A6 Anhang zum Themenbereich: Kostenschätzung

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1 VII Anhang KLIMAHÜLLE KITA A6 Anhang zum Themenbereich: Kostenschätzung Verfasser: TU Berlin, FG Entwerfen und Konstruieren - Massivbau, sbp sonne gmbh Inhalt (S. - S 3): - Kostenschätzung : Baukonstruktion (Kostengruppe 300) - Kostenschätzung : Technische Anlagen (Kostengruppe 400) - Kostenschätzung : Klimahülle Gesamt (alle Kostengruppen) (alle Angaben gemaß DIN 276- Kosten im Bauwesen, Teil : Hochbau, Teil 4: Ingenieurbau 63 BLANKENFELDE-MAHLOW

2 Klimahülle ab 206_Kostenschätzung nach DIN 276* Kostengruppe Beschreibung Kosten (EUR) 00 Grundstück - Kosten, die im Zusammenhang mit dem Erwerb eines Grundstücks entstehen - Untersuchungen zu Altlasten und deren Beseitigung - Baugrunduntersuchungen ~ Herrichten und Erschließen 300 Bauwerk - Baukonstruktionen 400 Bauwerk - Technische Anlagen 500 Außenanlagen 600 Ausstattung und Kunstwerke 700 Baunebenkosten - die Beschaffung oder den Erwerb der Erschließungsflächen - die Herstellung oder Änderung gemeinschaftlich genutzter technischer Anlagen: z. B. Abwasserentsorgung, Stromversorgung, Abfallentsorgung etc. - Kosten von Bauleistungen und Lieferungen zur Herstellung des Bauwerks - Tragwerk, Gebäudehülle aus Glas, Sonnenschutz Membrane - Umbauten und Modernisierungen: Kosten von Teilabbruch-, Instandsetzungs-, Sicherungs- und Demontagearbeiten - Kosten für technischen Anlagen enthalten: - die zugehörigen, Befestigungen, Armaturen, Wärme- und Kältedämmung, Schall- und Brandschutzvorkehrungen, Verkleidungen,anlagenspezifischen, Steuer- und Regelanlage - Geländeflächen, Oberbodenarbeiten, Bodenarbeiten, Pflanz- und Saatflächen - Wege, Straßen, Plätze, Höfe, Spielplätze, etc. - Technische Anlagen in Außenanlagen, Wasserflächen, etc. - Kosten für alle beweglichen oder ohne besondere Maßnahmen zu befestigenden Sachen, die zur Ingebrauchnahme, zur allgemeinen Benutzung oder zur künstlerischen Gestaltung des Bauwerks und der Außenanlagen erforderlich sind - Projektleitung, Projektsteuerung, Überwachung und Vertretung der Bauherreninteressen - Architekten- und Ingenieurleistungen - Gutachten und Beratung ( Bauphysik, Brandschutz, Vermessung, etc.) ~ ~ ~ ~ Unvorhergesehenes - Kosten zur Absicherung möglicher unvoprhergesehener Ereignisse in Bau und Planung ~ Gesamtkosten ~ (mit Sonderbauteilen, siehe gesonderte Aufstellung der Kostengruppen 300 und 400) (+ ~ ) * gerundete Werte, Brutto

3 Klimahülle ab 206_Kostenschätzung nach DIN 276* 300 Baukonstruktion. Gründung. Streifenfundamente.2 Köcherfundamente 2. Tragwerk 2. Stützen/ Dachbinder 2.2 Pfosten-Riegel (Dach/ Fassade) 2.3 Seile (Dach/ Fassade) Material Spezifikation Massen Kosten (EUR) Massen Kosten (EUR) Modul 0 Module Stahlbeton C 25/30 ~ 4,0 m³ ~ ,0 m³ ~ (850 EUR/m³) (850 EUR/m³) 2 x 2,8 m³ 2 x 4,2 m³ Baustahl S 235 ~ 4 t 8,5 4,5,0 ~ (3500 EUR/t) ~ 40,0 t ~ (3500 EUR/t) (2.00 m²-> 67kg / m²) 3. Gebäudehülle 3. Fassade Ost/ West 3.2 Fassade Süd/ Nord 3.3 Dach Glas 2-fach VSG 277,0 m² 84,5 m² - 92,5 m² ~ (400 EUR/m²) 3.60,0 m² 845,0 m² 2 x 95,0 m².925,0 m² ~ (400 EUR/m²) 4. Sonnenschutz 4. Fassade Ost/ West 4.2 Dach Membrane PTFE 255,5 m² 58,5 m² 97,0 m² ~ (50 EUR/m²) 2.554,00 m² 584,0 m².970,0 m² ~ (50 EUR/m²) 5. Bestandsarbeiten KITA 650m² ~ Abnehmen Bestandsdach 5.2 Neubauten Dach C 25/ m² 650 m² (6. Sonderbauteile) Material Spezifikation + ~ ~ verschiebbares Hangartor (Süd) 5.2 verschiebbare Fassadenmodule 5.3 verschiebbare Dachmodule 43,0 m² 96,2 m² + ~ ~ ,0 m² (0) 423,0 m² (0) 962,0 m² + ~ ~ ~ Gesamt ~ ~ (mit Sonderbauteilen) (+ ~ ) (+ ~ ) * gerundete Werte, Brutto

4 Klimahülle ab 206_Kostenschätzung nach DIN 276* 400 Technische Anlagen Größe/ Anzahl Einzelkosten (EUR) Beschreibung Kosten (EUR). baukonstruktive Maßnahmen. Aushub Erdkanal + Eisspeicher.2 Luftkreislauf (Einlässe/ Auslässe) je ~ ~ Erdkanal versorgt die KITA, die über einen Luftkreislauf mit dem Eisspeicher gekoppelt ist, bei extremen Temperaturen mit vorgekühlter bzw. vorgewärmter Frischluft ~ Photovoltaik 2. Photovoltaik 2.2 elektr. Speicher 30m² ~ Installation am östlichen und westlichen Rand des Daches. Ausreichend für elektr. Bedarf der KITA: 30 m² = 20 kw -> 60 % Einsparung ~ / Jahr ~ Eisspeicher 3. Betonbehälter 3.2 Wärmetauscher 3.3 Sole (Tyfocor) Füllstandssensor 3.4 Regelungstechnik 200 m³ 4800 l ~ ~ ~ ~ Der Eisspeicher ist ein mit Trinkwasser gefüllter Tank, dem man über eine Wärmetauscher bei Bedarf die Wärme entziehen kann. Im Sommer kann der Eisspeicher regeneriert werden, wobei die Kälte als Abfallprodukt genutzt werden kann. ~ Betonkernaktivierung 4. Betonkern mit Leitungen 4.2 Wärmepumpe 000 m² Kühlsegel 20 m² 500 Die neue Massivdecke der KITA wird durch wasserführende Leitungen thermisch aktiviert und mittels einer Wärmepumpe mit dem Eisspeicher gekoppelt. Kühlsegel sind abgehängte Teilbereiche der Decken, die mit Luft oder Wasser kühlen. Praktisch sind Kühldecken auch als Strahlungsheizflächen nutzbar. ~ Schall- und Brandschutz Steuer- und Regelungsanlage, ~ (7. Sonderbauteile) 5. weitere Erdkanäle 5.2 Solarthemie 40 (DN32) 80 m² Erdkanäle: Luft wird aus der Umwelt durch unter die Erde gelegte Kanäle in das Innere der Klimahülle gesaugt dabei kühlt sich die Außenluft ab Solarthermie: im Dach zur Warmwassererzeugung (+ ~ ) Gesamtkosten ~ (mit Sonderbauteilen) (+ ~ ) * gerundete Werte, Brutto

5 06/02 Projektkennblatt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt Az Referat Fördersumme Antragstitel Stichworte Entwicklung eines Prototyps für energetisch aktive und wandelbare Klimahüllen für eine Kita in Blankenfelde-Mahlow Bewegliche Tragwerke, Bauphysik, Lärmschutz, Akustik, Solarthermische Energieerzeugung Laufzeit Projektbeginn Projektende Projektphase(n) 2 Monate Zwischenbericht Bewilligungsempfänger sbp sonne gmbh Tel +49 (7) Ingenieurbüro Fax +49 (7) Dipl.-Ing Andreas Keil Projektleitung Gerhard Weinrebe Schwabstraße 43 Bearbeiter 7097 Stuttgart Gerhard Weinrebe, Dirk Peissl, Kooperationspartner TU Berlin Fachbereich Entwerfen und Konstruieren-Massivbau Prof. Dr. sc. techn. Mike Schlaich Gustav-Meyer_Allee Berlin Zielsetzung und Anlaß des Vorhabens Florian Arbes, Markus Wöhrbach In dem Forschungsprojekt wird die bestehende Forschung zu konventionellen Klimahüllen auf die Bereiche aktive Energiegewinnung- und -speicherung, Wandelbarkeit und Lärmschutz ausgeweitet. Die Untersuchungen münden konkret in die prototypische Ausarbeitung einer Klimahülle über eine Kindertagestätte in Blankenfelde-Mahlow. Erhöhten Investitionskosten stehen Einsparungen in den Betriebskosten gegenüber, wobei die Betriebskosten durch eine energetisch effizientere Hülle gesenkt werden können. Die Trennung von Innen- und Außenbereich wird durch bewegliche Elemente oder eine in ihrer Ganzheit beweglichen Klimahülle je nach Bedarf aufgehoben. Die Schutzwirkung der Hülle vor Lärm wird untersucht und optimiert. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden Die Arbeit ist in die drei Themenbereiche Tragwerk und Wandelbarkeit (TU Berlin), Energie (sbp sonne gmbh) und Lärmschutz und weitere Studien (Fachplaner) unterteilt. Die Untersuchungen erfolgen zielgerichtet im Hinblick auf die Realisierung einer Klimahülle über eine Kita in der Gemeinde Blankenfelde- Mahlow. Die Bearbeitung erfolgt eng verzahnt, da sich die Bereiche gegenseitig beeinflussen und so hohe Synergieeffekte erreicht werden. Die zeitliche Abfolge gliedert sich in Voruntersuchung, Variantenuntersuchung, Dimensionierung und Schriftliche Ausarbeitung. Zur Entwicklung eines integrierten Energiekonzeptes werden verschiedene Prinzipien der Energiegewinnung und -speicherung hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Daraufhin werden Varianten mit Hilfe von Literaturwerten und einem Referenzfall vorab bewertet. Nach der Wahl einer Vorzugsvariante wird die erforderliche Energietechnik dimensioniert und abschließend eine Klimasimulation und eine Wirtschaftlichkeitsberechnung (statische Amortisationszeit) durchgeführt. Parallel dazu werden für die bauliche Ausgestaltung Materialien/Werkstoffe, verschiedene Tragwerkstypen für die Primärkonstruktion sowie Bewegungsarten und Antriebsmechanismen analysiert und schematisch geordnet. Anhand eines erarbeiteten Kriterienkatalogs (Faktoren: Kosten, Effizienz, Funktionalität, Vereinbarkeit mit dem Energiekonzept) erfolgt die Bewertung der zusammengestellten Ergebnisse hinsichtlich einer möglichen Anwendung. Es werden mehrere Varianten für ein bewegliches Tragwerks ausgearbeitet, miteinander verglichen und eine bevorzugte Lösung gewählt. Weiterhin werden Studien zum Baugrund, zum Lärm- sowie zum Brandschutz erstellt, die in die Konzeptionierung mit einfließen. Nach Festlegung einer einheitlichen Lösung wird der Prototyp im Rahmen einer Vorplanung durchkonstruiert sowie abschließend eine Klimasimulation und eine ökologisch-ökonomische Bilanzierung durchgeführt. Deutsche Bundesstiftung Umwelt An der Bornau Osnabrück Tel 054/ Fax 054/

6 Ergebnisse und Diskussion Sämtliche gesetzten Ziele der Arbeitsschritte wurden, sowohl inhaltlich als auch bezogen auf die ursprüngliche Kostenkalkulation, vollumfänglich erreicht. Ein Schwerpunkt des Forschungsprojektes war die Beurteilung und Evaluation der potentiellen Umweltbelastungen durch eine energetisch aktive Klimahülle. Hierbei konnte belegt werden, dass die Weiterentwicklung von der passiven zur aktiven und wandelbaren Klimahülle nicht nur innovativ, sondern auch was die zu erwartende Energiebilanz für Herstellung und künftigen Energieverbrauch angeht, zukunftsweisend und nachhaltig ist. Der Aspekt der Wandelbarkeit macht die Klimahülle nutzerfreundlicher und steigert die Akzeptanz in der Bevölkerung. Der Aspekt des Lärmschutzes erhöht den Grad des Wohlfühlfaktors und des Schutzes. Das verbesserte Raumklima und die verbesserte Luftqualität, welche durch einen steten Luftaustausch und Frischluftzufuhr ermöglicht wird, verhindert zudem die Ausbreitung von Krankheiten und die Ansteckungsgefahr der Kinder in der Kita. Der Aspekt der aktiven Nutzung der Solarenergie senkt die Betriebskosten erheblich und entlastet somit die Umwelt. Um diesen Kriterien und Ansprüchen gerecht zu werden und schließlich diese Ergebnisse zu erzielen wurde in allen Bereichen Tragwerk, Energie und Schallschutz ein integrativer Vorentwurf für die Klimahülle über die KITA Tabaluga in Blankenfelde mit allen Projektbeteiligten gemeinsam entwickelt: Für die hierbei ermittelte präferierte Lösung einer rechteckigen Rahmenkonstruktion wurden sowohl verschiedene Tragwerks-, Energie- und Schallschutzkonzepte vertiefend untersucht, als auch die Korrelation der verschiedenen Bereiche untereinander untersucht. Um ein möglichst effizientes, flexibles und leistungsfähiges Gesamtkonzept für die Klimahülle zu erreichen wurde gezielt darauf geachtet, dass aus keinem der verschiedenen Teilbereiche Tragwerk, Gebäudetechnik und Schallschutz einseitig ein den Entwurf zu stark dominierendes Einzelelement hervortritt. Vielmehr lag der Entwurfsansatz auf der Kombination simpler und gut kombinierbarer Einzelmodule der unterschiedlichen Bereiche, um in der Summe eine möglichst hohe Einheit in der Vielfalt der Anforderungen zu erreichen. Der Sachverhalt, dass hierbei ausnahmslos alle am Projekt beteiligten Planer große Potentiale bei der Weiterentwicklung des Vorentwurfs erkennen und gerne selbst im Rahmen eines Folgeprojekts an der weiteren Forschung, Entwicklung und Realisierung der Klimahülle mitwirken wollen, bestätigt das Erreichen der gesetzten Anforderungen und Ziele. Darüber hinaus wurden neben einer umfangreichen Klimasimulation verschiedener Varianten eigens für dieses Forschungsprojekt schallgedämpfte Lüftungsöffnungen mit eingebauter Schallmembran entwickelt, getestet und schalltechnisch analysiert. Diese transparente oder wenigstens transluzente Konstruktion befindet sich in der Fassade und im Dach und soll einerseits den Durchgang von Luft ermöglichen, andererseits den Durchgang von Schall aber möglichst stark behindern. Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation Neben dem Zwischenbericht wurde bisher im Zuge der Präsentationen bei der Gemeinde Blankenfelde Mahlow auch in der lokalen Presselandschaft beispielsweise am in der Märkischen Allgemeinen mit dem Titel Erstmalig Klimahülle für Kita in Deutschland über das Forschungsvorhaben berichtet. Außerdem veröffentlichte die Akustikberaterfirma advacoustics im Rahmen der DAGA 205- Tagung (Akustikfachtreffen) einen Fachaufsatz mit dem Titel Schallschutz mit Klimahüllen. Weitere Veröffentlichungen folgen. Fazit Aufgrund der durchweg positiven Ergebnisse und Forschungserfolge dieses Forschungsprojektes wurde beschlossen, in der gleichen Zusammensetzung des Planungsteams einen Folgeantrag für die weitere detaillierte Forschung und Realisierung dieses Klimahüllenentwurfes in Blankenfelde-Mahlow zu stellen. Die Gemeinde hat hierfür bereits per Beschluss der Gemeinderatssitzung vom die weitere Unterstützung des Projektes beschlossen, sowie eine Absichtserklärung der baulichen Umsetzung auf der Grundlage vorhandener Haushaltsmittel erklärt. Im Rahmen eines Folgeprojektes soll nun das bereits bestehende und im ersten Teil erarbeitete Wissen im spezifischen Kontext vertieft, weiterentwickelt und für die Objektplanung und Realisierung der Klimahülle am Standort der Kita Tabaluga in Blankenfelde-Mahlow eingesetzt werden. Deutsche Bundesstiftung Umwelt An der Bornau Osnabrück Tel 054/ Fax 054/

7 Ansprechpartner und Projektbeteiligte: sbp sonne gmbh Dr. Gerhard Weinrebe, Markus Wöhrbach, Florian Arbes Ingenieurbüro Sitz der Gesellschaft: Stuttgart Amtsgericht Stuttgart HRB Schwabstraße Stuttgart Telefon + 49 (7) Telefax + 49 (7) solarinfo@sbp.de Technische Universität Berlin Prof. Dr. sc. techn. Mike Schlaich Dipl.-Ing. Dirk Peissl, B.Sc. Maria Lorenz Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren - Massivbau Sekretariat TIB-B2 Gustav- Meyer-Allee Berlin Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) ek-massivbau@tu-berlin.de Gemeinde Blankenfelde-Mahlow Ortwin Baier (amt. Bürgermeister) Alexander Fröhlich Karl-Marx-Straße Blankenfelde Telefon: /333-0 Telefax: / verwaltung@blankenfeldemahlow.de KLIMAHÜLLE KITA TABALUGA 64