technik » wie erreichen
technik » wie erreichen wir eine ausreichende natürliche belüftung bei angenehmer akustik? « Beim Systemhaus der Flugsicherung Langen (DFS Deutsche Flugsicherung) wurden 2010 Gebäude und Fassade saniert und mit Lüftungselementen für die Nachtauskühlung ausgestattet. Planungsbüro: Arup, Kunde + Gesundere Wohnräume durch Hintergrundlüftung: Die Endnutzer*innen werden sich zunehmend bewusst, wie mechanische Lüftungssysteme die Luftqualität und damit die Gesundheit und das Wohlbefinden beeinflussen und fordern gesundheitsförderliche technische Lösungen. Vorfertigung und modulares Bauen Der zunehmende Fachkräftemangel in Europa und der anhaltende Druck auf Baukosten und -zeit erhöhen kontinuierlich den Vorfertigungsgrad von Gebäuden. Digitale Technologien wie BIM und generative Designmethoden setzen dabei neue Potenziale mit Bezug auf die architektonische Qualität modularer Bauweisen frei. So kann die Arbeits- und Materialproduktivität gesteigert werden ohne Gestaltungsflexibilität einzuschränken. Im Vorfertigungsmarkt werden systemanbietende Unternehmen zunehmend Koalitionen mit Endkund*innen und Generalunternehmen aufbauen. Zu neuen Kund*innen gehören spezialisierte Anbieter*innen von schlüsselfertigen, voll ausgestatteten volumetrischen Einheiten, zum Beispiel Studierendenwohnheime und Hotels. Die entwickelnden Unternehmen von Elementfassadensystemen bringen hohe Kompetenz in systematisierten Bauweisen mit und können diesen Trend für die Geschäftsentwicklung nutzen. Dabei sind Veränderungen notwendig, vor allem im Logistikbereich und der Route-to-Market-Strategie, die von technischen Innovationen begleitet werden müssen, wie zum Beispiel der Entwicklung neuer Schnittstellen, die höhere Fertigungstiefen ermöglichen. Matt Cooper, ein ehemaliger Berater der britischen Regierung bestätigt, dass das Vereinigte Königreich signifikant investiert, um den Vorfertigungsgrad zu erhöhen und den durch Brexit und Covid-19 verschärften Fachkräftemangel zu Bild: Michel Buchmann Dr.-Ing. Jan Wurm leitet das europäische Research & Innovation-Team bei Arup. Nach seinem Architekturstudium an der RWTH Aachen promovierte er über Glastragwerke. 2005 begann er seine Karriere als Projektleiter und Fachplaner in den Disziplinen Materials Consulting und Fassadenplanung bei Arup in London und wechselte 2008 ins Berliner Büro. Seit 2011 ist Wurm für das Forschungsportfolio von Arup in Europa verantwortlich. adressieren und Qualität, Leistung und Kapazitäten am Bau zu verbessern: „Der Schlüssel für deren Erfolg der Investitionen ist die Einführung von Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) in der gesamten Lieferkette“. Nachtkühlung in Bürogebäude nachrüsten Der Kühlbedarf von Gebäuden hat sich zwischen 1990 und 2018 mehr als verdreifacht. Ein erheblicher Anteil des Energieverbrauchs entfällt auf die Kühlung von Bürogebäuden. Passive und bioklimatische Lösungen reduzieren nicht nur Kühllasten, sondern auch den Bedarf an mechanischen Systemen und tragen zu der Robustheit von Gebäudetechnik bei. Hoher Nutzerkomfort wird in der Post-Corona Ökonomie voraussichtlich eine noch wichtigere Rolle in der Marktpositionierung von Büroimmobilien spielen. Die Nachtauskühlung nutzt die thermischen Speichermassen der Primärstruktur (zum Beispiel Decken und Wände) als Puffer, um tagsüber Wärme aufzunehmen. Nachts wird die Wärme durch den von Lüftungsöffnungen gesteuerten Luftstrom abgeführt. Offene, zonierte und aktivitätsbasierte Bürolayouts unterstützen die Konzeptionierung und Implementierung des Konzepts. Sowohl Querlüftung mit Zu- und Abluftöffnungen auf gegenüberliegenden Fassaden der Bürofläche als auch der Kamineffekt zur Unterstützung der Abluft maximieren zu erzielende Kühleffekte. Die Nachtauskühlung eröffnet im Kontext der von der EU im Rahmen des Green Deal initiierten „Renovierungswelle“ neue Wachstumschancen. Neben den bereits angeführten Vorteilen sind ein zentrales Wertversprechen die Reduzierung von Lüftungsquerschnitten und damit die Erhöhung der lichten Raumhöhe bei Bestandsimmobilien. Fachplaner*innen bei Arup weisen darauf hin, dass 16 1 I 2021_fassadentechnik
genaue Modellierungen der Kühlungseffekte früh in der Planungsphase entscheidend für den Erfolg sind. Für die Entwicklung von Produkt- und Serviceangeboten für skalierbare Systemlösungen ist eine breitere Kund*innen- und Marktakzeptanz erforderlich, die wesentlich von der Maximierung des Kühleffekts bei möglichst reduzierten Automatisierungsund Wartungskosten abhängt. Zudem müssen Lüftungsöffnungen gestalterisch überzeugend in das architektonische Erscheinungsbild integriert werden. So können relativ kleine, aber gut positionierte Öffnungen für die nächtliche Lüftung sehr wirkungsvoll sein. Kippfenster ermöglichen dabei einen effektiven Luftstrom. Parallel öffnende Fenster würden eine noch bessere Luftzirkulation ermöglichen, scheiden aber wegen Sicherheitsbedenken oft aus. Wohnräume mit fassadenkontrollierter Grundlüftung Die Menschen verbringen 60 bis 90 Prozent ihrer Zeit in Innenräumen. Bereits vor Ausbruch der COVID-19-Pandemie hatte die Weltgesundheitsorganisation festgestellt, dass eine unzureichende Belüftung das Risiko von Atemwegserkrankungen bei Kindern und Erwachsenen um 50 Prozent erhöhen kann. Neben Fensteröffnungen für Stoßlüftung muss nach nationalen und europäischen Vorschriften bei Wohngebäuden auch eine konstante, nutzerunabhängige Grundlüftung für Hygiene und Feuchteschutz gegeben sein. Diese Anforderung steht jedoch im Widerspruch zur der Energieeffizienz und der Minimierung von Wärmeverlusten. Jacco Paauw, Associate und Teamleiter für Bauphysik bei Arup Niederlande bestätigt, dass es in den Niederlanden schwierig ist „die Lüftungsvorschriften ohne mechanische Systeme mit Wärmerückgewinnung einzuhalten.“ Joshua Bird, ein leitender Ingenieur für Gebäudetechnik bei Arup London, verdeutlicht eine andere Herausforderung bei natürlichen Systemen: „Besonders in städtischer Umgebung wie London haben wir immer die gleiche Fragestellung: Wie erreichen wir eine ausreichende natürliche Belüftung bei angenehmer Akustik?“ An- Ins Futurium Berlin wurden 2018 Parallelausstellfenster für die natürliche Lüftung und Nachtauskühlung der Büroflächen integriert. Architekturbüro: Richter Musikowski, Fassadenberatung: Arup, Auftragsunternehmen: Bundesanstalt für Immobilienaufgaben (Bima). »… lüftungsöffnungen müssen gestalterisch überzeugend in das architektonische erscheinungsbild integriert werden. « gesichts des wachsenden Bedarfs an Grundlüftung im Wohnbereich haben natürliche Lüftungsgeräte, die in die Öffnungselemente von Gebäudefassaden integriert werden, und dabei Anforderungen an Energieeffizienz und Akustik adressieren, ein erhebliches Marktpotenzial in der Post-Corona-Ökonomie. Neben der Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen ist eine Schnittstelle zu den Nutzern für eine interaktive Kommunikation zur Innenraumqualität ein Erfolgskriterium. Weitere Forschung ist erforderlich, um den Effekt natürlicher Belüftungssysteme auf die Reduzierung der Übertragungsraten von Atemwegserkrankungen wie COVID-19 zu validieren. Dr.-Ing. Jan Wurm Schlagwortsuche auf www.fassadentechnik.de Belüftung, Energieeffizienz, Fenster, Forschung, Nachhaltigkeit, Sanierung, Modulbau, Vorfertigung fassadentechnik_1 I 2021 17
