Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim
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Barnim_2 18.06.2007 12:07 Uhr Seite 1 Projektportrait Besonderheiten Portrait Nr. 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Das neue Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim (Paul-Wunderlich-Haus) befindet sich im Stadtzentrum von Eberswalde neben dem Marktplatz. Der Gebäudekomplex umfasst vier Baukörper auf dem Pavillonplatz und ein Verwaltungsgebäude mit Parkhaus am Standort der ehemaligen Feuerwache. Zentrale städtebauliche Elemente sind der von den Baukörpern gefasste neue Innenhof und die Durchwegung durch die Kirchstraße. In den Erdgeschossen befinden sich Gewerbeflächen für Verkauf und Gastronomie. Die oberen Geschosse nutzt die Verwaltung des Landkreises. Keines der Gebäude ist unterkellert. Sie können aufgrund ihrer jeweils eigenen technischen Infrastruktur auch separat betrieben werden. Bis auf das Gebäude des Landrats mit seinem Kreistag-Sitzungssaal verfügen alle drei anderen Baukörper auf dem Pavillonplatz über ein zentrales, nicht beheiztes Atrium. Das verglaste Dach besitzt Lüftungsklappen und einen innen liegenden, horizontalen Sonnenschutz. Die Arbeitsplätze der 550 Mitarbeiter sind in Zellen- oder Kombibüros sowie Gruppen- und Großraumbüros organisiert. Die Kombibüros bestehen aus jeweils ca. 8 m2 großen Zellen (Homebases) an der Außenfassade und einer Mittelzone für die gemeinschaftlich genutzte Infrastruktur. Großraum- und Gruppenbüros sind mit Stellwänden und Möbelteilen untergliedert. Der Publikumsverkehr wird in manchen Nutzungsbereichen über spezielle Kontakträume abgewickelt. Dem Vorhaben kommt eine besonders hohe städtebauliche, ökologische und soziale Verantwortung zu, da es als zentrale öffentliche Kreisverwaltung mit Kreistag und gewerblichen Dienstleistungen das neue Zentrum in Eberswalde mit innerstädtischen Funktionsträgern komplettiert. C 25 Hotels und Gastronomie Integraler Entwurfsprozess Simulation Erhöhter Wärmeschutz Passive Kühlung Tageslichtnutzung Atrium Solarthermie Bereits in der Wettbewerbsausschreibung wurden die Themen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz verankert. Um das Gebäude später kosten- und ressourcenschonend betreiben zu können, bearbeitete das Planungsteam mit dem Bauherrn bereits während der Entwurfsplanung Aufgabenstellungen im Bereich Facility Management. Ergänzend wurde ein EDV/ITKonzept zur Reduktion des Stromverbrauchs an den Arbeitsplätzen und ein Kühlkonzept für den Serverraum entwickelt.. A D N Abb. 1: Lageplan Verkaufsstätten Heil- und Pflegeeinrichtungen Auf der Nachkriegsbrache mit komplizierten Baugrundverhältnissen und mittelalterlichem Bodendenkmal war eine Unterkellerung des Gebäudes ausgeschlossen. Eine in diesem Kontext notwendige Pfahlgründung führte zum Konzept der oberflächennahen, geothermischen Wärmenutzung über Energiepfähle. Drei Gebäude des Verwaltungskomplexes verfügen über innen liegende Atrien, die bewusst durch unterschiedliche Ausführung der angrenzenden Verglasungsflächen auch unterschiedliche Klimate ausprägen werden. Solarstrom Wärmerückgewinnung Erdwärme -, Erdkältenutzung Kraft-/WärmeKopplung Parallel zu Planung und Ausführung erfolgte eine detaillierte Lebenszyklusanalyse des Bauvorhabens mit dem Werkzeug LEGEP. Impressum Projektteam EnBau : MONITOR Team Monitoring Bauherr Kreisverwaltung Landkreis Barnim, vertreten durch den Landrat Bodo Ihrke Kontakt: Herr Aßmann Rudolf-Breitscheid-Straße 36, 16225 Eberswalde BTU Cottbus, Lehrstuhl für Angewandte Physik Kontakt: Herr Häusler Konrad-Wachsmann-Allee 1 03044 Cottbus Telefon: +49 (355) 692315 Fax: +49 (355) 692103 e-mail: [email protected] Internet: www.tu-cottbus.de Institute, Schulen und Hochschulen Produktionsstätten In den vorgefertigten Fassaden in Holztafelbauweise kommen im Anschlussbereich des außen liegenden Sonnenschutzes VakuumIsolations-Paneele (VIP) zum Einsatz. In ausgewählten Nutzungsbereichen werden Deckenelemente mit integriertem Phasenwechselmaterial (PCM) eingesetzt, um das sommerliche Raumklima zu verbessern. B Büro und Verwaltung Wärme-/KälteVerbund Wärmepumpe Dieses Dokument wurde im Rahmen des Begleitforschungsprojekts »EnBau : MONITOR« erstellt. Die Begleitforschung dokumentiert, analysiert und kommuniziert die Ergebnisse der NeubauDemonstrationsprojekte des Förderkonzepts Energieoptimiertes Bauen des BMWi. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Faltblattes liegt bei der Bergischen Universität Wuppertal, b+tga. Kontaktadresse: Gesamtverantwortung und Koordination Dokumentation und Analyse Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Herr Herkel Heidenhofstr. 2 79110 Freiburg Telefon (0761) 45 88-51 17 Telefax (0761) 45 88-90 00 e-mail: [email protected] Bergische Universität Wuppertal Herr Prof. Dr.-Ing. Voss Fachbereich Architektur, Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung (b+tga) Pauluskirchstr. 7 42285 Wuppertal Telefon (0202) 439-40 94 Telefax (0202) 439-42 96 e-mail: [email protected] Kommunikation sol°id°ar planungswerkstatt berlin Herr Dr. Löhnert Forststr. 30 12163 Berlin Lehre, Aus- und Weiterbildung Universität Karlsruhe Herr Prof. Wagner Fakultät Architektur Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau (fbta) Englerstr. 7 76128 Karlsruhe Projektförderung Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, BMWi über Projektträger PTJ Herr Kratz Forschungszentrum Jülich GmbH 52425 Jülich Abbildungsnachweis Gebäudeautomation Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Biomassenutzung Regenwasserkonzept Abb. 2: Grundriss 1.OG Gebäude D 2 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 Abb. 3: Querschnitt Baustoffökologie Titel: W. von Herder, GAP Abb. 1-3: GAP, Gesellschaft für Architektur und Projektmanagement mbH Abb. 5, 7-10: sol°id°ar planungswerkstatt berlin Abb. 6: Marzahn & Rentsch 1. Auflage, 2007 Besuchen Sie uns im Internet http://www.enbau.info Bauherr Gewerbeflächen Sparkasse Barnim Kontakt: Herr Keil Michaelisstraße 1, 16225 Eberswalde Förderung Architektur, Generalplanung, Projektsteuerung GAP Gesellschaft für Architektur und Projektmanagement mbH Kontakt: Herr Winkelbauer, Herr Groscurth Schöneberger Straße 15, 10963 Berlin Bauleitung Hochbau Architekturbüro Schasler Kontakt: Frau Kuster, Herr Gerlach Giesebrechtstr. 20, 10629 Berlin Monitoring 191.276 € Laufzeit 01.10.2005 -30.09.2009 Projektadresse Am Markt 1 16225 Eberswalde Tragwerksplanung Marzahn & Rentzsch Ingenieurbüro für Baustatik und Baukonstruktion Kontakt: Herr Rentzsch Dernburgstraße 59, 14057 Berlin und Planungsgemeinschaft Barnim (IBQ, FPG, ibe) Gebäudeklimakonzept, Energieplanung, Simulation teamgmi Ingenieurbüro GmbH Kontakt: Herr Gasser, Herr Krauß Schönbrunnerstr. 44/10, A-1050 Wien Technische Gebäudeausrüstung (HLKS) teamgmi Ingenieurbüro GmbH Kontakt: Herr Krauß Schönbrunnerstr. 44/10, A-1050 Wien Finower Planungsgesellschaft mbH ARGE FPG Kontakt: Herr Brandt Altenhoferstraße 13 A, 16227 Eberswalde Projektbüro Dörner & Partner GmbH ARGE FPG Kontakt: Herr Dörner Bahnhofstraße 7, 16227 Eberswalde Licht- und Elektroplanung Licht- und Elektroplanung Hecht Kontakt: Herr Hecht Hörnlingerstraße 11a, A-6830 Rankweil Ingenieurbüro Ziesche Kontakt: Herr Ziesche Birkholzer Straße 90, 16341 Panketal Bauherr Kreisverwaltung Bauherr Gewerbeflächen Generalplaner Architektur Projektsteuerung Koordination TGA Generalplaner Gebäudeklimakonzept Energiekonzept Tageslicht Bauphysik Bauökologie HLKS (1-3) Elektro (1-3) Bauüberwachung Hochbau Licht/Elektro LP 4-9 Sonstige Fachplanungen HLKS LP 4-9 Tragwerksplanung LP 1-3 Tragwerksplanung LP 4-6 regionale Fachplaner Barnim_2 18.06.2007 12:07 Uhr Seite 1 Projektportrait Besonderheiten Portrait Nr. 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Das neue Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim (Paul-Wunderlich-Haus) befindet sich im Stadtzentrum von Eberswalde neben dem Marktplatz. Der Gebäudekomplex umfasst vier Baukörper auf dem Pavillonplatz und ein Verwaltungsgebäude mit Parkhaus am Standort der ehemaligen Feuerwache. Zentrale städtebauliche Elemente sind der von den Baukörpern gefasste neue Innenhof und die Durchwegung durch die Kirchstraße. In den Erdgeschossen befinden sich Gewerbeflächen für Verkauf und Gastronomie. Die oberen Geschosse nutzt die Verwaltung des Landkreises. Keines der Gebäude ist unterkellert. Sie können aufgrund ihrer jeweils eigenen technischen Infrastruktur auch separat betrieben werden. Bis auf das Gebäude des Landrats mit seinem Kreistag-Sitzungssaal verfügen alle drei anderen Baukörper auf dem Pavillonplatz über ein zentrales, nicht beheiztes Atrium. Das verglaste Dach besitzt Lüftungsklappen und einen innen liegenden, horizontalen Sonnenschutz. Die Arbeitsplätze der 550 Mitarbeiter sind in Zellen- oder Kombibüros sowie Gruppen- und Großraumbüros organisiert. Die Kombibüros bestehen aus jeweils ca. 8 m2 großen Zellen (Homebases) an der Außenfassade und einer Mittelzone für die gemeinschaftlich genutzte Infrastruktur. Großraum- und Gruppenbüros sind mit Stellwänden und Möbelteilen untergliedert. Der Publikumsverkehr wird in manchen Nutzungsbereichen über spezielle Kontakträume abgewickelt. Dem Vorhaben kommt eine besonders hohe städtebauliche, ökologische und soziale Verantwortung zu, da es als zentrale öffentliche Kreisverwaltung mit Kreistag und gewerblichen Dienstleistungen das neue Zentrum in Eberswalde mit innerstädtischen Funktionsträgern komplettiert. C 25 Hotels und Gastronomie Integraler Entwurfsprozess Simulation Erhöhter Wärmeschutz Passive Kühlung Tageslichtnutzung Atrium Solarthermie Bereits in der Wettbewerbsausschreibung wurden die Themen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz verankert. Um das Gebäude später kosten- und ressourcenschonend betreiben zu können, bearbeitete das Planungsteam mit dem Bauherrn bereits während der Entwurfsplanung Aufgabenstellungen im Bereich Facility Management. Ergänzend wurde ein EDV/ITKonzept zur Reduktion des Stromverbrauchs an den Arbeitsplätzen und ein Kühlkonzept für den Serverraum entwickelt.. A D N Abb. 1: Lageplan Verkaufsstätten Heil- und Pflegeeinrichtungen Auf der Nachkriegsbrache mit komplizierten Baugrundverhältnissen und mittelalterlichem Bodendenkmal war eine Unterkellerung des Gebäudes ausgeschlossen. Eine in diesem Kontext notwendige Pfahlgründung führte zum Konzept der oberflächennahen, geothermischen Wärmenutzung über Energiepfähle. Drei Gebäude des Verwaltungskomplexes verfügen über innen liegende Atrien, die bewusst durch unterschiedliche Ausführung der angrenzenden Verglasungsflächen auch unterschiedliche Klimate ausprägen werden. Solarstrom Wärmerückgewinnung Erdwärme -, Erdkältenutzung Kraft-/WärmeKopplung Parallel zu Planung und Ausführung erfolgte eine detaillierte Lebenszyklusanalyse des Bauvorhabens mit dem Werkzeug LEGEP. Impressum Projektteam EnBau : MONITOR Team Monitoring Bauherr Kreisverwaltung Landkreis Barnim, vertreten durch den Landrat Bodo Ihrke Kontakt: Herr Aßmann Rudolf-Breitscheid-Straße 36, 16225 Eberswalde BTU Cottbus, Lehrstuhl für Angewandte Physik Kontakt: Herr Häusler Konrad-Wachsmann-Allee 1 03044 Cottbus Telefon: +49 (355) 692315 Fax: +49 (355) 692103 e-mail: [email protected] Internet: www.tu-cottbus.de Institute, Schulen und Hochschulen Produktionsstätten In den vorgefertigten Fassaden in Holztafelbauweise kommen im Anschlussbereich des außen liegenden Sonnenschutzes VakuumIsolations-Paneele (VIP) zum Einsatz. In ausgewählten Nutzungsbereichen werden Deckenelemente mit integriertem Phasenwechselmaterial (PCM) eingesetzt, um das sommerliche Raumklima zu verbessern. B Büro und Verwaltung Wärme-/KälteVerbund Wärmepumpe Dieses Dokument wurde im Rahmen des Begleitforschungsprojekts »EnBau : MONITOR« erstellt. Die Begleitforschung dokumentiert, analysiert und kommuniziert die Ergebnisse der NeubauDemonstrationsprojekte des Förderkonzepts Energieoptimiertes Bauen des BMWi. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Faltblattes liegt bei der Bergischen Universität Wuppertal, b+tga. Kontaktadresse: Gesamtverantwortung und Koordination Dokumentation und Analyse Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Herr Herkel Heidenhofstr. 2 79110 Freiburg Telefon (0761) 45 88-51 17 Telefax (0761) 45 88-90 00 e-mail: [email protected] Bergische Universität Wuppertal Herr Prof. Dr.-Ing. Voss Fachbereich Architektur, Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung (b+tga) Pauluskirchstr. 7 42285 Wuppertal Telefon (0202) 439-40 94 Telefax (0202) 439-42 96 e-mail: [email protected] Kommunikation sol°id°ar planungswerkstatt berlin Herr Dr. Löhnert Forststr. 30 12163 Berlin Lehre, Aus- und Weiterbildung Universität Karlsruhe Herr Prof. Wagner Fakultät Architektur Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau (fbta) Englerstr. 7 76128 Karlsruhe Projektförderung Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, BMWi über Projektträger PTJ Herr Kratz Forschungszentrum Jülich GmbH 52425 Jülich Abbildungsnachweis Gebäudeautomation Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Biomassenutzung Regenwasserkonzept Abb. 2: Grundriss 1.OG Gebäude D 2 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 Abb. 3: Querschnitt Baustoffökologie Titel: W. von Herder, GAP Abb. 1-3: GAP, Gesellschaft für Architektur und Projektmanagement mbH Abb. 5, 7-10: sol°id°ar planungswerkstatt berlin Abb. 6: Marzahn & Rentsch 1. Auflage, 2007 Besuchen Sie uns im Internet http://www.enbau.info Bauherr Gewerbeflächen Sparkasse Barnim Kontakt: Herr Keil Michaelisstraße 1, 16225 Eberswalde Förderung Architektur, Generalplanung, Projektsteuerung GAP Gesellschaft für Architektur und Projektmanagement mbH Kontakt: Herr Winkelbauer, Herr Groscurth Schöneberger Straße 15, 10963 Berlin Bauleitung Hochbau Architekturbüro Schasler Kontakt: Frau Kuster, Herr Gerlach Giesebrechtstr. 20, 10629 Berlin Monitoring 191.276 € Laufzeit 01.10.2005 -30.09.2009 Projektadresse Am Markt 1 16225 Eberswalde Tragwerksplanung Marzahn & Rentzsch Ingenieurbüro für Baustatik und Baukonstruktion Kontakt: Herr Rentzsch Dernburgstraße 59, 14057 Berlin und Planungsgemeinschaft Barnim (IBQ, FPG, ibe) Gebäudeklimakonzept, Energieplanung, Simulation teamgmi Ingenieurbüro GmbH Kontakt: Herr Gasser, Herr Krauß Schönbrunnerstr. 44/10, A-1050 Wien Technische Gebäudeausrüstung (HLKS) teamgmi Ingenieurbüro GmbH Kontakt: Herr Krauß Schönbrunnerstr. 44/10, A-1050 Wien Finower Planungsgesellschaft mbH ARGE FPG Kontakt: Herr Brandt Altenhoferstraße 13 A, 16227 Eberswalde Projektbüro Dörner & Partner GmbH ARGE FPG Kontakt: Herr Dörner Bahnhofstraße 7, 16227 Eberswalde Licht- und Elektroplanung Licht- und Elektroplanung Hecht Kontakt: Herr Hecht Hörnlingerstraße 11a, A-6830 Rankweil Ingenieurbüro Ziesche Kontakt: Herr Ziesche Birkholzer Straße 90, 16341 Panketal Bauherr Kreisverwaltung Bauherr Gewerbeflächen Generalplaner Architektur Projektsteuerung Koordination TGA Generalplaner Gebäudeklimakonzept Energiekonzept Tageslicht Bauphysik Bauökologie HLKS (1-3) Elektro (1-3) Bauüberwachung Hochbau Licht/Elektro LP 4-9 Sonstige Fachplanungen HLKS LP 4-9 Tragwerksplanung LP 1-3 Tragwerksplanung LP 4-6 regionale Fachplaner Barnim_2 18.06.2007 12:07 Uhr Seite 2 Gebäudeinformation Erste Erfahrungen Energiekonzept Gebäude- und Technikkonzept Abb. 6: Lange Zuluftkanäle versorgen die Büros an der Außenfassade, kurze Kanäle die Büros an der Atriumfassade. Um die Akustik zu verbessern, gibt es in ausgewählten Bereichen abgehängte Deckenpaneele. Integriertes Phasenwechselmaterial (PCM) unterstützt ein ausgeglichenes Raumklima im Sommer . Die Flachdächer der Gebäude sind extensiv begrünt. Die Atriumdächer bestehen aus einer Holz-Glas-Konstruktion. Durch die städtebauliche Anordnung der Gebäude orientieren sich die Hauptfassaden in unterschiedliche Richtungen. Die Verglasungen sind als Fixverglasung mit 3fach WSG 0,7 W/m2K, Flügel mit 2-fach WSG 1,1 W/m2K, Rahmen mit 1,4 W/m2K ausgeführt, unter Verwendung von kunststoffummantelten Abstandshaltern aus Edelstahl. Nutzung Wärmeschutznachweis (EnEV) Nutzungszeiten Büro NutzerInnen/Büros alle Gebäude Fertigstellung Mo-Fr 7-18 Uhr, 550 2007 Baukörper Geschosse mittlere Raumhöhe (NRI/NGF) A/V-Verhältnis 4 4,05 m 0,3 m -1 Flächen und Volumen, DIN 277 Volumen* BruttoRaumInhalt 20.127 m3/ 69.109 m3 Bauteil U-Wert in W/(m2K) Außenwände 0,20 Dach 0,12 Fenster 1,0 und 1,4 Boden gegen Erdreich 0,17 0,43 Mittlerer U-Wert (HT) 0,80 Mittlerer U-Wert zulässig (HT, max) 46 % Unterschreitung von HT, max Jahresheizwärmebedarf (Qh) nach EnEV 10,82 kWh/m3a 33,82 kWh/m2a Qh/V vorhanden Qh/An vorhanden Fensterflächen Flächen NettoGrundFläche 4.878 m2/ 17.131 m2 HauptNutzFläche 3.600 m2/ 11.755 m2 * Gebäude D/Gesamtprojekt Verwaltung ohne Atrien und Parkhaus Nord 48% West 48% 48% Ost 48% Aufgrund der ähnlichen Gebäude sind die KennSüd werte exemplarisch auf das Gebäude D bezogen, Anteil der Fensterflächen an den Fassadenflächen. das auch für das Monitoring gemessen wird. In Summe 0,32 m2 Fensterfläche je m2 NGF. Kosten Bauwerkskosten Brutto ohne Parkhaus, Stand Kostenanschlag Bezug BruttoRaumInhalt DIN 277 NettoGrundFläche DIN 277 3 Für die Begleitforschung müssen die Schnittstellen zwischen ihren Anforderungen und denen der „konventionellen“ Planung insbesondere für die Ausschreibung mit ausreichend zeitlichem Vorlauf aufeinander abgestimmt und präzise definiert werden. Nur so lassen sich z. B. Messkonzepte sinnvoll und kostengünstig realisieren. Die Dynamik des Marktes im Bereich innovativer Verglasungen und die planerische Entwicklung des Projektes erforderten eine laufende Nachführung von Kosten und Mengen aller innovativen Maßnahmen. Darüber hinaus zeigte sich in diesem Projekt, welche Dynamik auf den Planungs- und Umsetzungsprozess wirken kann, wenn im Projekt der Einsatz (noch) nicht marktbewährter Technologien und Produkte erwogen wird: Die Planung der gaschromen Verglasung musste mitten im Planungsprozess gestoppt werden, da der Hersteller die bevorstehende Markteinführung – zu Gunsten weiterer Forschungsarbeiten – zurückzog. Im Fall der Neuentwicklung einer innovativen, bereichsgeregelten und energietechnisch hocheffizienten Stehleuchte für das Projekt mussten erhebliche Aufwendungen im Verfahren bezüglich Vergabe-/Wettbewerbs- und Haushaltsrecht geleistet werden, die nur durch das hohe Engagement aller Beteiligter erfolgreich abgeschlossen wurden. Eine frühe Blower-Door-Messung nach der Teilfertigstellung des ersten Gebäudes diente dazu, die Luftdichtigkeit der Holztafelfassade zu prüfen. Die Ergebnisse unterstützten die Optimierung der noch zu realisierenden Fassadenabschnitte. Die an den weiteren Gebäude wurden dann ebenfalls Blower-Door-Messungen unterzogen. Das Heizungssystem erschließt über die Gründungspfähle das Erdreich als Wärmequelle im Winter. Dabei erzeugen Wärmepumpen die notwendige Niedertemperatur. Im Sommer kann das Erdreich direkt als Wärmesenke eingesetzt werden; die Spitzenlast wird über eine reversibel betriebene Wärmepumpe abgedeckt. Eine Solarstromanlage (640 m2, Peakleistung 80 kW) ist auf dem Dach des an den Kopfbau angrenzenden Parkhauses vorgesehen. Diese soll zeitnah im Rahmen einer ContractingLösung realisiert werden. Darüber hinaus ist eine Erweiterung der PVAnlage auf der Südfassade mit ca. 40 kWp zusätzlich vorgesehen. Technische Anlagen DIN 276: KG 400 101 €/m3 Bauwerkskosten KG 300+KG 400 308 €/m3 849 €/m2 413 €/m2 1.263 €/m2 Lüftung / Heizung / Kühlung 30 [kWh/m2(NGF)a] Endenergiebedarf (Strom) Das ganze Jahr über wird die Zuluft durch ungedämmte, in die Decke eingelegte Rohre in die Büros geleitet. Die Zulufteinlässe befinden sich in 1m Abstand von der Außenfassade. Die Abluft verlässt die Büros durch direktes Überströmen in die Kombizone. Dort erfolgt die Absaugung über mehrere Abluftgitter. In Büros mit erhöhten Schallschutzanforderungen gibt es schallgedämmte Überströmelemente. Bevor die Fortluft das Gebäude verlässt, gibt sie ihre Wärme an die Zuluft über einen Rotationswärmetauscher (Wärmebereitstellungsgrad 75 %) ab. 20 10 0 Ziel Wettbewerb Heizung Rechenwerte Vorplanung Dezernat 3 Kühlung Lüftung Rechenwerte Entwurf Kunstlicht Abb. 5: Entwicklung der Energiekennwerte im Projektverlauf. Nicht einbezogen sind Kühlung und Lüftung der Sondernutzungen: Server, Druckerräume, Administratoren o.ä. Abb. 7: Die Temperierung des Flurbereiches erfolgt über ein System im Estrich, das bivalent zum Heizen und Kühlen eingesetzt wird. Heizen über Energiepfähle Die Grundlast der Heizwärme wird in den Büros über die Lüftungsanlage verteilt, dabei liegt die Zulufttemperatur max. 10 K über der Raumlufttemperatur. Die Wärmezufuhr über die Lüftungsanlage wird über die Außentemperatur gesteuert. Die Spitzenlastabdeckung erfolgt über Radiatoren, die über Raumthermostate geregelt werden. Im Gangbereich und in der Kombizone wird die Wärme über eine Fußbodenheizung verteilt. Rückkühler auf dem Dach sorgen für eine aktive Regeneration des Pfahlsystems und somit für eine günstige Auslegung. Tab. 1: Kennwerte der Energiepfähle und der Wärmepumpe (Gebäude D) Strom kW Energiepfähle Wärmepumpen (Heizen) Wärmepumpen (Kühlen) Spez. Leistung in W/m2 NGF 33 36 14,15 Wärme kW 144 140 58,2 Kälte kW 88 Bei Außentemperaturen bis zu 5 °C wird die Wärme primär über die Wärmepumpe (WP) mit dem Pfahl-Absorbersystem als Wärmequelle erzeugt. Um das Erdreich ausgewogen zu „bewirtschaften“, nutzen die WP bei Außentemperaturen über 5 °C primär die Wärmequelle Außenluft, die über die Rückkühler erschlossen wird (Luft-Wasser-Wärmetauscher). Kühlen über Energiepfähle Die Wärme wird über die Lüftungsanlage (Untertemperatur max. 6 K, Steuerung nach Außentemperatur und Zeit) und die Fußbodenkühlung abgeführt. Die Fußbodenkühlung wird über die zonale Erfassung der Raumtemperatur geregelt. Bis zu einer Rücklauftemperatur von ca. 20 °C dient das über die Energiepfähle erschlossene Erdreich als Wärmesenke. Bei höheren Rücklauftemperaturen wird auf die Wasser-Glykol-Rückkühler auf dem Dach umgeschaltet. Zur Spitzenlastabdeckung wird Kälte aktiv über die reversiblen Wärmepumpen erzeugt. Abb. 8: Die akustisch wirksamen Deckensegel werden in Teilbereichen der Kombibüros mit Phasenwechselmaterialien belegt, um das sommerliche Raumklima zu verbessern 155 49,8 Netzstrom Tageslicht und Beleuchtung Der außen liegende Sonnenschutz ist zweigeteilt und lässt im oberen Bereich den Tageslichteinfall in die Raumtiefe zu. Auch die Stellung des unteren Lamellenbehangs wird tageslichttechnisch optimiert. Der Lamellenbehang ist fassaden- und geschossweise in Abhängigkeit von der Einstrahlung und der Temperatur gesteuert. Zusätzlich gibt es einen innen liegenden Blendschutz. Zur Kunstlichtversorgung der Arbeitsplätze werden im Rahmen des Bauvorhabens entwickelte Stehleuchten eingesetzt. Diese haben ein von der Raumtiefe abhängiges Verhältnis zwischen Indirekt- und Direktanteil (Indirektanteil steigt mit zunehmender Raumtiefe). Die Stehleuchte wird automatisch über einen Beleuchtungsstärkesensor geregelt. Ein Präsenzsensor schaltet die Leuchte auf eine Allgemeinbeleuchtungsstärke von 100 Lux. Die Beleuchtungsstärke kann dann vom Nutzer am Arbeitsplatz-PC bedient werden (von 100 Lux auf 300 bzw. 500 Lux). Die Kombizone wird indirekt über verglaste Bürotüren und Glastrennwände mit Tageslicht versorgt. Die elektrische Beleuchtung wird dort tageslichtabhängig und über einen ein- und ausschaltenden Präsenzsensor geregelt. Regelung über Bewegungsmelder und Helligkeitssensoren Tageslichtabhängige Dimmung über Sensor Präsenzsteuerung schaltet Beleuchtung ein(100 Lux) und aus Bedienung des Sonnenschutzes über GLT (Beleuchtungsstärke und Temperatur) und manuell Strom Energiepfähle Kälte mechanische Abluft Wärmepumpe Blendschutz manuell von unten nach oben Zuluft Luftwechsel: max. 1,2 h-1 zeitabhängige Steuerung Wärme Wärmerückgewinnung Abb. 4: Energieversorgung Baukonstruktion DIN 276: KG 300 207 €/m3 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 Das Gebäude geht im Sommer 2007 in Betrieb. Die Erfahrungen konzentrieren sich an dieser Stelle somit ausschließlich auf die Umsetzung des Projektes. 3,27 m Die Geschossdecken, die Bodenplatte, das Dach sowie die lasttragenden Stützen und Teile der Innenwände bestehen aus Stahlbeton. Dabei sind die Decken über dem 1. bis 3. OG als Lüftungsdecken mit integrierten Lüftungsrohren von 8 cm Durchmesser ausgebildet. Die Unterseiten der Decken sind größtenteils unverkleidet. Die Außenwände bildet eine Holz-Leichtbaukonstruktion mit Wärmedämmung und beidseitiger Beplankung mit Holzwerkstoffplatten. Auf der Außenseite befindet sich eine hinterlüftete Fassadenkonstruktion mit einer weiteren Beplankung – je nach Gebäude aus farbigen Faserzementtafeln oder Putzträgerplatten. Im Bereich des Anschlusses zwischen außen liegendem Sonnenschutz und Fenstersturz werden zur Vermeidung von Wärmebrücken Vakuum-Dämmpaneele eingesetzt. Abb. 10: Prototyp der energieeffizienten Stehleuchte Verkehrsbeich Kombizone 100 Lux 2 W/m2 Kombizone Kombizone 500 Lux 8 - 12 W/m2 Büro Büro Sommerfall Abb. 9: Holz-Dachkonstruktion der geschlossenen Atrien. In der Überhöhung sind links die motorisch betriebenen Lüftungsöffnungen erkennbar. Lichtreflexion 3,60 - 5,40 m 3,00 m Fortluft Wärmerückgewinnung Energiepfähle ohne (Sommer)/ mit (Winter) Wärmepumpe Zuluft Abb. 12: Beleuchtung der Büros und der Kombizone Sommerfall Abb. 11: Das Lüftungskonzept der Kombibüros 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 4 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 5 Barnim_2 18.06.2007 12:07 Uhr Seite 2 Gebäudeinformation Erste Erfahrungen Energiekonzept Gebäude- und Technikkonzept Abb. 6: Lange Zuluftkanäle versorgen die Büros an der Außenfassade, kurze Kanäle die Büros an der Atriumfassade. Um die Akustik zu verbessern, gibt es in ausgewählten Bereichen abgehängte Deckenpaneele. Integriertes Phasenwechselmaterial (PCM) unterstützt ein ausgeglichenes Raumklima im Sommer . Die Flachdächer der Gebäude sind extensiv begrünt. Die Atriumdächer bestehen aus einer Holz-Glas-Konstruktion. Durch die städtebauliche Anordnung der Gebäude orientieren sich die Hauptfassaden in unterschiedliche Richtungen. Die Verglasungen sind als Fixverglasung mit 3fach WSG 0,7 W/m2K, Flügel mit 2-fach WSG 1,1 W/m2K, Rahmen mit 1,4 W/m2K ausgeführt, unter Verwendung von kunststoffummantelten Abstandshaltern aus Edelstahl. Nutzung Wärmeschutznachweis (EnEV) Nutzungszeiten Büro NutzerInnen/Büros alle Gebäude Fertigstellung Mo-Fr 7-18 Uhr, 550 2007 Baukörper Geschosse mittlere Raumhöhe (NRI/NGF) A/V-Verhältnis 4 4,05 m 0,3 m -1 Flächen und Volumen, DIN 277 Volumen* BruttoRaumInhalt 20.127 m3/ 69.109 m3 Bauteil U-Wert in W/(m2K) Außenwände 0,20 Dach 0,12 Fenster 1,0 und 1,4 Boden gegen Erdreich 0,17 0,43 Mittlerer U-Wert (HT) 0,80 Mittlerer U-Wert zulässig (HT, max) 46 % Unterschreitung von HT, max Jahresheizwärmebedarf (Qh) nach EnEV 10,82 kWh/m3a 33,82 kWh/m2a Qh/V vorhanden Qh/An vorhanden Fensterflächen Flächen NettoGrundFläche 4.878 m2/ 17.131 m2 HauptNutzFläche 3.600 m2/ 11.755 m2 * Gebäude D/Gesamtprojekt Verwaltung ohne Atrien und Parkhaus Nord 48% West 48% 48% Ost 48% Aufgrund der ähnlichen Gebäude sind die KennSüd werte exemplarisch auf das Gebäude D bezogen, Anteil der Fensterflächen an den Fassadenflächen. das auch für das Monitoring gemessen wird. In Summe 0,32 m2 Fensterfläche je m2 NGF. Kosten Bauwerkskosten Brutto ohne Parkhaus, Stand Kostenanschlag Bezug BruttoRaumInhalt DIN 277 NettoGrundFläche DIN 277 3 Für die Begleitforschung müssen die Schnittstellen zwischen ihren Anforderungen und denen der „konventionellen“ Planung insbesondere für die Ausschreibung mit ausreichend zeitlichem Vorlauf aufeinander abgestimmt und präzise definiert werden. Nur so lassen sich z. B. Messkonzepte sinnvoll und kostengünstig realisieren. Die Dynamik des Marktes im Bereich innovativer Verglasungen und die planerische Entwicklung des Projektes erforderten eine laufende Nachführung von Kosten und Mengen aller innovativen Maßnahmen. Darüber hinaus zeigte sich in diesem Projekt, welche Dynamik auf den Planungs- und Umsetzungsprozess wirken kann, wenn im Projekt der Einsatz (noch) nicht marktbewährter Technologien und Produkte erwogen wird: Die Planung der gaschromen Verglasung musste mitten im Planungsprozess gestoppt werden, da der Hersteller die bevorstehende Markteinführung – zu Gunsten weiterer Forschungsarbeiten – zurückzog. Im Fall der Neuentwicklung einer innovativen, bereichsgeregelten und energietechnisch hocheffizienten Stehleuchte für das Projekt mussten erhebliche Aufwendungen im Verfahren bezüglich Vergabe-/Wettbewerbs- und Haushaltsrecht geleistet werden, die nur durch das hohe Engagement aller Beteiligter erfolgreich abgeschlossen wurden. Eine frühe Blower-Door-Messung nach der Teilfertigstellung des ersten Gebäudes diente dazu, die Luftdichtigkeit der Holztafelfassade zu prüfen. Die Ergebnisse unterstützten die Optimierung der noch zu realisierenden Fassadenabschnitte. Die an den weiteren Gebäude wurden dann ebenfalls Blower-Door-Messungen unterzogen. Das Heizungssystem erschließt über die Gründungspfähle das Erdreich als Wärmequelle im Winter. Dabei erzeugen Wärmepumpen die notwendige Niedertemperatur. Im Sommer kann das Erdreich direkt als Wärmesenke eingesetzt werden; die Spitzenlast wird über eine reversibel betriebene Wärmepumpe abgedeckt. Eine Solarstromanlage (640 m2, Peakleistung 80 kW) ist auf dem Dach des an den Kopfbau angrenzenden Parkhauses vorgesehen. Diese soll zeitnah im Rahmen einer ContractingLösung realisiert werden. Darüber hinaus ist eine Erweiterung der PVAnlage auf der Südfassade mit ca. 40 kWp zusätzlich vorgesehen. Technische Anlagen DIN 276: KG 400 101 €/m3 Bauwerkskosten KG 300+KG 400 308 €/m3 849 €/m2 413 €/m2 1.263 €/m2 Lüftung / Heizung / Kühlung 30 [kWh/m2(NGF)a] Endenergiebedarf (Strom) Das ganze Jahr über wird die Zuluft durch ungedämmte, in die Decke eingelegte Rohre in die Büros geleitet. Die Zulufteinlässe befinden sich in 1m Abstand von der Außenfassade. Die Abluft verlässt die Büros durch direktes Überströmen in die Kombizone. Dort erfolgt die Absaugung über mehrere Abluftgitter. In Büros mit erhöhten Schallschutzanforderungen gibt es schallgedämmte Überströmelemente. Bevor die Fortluft das Gebäude verlässt, gibt sie ihre Wärme an die Zuluft über einen Rotationswärmetauscher (Wärmebereitstellungsgrad 75 %) ab. 20 10 0 Ziel Wettbewerb Heizung Rechenwerte Vorplanung Dezernat 3 Kühlung Lüftung Rechenwerte Entwurf Kunstlicht Abb. 5: Entwicklung der Energiekennwerte im Projektverlauf. Nicht einbezogen sind Kühlung und Lüftung der Sondernutzungen: Server, Druckerräume, Administratoren o.ä. Abb. 7: Die Temperierung des Flurbereiches erfolgt über ein System im Estrich, das bivalent zum Heizen und Kühlen eingesetzt wird. Heizen über Energiepfähle Die Grundlast der Heizwärme wird in den Büros über die Lüftungsanlage verteilt, dabei liegt die Zulufttemperatur max. 10 K über der Raumlufttemperatur. Die Wärmezufuhr über die Lüftungsanlage wird über die Außentemperatur gesteuert. Die Spitzenlastabdeckung erfolgt über Radiatoren, die über Raumthermostate geregelt werden. Im Gangbereich und in der Kombizone wird die Wärme über eine Fußbodenheizung verteilt. Rückkühler auf dem Dach sorgen für eine aktive Regeneration des Pfahlsystems und somit für eine günstige Auslegung. Tab. 1: Kennwerte der Energiepfähle und der Wärmepumpe (Gebäude D) Strom kW Energiepfähle Wärmepumpen (Heizen) Wärmepumpen (Kühlen) Spez. Leistung in W/m2 NGF 33 36 14,15 Wärme kW 144 140 58,2 Kälte kW 88 Bei Außentemperaturen bis zu 5 °C wird die Wärme primär über die Wärmepumpe (WP) mit dem Pfahl-Absorbersystem als Wärmequelle erzeugt. Um das Erdreich ausgewogen zu „bewirtschaften“, nutzen die WP bei Außentemperaturen über 5 °C primär die Wärmequelle Außenluft, die über die Rückkühler erschlossen wird (Luft-Wasser-Wärmetauscher). Kühlen über Energiepfähle Die Wärme wird über die Lüftungsanlage (Untertemperatur max. 6 K, Steuerung nach Außentemperatur und Zeit) und die Fußbodenkühlung abgeführt. Die Fußbodenkühlung wird über die zonale Erfassung der Raumtemperatur geregelt. Bis zu einer Rücklauftemperatur von ca. 20 °C dient das über die Energiepfähle erschlossene Erdreich als Wärmesenke. Bei höheren Rücklauftemperaturen wird auf die Wasser-Glykol-Rückkühler auf dem Dach umgeschaltet. Zur Spitzenlastabdeckung wird Kälte aktiv über die reversiblen Wärmepumpen erzeugt. Abb. 8: Die akustisch wirksamen Deckensegel werden in Teilbereichen der Kombibüros mit Phasenwechselmaterialien belegt, um das sommerliche Raumklima zu verbessern 155 49,8 Netzstrom Tageslicht und Beleuchtung Der außen liegende Sonnenschutz ist zweigeteilt und lässt im oberen Bereich den Tageslichteinfall in die Raumtiefe zu. Auch die Stellung des unteren Lamellenbehangs wird tageslichttechnisch optimiert. Der Lamellenbehang ist fassaden- und geschossweise in Abhängigkeit von der Einstrahlung und der Temperatur gesteuert. Zusätzlich gibt es einen innen liegenden Blendschutz. Zur Kunstlichtversorgung der Arbeitsplätze werden im Rahmen des Bauvorhabens entwickelte Stehleuchten eingesetzt. Diese haben ein von der Raumtiefe abhängiges Verhältnis zwischen Indirekt- und Direktanteil (Indirektanteil steigt mit zunehmender Raumtiefe). Die Stehleuchte wird automatisch über einen Beleuchtungsstärkesensor geregelt. Ein Präsenzsensor schaltet die Leuchte auf eine Allgemeinbeleuchtungsstärke von 100 Lux. Die Beleuchtungsstärke kann dann vom Nutzer am Arbeitsplatz-PC bedient werden (von 100 Lux auf 300 bzw. 500 Lux). Die Kombizone wird indirekt über verglaste Bürotüren und Glastrennwände mit Tageslicht versorgt. Die elektrische Beleuchtung wird dort tageslichtabhängig und über einen ein- und ausschaltenden Präsenzsensor geregelt. Regelung über Bewegungsmelder und Helligkeitssensoren Tageslichtabhängige Dimmung über Sensor Präsenzsteuerung schaltet Beleuchtung ein(100 Lux) und aus Bedienung des Sonnenschutzes über GLT (Beleuchtungsstärke und Temperatur) und manuell Strom Energiepfähle Kälte mechanische Abluft Wärmepumpe Blendschutz manuell von unten nach oben Zuluft Luftwechsel: max. 1,2 h-1 zeitabhängige Steuerung Wärme Wärmerückgewinnung Abb. 4: Energieversorgung Baukonstruktion DIN 276: KG 300 207 €/m3 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 Das Gebäude geht im Sommer 2007 in Betrieb. Die Erfahrungen konzentrieren sich an dieser Stelle somit ausschließlich auf die Umsetzung des Projektes. 3,27 m Die Geschossdecken, die Bodenplatte, das Dach sowie die lasttragenden Stützen und Teile der Innenwände bestehen aus Stahlbeton. Dabei sind die Decken über dem 1. bis 3. OG als Lüftungsdecken mit integrierten Lüftungsrohren von 8 cm Durchmesser ausgebildet. Die Unterseiten der Decken sind größtenteils unverkleidet. Die Außenwände bildet eine Holz-Leichtbaukonstruktion mit Wärmedämmung und beidseitiger Beplankung mit Holzwerkstoffplatten. Auf der Außenseite befindet sich eine hinterlüftete Fassadenkonstruktion mit einer weiteren Beplankung – je nach Gebäude aus farbigen Faserzementtafeln oder Putzträgerplatten. Im Bereich des Anschlusses zwischen außen liegendem Sonnenschutz und Fenstersturz werden zur Vermeidung von Wärmebrücken Vakuum-Dämmpaneele eingesetzt. Abb. 10: Prototyp der energieeffizienten Stehleuchte Verkehrsbeich Kombizone 100 Lux 2 W/m2 Kombizone Kombizone 500 Lux 8 - 12 W/m2 Büro Büro Sommerfall Abb. 9: Holz-Dachkonstruktion der geschlossenen Atrien. In der Überhöhung sind links die motorisch betriebenen Lüftungsöffnungen erkennbar. Lichtreflexion 3,60 - 5,40 m 3,00 m Fortluft Wärmerückgewinnung Energiepfähle ohne (Sommer)/ mit (Winter) Wärmepumpe Zuluft Abb. 12: Beleuchtung der Büros und der Kombizone Sommerfall Abb. 11: Das Lüftungskonzept der Kombibüros 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 4 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 5 Barnim_2 18.06.2007 12:07 Uhr Seite 2 Gebäudeinformation Erste Erfahrungen Energiekonzept Gebäude- und Technikkonzept Abb. 6: Lange Zuluftkanäle versorgen die Büros an der Außenfassade, kurze Kanäle die Büros an der Atriumfassade. Um die Akustik zu verbessern, gibt es in ausgewählten Bereichen abgehängte Deckenpaneele. Integriertes Phasenwechselmaterial (PCM) unterstützt ein ausgeglichenes Raumklima im Sommer . Die Flachdächer der Gebäude sind extensiv begrünt. Die Atriumdächer bestehen aus einer Holz-Glas-Konstruktion. Durch die städtebauliche Anordnung der Gebäude orientieren sich die Hauptfassaden in unterschiedliche Richtungen. Die Verglasungen sind als Fixverglasung mit 3fach WSG 0,7 W/m2K, Flügel mit 2-fach WSG 1,1 W/m2K, Rahmen mit 1,4 W/m2K ausgeführt, unter Verwendung von kunststoffummantelten Abstandshaltern aus Edelstahl. Nutzung Wärmeschutznachweis (EnEV) Nutzungszeiten Büro NutzerInnen/Büros alle Gebäude Fertigstellung Mo-Fr 7-18 Uhr, 550 2007 Baukörper Geschosse mittlere Raumhöhe (NRI/NGF) A/V-Verhältnis 4 4,05 m 0,3 m -1 Flächen und Volumen, DIN 277 Volumen* BruttoRaumInhalt 20.127 m3/ 69.109 m3 Bauteil U-Wert in W/(m2K) Außenwände 0,20 Dach 0,12 Fenster 1,0 und 1,4 Boden gegen Erdreich 0,17 0,43 Mittlerer U-Wert (HT) 0,80 Mittlerer U-Wert zulässig (HT, max) 46 % Unterschreitung von HT, max Jahresheizwärmebedarf (Qh) nach EnEV 10,82 kWh/m3a 33,82 kWh/m2a Qh/V vorhanden Qh/An vorhanden Fensterflächen Flächen NettoGrundFläche 4.878 m2/ 17.131 m2 HauptNutzFläche 3.600 m2/ 11.755 m2 * Gebäude D/Gesamtprojekt Verwaltung ohne Atrien und Parkhaus Nord 48% West 48% 48% Ost 48% Aufgrund der ähnlichen Gebäude sind die KennSüd werte exemplarisch auf das Gebäude D bezogen, Anteil der Fensterflächen an den Fassadenflächen. das auch für das Monitoring gemessen wird. In Summe 0,32 m2 Fensterfläche je m2 NGF. Kosten Bauwerkskosten Brutto ohne Parkhaus, Stand Kostenanschlag Bezug BruttoRaumInhalt DIN 277 NettoGrundFläche DIN 277 3 Für die Begleitforschung müssen die Schnittstellen zwischen ihren Anforderungen und denen der „konventionellen“ Planung insbesondere für die Ausschreibung mit ausreichend zeitlichem Vorlauf aufeinander abgestimmt und präzise definiert werden. Nur so lassen sich z. B. Messkonzepte sinnvoll und kostengünstig realisieren. Die Dynamik des Marktes im Bereich innovativer Verglasungen und die planerische Entwicklung des Projektes erforderten eine laufende Nachführung von Kosten und Mengen aller innovativen Maßnahmen. Darüber hinaus zeigte sich in diesem Projekt, welche Dynamik auf den Planungs- und Umsetzungsprozess wirken kann, wenn im Projekt der Einsatz (noch) nicht marktbewährter Technologien und Produkte erwogen wird: Die Planung der gaschromen Verglasung musste mitten im Planungsprozess gestoppt werden, da der Hersteller die bevorstehende Markteinführung – zu Gunsten weiterer Forschungsarbeiten – zurückzog. Im Fall der Neuentwicklung einer innovativen, bereichsgeregelten und energietechnisch hocheffizienten Stehleuchte für das Projekt mussten erhebliche Aufwendungen im Verfahren bezüglich Vergabe-/Wettbewerbs- und Haushaltsrecht geleistet werden, die nur durch das hohe Engagement aller Beteiligter erfolgreich abgeschlossen wurden. Eine frühe Blower-Door-Messung nach der Teilfertigstellung des ersten Gebäudes diente dazu, die Luftdichtigkeit der Holztafelfassade zu prüfen. Die Ergebnisse unterstützten die Optimierung der noch zu realisierenden Fassadenabschnitte. Die an den weiteren Gebäude wurden dann ebenfalls Blower-Door-Messungen unterzogen. Das Heizungssystem erschließt über die Gründungspfähle das Erdreich als Wärmequelle im Winter. Dabei erzeugen Wärmepumpen die notwendige Niedertemperatur. Im Sommer kann das Erdreich direkt als Wärmesenke eingesetzt werden; die Spitzenlast wird über eine reversibel betriebene Wärmepumpe abgedeckt. Eine Solarstromanlage (640 m2, Peakleistung 80 kW) ist auf dem Dach des an den Kopfbau angrenzenden Parkhauses vorgesehen. Diese soll zeitnah im Rahmen einer ContractingLösung realisiert werden. Darüber hinaus ist eine Erweiterung der PVAnlage auf der Südfassade mit ca. 40 kWp zusätzlich vorgesehen. Technische Anlagen DIN 276: KG 400 101 €/m3 Bauwerkskosten KG 300+KG 400 308 €/m3 849 €/m2 413 €/m2 1.263 €/m2 Lüftung / Heizung / Kühlung 30 [kWh/m2(NGF)a] Endenergiebedarf (Strom) Das ganze Jahr über wird die Zuluft durch ungedämmte, in die Decke eingelegte Rohre in die Büros geleitet. Die Zulufteinlässe befinden sich in 1m Abstand von der Außenfassade. Die Abluft verlässt die Büros durch direktes Überströmen in die Kombizone. Dort erfolgt die Absaugung über mehrere Abluftgitter. In Büros mit erhöhten Schallschutzanforderungen gibt es schallgedämmte Überströmelemente. Bevor die Fortluft das Gebäude verlässt, gibt sie ihre Wärme an die Zuluft über einen Rotationswärmetauscher (Wärmebereitstellungsgrad 75 %) ab. 20 10 0 Ziel Wettbewerb Heizung Rechenwerte Vorplanung Dezernat 3 Kühlung Lüftung Rechenwerte Entwurf Kunstlicht Abb. 5: Entwicklung der Energiekennwerte im Projektverlauf. Nicht einbezogen sind Kühlung und Lüftung der Sondernutzungen: Server, Druckerräume, Administratoren o.ä. Abb. 7: Die Temperierung des Flurbereiches erfolgt über ein System im Estrich, das bivalent zum Heizen und Kühlen eingesetzt wird. Heizen über Energiepfähle Die Grundlast der Heizwärme wird in den Büros über die Lüftungsanlage verteilt, dabei liegt die Zulufttemperatur max. 10 K über der Raumlufttemperatur. Die Wärmezufuhr über die Lüftungsanlage wird über die Außentemperatur gesteuert. Die Spitzenlastabdeckung erfolgt über Radiatoren, die über Raumthermostate geregelt werden. Im Gangbereich und in der Kombizone wird die Wärme über eine Fußbodenheizung verteilt. Rückkühler auf dem Dach sorgen für eine aktive Regeneration des Pfahlsystems und somit für eine günstige Auslegung. Tab. 1: Kennwerte der Energiepfähle und der Wärmepumpe (Gebäude D) Strom kW Energiepfähle Wärmepumpen (Heizen) Wärmepumpen (Kühlen) Spez. Leistung in W/m2 NGF 33 36 14,15 Wärme kW 144 140 58,2 Kälte kW 88 Bei Außentemperaturen bis zu 5 °C wird die Wärme primär über die Wärmepumpe (WP) mit dem Pfahl-Absorbersystem als Wärmequelle erzeugt. Um das Erdreich ausgewogen zu „bewirtschaften“, nutzen die WP bei Außentemperaturen über 5 °C primär die Wärmequelle Außenluft, die über die Rückkühler erschlossen wird (Luft-Wasser-Wärmetauscher). Kühlen über Energiepfähle Die Wärme wird über die Lüftungsanlage (Untertemperatur max. 6 K, Steuerung nach Außentemperatur und Zeit) und die Fußbodenkühlung abgeführt. Die Fußbodenkühlung wird über die zonale Erfassung der Raumtemperatur geregelt. Bis zu einer Rücklauftemperatur von ca. 20 °C dient das über die Energiepfähle erschlossene Erdreich als Wärmesenke. Bei höheren Rücklauftemperaturen wird auf die Wasser-Glykol-Rückkühler auf dem Dach umgeschaltet. Zur Spitzenlastabdeckung wird Kälte aktiv über die reversiblen Wärmepumpen erzeugt. Abb. 8: Die akustisch wirksamen Deckensegel werden in Teilbereichen der Kombibüros mit Phasenwechselmaterialien belegt, um das sommerliche Raumklima zu verbessern 155 49,8 Netzstrom Tageslicht und Beleuchtung Der außen liegende Sonnenschutz ist zweigeteilt und lässt im oberen Bereich den Tageslichteinfall in die Raumtiefe zu. Auch die Stellung des unteren Lamellenbehangs wird tageslichttechnisch optimiert. Der Lamellenbehang ist fassaden- und geschossweise in Abhängigkeit von der Einstrahlung und der Temperatur gesteuert. Zusätzlich gibt es einen innen liegenden Blendschutz. Zur Kunstlichtversorgung der Arbeitsplätze werden im Rahmen des Bauvorhabens entwickelte Stehleuchten eingesetzt. Diese haben ein von der Raumtiefe abhängiges Verhältnis zwischen Indirekt- und Direktanteil (Indirektanteil steigt mit zunehmender Raumtiefe). Die Stehleuchte wird automatisch über einen Beleuchtungsstärkesensor geregelt. Ein Präsenzsensor schaltet die Leuchte auf eine Allgemeinbeleuchtungsstärke von 100 Lux. Die Beleuchtungsstärke kann dann vom Nutzer am Arbeitsplatz-PC bedient werden (von 100 Lux auf 300 bzw. 500 Lux). Die Kombizone wird indirekt über verglaste Bürotüren und Glastrennwände mit Tageslicht versorgt. Die elektrische Beleuchtung wird dort tageslichtabhängig und über einen ein- und ausschaltenden Präsenzsensor geregelt. Regelung über Bewegungsmelder und Helligkeitssensoren Tageslichtabhängige Dimmung über Sensor Präsenzsteuerung schaltet Beleuchtung ein(100 Lux) und aus Bedienung des Sonnenschutzes über GLT (Beleuchtungsstärke und Temperatur) und manuell Strom Energiepfähle Kälte mechanische Abluft Wärmepumpe Blendschutz manuell von unten nach oben Zuluft Luftwechsel: max. 1,2 h-1 zeitabhängige Steuerung Wärme Wärmerückgewinnung Abb. 4: Energieversorgung Baukonstruktion DIN 276: KG 300 207 €/m3 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 Das Gebäude geht im Sommer 2007 in Betrieb. Die Erfahrungen konzentrieren sich an dieser Stelle somit ausschließlich auf die Umsetzung des Projektes. 3,27 m Die Geschossdecken, die Bodenplatte, das Dach sowie die lasttragenden Stützen und Teile der Innenwände bestehen aus Stahlbeton. Dabei sind die Decken über dem 1. bis 3. OG als Lüftungsdecken mit integrierten Lüftungsrohren von 8 cm Durchmesser ausgebildet. Die Unterseiten der Decken sind größtenteils unverkleidet. Die Außenwände bildet eine Holz-Leichtbaukonstruktion mit Wärmedämmung und beidseitiger Beplankung mit Holzwerkstoffplatten. Auf der Außenseite befindet sich eine hinterlüftete Fassadenkonstruktion mit einer weiteren Beplankung – je nach Gebäude aus farbigen Faserzementtafeln oder Putzträgerplatten. Im Bereich des Anschlusses zwischen außen liegendem Sonnenschutz und Fenstersturz werden zur Vermeidung von Wärmebrücken Vakuum-Dämmpaneele eingesetzt. Abb. 10: Prototyp der energieeffizienten Stehleuchte Verkehrsbeich Kombizone 100 Lux 2 W/m2 Kombizone Kombizone 500 Lux 8 - 12 W/m2 Büro Büro Sommerfall Abb. 9: Holz-Dachkonstruktion der geschlossenen Atrien. In der Überhöhung sind links die motorisch betriebenen Lüftungsöffnungen erkennbar. Lichtreflexion 3,60 - 5,40 m 3,00 m Fortluft Wärmerückgewinnung Energiepfähle ohne (Sommer)/ mit (Winter) Wärmepumpe Zuluft Abb. 12: Beleuchtung der Büros und der Kombizone Sommerfall Abb. 11: Das Lüftungskonzept der Kombibüros 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 4 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 5 Barnim_2 18.06.2007 12:07 Uhr Seite 1 Projektportrait Besonderheiten Portrait Nr. 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Das neue Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim (Paul-Wunderlich-Haus) befindet sich im Stadtzentrum von Eberswalde neben dem Marktplatz. Der Gebäudekomplex umfasst vier Baukörper auf dem Pavillonplatz und ein Verwaltungsgebäude mit Parkhaus am Standort der ehemaligen Feuerwache. Zentrale städtebauliche Elemente sind der von den Baukörpern gefasste neue Innenhof und die Durchwegung durch die Kirchstraße. In den Erdgeschossen befinden sich Gewerbeflächen für Verkauf und Gastronomie. Die oberen Geschosse nutzt die Verwaltung des Landkreises. Keines der Gebäude ist unterkellert. Sie können aufgrund ihrer jeweils eigenen technischen Infrastruktur auch separat betrieben werden. Bis auf das Gebäude des Landrats mit seinem Kreistag-Sitzungssaal verfügen alle drei anderen Baukörper auf dem Pavillonplatz über ein zentrales, nicht beheiztes Atrium. Das verglaste Dach besitzt Lüftungsklappen und einen innen liegenden, horizontalen Sonnenschutz. Die Arbeitsplätze der 550 Mitarbeiter sind in Zellen- oder Kombibüros sowie Gruppen- und Großraumbüros organisiert. Die Kombibüros bestehen aus jeweils ca. 8 m2 großen Zellen (Homebases) an der Außenfassade und einer Mittelzone für die gemeinschaftlich genutzte Infrastruktur. Großraum- und Gruppenbüros sind mit Stellwänden und Möbelteilen untergliedert. Der Publikumsverkehr wird in manchen Nutzungsbereichen über spezielle Kontakträume abgewickelt. Dem Vorhaben kommt eine besonders hohe städtebauliche, ökologische und soziale Verantwortung zu, da es als zentrale öffentliche Kreisverwaltung mit Kreistag und gewerblichen Dienstleistungen das neue Zentrum in Eberswalde mit innerstädtischen Funktionsträgern komplettiert. C 25 Hotels und Gastronomie Integraler Entwurfsprozess Simulation Erhöhter Wärmeschutz Passive Kühlung Tageslichtnutzung Atrium Solarthermie Bereits in der Wettbewerbsausschreibung wurden die Themen Nachhaltigkeit und Energieeffizienz verankert. Um das Gebäude später kosten- und ressourcenschonend betreiben zu können, bearbeitete das Planungsteam mit dem Bauherrn bereits während der Entwurfsplanung Aufgabenstellungen im Bereich Facility Management. Ergänzend wurde ein EDV/ITKonzept zur Reduktion des Stromverbrauchs an den Arbeitsplätzen und ein Kühlkonzept für den Serverraum entwickelt.. A D N Abb. 1: Lageplan Verkaufsstätten Heil- und Pflegeeinrichtungen Auf der Nachkriegsbrache mit komplizierten Baugrundverhältnissen und mittelalterlichem Bodendenkmal war eine Unterkellerung des Gebäudes ausgeschlossen. Eine in diesem Kontext notwendige Pfahlgründung führte zum Konzept der oberflächennahen, geothermischen Wärmenutzung über Energiepfähle. Drei Gebäude des Verwaltungskomplexes verfügen über innen liegende Atrien, die bewusst durch unterschiedliche Ausführung der angrenzenden Verglasungsflächen auch unterschiedliche Klimate ausprägen werden. Solarstrom Wärmerückgewinnung Erdwärme -, Erdkältenutzung Kraft-/WärmeKopplung Parallel zu Planung und Ausführung erfolgte eine detaillierte Lebenszyklusanalyse des Bauvorhabens mit dem Werkzeug LEGEP. Impressum Projektteam EnBau : MONITOR Team Monitoring Bauherr Kreisverwaltung Landkreis Barnim, vertreten durch den Landrat Bodo Ihrke Kontakt: Herr Aßmann Rudolf-Breitscheid-Straße 36, 16225 Eberswalde BTU Cottbus, Lehrstuhl für Angewandte Physik Kontakt: Herr Häusler Konrad-Wachsmann-Allee 1 03044 Cottbus Telefon: +49 (355) 692315 Fax: +49 (355) 692103 e-mail: [email protected] Internet: www.tu-cottbus.de Institute, Schulen und Hochschulen Produktionsstätten In den vorgefertigten Fassaden in Holztafelbauweise kommen im Anschlussbereich des außen liegenden Sonnenschutzes VakuumIsolations-Paneele (VIP) zum Einsatz. In ausgewählten Nutzungsbereichen werden Deckenelemente mit integriertem Phasenwechselmaterial (PCM) eingesetzt, um das sommerliche Raumklima zu verbessern. B Büro und Verwaltung Wärme-/KälteVerbund Wärmepumpe Dieses Dokument wurde im Rahmen des Begleitforschungsprojekts »EnBau : MONITOR« erstellt. Die Begleitforschung dokumentiert, analysiert und kommuniziert die Ergebnisse der NeubauDemonstrationsprojekte des Förderkonzepts Energieoptimiertes Bauen des BMWi. Die Verantwortung für den Inhalt dieses Faltblattes liegt bei der Bergischen Universität Wuppertal, b+tga. Kontaktadresse: Gesamtverantwortung und Koordination Dokumentation und Analyse Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Herr Herkel Heidenhofstr. 2 79110 Freiburg Telefon (0761) 45 88-51 17 Telefax (0761) 45 88-90 00 e-mail: [email protected] Bergische Universität Wuppertal Herr Prof. Dr.-Ing. Voss Fachbereich Architektur, Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung (b+tga) Pauluskirchstr. 7 42285 Wuppertal Telefon (0202) 439-40 94 Telefax (0202) 439-42 96 e-mail: [email protected] Kommunikation sol°id°ar planungswerkstatt berlin Herr Dr. Löhnert Forststr. 30 12163 Berlin Lehre, Aus- und Weiterbildung Universität Karlsruhe Herr Prof. Wagner Fakultät Architektur Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau (fbta) Englerstr. 7 76128 Karlsruhe Projektförderung Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, BMWi über Projektträger PTJ Herr Kratz Forschungszentrum Jülich GmbH 52425 Jülich Abbildungsnachweis Gebäudeautomation Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Biomassenutzung Regenwasserkonzept Abb. 2: Grundriss 1.OG Gebäude D 2 25 Dienstleistungs- und Verwaltungszentrum Barnim Stand 3/2007 Abb. 3: Querschnitt Baustoffökologie Titel: W. von Herder, GAP Abb. 1-3: GAP, Gesellschaft für Architektur und Projektmanagement mbH Abb. 5, 7-10: sol°id°ar planungswerkstatt berlin Abb. 6: Marzahn & Rentsch 1. Auflage, 2007 Besuchen Sie uns im Internet http://www.enbau.info Bauherr Gewerbeflächen Sparkasse Barnim Kontakt: Herr Keil Michaelisstraße 1, 16225 Eberswalde Förderung Architektur, Generalplanung, Projektsteuerung GAP Gesellschaft für Architektur und Projektmanagement mbH Kontakt: Herr Winkelbauer, Herr Groscurth Schöneberger Straße 15, 10963 Berlin Bauleitung Hochbau Architekturbüro Schasler Kontakt: Frau Kuster, Herr Gerlach Giesebrechtstr. 20, 10629 Berlin Monitoring 191.276 € Laufzeit 01.10.2005 -30.09.2009 Projektadresse Am Markt 1 16225 Eberswalde Tragwerksplanung Marzahn & Rentzsch Ingenieurbüro für Baustatik und Baukonstruktion Kontakt: Herr Rentzsch Dernburgstraße 59, 14057 Berlin und Planungsgemeinschaft Barnim (IBQ, FPG, ibe) Gebäudeklimakonzept, Energieplanung, Simulation teamgmi Ingenieurbüro GmbH Kontakt: Herr Gasser, Herr Krauß Schönbrunnerstr. 44/10, A-1050 Wien Technische Gebäudeausrüstung (HLKS) teamgmi Ingenieurbüro GmbH Kontakt: Herr Krauß Schönbrunnerstr. 44/10, A-1050 Wien Finower Planungsgesellschaft mbH ARGE FPG Kontakt: Herr Brandt Altenhoferstraße 13 A, 16227 Eberswalde Projektbüro Dörner & Partner GmbH ARGE FPG Kontakt: Herr Dörner Bahnhofstraße 7, 16227 Eberswalde Licht- und Elektroplanung Licht- und Elektroplanung Hecht Kontakt: Herr Hecht Hörnlingerstraße 11a, A-6830 Rankweil Ingenieurbüro Ziesche Kontakt: Herr Ziesche Birkholzer Straße 90, 16341 Panketal Bauherr Kreisverwaltung Bauherr Gewerbeflächen Generalplaner Architektur Projektsteuerung Koordination TGA Generalplaner Gebäudeklimakonzept Energiekonzept Tageslicht Bauphysik Bauökologie HLKS (1-3) Elektro (1-3) Bauüberwachung Hochbau Licht/Elektro LP 4-9 Sonstige Fachplanungen HLKS LP 4-9 Tragwerksplanung LP 1-3 Tragwerksplanung LP 4-6 regionale Fachplaner
