052016 ARCHITEKTURWETTBEWERB Neubau MCI INNSBRUCK

ARCHITEKTURWETTBEWERB
Neubau
MCI INNSBRUCK
6
052016
Schaubild Innenraum - Atrium
Energiekonzept
Verschattung hinter der
ersten Glasschicht
der Pufferzone,
low-e Beschichtung,
adiabate Kühlung der
Frischluft durch Sprühdüsen
öffenbare Fensterelemente
zur Durchlüftung gegen
Überhitzung
Verschattung unter dem öffenbaren Glasdach
mit low-e Beschichtung, adiabate Kühlung der
Frischluft durch Sprühdüsen
Kaltluftsee im Atrium
Hybride Lüftungsanlage
mit Kälterückgewinnung
für Büros, Seminarräume, etc.
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WT WP
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Das in Stahlbeton geplante Gebäude, mit annähernd quadratischen Abmessungen besitzt zwei UG, EG und vier OG. Das Tragwerk basiert auf einer gerasterte Grundordnung
mit zweiachsig verlaufenden Hauptachsen im Abstand von 10,25 m in Längs- und 10 m
in Querrichtung. Die Vertikallasten werden in der Regel über STB-Stützen und -Wände
abgetragen, bei großen Spannweiten werden wandartige Träger zur Überspannung eingesetzt, um darunter stützenfreie Räume zu ermöglichen. Die vier Hauptkerne sind vertikal durchgehend angeordnet. In den Untergeschossen werden diese lastabtragenden
Elemente durch ein regelmäßiges Stützenraster aufgefangen. Die Decke ist auf Grund
der erforderlichen Spannweiten, als Kassettendecke konzipiert. Die „Trägerrippen“ sind
in Haupt- und Nebenrippen mit jeweils gleicher Bauhöhe, jedoch unterschiedlichen
Rastermaßen gegliedert. Die Haupttragrippen liegen auf den Stützen bzw. Wänden
auf. Die zweiachsige Konstruktion der Decken ermöglicht eine flexible Anordnung von
Deckendurchbrüchen (Atrium, Freitreppe, mehrgeschossige Wintergärten in der Fassadenebene)
Die modularen Dachelemente (Stahlkonstruktion) aus dreieckigen Stahl-Fachwerken
bilden pro Reihe in Querrichtung einen Vierendeelträger (Felder verglast – Nordlicht für
Büroarbeitsplätze), der auf wenigen Stützen das 4. Obergeschoss überspannt.
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1OG
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2OG
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3OG
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Bauteilaktivierung zur
Kühlung mit Brunnenwasser
EG
Heizung
Kühlung
Lichtlenkung zur optimalen
Tageslichtnutzung und passive
solare Energiegewinnung
PV Anlage in das
Sheddach integriert BIPV
Mechanische Lüftungsanlage
mit Wärmerückgewinnung
für Hörsäle, Labore, etc.
PV Anlage in das
Sheddach integriert BIPV
> Nachhaltige, energieeffiziente Nutzung natürlicher Energieressourcen wie
Grundwasser und Sonne
> maximal hohe Behaglichkeit als ideale Voraussetzung für effizientes Lernen
> Aktivierung der Bauteilmasse zur Wärme- und Kältespeicherung sowie als
temperierte Oberfläche im Winter und im Sommer für optimalen, thermischen
Komfort
> Hybride Lüftung (Kombination aus kontrollierter und natürlicher Lüftung) zur
Minimierung des Strombedarfs zur Luftförderung bei gleichzeitig maximal
hohem Komfort und Energieeffizienz
> Nutzung der passiven Sonnenenergie im Winter über das innenliegende Atrium
und der in die Fassade integrierten Pufferzonen
> Intelligente, adaptive Fassade für eine optimale Anpassung des Gebäudes an
das Klima und den Nutzer
> Maximale Tageslichtnutzung durch großzügige, transparente und transluzente
Fassadenflächen, aktive Tageslichtlenkung über das Atrium
Blendschutz oder in der Nacht als zusätzlichen Wärmeschirm dienen. Die in die
Fassade integrierten Pufferzonen unterstützen aktiv den Wärmeschutz durch low-e
Wärmeschilde, nutzen passive solare Gewinne im Winter und verbessern die
Qualität der Frischluft für die Büros.
Die Gebäudeanordnung mit dem zentralen Atrium, dem Einsatz großzügiger transparenter und transluzenter Fassadenflächen und Tageslichtlenkung sorgen für einen
maximalen Tageslichtquotienten in Büros, Seminarräumen, Hörsälen und Laboren.
Durch die Kombination von hocheffizienten LED Leuchtkörpern und einer intelligenter Lichtsteuerung wird der Strombedarf auf ein Minimum reduziert.
Die Fassade wird in den Bereichen, die nicht transparent ausgeführt werden mit
tranluzenten Profilitverglasungen mit integrierter Perlitedämmung für hohe Dämmwerte ausgeführt. Der Transparenzgrad wird gezielt je nach Raumnutzung und
Tageslichterfordernis geplant. An der Fassade entsteht somit ein Spiel mit unterschiedlichen Transparenzen.
Als primäre Energiequelle dient das Grundwasser. WasserWasser Wärmepumpen erzeugen Wärme zur Beheizung des Gebäudes auf
Niedertemperaturniveau. Im Sommer wird das Brunnenwasser zur direkten
Kühlung verwendet. Die thermische Brunnenwassernutzung ist eine sehr effiziente,
ökonomisch und ökologisch nachhaltige Methode der thermischen
Energieerzeugung. Eine in das Sheddach integrierte PV-Anlage (BIPV) liefert Strom
für den Eigenbedarf des Gebäudes. Zur Warmwasserbereitung wird auf dem Dach
des Sportzentrums eine thermische Solaranlage errichtet.
Das Gebäude wird in erster Linie über die thermisch aktivierte
Stahlbeton-Rasterdecke temperiert. Die Bauteile werden im Winter beheizt und im
Sommer gekühlt. Dabei wird ein angenehmes Raumklima im Winter als im Sommer
geschaffen. Durch Aufteilen der Decken in thermische Zonen kann individuell auf
Orientierung und Nutzung der Räume reagiert werden. Die thermische Masse der
Betondecken erlauben das zeitversetzte Be- und Entladen und reduziert somit die
nötige Anschlussleistung für Heizung und Kühlung. Die Oberflächentemperaturen
der Betondecke sorgt im Winter als auch im Sommer für ein komfortables
Raumklima.
12:00
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CO2
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WT WP
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3OG
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2OG
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1OG
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Fassade / Lüftung / Belichtung
4OG
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Bauteilaktivierung als
Niedertemperaturheizung
16:00
18:00
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O2
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Winter
CO2
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Hybride Lüftungsanlage
mit Wärmerückgewinnung
für Büros, Seminarräume, etc.
Tragwerk / Konstruktion
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4OG
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Verschattungselemente
mit Lichtlenkung hinter der
ersten Glasschicht
der Pufferzone,
low-e Beschichtung als
adiabater Wärmeschutz
in der Nacht
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O2
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Sommer
PV Anlage in das
Sheddach integriert BIPV
PV Anlage in das
Sheddach integriert BIPV
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Mechanische Lüftungsanlage
mit Kälterückgewinnung für
Hörsäle, Labore, etc.
EG
Heizung
Kühlung
Energiekonzept I 1:500
Sommer und Winter
Tageslichtnutzung und Belichtung
Ein hybrides Lüftungssystem reduziert den Strombedarf zur Luftförderung
erheblich und spart somit energetisch hochwertigen Strom. Die Abluft wird
mechanisch, punktuell über vier Schächte, geschossweise abgesaugt. Die
Frischluft strömt über Pufferzonen in der Fassade und über das zentrale Atrium in
Büroräume und Schulungsräume. Die Zuluft wird im Sommer im Atrium und in den
Pufferzonen adiabat gekühlt. In der Übergangszeit kann zusätzlich über öffenbare
Fenster gelüftet werden. Hörsäle, Labore und innenliegende Räum werden
mechanisch be- und entlüftet, dabei kommen Quelllufteinlässe und hocheffiziente
Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung zum Einsatz. In allen Bereichen wird die
Luftmenge über Volumenstromregler und CO2 Sensoren auf ein Minimum reduziert.
Alle Lüftungsregister sind auf niedrige Vorlauftemperaturen (35°C) im Winter und
hohe Temperaturen (16°C) für den Sommerbetrieb ausgelegt.
Die nach außen homogen wirkende Fassade reagiert auf Orientierung,
Sonnenstand, wechselnde klimatische Verhältnisse und den Nutzer im Inneren. So
kann die Fassade gezielt verschatten, Tageslicht ins Innere Lenken, als
10:00
Beschattungsstudie I 1:5000
20. März - 10 Uhr, 12 Uhr, 16 Uhr & 18 Uhr
Konzept der Grünräume
03 - Atrium Hängender Garten
+ lokale Sauerstoffproduktion
02b - Kühlende Landschaft
Nord, Nord-Ost
19 - 21 Grad
65- 70% Luftfeuchtigkeit
Frischer Sauerstoff - und optimales Lehr /
Lernumfeld im Atrium
01 – Außenraum Ankommen in Innsbruck
Der Eingangsbereich des neuen Universitätszentrum und Busbahnhofes wird zum
neuen Verkehrsknotenpunkt - vom Ankommen zum Austauschen, Verweilen und
Weiterfahren.
Für Ankommende des Busterminal steht daher das Erleben der orts-typischen Landschaft im Vordergrund. Da der Vorplatz nach Süden auch hohen Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, wird bewusst mit technischer Unterstützung eine natürliche
Kühlung der Umgebungstemperatur bei Hitzetagen durch Hochdrucknebel vorgesehen. Die Choreographie des Außenraumes wird mit Sensoren je nach Wetter gesteuert und angepasst. Ziel ist es einen natürlichen Außenraumkomfort für eine hohe
Aufenthaltsqualität zu ermöglichen.
3) Begrüntes Atrium – Hängender Garten - Orangerie
Das Herzstück des Gebäudes ist ein hängender und Frischluft produzierender Garten über das gesamte zentrale Atrium. Der dem Gebäude eingeschriebener Innenhof entwickelt sich über 4 Geschoße und wird intensiv begrünt. Er ist mit einem leichten öffenbaren Glasdach überspannt, sodass auch dieser Grünraum im
Sommer geöffnet werden kann und zur Durchlüftung und Kühlung des Gebäudes
beiträgt, im Winter bleibt er geschlossen, und kann somit als Wintergarten auch in
der kalten Jahreszeit als Grünraum genutzt werden. Er wirkt als klimaaktiver Puffer
(Kompaktheit, Wärmeverluste, Wärmerückgewinnung, Raumklima etc.).
Alle Räume und Ebenen des Gebäudes profitieren vom Blick in den grünen Innenhof,
der fließende Raum zwischen den Kuben der Hörsäle erweitert sich in die grünen
Pflanzenräume.
02 – Innenräume – Climate Capsules
Die klima-aktiven Temperaturspeicher, werden in der kälteren Jahreszeit als
Wärmepuffer unterstützend für die Luft-Heizung aktiviert und bringen somit frisch
mit Sauerstoff angereicherte Luft in die Büroräume.
> moderiert Klima durch träge Masse der Luftmenge mit
> befeuchtet die Luft, und produziert frischen Sauerstoff für die Benutzer des Gebäudes
> Gemäßigtes / mildes Klima / „Orangerie“
> Microgreens – hängende Pflanzen
2a) SÜD / SÜD WEST
Wärmende Landschaft, Mediterrane Gerüche und Erfrischende Farben
Klima – mediterranes wärmendes Klima dient zur Unterstützung der Heizung im
Winter und den oft klimatisch schwierigen Übergangszeiten. Innerhalb der sogenannten „Klima-Capsules“ werden eigenständige Ökosysteme eingepflanzt die das
ganze Jahr über das Innenraumklima positiv beeinflussen und als Erlebnisräume,
Ruheoasen oder Labore von diversern Forschungsinstituten, möglicherweise in Kooperation mit den Bundesgärten bewirtschaftet und kultiviert werden.
01- Ankommen - Vorplatz
Landschaft in Innsbruck
Eingangsbereich Universitätsplatz
Bus und Fußgängerterminal Ebene UG 01, EG
2b) NORD/NORD OST
Kühlender Klimapuffer – Nordische Tundra, feuchtes Immergrün
02 a - Wärmende Landschaft
Die an der Nordseite angeordneten Klimakapseln werden zur Speicherung kühler Luft aktiviert. Während heißer Sommermonate werden diese ‚kühleren’ Landschaftsräume aktiviert und können so starke Hitzespitzen ausgleichen und nachhaltig moderieren. Gleichzeitig dienen die Räume ebenso als Erlebnisräume, Ruheoasen
oder Labore und können von allen Vielfältig bespielt werden.
Süd / Süd-West
Wärmende Wüstenlandschaft, Mediterrane
Gerüche und Erfrischende Farben
23 - 28 Grad Celsisus
Active ‚Climate Capsule’
Die klima-aktiven Temperaturspeicher, werden in der kälteren Jahreszeit werden diese als Wärmepuffer unterstützend für die Luft-Heizung aktiviert und bringen somit
frisch mit Sauerstoff angereicherte Luft in die Büroräume.
Grünraumkonzept
> feuchtes Kontinentalklima
> Räume werden im Sommer als Puffer zum Kühlen benutzt