Entwurfskonzept. KfW Westarkade. ENERGY concrete design competition. Philipp Messerschmidt, Aljoscha Boesser

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1 Entwurfskonzept Funktion/Nutzung: Bürogebäude Planungsbeteiligte: Sauerbruch Hutton Transsolar Energietechnik Arup und Werner Sobek Standort: Frankfurt (am Main), Deutschland Bauzeit: Die KfW-Westarkade wurde 2010 fertiggestellt und passt sich mit einer Höhe von 56 Metern in den Bestand von Hochhäusern in Frankfurt am Mein ein. Das Bürogebäude bietet Platz für ca. 700 Mitarbeiter und beherbergt ein Konferenzzentrum. Das Gebäude besteht aus einem viergeschossigen Sockelbau auf dem ein vierzehn-geschossiger aerodynamische gestalteter Büroturm aufbaut. Der Neubau orientiert sich in der Materialität und Farbgebung am Erscheinungsbild der bestehenden KfW-Gebäude und öffnet sich zum Palmengarten hin. m Sockelbau befindet sich neben den Konferenzräumen auch ein Mehrzweckraum und die Hausdruckerei. Die Erschliesung des Gebäudes befindet sich im innen liegenden Kerne. Die vier Untergeschosse bieten Platz für einetiefgarage mit insgesamt

2 KfW Westarkade sometrie 325 Kfz-Stellplätzen, Technikräume und das Rechenzentrum. Der jährliche Energiebedarf von 98 kwh pro Quadratmeter ist revolutionär im Bürohochhausbau und vor allem der zweischichtige, dynamisch geregelte Druckringfassade zu verdanken. Diese bietet witterungsunabhängig eine natürliche Lüftung, einen hohen Wärmedämmwert und einen effektiven Sonnenschutz sowie eine guten Versorgung mit Tageslicht. Die Bauteilaktivierung, der Einsatz eines Erdwärmetauschers sowie die Nutzung der Abwärme aus dem Rechenzentrum sind Maßnahmen deren Zusammenspiel den sehr geringen Energieverbrauch der KfW-Westarkade ausmachen. Die Büros sind so gestalltet, dass sie sehr Funktional sind und eine energieeffiziente Nutzung gewährleisten. Nicht zuletzt durch den einsatz von innovatieven Steuerungselementen für die Regelung der Temperatur und der Beleuchtung wird ein geringer und sehr effizienteren Energieverbrauch ermöglicht. W a. OY ;;: P- o co P- o en l concrete design competition '"? N "0. ENERGY OQ g " 0. architecture design innovation program

3 Grundriss + Schnitt Maßstab 1 : 500

4 Fassadenschnitt 1. Horizontalschott; oben begehbares Noppenblech, unten Stahlblech als Brandschutz 2. Aluminiumlochblech mit akustischer Bedämpfung 3. Sonnenschutz; Lichtlenklamellen 4. Sekundärfassade ; ESG Scheiben 5. Primärfassade (Klimahülle); Dreh- Kippfenster mit solierverglasung 6. Unterflurkonvektor oder Zuluftauslass 7. Brüstungspaneele; außen akustische Bedämpfung, innen Wärmedämmung 8. feststehendes Paneel, innen akustisch bedämpft 9. Klappe zur sommerlichen Entwärmung, innen akustisch bedämpft Maßstab 1 : 10

5 Klimastrategie 1: Die Druckringfassade Herbst/Frühjahr/Winter bei moderaten Außentemperaturen Kältere Zuluft Durchlüftung der Fassade Druckbereich Sogbereich Hauptwindrichtung Hauptwindrichtung S-W-Wind (Hauptwindrichtung) W N Durch die Ausrichtung des Gebäudes nach der Hauptwindrichtung kann die Druckringfassade windenergetische Potentiale ausnutzen. So entsteht an der dem Wind ausgesetzten Gebäudeseite Druck und an der dem Wind abgewandten Seite Sog was dazu führt, dass Luft am gesamten Gebäude entlangströmt. Durch die vorbeiströmenden Luft und geöffnete Klappen in der Primärfassade in Abhängigkeit der Windposition wird im Fassadenzwischenraum ein leichter, gleichmäßiger Überdruck erzeugt, der eine natürliche Lüftung ohne Zugerscheinungen im nneren des Hauses ermöglicht. m Winter werden die Wärmeverluste dadurch minimiert und Sonnenenergie sorgt für eine Vortemperierung der Luft im Fassadenzwieschenraum im Frühjahr und im Herbst. Die durch Sonneneinstrahlung aufgeheizte Luft in der Südfassade wird permanent durch nachströmende Frischluft ausgetauscht. Die Lüftung erfolgt über die Fenster der inneren Fassade in den Raum. Die verbrauchte Luft strömt anschließend in die Verkehrsbereiche und von dort über zentrale Abluftschächte über das Dach in das Freie. Bei extreml kalten oder heißen Temperaturen wird erwärmte oder gekühlte Außenluft über den Doppelboden in die Büros geleitet. S O in Fassade erwährmte Abluft Sommer

6 Klimastrategie 2: Hybride Lüftung Wenn die Temperatur in der Doppelfassade über 25 C oder unter 10 C beträgt wird die Zuluft aus energetischen Gründen mechanisch aus dem Palmengarten angesaugt und die Fenster bleiben geschlossen. Die Luft wird in einem 30 Meter langem Erdkanal vortemperiert und über den doppelten Boden in die Büros eingeleitet und wird im Gebäudekern in den Abluftschacht geführt. m Sommerfall wird die Abluft bei ausreichender Windunterstützung natürlich aus dem Gebäude gesogen und durch ein Rohrleitungssystem in den Betondecken kaltes Wasser gepumpt um diese über Nacht abzukühlen, so dass sie diese Kühle tagsüber wieder abgeben können. m Winterfall wird die Abwärme der Abluft über einen Wärmetauscher zurückgewonnen und der Zuluft zugeführt. n dieses Kreislaufsystem wird zur weiteren Erwärmung der Zuluft Abwärme aus dem Rechenzentrum, sowie die Wärme aus dem KfW Verbundnetz eingespeist. Die Abluft wird im Winter durch einen Ventilator mechanisch unterstützt natürliche Lüftung über manuel öffenbare Fenster 2. mechanische Lüftung der Kernbereiche 3. Zuluft vom Palmengarten Quellen: Sauerbruch, Mathias; KfW-Westarkade Frankfurt am Main; Frankfurt, M ; 4. Erdwärmekanal 5. RLT Zentrale 6. Zuluft über Druckboden 7.Abluftkamin mit natürlicher Konvektion 8. Wärmerückgewinnung