energiebewusstes Bauen - drexler guinand jauslin architects

Preis € 7,50
energiebewusstes Bauen
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Hell und einladend präsentiert sich die dreigeschossige Kindertagesstätte "Nordlicht" im Ortskern der westfälischen Stadt Bönen.
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ln das System ist außerdem ein Eis-SpeichE
griert, der die Temperatur-Amplituden zw
Tag und Nacht dämpft und so für eine gleic
bende Temperatur des Mediums sorgt.
Aktivplus GebäudeInternatsschule Schloss Hansenberg
as Plus-Energie-Haus für die Internatsschule Schloss Hansenberg in Geisenheim im Rheing au verfolgt ehrgeizige
Ziele: So soll es das erste landeseigene EffizienzHaus-Plus werden. Das Gebäude ist damit
Leuchtturm-Projekt für das effiziente und nachhaltige Bau en. Ziel des Projekts ist eine ganzheitliche Optimierung des Bauens im Sinne der
Nachhaltigkeit. Das Wohn- und Funktionsgebäude auf dem Gelände der Internatsschule
Schloss Hansenberg enthält vier Wohneinheiten für Schüler des Internats, einen Arbeitsraum
für Lehrer, einen Raum der Stille für Schüler sowie Neben- und Funktionsräume.
D
Entwurf und Energie Konzept
Von Anfang an wurde der Entwurf aus energetischen Aspekten entwickelt. Als Hilfsmittel zur
Entwicklung eines Energie-Konzepts dienen uns
dabei die 10 Bausteine des energieeffizienten
Bauens.
Als energetisches Ziel dieses Bauvorhabens ist
der Aktivplus-Standard geplant. Er erzeugt in
der Jahressumme mehr Energie als durch den
Betrieb des Gebäudes (Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung, Beleuchtung) verbraucht
wird . Um das Ziel einer Eigenversorgung des
Gebäudes zu erreichen wurde die Planung gezielt in Hinblick auf einen geringen Energiebedarf optimiert.
Im Entwurf wurden zuerst die passiven oder
baulichen
Low-Tech-Maßnahmen
ausgeschöpft, um den Energie-Bedarf des Gebäudes
zu senken, bevor mit aufwendiger und komplizierter Haustechnik gegen den zu hohen Energieverbrauch eines ungünstig geplanten Gebäudes angegangen wird. Im ersten Schritt
wurden zunächst das Gebäudevolumen und
das Raumprogramm mit einer möglichst effizienten Grundrissgestaltung optimiert. Der absolute Energieverbrauch des Gebäudes reduziert
sich mit der beheizten Fläche, weswegen wir
z.B. die ganze Erschließung als einen unbeheizten Laubengang ausgebildet haben, der überhaupt keinen Energieverbrauch verursacht.
Gleichzeitig entsteht durch den Laubengang
ein nutzbarer Außenraum für die Schülerinnen,
der als Balkon und Begegnungsraum genutzt
werden kann und eine höhere räumliche Qualität hat, als ein innenliegender Flur.
34
10 BAUSTEINE DES ENERGIE-EFFIZIENTEN BAUENS
ENERGIE
THEMEN
ENERGIEBEDARF MINIMIEREN
PASSIVE BAULICHE MAßNAHMEN
ENERGIEVERSORGUNG OPTIMIEREN
AKTIVE TECHNISCHE MAßNAHMEN
WÄRME
Wärme erhalten
- Wärme passiv sammeln
Wärme effizient erzeugen
KÄLTE
Überhitzung vermeiden
Wärme effizient abführen
LUFT
natürlich lüften
effizient maschinell lüften
LiCHT
Tageslicht nutzen
Kunstlicht optimieren
STROM
Strombedarf vermeiden
- Strom effizient nutzen
Strom dezentral erzeugen
Graphik, Quelle: Energie Alias , 2007 Manfred Hegger, Malthias Fuchs. Thomas Starl<., Martin Zeumer
Um die Energieverluste im Betrieb zu minimieren, wurde der thermisch kontrollierte Bereich
in ein möglichst kompaktes Volumen zusammengefasst um so ein gutes AN Verhältnis zu
erzielen . Der Fensterflächen-Anteilund die Geometrie der Fassade wurde in Hinblick auf die solaren Gewinne entworfen . So sind die großen
Fenster nach Süd-Westen ausgerichtet und
leicht ausgestellt, um die solaren Einträge zu optimieren. Gleichzeitig verhindert der große
Dachüberstand und der Laubengang eine Überhitzung des Gebäudes im Sommer, indem die
hochstehende Sommersonne abgehalten wird.
Die flache Wintersonne aus Süd-Westen w ird
hingegen eingefangen. Die Gebäudehü ll e w urde im Passivhaus-Standard geplant. Sehr konsequent wurden Wärmebrücken und Leckagen in
der Planung vermieden und in der laufenden
Bauleitung überwacht. Die bauphysikalisch kritischen Bauteile: Bodenplatte und Flachdächer
in Holzbauweise wurden dynamisch simuliert
um Kondensat in den Bauteilen zu verhindern
oder effektiv abzuführen. Eine Lüftungsanlage
mit Wärmerückgewinnung sichert ein gesundes
Innenraumklima und minimiert die LüftungsWärme-Verluste.
Wir setzen bei fast allen unserer Projekten das
Passivhaus-Projektierungs-Paket ein, weil es uns
eine sehr gute Abschätzung des energetischen
Verhaltens des Gebäudes erlaubt. Außerdem erleichtert es die integrale Planung mit den Fachplanem, weil sich auch die Gebäudetechnik im
PHPP sehr gut abbilden und simulieren lässt.
BAUZENTRUME-BAU 4/2015
Auf dem Dach wurde eine 17 kWp PV-Anl<
stalliert. Die flachere Aufständerung der ~
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PV-Fiäche auf dem Dach untergebra cht w
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sie nach Abzug des Verbrauchs durch Gel
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DIN 18599, die Lebenszyklusanalyse und C
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BAUZENTRUME-BAU 4/201 5
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Auf der Seite der aktiven Technologie w urde der
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erneuerbarer Energie gedeckt. Wir haben uns
bei dem Plus - En ergie~H a u s für eine Wärmepum pe entschieden, die als Wärmequelle für ein in
die Südfassade integriertes Feld von Solarthermie-Kollektoren dient. Die Kollektoren sind dabei Hybrid-Kollektoren, mit denen auch die Au ßenluft als Wärmequelle genutzt werden kann.
ln das System ist außerdem ein Eis-Speicher integriert, der die Temperatur-Amplituden zwischen
Tag und Nacht dämpft und so für eine gleichbleibende Temperatur des Mediums sorgt.
'FI Z IENTEN BAUENS
Auf dem Dach wurde eine 17 kWp PV-Anlage installiert. Die flachere Aufständerung der Modulreihen führt zu einer geringeren Eigenverschattung der Module, so dass insgesamt mehr
PV-Fiäche auf dem Dach untergebracht werden
konnte. Die Anlage w urde so dimensioniert, dass
sie nach Abzug des Verbrauch s durch Gebäude
und Nutzung einen jährlichen Überschuss von
ca. 12.500 kWh erzeugt. Sie produziert im Jahresmittel deutlich mehr Strom, als das Gebäude im
Betrieb und für den Nutzungsstrom verbraucht.
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Schon in der Planung haben wir das BNB Zertifizierungssystem als Entwurfswerkzeug eingesetzt, um die Planung ganzheitlich zu optimieren. Drexler Guinand Jauslin Arch itekten haben
auch die Energieberechnungen nach PHPP und
DIN 18599, die Lebenszyklusanalyse und Ökobilanzierung erarbeitet.
Parallel zum Betrieb des Gebäudes entsteht nun
ein Monitoring-Projekt, in dem der Betrieb des
Gebäudes über den Zeitraum von zwei Jahren
überwacht und ana lysiert wird . Dieses Fo rschungsprojekt wird vom BBSR im Rahmen der
Forschungsin itiative "Zukunft Bau" gefördert.
Diese wissenschaftliche Begleitung w ird, durch
das BMUB vertreten, durch das BBSR im Rahmen
der Forschung sinitiative "Zukunft Bau" gefördert. Am Beispiel des Wohngebäudes W10 wird
ein Monitoring-Konzept entwickelt werden, das
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Nutzer (mit geringem Zeitaufwand) implementiert werden kann. Bereits mit einer kleinen Anzahl von Messpunkten und unter Nutzung ohnehin verfügbarer Verbrauchswerte kann eine
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BAUZENTRUME-BAU 4/2015
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Material-Konzept und Konstruktion
Eine weitgehende Konstruktion des Gebäudes
aus Holz ist eine weitere wichtige Schlüsseltechnologie des nachhaltigen Bauens. Bei Gebäuden mit hohem Energiestandard wird die graue
Energie, die in den Baumaterialien enthalten
und durch die Bauprozesse verbraucht wird, zunehmend wichtig, weil sie einen erheblichen
Anteil des Gesamtenergiebedarfs ausmacht. Die
Berechnung zeigt, dass im Falle der konventionellen KfW60-Konstruktion die Herstellungsenergie den Energiebedarf für 50 Jahre übersteigt. Durch eine Ökobilanz aller Materialien
und Optimierung der Baukonstruktion konnte
die enthaltene nicht erneuerbare Energiemenge auf ca . 30% einer konventionellen Bauweise
gesenkt werden. Dabei wirkt sich der Einsatz
von nachwachsenden Rohstoffen positiv aus:
Die Primärkonstruktion ist eine Holztafelkonstruktion. Beim Innenausbau und bei kon struktiven Teilen wurden vorzugsweise Holz und recyclingfähige Materialien eingesetzt.
Aus ökologischer Sicht ist Holz ein idealer Baustoff, der geringen Primärenergieinhalt mit guten Wärmedämmeigenschaften und hoher
Rezyklierbarkeit verbindet. Durch den Prototyp sollen die Marktchancen nachhaltiger Lösungen durch neue Bau und Planungsmethoden und Erschließung neuer Marktsegmente
verbessert werden . Voraussetzungen hierfür
sind die Senkung des konstruktiven Aufwan des für mehrgeschossigen Holzbau und der
Einsatz nachwachsend er Rohstoffe im innerstädtischen Wohnungsbau, aber auch die Nutzung der Vorteile von Holzbauten für die Energieeffizienz und die Verkürzung von Bauzeiten .
Aus brandschutztechnischer Sicht ist der fünfgeschossige Holzbau durch neue gesetzliche
Grundlagen möglich, aber in der Pra xis wenig
erforscht. Deswegen ist es das Anlieg en der
Planung gewesen, die Pra xistauglichkeit in Zusammenhang mit neuen gestalterischen Konzepten umzusetzen.
Die hier ausgeführte Konstruktion enthält viele
Neuentwicklungen. Die Bodenplatte w urde
zum Beispiel nicht in Beton ausgeführt sondern
als Holzkonstruktion, die nur auf Streifenfundamenten aufliegt. Dadurch konnte der Betona nteil, Primär-Energie-Inhalt und COr Emm issionen deutlich gesenkt werden. Der Hohlraum
unter der Bodenplatte wurde durch Glasschotter ausgedämmt, was die Wärmeverluste noch
weiter senkt. Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion ist, dass sie sich später einmal einfach
zurückbauen lassen wird . Möglich wurde diese
Lösung durch eine integrale Planung, in der das
bauphysikalische Verhalten der Bauteile genau
analysiert wurde.
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Eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg des
Holzbaus ist die Entwicklung von dauerhaften
und materialgerechten Baukonstruktionen, die
einen geringen Aufwand in der Instandhaltung
erfordern. Eines der Vorurteile in Bezug auf Holzhäuser ist, dass sie der Alterung stärker ausgesetzt seien. Durch einen materialgerechten Einsatz können aber auch Holzgebäude eine ebenso
hohe Lebensdauer haben wie Massivbauten. Davon zeugen die historischen Fachwerkhäuser
ebenso wie zeitgenössische Beispiele.
Die einflussreichsten Bewegungen der Baugeschichte waren auch von Innovationen der Baumaterialien und Konstruktionen getragen: Die
klassisch Moderne ist auch eine Architektur des
Stahlbetons. Die High-Tech-Architektur, die den
Ausdruck der modernen Bürogebäude prägt,
w ird ermöglicht durch Stahl und Glas. Eine wichtige Aufgabe der Prototypenforschung war die
Entwicklung von neuen Ausdrucksformen für
den urbanen Holzbau. Gerade im Wohnungsbau
besteht die Möglichkeit über die Natürlichkeit
der Baumaterialien, hohe Aufenthaltsqualität
und individuelle Gestaltung, Identifikation zwischen den Nutzer und seinem Gebäude zu schaffen. Hierfür sind Holzgebäude ideal geeignet,
weil sie eine hohe Aufenthaltsqualität und individuelle Gestaltungsmöglichkeiten bieten. So
scheint es umso fraglicher, dass moderne Holzhäuser häufig Massivbauhäuser nachahmen,
statt eigene Ausdrucksformen zu artikulieren.
Die Wichtigkeit der Themen Ökologie und Nachhaltigkeit, die bereits das Konsumentenverhalten
in anderen Märkten (Nahrungsmittel, Autoindustrie) grundlegend verändert hat, wird zunehmend auch in der Baubranche an Bedeutung gewinnen. Der urbane Holzbau könnte zum
Imageträger des nachhaltigen Bauens werden,
wenn die zahlreichen ökologischen und ökonomischen Vorteile einer modernen, energieeffizienten Holzbauweise geeignet kommuniziert
werden und durch gebaute Beispiele belegt sind.
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BAUZENTRUME-BAU 4/2015
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Bauzeit
2012 -2014
Ort:
Geisenheim
Kosten:
BGF (a, b und c):
506,3qm
Baukosten:
KG 300 + 400 Euro I BGF
2.001 ,61 Euro / qmBGF
nach DIN 277
HNF, TF, VF, KF HNF
1493 m3
318,5 qm, TK 15,6 qm,
VF 8,1qm, KF 57,6 qm
Planung, Bauleitung: Drexler Guinand Jauslin
Architekten GmbH
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Bauherr:_
Land Hessen
Nutzer:
Internatsschule
Schloss Hansenberg
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Uit:
Begleitforschung
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Effizienzhaus Plus:
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Drexler Guinand Jauslin
Architekten GmbH
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1.01 3.416,85 Euro
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Dipl. Arch. ETH Hans Drexler
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Gebäudetyp1Nutzung:fWöhöhäüS -·ürid "W0be;nnü·tzüngen ··1
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Standort:;Geisenheim
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Innentemperatur: :
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Tragwerksplanung:
Ingenieursbüro Cremers
Holzbau:
Zimmerei Harth, lngelheim
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IMPRESSUM
Herausgeber:
Offizielles Organ der Verbände:
M & E Druckhaus
International Prinl & Mediaservices
ZDI
Meinders & Elstermann GmbH+ Co. KG
Weberstraße 7
4919 1 Beim
Telefon (O 54 06) 808 122
Fax
(05406) 808118
E-Mail: bauzentrum@me-verlag .de
U.B.I.-D.
BFI
VDA
IAP
BAUZENTRU M E-BAU
Fachzeitschrift für Arch itekten und Ing en ieure
ISSN 1863-9453
10. Jahrga ng 2015
Redaktion :
Susan Fischer
Günter Freese
Friedrich Marx
Th omas Möller
Günther Mü ll er (V.i.S.d.P.), E-Mail: [email protected]
Zentralverba nd Deutscher Ingen ieure e.V.
(Fachsc haft Bauwesen)
Union Beratender Ingenieure e. V.
Bu ndesverband Freiberuflicher Ingenieure
Verband Deutscher Architekten e. V.
Bundesverba nd Deutscher Ingenieur-,
Arch itektu r- und Planungsbüros e.V.
Bundesingenieur- und -Architektenverband e.V.
Union Freier Berufe e.V., Fachrichtung Bauwesen
Bu ndesverband Deutscher Grundstücks- ·
sac hverstä ndiger e.V.
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