Wind Energy for the Built Environment - Twin Tower Building. Entwurfskonzept. ENERGY concrete design competition. Zaneta Choroba, Pamela Siemen

Transkript

1 Entwurfskonzept Funktion/Nutzung: Planungsbeteiligte: Büro Prof. Stefan Behling Ir. Frans Brughuis Mr. Sinisa Stankovic Prof. Mike Graham Standort: - Planungszeit: Obwohl heutzutage ungefähr 75 % der europäischen Bevölkerung in Städten leben, gibt es dort, wo man sie am meisten braucht, noch keine Windkraftnutzungsanlagen. Windenergie wir bis jetzt, hauptsächlich durch Landschaftsfüllenden Windparks genutzt die durch lange Kabellstrecken an die urbanen Gebiete angebunden werden müssen. Hauptprobleme, die Technologie in die Städte zu integrieren waren bisher: - Verminderte Windgeschwindigkeit in Städten - Platzmangel - Lärmentstehung durch Rotation - Größe der Turbinen im städtebaulichen Kontext - Bauliche Einschränkungen

2 Isometrie WEB sieht drei Möglichkeiten der Herstellung von Windenergie in Städten: 1. durch große, seperat stehende Windanlagen, die die umliegenden Gebäude versorgen sollen 2. nachträglich an Gebäude angebaute Windräder 3. durch volle Integration der Windkraftanlage in die Form und Gestalt des Gebäudes. Es gibt mehrere Ansätze, die sich damit beschäftigen wie Hochhäuser genutzt werden könnten um mit Hilfe von Wind Energie herzustellen. Eine technologische Möglichkeit besteht darin den Aufwind der durch warme, aufsteigende und sich abkühlende Luft entsteht zu nutzen. Die andere: Windturbinen im Gebäude zu integrieren und den Luftstrom, der auf das Gebäude trifft zu leiten, bzw. ihn zu maximieren und in Energie umzuwandeln. Das Wind Energy for the Built Environment -Projekt hat sich damit beschäftigt einen Gebäudeprototypen zu entwickeln, der die Windkräfte optimal ausnutz und bis zu 20 Prozent der für den Gebäudebetrieb benötigten Energie herstellt. Bis heute wurde der Bau

3 Grundriss + Schnitt Ausrichtung: unbestimmt

4 Fassadenschnitt

5 Klimastrategie 1 Eine Strategie, die beim Entwerfen des Twin-Tower-Buildings eingesetzt wurde ist die Nutzung des Tunnel- und Hügeleffektes. Durch diese wird der Wind wie durch einen Trichter geleitet, die Windgeschwindigkeit erhöht sich und die Kraft, mit der die Turbinen bewegt werden steigert sich. Aus dem Grund werden die Turbinen ringsum von Gebäudemasse umgeben und befinden sich im oberen Bereich des Hochhauses. Tunneleffekt Hügeleffekt Als optimalste Form, für die größtmögliche Energiegewinnung haben sich Bumerang - und Nierenförmigen Grundrisse herausgestellt. Die gebogenen Formen ziehen an der Spitze Wind in den Zwischenraum ein, die Windgeschwindigkeit wird verschnellert und die Generatoren mit einer stärkeren Kraft angetrieben. Ein zusätzlicher Optimierungsfaktor sind auch die breiten, massigen Verbindungen (im Gegensatz zu schmalen Streben, wie sie zum Beispiel bei Bahrain World Trade Centre vorhanden sind) zwischen den zwei Türmen, da der Windstrom nicht abreißen kann und so mit voller Kraft in die Turbinen geleitet wird. Auch bei schwachen Windverhältnissen entsteht ein Strom, der den Wind quasi in die Öffnungen im Gebäude saugt. Geschwindigkeit Diese Kraft ist höher als bei frei stehenden Anlagen, sodass durch diese Konstruktion im Jahr durchschnittlich 25 Prozent mehr Strom erzeugt werden können.

6 Klimastrategie 2 Power Enhancement Factors Auch musste bei der Entwicklung des Gebäudes die Tatsache beachtet werden, dass sich der Wind dreht, das Gebäude, im Gegensatz zu einer frei stehenden Turbine an seinem Standort starr ist. Dies kann jedoch dadurch ausgeglichen werden, dass der Einfallswinkel des Windes geleite wird und zwischen 30 und 50 Grad liegt, was durch die besondere Form der Gebäudehülle gewehrleistet wird. Besondere Wert wurde auch auf die Grundrisse gelegt, schließlich sollte die stark auf aerodynamische Kräfte ausgelegte Form nicht dazu führen, dass eventuell Räume entstehen, die tagsüber mit künstlichem Licht beleuchtet werden müssen und somit die Energieersparnis kompensiert würde. Die für den Grundriss gewählte Bumerangform ermöglicht viele gleichmäßiggroße, nicht allzu tiefe Räume, die an die verglaste Fassade anschließen. Darstellung der Steigerung der Windkraft leistung in Abhängigkeit zur Position der Windturbine am Gebäude. Referenzwert 1.0 stellt den Windkraftfaktor einer frei stehenden Windkraftanlage dar.