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Nachhaltige Architektur & Energieeffizientes Bauen - kab Architekten

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<strong>Nachhaltige</strong> <strong>Architektur</strong> & <strong>Energieeffizientes</strong> <strong>Bauen</strong>


Teil 1 <strong>kab</strong><br />

Kurz und knapp<br />

Werte schaffen<br />

Bearbeitungsschwerpunkte<br />

Projektstandorte<br />

Teil 2 Energieeffiziente Sanierung<br />

Ziele<br />

Rechtslage<br />

Einige Zahlen zum Nachdenken<br />

Städtebau<br />

Energetische Beurteilung der vorhandenen Gebäudesubstanz<br />

Finanzierung<br />

Fahrplan


Kurz und knapp<br />

Gegründet: 1959<br />

Team: 25 Mitarbeiter sowie ein Netzwerk von<br />

Kooperationspartnern mit weiteren 40 Mitarbeitern<br />

Betreutes Bauvolumen 2008: 70.000.000 €<br />

Verteilung: 75% Neubau und 25% Sanierung<br />

Generalplanungsleistungen<br />

Visionsplanung<br />

<strong>Nachhaltige</strong> <strong>Architektur</strong><br />

Repräsentanzen in Fellbach, München und Shanghai,<br />

China


Fakten<br />

60 % der erforderlichen Primärenergie in der EU müssen<br />

importiert werden<br />

Mehr als die Hälfte der gesamten Endenergie wird für die<br />

Wärmeversorgung verbraucht<br />

60% des Mülls ist Bauschutt<br />

75% der Bausubstanz ist im energetischen Sinne<br />

sanierungsbedürftig<br />

21% der Treibhausgase stammen weltweit vom<br />

Energieverbrauch von Gebäuden<br />

Scheitelpunkt der Ölförderung (höchster Punkt der<br />

Ölförderung vor dem Zurückgang) ist zw. 2010 & 2030<br />

erreicht.


Fakten


Fakten<br />

Der Begriff „intelligente“ Gebäude verweist heute auf Gebäude mit<br />

komplexen, optimalen Techniken in unterschiedlichen Disziplinen


Einige Zahlen zum Nachdenken<br />

Fakten- jährliche Ausgaben und Preise für Energie


Einige Zahlen zum Nachdenken<br />

Fakten- jährliche Ausgaben und Preise für Energie


Ziele<br />

Maßnahmen: Definition, Anforderung und Leistung:<br />

Absicherung gegen stark steigende Energiepreise<br />

Wertsteigerung des Gebäudes<br />

Steigerung der Behaglichkeit<br />

Ressourcenschonung<br />

Imagegewinn<br />

CO 2 - Reduktion<br />

CO 2 - Neutralität<br />

Ev. rechtliche Forderungen<br />

Unabhängigkeit von Energieimporten


Ziele und Maßnahmen<br />

Maßnahmen von <strong>kab</strong>- Schritte zur Energieffizienz<br />

Entwurfsplanung, moderne Gebäudeplanung und<br />

Gebäudetechnik<br />

Neubau, Sanierung und energetische Beurteilung von<br />

Bausubstanz<br />

Wirkungen optimieren und kontrollieren-<br />

für Energieeffizienz, Qualität und Langlebigkeit<br />

d.h. Komfort, Motivation, Kommunikation und Wohlbefinden<br />

und eine nachhaltige <strong>Architektur</strong>


Ziele und Maßnahmen<br />

Was uns wichtig ist – Werte Schaffen<br />

Rationalität<br />

Optimierung von Energien<br />

Qualität-<br />

Wertsteigerung<br />

Flexibel:<br />

Imagegewinn und<br />

Wandel<br />

Verbindlichkeit:<br />

abgesichert geg. steigende<br />

Energie- Preise<br />

Planungszyklus<br />

Bauherr-<br />

Nutzer-<br />

<strong>Architektur</strong><br />

Planung,<br />

Ausführung<br />

Betrieb<br />

Motivation:<br />

Visionsplanung/<br />

Analyse<br />

Engagement:<br />

<strong>Nachhaltige</strong><br />

Ausführung<br />

Verpflichtung:<br />

Realisierung-<br />

Dokumentation<br />

Modernität und Nutzung


Ziele und Maßnahmen<br />

Was uns wichtig ist – Werte Schaffen<br />

Rationalität<br />

Optimierung von Energien<br />

Qualität-<br />

Wertsteigerung<br />

Flexibel:<br />

Imagegewinn und<br />

Wandel<br />

Verbindlichkeit:<br />

abgesichert geg. steigende<br />

Energie- Preise<br />

Planungszyklus<br />

Motivation:<br />

Visionsplanung/<br />

Analyse<br />

Engagement:<br />

<strong>Nachhaltige</strong><br />

Ausführung<br />

Verpflichtung:<br />

Realisierung-<br />

Dokumentation<br />

Modernität und Nutzung


Ziele und Maßnahmen<br />

Konzepte und Planungen auf den gesamten Lebenszyklus eines<br />

Gebäudes entwickeln:<br />

Rückbau/<br />

Umnutzung<br />

Recycling/<br />

Entsorgung<br />

Drittverwendungsmöglichkeit<br />

Bauherr/<br />

Investor/<br />

Nutzer<br />

Technologie<br />

Ökologie-<br />

fortlaufende Betriebsoptimierung<br />

Langfristige<br />

bedarfsorientierte<br />

Planung<br />

Erstellung<br />

Externe<br />

Bauabteilungen<br />

Inbetriebsetzung


Maßnahmen und Praxis<br />

<strong>Nachhaltige</strong>s <strong>Architektur</strong>konzept<br />

Optimierung der Lage (Gebäude und Städtebau)<br />

Optimierung der Wärmedämmung<br />

State of the art der technischen Anlagen<br />

Ordnung der Gebäudefunktionen- nicht benötigte Flächen zu<br />

beheizen ist sinnlos<br />

Optimale Nutzung des Tageslichts<br />

Vermeidung von Wärmebrücken<br />

Aufzeigen von Einspar- und Optimierungsszenarien<br />

Erarbeitung einer Maßnahmenstrategie<br />

Präsentation der Möglichkeiten und Chancen für das Gebäude


Maßnahmen und Praxis<br />

Einsatzbeispiele erneuerbarer Energien<br />

Energiemanagement und Gebäudemanagement<br />

Photovoltaik<br />

Solarthermie<br />

Geothermie<br />

Passive Solarenergienutzung<br />

Gebäudehülle<br />

Belichtung und Belüftung<br />

Sommerlicher Wärmeschutz<br />

Ganzheitliche Konzepte und Unterschreitung der EnEV


Praxis- <strong>kab</strong> Forschung und Preis<br />

Ideenwettbewerb „Photovoltaik in Gebäuden“<br />

Ideenwettbewerb, um <strong>Architekten</strong> mit Fachplanern anzuregen,<br />

sich dieser technischen und gestalterischen anspruchsvollen<br />

Aufgabe zu stellen.<br />

Förderung: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft,<br />

Forschung und Technologie im Rahmen eines Förderprojektes<br />

des Frauenhofer- Institutes für solare Energiesysteme in<br />

Freiburg.<br />

Durchführung: Institut für Industrialisierung des <strong>Bauen</strong>s in<br />

Hannover


Praxis- <strong>kab</strong> Forschung und Preis<br />

Ideenwettbewerb und Forschungspreis „Wohnhaus in Aalen“<br />

Wettbewerbs- Ziel :<br />

Demonstration einer ganzheitlicher Integration von<br />

Photovoltaikanlagen zur solaren Stromerzeugung an<br />

einem für die Realisierung vorgesehenen oder bereits im<br />

Bau befindlichen Bauwerk.<br />

Ganzheitliches Energiekonzept


Sommer<br />

Praxis- <strong>kab</strong> Forschung und Preis<br />

Photovoltaik- Preis Wohnhaus in Aalen<br />

Photovoltaik- betriebenes Lüftungssystem zur Kühlung und<br />

Heizung<br />

Verschattung und Sonnenschutz durch bewegliche Sonnendächer<br />

Terrassenförmige Staffelung des Gebäudes, um<br />

Eigenverschattung zu verhindern<br />

Verstellbare PV-Paneele dienen dem Sonnen- und Regenschutz<br />

über den Terrassen


Sommer<br />

Praxis- <strong>kab</strong> Forschung und Preis<br />

Photovoltaik- Preis Wohnhaus in Aalen<br />

Begrünte Dächer und Terrassendämmung, Verringerung der<br />

Oberflächenversieglung,…<br />

Nutzung von passiver Solarenergie, durch vollverglaste<br />

Dachterrassen im Süden<br />

Ökologische Baustoffe<br />

Optimale Ausrichtung der PV-anlagen nach Jahresmittelwert


Praxis- <strong>kab</strong> Forschung und Preis<br />

GreenBuilding<br />

Motivation + Rationale Ökologie<br />

Vereinigung von Nachhaltigkeit, effizienten Technologien,<br />

Wirtschaftlichkeit und Öffentlichkeit<br />

Unterstützer- Status und Partnerstatus GreenBuilding, d.h.<br />

freiwillige Vereinbarung zum Gebäudebau nach<br />

GreenBuilding- Anforderungen:<br />

Das EU- Kommissions- Programm, das Ziele und Zeichen setzt<br />

•Initiative für eine nachhaltige <strong>Architektur</strong> Nichtwohngebäude


Praxis: <strong>kab</strong> energieeffizienter Neubau<br />

Hoffmann + Krippner- ökologische Klimaanlage<br />

Ziel: Belüftung mit Sogwirkung, Pflanzen als Kühlaggregate,<br />

Innovatives Material gegen den Treibhauseffekt<br />

Die größte kühlende Wirkung verdankt das Gebäude<br />

einer durchdachten Luftzirkulation.<br />

Die Luft strömt durch Lamellen an der Unterseite des Gebäudes<br />

ein und steigt durch die Erwärmung wie im Kamin nach oben.<br />

Während sie an den Scheiben entlang streicht, zieht sie neu<br />

entstehende Wärme ab.<br />

Schließlich entweicht die aufgeheizte Luft über<br />

Entlüftungsöffnungen an der Oberseite des Gebäudes.


Praxis: System energieeffizienter Maßnahmen<br />

Wohn- und Geschäftsbebauung Sanierungsgebiet & Neubau<br />

In Fellbach Einsatz u. A. von Photovoltaik<br />

z.B. hier Photovoltaik und Regenwassernutzung, ökologische<br />

Materialien überdurchschnittliche Dämmungen, und<br />

umweltfreundliche Heizung<br />

hier ca. 180 qm Fläche, ca. 20.000 kWh/Jahr Stromertrag<br />

(= 10.000,- €), ca. 20 to/Jahr CO2-Einsparung !


Praxis: System energieeffizienter Maßnahmen<br />

Pflegeheim in Backnang: Einsatz von Geothermie<br />

Durch die Möglichkeit der Sommerlichen Kühlung ergibt sich ein<br />

verkaufsfördernder Effekt


Praxis: System energieeffizienter Maßnahmen<br />

Seniorenwohnen in Hüttlingen: Einsatz von Photovoltaika<br />

Photovoltaik auf dem Dach zur Stromgewinnung


Praxis: System energieeffizienter Maßnahmen<br />

Nichtwohngebäude: Dachaufsicht Anbau eines Greenbuilding


Praxis: Planungsspiel energieeffizienter Maßnahmen<br />

Nichtwohngebäude: Perspektive Anbau mit Einblick in die Atrien


Praxis: Planungsspiel energieeffizienter Maßnahmen<br />

Nichtwohngebäude Grundriss moderne Gebäudeplanung<br />

Grauwasser<br />

Tageslichtlenker<br />

Gebäudesteuerung<br />

Aufenthalt<br />

Bepflanzung<br />

Regenwasser<br />

-becken<br />

Atrium<br />

Sonnenenergie<br />

Sonderzonen<br />

Atrium<br />

Geothermie<br />

Beleuchtung<br />

Fassaden<br />

Gebäudeausrichtung


Gebäudeausrichtung und Gebäudemanagement<br />

Ausrichtung der Bebauungsstruktur und Gebäudeformen<br />

Optimierung der solaren Energieströme:<br />

geöffnete Bauformen, die eine natürliche<br />

Belichtung und Belüftung zulassen.<br />

Nichtwohnflächen, wie Büroarbeitsflächen,<br />

können jedoch solare Gewinne<br />

(Bildschirmarbeit ) nicht nutzen. Büros sind<br />

vor Sonneneinstrahlung zu schützen.<br />

Grundsätzlich ergeben die Analyse<br />

der Gebäudeformen , Ausrichtung ,<br />

Energiebewußtsein und die Optimierung<br />

der Flächen logische Grundrisskonzepte:<br />

Beispiel: der Wärmeverlust sinkt proportional zur<br />

Reduktion der Oberfläche.


Gebäudemanagement<br />

MSR- Technik- fortgeschrittene, intelligente Systeme zur Steuerung<br />

der Energie<br />

Einfache, intelligente und selbstoptimierende Gebäudesysteme zur Regulierung<br />

des Energiehaushaltes, z.B. für Solartechnik, Wasser, Wärme, zur Kostensenkung<br />

in Verbindung mit Verbesserungen des Energieertrages.<br />

Wesentlicher Bestandteil:<br />

Qualitätssicherung,<br />

Regelung und Steuerung von<br />

GreenBuildings.


Komfort und Behaglichkeit<br />

Kommunikationszonen und Sonderräume<br />

Z.B. mit Bewegungsräumen, Ruheräumen und Sonderzonen.<br />

Diese fördern Ruhe, Motivation, Kommunikation, Kooperation & Gesundheit.<br />

Die <strong>Architektur</strong> als Liegestuhl.<br />

Wohlbefinden<br />

steigern: Besucher - und<br />

Mitarbeiterbereiche:<br />

Räume für<br />

Individualität<br />

und Pluralität.


Licht und Luft<br />

Belüftung, Beleuchtung und Belichtung- innen und außen<br />

Bewegliche und computergesteuerte<br />

Prismen lenken und<br />

steuern das Tageslicht in den Raum.<br />

Lichtdom als Möglichkeit für<br />

indirekte Beleuchtung bei<br />

Büroarbeitsplätzen.<br />

Fensterflügel:<br />

Elemente der<br />

individuellen<br />

Beleuchtung und<br />

Belichtung.<br />

Studienergebnis: Relativer Luftdurchsatz<br />

in<br />

Abhängigkeit vom<br />

Fenstertyp.<br />

Mind. 75% der<br />

Bürogeschossfläche<br />

müssen mit 2%<br />

Tageslichtanteil<br />

versorgt sein.


Licht<br />

Tageslichtfänger- von außen nach innen<br />

Möglichkeiten der Tageslichtlenkung:<br />

Konstruktionen , die das Tageslicht in den Raum lenken.<br />

Totalreflexion des Sonnenlichtes:<br />

Lichtwand und Lichtmobile:<br />

hochglanzverspiegelte<br />

vertikale Lamellen lenken das<br />

Tageslicht im Atrium computergesteuert<br />

dynamisch im Raum.<br />

Lichtsäule eines Atriums:<br />

2- schalige Röhre zur Ausleuchtung<br />

mit Tageslicht und hier auch Kunstlicht.<br />

Umlenkspiegel im Glaskern wirft das<br />

Licht auf Prismen.


Atrien und Bepflanzung<br />

Atrien: Möglichkeiten für grüne Wände und vertikale Gärten<br />

• filtern Schadstoffe aus der Luft und mindern den Staubflug<br />

• steigern das Wohlbefinden<br />

• schall- und wärmeisolierende Funktionen, helfen<br />

Betriebskosten zu senken<br />

• kompensieren<br />

elektrostatische<br />

Aufladungen<br />

• wandeln den CO2-Gehalt<br />

der Luft in Sauerstoff um<br />

• als grünes Paneel<br />

möglich


Wasser<br />

WassersparendeTechniken


Wasser<br />

Wasser als Gestaltungselement<br />

Beispiel: Regenwasserauffangbecken im Außenbereich oder zur<br />

Bewässerung von grünen Wänden.<br />

Wasser - Symbol für Leben und<br />

das Gold des 21. Jahrhundert.<br />

Zur Regenwassernutzung sind<br />

Regenwasserspeicher und ein<br />

zusätzliches Rohrleistungsnetz<br />

erforderlich.<br />

Gestaltung mit Wasser:<br />

Regenwasserwände,<br />

Regenwasserauffangbecken im<br />

Außenbereich.


Showroom und Lounge<br />

Warten, Empfang, Aufenthalt<br />

• Die Themen Technik,<br />

Wasser, Licht und Luft<br />

begleiten Besucher &<br />

Mitarbeiter durch das<br />

Gebäude.<br />

•Z.B. Warten und<br />

Aufenthalt in der<br />

„Wasserlounge“


Geothermie<br />

Erdwärme zur Erzeugung von Strom, zum Kühlen & Heizen von<br />

Gebäuden<br />

Bohr-„Energiepfahl“- Heizung und Kühlung.<br />

Das Prinzip der Nutzung der Geothermie:<br />

Energie aus heißem dichtem Gestein.<br />

Idealerweise wird mit Erdwärme<br />

im Winter geheizt und im Sommer gekühlt.<br />

Auf geeignete und wirtschaftliche<br />

Maßnahmen ist zu achten.<br />

Z.B. bei kontaminiertem Grundwasser zum<br />

Kühlen und Heizen oder dem zusätzlichen<br />

Zwischenschalten von Wärmepumpen<br />

zum Heizen.


Solare Energie<br />

Sonnenenergie nutzen<br />

Oben links: glasabgedeckte Flach- und Folienkollektoren zur<br />

Trinkwassererwärmung. Daneben Photovoltaik zur Stromerzeugung.<br />

Sonnenenergie kann direkt über<br />

Solarkollektoren zur Wärme-<br />

oder Stromerzeugung genutzt<br />

werden.<br />

Durch Photovoltaik entsteht<br />

Strom, mit<br />

thermischen Solarkollektoren<br />

wird Wärme erzeugt.<br />

D.h. für den Niedertemperaturbereich<br />

bis 50°C, den<br />

Mittelbereich von 50- 100°C oder<br />

den Hochtemperaturbereich<br />

über 100°C.


Fassade und Bauteile<br />

Wand, Decke, Fenster<br />

Schema Grassdach<br />

Gebäude als thermischer Speicher.<br />

Einteilung der Wand und Decken-<br />

Konstruktion und die Güte der<br />

Speicherfähigkeit.<br />

Fassade: Luft, intelligente Lichtlenkung<br />

und Sonnenschutz,<br />

Im Raum: Platzierung der direkten und<br />

indirekten Lichtquellen am Arbeitsplatz<br />

und Aufenthaltsbereiche.


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