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Einladungswettbewerb | 03/2016

Neubau des Büro- und Dienstleistungsgebäudes der Infosim GmbH & Co.KG

ein 3. Preis

Preisgeld: 2.975 EUR

hjp architekten PGmbB _ Prof. Jürgen Hauck, Herbert Osel

Architektur

HKL Ingenieurgesellschaft mbH

TGA-Fachplanung

TOPOS Stadtplanung Landschaftsplanung Stadtforschung

Landschaftsarchitektur

modellwerk weimar | Architekturmodelle, Modellbau, Frässervice, Laserservice

Modellbau

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Visualisierung

Erläuterungstext

Aus energetischer und ökologischer Sicht wäre den gesetzlichen Anforderungen genüge getan, wenn das Gebäude ausschließlich mit Fernwärme beheizt würde (Primärenergiefaktor 0,19 aus Kraft-Wärme-Kopplung). Aus wirtschaftlicher Sicht wird davon jedoch abgeraten.
Die Einhaltung des KFW-55-Standards erfordert Dämmung und Luftdichtheit des Gebäudes. In Zusammenhang mit dem hohen Ausstattungsniveau an EDV-Anlagen ist zu erwarten, dass die Kälteerzeugung den Energiebedarf dominieren wird. Dementsprechend wird das Energiekonzept für Kühlanwendungen optimiert.
Mittelpunkt der energetischen Konzeption ist ein saisonaler Latentwärmespeicher auf Wasserbasis mit einem Fassungsvermögen von ca. 100 m³. Der Betonspeicher ist von 2 getrennten Rohr-Wärmeübertragern für Wärmeentzug und Wärmeeintrag durchzogen. Als Erzeuger dient eine reversible Kompressionskältemaschine welche wahlweise oder gleichzeitig als Wärmepumpe oder Kälteanlage betrieben werden kann.
Im Winterbetrieb des Gebäudes wird die Anlage wärmegeführt als Wärmepumpe betrieben. Diese nutzt das Latent-Speichervolumen als Wärmequelle, entzieht also Wärme um sie auf höherem Temperaturniveau im Gebäude für Heizanwendungen zur Verfügung zu stellen. Der ständige Wärmeentzug führt über die Dauer der Heizperiode zur Abkühlung und schließlich Vereisung des Speichers. Die Anordnung der Wärmeübertrager ermöglicht diesen Effekt ohne das die Volumenvergrößerung zur Zerstörung des Speichers führt. Der Phasenübergang von Wasser zu Eis beinhaltet den Latentwärmeanteil. Für den gleichen Wärmeentzug ohne Phasenübergang wäre eine Vergrößerung des Speichervolumens um das 8-fache erforderlich. Die Abkühlung des Wasserreservoirs macht den Speicher auch für die Serverraumkühlung nutzbar, ohne das dafür zusätzliche Energieaufwendungen erforderlich werden. Der Prozess der Vereisung wird dadurch verlangsamt, was den Energiebedarf für die Wärmeerzeugung senkt. Als Redundanz oder Spitzenlast steht Fernwärme zur Verfügung.
In der Übergangszeit ist der Speicher durch den Wärmeentzug über die Heizperiode hinweg vereist. Das entstandene Eis kann in dieser Zeit für die passive Kühlung verwendet werden. Bei vereistem Speicher wird für den Betrieb der Wärmepumpe mehr Elektroenergie benötigt als bei einer Temperatur von bspw. 5 °C auf der Quellenseite. Die Steuerung der Wärmeerzeugung wird so programmiert, dass für jede Betriebsstunde die Wärmegestehungskosten der Wärmepumpe berechnet werden. Liegen die Kosten für die erforderliche Elektroenergie über dem Fernwärmepreis wird die Wärmepumpe abgeschaltet und mit Fernwärme geheizt.
Im Sommer wird der bisher saisonale Speicher mittel- und kurzfristig für die Optimierung der Kälteerzeugung genutzt. Bei der konventionellen Kälteerzeugung wird die Wärme des Gebäudes auf höherem Temperaturniveau an die Außenluft abgegeben. Der Energiebedaf der Kältemaschine ist dadurch außentemperaturabhängig. Wird dieser Rückkühlprozess mit dem Speicher gekoppelt, lässt sich tagsüber die Kälteenergie wesentlich günstiger bereitstellen. Nachts kann der Speicher dann auf natürlichem Wege durch freie Kühlung wieder abgekühlt werden. Alternativ bietet sich die Möglichkeit, nachts bei niedrigen Au0entemperaturen den Speicher maschinell zu kühlen und tagsüber zu entladen um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
Auch bei der Nutzenübergabe setzt sich der Synergiegedanke fort. Die Wärme- und Kälteübergabe erfolgt im Gebäude durch Betonkernaktivierung um Speichermassen wirksam werden zu lassen. Lautstärke-beanspruchte Bereiche oder Zonen in welchen schneller reagierende Systeme sinnvoll sind erhalten Kühl- und Heizdeckensegel welche auch zur akustischen Optimierung des Raumes beitragen. Der KFW-55-Standard sowie die Lärmemissionen in der Nähe des Gebäudes erfordern die vollständige Be- und Entlüftung der Büro- und Konferenzbereiche. Die Luft wird jedoch nicht zum heizen und kühlen verwendet sodass die Dimensionierung lediglich nach dem Frischluftanteil erfolgen muss.
Um die EDV-Anlagen einerseits optimal schützen, andererseits effizient kühlen zu können, wird von der klassischen Einrichtung der Serverräume mit Kalt-/Warmgangsystem und Druckboden abgeraten. Empfohlen wird der Einsatz von geschlossenen Racks mit integrierter Umluftkühlung und Kälteanschluss je Schrank. Da nicht das gesamte Raumvolumen sondern gezielt die Platinen und Server gekühlt werden ist diese Methode wesentlich effizienter und platzsparender. Weiterer Vorteil ist der Sicherheitsstandard gegen Einbruch den jeder der Racks zur Verfügung stellt.

Beurteilung durch das Preisgericht

Die Arbeit schlägt einen fünfgeschossigen Baukörper mit Ost-West-Orientierung und einem eingeschossigen Baukörper mit Nord-Süd-Orientierung vor. Beide Baukörper sind im Erdgeschoss nicht verbunden und bilden hierdurch eine Fuge zum Straßenraum aus. Diese Lösung ermöglicht eine Erschließung über den Innenhof und schafft die Möglichkeit der öffentlichen Durchwegung.

Die Arbeit glänzt einerseits durch ihre städtebauliche Idee und wird wegen der räumlichen Trennung andererseits für die geforderte Nutzung als nicht praktikabel angesehen. Die Fassade ist sehr detailliert ausgearbeitet, kann jedoch für eine Büronutzung nicht vorbehaltlos empfohlen werden.

Da die Tiefgarage voll ins Gelände eingestellt wird, muss sie künstlich belüftet werden. Die Funktionsfähigkeit einzelner angebotener Stellplatzflächen wird angezweifelt. Doppelparker schaffen zusätzliche Kosten.

Die erdgeschossige Anordnung der beiden Wohnungen sowie der Besprechungs- und Konferenzräume wird kontrovers diskutiert.

Bei der Arbeit werden Stellplätze auf dem benachbarten Grundstück angeboten, welches nicht zum Wettbewerbsbereich gehört.

Mit zwei Aufzügen und drei Treppen ist das Gebäude übererschlossen. Die Zellenbüros mit unterschiedlichen Raumbreiten stellen eine eingeschränkte Flexibilität dar. Nachteilig werden die nicht übereinanderliegenden WC-Kerne bewertet.

Insgesamt eine Arbeit mit einem qualitätsvollen Ansatz, die aber, insbesondere aus wirtschaftlichen Beweggründen, an der Aufgabenstellung vorbeigeht.
Modell - modellwerk weimar

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