Wie geht nachhaltiges Bauen?
Angesichts der ambitionierten Klimaziele der Europäischen Union zu CO2-Emissionen, steigender Energie- und Rohstoffknappheit und einhergehender Preissteigerungen muss bei der Planung und Erstellung von Gebäuden ein Umdenken stattfinden. Im Fokus steht daher die ganzheitliche Betrachtung: Von der ersten Idee über die Planung, Errichtung und jahrelangen Nutzung eines Gebäudes tragen alle Schritte nur gemeinsam dazu bei, das Bauwerk klimagerecht, energieeffizient und nachhaltig zu errichten, unter Beibehaltung der gestalterischen und ästhetischen Qualitäten. Nach langen Jahren der eindimensionalen Betrachtung sowie der Konzentration allein auf die Wärmedämmung wird heutzutage vermehrt der Blick auf eine konsequente Kreislaufwirtschaft („cradle to cradle“ – übersetzt „vom Ursprung zum Ursprung“) und eine Emissionsminimierung gelegt.
Nachhaltiges Bauen betrachtet neben der Bauweise auch die Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit. Ziel ist es daher, sowohl Wohngebäude als auch Industrie- und Gewerbebauten angemessen zu planen, langlebig zu erstellen und eine funktionale, flexible sowie komfortable Nutzung sicher zu stellen.
Am Beispiel unseres Bürogebäudes STEPS geben wir einen kompakten Überblick zu nachhaltigen Bausteinen.
Nachhaltige Bausteine
Holz-Hybrid-Decken
Die Holz-Hybrid-Decken des Herstellers CREE bestehen aus einer auf Holzbalken aufliegenden Betondecke. Diese industriell vorgefertigten Holz-Beton-Rippendeckenelemente können zeit- und passgenau in die vorbereitete Konstruktion auf der Baustelle eingesetzt werden. Durch die Verbindung mit den Holzstützen wurde hier ein Deckensystem gewählt, das mit dem nachwachsenden Baustoff Holz Ressourcen effizient nutzt, große Gestaltungsfreiheit bietet und in Kombination mit Beton die statischen Anforderungen erfüllt. Im Ergebnis stellt diese Konstruktion eine optimale Mischung der Materialien dar.
Holzrahmenbauwände
Holzrahmenbauwände genügen nicht nur der ökologischen Anforderung der Kreislauf- und Recyclingfähigkeit, sondern verfügen über eine ausgezeichnete Wärmedämmung. Durch ihren hohen Vorfertigungsgrad ist diese Ständerbauweise hinsichtlich Bauteiltoleranzen und luftdichten Konstruktionen erheblich präziser und effizienter in der Herstellung als die ausschließliche Erstellung von konventionellen, massiven Bauteilen. Darüber hinaus kann durch die Produktion der Holzelemente parallel zum Bauprozess vor Ort ein zeitlicher Vorsprung herausgearbeitet werden, wobei die Lieferung der Elemente „just-in-time“ erfolgt. Der nachwachsende Baustoff Holz bietet ein behagliches und gesundes Raumklima und ist zudem einfach und vor allem trocken zu verarbeiten. Trocknungszeiten, ausgelöst durch den zusätzlichen Eintrag von Feuchtigkeit (Mörtel und Putz) in die Konstruktion, entfallen.
Holzstützen
Die Holzstützen ersetzen überall dort die konventionellen Betonpfeiler, wo es die Statik im Zusammenwirken mit den Holzhybrid- und Betondecken erlaubt. In ihrer Bauweise tragen sie der ökologischen Anforderung an nachwachsende Rohstoffe und eine Kreislauf- und Recyclingfähigkeit Rechnung. Anforderungen an den konstruktiven Brandschutz können diese Bauteile ohne Probleme gerecht werden. Als naturbelassene Gestaltungselemente tragen sie mit ihrer Optik zudem zu einer freundlichen Arbeitsatmosphäre bei.
Holzfenster
Natürliche, nachwachsende Rohstoffe spielen beim nachhaltigen Bauen eine relevante Rolle. Aus diesem Grund wurde auch bei der Planung der Fenster das Naturmaterial Holz, in diesem Fall Lärchenholz, für die Fensterprofile gewählt. Es eignet sich aufgrund seiner UV-Beständigkeit, Verarbeitungsmöglichkeiten und Langlebigkeit optimal als Baustoff. In Verbindung mit einer Dreifachverglasung werden niedrige U-Werte erreicht, die den Energieverlust reduzieren. Integriert in die großflächigen Pfosten-Riegel-Fassade, sorgen sie für helle Räumlichkeiten und dank des Tageslichtes für eine angenehme Arbeitsumgebung. Verschattungsanlagen ergänzen das Lichtkonzept.
Pfosten-Riegel-Fassade
Für die Fassade als Visitenkarte und Auftakt des Gebäudes wurde eine bewährte Pfosten-Riegel-Konstruktion gewählt, die mittels vertikaler (Pfosten) und horizontaler (Riegel) Gliederungen vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für die filigranen Glasflächen mit ihren schlanken Profilen bietet. Während die thermische Trennung der Metallbauteile Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert, können durch die großen Verglasungsflächen hohe solare Gewinne erzielt werden, die sich positiv auf den Gesamtenergiehaushalt des Gebäudes auswirken. In Naturtönen gehaltene Faserzementplatten bedecken die vorgehängte, hinterlüftete Fassade in den anderen Bereichen.
Doppelboden
Flexible Anpassungsmöglichkeiten an zukünftige, veränderte Raum- bzw. Einrichtungsbedürfnisse ist ein wesentliches Merkmal für Nachhaltigkeit. Der Doppelboden erlaubt jederzeit, ohne Vorarbeiten und an jeder beliebigen Stelle eine Anpassung an die EDV-, Haus- und Kommunikationstechnik oder eine bequeme Wartung von Datenleitungen und Gebäudetechnik.
Bei der Planung der Fußböden wurde der Leitgedanke des Cradle-to-Cradle Prinzips verfolgt. Die in den Arbeitsbereichen verlegten Teppichelemente bestehen aus biobasierten und recycelten Fasern, welche im Sinne des Ressourcenkreislaufs zurückgewonnen und wiederverwertet wurden und zudem pflegeleicht und allergikerfreundlich sind.
Betondecken mit Cobiax-System
Der gravierende Nachteil von massiven Stahlbetondecken ist ihr hohes Eigengewicht. Durch diese Masse wird nicht nur die Decke selbst stark belastet, sondern auch Wände, Stützen und Fundamente, die entsprechend stark ausgebildet werden müssen. Durch den Einsatz von sogenannten Verdrängungskörpern (hier: Cobiax-System) in der Stahlbetondecke können hohe Last- und Materialeinsparungen erzielt werden; dies gilt sowohl für die Decke selbst als auch für die schlankeren Stützen-, Wand- und Fundamentbewehrungen. Die Reduzierung von energetisch aufwändig herzustellendem Zement ermöglicht damit auch Einsparungen relevanter Mengen an CO2.
Wärmeerzeugung
Die Wärmeversorgung für das Gebäude erfolgt ausschließlich über Luft-Wasser-Wärmepumpen, die in der Lage sind, die Heizanforderungen abzudecken. An heißen Sommertagen können die Wärmepumpen auf „Kühlen“ umgeschaltet werden. Ein zusätzlicher Wärmeerzeuger für das Erhitzen des Brauchwassers ist nicht erforderlich.
Photovoltaik-Anlage
Durch die direkte Umwandlung von Sonnenlichtenergie in elektrische Energie wird der Strom von der Photovoltaik-Anlage auf dem Flachdach selbst produziert und kann für das Gebäude und von seinen Nutzern klimaschonend verwendet werden. Durch den Einsatz von Batteriespeicheranlagen kann die erzeugte elektrische Energie zwischengespeichert werden. Falls der Stromverbrauch größer ist als die PV-Anlage liefern kann, wird durch Entladung der Speicher die benötigte Energie wieder in das Stromnetz eingespeist.
Die E-Ladesäulen für die Versorgung von vollelektrischen oder hybriden Fahrzeugen reihen sich nahtlos in diesen Prozess ein.
Lüftungsanlage
Durch die hohen Anforderungen an die Gebäudedichtigkeit sind Lüftungsanlagen inzwischen unerlässlich. Luftdurchlässige Gebäudefugen sowie Bauteilanschlüsse müssen gewissenhaft abgedichtet werden, damit warme Raumluft nicht entweichen kann. Die lufttechnischen Anlagen gewährleisten nicht nur den kontrollierten Austausch von frischer und verbrauchter Luft, sondern tragen durch die Lüftungsregelung auch die anfallende Luftfeuchtigkeit ab. Der notwendige und geregelte Luftaustausch ist für die Innenraumhygiene hinsichtlich Feuchtigkeit und CO2-Sättigung wichtig und beeinflusst dadurch maßgeblich das menschliche Wohlbefinden. Durch den Einsatz von Wärmetauschern mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von mehr als 85% wird die nachströmende kalte Außenluft durch die warme Fortluft vorgewärmt, was wiederum Energie einspart. Während der Heizperiode würde beim „Fensterlüften“ die warme Raumluft unkontrolliert und somit ungenutzt ins Freie gelangen. Die geregelte, zentrale Lüftungsanlage kann darüber hinaus Abhilfe gegen Pollen bieten, indem Filter das Eindringen von Pollen in den Innenraum verhindern oder zumindest reduzieren. Nichtsdestotrotz lassen sich die Fenster bei Bedarf auch einzeln öffnen.
Heiz- und Kühlestrich
Für eine flexible Raumaufteilung wurde ein Systemboden verlegt, welcher über zonenweise regulierbare Heiz- und Kühlspiralen verfügt. Diese ermöglichen es, auf feststehende Heizkörper und Klimaanlagen zu verzichten. Im Winter können über diese Form der Flächenheizung die Räume erwärmt werden, im Sommer ist es dagegen möglich, die Raumtemperatur zu reduzieren. Über die große Fläche des Fußbodens wird die Wärme gleichmäßig in den Raum abgegeben, sodass die Heizungsanlage mit deutlich geringeren Vorlauftemperaturen auskommt, was sich positiv auf den Gesamtenergiebedarf auswirkt.
E-Ladestationen
Die Nachhaltigkeit beschränkt sich nicht nur auf das Gebäude selbst, sondern umfasst auch das Thema Mobilität, d.h. umweltverträgliche Erreichbarkeit für Nutzer und Besucher. Neben der grundsätzlichen Entscheidung für die Nähe zum Bahnhof (ÖPNV) wurden für die E-Mobilität Ladesäulen aufgestellt, sodass Pendler ihr Fahrzeug während ihres Aufenthaltes einfach aufladen können. Für Fahrräder gibt es ebenfalls Unterstell- und Lademöglichkeiten.
Kurz erklärt
Baukonstruktion
Holz-Hybrid-Decken
Die Holz-Hybrid-Decken des Herstellers CREE bestehen aus einer auf Holzbalken aufliegenden Betondecke. Diese industriell vorgefertigten Holz-Beton-Rippendeckenelemente können zeit- und passgenau in die vorbereitete Konstruktion auf der Baustelle eingesetzt werden. Durch die Verbindung mit den Holzstützen wurde hier ein Deckensystem gewählt, das mit dem nachwachsenden Baustoff Holz Ressourcen effizient nutzt, große Gestaltungsfreiheit bietet und in Kombination mit Beton die statischen Anforderungen erfüllt. Im Ergebnis stellt diese Konstruktion eine optimale Mischung der Materialien dar.
Holzrahmenbauwände
Holzrahmenbauwände verbinden als Modulbauelemente vielfältige Vorteile miteinander. Sie genügen nicht nur der ökologischen Anforderung der Kreislauf- und Recyclingfähigkeit, sondern verfügen über eine ausgezeichnete Wärmedämmung. Durch ihren hohen Vorfertigungsgrad ist diese Ständerbauweise in der Herstellung hinsichtlich Bauteiltoleranzen und luftdichten Konstruktionen erheblich präziser und effizienter als die ausschließliche Erstellung von konventionellen, massiven Bauteilen. Modulbauwände können auch bereits mit Leitungsführungen ausgerüstet und für Installationen wie z. B. Steckdosen vorbereitet werden. Durch die Produktion der Holzelemente parallel zum Bauprozess vor Ort kann ein Zeitvorsprung herausgearbeitet werden, wobei die Anlieferung der Elemente auf der Baustelle „just-in-time“ erfolgt.
Der nachwachsende Baustoff Holz bietet nicht nur ein behagliches und gesundes Raumklima, sondern ist zudem einfach und vor allem trocken zu verarbeiten, da Trocknungszeiten, ausgelöst durch den zusätzlichen Eintrag von Feuchtigkeit (Mörtel und Putz) in die Konstruktion, entfallen.
Holzstützen
Die Holzstützen ersetzen überall dort die konventionellen Betonpfeiler, wo es die Statik im Zusammenwirken mit den Holz-Hybrid- und Betondecken erlaubt. In ihrer Bauweise tragen sie der ökologischen Anforderung an nachwachsende Rohstoffe und eine Kreislauf- und Recyclingfähigkeit Rechnung. Anforderungen an den konstruktiven Brandschutz können diese Bauteile ohne Probleme gerecht werden. Als naturbelassene Gestaltungselemente tragen sie mit ihrer Optik zudem zu einer freundlichen Arbeitsatmosphäre bei.
Holzfenster
Natürliche, nachwachsende Rohstoffe spielen beim nachhaltigen Bauen eine relevante Rolle. Aus diesem Grund wurde auch bei der Planung der Fenster das Naturmaterial Holz, in diesem Fall Lärchenholz, für die Fensterprofile gewählt. Es eignet sich aufgrund seiner UV-Beständigkeit, Verarbeitungsmöglichkeiten und Langlebigkeit optimal als Baustoff. In Verbindung mit einer Dreifachverglasung werden niedrige U-Werte erreicht, die den Energieverlust reduzieren. Integriert in die großflächigen Pfosten-Riegel-Fassade, sorgen sie für helle Räumlichkeiten und dank des Tageslichtes für eine angenehme Arbeitsumgebung. Verschattungsanlagen ergänzen das Lichtkonzept.
Pfosten-Riegel-Fassade
Für die Fassade als Visitenkarte und Auftakt des Gebäudes wurde eine bewährte Pfosten-Riegel-Konstruktion gewählt, die mittels vertikaler (Pfosten) und horizontaler (Riegel) Gliederungen vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten für die filigranen Glasflächen mit ihren schlanken Profilen bietet. Während die thermische Trennung der Metallbauteile Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert, können durch die großen Verglasungsflächen hohe solare Gewinne erzielt werden, die sich positiv auf den Gesamtenergiehaushalt des Gebäudes auswirken. In Naturtönen gehaltene Faserzementplatten bedecken die vorgehängte, hinterlüftete Fassade in den anderen Bereichen.
Doppelboden
Flexible Anpassungsmöglichkeiten an zukünftige, veränderte Raum- bzw. Einrichtungsbedürfnisse ist ein wesentliches Merkmal für Nachhaltigkeit. Der Doppelboden erlaubt jederzeit, ohne Vorarbeiten und an jeder beliebigen Stelle eine Anpassung an die EDV-, Haus- und Kommunikationstechnik oder eine bequeme Wartung von Datenleitungen und Gebäudetechnik.
Bei der Planung der Fußböden wurde der Leitgedanke des Cradle-to-Cradle Prinzips verfolgt. Die in den Arbeitsbereichen verlegten Teppichelemente bestehen aus biobasierten und recycelten Fasern, welche im Sinne des Ressourcenkreislaufs zurückgewonnen und wiederverwertet wurden und zudem pflegeleicht und allergikerfreundlich sind.
Betondecken mit Cobiax-System
Der gravierende Nachteil von massiven Stahlbetondecken ist ihr hohes Eigengewicht. Durch diese Masse wird nicht nur die Decke selbst stark belastet, sondern auch Wände, Stützen und Fundamente, die entsprechend stark ausgebildet werden müssen. Durch den Einsatz von sogenannten Verdrängungskörpern (hier: Cobiax-System) in der Stahlbetondecke können hohe Last- und Materialeinsparungen erzielt werden; dies gilt sowohl für die Decke selbst als auch für die schlankeren Stützen-, Wand- und Fundamentbewehrungen. Die Reduzierung von energetisch aufwändig herzustellendem Zement ermöglicht damit auch Einsparungen relevanter Mengen an CO2.
Technik
Ein Haustechnikkonzept auf der Höhe der Zeit ermöglicht in Verbindung mit der optimalen thermischen Gebäudehülle und einer Photovoltaik-Anlage die Einhaltung des KfW 40 EE Standards. Die Integration von digitaler Haustechnik, die die Heiztemperatur, Lüftung sowie Licht- und andere Energiequellen intelligent regelt, sorgt für einen reduzierten Ressourcenverbrauch und schafft zugleich ein angenehmes Raumklima.
Wärmeerzeugung
Die Wärmeversorgung für das Gebäude erfolgt ausschließlich über Luft-Wasser-Wärmepumpen, die in der Lage sind, die Heizanforderungen abzudecken. An heißen Sommertagen können die Wärmepumpen auf „Kühlen“ umgeschaltet werden.
Da ein zusätzlicher zentraler Wärmeerzeuger für das Erhitzen des Brauchwassers nicht erforderlich ist, kann eine Versorgung mit fossilen Energieträgern entfallen.
Photovoltaik-Anlage
Durch die direkte Umwandlung von Sonnenlichtenergie in elektrische Energie wird der Strom von der Photovoltaik-Anlage auf dem Flachdach selbst produziert und kann für das Gebäude und von seinen Nutzern klimaschonend verwendet werden. Durch den Einsatz von Batteriespeicheranlagen kann die erzeugte elektrische Energie zwischengespeichert werden. Falls der Stromverbrauch größer ist als die PV-Anlage liefern kann, wird durch Entladung der Speicher die notwendige Energie wieder in das Stromnetz eingespeist.
Die E-Ladesäulen für die Versorgung von vollelektrischen oder hybriden Fahrzeugen reihen sich nahtlos in diesen Prozess ein.
Lüftungsanlage
Durch die hohen Anforderungen an die Gebäudedichtigkeit sind Lüftungsanlagen inzwischen unerlässlich. Luftdurchlässige Gebäudefugen sowie Bauteilanschlüsse müssen gewissenhaft abgedichtet werden, damit warme Raumluft nicht entweichen kann.
Die lufttechnischen Anlagen gewährleisten nicht nur den kontrollierten Austausch von frischer und verbrauchter Luft, sondern tragen durch die Lüftungsregelung auch die anfallende Luftfeuchtigkeit ab. Der notwendige und geregelte Luftaustausch ist für die Innenraumhygiene hinsichtlich Feuchtigkeit und CO2-Sättigung wichtig und beeinflusst dadurch maßgeblich das menschliche Wohlbefinden. Die geregelte, zentrale Lüftungsanlage kann darüber hinaus Abhilfe gegen Pollen bieten, indem Filter das Eindringen von Pollen verhindern oder zumindest reduzieren. Im STEPS entschied man sich für den „industrial look“, der den freien Blick auf die Lüftungsanlagen erlaubt (Foto).
Durch den Einsatz von Wärmetauschern mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von mehr als 85% wird die nachströmende kalte Außenluft durch die warme Fortluft vorgewärmt, was wiederum Energie einspart. Während der Heizperiode würde beim „Fensterlüften“ die warme Raumluft unkontrolliert und somit ungenutzt ins Freie gelangen. Nichtsdestotrotz lassen sich die Fenster bei Bedarf auch einzeln öffnen.
Heiz- und Kühlestrich
Für eine flexible Raumaufteilung wurde ein Systemboden verlegt, welcher über zonenweise regulierbare Heiz- und Kühlspiralen verfügt. Diese ermöglichen es, auf feststehende Heizkörper und Klimaanlagen zu verzichten. Im Winter können über diese Form der Flächenheizung die Räume erwärmt werden, im Sommer ist es dagegen möglich, die Raumtemperatur zu reduzieren. Über die große Fläche des Fußbodens wird die Wärme gleichmäßig in den Raum abgegeben, sodass die Heizungsanlage mit deutlich geringeren Vorlauftemperaturen auskommt, was sich positiv auf den Gesamtenergiebedarf auswirkt.
E-Ladestationen
Die Nachhaltigkeit beschränkt sich nicht nur auf das Gebäude selbst, sondern umfasst auch das Thema Mobilität, d.h. umweltverträgliche Erreichbarkeit für Nutzer und Besucher. Neben der grundsätzlichen Entscheidung für die Nähe zum Bahnhof (ÖPNV), wurden für die E-Mobilität Ladesäulen aufgestellt, sodass Pendler ihr Fahrzeug während ihres Aufenthaltes einfach aufladen können. Für Fahrräder gibt es ebenfalls Unterstell- und Lademöglichkeiten.
Ansprechpartner
Nehmen Sie ganz einfach und unverbindlich Kontakt mit uns auf:
Herr Markus Reß
T +49 2562 705-64
M.A. (Arch.) Architekt | DGNB Registered Professional