angelegten Flächen oder in dem im Gebäude integrierten Gewächshaus durchgeführt; die psychologische Betreuung wird in Seminarund Therapieräumen angeboten. Die geernteten Produkte werden in der Markthalle zum Verkauf angeboten oder im Showroom des Restaurants verarbeitet. Die geernteten Energieplanzen werden im außenliegendem Trockenlager getrocknet und anschließend im Gebäude gelagert und verbrannt. Das Energieangebot wird durch Photovoltaik und Solar ergänzt. 46 47 Parkanlage Rhododendren + Azaleen Hochbeet (~2-3m aus Baugrubenaushub) - Rosen - Stauden - Schneebälle - Lavendel Gehölze als Einzelbäume - Felsenbirne - Ahorn - Ginkgo Energiepflanzen auf Hochbeet (~ 1m aus Teichaushub) - Miscanthus - Weiden - Pappeln Bepflanzung an Teich u. Bachlauf - Sumpfdotterblume - SumpfVergissmeinnicht - Wasserminze - Lampenputzer - Schilf Baumbestand Sitzgelegenheiten Gemüse- / Kräutergarten Pergola mit Solarkollektoren bedeckt Rondelle aus Hainbuche als Sitzplatzüberdachungen 48 Gebäude mit integriertem Gewächshaus und Trockenlager Grundriss | M 1:500 Lagern 11,20m² Kochen 11,50m² Spülen 10,00m² Kühlen 5,70m² A Restaurant 63,00m² B Verkauf 75,00m² Toiletten 24,80m² B Gewächshaus 29,70m² Windfang 17,60m² Foyer 49,00m² Lagern 24,80m² Technik 15,80m² Lagern 14,20m² Umkleide H 20,10m² Umkleiden D 11,10m² Flur 54,40m² Umkleiden H 11,10m² Umkleide D 20,10m² Seminar 34,80m² Material 9,90m² Büro 22,60m² Therapie 14,70m² A Pause 21,90m² Therapie 14,70m² Schnitt A-A | M 1:500 ±0,00m ±0,00m -0,60m 49 Fassadenschnitt | M 1:20 verzinktes Gitterrost, bewachsen Metallverkleidung +4.28 ±0.00 50 Gründachaufbau 20cm intensives Gründach mit Vegetationssubstrat 0.5cm Trennvlies 2cm Drainageplatten 1cm Wurzelschutzschicht 1cm Bitumendachbahn 3­lagig 30cm Polystyrol 0.5cm Dampfsperre 25cm Stahlbetondecke Bodenaufbau: 5.0cm polierter Estrich mit Fußbodenheizung 0.5cm Feuchtigkeitssperre 6.0cm Dämmung 20cm Stb. Bodenplatte 0.5cm PE­Folie 30cm Hartschaumdämmung 10cm Sauberkeitsschicht 5.0cm Kiesschicht 2.00 Dachüberstand Terrassenaufbau: Fensterabtropfblech Entwässerungsrinne 8cm Öko­Basament­Pflaster 10/20/8 5cm Sand, Mindestkörnung 2­8mm 20cm großkörniger Mineralbeton 20cm Kiesschicht ±0.00 Heizkessel für Energiepflanzen Schichtenspeicher Lüftungszentralgerät Solarthermie AgroFire 25­40 kW ­ Hargassner Wolf ­ Schichtenspeicher BSP 800 „Sonnenheizung“ PAUL ­ campus 500 DC Wolf ­ Vakuum­Röhrenkollektor Typ CRK­12 SCHOTT ­ ASI® Dünnschichtmodul kontrollierte Zu­und Abluft mit Wärmerückgewinnungsanlage Energieertrag Kollektorfläche Energieertrag Kollektorfläche Miscanthus Energieertrag Anbaufläche Trockenmasse Schüttdichte Weide + Pappel Energieertrag Anbaufläche Trockenmasse Schüttdichte → 5,0 kWh/kg → 750 m² → 25 t/ha → 70 kg/m³ Photovoltaik­Anlage → 500 kWh/m²a → 50 m² = 11.250 kWh/a → 200 kWh/m²a → 88 m² = 17.600 kWh/a → 4,1 kWh/kg → 450 m² → 12 t/ha → 70 kg/m³ = 13.264 kWh/a Fortluft Zuluft kWh/a 16.000 8.000 4.000 0.000 Strom Bedarf = 12.548 Speicher 12.000 Ertrag = 13.264 Wechsel­ richter Bedarf = 15.317 Wärmerück­ gewinnungs­ anlage Ertrag = 17.600 Holzhack­ schnitzelkessel Regler EZ Heizung+Warmwasser 51 Studentenwohnheim am Orleanring Lars Schnelting, Christian Brandner Sose 2010 52 Da unsere Wahl auf die Sonne als Energiequelle gefallen ist, haben wir uns nach entsprechenden Grundstücken in Münster umgesehen und das Grundstück an der Ecke Orleanring / Steinfurter Straße hatte das größte Potential. An dem Standort zwischen dem Leonardo Campus und dem YorkCenter gelegen findet mal dort alles für den täglichen Gebrauch und befindet sich auch infrastruktuell an einem Ort von welchen aus man sowohl schnell in die Innenstadt, als auch zur Autobahn A1 gelangt. Das nach Süden ausgerichtete Grundstück war durch seine enorme Tiefe städtebaulich schwierig zu beplanen und nach einigen Versuchen mit rechteckigen und parallel angeordneten Gebäudestrukturen fiel unsere Wahl, im Hinblick auf die erwähnte Tiefe des Grundstücks, auf eine Bauform, welche an zwei sich gegenüber L-Formen erinnert. Diese Form erschließt zum Einen das gesamte Grunstück und hat zum Anderen den Vorteil, das es einen intimen und privaten Innenraum schafft. Dieser Innenraum steht im Kontrast zum viel befahrenen Orleanring an der Südseite des Grundstückes. Parallel zur städtebaulichen Entwicklung war uns relativ schnell klar, das sich dieser Standort sehr gut für ein Studentenwohnheim eignet. Geprägt wird der Entwurf durch das gemeinschaftliche Wohnen. Dieser Gedanke zeigt sich immer wieder im ganzen Gebäude, so z.B. in dem Aufbau der WG`s, deren Zuwegung und auch der Möglichkeit über die vorgelagerten Gärten und die Zugänge in das Atrium mit den anderen Bewohnern des Hauses in Kontakt zu treten. Nach der Recherchephase über die einzelnen Energiequellen, deren Einsatzmöglichkeiten, sowie deren Vor- und Nachteilen, haben wir uns dazu entschlossen Photovoltaik und Solarthermie zu verwenden. PV-Module haben den Nachteil, das ihr Wirkungsgrad mit steigender Temperatur abnimmt. Also kam die Idee auf, warum man diese Wärme, die es abzuleiten gilt, nicht nutzen sollte. Diese Technik ist derzeit noch in der Erprobungsphase und der Kontakt zu einem Hersteller dieser sog. Hybridmodule zeigte uns, das diese Technik anscheinend noch nicht vollends ausgereift und wissenschaftlich beurteilbar ist. Die angegebenen Werte zeigen aber, das die Technik durchaus Zukunft hat. Auf den beiden Gebäudeteilen kommen diese Module zum Einsatz und das Dach des Atrium besteht zu 2/3 aus Dünnschicht PV-Modulen. So ist eine gewisse Verschattung sicher gestellt und gleichzeitigt kann Strom erzeugt werden. Denkbar ist, das beide Techniken auch in der Fassade eingesetzt werden können. Aufgrund der Verschattung durch den umliegenden Baumbestand entschieden wir uns aber gegen eine PV aktivierte Fassade, da der Nutzen den Kosten nicht entspricht. 53 54 55 56 Konstruktiv haben wir uns für den Holzbaurahmebau entschieden, da hier, durch den Einsatz von Boxträgern, die Erzielung geringer U-Werte möglich. Desweiteren war auch die Vorfabrikation und die Wiederverwendbarkeit dieser Konstruktionsweise ein wichtiger Punkt des Entwurfsprozesses. Durch die Errichtung des Gebäude in Schottenbauweise ist es möglich das Gebäude kostengünstig und vor allem innerhalb eines kurzen Zeitraums zu errichten. Dies wird nicht zuletzt durch die Trockenbauweise beinflusst. 57 DER UNTERIRDISCHE KINDERGARTEN Alex Schemojtel Sose 2010 58 AUFGABE Stichwort nachhaltige Architektur. Im Hinblick auf die Entwicklung unserer Gesellschaft wird es immer wichtiger nicht nur attraktive Objekte zu Entwerfen, sondern sich auch über deren Versorgung Gedanken zu machen. Es soll der Versuch unternommen werden ein Gebäude auf ein bestehendes Areal innerstädtisch zu planen und es ohne Fernwärme und Strom vom Anbieter zu versorgen. Die betreffende Stadt ist Münster, es werden Baulücken, freie Grundstücke und erweiterbare gesucht. Ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl ist der Bezug zu einer oder mehreren Energieressourcen. Es kann zwischen Solarthermie, Photovoltaik, fester und flüssiger Biomasse, Algen, Abwärme, Windenergie, Geothermie und Oberflächenwasser gewählt und kombiniert werden. Ziel ist es in der Stadt zu leben und trotzdem Energietechisch unabhängig zu sein. Die Aufgabe dieses Kurses soll der Entwurf einer Mehrgenerationen Wohnanlage mit 10 bis 20 Wohneinheiten sein, eventuell mit Bar oder Restaurant. 59 GRUNDSTÜCKSANALYSE Nach dem Abwegen mehrerer Optionen habe ich mich für einen Teil des alten Zoos in Münster entschieden. Es gibt hier mehrere Möglichkeiten Energie zu gewinnen. Durch den Kastellgraben im Norden und die Aa im Süden besteht hier die Möglichkeit mit Oberflächenwasser zu arbeiten. Da es keine angrenzende Bebauung gibt und außer ein paar Bäumen nichts der Sonneneinstrahlung im Weg steht wäre auch Photovoltaik oder Solarthermie eine Möglichkeit. Außerdem gibt es überall in Münster die Möglichkeit mit Geothermie Energie zu gewinnen. BEBAUUNGSKONZEPT Die Umgebung ist wenig bebaut und das Grundstück leicht erhöht, schade wäre es hier durch eine Bebauung gleich welcher Art das natürliche zu unterbrechen. Es bietet sich förmlich an mit der Landschaft zu arbeiten. Abweichend von der eigentlichen Aufgabe wird mein Projekt ein Kindergarten, der teilweise in der Landschaft verschwindet. LICHTKONZEPT Da der Kindergarten teilweise unterirdisch liegt war seine Beleuchtung eine Herausforderung. Im oberen Geschoss kann mit normalen Fenstern beleuchtet werden. Im unteren wird die großzügige Frontverglasung auf Grund der langgezogenen Form durch Lichtkamine ergänzt. Die großen Fensterfronten sind nach Süden, beziehungsweise Südwesten gerichtet. Die Kuppeln der Lichtkamine sind unabhängig von der Ausrichtung. 60 GEBÄUDE Ragt mit dem oberen Geschoss aus der Landschaft heraus, verschwindet aber im hinteren Teil wieder. Alle Dächer sind begrünt und mit Kuppeln für die Lichtkamine versehen. Der untere Teil des Gebäudes scheint erst mal zu verschwinden, geht man aber näher heran, stellt sich heraus, dass ein großzügiger Aushub genug Licht und Raum erlaubt um sich nicht wie unter Tage zu fühlen. Dieser Aushub dient gleichzeitig als natürliche Begrenzung für den Spielraum der Kindergartenkinder. So ist es nicht nötig das Gelände einzuzäunen. Gleichzeitig bietet die Abtreppung der Ebene Spiel- und Sitzgelegenheiten. iNNENLEBEN Der Kindergarten wird von der Südostseite betreten, entweder durch den Eingang ins obere Geschoss oder über eine natürliche Treppe in den unteren Teil, wo sich weitere Eingangsmöglichkeiten befinden. Im oberen Geschoss befinden sich zwei Gruppenräume, das Büro der Leiterin und der Personalraum, sowie ein Waschraum mit Duschmöglichkeit. Über eine Treppe gelangt man in den unteren Teil. Unten befinden sich die offene Küche mit Essbereich, ein weiterer Waschraum, ein Abstellraum und die Technik. Im Frontbereich des unteren Geschosses sind ein weiterer Gruppenraum, ein Waschraum, eine variabel nutzbarer Mehrzweckraum und der dazu gehörige Geräteraum. Von außen gibt es einen Zugang zum Lagerraum für die feste Biomasse, sowie den angeschlossenen Kesselraum, wo das Ganze verbrannt wird. Über einen Gang gelangt man von außen in den Technikraum wo sich die Mikro KWK Anlage und der dazugehörige Speicher befinden. MATERiALiEN Da der Kindergarten teils eingegraben ist bestehen die Außenwände aus Stahlbeton und sind mit Holz verkleidet. Die Böden sind außer im Technikraum und den Nassbereichen mit Parkett belegt. Die Innenwände bestehen aus einer Kalksandsteinmauerung, ebenfalls mit Holz verkleidet. Die Decken sind verputz oder teils holzverkleidet. Durch das Holz wird im Innenraum trotz unterirdischer Situation eine warme wohnliche Atmosphäre erzeugt. Außen werden die Betonwände weiß verputzt. 61 ENERGiEKONZEPT Da es viel Grün und viel Platz gibt habe ich mich für die Ressource feste Biomasse entschieden. Die bereits bestehenden Bäume werden erhalten und das Holz das beim Beschneiden anfällt zu fester Biomasse verarbeitet. Ergänzt wird das Ganze durch den Anbau von Miscanthus. Beides wird vor Ort gelagert und verbrannt, bei der direkten Verbrennung entsteht Wärme, die zum heizen und Wasser erwärmen genutzt wird. Außerdem wird reines Wasser erhitzt und durch den entstehenden Wasserdampf ein Freikolbendampfmachinenmotor angetrieben, der Strom erzeugt und somit das Gebäude mit Strom betreibt. Die entstehende Abwärme wird ebenfalls wieder dem Heizkreislauf zugeführt. Durch Verfeuerung der Biomasse entsteht Wärme Miscanthus und Energiehölzer werden zu Biomasse verarbeitet Die Wärme wird zum Heizen, für Warmwasser und zur Erzeugung von Wasserdampf genutzt Der Wasserdampf betreibt die MikroKWK-Anlage Der dadurch erzeugte Strom betreibt den Kindergarten 62 Die entstehende Abwärme wird wird erneut dem Heizkreislauf zugeführt 63 „STEP BY STEP“ Ebru Incekulak, Luma Danho Sose 2010 Das Gebäude befindet sich an der Münzstraße in Münster. Zurzeit ist dort eine Baulücke. Das Grundstück ist mit seiner Südseite zur Straße hin orientiert, wohingegen seine Nordseite zur Promenade ausgerichtet ist. Es ist ein mehrstöckiges Wohngebäude mit zusätzlichen Büroräumen im Erdgeschoss, die zur Straßenseite angeordnet sind. Insgesamt haben wir 12 Wohneinheiten mit unterschiedlichen Grundrissen und Größen. Von der Straßenseite aus betrachtet, befindet sich links von unserem Objekt das bereits bestehende Gebäude der Stadtsparkasse und rechts davon das ebenfalls vorhandene Wohngebäude, welches ein Satteldach aufweist. Um eine gute städtebauliche Situation zu schaffen, haben wir das mehrstöckige Wohngebäude weitergeführt, indem wir seine Höhe und seine Dachneigung in unserem Gebäude mit einfließen lassen haben. 64 Um eine nachhaltige Architektur zur schaffen, haben wir uns für Photovoltaik in Kombination mit einer Wärmepumpe entschieden. Eine ökologische Stromgewinnung aus der Kraft der Sonne und seine Einspeisung des dadurch gewonnenen Stroms sind gewährleistet. Um unser Gebäude so autark wie möglich zu konzipieren, haben wir unsere Photovoltaikmodule auch nur auf die Flächen unseres Gebäudes versehen, wo wir die beste Ausschöpfung der Sonnenenergie gewinnen. Das wären zum einen die Dachflächen und zum anderen die Süd- und Westfassade. Die Photovoltaikmodule sind auf dem Dach, das eine Neigung von 30° in Richtung Süden hat, bündig eingelassen. Dadurch kann die komplette Dachfläche genutzt werden und es besteht keine Eigenverschattung. Auf der Südfassade befinden sich die Photovoltaikmodule vertikal neben den raumhohen Fenstern und ab dem ersten Obergeschoss beginnend auch auf der Westfassade. Um mehr Photovoltaikmodule auf unserem Dach anbringen zu können und dadurch viel Energie zu gewinnen, haben wir uns für ein sogenanntes „Scheddach“ entschieden. Die Dachflächen dessen Neigung sich gegen Süden richten, sind mit Zink versehen. Die Abstufungen finden sich in unserem Gebäude auch an der Fassade der West- und Nordseite wieder. Diese sind zustande gekommen, damit unsere Photovoltaikmodule, die sich auch zusätzlich auf der Westfassade befinden, durch das gegenüberliegende Gebäude der Stadtsparkasse nicht verschattet werden und somit eine bessere Ausbeute der Sonne erlangen können. Deshalb verspringen die jeweiligen Etagen etwas zurück. So entstehen kleine, aber ausreihende „Terrassen“ für die Bewohner des Hauses, welche durch raumhohe Fenster begehbar sind. An diesen hohen Fenstern befinden sich seitlich hinter den Photovoltaikmodulen auf der Fassade, Lamellen für den Sonnenschutz. Beim Vorziehen der Lamellen erhält man eine weitere Fläche mit angebrachten Photovoltaikmodulen, um auch diese zusätzliche Fläche für die Energiegewinnung zu nutzen. Eyecatcher (über die komplette Seite) 65 Bei der Wahl der Materialien haben wir nachhaltige Werkstoffe gewählt. Die Fassade besteht neben den Photovoltaikmodulen auch aus Holz. Somit besteht unser Gebäude nicht nur aus nachhaltigen Werkstoffen, sondern produziert auch noch Energie für seine Eigenversorgung. Lageplan _ M 1:3000 WWS WWS WP WWS WP WWS WP WP Energieschema 66 69 A 11 2,45 12 5,51 12 2,13 30 6,03 41 3,74 50 1,14 3,74 50 9,49 69 4,72 12 30 1,87 12 2,68 6,40 30 2,80 12 3,49 33 4,40 50 33 4,40 50 46 46 7,27 5,49 3,20 20,16 5,30 30 30 30 11 12 2,80 12 5,45 30 5,80 60 2,05 50 60 2,05 50 49 36 3,25 36 12 2,50 5,87 30 3,26 12 2,56 30 12 2,42 8,46 15,49 50 50 A 22,66 A 8,07 49 49 2,27 4,18 48 49 47 47 47 47 8,09 9,55 1,76 11 1,38 12 8,12 2,39 11 4,18 3,18 11 8,61 11 11 3,82 2,32 28 30 4,42 30 30 30 19,28 21,52 3,20 3,20 30 30 11 3,07 3,07 11 1,79 11 11 11,03 8,47 12 8,62 8,62 5,48 5,48 2,86 45 45 51 51 4,20 50 51 22,02 52 4,82 A 17,29 27,28 52 EG 1. OG 16,73 16,13 30 12 2,39 30 6,75 2,78 12 3,86 46 3,76 42 3,81 50 85 6,15 1,29 85 8,06 3,72 35 6,54 42 14,94 42 3,13 1,93 50 1,20 2,59 52 56 56 72 1,65 1,96 1,49 30 50 49 61 49 61 6,32 6,02 3,22 7,06 7,06 10,31 4,38 12 2,87 30 33 2,87 30 3,25 12 2,56 8,46 12 2,42 30 30 3,20 30 30 4,31 1,66 13,84 50 56 56 4,63 11 9,83 5,08 50 50 A 1,56 1,56 1,66 60 11 1,78 11 12,39 8,39 1,66 6,92 8,39 1,66 50 12,46 2. OG 3,20 30 17,97 30 8,12 11 47 33 3,06 A 3,06 47 47 47 2,47 4,18 11 8,59 1,60 11 9,58 1,01 11 5,28 2,70 30 30 3,20 30 30 18,67 3,20 30 4,49 7,82 50 4,89 1,96 4,89 12 1,65 8,56 3,97 2,62 79 A A 79 10,89 3. OG M 1:400 67 68 Schnitt AA _ M 1:100 Dachaufbau: Dachaufbau: Photovoltaik Photovoltaik Lattung30/50mm Lattung30/50mm Konterlattung 20/50mm Dachaufbau: Konterlattung 20/50mm Diffusionsoffene Holzfaserplatte 16mm Photovoltaik Diffusionsoffene Holzfaserplatte 16mm Zellulose Dämmung 100mm Lattung30/50mm Zellulose Dämmung 100mm Sparren 80/200mm Konterlattung 20/50mm Dachaufbau: Mineralwolle 200mm Diffusionsoffene Holzfaserplatte 16mm Photovoltaik Sparren 80/200mm Dampfsperre Zellulose Dämmung 100mm Lattung30/50mm Mineralwolle 200mm Gipskarton 2x12,2mm Sparren 80/200mm Konterlattung 20/50mm Dachaufbau: Mineralwolle 200mm Dampfsperre Diffusionsoffene Holzfaserplatte 16mm Photovoltaik Dampfsperre Zellulose2x12,2mm Dämmung 100mm Lattung30/50mm Gipskarton Gipskarton 2x12,2mm Dachaufbau: Sparren 80/200mm Wandaufbau: Konterlattung 20/50mm Photovoltaik Mineralwolle 200mm Hochlochziegel 240mm Diffusionsoffene Holzfaserplatte 16mm Lattung30/50mm Dampfsperre Dampfsperre Zellulose Dämmung 100mm Wandaufbau: Konterlattung 20/50mm Gipskarton 2x12,2mm Zellulose80/200mm Dämmung 250mm Wandaufbau: Sparren Hochlochziegel 240mm Diffusionsoffene Holzfaserplatte 16mm Holzspanplatte 20mm Hochlochziegel 240mm Mineralwolle 200mm Zellulose Dämmung 100mm Dampfsperre Abdichtung Dampfsperre Dampfsperre Sparren 80/200mm Konterlattung 20/50mm Zellulose Dämmung 250mm Gipskarton 2x12,2mm Wandaufbau: Zellulose Dämmung 250mm Mineralwolle 200mm Gebirgslärche 30mm Holzspanplatte 20mm Hochlochziegel 240mm Holzspanplatte 20mm Dampfsperre Abdichtung Dampfsperre Gipskarton 2x12,2mm Konterlattung 20/50mm Zellulose Dämmung 250mm Abdichtung Wandaufbau: Gebirgslärche 30mm Holzspanplatte 20mm Zwischendecke: Hochlochziegel 240mm Konterlattung 20/50mm Abdichtung Parkett 18mm Dampfsperre Gebirgslärche 30mm Wandaufbau: Konterlattung 20/50mm Dampfsperre Zellulose Dämmung 250mm Hochlochziegel 240mm Gebirgslärche Heizestrich mit30mm Fußbodenheizung 50mm Zwischendecke: Holzspanplatte 20mm Dampfsperre Zellulose Dämmung 100mm Parkett 18mm Abdichtung Zwischendecke: Zellulose Dämmung 250mm Beton 60mm Dampfsperre Konterlattung 20/50mm Holzspanplatte 20mm Brettstapel 120mm Heizestrich Fußbodenheizung 50mm Parkett 18mmmit Gebirgslärche 30mm Zwischendecke: Abdichtung Zellulose Dämmung 100mm Parkett 18mm Dampfsperre Konterlattung 20/50mm Beton 60mm Dampfsperre Heizestrich mitmit Fußbodenheizung 50mm Gebirgslärche 30mm Brettstapel 120mm Kellerdecke: Heizestrich Fußbodenheizung 50mm Zwischendecke: Parkett 18mm Zellulose Dämmung100mm 100mm Zellulose Dämmung Parkett 18mm Dampfsperre Beton 60mm Dampfsperre Beton 60mm Zwischendecke: Heizestrich mit Fußbodenheizung Kellerdecke: Brettstapel 120mm Heizestrich mit Fußbodenheizung 50mm 50mm Brettstapel 120mm Parkett 18mm Zellulose Dämmung Parkett Zellulose18mm Dämmung 200mm 100mm Dampfsperre Beton 60mm Dampfsperre Beton 60mm Kellerdecke: Heizestrich mit mit Fußbodenheizung 50mm 50mm Brettstapel 120mm Heizestrich Fußbodenheizung Kellerdecke: Brettstapel 120mm Zellulose Dämmung 200mm 100mm Zellulose Dämmung Parkett 18mm Parkett 18mm Beton 60mm Beton 60mm Dampfsperre Dampfsperre Brettstapel mit 120mm Brettstapel 120mm Heizestrich Fußbodenheizung 50mm Kellerdecke: Außenwand Keller: Heizestrich mit Fußbodenheizung 50mm Zellulose Dämmung 200mm Parkett 18mm EPS-Sickerplatte 30mm Beton 60mm Dampfsperre Zellulose Dämmung 200mm Dampfsperre Kellerdecke: Brettstapel 120mm Heizestrich mit Fußbodenheizung 50mm Perimeterdämmung 200mm Außenwand Keller: Beton 60mm Parkett 18mm Zellulose Dämmung 200mm Hochlochziegel 240mm EPS-Sickerplatte 30mm Dampfsperre Brettstapel 120mm Beton 60mm Innenputz 15mm Dampfsperre Heizestrich mit Fußbodenheizung 50mm Brettstapel 120mm Perimeterdämmung 200mm Außenwand Keller: 200mm Zellulose Dämmung Hochlochziegel EPS-Sickerplatte 30mm Außenwand Keller:240mm Beton 60mm Innenputz 15mm Dampfsperre Brettstapel 120mm Kellerboden: 30mm EPS-Sickerplatte Perimeterdämmung Außenwand Keller: Zementesrich 80mm200mm Dampfsperre Hochlochziegel 240mm EPS-Sickerplatte 30mm Feuchtigkeitssperre Innenputz 15mm Dampfsperre Perimeterdämmung200mm 150mm Kellerboden: Perimeterdämmung Außenwand Keller: Perimeterdämmung 200mm Stahlbetonplatte 200mm Zementesrich240mm 80mm Hochlochziegel EPS-Sickerplatte 30mm Hochlochziegel 240mm PE-Folie Feuchtigkeitssperre Dampfsperre Innenputz 15mm Innenputz 15mm 50mm Sauberkeitsschicht Perimeterdämmung 150mm Kellerboden: Perimeterdämmung 200mm Kiesschüttung 80mm 100mm Stahlbetonplatte 200mm Zementesrich Hochlochziegel 240mm Erdreich PE-Folie Feuchtigkeitssperre Innenputz 15mm Kellerboden: Sauberkeitsschicht 50mm Perimeterdämmung 150mm Kellerboden: Kiesschüttung 100mm Zementesrich 80mm Stahlbetonplatte 200mm Zementesrich 80mm Konstruktionsschnitt M 1:10 Erdreich PE-Folie Feuchtigkeitssperre Feuchtigkeitssperre Kellerboden: Sauberkeitsschicht 50mm Perimeterdämmung 150mm Perimeterdämmung 150mm Zementesrich 80mm Kiesschüttung 100mm Stahlbetonplatte 200mm Konstruktionsschnitt M 1:10 Feuchtigkeitssperre Erdreich Stahlbetonplatte 200mm PE-Folie Perimeterdämmung 150mm Sauberkeitsschicht 50mm PE-Folie Stahlbetonplatte 200mm Kiesschüttung 100mm Konstruktionsschnitt M 1:10 PE-Folie Sauberkeitsschicht 50mm Erdreich Sauberkeitsschicht 50mm Kiesschüttung 100mm Kiesschüttung 100mm Erdreich Erdreich Konstruktionsschnitt M 1:10 Konstruktionsschnitt M 1:10 Detail _ M 1:50 69 RESSOURCE DRIVEN DESIGN Ramona Krichel und Vanda Vaculovicová Sose 2010 Die Aufgabe war es, auf dem leerstehenden Eckgrundstück an der Tibusttraße in Münster, mit einer Fläche von 250m², in direkter Nähe der Münsteraner Altstadt, ein Wohngebäude zu entwerfen, welches sich nur alleine durch Solarenergie versorgen kann. Der geplante 4-gschossige Baukörper verbindet durch seine signifikante Lage die 4-geschossigen Gebäude der Tibusstraße mit den 3-geschossigen Wohnhäusern der Bergstraße. Aufgrund des erhöhten Bedarfs an Wohnfläche in der Studentenstadt Münster, erschien es uns für sinnvoll ein Mehrgenerationenhaus mit 8 Wohneinheiten, das heißt ein Haus zu entwerfen, in dem alle Generationen miteinander unter einem „Dach“ leben können. Dieses von uns ausgewählte Grundstück ist nach Süden ausgerichtet und somit ideal für die Energiegewinnung durch Solarstrahlung ist. Eine Sonnenstandsanalyse ergab, dass zusätzlich keine Störfaktoren auf das Grundstück einwirken. Das spannende an diesem Projekt war es, das kleine Gebäude optimal für die Energiegewinnung zu nutzen und dabei auch gut belichtete und belüftete Räume zu schaffen. 70 Durch die gewählte Materialität der Putzfassade in Verbindung zu den transluzenten Photovoltaikschiebeläden, wird ein selbstbewusster Kontakt zur angrenzenden Nachbarschaft hergestellt. Im Dialog mit der vorhandenen Bebauung entsteht ein massiver Baukörper, mit einer, mit den Öffnungen spielender Fassade. Das zur Straße geplante Erdgeschoss mit großen Schaufensterflächen, nimmt neben der Erschließung der Wohnetagen auch 2 Verkaufsräume auf, in denen beispielsweise Modegeschäfte ihren Platz finden können. Durch einen festen horizontalen Sonnenschutz wird das Erdgeschoss vor einer möglichen Überhitzung geschützt. Lager- und Technikräume befinden sich im Keller des Gebäudes. Die verschieden gestalteten Wohnungen, die eine Größe von 41 m² bis 140 m² haben, befinden sich in den oberen Etagen des Gebäudes, die von dem öffentlichen Betrieb des Erdgeschosses abgegrenzt sind. Zusätzlich zu den 3 Wohnetagen bietet das Dachgeschoss Platz für 2 Maisonette Wohnungen, die über das 4. Geschoss erschlossen werden können. Das Abgrenzen wird auch in der Fassade deutlich, in dem das gläsern wirkende Erdgeschoss durch die Schiebeläden der oberen Etagen abgelöst wird. Ein wichtiger Aspekt bei der Planung war, das Gebäude so kompakt wie möglich zu entwerfen und dabei so wenig Energie nach außen durch die Fassade abzugeben. Uns ist es gelungen mit der Hilfe guter Aufbauten die U-Werte gering zu halten. Die Besonderheit des Entwurfs ist zum einen der Umgang mit den Gestaltungsmöglichkeiten der Photovoltaikmodulen bzw. der Solarthermiekollektoren, zum anderen die Integration dieser. Das geplante Eckhaus ist auf den 3 Hauptfassaden (Süd-, Südost- und Ostfassade) mit raumhohen transluzenten PV- Schiebepaneelen, die insgesamt eine Fläche von 115 m² aufweisen, ausgestattet. Sie stellen durch ihre Flexibilität einen Kontrast zum starr wirkenden Baukörper dar. Im Gegensatz zu den historischen Fensterläden, übernehmen diese Schiebeläden als Multifunktionselement die Aufgabe des Sonnen- und Sichtschutzes, sowie die neue Funktion der Energiegewinnung durch solare Einstrahlung. Die geneigte Dachfläche des Gebäudes wird mit Photovoltaikmodulen, mit einer Fläche von insgesamt 100 m² ausgestattet, die sich durch ihre spezielle Form, nahtlos neben Tondachziegeln in das Dach integrieren lassen und somit eine Einheit bilden. Um die Energieversorgung des Hauses zusätzlich zu unterstützen, kommen 72 m² Solarthermie Flachkollektoren auf dem Dach zum Einsatz. Das Flachdach wird mit aufgeständerten Flachkollektoren ausgestattet, die im optimalen Winkel zur Sonne ausgerichtet sind. 72 Durch einen Vergleich des Jahresenergiebedarfs und des Jahresenergieertrags, ergab sich, dass der Winterenergiebedarf nicht von dem Energieertrag gedeckt wird. Aus diesem Grund, schien es für sinnvoll den Überschuss an Energie aus den Sommermonaten in das öffentliche Netz einzuspeisen und dann in den Wintermonaten erneut zu nutzen. Lageplan Langeschnitt Grundrisse Querschnitt 73 Ansicht Foto Model 74 PV-Module zur Indach Mon- 75 STUDENTENWOHNHEIM Frauke Dornhöfer und Sandra Schwien Sose 2010 76 77 78 79 80 81
