PLUS-ENERGIE SCHULE HOHEN NEUENDORF

Transkript

1 PLUS-ENERGIE SCHULE HOHEN NEUENDORF Einführung und pädagogisches Konzept Michael Oleck, Stadt Hohen Neuendorf; Ilona Petrausch, Leiterin der Grundschule Hohen Neuendorf Architektur und Technik als integrales Konzept Prof. Ingo Lütkemeyer, IBUS - Architekten und Ingenieure; Jens Krause, BLS Energieplan GmbH, Berlin Ökologische und ökonomische Bewertung unter Betrachtung des Lebenszyklus Holger König, Karlsfeld b. München; Dr. Günter Löhnert, sol id ar - planungswerkstatt berlin Akustik vs. Speichermasse die Optimierung des Nutzungskomforts Dr. Detlef Hennings, Köln Das Monitoringkonzept und erste Erkenntnisse Prof. Friedrich Sick und Sebastian Dietz, Hochschule für Technik und Wirtschaft, Berlin EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 1

2 PLUS-ENERGIE SCHULE HOHEN NEUENDORF Architektur und Technik als integrales Konzept Prof. Ingo Lütkemeyer, IBUS - Architekten und Ingenieure, Jens Krause, BLS Energieplan GmbH EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 2

3 Ausgangssituation / Aufgabenstellung Lage im Speckgürtel Berlins Steigende Einwohnerzahlen, junge Familien Neubaubedarf für eine 3- zügige Grundschule und eine Sporthalle mit folgendem Raumprogramm: - 18 Klassenräume - 6 Fachräume - Verwaltungs- und Lehrerbereich - Aula / Mensa mit Küche - 3- fach Sporthalle Ein Gebäudeflügel wird zur Zeit vom Hort genutzt Mit der Vergabe der Planungsleistungen wurden die Anforderungen für ein nachhaltiges Konzept formuliert. Architektur und Gebäudetechnik wurden zusammen ausgeschrieben Höchste Priorität wurde vom AG auf die Minimierung der Betriebskosten gesetzt EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 3

4 Lage EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 4

5 AUFGABE EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 5

6 GRUNDSTÜCK IBUS ARCHITEKTEN UND INGENIEURE 6 EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 6

7 Lageplan EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 7

8 ERDGESCHOSS

9 OBERGESCHOSS

10 Kennwerte EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 10

11 PLUS- ENERGIE GRUNDSCHULE HOHEN NEUENDORF Eckpfeiler des Plusenergie-Konzeptes: Integriertes architektonisch- technisches Konzept Optimierte Tageslichtbeleuchtung, hohe Tageslichtautonomie Passivhausstandard der Gebäudehülle Hybrides Lüftungskonzept, Nachtlüftung Nutzung thermischer Massen, alternatives raumakustisches Konzept Energieerzeugung mit Pellet BHKW und Pellet- Kessel Photovoltaikanlage EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 11

12 WÄRMEDÄMMUNG DER GEBÄUDEHÜLLE - PASSIVHAUSSTANDARD EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 12

13 Architektur, Tageslicht, Raum öffentliche Bereiche EG IBUS ARCHITEKTEN UND INGENIEURE 13

14 Tageslicht für die öffentlichen Bereiche - Schulstraße EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 14

15 EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 15

16 EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 16

17 Klassenflur EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 18

18 Integriertes Konzept für einen Heimatbereich EG IBUS ARCHITEKTEN UND INGENIEURE 19

19 Heimatbereich einer Klasse EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 20

20 Heimatbereich - Nutzungsvarianten EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 21

21 Heimatbereich - Lüftungskonzept EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 22

22 Heimatbereich - Tageslichtkonzept EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 23

23 Ausbau Heimatbereich EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 24

24 Ausbau Heimatbereich EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 25

25 Heimatbereich - Flurzone EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 26

26 Transparente Klassenzimmer EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 27

27 Heimatbereich - Klassenraum EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 28

28 Heimatbereich EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 29

29 Optimierung Tageslichtbeleuchtung, Sonnen- und Wärmeschutz Fassadenkonzept Klassenräume Südseite EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 30

30 EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 31

31 Tageslichtquotient / sommerlicher Wärmeeintrag IBUS ARCHITEKTEN UND INGENIEURE 32

32 Schulhof zwischen den Unterrichtsflügeln EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 33

33 INNOVATIVE MATERIALIEN 1. Nanogel : Lichtstreuung, Blendschutz 2. Integrierter Sonnenschutz, Lichtlenkung 3. VIP : Vakuumisolationspaneele 4. Elektrochrome Verglasung : Sonnenschutz EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 34

34 Lichtlenkende Lamellen Lichtlenkung und Sonnenschutz durch Lamellen im Scheibenzwischenraum des Oberlichts EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 35

35 Nanogelverglasung Quelle: Okalux EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 36

36 Sonnen- und Blenschutz Sonnenschutz und Blendschutz durch lichtstreuende Verglasung EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 37

37 VAKUUM ISOLATIONSPANEELE Quelle: Esco EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 38

38 Elektrochrome Verglasung EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 39

39 EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 40

40 Sporthalle Tageslichtoptimierung Sporthalle EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 41

41 Gebäudeintegrierte Photovoltaikanlage EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 42

42 EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 43

43 Investitionskosten Bauwerkskosten / m2 BGF Gesamtkosten ( ): 12.0 Mio Gesamtkosten / m2 BGF EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 44

44 Integrales Konzept Schwerpunkte Raumgefühl Projektteam Behaglichkeit Nutzungskonzept Tageslicht Akustik Integrales Konzept Speichermasse Monitoring Fassadengestaltung Energiekonzept Automation Plusenergie Lüftung Hygiene Nachtauskühlung Low-FM Nutzereingriff Lebenszykluskosten EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 45

45 Wie wird eine Schule gelüftet? Natürlich O D E R Mechanisch Beispiel Heimatbereich EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 46

46 Natürliche Lüftung Motorisch öffnende Fensterflügel Von Hand öffenbare Fenster Raumhoch Sturzfrei 8 10-facher Luftwechsel im Winter 6 8-facher Luftwechsel in der Übergangszeit EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 47

47 Mechanische Lüftung EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 48

48 Lebenszykluskosten Natürliche versus Mechanische Lüftung Atemrate von Schülern im Alter von Jahren: Frischluftrate bei idealer Austauschlüftung: Stoßlüftung in den Pausen: 1-facher LW 180 m³ 30 Pers: Maschinelle Lüftung (IDA 2/3): m³/(h Pers) > 80 % WRG: Zielstellung: 1 m³/(h Pers) 1 m³/(h Pers) 6 m³/(h Pers) 6-8 m³/(h Pers) (energetisch) 6-8 m³/(h Pers) (energetisch) Natürliche Pausen-Stoßlüftung Tagesverlauf CO 2 Mechanische Lüftung Momentanwert Soll <1900 ppm Stundenmittel Soll <1400 ppm Natürliche Lüftung Zeit EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 49

49 Hybride Lüftung Natürliche Lüftung / Querlüftung Abluftbereich Überströmung Zuluftbereich Natürliche Lüftung Natürliche Lüftung EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 50

50 Hybride Lüftung Funktionsprinzip Mechanische Grundlüftung: Natürliche Stoßlüftung über motorische Fensterflügel: 6,25 m³/(h Pers) 6- bis 10-facher LW Optional bei ungünstigen Witterungsbedingungen Mechanische Lüftung Stufe 2: 12,5 m³/(h Pers) Natürliche Pausen-Stoßlüftung + Mechanische Grundlüftung Tagesverlauf CO 2 Momentanwert Soll <1900 ppm Stundenmittel Soll <1400 ppm EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 51

51 Energieversorgung Ausgangspunkt Holzpellets-Kessel 200 kw therm Hybride Lüftung Flink reagierendes Heizsystem Hauptlastsystem l Pufferspeicher Netz-Vorlauftemp. 70 C Hochtemperatursystem Variantenvergleich Holzpellets-Klein-KWK 5 kw therm 1 kw el Holzpellets Kessel + Holzpellets-Klein-KWK Stirling-Motor Deckung von kleinen Verlustleistungen EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 52

52 Energiefluss EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 53

53 Bilanzierung Ausführunsplanung Simulierte Daten EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 54

54 Weiter mit Raumgefühl Projektteam Behaglichkeit Nutzungskonzept Akustik Speichermasse Monitoring Lüftung Tageslicht Hygiene Nachtauskühlung Integrales Konzept Low-FM Fassadengestaltung Energiekonzept Plusenergie Automation Nutzereingriff Lebenszykluskosten EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 55

55 PLUS-ENERGIE SCHULE HOHEN NEUENDORF Einführung und pädagogisches Konzept Michael Oleck, Stadt Hohen Neuendorf; Ilona Petrausch, Leiterin der Grundschule Hohen Neuendorf Architektur und Technik als integrales Konzept Prof. Ingo Lütkemeyer, IBUS - Architekten und Ingenieure; Jens Krause, BLS Energieplan GmbH, Berlin Ökologische und ökonomische Bewertung unter Betrachtung des Lebenszyklus Holger König, Karlsfeld b. München; Dr. Günter Löhnert, sol id ar - planungswerkstatt berlin Akustik vs. Speichermasse die Optimierung des Nutzungskomforts Dr. Detlef Hennings, Köln Das Monitoringkonzept und erste Erkenntnisse Prof. Friedrich Sick und Sebastian Dietz, Hochschule für Technik und Wirtschaft, Berlin EnEff:Schule - Workshop 15. und , Hohen Neuendorf Wege zur Plusenergieschule 56