Grosse
Passivhäuser
In
Ulm entsteht das weltweit grösste Bürogebäude im Passivhaus-Standard
und ermöglicht eine ganze Reihe von Erfahrungen und Möglichkeiten
mit diesem neuen Typ eines grossen Passivhauses.
Als
Kopfgebäude von einer Reihe neuer Bürogebäude entsteht ein
5 geschossiges Bürogebäude, das Platz für bis zu 420 Mitarbeiter
bietet. Der Einzugstermin ist für Anfang 2003 geplant. Der Neubau
für die Entire Software AG entsteht in direkter Nachbarschaft zu Universität,
Daimler-Chrysler und Nokia im Science Park II, einem speziell für
Forschung und Entwicklung reservierten Bereich. Daneben befindet sich das
Ulmer Expo Gelände mit der Passivhaus-Wohnsiedlung Am Eselsberg. Ulm
profiliert sich durch seine gezielte Politik immer mehr zum Vorreiter für
zukunftsweisendes und umweltgerech-
tes
Bauen.
Die
Kompaktheit dieses Bürogebäudes ist um ein Viel-
faches
höher als bei einem freistehenden Einfamilien-
haus,
so dass sich ganz neue Freiheiten und technische Lösungsmöglichkeiten
für grosse Passivhäuser ergeben. Beispielsweise spielt die Orientierung
dieses wankelför-
migen
Gebäudes eine untergeordnete Rolle, man könnte es drehen wie
man wollte. Obwohl das Atriumdach nur mit einer Zweifach-Wärmeschutzverglasung
gedeckt ist, das sind immerhin 300 m2 mit einem für Passivhäuser
viel zu schlechten u-Wert, lässt sich das gewünschte Klima und
der Passivhaus-Standard immer noch errei-
chen.
Es gibt an grossen Passivhäusern viel mehr Kom-
pensationsmöglichkeiten,
so dass der Spielraum bei der Planung letztendlich grösser wird. |
Keine
Ganzglasarchitektur
Ganzglasarchitektur oder
eine modische Doppelfassa-
de sind aus energetischen
und ergonomischen Grün-
den von Anfang an ausgeschieden.
Eine Ganzglashülle würde mit dem derzeit verfügbaren Glas
keinen Passiv-
haus-Standard erreichen.
In einer Winternacht geht durch die Verglasung 7 mal so viel Wärme
verloren wie durch die Wand und an einem Sommertag kommt zu dem 7 fach
grösseren Wärmedurchgang durch das Glas auch noch der beträchtliche
solare Gewinn hinzu, der das Gebäude aufheizen würde. Zu grosse
Glas-
flächen müssten
mit Verschattung und Absturzsiche-
rungen wieder verdeckt werden,
damit das Arbeiten hinter einer solchen Glaswand überhaupt erst möglich
wird. Grosse Glasanteile erfordern einen enormen Auf-
wand an Klimatisierung und
Verschattung, der sich problemlos vermeiden liesse. Hinter einer Glashülle
können schnell 40° bis 50° C entstehen, wenn man sie nicht
mit aller Macht bekämpft. Man muss sich die Frage stellen, ob das
80 Jahre alte Mies-van-der-Rohe-
Ideal eines gläsernen
Hochhauses nicht eine allzu idealistische aber völlig untaugliche
Architekturidee darstellt. Sie ist beispielsweise mit der Bibliotheque
National in Paris dramatisch ad absurdum geführt wor-
den. Vier winkelförmige
Ganzglas-Hochhäuser beher-
bergen einen Teil der Büchersammlung.
Damit das Ge-
bäude überhaupt
funktionstauglich wird, hat man ein Meter hinter der Glasfassade eine zweite
Wand aus Holzlamellen-Wänden aufgebaut, um Bücher und Mit-
arbeiter vor Sonne und UV-Strahlung
zu schützen. Der Verlust an Nutzfläche ist beträchtlich
und der Ausblick ist gleich Null. |
Deswegen
hat das Passivhaus-Bürogebäude in Ulm eine Fassade mit einem
abgestimmten Verglasungs-
anteil, aussenliegendem
Sonnenschutz und 100 % Ausblickmöglichkeit. Solar Architektur bedeutet
nicht einfach Maximierung sondern intelligenter Umgang mit der Resource
Sonnenlicht.
Die Lage
Der Wankel
wird von drei gleichen, räumlich gekrümm-
ten Fassaden
gebildet. Vorgefertigte Holzelemente werden vor die Stahl-Beton-Skelett-Konstruktion
ge-
hängt.
Der wetterfeste Rohbau konnte durch den ho-
hen Wiederholungs-
und Vorfertigungsgrad sehr schnell und sehr wirtschaftlich hergestellt
werden. Eine äus-
sere,
filigrane Hülle vor der Fassade wird durch auskra-
gende
Wartungsstege aus dünnen Stahlprofilen gebil-
det, die
sich vor der glatten, kalottenförmigen Oberflä-
che grafisch
fein abzeichnen. Das Gebäude ist tief in den Hang hineingeschoben,
so dass die Vorfahrt ein Geschoss über dem sogenannten Gartengeschoss
ebenerdig in das Gebäude leitet.
Eingebettet
in einer Parklandschaft aus Wasserbek-
ken, Regenwasserteich,
Versickerungsflächen, Ter-
rassen,
Stegen, Böschungen und Geländestufen bieten sich dem Mitarbeiter
vielfältige Ausblicke und direkte Zugänge vom Kasino und den
Seminarräumen über den Teich auf die Terrassen an. Kernstück
der Gartenan-
lage ist
ein grosser naturnaher Regenwasserteich, der das Wasser zu 100 % in einer
Retensionsfläche ver-
sickern
oder verdunsten lässt. Zusätzlich wird dieses Wasser zur Gartenbewässerung
verwendet. |
Das
Innenleben
Alle Bereiche
auf den fünf Stockwerken im Innern sind konzentrisch um das Atrium
angeordnet und haben vielfältige Verbindungen zu diesem zentralen
Raum. Die sterile Atmosphäre eines Versicherungskonzerns mit viel
Glas und Marmor, aber wenig Menschen war uns ein abschreckendes Beispiel.
Es war möglich, durch eine gezielte Abstimmung von Brandschutzkonzept
und Klimakonzept, sämtliche Forderungen zur Abschottung der Büroräume
gegen das Atrium auszuräumen. Jedes Bürofenster kann in das Atrium
hinein geöffnet werden, über die Brücken, Aufzüge und
die Spindeltreppe ge-
langt
man ohne Schleusen oder Glasabtrennungen in diesen Luftraum und immer wieder
werden Öffnungen auf den verschiednen Ebenen angeboten. Damit konn-
ten wir
unserem Ziel näher kommen, eine Piazza ent-
stehen
zu lassen, die als allgemeiner Treffpunkt für Mit-
arbeiter
und Gäste eine einladende Atmosphäre für Information und
Gedankenaustausch bietet. Auf diesem Marktplatz soll mit Information gehandelt
werden. Die gliedernden Erschliessungselemente wie Brücken, Auf-
züge
und Treppen machen das Atrium räumlich erfahr-
bar und
laden ein, auch einmal zu Fuss die Stockwerke zu wechseln. Dabei trifft
man Kollegen, spart Strom und reduziert das Herzinfarktrisiko. Eine feine
Abstimmung von natürlicher und künstlicher Belichtung, gedämpfter
Akustik, ganzjährig angenehmem Klima mit Temperatu-
ren zwischen
18° und 27°C, hellen Materialien, einer filigranen Innenfassade
aus Holz und Glas und gross-
zügiger
Bepflanzung lässt eine wohnliche und belebte Atmosphäre auf der
Piazza entstehen. |
Die Funktionsbereiche
Im Gartengeschoss sind die
Gemeinschaftsfunktionen wie Kasino, Küche, Seminar, und Fitness um
die Pi-
azza herum angeordnet. In
allen anderen Ebenen wer-
den Büro- und Besprechungsflächen
angeboten. Offene Bereiche, die sogenannten Meeting Points, unterteilen
die Büroflächen, stellen die Verbindung zum Atrium her und lassen
informelle Treffpunkte entstehen.Eine zwei-
hüftige Anordnung der
Büros minimiert die Verkehrs-
flächen und lässt
einen inneren und äusseren Ring ent-
stehen, die mit Tageslicht
belichtet werden. Die Nord-
Orientierungen von zwei
Aussenfassaden ist gerade für Computerarbeitsplätze beliebt.
Die Grundrisse sind mit ihren Versorgungsflächen, den Leitungsführungen
und den Erschliessungselementen so aufgebaut, dass je-
des Geschoss in zwei getrennte
Mietbereiche aufge-
teilt werden kann und im
Gebäude bis zu acht ver-
schiedene Mietparteien Platz
finden könnten. Vom kleinen Zellenbüro bis hin zum Grossraumbüro
werden ganz unterschiedliche Raumtypen angeboten. Das Gebäude wurde
dadurch sehr flexibel auf die unter-
schiedlichsten Nutzungsvarianten
vorbereitet.
Be- & Entlüften
Den grössten Platzbedarf
in der Haustechnik nimmt die Be- & Entlüftungsanlage ein. In der
Tiefgarage sitzt die vom Erdreichwärmetauscher versorgte Zuluftzentrale.
Über ein Gangsystem im Untergeschoss wird die Zuluft mittels 4 Schnorcheln
in das Atrium geblasen. Das Atrium selbst übernimmt dabei die Funktion
eines riesi- |
gen
Zuluftkanals, von dem sich jedes Büro seine benö-
tigte Frischluft ansaugt.
Die Verteilung findet entweder direkt über die Innenfassade oder unsichtbar
durch ein-
betonierte Zuluftkanäle
in den Geschossdecken statt. Das Zuluftkanalsystem bleibt vollständig
unsichtbar. Die Zuluft hat ausschliesslich die Aufgabe, hygienische Verhältnisse
herzustellen und wird nicht zusätzlich mit Heiz- oder Kühlfunktion
belastet. Langsam und stetig rieselt die temperierte Frischluft in die
Büros. Weder Zugerscheinungen noch Geräusche sind wahrzuneh-
men. Aus jedem Raum wird
gleichzeitig die verbrauch-
te Luft abgesaugt und über
den Flurzonen nach oben in die Dachzentrale geleitet. Dort wird die Abluft
ausge-
blasen, nachdem ihr ein
Wärmetauscher 80 % ihrer Energie entzogen hat. In jedem Raum können
die Aussenfenster zu jeder Zeit geöffnet werden, ohne dass dadurch
die Lüftungsanlage gestört wird.
Heizen & Kühlen
Ein Bürogebäude
im Passivhaus-Standard hat wenig Beheizungsprobleme, da die inneren Wärmegewinne
von Geräten, Beleuchtung und Personen genügend Abwärme erzeugen.
Diese Wärme wird aber auch im Sommer erzeugt. Selbst bei 100 % Verschattung
wür-
de sich dann das Gebäude
von innen langsam aufhei-
zen. Der technisch anspruchsvollere
Lastfall ist die Überhitzung im Sommer, die mit einer abgestimmten
Kombination von sparsamen Massnahmen effizient geregelt wird.
Das Herzstück der Klimaregelung
ist eine Betonkern-
temperierung. In den Decken
sind ähnlich einer Fuss- |
Heizen & Kühlen
bodenheizung Wasserschlangen
einbetoniert, welche die Betondecken mit ihrer grossen Trägheit
auf der ge-wünschten Temperatur halten. Da alle Untersichten dieser
Decken frei gehalten werden, entsteht eine riesi-
ge Strahlungsfläche,
die im Winter wärmt und im Som-
mer kühlt. Nur mit
dem entscheidenden Unterschied zu bisherigen Kühldecken, dass die
Vorlauftemperatur nur minimal von der Raumtemperatur abweicht. Sie bewegt
sich zwischen 18°C im Sommer und 25°C im Winter. Dieser geringe
Unterschied ist nur möglich, weil es sich um ein sehr sparsames Gebäude
handelt und die benötigten Energiemengen sehr gering sind. Direkte
Nutzniesser sind die Bewohner, denn sie spüren weder Strahlungswärme
noch Strahlungskälte. Die Komfort-
zone von 20° bis 26°C
wird nur in den seltensten Fällen verlassen. Konventionelle Heizkörper
gibt es nicht.
Dieses System wird mit einer
natürlichen Lüftung in der Sommernacht ergänzt. Der Kamineffekt
des hohen Atriums ist ein wirkungsvoller Antrieb für den nächt-
lichen Luftstrom durch das
Atium.
Der Wärmebedarf wird
über einen Fernwärmeanschluss gedeckt und der Kältebedarf
wird durch 40 Erdsonden bedient, die mit je 100 m Tiefe rings um das Gebäude
senkrecht nach unten führen. Mit Hilfe eines Wasser-
kreislaufes wird das Erdreich
als riesiger saisonaler Wärme bzw. Kältespeicher im Jahresrythmus
be- und entladen. |
Das Tageslichtkonzept
Für einen geringen Stromverbrauch
wird bei allen Haus-
technikkomponenten, Beleuchtung,
Flachbildschirmen, Küche und sonstiger elektrischer Ausstattung darauf
geachtet, dass sparsame Geräte eingesetzt werden oder noch besser
ein Strombedarf erst gar nicht entsteht.
Durch ein konsequentes Stromsparkonzept
lässt sich der Strombedarf einer Software-Firma um 50 % redu-
zieren. Das konsequente
Tageslichtkonzept hilft Strom und Wärme sparen und reduziert deutlich
den Anteil an künstlicher Beleuchtung. Noch wichtiger als das Strom
sparen ist das grössere Wohlbefinden von Menschen bei natürlicher
Belichtung. Im Atrium sorgt ein grosses Glasdach für genügend
Tageslicht bis hinunter in die untenliegenden Räume. Auch bei geschlossener
Son-
nenschutzfolie in den Isoliergläsern
kommt noch aus-
reichend Tageslicht in das
Atrium.
Lichtlenkende Sonnenschutzjalousien
aussen vor den Büros können die Fenster auf Höhe der Arbeitsplätze
verschatten und gleichzeitig im Oberlichtbereich das Sonnenlicht gegen
die Decke lenken. Damit lässt sich Beleuchtung einsparen und gleichzeitig
Blendung an den Bildschirmen vermeiden. Die Nutzer können den Sonnen-
und Blendschutz in Ihren Räumen individuell anpassen.
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Die Umweltentlastung
Der Passivhaus-Standard reduziert
den Energie-
verbrauch für Heizen,
Kühlen und Hilfsstrom um 75 %. Das bedeutet gegenüber einem konventionellen
Büro-
gebäude jährlich
eine Einsparung von 175.000 kg CO2. Die jährlichen Verbrauchskosten
für Heizen und Kühlen sind mit ca. 6700 kWh veranschlagt, das
entspricht 16 kWh/Mitarbeiter bzw 1 kWh/m².
Das Flachdach wird mit einer
Fotovoltaik-Folie abge-
dichtet. Die Dachbahnen
sind mit Solarzellen ver-
schweisst und werden wie
eine konventionelle Dach-
folie verlegt. Die nicht
ganz optimale Orientierung der Zellen wird mit der einfachen Montage und
dem Wegfall von schweren Unterkonstruktionen mehr als kompen-
siert. Die Anlage hat eine
Leistung von 15 kW und spart damit jährlich über 6800 kg CO2-Emission
ein.
Die Zertifizierung
Zuschüsse der Stadt
Ulm, des Wirtschaftsministeri-
ums Baden-Württemberg
und der Deutschen Bundes-
stiftung Umwelt fördern
dieses Pilotprojekt. Das Bund-
esministerium für Wirtschaft
und Technologie fördert ein Monitoring Programm, welches die ersten
2 Jahre mit über 200 Messpunkten das Gebäude in seinen Funktionen
genau analysiert. Das Gebäude wird durch das Passivhaus-Institut in
Darmstadt zertifiziert. |
Der zukünftige Baustandard
Da über ein Drittel
der CO2 Emission in der westlichen Welt durch Beheizen und Kühlen
von Gebäuden er-
zeugt wird, ist der Passivhaus-Standard
die zur Zeit effizienteste Lösung, um diesen Wert bei Gebäuden
um bis zu 80 % zu reduzieren. Hätte jedes Gebäude auf der Welt
diese Effizienzklasse, so hätten wir unsere aktuellen Klimaziele bereits
deutlich übererfüllt.
In einem Passivhaus herrscht
das derzeit technisch bestmögliche Klima. Weder Klimatisierung mit
Umluft-
betrieb, noch störende
Geräusche oder Zuglufterschei-
nungen, keine kalten Oberflächen
oder staubaufwirbeln-
de Heizkörper, keine
zu niedrige Luftfeuchtigkeit, kein Kondensat oder gar Schimmelpilz, weder
schlechte Luft mit unhygienischer Konzentration an CO2, Geruchsstoffen
und Schwebeteilchen in der Luft noch zu hohe oder zu niedrige Lufttemperaturen
beeinträch-
tigen den Wohnkomfort im
Passivhaus.
1991 wurde das erste Passivhaus
in Europa gebaut, der Zuwachs ist seitdem jährlich über 100 %.
Bereits heute ist dieser Standard die Voraussetzung für staat-
liche Fördergelder.
Es ist lediglich eine Frage der Zeit, wann er vom europäischen Gesetzgeber
allgemein gefordert werden wird. |
Entwurf & Planung
oehler + arch kom
architekten ingenieure
Stefan Oehler, Barbara Faigle,
Heike Wiest
Mitarbeiter: Imke Gressel,
Amarante Barambio, Doris Bauch |
Das Planungsteam
Projektsteuerung:
Michael Anders, Darmstadt
Haustechnik & Bauphysik:
ebök, Ing. Büro
für Energieberatung, Tübingen
Ausschreibung, Bauleitung:
Freie Planungsgruppe 7,
Architekten, Stuttgart
Vermessung:
Hr. Haubrich, Vermessungsamt,
Stadt Ulm
Gartengestaltung:
Hornstein, Landschaftsarch.
BDLA SRL, Überlingen
Brandschutz: Hosser,
Hass & Partner, Berlin
Großküchentechnik:
Ing.Büro Hussmann,
Poppenricht
Tragwerksplanung:
Ing.Büro Lachenmann,
Vaihingen/Enz
Projektvorbereitung,
Wettbewerb:
Robert Sengotta, Entire
Software AG
wissenschaftlicheUntersuchung:
Steinbeis-Transferzentrum
Energietechnik
Baugrund Untersuchung
Institut Dr. Ing. G. Ulrich,
Günzburg
Elektrotechnik: Ing.
Büro Volz, Ehningen
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