LÖSUNGEN» Zentrale der Heinrich-Böll-Stiftung in Berlin

Transkript

1 24 LÖSUNGEN» Zentrale der Heinrich-Böll-Stiftung in Berlin Der neue Hauptsitz der Heinrich-Böll-Stiftung in Berlin-Mitte setzt architektonisch und energetisch ein Signal: Der Entwurf der Architekten e2a übersetzt die grün-politischen Werte der Stiftung in eine zeitgemässe Ästhetik. Und das Energie konzept von Basler & Hofmann stellt ihre ökologische Vorreiterrolle unter Beweis: Der Energieverbrauch des Büro- und Kongressgebäudes unterbietet die gesetzlich vorgeschriebenen Werte der deutschen Energieeinsparverordnung um die Hälfte und entspricht dem Minergie-P-Eco- Standard. Die Nutzerinnen und Nutzer des Gebäudes geben dem Raumklima nach dem ersten Sommer ebenfalls gute Noten. Realisiert wurden die innovativen Lösungen innerhalb eines eng abgesteckten finanziellen Rahmens. Ein Markenzeichen für die Heinrich-Böll-Stiftung Als die grün-politische Heinrich-Böll-Stiftung im Jahr 2005 den Neubau ihrer Zentrale ausschrieb, war eines klar: Das neue Gebäude in Berlin-Mitte sollte die Grundwerte der Stiftung wie Nachhaltigkeit, Transparenz und Demokratische Kultur vorbildlich umsetzen. Gefordert waren moderne Büroflächen für die 185 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Stiftung sowie ein Konferenzzentrum für 300 Personen. Rund 200 Architekturbüros haben am Wettbewerb teilgenommen. Die Jury entschied sich für den Entwurf von e2a-architekten aus Zürich. Sie schlugen einen kraftvollen Kubus im Stil der Berliner Bauhaus-Architektur vor, der sich mit einer transparenten «Beletage» zum angrenzenden Stadtpark öffnet. Dieser durchlässige Raum, der die darüberliegenden vier Bürostockwerke fast schweben lässt, dient als Tagungszentrum für die zahlreichen öffentlichen Veranstaltungen der Stiftung. Damit holt sie «die Welt ins Haus» wie die Heinrich-Böll-Stiftung selbst titelt. Doch nicht nur die Architektur setzt die Werte der Stiftung beispielhaft um: Das Energiekonzept des Ingenieurunternehmens Basler & Hofmann nimmt eine Vorreiterrolle in Sachen Nachhaltigkeit ein. Mit einem gewichteten Endenergieverbrauch von 27.7 kwh/m 2 EBF a (gewichtet nach Minergie) oder 55.7 kwh/m 2 EBF a (gewichtet nach der deutschen Energieeinsparverordnung EnEV) liegt es weit unter den Werten anderer moderner Bürogebäude. Gleichzeitig legte die Stiftung grossen Wert auf ein gesundes und behagliches Arbeitsumfeld und eine möglichst Ressourcen schonende Bauweise. Die angewandten Nachhaltigkeitsprinzipien lassen sich mit denen des Minergie-P-Eco-Standards vergleichen. Integrale Planung als Erfolgsfaktor: energieeffizient und preiswert Derart anspruchsvolle Energiewerte lassen sich nur erzielen, wenn Architektur, Fassade und Gebäudetechnik fein aufeinander abgestimmt sind. Was andernorts nur als Schlagwort benutzt wird, wurde beim Gebäude der Heinrich-Böll-Stiftung in allen Details gelebt: integrale Planung. Damit schaffte es das Planungsteam, die Investitions- und Betriebskosten auf ein Minimum zu reduzieren. Die Investitionskosten für Heizung, Lüftung,

2 Die Welt ins Haus lassen: Die transparente Beletage das Konferenzzentrum. 2 Der Primärenergieverbrauch des neuen Bürogebäudes (berechnet n. EnEV) liegt bei weniger als der Hälfte des Wertes, den die deutsche Energieeinsparverordnung EnEV verlangt. 3 Der Neubau der Heinrich-Böll-Stiftung in Berlin-Mitte wurde im Mai 2008 bezogen. Das Vorzeigeobjekt verbindet aussergewöhnliche Architektur mit energieeffizienter Gebäudetechnik. (Foto: Jan Bitter) kwh/m 2 a Anforderung nach EnEV Heinrich Böll Stiftung Elektrizität (Beleuchtung) Elektrizität (Heizung, Kälte, Lüftung) Warmwasser (Fernwärme) Raumwärme (Fernwärme) 3

3 4 4 Das Atrium funktioniert als natürliche Lunge des Büro- und Konferenzgebäudes. 5 Tabelle: Investitionskosten im Vergleich. / Grafik: Jährliche Energiekosten der Heinrich-Böll-Stiftung. 6 Das Atrium wirkt wie eine Lunge: Die Thermik sorgt für einen natürlichen Luftaustausch Energiekosten Heizungs- /Kühlanlagen Lüftungsanlagen Sanitäranlagen Benchmark für Bürogebäude [CHF/m² EBF] Heinrich-Böll-Stiftung Bürogeschosse [CHF/m² EBF] CHF/m 2, Jahr Raumwärme Warmwasser Elektrizität / HLKS-Anlagen Elektrizität / Beleuchtung Wasserverbrauch / Kühlung

4 27 Klima und Kälte liegen bei rund 12 Prozent der gesamten Baukosten von CHF 2575/m 2 BGF für die BPK2 ein Spitzenwert für die Nutzung Kongresszentrum/Geschäftshaus. Auch die jährliche Energierechnung dürfte der Heinrich-Böll-Stiftung kein Kopfzerbrechen bereiten: Die Energiekosten für die gesamte Gebäudetechnik betragen pro Jahr 3.70 CHF/m 2 EBF. Alleine eine konventionelle Kühlung würde jährliche Kosten in Höhe von ca CHF/m 2 EBF verursachen (s. Abb. 5). Intelligentes Energiekonzept Das Energiekonzept wurde in einem interdisziplinären Team aus Bauphysikern, Gebäudetechnikern und Ökologen in Zusammenarbeit mit dem Architekten und der Bauherrschaft entwickelt. Es verfolgt drei wesentliche Prinzipien: Intelligente Systeme mit möglichst wenig Geräten das spart Ressourcen und hält die Installations- und Betriebskosten tief. Energie ist erst verloren, wenn sie das Gebäude verlassen hat. Abwärme wird auf innovative Weise wieder genutzt. Möglichst natürliche und nutzerbestimmte Lüftung und Kühlung. In vielen Bürogebäuden sind die Nutzerinnen und Nutzer der Technik ausgeliefert. Im Gebäude der Heinrich- Böll-Stiftung bestimmen die Mitarbeitenden selbst über Lüftung und Kühlung. Das Atrium als Lunge Damit der CO 2 -Gehalt in der Raumluft auf einem angenehmen Niveau bleibt, ist eine regelmässige Frischluftzufuhr nötig. Bei der Heinrich-Böll-Stiftung setzt man dabei auf eine natürliche Lüftung: Das Atrium im Innern des Gebäudes wirkt wie eine Lunge. Im Sommer wird der Innenhof durch das offene Atriumsdach natürlich belüftet. Im Winter, wenn das Dach geschlossen ist, sorgt ein Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung für die Frischluftzufuhr in das Atrium. Es nutzt die Abwärme der Abluft zum Aufwärmen der Frischluft. Die Büros lassen sich mit hohen, schmalen Fensterflügeln zum Atrium und zu den Fluren im Innern des Gebäudes hin öffnen. Diese Querlüftung versorgt die Innenräume ganz nach Bedarf mit frischer Luft dank des Atriums ohne die sonst üblichen Wärmeverluste im Winter und ohne Ventilatoren, die zusätzlich Energie verbrauchen würden. Durch die Ausnützung der natürlichen Thermik im Atrium kann mit minimalem Energieeinsatz ein Maximum an Wohlbefinden im Gebäude erzielt werden. Faktor 10 mit gutem Gewissen kühlen Moderne Bürogebäude unterliegen einem Paradox: Sind sie gut wärmegedämmt, benötigen sie zwar wenig Heizenergie, dafür steigt jedoch der Kühlenergiebedarf. Denn die zahlreichen Bürogeräte heizen das Gebäude von innen auf und die überschüssige Wärme kann nicht mehr durch die Gebäudehülle abfliessen. Normalerweise läuft deshalb im Sommer die Klimaanlage mit hohem Energieverbrauch. Für die Nutzerinnen und Nutzer bedeutet dies: Fenster geschlossen halten. Für eine gute Energiebilanz ist eine Kühlung mit niedrigem Primärenergieverbrauch entscheidend. Auch die Aussenfassade der Heinrich-Böll-Stiftung verfügt über gute Dämmwerte: Sie hat einen Glasanteil von rund 65 Prozent und ist 3-fach verglast ausgeführt. Hier wird jedoch nicht mit der Kältemaschine, sondern mit Wasser gekühlt. In allen Büros sind entlang der Fensterfronten so genannte Brüstungsklimageräte installiert. Darin befindet sich ein Hochleistungswärmetauscher, durch den im Sommer Wasser mit einer Temperatur von 20 C zirkuliert. Ein kleiner Ventilator im Brüstungsklimagerät verteilt die gekühlte Luft im Raum. Auch bei Aussentemperaturen von 32 C steigt die Raumtemperatur nicht über einen Maximalwert von 25 C. 6 Atrium offen Atrium geschlossen Sommer Winter

5 28 Das dafür benötigte Kühlwasser wird über einen adiabatischen Rückkühler im Keller des Gebäudes erzeugt: Auf seinen Rohren wird Stadtwasser versprüht. Dabei entsteht Verdunstungskälte, die das Kühlwasser wieder auf 20 C abkühlt. Danach gelangt das Wasser wieder zurück in den Kreislauf. Die Vorteile des Systems liegen auf der Hand: Konventionelle Klimasysteme benötigen Wasser mit einer Temperatur von 8 bis 10 C. Das Kühlwasser wird im Raum dann wieder auf 12 bis 18 C erwärmt. Diese Art der Kälteerzeugung verschlingt sehr viel elektrische Energie. Beim System, das in der Heinrich-Böll- Stiftung eingesetzt wird, ist kein «Temperatursprung» nötig, zur Kühlung genügt Wasser mit einer Temperatur von 20 C. Dadurch wird hier um den Faktor 10 effizienter gekühlt als mit herkömmlichen Systemen. Im Winter heizen die Server eine «ausgezeichnete» Idee Das Brüstungsklimagerät sorgt im Sommer für Kühlung, im Winter für Wärme. Und auch beim Heizen ist es aussergewöhnlich effizient. Während herkömmliche Heizsysteme eine Heizwassertemperatur bis 50 C benötigen, wärmt das innovative Brüstungsklimagerät die Büros bereits mit einer Vorlauftemperatur von 28 C. Und was andernorts lästige Wärmelast ist, wird hier effektiv genutzt: die Abwärme der Server. Die Server der Heinrich-Böll-Stiftung sind in so genannten Cool-Racks eingebaut ein «Kühl-Schrank» im wahrsten Sinne des Wortes. Damit können die Server in die Gebäudetechnik eingebunden und ihre Abwärme direkt nutzbar gemacht werden. Die Cool-Racks werden von Wasser mit einer Temperatur von 23 C durchflossen. Die Serverabluft erwärmt das Wasser auf eine Temperatur von ca. 28 C. Das so erwärmte Wasser wird dann in das Heizsystem eingespeist und sorgt in den Büros für angenehme Temperaturen im Winter. 90 Prozent der so «gewonnenen» Energie kann direkt als Heizenergie genutzt werden, rund 10 Prozent werden für die Pumpen benötigt, die für die Umwälzung des warmen Wassers sorgen. Im Sommer werden auch die Server über den Adressen Bauherr Heinrich-Böll-Stiftung e.v., Herr Bert Bloss Schumannstrasse 8, D Berlin-Mitte, Architektur: e2a Architekten. Piet Eckert Hardturmstrasse 76, CH-8005 Zürich, Energiekonzept, Bauphysik, Ökologie, TGA-Planung Basler & Hofmann, Ingenieure und Planer AG, Philipp Grob, Forchstrasse 395, CH-8032 Zürich Tel , Klimasystementwickler Beat Kegel, Spyrigstrasse 7, CH-8044 Zürich Tel adiabatischen Rückkühler gekühlt. Für dieses aussergewöhnliche Konzept erhielt Basler & Hofmann den Green-CIO Award der Information Week in Kooperation mit Experton Group. Der Preis würdigt innovative Projekte, die die Energieeffizienz von IT-Systemen deutlich verbessern. Daten und Fakten Gebäude Ort Berlin Planung Bau/Sanierung Gebäudetyp Geschäftshaus mit Kongresszentrum Anzahl Arbeitsplätze ca. 200 Energiebezugsfläche (EBZ) 5607 m 2 Gebäudehülle Gebäudehüllfläche A 5746 m 2 Gebäudehüllzahl A/EBF 1.02 Fensterfläche FF inkl. Brüstung > Glasfläche geringer 2977 m 2 Fensterfläche FF/EBF 0.53 U-Wert gesamtes Fenster ca. 0.9 W/m 2 K g-wert Glas 0.4 % U-Werte Boden gegen Erdreich Wand gegen Erdreich Wand gegen aussen Decke, resp. Dach gegen aussen Fenster, inkl. Rahmen Aussentüren Atriumsdach 0.32 W/m 2 K 0.26 W/m 2 K 0.11 W/m 2 K 0.17 W/m 2 K W/m 2 K 1.3 W/m 2 K 1.8 W/m 2 K Energieerzeugung Fernwärme von Vattenfall Berlin Kühlung: KW 25 für Büros in Kombination mit Kältemaschine für Entfeuchtung/Kühlung Kongresszentrum Wärmespeicher: kein Wärmespeicher Wärmeverteilung System / Lufterneuerung mit WRG Konvektives Heizsystem mit Brüstungsklimageräten Rio-Therm Natürlich Lüftung mit Wärmerückgewinnung auf den Bürogeschossen Konventionelle Lüftung in den Konferenzräumen Primärenergieberechnung nach Minergie Heizwärmebedarf 15.7 kwh/m 2 EBFa Wärmebedarf für Warmwasser 3.7 kwh/m 2 EBFa 8.2 kwh/m 2 EBFa Elektrizität für Beleuchtung 11.2 kwh/m 2 EBFa Ertrag PV kwh/a Primärenergieberechnung nach EnEV (Deutschland) Heizwärmebedarf 17.4 kwh/m 2 EBFa Wärmebedarf für Warmwasser 4.1 kwh/m 2 EBFa 14.4 kwh/m 2 EBFa Elektrizität Beleuchtung 19.8 kwh/m 2 EBFa Endenergieverbrauch Fernwärme für Raumwärme Fernwärme für Warmwasser Elektrizität für Beleuchtung 30.5 kwh/m 2 EBFa 7.2 kwh/m 2 EBFa 4.8 kwh/m 2 EBFa 6.6 kwh/m 2 EBFa