Raum und Luft – Konzepte für gute Luft bei der Erneuerung von

Raum und LUFT
Werkstattbericht: Konzepte für gute Luft
bei Erneuerungen von Wohnbauten
Energie Apéro Luzern
Prof. Hanspeter Bürgi
Dozent für Architektur / Fokus Energie / CC EASE / FG MSE A
T direkt +41 41 349 34 67 / +41 31 340 35 40
[email protected]
Luzern, 17. Juni 2013
1_Ausgangslage und Zielsetzungen
2_Komfort, Wohntypologien und Lüftungssysteme
3_Planugnsinstrument: These, Analyse, Strategien
4_Fazit und Ausblick
Das Projekt «Klima & Komfort: LUFT» untersucht Konzepte und Systeme
von Wohnungslüftungen in der Gebäudeerneuerung und beurteilt diese
im Kontext verschiedener Wohntypologien...
1_Ausgangslage und Zielsetzungen
Ausgangslage
_Gesellschaftliche Entwicklungen: Vision und Akzeptanz z.B. einer
2000-Watt-/1-Tonne-CO2-Gesellschaft
_Hohes Energieeffizienzpotenzial
im Gebäudebereich
_Energie-/Nachhaltigkeitsstandards
und Labels, Energievorschriften
und Förderprogramme
von Bund und Kantonen,
SIA-Normen
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Konsequenzen
Gebäudehüllen sind heute gut gedämmt und möglichst luftdicht
auszuführen, was z.B. bauphysikalische Anforderungen stellt
Auswirkungen auf Behaglichkeit und Nutzerverhalten
Lüftungskonzepte sind notwendig (SIA 180)
Integrierbarkeit zusätzlicher Elemente bei
Gebäudeerneuerungen – Verträglichkeit
von Raumstruktur und Infrastruktur –
ist anspruchsvoll
Bild: Neue Nationalgalerie Berlin, Mies van der Rohe, 1968
Fragestellungen
_Welche intelligenten Strategien gibt es, um einen dichten Innenraum
mit Luft zu versorgen?
_Welche Zusammenhänge bestehen zwischen den ausgewählten
Wohnungstypologien und adäquaten Lüftungskonzepten und -systemen?
_Wie kann auf bestimmte Gebäudetypologien mit den unterschiedlichen
Lüftungskonzepten reagiert werden?
_Welche Kombinationen funktionieren wie und warum (nicht)?
_Wie kann ein Eingriff in denkmalgeschützten Bauten erfolgen?
_Gibt es Typologien, für die es heute keine passenden Lüftungslösungen
gibt? Warum gibt es keine Lösungen?
...Dabei liegt der Fokus beim Komfort für die Nutzenden, der
gestalterischen und technischen Integration sowie der
Wirtschaftlichkeit...
2_Komfort, Wohntypologien und Lüftungssysteme
Le Corbusier: Feststellungen zu Architektur und Städtebau mit einem amerikanischen Prolog und einem brasilianischen Zusatz,
gefolgt von „Paris Klima“ und „Moskau Atmosphäre“. Braunschweig, Vieweg, 1987
Gründerzeitbau (ca. 1880 – 1919), Zeilenbau Zwischenkriegszeit (ca. 1920 – 1945), Zeilenbau
Nachkriegszeit (ca. 1945 – 1973), hoher Punktbau (ca. 1945 – 1980), innerstädtischer Zeilenbau (1945 –
1980) und zeitgenössischer Bau (1980 – 2000).
Objektinformationen
Objektbezeichnung:
Bürgerliches Wohnhaus
Gründerzeit
Adresse:
Alpenstrasse 7 – 15, 3006 Bern
Teilbereich:
Liegenschaft Alpenstrasse 7
Baujahr:
1895 - 1919
Architekt:
Sanierung 1:
Umfang:
Sanierung 2:
Umfang:
Albert Gerster
Kontext:
Städtisches Wohnquartier, Zeile, Massivbau, wertvolle innere
Oberflächen
Geschosszahl:
2 + DG
Anzahl Wohnungen:
Wohnungsgrössen:
5 (evtl. Ausgebautes Dachgeschoss)
4 Zimmer
Denkmalschutz:
Innen
X
Ja
☐Nein
Aussen
X
Ja
☐Nein
Übersicht Lüftungssysteme / Beurteilungskriterien
sep. Küchen- und WC-Anlage erforderlich
Investitionskosten
Betriebskosten / Wartung - Unterhalt
Entsorgung (Recycling/trennbar)
Feuchtigkeit
Radon
Luftqualität (CO2)
Schadstoffbelastung von aussen
Schadstoffbelastung von innen
Stabilität des Systems (gegenüber Nutzereinflüssen)
Akzeptanz bei Bewohnern
Einfache Bedienbarkeit
Wartung / z. B. Filtertausch
Wirksamkeit / Luftwechsel
Geeignet für Pflegebedürftige / Behinderte
Graue Energie
Betriebsenergiebedarf für Geräte
Energieeinsparungen
Aussenlärm
Lärm der Anlage
Zugerscheinungen
Temperatur / Temperaturschwankungen
Gerüche von aussen
Gerüche im Innenraum
BEHAGLICHKEIT (Nach SIA)
Denkmalpflegerische Kriterien
ENERGIEBILANZ
Steigzonen Erforderlich
NUTZUNG
Brandschutzmassnahmen
HYGIENE
Einsatzspektrum
WIRTSCHAFTL
ICHKEIT
Ästhetik / Gestalterische Kriterien
BAULICHE ANFORDERUNGEN
Eingriffstiefe
Wärmerückgewinnung
Ventilator ABL
Ventilator ZUL
Filter
Schalldämpfer
LÜFTUNGSFUNKTIONEN
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1
1
2
LÜFTUNGSTYP
A
NATÜRLICHE LÜFTUNGSSYSTEME / FENSTERLÜFTUNG
A1
A2
A3
MANUELL
AUTOMATISCHE / KRAFTBETÄTIGTE
MANUELLE ADL
B
EINFACHE ABLUFTANLAGEN
B1
B2
MIT ALD UND WRG
MIT ALD OHNE WRG
C
EINFACHE LÜFTUNGSANLAGEN
C1
C2
C3
C4
C5
DEZENTRAL
ZENTRAL
EINZELRAUMLÜFTUNGSGERÄTE
MINI OHNE WRG
AIRBOX
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x
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x
ADL = AUSSENLUFTDURCHLASS MIT KLAPPE
-
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3
Keine Gefahr / Beeinträchtigung, keine Energie, geringe Kosten, ja
Kleine Gefahr / Beeinträchtigung, wenig Energie, neutral
Grosse Gefahr / Beeinträchtigung, grosser Energiebedarf, nein
AUSGESCHLOSSENE SYSTEME:
BEGRÜNDUNG:
EINFACHE ABLUFTANLAGE OHNE ALD UND WRG
EINFACHE ZULUFTANLAGE
Bei dieser Anlage ist nicht klar, woher die Luft nachströmt.
Warme Luft gelangt durch Undichtheiten in die Konstruktion was zu Feuchteproblemen führt.
Alexander lempke 02.07.2012
Gedruckt am 02.07.12
Seite 1 von 1
...Ziel des Projektes ist es, Stärken und Schwächen der einzelnen
Lüftungskonzepte und -systeme zu analysieren und deren Eigenheiten
bezüglich Gestaltung, Technik, Integrierbarkeit und Komfort
offenzulegen...
...Ergänzt mit dokumentierten Fallbeispielen zeigt das Projekt
exemplarische und innovative Lösungsansätze für die Wohnungslüftung
auf und definiert Anforderungen an neue oder zu optimierende
Produkte. Zudem wird ein anwendungsorientiertes Planungsinstrument
(Leitfaden) als Entscheidungshilfe für Planer, Architektinnen sowie für
Immobilienfachleute entwickelt.
3_Planungsinstrument: These, Analyse, Strategien
...unabhängig vom spezifischen System lassen sich bezüglich der
Überlagerung von Raumstruktur und Infrastruktur grundlegende
Prinzipien definieren...
...übergeordnete Zielsetzungen (...) und eine sorgfältige Analyse des
Ortes (Städtebau, Gebäude, Wohnung, Bauteil, baukünstlerischer und
baukultureller Wert)...
...es ist denkbar und unter verschiedenen Gesichtspunkten durchaus
auch sinnvoll, (...) nicht nur nach technischen Lösungen zu suchen,
sondern durch ein tiefer gehendes Verständnis für die grundsätzlichen
Prinzipien der Lufterschliessung, Luftbehandlung und Luftverteilung
auch alternative Lösungsansätze zu erarbeiten, die mit möglichst wenig
oder gar ohne zusätzlichen Energieaufwand auskommen.
These
Bestandsaufnahme des Gebäudes
Objektinformationen /
Qualität und Charakteristik
Ziel: Gute Luft
Behaglichkeitsaspekte
Ebene 1
Natürliche Lüftung
Kontext
Rahmenbedingungen
Zielsetzungen
Andere...
Fensterlüftung
Typen
Ebene 2
Gebäude
automatisch
manuell
Übersicht
Erschliessungskonzepte
räumliche
Elemente
Mechanische Lüftung
Dezentrale Geräte
Dezentrale
Innovation Einzelraumgeräte
Zentrale Geräte
Dezentrale
Einzelwohnungsgeräte
Zentrale
automatisch
Übersicht
Erschliessungskonzepte
z.B.
_ Luftschächte
_ Naturzug in grosszügigen
Treppenhäusern
_ etc.
Ebene 3
Wohnung
Ebene 4
Raum
(Grösse, Höhe...)
Übersicht
Verteilungskonzepte
?
17°C
Beispiel
16°C
Ebene 5
Bauteil / Element
Ebene 6
Rahmenbedingungen
Ebene 1: Ausgangslage / Kontext
Übersicht
Verteilungskonzepte
?
Deckenhöhe
18°C
23°C
20°C
Beispiel
21°C
?
Beispiel
?
?
Ebene 2: Gebäude / Lufterschliessung
Hülle / Perforation
Hülle / Addition
Kern / Addition
Kern / räumliches Element
Ebene 3: Wohnung / Luftverteilkonzept
Objektinformationen
Objektbezeichnung:
Himmelrich II
Adresse:
Bundes-/ Himmelrichstrasse, 6003 Luzern
Teilbereich:
Himmelrichstrasse 13 - 15
Baujahr:
1929
Architekt:
Sanierung 1:
2009
Umfang:
Sanierung 2:
Einbau Komfortlüftung
Umfang:
Kontext:
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(
(
Städtischer Blockrand, Aussenseitig hohe Lärm- und
Geruchsbelastung
Eingriffe an der Fassade nur sehr beschränkt möglich
(Ortsbildschutzzone B)
Geschosszahl:
6 + DG
Anzahl Wohnungen:
Wohnungsgrössen:
Denkmalschutz:
117
2 - 4 Zimmer
Innen
☐Ja
XNein
Aussen
☐Ja
☐Nein
(
Ebene 4: Bauteil
Hülle / Perforation
Hülle / Addition
!
Kern / Addition
Räumliches Element
4_Fazit / Ausblick
Innovationspotenzial
_ Schnittstelle zwischen räumlichen Elementen (natürliche Lüftung) und
dezentralen Einzelraumgeräten (mechanische Lüftung)
_ Spielraum für natürliche Lüftungssysteme
ohne spezielle Luftaufbereitung und –bearbeitung
_ Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle bei
gleichzeitig minimalem Wärmeverlust
_ Wandaufbauten aus 'atmungsaktiven' Materialien
_ Schichtartige Überlagerungen von
Aussenwandelementen, die Überströmung
und Wärme(rück)-gewinnung verbinden
Bild: Erneuerung Wohn-/Gewerbehaus Spitalgasse 22, Bern
BÜRGI SCHÄRER Architektur und Planung AG, Bern, 2009
Konklusion Forschungsthema Raum und Luft (1)
_ Das Aufzeigen des Zusammenhangs und der Verträglichkeit von
Raumstruktur und Infrastruktur schafft ein besseres Verständnis in
Bezug auf gute Luft im Innenraum bei Erneuerungen von
Wohnbauten
_ Patentrezepte gibt es nicht
_ Ortsspezifische Lösungen sind gefragt
_ Eine kritische Auseinandersetzung mit Komfortansprüchen, dem
Kontext, der Wohnungstypologie und mit den Lüftungssystemen ist
unabdingbar
Konklusion Forschungsthema Raum und Luft (2)
_ Standardlösungen sind zu hinterfragen
_ Innovationen zu suchen
_ Hohe Gestaltqualität und einen Gebrauchswert
nach den Nutzerbedürfnissen anzustreben
_ Baukultur zukunftsfähig zu erhalten
und zu steigern
Bild: Erneuerung Wohn-/Gewerbehaus Spitalgasse 22, Bern
BÜRGI SCHÄRER Architektur und Planung AG, Bern, 2009
Herzlichen Dank...
...und willkommen:
Das interdisziplinäre Team Lucerne – Suisse
der Hochschule Luzern – Technik & Architektur
präsentiert den Stand der Arbeiten für den
Solar Decathlon Europe 2014
an der Diplomausstellung
auf dem Campus in Horw
am Freitag, 5. Juli 2013, 14:00 – 21:00
mit Führungen stündlich ab 15:00 bis 20:00
im Foyer Mädersaal, Gebäude IV
[email protected]