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Nichtoffener Wettbewerb | 06/2012

Neubau für das Department für Chemie und die Didaktiken der Naturwissenschaften der Universität zu Köln

ein 3. Preis

Nickl & Partner

Architektur

HinnenthalSchaar Landschaftsarchitekten GmbH

Landschaftsarchitektur

INOVIS Ingenieure GmbH

TGA-Fachplanung

Transsolar Energietechnik GmbH

Bauphysik

Dr. Heinekamp Labor- und Institutsplanung

sonstige Fachplanung

Erläuterungstext

Energetisches Konzept

Pufferräume
In beiden Bauabschnitten des Gebäudes sind Atrien vorgesehen. Dadurch kann im Winter ein Klimapuffer geschaffen werden, der die Wärmeverluste des Gebäudes weiter reduziert. Die an die Atrien angrenzenden Nutzflächen, im Wesentlichen Bürobereiche, werden mit Zuluft konditionierter Zuluft versorgt. Die Luft strömt über die Fenster in das angrenzende Atrium über und wird zentral in Dachnähe abgesaugt und der Wärmerückgewinnung zugeführt.
Im Sommer wird die Dachfläche großflächig geöffnet, um einer Überhitzung vorzubeugen. Die Öffnungsflächen sind dabei seitlich und in der Dachfläche angeordnet um eine wirkungsvolle Durchlüftung oberhalb des Sonnenschutzes zu gewährleisten.
Die regelbaren Klappen werden so ausgerichtet, dass sie durch die Ausrichtung an den Hauptwindrichtungen die Durchlüftung zusätzlich unterstützen.

Auch die Eingangshalle an der Verbindung zwischen den beiden Bauabschnitten wird weitgehend über regelbare Lüftungsöffnungen in den Fassaden natürlich belüftet. Die Anordnung der Lüftungsflügel wird auf die Anordnung der Nutzflächen abgestimmt, um Zugerscheinungen zu vermeiden.
Der Sonnenschutz (Dach und Fassade) wird gut hinterlüftet um im Sommer der Wärme effektiv abzutragen. Bei niedrigen Temperaturen im Winter , die eine natürliche Belüftung nicht mehr zulassen, werden in der Eingangshalle angeordnete Nutzbereiche separat mit aufberiteter zuluft versorgt und die zugeführte Luftmenge zentral abgesaugt.

Freie Lüftung
An der Fassade oder den Atrien liegende Raumbereiche sind über öffenbare Fenster natürlich belüftbar. Im Sommer und in der Übergangszeit werden diese Bereiche ausschließlich natürlich belüftet.

Mechanische Lüftung
Die Zentralen für die raumlufttechnischen Anlagen werden im Untergeschoss und auf dem Dach angeordnet. Für die beiden Bauabschnitte gibt es für die Lüftung jeweils unabhängige Zentralen in den jeweiligen Bauabschnitten.
Die Lüftungszentralen im Untergeschoss versorgen die zu belüftetenden Bereiche im UG und EG. Die Zentralen auf dem Dach die übrigen Obergeschosse.
Die zu belüftenden Räume werden bezogen auf die verschiedenen Nutzungen und unterschiedlichen Nutzungszeiten (Forschung/Ausbildung/Infrastruktur) strukturiert und zusammen gefasst, um so die Betrieb optimieren zu können und unnötigen Teillastbetrieb zu vermeiden.

Die Bürozonen der Laborbereiche und die übrigen Bürobereiche werden im Winter über eigene Lüftungsanlagen unabhängig von der Laborlüftung versorgt, um eine hoch-effektive Wärmerückgewinnung z.B. über Rotationswärmetauscher zu ermöglichen. Im Sommer werden die Bereiche natürlich belüftet. Die Erschließung der Bürobereiche erfolgt über zentrale Schächte und eine Verteilung in der Flurbereichen.
Die Labore werden über dezentrale, den Laboren zugeordnete Schächte ver- und entsorgt. Die Schächte sind so dimensioniert, dass flexibel auf Nutzungsänderungen reagiert werden kann.
Die Aussenluftansaugung der Lüftungszentralen im Untergeschoss erfolgt über einen Erdkanal, mit dem die Aussenluft vortemperiert werden kann. Die Fortluft wird über dach ausgeblasen.

Heizung und Kühlung
Die Beheizung des Gebäudes erfolgt aus dem Fernwärmenetz. Die maximale geforderte Rücklauftemperatur des Fernwärmenetzes beträgt in diesem Netzbereich 65°C. Die Wärmeversorgung erfolgt daher aus dem Rücklauf des Fernwärmenetzes. Dadurch kann die Ausnutzung des Fernwärmenetzes weiter verbessert werden, indem das Rücklauftemperaturniveau abgesenkt wird. Die Wärmeverbraucher (statische Heizung, Raumlufttechnik, Warmwasser) werden auf die sich daraus ergebenden Systemtemperaturen ausgelegt. Wo sinnvoll möglich (Eingang, Cafe, Flure, …) werden Flächenheizsysteme auf Niedertemperaturniveau vorgesehen.
Die Abwärme aus der zentralen Druckluftversorgung wird mit in das Heizsystem eingebunden. Der Abwärmeanteil in der Luft, wird die Abluft einer oder mehrerer Lüftungsanlagen eingebunden und so über die Wärmerückgewninnung nutzbar gemacht.
Der Kältebedarf der Raumlufttechnischen Anlagen (Aufbereitung der Frischluft, Klimatisierung nur wo aufgrund von hohen Lasten gefordert) wird weitgehend über adiabate Kühlung der Fortluft mit Kälterückgewinnung gedeckt. Eventuell verbleibender Kältebedarf, insbesondere für hochbelastete Räume wird über adiabate Kaltwassersätze erzeugt, und über ein Kaltwassernetz den Verbrauchern zur Verfügung gestellt.
Der Kühlwasserbedarf der Labore wird über Wasser aus Grundwasserbrunnen gedeckt.