Passivhaus Objektdokumentation

Passivhaus
Objektdokumentation
Erweiterung Nord des Bayerischen Landtages, München
Verantwortlicher Planer
Dott. Ing. Nicolò Guariento
www.arup.com
Arup Deutschland GmbH
Die jüngste Erweiterung des Bayerischen Landtages in München wurde mit großem Augenmaß
auf dem Gelände des Bayerischen Parlaments zwischen historischen und modernen Bauten
integriert. In vier der Obergeschosse des sechsstöckigen Bürogebäudes sind Büros
untergebracht. Im obersten Geschoss liegt ein Sitzungssaal, der die doppelte Raumhöhe besitzt.
Weitere Informationen zu diesem Gebäude siehe www.passivhausprojekte.de, Projekt-ID: 3962
Besonderheiten:
Sonnenkollektoren für die Warmwasserbereitung, FotovoltaikAnlage, Wärmerückgewinnung, Fernwärmenetz
U-Wert Außenwand Außenluft 0,140 W/(m²K)
PHPP JahresJahres-
U-Wert Außenwand Erdreich
0,215 W/(m²K)
Heizwärmebedarf
U-Wert Dach
0,142 W/(m²K)
U-Wert Fenster
0,839 W/(m²K)
Wärmerückgewinnung
68 %
PHPP Primärenergie
Drucktest n50
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15 kWh/(m²a)
116 kWh/(m²a)
0,13 h-1
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Kurzbeschreibung der Bauaufgabe
Zu knapp bemessener Büroraum und der zusätzliche Bedarf an Konferenzräumen
führte zur Auslobung eines Architekturwettbewerbs für einen Erweiterungsbau des
Bayerischen Landtags in München. Die Architekten Léon Wohlhage Wernik und das
multidisziplinäre Ingenieurteam von Arup nahmen diese Herausforderung an und
arbeiteten von Anfang zusammen. Das Ergebnis ist ein gut aufeinander
abgestimmter Entwurf, in dem sich architektonischer Ausdruck und Ingenieurdesign
zu gegenseitiger Stärke ergänzen.
Während die feine Struktur der keramischen Fassadenpaneele eine Relevanz an den
Gebäudebestand ist, hebt sich die einfache, kubische Gebäudeform mit ihren über
zwei Geschosse hervorstehenden obersten Etagen von der Monumentalität der
unmittelbaren Umgebung ab.
Die Energiebilanz der Erweiterung
Passivhausstandard entspricht.
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wurde
so
definiert,
dass
sie
dem
Planungsteam
Bauherr:
Bayerischer Landtag, vertreten durch das Staatliche
Bauamt München 2, München
Architekt:
Léon Wohlhage Wernik Architekten, Berlin
Architektur Objektüberwachung: BIP GmbH, München / BM.C Baumanagement
GmbH, München
TGA-Planer:
Arup GmbH, Berlin
TGA Elektro:
Ing. Büro Koscheinz und Partner,Ruhstorf a.d. Rott
Bauphysik & PassivhausPlaner: Arup GmbH, Berlin
Tragwerksplanung:
Siebenson und Bracher GbR, München
Fassadenplanung:
Fassadentechnik Scharl, Ehingen
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Ansichtsfotos
Nord- und Westfassade (Foto: Arup): Terrakotta-Fassade mit Büro- und Sitzungssaalfenster
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Südfassade: Anschluss zum bestehenden Gebäude
Die Innenaufnahme vom Sitzungssaal.
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4
Schnittzeichnung
Querschnitt durch die Erweiterung Nord des Bayerischen Landtages. Gut
erkennbar ist die hohe Kompaktheit des Gebäudes. Die Wärmedämmung wurde
komplett allseitig an allen Außenbauteilen angebracht. Der Querschnitt zeigt auch die
zwei Untergeschosse, an denen ein Fitness-Bereich bzw. Technikräume
untergebracht sind.
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Grundrisse
Grundrisse der Erweiterung Nord des Bayerischen Landtages. Links, das
Regelgeschoss mit den Büroräumen , die den Kern vollständig umschließen. Rechts,
das oberste Geschoss mit dem Sitzungssaal, der sich auf der Nordseite des
Grundrisses verbreitert und auskragt.
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Konstruktionsdetails der Passivhaus -Hülle
6.1
Bodenplatte bzw. Kellerwände
Um grundsätzlich konstruktiv bedingte Wärmebrücke im unterirdischen Bereich zu
vermeiden, wurden die Außenwände der zwei Untergeschosse mit äußerer XPSDämmung ertüchtigt. Aufgrund des reduzierten Raums zwischen Außenwand und
Bohrpfahlreihe musste die Dämmstärke im Bereich der Süd- und Nordwände auf
120mm reduziert werden. Als Ausgleichmaßnahme wurden 220mm Wärmedämmung
auf den Ost- und Westwänden vorgesehen. Die Bodenplatte wurde nach unten mit
120mm Schaumglas-Dämmung gedämmt. Die beiden obigen Bilder zeigen die
Aufbauten der Kellerwände und der Bodenplatte
Aufbau der Kellerwände:
Nord / Süd
300mm Stahlbeton / Frischbetonverbundsystem / 120mm XPS-Dämmung
U-Wert
0,28
W/(m²K)
Ost/West
300mm Stahlbeton / Frischbetonverbundsystem / 220mm XPS-Dämmung
U-Wert
0,16
W/(m²K)
U-Wert
0,35
W/(m²K)
Bodenplatte 800mm Stahlbeton / Frischbetonverbundsystem / 120mm SchaumglasDämmung
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6.2
Außenwände
Die hoch gedämmte Fassade besteht aus einer tragenden Betonkonstruktion mit
220mm außen liegender Mineralwolle. Die vorgehängten Terrakotta-Elemente
wurden mit thermisch getrennten Befestigungen angebracht. Somit erreicht die
opake Gebäudehülle einen U-Wert von 0,14W/m²K.
Wärmebrücken an den Terrassenanschlüssen wurden durch Dämmblöcke verhindert
und die Durchdringungen an den Hochpunkten der Attika erhielten eine gesonderte
Wärmedämmung.
In den obigen Abbildungen sind ein typisches, vertikales Fassadendetail mit
Fensteranschluss (links), ein Horizontalschnitt des Eckdetails (rechts oben) und die
FEM-Analyse der Befestigung der Terrakotta-Paneele (rechts unten) dargestellt.
Außen- Terrakotta-Verkleidung; 50 mm Hinterlüftung; 220 mm Mineralwolle; 225 mm
wand
Stahlbeton; 50mm Gipskarton
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U-Wert
0,14
W/(m²K)
6.3
Dachkonstruktion
Sowohl raumlufttechnische Geräte als auch Photovoltaik-Paneele und
Solarkollektoren wurden auf dem Dach installiert. Aus diesem Grund war der Einsatz
einer Festdämmung unvermeidbar. Für ihre gute Wärmeleitfähigkeit und reduzierten
Kosten wurde eine EPS-Dämmung als Gefälledämmung gewählt. Mit einer von
150mm bis 300mm variierenden Dämmstärke erreicht die Dachkonstruktion einen UWert von 0,14W/m²K.
Dach
100 mm Kies, 150mm bis 300mm EPS-Gefälledämmung, 300mm Stahlbeton
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0,14
W/(m²K)
6.4
Fensterschnitte inkl. Einbauzeichnung
Die Fenster bestehen aus einer Kastenkonstruktion mit wärmeschutzbeschichteten
Dreifachverglasungen (Ug = 0,6W/m²K) und hochwertigen Holz-Aluminium Rahmen,
die teilweise durch die Überlappung der Außendämmung thermisch geschützt
werden. Damit erreichen die Rahmenprofile einen Uf-Wert von 1,10W/m²K. Ein
äußeres, hinterlüftetes Glaspaneel schützt das in den Fensterzwischenräumen
installierte Sonnenschutzsystem. Mit einem g-Wert zwischen 0,11 und 0,45
gewährleisten diese Kastenfenster über das ganze Jahr eine hervorragende
Tageslichtausbeute und schließen das Überhitzungsrisiko in den inneren
Räumlichkeiten aus.
Die Fensterkonstruktionen wurden spezifisch für das Projekt „Erweiterung Nord des
Bayerischen Landtages“ von der Firma Schindler Roding herstellt und eingebaut.
Die oben gezeigten Bilder stellen ein typisches Fensteranschlussdetail (links) und
seine thermische Analyse mittels FEM-Berechnung (mittig) dar. Recht ist ein Detail
der realisierten Fassade zu sehen.
Daten zum Fenster
Fenster Dreifach-Wärmeschutzglas mit Argon-Füllung ; durch Außendämmung
thermisch geschützte Alu-Holzfensterrahmen.
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Uw = 0,84W/(m²K)
Ug = 0,60W/(m²K)
Uf = 1,10W/(m²K)
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Beschreibung der luftdichten Hülle; Dokumentation
des Drucktestergebnisses
Die luftdichte Gebäudehülle wird innenseitig vom Innenputz und von der Stahlbeton
Konstruktion der Außenwände sowie des Daches ausgebildet. Die Fugen der
Stahlbeton Fertigteilen wurden vor Ort mit Vergussmörtel abgedichtet.
Die Fenster- und Oberlichtanschlüsse wurden sorgfältig geplant und mit geeigneten
Klebebänder an die Außenwände angedichtet, damit eine kontinuierliche
Luftdichtebene geschaffen und die Wärmeverluste durch Undichtigkeiten der
Gebäudehülle minimiert werden konnten.
Der durchgeführte Blower-Door-Test zeigte eine Luftwechselrate bei 50 Pa von
0,13h-1
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Lüftungskonzept
Obwohl das Gebäude mit manuell zu öffnenden Fenstern ausgestattet ist, war man
durch den Einsatz einer mechanischen Lüftung doch bestrebt, den Luftwechsel auf
ein Minimum zu begrenzen. Die Erweiterung Nord des Bayerischen Landtages
verfügt über 5 verschiedene Lüftungsanlagen mit einer Wärmerückgewinnung bis
76% (durchschnittliche Wärmerückgewinnung der RLT-Anlagen = 68%).
Die RLT-Einheiten der Anlagen 1, 2 und 3 befinden sich im 2.UG und sind über ein
Zu- und Abluftbauwerk direkt nach außen verbunden.
Bei der Anlage 1 werden alle Büros über an der Fassade eingebaute Lüftungskanäle
erreicht (siehe Schema unten).
Die Kanäle der Anlage 2 laufen im zentralen Schacht und erreiche den Sitzungssaal
im 4.OG, während die Anlage 3 versorgt den im 1.UG sich befindenden Sauna und
Fitness-Bereich.
Die Anlage 4 hat separate Ab- und Zuluft-Einheiten. Die Zuluft erfolgt im 2.UG über
das Zuluftbauwerk (wie bei den Anlagen 1 bis 3), während die Abluft-Einheit befindet
sich auf dem Dach. Diese Anlage versorgt die WC-Räume, Kopierräume und
Teeküchen auf die Südost-Seite.
Die anderen WC-Räume, Kopierräume und Teeküchen werden von der Anlage 5
versorgt, deren RLT-Einheit für Ab- und Zuluft auf dem Dach sich befindet.
Versorgter Bereich Hersteller
Anlage 1
Anlage 2
Anlage 3
Anlage 4
Anlage 5
Büro
Sitzungssaal
Sauna
WC / Teeküchen
WC / Teeküchen
Robatherm
Robatherm
Robatherm
Robatherm
Robatherm
Technische Parameter
Auslegungs_
Elektroeffizienz
volumenstrom
WRG
Wh/m³
m³/h
4000
5500
5300
1130
720
76,0%
74,0%
63,0%
42,0%
65,0%
0,69
0,69
0,69
0,69
0,69
Die Reduzierung des Energieverbrauchs wirkte sich auch auf den Entwurf der Beund Entlüftung aus, z.B. in der Dimensionierung der Schächte und deren Verteilung.
Im Untergeschoss wählte man eine einfache horizontale Verteilung mit
Steigeschächten hinter der Fassade, wobei auf allen Geschossen jeweils zwei
Büroeinheiten über einen Strang versorgt werden. Damit wurden, zusammen mit der
Reduzierung der Stränge, niedrige Druckverluste erzielt. Darüber hinaus wurden die
Luftauslässe in den jeweiligen Büros mit motorisierten Absperrklappen ausgestattet.
Bei Nichtbelegung von Büroräumen regelt sich die Luftzufuhr entsprechend variabel,
um einen minimalen regulären Luftwechsel sicherzustellen und auf diese Weise auch
den
Stromverbrauch
zu
reduzieren.
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Lüftungsanlage 1 – Schema
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Lüftungsanlage 1 – Schema - Auszug
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Ab- und Zuluft der Anlagen 1, 2 und 3
Abluft-Einheit der Anlage 4
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Heizung
Das Gebäude ist an das städtische Fernwärmenetz angeschlossen, das einen
günstigen Primärenergiefaktor von 0,36 bietet. Die Heizung wird sowohl durch die
Lüftung als auch über die Aktivierung der thermischen Masse der Stahlbetonträger
mit integrierten Rohrschlangen betrieben. Dieses System von Röhren zum Transport
von Heizwasser ist mittig in den Betonplatten eingebaut.
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Erneuerbare Energien und Beleuchtung
Das Warmwasser wird über Solarpaneele aufbereitet, während 26m² PhotovoltaikPaneele den Stromverbrauch des Gebäudes mit erneuerbarer Elektrizität
ausgleichen, um so den Passivhausstandard zu erreichen. Das
Beleuchtungskonzept beruht auf einer maximalen Ausnutzung von Tageslicht. Ferner
wurden Energieeinsparpotenziale über die Auswahl entsprechender
Energiesparlampen eingehalten, die nicht nur den Stromverbrauch, sondern auch die
internen Wärmelasten senken.
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PHPP-Berechnungen
Auf die oben beschriebene Art und Weise wurde der Passivhausstandard mit
15kWh/m²a Heizwärmebedarf, 116kWh/m²a Primärenergiebedarf und 0,13h-1
Luftwechselrate bei 50Pa Druckunterschied erreicht.
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Baukosten
Die Baukosten wurden zur Zeit vom Bauherrn nicht freigegeben.
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