Nichtoffener Wettbewerb | 09/2009
Neubau eines Passiv-Solar-Bürogebäudes
© Benthem Crouwel
3. Preis
bähr ingenieure gmbh | bähr engineering gmbh
Tragwerksplanung
Erläuterungstext
Städtebau und Aussenanlagen
Der Neubau wird an der Südseite des Planungsgebietes, an der Schnittstelle von öffentlichem Bereich und innerbetrieblichem Bereich positioniert und bildet so zusammen mit dem Bestandsgebäude "Bauer-Tower" einen neuen markanten Eingang zum Betriebsgelände.
In der Höhe orientiert sich der Neubau an dem bestehenden Bürogebäude und fügt sich so gut verträglich in den Kontext ein.
Innerhalb des Geländes gibt es eine klare Zonierung der unterschiedlichen Nutzungsbereiche, um Störungen der unterschiedlichen Abläufe zu vermeiden.
Als Hauptgliederungselement und zugleich als Verbindungselement zwischen den verschiedenen Gebäuden und dem Produktionsstandort im Norden wirkt hierbei die zentrale " grüne Zunge". Die zwei weiteren Bausteine werden versetzt ebenfalls entlang dieser Zone aufgereiht.
In der verbindenden Grünzone werden Pausen- und Ausgleichsnutzungen für die Mitarbeiter integriert; Wege sorgen für eine fussläufige Anbindung.
Die übrigen Bereiche sind vorwiegend den funktionalen Betriebsabläufen entsprechend ausgebildet:
Die Mitarbeiterparkplätze im Osten mit direkter Anbindung an den Neubau und zukünftige Erweiterungen, die weitgehend frei gehaltenen Vorbereiche der Lager- und Werkshallen im Westen, Anlieferung von Süden mit Andienungsmöglichkeit aller Hallenbereiche und Durchquerung und Ausfahrt nach Norden.
Des Weiteren werden einzelne Nutzungsfelder entsprechend Ihren Anforderungen auf dem Gelände verteilt angeordnet: z. B. unverschattete Teststände in Freiflächen und überdachte Fahrradstellplätze in Eingangsnähe des Neubaus. Insgesamt wird ein möglichst geringer Anteil versiegelter Flächen angestrebt.
Konzept
Ausgehend von einem möglichst kompakten Baukörper, wird ein rationales, wirtschaftliches Gebäude entwickelt, das einen möglichst hohen Komfort am Arbeitsplatz bei gleichzeitiger Schaffung von qualitätvollen informellen Kommunikations- und Austauschbereichen mit Bezügen zur Umgebung und untereinander bietet.
Ein zentrales Atrium als vertikales Verbindungselement und Eingangsbereich und Terrassen als Gemeinschaftsbereiche mit Aussenbezügen werden aus dem Volumen geschnitten. Hierbei bleibt jedoch nur die obere Terrasse Aussenraum, während Atrium mit angeschlossenem Eingangsbereich und mittlere Terrasse klimatische Pufferzonen bilden. An das zentrale Atrium mit der vertikalen Erschliessung angeschlossen befinden sich sämtliche Kommunikationsräume wie die Besprechungsräume und die informellen Austauschbereiche (Terrassen). Die klimatische Abschirmung entspricht hierbei der akustischen Zonierung des Gebäudes. Ruhige aber visuell offene Büroräume in den Aussenspangen, mit gleichmässigen klimatischen Bedingungen und dem gegenüber belebtere Zonen mit direktem Bezug zu vertikaler Erschliessung und Atrium einerseits und Aussenbezügen andererseits.
Eine Unterteilung in einzelne Einheiten ist durch die zentral gelegene Erschliessung problemlos möglich.
Die relativ geringe Tiefe der Büroräume gewährleistet optimale natürliche Belichtungs- und Belüftungsverhältnisse der Arbeitsbereiche und auch der Flurzonen.
Die zentrale Terrasse im 1. OG, mit einer komplett öffenbaren Aussenfassade, dient im Winter als eine Art Wintergarten und Pufferzone, im Sommer als zusätzlicher überdachter Aussenbereich. Die Terrasse im 2. OG bietet einen Rundumblick über das Gelände mit Blickbeziehungen zur Lahnaue und zu anderen Gebäuden von Wagner&Co wie dem Produktionsstandort im Norden.
Die Haustechnikbereiche sind in der Süd-Ost-Ecke des Hauses angeordnet und in einen repräsentativen, zu Empfangs- und Wartebereich orientierten Bereich und einen rückwärtigen Bereich gegliedert.
Hierüber sind sämtliche Sanitärkerne angeordnet von denen aus die zentrale Verteilung der Gebäudeversorgung erfolgt.
Diese Konzentration der technisch geprägten Räume im Innern spiegelt sich durch den Einsatz von Kollektor-Elementen in der Aussenhülle, vermehrt an der Süd-Ecke, wieder und bildet nach Aussen hin das prägende Bild des Gebäudes.
Die glatte Hülle mit Bändern als Oberlichter und als Fenster bietet ein Experimentierfeld für eigens produzierte und zu erprobende Solarkollektoren und findet Ihre Ergänzung in der analog aber strenger gestalteten neuen Fassade des "Bauer-Towers". Der Anteil der Glasflächen als Fensterflächen variiert dabei entsprechend der Ausrichtung.
Die gesamte Dachfläche kann als Aufstellfläche für Photvoltaik-Elemente genutzt werden.
Leitgedanken
Funktionalität, Umwelt- und Kostenbewusstsein bilden die Leitpunkte für die nachhaltige technische Konzeption eines zukunftsorientierten Gebäudes.
"Der Mensch steht im Mittelpunkt" ist ein Kernsatz, der als Grundlage für die Lösungsvorschläge im Gebäude steht. „Zeig` mir die Zukunft“ könnte den Gegenpol in der Beschreibung der technischen Anlagen darstellen.
Es besteht die Zielsetzung ein Arbeitsumfeld zu schaffen, das höchsten energetischen Anforderungen genügt, in dem sich die Mitarbeiter "wohl fühlen" und dessen zukunftsweisende technische Ausstattung demonstrativ gezeigt wird und die dadurch zu (be-)greifen ist.
Durch das eigentliche Tätigkeitsfeld des Auslobers werden besondere Anforderungen geschaffen. Diese gilt es durch das integrative Zusammenspiel von Architektur, Bauphysik und Gebäudetechnik zu unterstreichen und in der Bandbreite der Anwendungsmöglichkeiten öffentlich darzustellen.
Lüftung
Zur Optimierung des Energiebedarfs sowie zur Einhaltung des hygienischen Mindestluftwechsels wird das Gebäude mit einer mechanischen Lüftungsanlage ausgerüstet. Die Zuluft wird in die Büro- und Besprechungsräume eingebracht und strömt über die Verkehrswege zu den Abluftzonen (WC-, Kopierräume). Das Atrium dient hierbei als kombinierte Überström- und Abluftzone.
Die personenbezogenen Außenluftmengen von rd. 40 m³/hP werden für die Bürobereiche konstant, für die nicht permanent besetzten Besprechungsräume über CO2-Sensoren variabel eingebracht.
Die zentrale, kanalgeführte RLT-Anlage wird mit einer hocheffizienten Wärmerückgewinnung (80%) ausgestattet. Zur Luftvorbehandlung erfolgt die Außenluftansaugung über einen Erdwärmeaustauscher.
In den Etagenabgängen werden kombinierte Nachheiz-/kühlregister installiert, über die die Luft zonenweise im Winter geheizt und im Sommer ein wenig gekühlt werden kann.
Bedingt durch die offene ländliche Lage ist eine freie Nachtauskühlung über zu öffnende Fassadenflächen vorgesehen. Hierbei erfolgt eine Querlüftung durch das Gebäude und ein Abströmen der warmen Luft über die Dachöffnungen im Atrium.
Raumkonditionierung
Durch die kompakte Bauweise der jeweiligen Gebäude ergibt sich ein günstiges A/V-Verhältnis. Ergänzend hierzu generiert sich durch die Ausrichtung des Gebäudes sowie die ausgewogenen Anteile an transparenten und hoch wärmegedämmten opaken Flächen ein geringer Heizwärmebedarf, der den Passivhausanforderungen genügt. In dieses Konzept eingebunden ist ein effizienter Sonnenschutz zur Verbesserung der sommerlichen Komfortbedingungen.
Die Beheizung der Büroflächen erfolgt im Bedarfsfall über die Nachheizregister der Lüftungsanlage. Eine aktive Kühlung ist für diese Flächen mit Ausnahme der freien Nachtauskühlung nur im geringen Umfang über die Luftnachkühlung vorgesehen. Es besteht vom Grundsatz her jedoch die Möglichkeit, bei höheren Komfortansprüchen die Betonkerntemperierung auch in diese Flächen auszudehnen.
Für die Besprechungsräume werden aufgrund der höheren Personendichten sowie der repräsentativen Nutzung die Decken mit einer Betonkernaktivierung versehen. Diese Decken erhalten unterseitig in Teilflächen thermisch aktivierte Akustikabsorber zur Verbesserung der Raumakustik.
Durch den Einsatz von Flächenheizsystemen im Boden (Foyer) und in den Nachheizregistern kann die Beheizung auf einem sehr niedrigen Temperaturniveau erfolgen, was einer Ausdehnung der solaren Deckung zu Gute kommt.
Energieerzeugung
Die Energieerzeugung basiert auf der Kombination von Standard-Techniken, die sinnvoll miteinander kombiniert werden und auf die hauseigene Produktpalette zurückgreifen.
Die Wärmeversorgung erfolgt durch die Kombination einer hocheffizienten Flachkollektoranlage von ca. 80 – 100 m² auf der Südfassade mit einem Pelletheizkessel. Beide speisen in einen ca. 30 m³ großen Pufferspeicher, welcher die Niedertemperatur-Heizkreise (45°/25°C) oder die zur zusätzlichen „solaren Kühlung“ installierte Absorptionskältemaschine versorgt.
Die Rückkühlung der Absorptionskältemaschine erfolgt geothermisch über eine auf dem Grundstück bestehende Brunnenanlage. Hierbei wird das gezapfte Brunnenwasser hydraulisch vom Hauswassernetz mittels Plattenwärmeaustauscher getrennt und über einen Anschluss an den nahe gelegenen Regenwasservorfluter oberflächennah abgeleitet.
Im Kühlfall an warmen Tagen wird das Haus-Kühlwassernetz zunächst durch die Betonkerntemperierung geleitet und dort vorgewärmt. Im zweiten Schritt erfolgt die Rückkühlung der Absorptionskältemaschine. Das hierbei erzeugte Kaltwasser dient der Kühlung der dezentralen Nachkühlregister der Lüftungsanlage.
Um den erforderlichen Anteil an elektrischer Antriebsenergie zumindest in wesentlichen Teilen kompensieren zu können werden Photovoltaikflächen von ca. 50 m² (ca. 6,5 kWp) auf dem Dach installiert, die den so erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen.
Alle erforderlichen Pumpen werden als Hocheffizienzpumpen mit Dauermagneterregung ausgeführt.
Die gesamte Energieerzeugungsanlage wird in einem Ausstellungsraum installiert. Neben der üblichen Anlagenregelung besteht durch die Gebäudeleittechnik sowie durch animierte Schautafeln die Möglichkeit, die Anlagenfunktionen Besuchern zu erklären. Darüber hinaus können durch ein Monitoring weitere Kenntnisse über das Anlagenzusammenspiel gewonnen werden.
Tageslichtnutzung / Kunstlichteinsatz
Die transparenten Flächen werden primär zentral durch hochwirksame und zur Tageslichtlenkung geeignete Sonnenschutzanlagen verschattet und können nutzerorientiert variabel nachgesteuert werden.
Die Lichtlenkelemente erreichen eine Deckenaufhellung und führen in der Folge zur Reduzierung der künstlichen Beleuchtungsintensitäten, da die Leuchtenleistung durch den Einsatz von Präsenzmeldern und Helligkeitssensoren variiert werden kann.
Der Neubau wird an der Südseite des Planungsgebietes, an der Schnittstelle von öffentlichem Bereich und innerbetrieblichem Bereich positioniert und bildet so zusammen mit dem Bestandsgebäude "Bauer-Tower" einen neuen markanten Eingang zum Betriebsgelände.
In der Höhe orientiert sich der Neubau an dem bestehenden Bürogebäude und fügt sich so gut verträglich in den Kontext ein.
Innerhalb des Geländes gibt es eine klare Zonierung der unterschiedlichen Nutzungsbereiche, um Störungen der unterschiedlichen Abläufe zu vermeiden.
Als Hauptgliederungselement und zugleich als Verbindungselement zwischen den verschiedenen Gebäuden und dem Produktionsstandort im Norden wirkt hierbei die zentrale " grüne Zunge". Die zwei weiteren Bausteine werden versetzt ebenfalls entlang dieser Zone aufgereiht.
In der verbindenden Grünzone werden Pausen- und Ausgleichsnutzungen für die Mitarbeiter integriert; Wege sorgen für eine fussläufige Anbindung.
Die übrigen Bereiche sind vorwiegend den funktionalen Betriebsabläufen entsprechend ausgebildet:
Die Mitarbeiterparkplätze im Osten mit direkter Anbindung an den Neubau und zukünftige Erweiterungen, die weitgehend frei gehaltenen Vorbereiche der Lager- und Werkshallen im Westen, Anlieferung von Süden mit Andienungsmöglichkeit aller Hallenbereiche und Durchquerung und Ausfahrt nach Norden.
Des Weiteren werden einzelne Nutzungsfelder entsprechend Ihren Anforderungen auf dem Gelände verteilt angeordnet: z. B. unverschattete Teststände in Freiflächen und überdachte Fahrradstellplätze in Eingangsnähe des Neubaus. Insgesamt wird ein möglichst geringer Anteil versiegelter Flächen angestrebt.
Konzept
Ausgehend von einem möglichst kompakten Baukörper, wird ein rationales, wirtschaftliches Gebäude entwickelt, das einen möglichst hohen Komfort am Arbeitsplatz bei gleichzeitiger Schaffung von qualitätvollen informellen Kommunikations- und Austauschbereichen mit Bezügen zur Umgebung und untereinander bietet.
Ein zentrales Atrium als vertikales Verbindungselement und Eingangsbereich und Terrassen als Gemeinschaftsbereiche mit Aussenbezügen werden aus dem Volumen geschnitten. Hierbei bleibt jedoch nur die obere Terrasse Aussenraum, während Atrium mit angeschlossenem Eingangsbereich und mittlere Terrasse klimatische Pufferzonen bilden. An das zentrale Atrium mit der vertikalen Erschliessung angeschlossen befinden sich sämtliche Kommunikationsräume wie die Besprechungsräume und die informellen Austauschbereiche (Terrassen). Die klimatische Abschirmung entspricht hierbei der akustischen Zonierung des Gebäudes. Ruhige aber visuell offene Büroräume in den Aussenspangen, mit gleichmässigen klimatischen Bedingungen und dem gegenüber belebtere Zonen mit direktem Bezug zu vertikaler Erschliessung und Atrium einerseits und Aussenbezügen andererseits.
Eine Unterteilung in einzelne Einheiten ist durch die zentral gelegene Erschliessung problemlos möglich.
Die relativ geringe Tiefe der Büroräume gewährleistet optimale natürliche Belichtungs- und Belüftungsverhältnisse der Arbeitsbereiche und auch der Flurzonen.
Die zentrale Terrasse im 1. OG, mit einer komplett öffenbaren Aussenfassade, dient im Winter als eine Art Wintergarten und Pufferzone, im Sommer als zusätzlicher überdachter Aussenbereich. Die Terrasse im 2. OG bietet einen Rundumblick über das Gelände mit Blickbeziehungen zur Lahnaue und zu anderen Gebäuden von Wagner&Co wie dem Produktionsstandort im Norden.
Die Haustechnikbereiche sind in der Süd-Ost-Ecke des Hauses angeordnet und in einen repräsentativen, zu Empfangs- und Wartebereich orientierten Bereich und einen rückwärtigen Bereich gegliedert.
Hierüber sind sämtliche Sanitärkerne angeordnet von denen aus die zentrale Verteilung der Gebäudeversorgung erfolgt.
Diese Konzentration der technisch geprägten Räume im Innern spiegelt sich durch den Einsatz von Kollektor-Elementen in der Aussenhülle, vermehrt an der Süd-Ecke, wieder und bildet nach Aussen hin das prägende Bild des Gebäudes.
Die glatte Hülle mit Bändern als Oberlichter und als Fenster bietet ein Experimentierfeld für eigens produzierte und zu erprobende Solarkollektoren und findet Ihre Ergänzung in der analog aber strenger gestalteten neuen Fassade des "Bauer-Towers". Der Anteil der Glasflächen als Fensterflächen variiert dabei entsprechend der Ausrichtung.
Die gesamte Dachfläche kann als Aufstellfläche für Photvoltaik-Elemente genutzt werden.
Leitgedanken
Funktionalität, Umwelt- und Kostenbewusstsein bilden die Leitpunkte für die nachhaltige technische Konzeption eines zukunftsorientierten Gebäudes.
"Der Mensch steht im Mittelpunkt" ist ein Kernsatz, der als Grundlage für die Lösungsvorschläge im Gebäude steht. „Zeig` mir die Zukunft“ könnte den Gegenpol in der Beschreibung der technischen Anlagen darstellen.
Es besteht die Zielsetzung ein Arbeitsumfeld zu schaffen, das höchsten energetischen Anforderungen genügt, in dem sich die Mitarbeiter "wohl fühlen" und dessen zukunftsweisende technische Ausstattung demonstrativ gezeigt wird und die dadurch zu (be-)greifen ist.
Durch das eigentliche Tätigkeitsfeld des Auslobers werden besondere Anforderungen geschaffen. Diese gilt es durch das integrative Zusammenspiel von Architektur, Bauphysik und Gebäudetechnik zu unterstreichen und in der Bandbreite der Anwendungsmöglichkeiten öffentlich darzustellen.
Lüftung
Zur Optimierung des Energiebedarfs sowie zur Einhaltung des hygienischen Mindestluftwechsels wird das Gebäude mit einer mechanischen Lüftungsanlage ausgerüstet. Die Zuluft wird in die Büro- und Besprechungsräume eingebracht und strömt über die Verkehrswege zu den Abluftzonen (WC-, Kopierräume). Das Atrium dient hierbei als kombinierte Überström- und Abluftzone.
Die personenbezogenen Außenluftmengen von rd. 40 m³/hP werden für die Bürobereiche konstant, für die nicht permanent besetzten Besprechungsräume über CO2-Sensoren variabel eingebracht.
Die zentrale, kanalgeführte RLT-Anlage wird mit einer hocheffizienten Wärmerückgewinnung (80%) ausgestattet. Zur Luftvorbehandlung erfolgt die Außenluftansaugung über einen Erdwärmeaustauscher.
In den Etagenabgängen werden kombinierte Nachheiz-/kühlregister installiert, über die die Luft zonenweise im Winter geheizt und im Sommer ein wenig gekühlt werden kann.
Bedingt durch die offene ländliche Lage ist eine freie Nachtauskühlung über zu öffnende Fassadenflächen vorgesehen. Hierbei erfolgt eine Querlüftung durch das Gebäude und ein Abströmen der warmen Luft über die Dachöffnungen im Atrium.
Raumkonditionierung
Durch die kompakte Bauweise der jeweiligen Gebäude ergibt sich ein günstiges A/V-Verhältnis. Ergänzend hierzu generiert sich durch die Ausrichtung des Gebäudes sowie die ausgewogenen Anteile an transparenten und hoch wärmegedämmten opaken Flächen ein geringer Heizwärmebedarf, der den Passivhausanforderungen genügt. In dieses Konzept eingebunden ist ein effizienter Sonnenschutz zur Verbesserung der sommerlichen Komfortbedingungen.
Die Beheizung der Büroflächen erfolgt im Bedarfsfall über die Nachheizregister der Lüftungsanlage. Eine aktive Kühlung ist für diese Flächen mit Ausnahme der freien Nachtauskühlung nur im geringen Umfang über die Luftnachkühlung vorgesehen. Es besteht vom Grundsatz her jedoch die Möglichkeit, bei höheren Komfortansprüchen die Betonkerntemperierung auch in diese Flächen auszudehnen.
Für die Besprechungsräume werden aufgrund der höheren Personendichten sowie der repräsentativen Nutzung die Decken mit einer Betonkernaktivierung versehen. Diese Decken erhalten unterseitig in Teilflächen thermisch aktivierte Akustikabsorber zur Verbesserung der Raumakustik.
Durch den Einsatz von Flächenheizsystemen im Boden (Foyer) und in den Nachheizregistern kann die Beheizung auf einem sehr niedrigen Temperaturniveau erfolgen, was einer Ausdehnung der solaren Deckung zu Gute kommt.
Energieerzeugung
Die Energieerzeugung basiert auf der Kombination von Standard-Techniken, die sinnvoll miteinander kombiniert werden und auf die hauseigene Produktpalette zurückgreifen.
Die Wärmeversorgung erfolgt durch die Kombination einer hocheffizienten Flachkollektoranlage von ca. 80 – 100 m² auf der Südfassade mit einem Pelletheizkessel. Beide speisen in einen ca. 30 m³ großen Pufferspeicher, welcher die Niedertemperatur-Heizkreise (45°/25°C) oder die zur zusätzlichen „solaren Kühlung“ installierte Absorptionskältemaschine versorgt.
Die Rückkühlung der Absorptionskältemaschine erfolgt geothermisch über eine auf dem Grundstück bestehende Brunnenanlage. Hierbei wird das gezapfte Brunnenwasser hydraulisch vom Hauswassernetz mittels Plattenwärmeaustauscher getrennt und über einen Anschluss an den nahe gelegenen Regenwasservorfluter oberflächennah abgeleitet.
Im Kühlfall an warmen Tagen wird das Haus-Kühlwassernetz zunächst durch die Betonkerntemperierung geleitet und dort vorgewärmt. Im zweiten Schritt erfolgt die Rückkühlung der Absorptionskältemaschine. Das hierbei erzeugte Kaltwasser dient der Kühlung der dezentralen Nachkühlregister der Lüftungsanlage.
Um den erforderlichen Anteil an elektrischer Antriebsenergie zumindest in wesentlichen Teilen kompensieren zu können werden Photovoltaikflächen von ca. 50 m² (ca. 6,5 kWp) auf dem Dach installiert, die den so erzeugten Strom in das öffentliche Stromnetz einspeisen.
Alle erforderlichen Pumpen werden als Hocheffizienzpumpen mit Dauermagneterregung ausgeführt.
Die gesamte Energieerzeugungsanlage wird in einem Ausstellungsraum installiert. Neben der üblichen Anlagenregelung besteht durch die Gebäudeleittechnik sowie durch animierte Schautafeln die Möglichkeit, die Anlagenfunktionen Besuchern zu erklären. Darüber hinaus können durch ein Monitoring weitere Kenntnisse über das Anlagenzusammenspiel gewonnen werden.
Tageslichtnutzung / Kunstlichteinsatz
Die transparenten Flächen werden primär zentral durch hochwirksame und zur Tageslichtlenkung geeignete Sonnenschutzanlagen verschattet und können nutzerorientiert variabel nachgesteuert werden.
Die Lichtlenkelemente erreichen eine Deckenaufhellung und führen in der Folge zur Reduzierung der künstlichen Beleuchtungsintensitäten, da die Leuchtenleistung durch den Einsatz von Präsenzmeldern und Helligkeitssensoren variiert werden kann.
© Benthem Crouwel
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