Energy Campus - bauverlag

Liebe Leserin, lieber Leser,
die Energiewende ist unser Weg in eine umweltverträgliche Zukunft. Dazu zählt auch, dass die Baubranche einen wesentlichen Teil zur Wende beitragen kann. Denn
40 % der insgesamten CO2-Emissionen in Deutschland
sind Ergebnis des Bauens. Bis 2020 sollen alle Bauten
Niedrigenergiehäuser sein. Nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen ist bereits wichtig und wird in
Zukunft immer mehr an Bedeutung gewinnen. Diesen
Trend sieht auch Stiebel Eltron. Das Elektro- und Heiztechnik-Unternehmen hat mit dem Energy Campus in
Holzminden eines der ersten Schulungs- und Kommunikationszentren in Südniedersachsen gebaut, das bereits im Bau mit DGNB Platin vorzertifiziert wurde. Das
Reallabor für die Energiewende zeigt, wie erneuerbare
Energie ganzheitlich genutzt wird und emissionsfreier,
ressourcenschonender Strom erzeugt werden kann.
Wie Architekten, Ingenieure und Fachplaner gemeinsam an diesem Projekt arbeiteten, erfahren Sie im
DBZ Werkgespräch.
Viel Spaß beim Lesen,
Energy Campus
Holzminden
Foto: Stiebel Eltron
Ihr
Burkhard Fröhlich
Chefredakteur DBZ Deutsche BauZeitschrift
Energy Campus
Energy Campus
Holzminden
Zwischen Kassel und Hannover liegt
die niedersächsische Stadt Holzminden.
Sie ist seit 1943 Sitz des Unternehmens
Stiebel Eltron. Auf einem Areal südlich
des Orts sind die Verwaltung sowie
die Produktions- und Lagerhallen des
Elektro- und Heiztechnik-Unternehmens
ansässig. Seit Ende 2015 ergänzt der Energy Campus das Werk. Entworfen von
HHS Planer + Architekten AG, Kassel,
versteht sich das Schulungs- und Kommunikationszentrum als Reallabor für
die Energiewende und als Leuchtturmprojekt für nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen. Als eines der ersten
Schulungs- und Kommunikationszentren in
Deutschland ist der Energy Campus bereits
mit DGNB Platin vorzertifiziert.
Die Anforderungen des Bauherrn an die
Architekten waren, einen Ort für Kommunikation und Begegnung zu schaffen, vereint
mit einem wegweisenden Energiekonzept.
So ist das Schulungs- und Kommunikationszentrum ein Plus-Energie-Gebäude. Es
erzeugt mehr Energie als es benötigt. Vier
Themen standen für die Architekten von
Anfang an im Vordergrund: die Architektur,
Technik und Energie sowie die Kommunikation. Diese Anforderungen und Themen
übersetzten die Architekten aus Kassel in
ein zweigeschossiges Gebäude, das trotz
seines kompakten Bauvolumens offen und
transparent wirkt. Denn den Eingang inszenieren die Planer, indem sie das Gebäude
zu beiden Längsseiten öffnen. An der
Südseite spannt über zwei Geschosse eine
verglaste Fassade, die nach innen rückt und
so von einem Rahmen gefasst wird. In den
Abendstunden werden somit die Innenräume auch von außen erlebbar. Ein großes,
lichtdurchflutetes Foyer empfängt den
Besucher. Ein ovaler Luftraum überhöht
das Foyer und bietet einer großzügigen
Freitreppe Platz, die in die obere Etage
führt. Das Foyer ist beidseitig verglast. Die
DBZ.de/werkgespraech
Umweltenergie
Energieerzeuger
Wärmepumpen
Speicherung
Energienutzung
Energiekonzept:
Sommer
WPF 27 HT
WPF 66
Schulungsanlagen
Umweltenergie
Energieerzeuger
Wärmepumpen
Speicherung
Energienutzung
Energiekonzept:
Winter
WPF 27 HT
WPF 66
Schulungsanlagen
Glasfassade über beide Etagen zieht sich
an der Längsseite bis zum Restaurant, das
sich mit einer Terrasse in den Außenraum
erweitert.
Mit dem rechteckigen Grundriss verbessern die Planer aufgrund des kompakten
A/V-Verhältnisses die Energiebilanz des
Gebäudes. Denn pro Kubikmeter Volumen
ist weniger Energie notwendig, um den
Wärmeverlust der Hülle auszugleichen.
Zunächst ist das zweigeschossige Gebäude jedoch ein Ort für Kommunikation und
Begegnung. Das erreichen die Architekten,
indem sie im Erdgeschoss einen Veranstaltungsraum, vier Schulungs- und Semi-
Reallabor für die Energiewende
Der Energy Campus ist zugleich Kraftwerk
und Speicher für erneuerbare Energie.
Die Energiequellen sind Wasser, Luft und
Sonne. Dafür entwickelten die Planer ein
intelligentes Energiekonzept. Dabei spielt
das Grundwasser als ganzjährige Energiequelle für die Wärmepumpen, die den
selbst erzeugten Strom als Antriebsenergie
nutzen, eine entscheidende Rolle. Im Sommer erfolgt zunächst die passive Kühlung.
Wenn der Kühlbedarf des Gebäudes höher
ausfällt, ergänzt eine aktive Kühlung. Eine
Hochtemperaturwärmepumpe erwärmt
das Trinkwasser und nutzt dafür selbst
erzeugten Strom. Im Winter nutzen die
Wärmepumpen ebenfalls das Grundwasser
und den selbst erzeugten Strom, um Raum-
1954
in Harle geboren
1975–1980 Architekturstudium, UniversitätGesamthochschule Kassel,
1980
Baufrösche (Prof. M. Wilkens)
1980–1981 Arbeitsgruppe Nutzungsforschung,
seit 1980 Partnerschaft Hegger Hegger
Schleiff HHS Planer + Architekten GbR (mit Manfred Hegger und Doris Hegger-Luhnen)
1998
Gründung Eurolabors Aktien­
gesellschaft für integrale Laborplanung
seit 1999 Beiratsmitglied im Zentrum für
Umweltgerechtes Bauen an der
Gesamthochschule Kassel
seit 2001 Vorstand HHS Planer + Architekten AG
2002–2006 Stellvertretender Landesvor­
sitzender des BDA Hessen
seit 2005 Mitglied des Gestaltungsbeirats
der Stadt Kassel
seit 2008 Vorstand des Kasseler Architekturzentrums KAZ
Günter Schleiff, Vorstand bei HHS Planer +
Architekten AG www.hhs.ag
Quelle: Architekten
Foto: Stiebel Eltron
narräume, zwei „Kommunikationskuben“
und ein öffentlich zugängliches Restaurant
planten. Im Obergeschoss befinden sich
vier Räume, in denen Besucher zu verschiedenen Themen praxisnahe Ausstellungen
erleben. Besprechungsräume, ein weiterer
„Kommunikationskubus“ und die ebenfalls
in das Präsentationsprogramm eingebundene Haustechnikzentrale ergänzen das
Raumprogramm in der oberen Etage.
HHS Planer + Architekten AG
Energy Campus
12
11
6
10
4
7
7
9
7
8
Grundriss Obergeschoss, o. M.
1Küche
2Restaurant
3Terrasse
4Loungebereich
5Seminarraum
6Technik
1
7Besprechungsraum
8Themenwelt Warmwasser
9Themenwelt Montagezentrum
10Themenwelt Lüftungssysteme
11Themenwelt Wärmepumpensysteme
12Wärmepumpen Loggia
5
5
5
2
4
5
3
Grundriss Erdgeschoss, o. M.
wärme und warmes Wasser zu produzieren.
Die erzeugte Wärme der Wärmepumpen
aus den Schulungsräumen ist ebenfalls
in den Energiekreislauf eingebunden. Die
Wärmeversorgung erfolgt über Flächenheizungen und eine zentrale Lüftungsanlage
mit Wärmerückgewinnung.
Dabei achteten die Planer darauf, dass das
Energiekonzept für Besucher des Energy
Campus erlebbar ist. In den vier Themenwelten im Obergeschoss können Besucher
Wärmepumpen, Lüftungen, Warmwasserbereitung und das Montagezentrum
hautnah erleben. Im Außenraum sind
Wärmepumpen im Betrieb zu sehen. Ein
Wasserbecken vor dem Gebäude verbild­
licht die Energiequelle Grundwasser.
Optimierte Gebäudehülle
Der ganzheitliche Ansatz der Energiegewinnung im Gebäude wird durch eine optimierte Fassade ergänzt. Die dunkle Fassade
besteht aus vorgehängten Aluminium-Kassetten. Die gleichmäßigen Abmessungen
der Elemente und die Fugen lassen ein
homogenes Außenbild entstehen. Eine weitere Anforderung an die Architekten lautete,
dass die Gebäudehülle Energie produzieren
sollte. Deswegen planten die Architekten
Photovoltaik-Module als integrierten
Bestandteil in die Fassade und auf das
Dach. So wird der Strom ebenfalls ressourcenschonend und emissionsfrei erzeugt.
DBZ.de/werkgespraech
Baudaten
Objekt Energy Campus
Standort Dr. Stiebel Straße 33, Holzminden
Bauherr/Nutzer Stiebel Eltron
Architekt HHS Planer + Architekten BDA,
Kassel, www.hhs.ag
Mitarbeiter Günter Schleiff, Viktoria Zaitsev,
Bence Zobor
Bauleitung HHS (Oberbauleitung), B2P-Architekten, Holzminden, www.b2p-architekten.de
(Örtliche Bauleitung)
Bauzeit November 2013 – November 2015
Fachplaner
Akustikplanung energydesign braunschweig
GmbH (ED) Braunschweig,
www.energydesign-bs.de
Tragwerksplanung EHS beratende Ingenieure
für Bauwesen GmbH, Lohfelden,
www.ehs-ingenieure.de
Techn. Gebäudeausrüstung ED, Braunschweig; Gebr. Becker GmbH & Co. KG,
Höxter, www.gebr-becker.com
Fassadentechnik/Innenarchitekt:
Fotos (4): Stiebel Eltron
HHS Planer + Architekten BDA, Kassel
Die Gesamtleistung dieser Anlage beträgt
ca. 120 kWp. Der von der Anlage erzeugte
Strom wird sowohl für die Wärmepumpen als auch für den Betrieb des Energy
Campus´ verwendet. Es ist jedoch mehr
elektrische Energie, als das Schulungszentrum und der Betrieb der Wärmepumpen
benötigen. Die Überschüsse werden entweder ins öffentliche Netz gespeist oder den
elektrobetriebenen Autos und Fahrrädern
zur Verfügung gestellt. Die dafür notwendigen Ladesäulen befinden sich vor dem
Gebäude auf dem Parkplatz.
Lichtplanung: Gebr. Becker GmbH & Co. KG,
Höxter; Zumtobel, Dornbirn/AT,
www.zumtobel.com/de
Landschaftsarchitekt Kortemeier Brokmann
Landschaftsarchitekten GmbH, Herford,
www.kortemeier-brokmann.de
Die Planer machen das
Energiekonzept für
Energieplaner/Energieberater ED,
Braunschweig
Besucher des Energy
Campus‘ erlebbar. In
vier Praxisräumen im
Obergeschoss werden
Projektdaten
Wärmepumpen, Lüftun-
Grundstücksgröße 34 060 m²
gen, Warmwasser und
Nutzfläche 2 559 m²
die Montage gezeigt
Brutto-Grundfläche 3 380 m²
Brutto-Rauminhalt 14 002 m³
Baukosten (nach DIN 276) k. A.
Energiebedarf nach EnEV 2009
Primärenergiebedarf 69,21 kWh/m²a
Endenergiebedarf 26,62 kWh/m²a
Jahresheizwärmebedarf 35,43 kWh/m²a
Energiekonzept (Gebäudehülle)
U-Wert Außenwand = 0,138 W/(m²K)
U-Wert Bodenplatte = 0,556 W/(m²K)
U-Wert Dach = 0,137 W/(m²K)
Uw-Wert Fenster = 0,930 W/(m²K)
Ug-Wert Verglasung = 0,70 W/(m²K)
Energy Campus
Novelis Farbaluminium ff2®
Eloxalfarbton C34,
AlMg3-Legierung,
Coil-Coating-Verfahren
Nachhaltige Fassade aus
Farbaluminium von Novelis
Um bei einem Gebäude den Richtlinien
der DGNB (Deutsche Gesellschaft für
Nachhaltiges Bauen) zum Erwerb eines
Gold- bzw. Platinzertifikats zu entsprechen, müssen alle verarbeiteten bzw.
verbauten Baustoffe und Produkte anspruchsvollen Umweltkriterien entsprechen. Deshalb werden für das DGNB-Zertifikat die Emissionen eines Gebäudes
über den gesamten Lebenszyklus von
der Herstellung über die Nutzung bis
zum Lebensende bewertet. Diese Bewertung schließt auch den Einsatz von
Baustoffen, den Gebäudebetrieb, die
Instandhaltung und den Rückbau ein.
Erst wenn ein Gebäude in allen Kategorien den Mindesterfüllungsgrad und
Kategorie übergreifend den Gesamterfüllungsgrad erreicht, erhält es die entsprechende Auszeichnung der DGNB.
Materialauswahl
Bei der Auswahl der passenden Baustoffe für das Schulungs- und Kommunikationszentrum Energy Campus von
Stiebel Eltron in Holzminden wurden
die Materialien auf Ressourcenverbrauch und Ökobilanz für alle Phasen
des Lebenszyklus geprüft. Am Ende des
Auswahlprozesses setzte sich für die Fassade Novelis Farbaluminium ff2® durch.
Dabei handelt es sich um ein 2 mm
starkes Vollaluminium. Aufgrund der
speziellen AlMg3-Legierung entspricht
die Spannweite von ff2® einem handelsüblichen 3 mm dicken Vollaluminium in
AlMg1-Legierung. Bei der Fassade des
Energy Campus´ konnte dadurch ein
Drittel des Materials eingespart werden,
ohne dass die Formate der Aluminiumkassetten verkleinert werden muss-
ten. So konnten Ressourcen geschont
werden, ohne die Architekten dabei mit
bauphysikalischen Limitierungen bei der
Fassadengestaltung einzuschränken.
Oberfläche
Für die Fassadengestaltung wählte der
Bauherr den Eloxalfarbton C34, das Novelis-Farbaluminium im etablierten CoilCoating-Verfahren. Dieses Bandbeschichtungsverfahren ermöglicht es, Nasslacke
auch bei größeren Produktionsmengen
aufzubringen, sowie kontinuierlich und
gleichmäßig hohe Oberflächenqualitäten
zu realisieren. Die hochwertige Oberflächenbeschichtung mit einem PVdFAnteil von 80 % hat sich weltweit bei
Bauprojekten bewährt und besticht durch
seine Witterungsbeständigkeit auch in
extremen Klimazonen. Die ausgezeichnete Farbbeständigkeit und der geringe
Wartungsaufwand waren auch bei der
Materialwahl für den Energy Campus entscheidend. Außerdem ermöglicht Novelis
Farbaluminium mit Eloxaloptik eine problemlose Verarbeitung ohne zusätzlichen
Aufwand und Kosten, wie dies etwa bei
eloxierten Elementen erforderlich wäre.
DBZ.de/werkgespraech
1,5
1,4
1,3
1,2
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Max. Spannweite m
2 mm
3 mm
3 mm
Lösungen für die Umsetzung der gestalterischen Ansätze gefunden werden. Die
Fassade leistet einen wichtigen Beitrag
zum Plus-Energie-Gebäude. Durch die
Integration von Photovoltaik in der
Fassade und auf dem Dach mit einer
Gesamtleistung von 120 kWp erzeugt sie
Strom, der zum Betrieb des Gebäudes
genutzt wird.
Die hinterlüftete Fassade wurde auf einer
Die Materialien wurden bereits in einem frü-
Aufgrund der unterschiedlichen Kassettengrößen
BWM-Unterkonstruktion montiert
hen Planungsstadium aufeinander abgestimmt
wurde die Unterkonstruktion feldweise montiert
Fotos (3): Stiebel Eltron
Foto: Stiebel Eltron
Abb.: Novelis
Verarbeitung
Die bandbeschichteten ff2®-Alu­­minium­­
tafeln kantete das Fassadenbauunternehmen Schneider – die Klempner
GmbH zu Kassetten, die zwar in Länge
und Tiefe identisch sind, sich aber
in der Höhe unterscheiden. In enger
Zusammenarbeit mit den beteiligten
Gewerken gelang es den Architekten
HHS Planer + Architekten AG, durch die
aufgelockerte Anordnung der verschiedenen Kassetten mit Rastermaßen in
Höhen von 150/300/600/900 mm eine
dynamisch wirkende Oberfläche zu
realisieren.
Rückbau
Für die Zertifizierung nach DGNB wird
Belastung kN/m2
nicht nur die kurzfristige Umweltverträglichkeit betrachtet, sondern auch das
0,5 1,01,52,02,53,0 3,54,0 Recyclingpotential auf stofflicher Ebene.
Bei einem Rückbau von Gebäuden
AlMg3-Legierung: Ein Drittel des Materials
ist eine sortenreine und hochwertige
wurde aufgrund der Legierung eingespart
Rückgewinnung von RecyclingmateMontage
rial entscheidend. Diese Anforderung
Die Fassade des Neubaus ist als vorgeerfüllen die Fassadentafeln aus Voll­
hängte hinterlüftete Fassade ausgeführt
aluminium. Denn recyceltes Aluminium
und auf einer BWM-Unterkonstruktion
ist eine wertvolle Rohstoffquelle für
montiert. Aufgrund der unterschiedlichen Generationen. Aluminium kann zu 100 %
Kassettengrößen wurde die Unterkonohne Qualitätsverlust recycelt werden
struktion feldweise montiert. Ein auf der
– und das beliebig oft! Um Aluminium
Unterkonstruktion gleitend ausgeführtes
aus recyceltem Material herzustellen,
Vertikalblech zwischen den einzelnen
sind nur 5 % der Energie nötig, die bei
Kassetten ermöglicht einen fließenden
der Produktion aus primärem Rohstoff
Übergang zwischen den einzelnen Kasanfallen würde.
Novelis investiert weltweit in eigene
setten und verleiht dem Gebäude
Recyclingkapazitäten für den Wertstoff
ein einheitliches Erscheinungsbild.
Das Fassadenbauunternehmen montierte Aluminium. Ein Beispiel dafür ist das
2014 eröffnete, weltweit größte und
die bis zu 3 700 mm langen Clipkassetmodernste Aluminium-Recyclingwerk
ten mit nichtsichtbarer Befestigung. Die
in Nachterstedt, Sachsen-Anhalt. Pro
Kassetten wurden an der unteren Kante
Jahr können dort 400 000 t Aluminium
in je zwei verdeckten Clips eingehängt
aus Schrotten gefertigt werden. Jeder
und mit Nieten an der oberen Kante an
Verschnitt, jede rückgebaute Fassade
einem Fix- und einem Gleitpunkt befes­
gelangt direkt wieder in den Recyclingtigt. Die Kombination eines Fixpunkts
kreislauf. Novelis verfolgt das Ziel, Enermit einem Gleitpunkt in der oberen
gieaufwand, Treibhausgas-Emissionen,
Abkantung und den zwei verdeckten
Wasserverbrauch und zu deponierende
Clips an der unteren Abkantung lässt der
Abfälle zu verringern.
Kassette Raum für thermische AusdehDurch diese Nachhaltigkeitsverpflichtung
nung. Durch den integralen Bauprozess
erwies sich Novelis als idealer Partner
konnten die Materialeigenschaften befür den Bau des Energy Campus´ in
reits in einem frühen Planungsstadium
Holzminden.
aufeinander abgestimmt und technische
www.novelis.com/de
Impressum DBZ Werkgespräch
Verlag und Herausgeber Bauverlag BV GmbH,
Postfach 120, 33311 Gütersloh
Redaktion Dipl.-Ing. Burkhard Fröhlich,
Chef­redaktion DBZ Deutsche BauZeitschrift
Dipl.-Ing. Sarah Centgraf,
Redaktion DBZ Deutsche BauZeitschrift
Layout Kristin Nierodzik
Druck flyeralarm
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