rasmussen I brunke I sauer tplan ingenieurgesellschaft

rasmussen I brunke I sauer
tplan ingenieurgesellschaft
FASSADE
VOF Verhandlungsverfahren
Neubau der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt der Freien und Hansestadt Hamburg
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Der Entwurf sieht drei verschiedene Fassadenthemen vor, welche sich aus den jeweiligen Anforderungen entsprechend der
Himmelsrichtung ergeben.
Doppelfassade mit 3 fach ISO-Glas mit PCM
Doppelfassade mit 3 fach ISO-Glas mit Dämmpaneel
Vorhangfassade mit Eternitplatten
Aus der Überlegung heraus, direkt an der Fassade mit der Kontrolle von Solareinträgen und Transmissionswärmeverlusten zu
arbeiten und sie als eine aktive Energiekomponente zu betrachten, welche die Strahlungsenergie der Sonne speichert, absorbiert,
kontrolliert, zeitverzögert abführt und umgekehrt die Transmissionswärmeverluste kompensiert, wurde im Süden eine Ganzglasfassade zu Grunde gelegt.
Ein weiteres Anliegen bei der Konzipierung der Fassaden ist das sichtbar machen eines energetisch innovativen Ansatzes, der
der Beispielfunktion der BSU gerecht wird, dabei aber nicht zum plakativen Showelement verkommt.
Die ost-, süd- und westorientierten Fassadenbereiche werden nicht mehr als statisches, sondern als dynamisches System
betrachtet, das heißt die Wechselwirkung zwischen Umwelt und Gebäudetechnik zu fördern, um den Energieverbrauch des
Gebäudes zu senken.
In Gegensatz zu einer Zweiten Haut-Fassade mit festen Luftöffnungen kann sich dieses System mit beweglichen Mechanismen
besser an die verschiedenen Klimasituationen und Witterungsbedingungen anpassen.
Übersicht Orientierung Fassadenthemen
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Brüstungsbereich
hochwärmegedämmt mit unterschiedliche
Weisstöne gemäß Größe Raster
externer Sonnenschutz
im Scheibenzwischenraum
Beton-Fertigteil
Holz Pfosten Riegel
Konstruktion
ISO-Klarglas
Reihe 4
3-fach ISO-Klarglas Öffnungsflügel Alu / weiss
Reihe 3
3-fach ISO-Glas mit PCM (Comfort)
3-fach ISO-Festverglasung
Aufhängung
Trägerrohr an Konsole
Alu-Konstruktion / weiss
Reihe 2
Prismenglas
Sekundärfassade mit Schiebeelementen
(mit Dichtleisten und thermischer Trennung)
Reihe 1
Schienensystem / Alu weiss
Die Sekundärfassade besteht aus einem Glasschiebesystem, welches zur Energiebedarfsoptimierung genutzt wird.
Im Wintermodus werden die Glasschiebelemente der Sekundärfassade flächig verschoben und die Fassade geschlossen.
Kleine Dichtleisten gewährleisten Luftdichtigkeit im Zwischenraum zwischen Primär- und Sekundärfassade. Es entsteht eine
thermische Pufferzone, ähnlich dem Konzept „Kastenfenster“.
Die kontrolliert mechanische Lüftung sorgt für den nötigen Luftwechsel sowohl in hygienischer Hinsicht als auch im Sinne der
Nutzerbehaglichkeit.
Im Sommer wird die Sekundärfassade geöffnet, um eine freie Luftströmung zu ermöglichen.
Die Fassade wird nicht als bloße Hülle begriffen, sondern als interaktive Schnittstelle zwischen innen und außen, zwischen
Umwelt und Gebäude.
Vor jedem Geschoss befinden sich waagerecht 4 Reihen der Sekundärfassaden-Schiebeelemente (Deckenstreifen+3Reihen).
Diese werden durch ein Zuggestänge über Motoren gleichzeitig bewegt. (genaue Ausarbeitung in weiterer Planungsphase)
In Höhe der Öffnungsflügel (Reihe 3) können die Schiebelemente manuell ausgeklingt und durch einen Mitnehmer auch wieder
automatisch geschlossen werden.
Dieses ermöglicht einen hohen individuellen Nutzerkomfort bei gleichzeitiger zentraler Kontrolle.
Die Fassade eines Einzelbüromoduls im südorientierten Bereich mit einer Breite von 2.60 m und einer Geschoßhöhe von 3.50
m besteht flächenmäßig zu 25% aus einem hochgedämmten massiven Decken- u. Brüstungsbereich, zu 37.5% aus 3FachKlarglas-Isolierverglasung und zu 37.5% aus 3Fach transluzenten-Isolierverglasung mit einem integrierten Phasen Change
Material. Diese mit Salzhydrat gefüllten Scheiben speichern die Sonnenwärme, geben sie zeitversetzt an den Innenraum wieder
ab und tragen so zur Energieeffizienz und Nachhaltigkeit des Gebäudes bei.
Aufbau südorientierte Fassade
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Um eine effektive Ausnutzung des PCM zu gewährleisten, werden den Modulen in der Sekundärfassade Prismengläser vorgeschaltet. Diese dienen im Sommer, also wenn kein Energieeintrag gewollt ist, als Sonneschutz so dass die Speicherfunktion
des PCM nicht aktiviert wird. Im Winter und in den Übergangsmonaten hingegen, bei niedrig stehender Sonne, gelangt die
Sonneneinstrahlung in das PCM und aktiviert es.
Dabei wird solare Energie in thermische Energie umgewandelt und zeitverzögert, kontrolliert als Strahlungswärme an den Raum
wieder abgegeben.
Durch Abpufferung und Glättung der thermischen Lastspitzen kommt es zu einer Reduzierung der maximalen Klimatisierung
und die PCM Module tragen so zu einer Stabilisierung der Raumtemperatur im Komfortbereich bei.
Über die vorgesehene Bauteilaktivierung werden die Räume im Winter zusätzlich beheizt und im Sommer gekühlt.
In der Primärfassade ist pro Büromodul ist ein Öffnungsflügel vorgesehen. Damit können die Büros durch Öffnen der Fensterflügel während eines Großteils des Jahres natürlich belüftet werden und steigern so das Wohlbefinden der Nutzer.
Die transluzenten Bereiche der Fassade steigern den Grad an natürlicher Belichtung, erhöhen dadurch die Behaglichkeit und
reduzieren dabei den Kunstlichtbedarf.
Die im Süden bis auf eine Brüstungshöhe von 30 cm Raum hohe Primärfassade gewährleistet die Belichtung der Büroräume
und ermöglicht großzügige Ausblicke nach draußen.
In den west- u. ostorientierten Fassadenbereichen wird das PCM Modul durch ein hochgedämmtes Paneel ersetzt.
Ein im Zwischenraum liegender externer Sonnenschutz, Typ Jalousie mit Standardlamellen, verringert zusätzlich zu den Speichermodulen die Kühllast die durch solare Energieeinträge notwendig wird.
Seitens des Fassadenplanungsbüros Sobek wird über eine weitere Untersuchung bezüglich des Sonneschutzes nachgedacht:
„Wie besprochen könnte der externe Sonnenschutz evtl. auch weggelassen werden – die zahlreichen horizontalen Schienenprofile der äußeren Fassadenhaut in Kombination mit einer entsprechend gewählten Sonnenschutzbeschichtung und hochreflektiv beschichtetem innen liegenden Sonnenschutz könnte ausreichend sein. Die genaue Berechung des G-Wertes des
mehrschaligen Aufbaus ist recht komplex und sollte dann in Rahmen der detaillierten Fassadenplanung erfolgen….“
Für die gesamte Fassade wird wegen der neutralen Farbe und der guten Lichtdurchlässigkeit Weißglas eingesetzt.
Die Fassade ist modular aufgebaut und kann so den Bedürfnissen des Bauherrn und den Weiter wachsenden Anforderungen
durch Austauschen weiterer Einzelkomponenten und Innovationen angepasst werden.
Aufbau südorientierte Fassade
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Orientierung Vorhangfassade
Festverglasung
Öffnungsflügel
Büroeinheit
Vorhangfassade mit Eternitplatten für die nordorientierten
und innenliegenden Fassaden
Die nordorientierten und innen liegenden Fassaden werden mit Massiv-Betonfertigteilen und einer hinterlüfteten Vorhangfassade aus Eternit in einem Raster von 1.30 m x 0.875 m ausgebildet. Die Verwendung von Platten mit unterschiedlichen Weißtönen Tragen zur homogenen Gesamterscheinungsbild des Gebäudes bei.
Mit einer Dämmstoffstärke von 14 cm in diesem System werden die Transmissionswärmeverluste reduziert.
Der Verglasungsanteil der nordorientierten und innen liegenden Bereiche beträgt pro Büromodul 36%.
Nord-u.Innenliegende Fassaden
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Reinigung / Wartung
Die Reinigung der Turmfassade erfolgt über eine Befahranlage vom Dach aus.
Das Ersetzen von Fassadenscheiben und eine jährliche Intensivreinigung kann von Außen durch mobile Arbeitsbühnen erfolgen. Für die flacheren Bauten (Höhe max. ca. 20 m) reichen batteriebetriebene Anhänger-Arbeitsbühnen. Zusätzlich können
Grobreinigungen auch über die Öffnungsflügel in den Büros direkt vom Raum ausgeführt werden.
Die außen liegenden Schienen der verschiebbaren Glaselemente weisen einen erhöhten Reinigungs- und Wartungsaufwand
auf.
Der Reparaturaufwand ist mit gängigen Fassaden vergleichbar.
Allgemein kann von einer Mindestlebensdauer von 12 Jahren ausgegangen werden, analog der Gewährleistungsdauer von
Isolierglas oder von Schiebetüren. Die Motoren haben wie alle elektronischen Bauteile eine Gewährleistung von zwei Jahren.
Die Systemkomponenten Prismenplatte und PCM sind vollkommen Wartungsfrei, da sie jeweils im Scheibenzwischenraum
liegen.
Dach
Das Dach als die 5.Fassade ist als Gründach mit extensiver Begrünung geplant. Durch die Dämm- und Speicherwirkung des
Gründachs wird ein Aufheizen verringert.
Der Einbau eines außen liegenden Sonnenschutzes im 13. OG ist nicht geeignet, da zu starke Windlasten auftreten und deshalb der Sonnenschutz meist eingefahren wäre und so keinen Nutzen hätte.
Die Planung sieht nun den Einsatz eines Sonnenschutzglases vor.
Foliendachsysteme, wie über dem Stadtmodell eingesetzt, sind selbstreinigend, das heißt, dass Verschmutzungen an der Außenfolie im Regelfall vom Regen abgewaschen werden. Dies gilt auch für kräftige Verschmutzungen wie Vogelkot oder intensive industrielle Luftverschmutzung. Die Selbstreinigungskraft der Folien eine besondere Bedeutung, da weder Reinigungskosten
auftreten noch in der Investitonsphase aufwendige Dachbefahranlagen oder ähnliches geplant und ausgeführt werden müssen.
Zusammenfassung
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