Intelligente Gebäudeleittechnik überwacht mittels Aussenklimafühlern die Energieoptimierung im Gebäude.

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1 Commerzbankzentrale Frankfurt Koblenz Mainz Mannheim Frankfurt am Main Würzburg Heidelberg Seite 1 Standort Frankfurt/D 103 m.ü.m. Klimaregion 6 Mannheim Klimadaten (Okt.-April) G horizontal 1'278 MJ/m 2 a G vertikal-süd 1'429 MJ/m 2 a T 6.3 o C Prinzip-Schema Kurzbeschrieb Das Bürogebäude setzt auf ein Konzept der natürlichen Belüftung via Doppelfassade in Verbindung mit innenliegenden Atrien und erreicht damit nahezu eine Halbierung der Energiekennzahl. Zweischalige Glasfassade mit Sonnenschutz im Fassadenzwischenraum und Lüftungsöffnungen in der äusseren Schale. Zentrales Atrium über die gesamte Gebäudehöhe ermöglicht vielfältige Blickbeziehungen. Darum herum versetzt angeordnet sind neun Gärten. Hohes Tageslichtangebot dank der speziellen Geometrie des Turms mit Gärten und Atrium. Doppelfassade mit Fensterlüftung Natürliche Belüftung durch Drehkippflügel in der Innenfassade, auch bei den atriumseitigen Büros, individuelle Bedienbarkeit erlaubt Selbstbestimmung der Nutzer. Intelligente Gebäudeleittechnik überwacht mittels Aussenklimafühlern die Energieoptimierung im Gebäude. Wärmerückgewinnungsanlagen zur Reduzierung des Energieverbrauchs. Kühldecken ermöglichen die Wärmeabfuhr über Kaltwasser und sind bereichsweise steuerbar. Absorptionskältemaschinen erzeugen für die Kühlung notwendiges Pumpenkaltwasser. Kennzahlen E Heizung SIA Zielwert E H 130 MJ/m 2 a 240 MJ/m 2 a Baujahr Bauvolumen 538'000 m 3 Baukosten 291 /m 2 Umrechnung: 1 kwh/m 2 a = 3.6 MJ/m 2 a 1 (2. Juli 01) = Fr.

2 Seite 2 Commerzbankzentrale, Frankfurt Raumprogramm Pläne Normgeschoss 1'630 m 2 Wohnungen 4'500 m 2 Einzelhandelsgeschäfte 2'200 m 2 Ausserdem beinhaltet der Gebäudekomplex zusätzlich: - Öffentlicher Durchgang - Überdachte Plaza - Veranstaltungsgebäude mit Auditorium - Bankfiliale Gebäudehöhe 63 Geschosse inklusive Antenne m Vollgeschoss mit Atriumsgarten 1:1'000 Gebäudebeschrieb Die Grundrissform des Hochhauses ist ein gekrümmtes, gleichseitiges Dreieck mit einer Schenkellänge von 60 m. Ein typisches Geschoss besteht aus zwei Büro- und einem Gartenflügel. Zentraler Entwurfsgedanke des Gebäudes ist das Atrium. Dieses ermöglicht eine natürliche Belichtung und Belüftung der Büroflächen. Zur Vermeidung von Zug- und Rauchentwicklung wird das Atrium alle zwölf Geschosse von einer gläsernen Decke unterteilt. Die Erschliessungskerne sind aussen liegend auf die abgerundeten Ecken verteilt. Zwischen den Kernen, welche auch die vertikale Lastabtragung übernehmen, hängen die Segmente, welche die Büros aufnehmen. Ein von Beginn an wichtiges Anliegen war die grosszügige Bepflanzung. Insgesamt neun Gärten von jeweils vier Geschossen sind spiralförmig um die Gebäudeachse gewunden. Jede Seite verfügt über drei Gärten, welche je nach Himmel- und Sonnenausrichtung unterschiedlich bepflanzt sind. So entsteht eine Grünfläche, welche dreimal dem Grundriss des Gebäudes entspricht. Normalgeschoss 1:1'000 Schnitt mit alternierenden Atrien um freien Kern 1:1'000

3 Commerzbankzentrale, Frankfurt Energiekonzept Doppelfassade Der Innenfassade, welche auch die thermische Trennebene zwischen Innenraum und Umgebung darstellt, ist die natürlich durchlüftete Aussenfassade vorgelagert. Mit dieser Fassadenbauart ist es, wie an diesem Beispiel gezeigt wird, möglich, auch bei einem Hochhaus die Büroräume über einen Grossteil des Jahres natürlich zu belüften. Die Aussenluft tritt dabei über spezielle Luftschlitze in der Aussenhaut in den stockweise getrennten Fassadenzwischenraum, welcher gleichzeitig als thermischer Puffer wirkt. Die Öffnungen sind so gestaltet, dass Regeneintritt sicher vermieden wird. Bei Sturm werden alle Fenster von einer zentralen Steuereinheit geschlossen und das System schaltet auf konventionelle Lüftung um. Da die Turmgärten unter Aussenklima stehen, kann die Lüftung auch für die atriumseitigen Büros vollständig mit Aussenluft ohne aufbereiteten Anteil durchgeführt werden. Tageslicht Die spezielle Geometrie des Gebäudes schafft ein hohes Tageslichtangebot. An der Innenfassade des Turms ist die Möglichkeit tageslichtbezogener Arbeitsplätze durch das Atrium gegeben. Die dreieckige Grundrissform mit Atrium und Gartenflügel ermöglicht auch für die innenliegenden Arbeitsplätze einen freien Ausblick auf Stadt und Umland. Heizung/Lüftung Die Temperaturen im Atrium werden auf min. 5 C gehalten. Die Heizung wird über konventionelle, statische Heizkörper an der Aussenund an der Atriumfassade sichergestellt. Während der Wintermonate wird das Gebäude konventionell mit einer kontrollierten Lüftung mit Wärmerückgewinnung betrieben. Die Kühlung der Räume erfolgt über bereichsweise steuerbare Kaltwasser-Kühldecken, die in die Deckenpaneele integriert sind. So treten keine Zugerscheinungen durch Kaltluft auf. Dimensionierung der primären Solar-Elemente Seite 3 Äussere Schale: 8 mm ESG festverglast bei transparenten Bereichen. 8 mm VSG mit Metallfäden im Brüstungsbereich. Innere Schale: 28 mm Isolierglas mit Drehkippflügel Fassadenzwischenraum: 17.5 cm unter Aussenklima Sommerlicher Überhitzungsschutz Sonnenschutz im Fassadenzwischenraum Geschossweise Durchlüftung der Doppelfassade mit Aussenluft Sekundäre Komponenten Wärmerückgewinnungsanlage zur Reduzierung des Energieverbrauchs Das Kaltwasser für die Kühlung wird durch umweltfreundliche Absorptionskältemaschinen erzeugt. Die notwendige Wärme dafür wird aus dem städtischen Ferndampfnetz bezogen. Die beim Kühlprozess entstehende Kondensatwärme wird über Sprühkühltürme in der Gebäudespitze abgeführt. Gebäudetechnik Eine intelligente Gebäudeleittechnik überwacht die verschiedenen Aussenklimafühler und steuert unter anderem die Zu- und Abluftmengen, die Vollabsperrung der Klimaanlage für nicht belegte Gebäudeteile, den aussenliegenden Sonnenschutz, die Stellung der Fenster in Wechselwirkung mit Kühldecke, interner Zuluft und Heizung. Um kostbares Trinkwasser zu sparen, wird das Abschlämmwasser der Kühltürme für die Toilettenspülung nochmals verwendet. Im weiteren wurden aus ökologischen Gründen alle Handwaschbecken in den Toiletten ohne Warmwasserversorgung installiert. Gebäudehülle U-Wert [W/m 2 K] Fassadenkonstruktion 1.30 Transmissions- u. Lüftungsverluste < 848'100 MWh/a

4 Seite 4 Commerzbankzentrale, Frankfurt Erläuterungen zur Konstruktion, Vorteile Die Stahlkonstruktion des Gebäudes nach dem 'Vierendeel- Prinzip' spart im Vergleich zu Stahlbeton erheblich an Gewicht ein und ermöglicht dadurch stützenfreie und flexible Bürogeschosse mit einer Spannweite von 16 m. Die Doppelfassade wird innen durch eine Isolierverglasung mit Kippflügeln in Aluminium- Rahmen begrenzt. Im 17.5 cm breiten Fassadenzwischenraum befindet sich im Abstand von 9 cm zur Innenverglasung der 5 cm breite Aluminiumlamellenstoren zur Beschattung. Den Abschluss im Fensterbereich bildet eine 6 mm dicke Einfachverglasung. Im Brüstungsbereich erfolgt der äussere Abschluss durch eine 8 mm dicke Einfachverglasung, welche rückseitig grau liert ist. Innen ist eine mm dicke Wärmedämmung vor der Geschossdecke aus geschweissten Vierendeel- Stahlträgern mit Brandschutzverkleidung angebracht. Konstruktionsdetails ESG 6 mm Strangpressprofil aus Aluminium Dehn- und Montagefuge 12 mm ESG 8 mm Isolierverglasung 6/14/8 mm Brüstungsabdeckung ESG 6 mm siebbedruckt auf Filzunterlagen und Profilblech Vierendeel- Stahlträger 475/1'100 mm Akustikdecke Metallpaneel 40 mm Fenstermotor Fassadendetail, Vertikalschnitt Brüstungsbereich 1:5 Hersteller / Fabrikat Eigenentwicklung Ove Arup & Partners Malkastenstrasse Düsseldorf Stahlskelletstruktur während dem Bau

5 Commerzbankzentrale, Frankfurt Seite 5 Frischluftzirkulation Wirtschaftlichkeit Gesamtkosten Gebäude 1'045 Mio. Doppelfassade komplett 85 Mio. Wärmerückgewinnungsanlage inklusive Absorptionskältemaschinen und Kühldecken 167 Mio. Sommer Übergangszeit Winter Funktion der Doppelfassade an den aussen liegenden Büros während der verschiedenen Jahreszeiten. Im heissen Sommer wird der Zwischenraum nach aussen entlüftet, während die innere Seite geschlossen bleibt. Die Kühldecke ist in Betrieb. In der Übergangszeit können die Büros natürlich belüftet werden. Im Winter wirkt die Doppelfassade als Pufferraum, innen wird geheizt. Die Turmgärten versorgen die innenliegenden Büros mit Frischluft. Im Sommer strömt die kühle Luft von den nördlichen tiefer liegenden Gärten in das innere Atrium. Die wärmere Luft entweicht über die oben offenen Gärten. Im Winter wird die Luft in den südseitigen Gärten passiv erwärmt. Durch die vertikal versetzten Turmgärten wird das Atrium und die Gärten auf Grund der thermischen Schwerkraftzirkulation quergelüftet. Um eine Kaminwirkung im Innern zu vermeiden, ist das Atrium alle 12 Geschosse unterteilt.

6 Seite 6 Commerzbankzentrale, Frankfurt Literatur- und Quellenangaben Aktueller Praxisratgeber für umweltverträgliches Bauen WEKA Baufachverlage GmbH September IV/1997 ISBN Jodidio P., Sir Norman Foster, 1997, 200 Seiten, Benedikt Taschen Verlag GmbH ISBN Hugi M., Doppelfassaden, Diplomwahlfacharbeit Forschungsstelle Solararchitektur, ETH Zürich, 2000, 23 Seiten Hochhaus einer Bank in Frankfurt a.m., Juni 1997, S , Detail, München, J2772F ISSN Erfahrungen Bei diesem Bürogebäude haben die gute Wärmedämmung und eine moderne Raumkonditionierung in Verbindung mit ausgefeilter Mess-, Steuer- und Regeltechnik einen positiven Einfluss auf die Energiebilanz. Es wird ca % weniger Energie verbraucht als bei vergleichbaren konventionellen Bürogebäuden. Dank dem ausgeklügelten natürlichen Belüftungskonzept kann die benötigte Kühlenergie um ca. 65% gegenüber einer Lösung mit herkömmlicher Belüftung gesenkt werden. Der Sonnenschutz im Fassadenzwischenraum zeigt auf Grund der Durchlüftung mit Aussenluft in diesem Bereich ein sehr günstiges energetisches Verhalten, vergleichbar dem eines aussenliegenden Sonnenschutzes. Gleichzeitig ist er wegen seiner windgeschützten Lage ganzjährig auch bei Sturm einsetzbar und neigt kaum zum Verschmutzen. Mit der gewählten Fassadenkonstruktion ist es also möglich, die energetischen Vorteile eines aussenliegenden Sonnenschutzes mit der natürlichen Lüftung durch Fenster zu kombinieren. Bis zur 50. Etage können alle 8'000 Fenster zum Lüften gekippt werden. Die konsequente Umsetzung des "Gartenkonzeptes" ermöglicht eine sehr gute Frischluftzirkulation, wie sie bei solch grossen Gebäuden normalerweise nur sehr schwer zu realisieren ist. Auch die atriumseitigen Büros sind natürlich belüftet. Sie beziehen ihre Frischluft indirekt über die 14 Meter hohen Gartenglaswände. Das Mikroklima kann dabei Dank den Gartenpuffern optimal gesteuert werden. Adressen Bauherrschaft: Commerzbank Zentrale Große Gallusstrasse Frankfurt Architektur/Energiekonzept: Foster & Partners Riverside 3 22, Hester Rd. London SW11 4AN Einen hohen Grad an Benutzerfreundlichkeit ermöglicht auch das konsequente Tageslichtkonzept. Die innenliegenden Büroräume erhalten dank Atrium und einseitigem Gartenflügel ebenfalls einen reizvollen Ausblick auf die Stadt. Das System ist sehr ausgereift und energetisch sinnvoll. Das Büro Foster konnte aus schon gemachten Erfahrungen lernen und sie vorteilhaft umsetzen. So ist ein energetisch sparsames Gebäude (130 MJ/m 2 a) mit vielen weiteren Qualitäten entstanden, welches zu Recht die Skyline von Frankfurt beherrscht. Tragwerksplanung: Ove Arup & Partners Malkastenstrasse Düsseldorf Krebs & Kiefer Ingenieure Bauwesen GmbH Hilpertstr Darmstadt