Untitled - Stadt Freiburg im Breisgau
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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
