Untitled - Stadt Freiburg im Breisgau

Neubau Verwaltungszentrum Stadt Freiburg
1012 #3
low-tech-Konzept
Das modulare Energiekonzept mit den zwei
Erzeugerbausteinen Wärmepumpe und
Biomasse-BHKW bildet die Basis für einen
wirtschaftlichen Gebäudebetrieb und verfolgt konsequent den low-tech-Gedanken.
Zufahrt Sundgauallee
Wohnen
XII
Wohnen
XII
Wohnen
XII
Plus-Energie-Strategie
Es wird angestrebt, dass der Primärenergiebedarf des Gebäudes
bei ca. 75 kWh/m²a für Heizen, Kühlen, Lüften, Beleuchten und Trinkwarmwasser liegt. Basis dafür bildet
ein Heizwärmebedarf von rund
15 kWh/m²a, der dem PassivhausStandard entspricht. Durch Netzeinspeisung und Eigenverbrauch in der
Jahresbilanz erzeugt das Gebäude
insgesamt mehr Primärenergie (ca.
90 kWh/m²a) als es verbraucht.
Dienstleistungseinrichtungen im EG
der Wohnbauten
Tiefgarage mit Stellplätzen für Verwaltung und
Wohnbebauung
Fahrräder
CO2 neutral
Der durch die Photovoltaikanlage
(40%) und durch das BiomasseBHKW (60%) erzeugte Strom ist
CO2-neutral. Damit kann das Gebäude als CO2-neutral bezeichnet
werden.
Vorfahrt
Kita
Dachflächen
Photovoltaik
Innenhofüberbauung
I
Kita
II
Kleingärten
Außengelände
Kita
Kühlung Hochtemperatur
Heizung Hochtemperatur
Heizung Niedertemperatur
Trinkwarmwasser
Küche
Trinkwarmwasser
Küche
Trinkwarmwasser
Küche
Raumlufttechnik
Raumlufttechnik
Raumlufttechnik
Bauteilaktivierung
ac
nb
Haltestelle
Fe
hre
1. Bauabschnitt
Bauteilaktivierung
2. Bauabschnitt
Heizdecken
3. Bauabschnitt
Heizung Niedertemperatur
Heizdecken
Kühlung Hochtemperatur
Heizdecken
e
Baustufe 1
VI
lle
Innenhofüberbauung
I
Versorgung Quartier
z.B. Wohnbebauung
ha
Restaurant
Terrasse
Dachflächen
Photovoltaik
Fußboden
-heizung
Fahrräder
Neben der Eigenerzeugung ist
geplant, Wärme auf Niedertemperaturniveau und Kühlenergie auf
Hochtemperaturniveau über oberflächennahe Geothermie (Sonden/
Brunnen) bereitzustellen.
Fußboden
-heizung
Fahrräder
Im Sinne des Smart-Grid-Gedankens ist geplant Parkplätze für
Elektrofahrzeuge in das Energiekonzept einzubinden, um über die
Fahrzeugbatterien und ein entsprechendes Lademanagement
erzeuger- und verbraucherseitige
Lastspitzen abfedern zu können
Fußboden
-heizung
Platz
Bauteilaktivierung
Dachflächen
Photovoltaik
Bauteilaktivierung
Haupteingang
Bürgerzentrum
Bauteilaktivierung
begrünter
Innenhof
Baustufe 2
V
Kühldecken
Anlieferung
Kühldecken
Fahrräder
Kühldecken
Vorfahrt
Raumlufttechnik
Fahrräder
Raumlufttechnik
Energiekonzept
Die Eigenerzeugung erfolgt zum
einen durch Photovoltaik-Elemente
auf dem Dach und in den Fassaden. Hiermit lassen sich ca. 40 %
des Eigenbedarfs decken. Den
restlichen Anteil deckt eine KraftWärme-Kopplungsanlage. Wir sehen ein Biomasse-Blockheizkraftwerk vor. Hackschnitzel werden
hier vergast und nach einer Gasaufbereitung in einem Gasmotor in
Wärme und Strom umgewandelt.
Dieses System bietet den Vorteil,
dass Biomasse aus städtischen/
regionalen Betrieben/Wäldern verwendet werden kann und nicht auf
Bio-Erdgas aus dem Versorgungsnetz zurückgegriffen werden muss.
Dieses zukunftsfähige Konzept
setzt die Ideen der dezentralen
Energieerzeugung mit regionaler
Wertschöpfung vorbildlich um.
Bauteilaktivierung
Baustufe 3
V
Raumlufttechnik
Dachflächen
Photovoltaik
Photovoltailk
Dach /Fassade
Baustufe 3
Photovoltailk
Dach /Fassade
Baustufe 1
Heizung Hochtemperatur
Verbra
Strom
Vertei
öffentliches
Netz
E-Fahrzeuge
als
dynamischer
Speicher
Erzeug
Geothermie
bzw.
Brunnenkühlung
Haltestelle
Wärme
-pumpe
Erweiterungsmodul
3. Bauabschnitt
Wirtschaftlichkeit
Die Investitionen in die Gebäudehülle, das Raumklimakonzept und die
Anlagentechnik sind wirtschaftlich,
da mit dem niedrigen Energiebedarf
und der weitestgehenden Abkopplung vom Strom-, Öl- und Gas-Markt
Planungssicherheit hinsichtlich
Energiekosten in die Zukunft besteht. Gleichzeitig wird durch den
Bezug von Biomasse die lokale
Land- und Forstwirtschaft eingebunden.
Lageplan Ideenteil - M 1:500
oben: Querschnitt - M 1:200
unten: Ansicht Süd - M 1:200
Süd
Erweiterungsmodul
2. Bauabschnitt
Biomasse
BHKW
70 % Wärme
30 % Strom
Erweiterungsmodul
2. Bauabschnitt
Erweiterungsmodul
Extern
Erweiterungsmodul
3. Bauabschnitt
Erweiterungsmodul
Extern
Photovoltaik
Energiekonzeopt - Diagramm
Neubau Verwaltungszentrum Stadt Freiburg
1012 #4
Konstruktion
Ein repetitives Tragsystem gewährleistet
eine sichere und wirtschaftliche Realisierung. Als Option* kombiniert es bewährte
Bauverfahren mit den Vorteilen einer
Hybridbauweise aus Stahlbeton und Holzverbunddecken.
Zufahrt Sundgauallee
Wohnen
XII
Hybrid-Tragwerk
Das Untergeschoss sowie die
Erdgeschosse der drei neuen Gebäude werden in Massivbauweise
(Stahlbeton), die sechs Obergeschosse in Leichtbauweise mit
einem Hybridsystem (Holz-BetonVerbund) erstellt.
Lastabtragung
Die vertikale Lastabtragung erfolgt
jeweils über die zentralen Kerne,
die tragende Fassade sowie eine
Stützenreihe entlang des inneren
Erschließungsgangs. Alle vertikalen Tragelemente laufen systematisch bis ins Untergeschoss,
sodass keine Abfangungen erforderlich sind. Während die Kerne,
welche zur Gebäudestabilisierung
dienen sowie die inneren Stützen
über die gesamte Höhe in Stahlbeton ausgeführt werden, sind die
Stützen in der Fassadenebene der
Obergeschosse in Brettschichtholz
vorgesehen.
Fahrräder
Vorfahrt
Kita
Kita
II
Kleingärten
Außengelände
Kita
Bestandsgebäude
Fahrräder
Vorfahrt
Baustufe 2
V
Haupteingang
Bürgerzentrum
Anlieferung
Wirtschaftlichkeit
Die regelhafte Tragsystematik der
Gebäude, das hohe Maß an präfabrizierbaren Bauelementen in
Struktur, Ausbau und Hülle und die
Kompaktheit der Bauweise bilden
das Fundament einer hohen Wirtschaftlichkeit in Erstellung und Unterhaltung.
* Wir schlagen dieses System als Option vor,
um die nachhaltige Ressource Holz konstruktiv
einsetzen und die Primärenergiebilanz optimieren
zu können sowie die Zertifizierung nach DGNB
gold deutlich zu verbessern. Wir würden dieses
System gerne in Abstimmung mit dem Bauherrn
und den zuständigen Genehmigungsbehörden im
Rahmen weiterer Planungsphasen qualifizieren.
Wegen der Vergleichbarkeit haben wir
in der Kostenschätzung ein konventionelles Stahlbeton-Tragwerk unterstellt.
Fahrräder
Platz
Fahrräder
Konstruktion
Ein homogenes und repetitives
Tragsystem gewährleistet eine
sichere und wirtschaftliche Realisierung. Es kombiniert bewährte
Bauverfahren mit den Vorteilen
einer Hybridbauweise aus Stahlbeton und Holzverbunddecken in den
Obergeschossen. Diese Innovation
im Konstruktionsansatz garantiert
einen hohen Vorfertigungsgrad mit
stark verkürzten Bauzeiten und
eine effizientere Baustellenadministration. Sie ermöglicht eine erhebliche Gewichtseinsparung und
damit ebenso Einsparung bei Fundation und Erdbebenstabilisierung.
Außerdem erweist sie sich durch
den Einsatz von Holz als eine äußerst ressourcenschonende Bauweise.
segmentierte Konstruktion
Fahrräder
e
Baustufe 1
VI
lle
Innenhofüberbauung
I
Haltestelle
Fe
hre
nb
ac
ha
Restaurant
Terrasse
Haltestelle
Lageplan Realisierungsteil - M 1:500
oben: Längsschnitt - M 1:200
unten: Ansicht West - M 1:200
Konzeptskizzen - Eingangsbereich, Mitarbeiterrestaurant
Neubau Verwaltungszentrum Stadt Freiburg
1012 #5
Fahrräder
Orientierung
Das Erschließungssystem ist transparent
und offen gestaltet, so dass sich Bürger
und Mitarbeiter leicht im Gebäude orientieren können. An zentralen Punkten sind
Service- und Kommunikationsflächen angeordnet.
Vorfahrt Kita
Kita
Außengelände Kita
Fahrräder
Konzeptskizzen Eingangshalle - Wartebereichen,1st-Level-Support Bürgerzentrum
Vorfahrt PKW
Kommunikation
Die Arbeitsplätze sind durch Offenheit,
flache Hierarchien, Flexibilität und Zugänglichkeit definiert. Meetingpoints, als Orte informeller Kommunikation befinden sich an
den zentralen Erschließungsflächen.
Fahrräder
Fahrräder
Anlieferung
Haupteingang
Bürgerzentrum
Fahrräder
Fe
hre
nb
ac
ha
lle
e
Terrasse
Restaurant
Lichtgraben
UG
Haltestelle
Konzeptskizzen Regelschoss - Meetingpoint, Team- und Einzelbüros
Grundriss Erdgeschoss - M 1:200
unten: Ansicht Ost - M 1:200
Freiburg_Layout_Draft_007.indd 11
15.01.2013 16:47:09
Neubau Verwaltungszentrum Stadt Freiburg
Flexibilität
Das Gebäude ist flexibel und reversibel
nutzbar. Auf Änderungen in den Arbeitsabläufen oder in den Größen von Einheiten
und Arbeitsgruppen kann ohne großen baulichen Aufwand reagiert werden.
Koppelfläche
attraktives Arbeitsumfeld
Der Arbeitsplatz der Zukunft wird
durch Offenheit, flache Hierarchien, Flexibilität und Zugänglichkeit
definiert sein. Für die Attraktivität
des Arbeitsumfelds wird es zudem
entscheidend sein, optimale Funktionsabläufe, Diskretion und Sicherheit zu realisieren, ohne dass
das Gebäude abweisend und hermetisch wirkt.
Koppelfläche
Meetingpoint
Meetingpoint
Im Vordergrund steht eine flexible, reversible und zukunftsoffene
Gestaltung, die z.B. erlaubt, dass
sich auch künftig sämtliche Büroformen auf dem Grundriss abbilden
lassen. Das betrifft ebenso alle
technischen Fragestellungen, die
insbesondere auch die IT-Struktur
einschließen.
Green-Building-Design
Der angestrebte Standard für ein Plusenergie-Gebäude sowie die nachhaltige Konstruktionsweise bilden die Grundlage für ein
Gebäude von hoher Nachhaltigkeit und eine
erfolgreiche Green-Building-Zertifizierung
nach DGNB gold.
Photovoltaik auf dem Dach
- flächendeckend
- Stromerzeugung aus regenerativer
Energie (Netto-Energieplus-Haus)
Photovoltaik in der Fassade
- nach dem Sonnenstand optimiert ausgerichtete
vertikale Lamellen (gleichzeitig Sonnenschutz)
Bauteilaktivierung
- Kühlen im Sommer (Geothermie)
- Heizen im Winter (Geothermie, Wärmepumpe)
Koppelfläche
Meetingpoint
1012 #6
Meetingpoint
Meetingpoint
hoher visueller Komfort
- raumhohe Verglasung
- perforierter außenliegender Sonnenschutz
Durchlüftung Innenhof
- Frischluftzufuhr Fensterlüftung
- Verbesserung Mickroklima
sommerlicher Wärmeschutz
- außenliegende Sonnenschutzlamellen
(beweglich, hocheffektiv)
- außenliegender starrer Sonnenschutz
(vertikale Holzlammellen sowie horizontale
Konstruktion); einseitig mit Photovoltaikelementen belegt
natürliche Fensterlüftung
- kontrollierte Fensterlüftung
(Passivhausstandard)
- Nachtauskühlung
Koppelfläche
Bäume straßenbegleitend
- Erhalt vorh. Bäume
- Verbesserung Mikroklima
- passiver Sonnenschutz im Sommer (belaubt)
- hoher Tageslichteintrag im Winter (kein Laub)
mechanische Lüftung
- hocheffektive Wärmerückgewinung
(Passivhausstandard)
Kern mit
stockwerksbezogenen
Sonderflächen
Kern mit
stockwerksbezogenen
Sonderflächen
Belegungsvarianten
Variante 1
4 Abteilungen / Ämter
Bäume auf dem Grundstück
- weitestgehender Erhalt vorh. Bäume
- Ergänzungspflanzungen (Freianlagenkonzept)
- Verbesserung des Mikroklimas (Photosynthese)
- natürliche Verschattung von Aufenthaltsflächen
im Freien (Sommer)
Variante 3
2 Abteilungen mit Koppelflächen
Variante 4
4 Abteilungen unterschiedlicher Größe
außen liegender Sonnenschutz
als LM-Lamellenraffstore, fc-Wert
nach DIN 4108: 0,15
3-fach Wärmeschutzisolierverglasung,
Ug = 0,6 W/m²K, g-Wert ca. 50 %
innenliegender
Blendschutz
Raumklimakonzept
Für ein zukunftsweisendes und
nachhaltiges Energiekonzept wird
eine Minimierung des Energiebedarfs angestrebt. Hierfür werden
alle Außenbauteile hochwärmegedämmt ausgeführt und der Glasanteil in einem optimierten Verhältnis
gehalten. Die klimatischen Anforderungen gilt es die Wärmetransmission im Sommer und Winter zu
begrenzen und die inneren Wärmelasten, insbesondere für den Sommerfall zu reduzieren.
mechan, kontrollierte
Zu-/Abluft
Uw-Wert der Gesamtfassade
ca. 0,9 - 1,0 W/m²K
Bauteilaktivierung
natürliche
Fensterlüftung
Wassergräben straßenbegleitend
- Erhalt vorh. Wassergräben
- Ergänzung durch neue Wasserflächen
- Verbesserung des Mikroklimas
- Biotop-Qualität
- adiabate Kühlung im Sommer
- Reduzierung des „heat island“ Effektes
- hohe Aufenthaltsqualität
Die Raumkonditionierung im Heizfall
erfolgt über eine Bauteilaktivierung
mit individuell regelbaren Anteil.
Über dieses System ist es möglich
bei Bedarf die Räume im Sommer
zu kühlen. Dieses einfache und robuste System verfolgt den low-techGedanken.
Green-Building-Design
Der angestrebte Standard für ein
Plusenergie-Gebäude sowie die
nachhaltige Konstruktionsweise bilden die Grundlage für ein Gebäude
von hoher Nachhaltigkeit und eine
erfolgreiche Green-Building-Zertifizierung nach DGNB gold. Damit
werden höchste Auszeichnungen
Für die Einhaltung des Plusenerfür die ökologische Qualität [Ökogiehausstandard ist es wichtig, den bilanz - LCA] und die ökonomische
hygienischen Luftwechsel über eine Qualität [Lebenszykluskosten mechanische Lüftung mit hocheffek- LCC] erzielt. Zur Stromerzeugung
tiver Wärmerückgewinnung einzuwerden regenerative Energieresbringen. Die Lufteinbringung erfolgt sourcen genutzt. Sichtbares ZeiWir empfehlen in den Büros nur so- als Schichtlüftung. Alle Räume erchen sind Photovoltaikmodule auf
genannte Zero-Clients einzusetzen, halten öffenbare Fensterelemente.
den Dächern und in den Fassaden.
d.h. Es wird nur eine Terminal zur
Signalleuchten signalisieren dem
Datenein- und -ausgabe installiert. Nutzer ob die Fensterlüftung enerDie Rechenleistung wird zentral im getisch vor- oder nachteilig ist.
Untergeschoss verwaltet (CloudTechnologie).
Holz-Aluminium Pfosten-Riegel Fassade
aus heimischen Hölzern
(nachwachsende Rohstoffe)
abgependelte Beleuchtung
in LED-Technik
hoch Wärme gedämmte
Paneelflügel, manuell bedienbar
Lüftungselelement als passiver
Sonnenschutz und auf exponierten Seiten mit Photovoltaikmodulen belegt.
Innenhof
- Begrünung von Hof- und Dachflächen
- Verbesserung Mikroklima
- hohe Aufenthaltsqualität
- hoher visueller Komfort
Variante 5
1 Abteilung / Amt auf einer Ebene
Gesamt g-Wert der verglasten
Bereiche: ca. 0,075
Prallplattenkonstruktion
(einseitig perforiert) zur
schallgeschützten
natürlichen Be- und Entlüftung
Wasserflächen
- Erhalt vorh. Wassergräben
- Ergänzung durch neue Wasserflächen
- Verbesserung des Mikroklimas
- Biotop-Qualität
- adiabate Kühlung im Sommer
- hohe Aufenthaltsqualität
Geothermie oberflächennah (ca. 100 m)
- zur Kühlung (Bauteilaktivierung)
- zum Heizen (Bauteilaktivierung) / Wärmepumpe
Variante 2
2 unabhängig erschlossene Abteilungen / Ämter
Passivhausstandard
- energetisch autark (Strom für Eigenbedarf aus regenerativen Energien)
- 3-fach Verglasung
- geschlossene Fassadenanteile
- max. Dämmung (Dämmstandards)
- kontrollierte Fensterlüftung
- kontrollierte mechanische Lüftung mit Wärmrückgewinnung
Flur
Die sturzfreie Verglasung stellt einen hohen Tageslichtquotienten
sicher; der darüberhinaus benötigte
Kunstlichtanteil wird bedarfsgerecht
über eine LED-Beleuchtung mit
Konstantlichtregelung und Präsenzerfassung eingebracht.
Fassadendetail - M 1:50
unten: Ansicht Nord - M 1:200
Freiburg_Layout_Draft_007.indd 12
15.01.2013 16:46:24