inspire Multifunktionale Fassaden aus Holz für die Sanierung Alpbach Sebastián Hernández-Maetschl, Architekt

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1 inspire Multifunktionale Fassaden aus Holz für die Sanierung Alpbach Sebastián Hernández-Maetschl, Architekt

2 Inhalt 1 Gumpp & Maier GmbH Vorstellung des Unternehmens 2 TES retrofit Sanierung mit vorgefertigten Fassadenelementen in Holzbauweise 3 TES retrofit AAA - inspire Integration der Haustechnik 4 Pilotprojekt Ludwigsburg Anwendung des inspire Systems Seite 2

3 Gumpp & Maier GmbH Büro und Fertigungshalle in Binswangen (Dillingen) Seite 3

4 Gumpp & Maier GmbH Die Fertigung Seite 4

5 Gumpp & Maier GmbH Übersicht Geschäftsfelder Ca. 80 Mitarbeiter / ca. 13,5 Mio. Umsatz 2014 Privatkunden Gewerbliche Kunden Hochwertige Neubauten in schlüsselfertiger Ausführung Hochwertige Sanierungen in schlüsselfertiger Ausführung Dachkonstruktionen und Elemente für Weiterverarbeiter Projektentwicklung, Planung, Konzeption und Ausführung Forschung & Entwicklung smarttes leanwood Seite 5

6 Inhalt 1 Gumpp & Maier GmbH Vorstellung des Unternehmens 2 TES retrofit Sanierung mit vorgefertigten Fassadenelementen in Holzbauweise 3 TES retrofit AAA - inspire Integration der Haustechnik 4 Pilotprojekt Ludwigsburg Anwendung des inspire Systems Seite 6

7 TES Energy Facade Neue Fassaden für die Stadt Grüntenstrasse in Augsburg, QUELLE: G&M Seite 7

8 TES Energy Facade Faktor 10 Die Motivation Seite 8

9 TES Energy Facade Der Bedarf m² Wfl Einheiten Seite 9

10 Forschungsziel: Develop a façade renovation method (TES Method) based on large scale, timber based elements for substantial improvement of the energy efficiency of a renovated building, which would be applicable throughout Europe. [source: TES-Manual] Partners_ FINLAND: Helsinki University of Technology Woodpolis Oy NCC rakennus Oy Stora Enso Timber Puuinfo Oy The housing Finance and Development Centre of Finnland Kiinteistolliitto. GERMANY: TU München O. Lux Timber Construction Anton Ambros GmbH. Gumpp & Maier GmbH. NORWAY: Norwegian University of Science and Technology Trebyggeriet AS. Seite 10

11 TES EnergyFacade: Ein Bausystem Durchgehend geplante und aufeinander abgestimmte Bauabläufe Präzision, Qualität und ein ökologisches Bausystem Reduzierung der Bauzeit und Verringerung der Störung des Wohnumfeldes Verbesserung der bauphysikalischen Eigenschaften der Gebäudehülle und Ausgleich unebener Fassadenoberflächen Lastabtragendes Bausystem aus statisch wirksamen, räumlichen Elemente Verwendung unterschiedlichster Fassadenbekleidungen und gestalterische Vielfalt Integration von Solarelementen und/oder haustechnischen Komponenten Partners_ FINLAND: Helsinki University of Technology Woodpolis Oy NCC rakennus Oy Stora Enso Timber Puuinfo Oy The housing Finance and Development Centre of Finnland Kiinteistolliitto. GERMANY: TU München O. Lux Timber Construction Anton Ambros GmbH. Gumpp & Maier GmbH. NORWAY: Norwegian University of Science and Technology Trebyggeriet AS. Seite 11

12 TES Energy Facade Die TES Methode ein systematischer Workflow definierter Sanierungsprozess entlang eines systematischen Workflows digitales Aufmaß und 3D Produktionsplanung Produktion, Vorfertigung im Werk Transport, Montage und Abschlussarbeiten vor Ort auf der Baustelle 1. Digitales Aufmaß 4. Montage 2. CAD/CAM 3D Modell 3. Vorfertigung Quelle: TES Manual, Abschlussbericht des Forschungsvorhabens Seite 12

13 TES Energy Facade 3D Aufmaß Reverse Engineering Grüntenstrasse in Augsburg, QUELLE: lattkearchitekten Seite 13

14 TES Energy Facade Aufmaß: direkte Übertragung in CAD/CAM Software Grüntenstrasse in Augsburg, QUELLE: G&M Seite 14

15 TES Energy Facade Arbeitsvorbereitung auf Basis des Bestandsmodells Grüntenstrasse in Augsburg, QUELLE: G&M Seite 15

16 TES Energy Facade Vorfertigung Elemente ab dem Werk von Gumpp & Maier QUELLE: Gumpp & Maier GmbH und lattkearchitekten Seite 16

17 TES Energy Facade Vorfertigung Elemente ab dem Werk von Gumpp & Maier QUELLE: Gumpp & Maier GmbH Seite 17

18 TES Energy Facade Transport Sanierung Parkview Hub, London Seite 18

19 TES Energy Facade Montage Sanierung Parkview Hub, London Seite 19

20 Montage Sanierung Grüntenstraße, Augsburg Seite 20

21 TES Projekte Sanierung in Augsburg: WBG Augsburg, Grüntenstraße Zustand vor der Sanierung Quelle: lattkearchitekten Seite 21

22 TES Projekte Sanierung in Augsburg: WBG Augsburg, Grüntenstraße Zustand nach der Sanierung Quelle: lattkearchitekten Seite 22

23 TES Energy Facade Vorgefertigte Wandelemente - die Vorteile: leichte, effiziente Holztafelbauweise große Flächen, große Elemente schnelle, standardisierte Produktion dennoch hohe Flexibilität und Anpassung an den Wunsch des Kunden hoher Vorfertigungsgrad, hohe Verarbeitungsqualität Luftdichtigkeit und Wärmedämmgrad sind sichergestellt witterungsunabhängig, trockene Bauteile Fenster bereits ab Werk eingebaut Fassadenverkleidung, Putz und Anstrich bereits im Werk aufgebracht schnelle Montage auf der Baustelle Seite 23

24 Sanierung mit Holzbausystemen Welche Erwartungen haben Eigentümer an die Sanierung Ihrer Immobilien? vertretbaren Aufwand der Maßnahme Amortisierung der Maßnahme durch verringerte Heizkosten und durch Zuschüsse Wertsteigerung durch höhere Lebensqualität Warum sind die Sanierungsquoten zu gering? Ertrag zu gering, Aufwand zu groß Objekte sind bewohnt Gesamtzustand der Gebäude bereits zu schlecht Welche Lösungen bietet TES? Anpassung an Bestandsgebäude neue Hülle Passivhausstandard möglich schnelle Bauzeit, geringe Störung Bewohner können im Gebäude bleiben (?) Ist TES als Sanierungsmethode konkurrenzfähig? Gesamtaufwand spricht erstmal dagegen Ja, in Hinblick auf den gesamten Lebenszyklus Ja, wenn architektonische und bauphysikalische Möglichkeiten ausgeschöpft werden Möglichkeiten gesucht, um: TES Methode weiterzuentwickeln Kosten in ein besseres Verhältnis zu bringen Position des Holzbaus in der Sanierung zu stärken Seite 24

25 Inhalt 1 Gumpp & Maier GmbH Vorstellung des Unternehmens 2 TES retrofit Sanierung mit vorgefertigten Fassadenelementen in Holzbauweise 3 TES retrofit AAA - inspire Integration der Haustechnik 4 Pilotprojekt Ludwigsburg Anwendung des inspire Systems Seite 25

26 inspire Integration der Haustechnik Die Sanierung mit vorgefertigten Holzbauelementen konkurrenzfähig machen: Zielgruppe: Gebäude an ihrem Lebensende Andere Sanierungsmaßnahmen unrentabel: TES oder Abriss Mehrwert durch Integration der Haustechnik anstatt Kosten senken (nicht konkurrenzfähig zu WDVS) Störung der Bewohner minimieren Vorfertigung maximieren Eigentümer erhält neues Gebäude mit neuer Lebensdauer Lebensstandard: Behaglichkeit und Design auf aktuellen Standard bringen oder vielleicht sogar auf den Standard der Zukunft Seite 26

27 inspire Integration der Haustechnik FP7 inspire project Tackle the problem of high-energy consumption by producing systemic renovation solutions that can be applied to residential and office buildings. The renovation packages developed by inspire aim to reduce the primary energy consumption of a building to lower than 50 kwh/m² y Duration 4 years 1115 PM (~93 years) 11 Mio 70% RTD and 20 % Demo 24 partners 50% industry (1/2 of them SME s) Demos Ludwigsburg (DE) Madrid (ES) and Verona (IT) Seite 27

28 inspire Integration der Haustechnik Erweiterung der TES Methode Basis: TES Fassade, Wärmedämmung integrierter Solarkollektor integrierte Lüftungsschächte integrierter mikro Wärmetauscher integrierte mikro Wärmepumpe + Wärmetauscher Wärmepumpe für Heizung und Warmwasser: Vaillant Satellitenmodule Installationsschacht Integrierte Leitungen: Trinkwasser, kalt Trinkwasser, warm Abwasser Heizung Elektroinstallation Seite 28

29 KIT 1: Belüftung und Heizung KIT 1: Belüftung und Heizung Basis: TES Fassade Bereits bei der Vorfertigung in die Fassade integriert: Mikrowärmepumpe Lüftungsanlage mit WRG Lüftungsschächte Schalldämpfer Lüftungsschächte innerhalb der Wohnung optional Seite 29

30 KIT 1: Belüftung und Heizung (einzige) Lösung für Sanierung der Heizung und Einbau einer mechanischen Lüftung, bei der die Bewohner im Gebäude bleiben können von Außen Passivhausstandard ohne die üblichen Probleme erreichbar höchste Energieeffizienz, die in der Sanierung erreicht werden kann Energieverbrauch minimieren Seite 30

31 KIT 1: Belüftung und Heizung Belüftung: Konztept mit Auslässen im Innenraum Seite 31

32 KIT 1: Belüftung und Heizung Belüftung: Konztept ohne Leitungen im Innenraum Seite 32

33 KIT 1: Belüftung und Heizung Ansicht: Wandelement EG Seite 33

34 KIT 1: Belüftung und Heizung Horizontalschnitt: Detail Mikrowärmepumpe Seite 34

35 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht KIT 2: Leitungen und Installationsschacht neues Installationssystem für veraltete Gebäude neue Lebensdauer kurze Bauzeit, reibungsloser Bauablauf vergleichsweise kostengünstig Seite 35

36 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht KIT 2: Leitungen und Installationsschacht neues Installationssystem für veraltete Gebäude neue Lebensdauer kurze Bauzeit, reibungsloser Bauablauf vergleichsweise kostengünstig Seite 36

37 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Basis: TES Fassade Raum zwischen Bestandsgebäude und neuer Holzbauhülle nutzen Neue Leitungen und Kabel an der Außenseite des Gebäudes verlegen Vorgefertigter Schacht ermöglicht kurze Bauzeit für neue Leitungs- und Kabelinstallationen Trinkwasser, kalt Trinkwasser, warm Heizung, Vorlauf Heizung, Rücklauf Abwasser el. Leitungen Lüftungsschacht Satellitenstationen verbinden den Gebäudekreislauf mit den einzelnen Stockwerkskreisläufen Seite 37

38 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Vertikale Verteilung ST Anschluss DG Belüftung Schacht Leitungen Keller Belüftung Gebäudeheizung, Ventilation Seite 38

39 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht Seite 39

40 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Detail, Horizontalschnitt Seite 40

41 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Anschlüsse unten Seite 41

42 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Anschlüsse oben Seite 42

43 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Tragwerk Vertikale Ständer an den Seiten tragen Eigengewicht und Windlasten ab REI 60, K 2 60 Seite 43

44 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Brandschutz REI 60, K 2 60 Hilti Brandschutzstein + Brandschutzbandage Brandschutzausführung gemäß MBO in Verbindung mit der MLAR (Muster- Leitungsanlagen-Richtlinie) Seite 44

45 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Vorfertigung REI 60, K 2 60 Hilti Brandschutzstein + Brandschutzbandage Brandschutzausführung gemäß MBO in Verbindung mit der MLAR (Muster- Leitungsanlagen-Richtlinie) Seite 45

46 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Vorfertigung Seite 46

47 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Vaillant Satellitenstation Anschluss an Schacht je Geschoß Wärmetauscher, keine direkte Verbindung der Kreisläufe zentrale Steuerung pro Geschoß Seite 47

48 KIT 2: Leitungen und Installationsschacht Installationsschacht: Transport Seite 48

49 KIT 3: Solare Energiegewinnung KIT 3: Solare Energiegewinnung Sanierung: Energieverbrauch reduzieren + Enerergiegewinnung Integration in Dach und Fassade Solarelemente oberflächenbündig integrieren ansprechenderes Design durch bündige Oberflächen Seite 49

50 KIT 3: Solare Energiegewinnung KIT 3: Solare Energiegewinnung Solarthermie und Photovoltaik technisch und optisch einwandfrei kombinieren kostengünstiger als nachträgliche Installation einfacher und schneller als konventioneller Einbau Seite 50

51 Pilotprojekt Ludwigsburg Anschluss der Solarkollektoren über den Schacht Seite 51

52 Inhalt 1 Gumpp & Maier GmbH Vorstellung des Unternehmens 2 TES retrofit Sanierung mit vorgefertigten Fassadenelementen in Holzbauweise 3 TES retrofit AAA - inspire Integration der Haustechnik 4 Pilotprojekt Ludwigsburg Anwendung des inspire Systems Seite 52

53 Pilotprojekt Ludwigsburg Objekt Karl-Dieter-Str. 24, Ludwigsburg Seite 53

54 Pilotprojekt Ludwigsburg Sanierungskonzept Dach: Mineralwolle 30 cm TES Elemente: Zellulose 30 cm (zwischen Ständern) Fenster: 3-fach Isolierverglasung Perimeter: XPS 22 cm Seite 54

55 Pilotprojekt Ludwigsburg Horizontalschnitt, Eckdetail Wechselfalzschalung, 22 mm, Keim Anstrich Lattung und Konterlattung, 2 x 30 mm, Hinterlüftungsebene Fassadenbahn, diffusionsoffen Holzweichfaserplatte, 35 mm Ständer / Riegel, C24, 60/300 mm, mit Zellulosedämmung OSB, 15 mm Mineralwolle, 60 mm Dämmung Bestand, 50 mm, WDVS Bestandswand, Betonhohlblock, 310 mm Innenputz, 15 mm Seite 55

56 Pilotprojekt Ludwigsburg Horizontalschnitt, Fensterdetail Seite 56

57 Pilotprojekt Ludwigsburg Vertikalschnitt, Fensterdetail Trinkwasser, kalt Trinkwasser, warm Heizung (Zu- / Rücklauf) Abwasser Lüftungsschacht Fassadenbelüftung Seite 57

58 Pilotprojekt Ludwigsburg Vertikalschnitt, Sockeldetail Stahlkonsolen: tragen Vertikallasten aus Eigengewicht der Fassadenelemente ab Seite 58

59 Pilotprojekt Ludwigsburg Aufmaß X X Wichtige Punkte in 3D aufmessen Simultan wird aus den Daten das Bestandsmodell erzeugt X X X X X X X X X X X X X X X X Seite 59

60 Pilotprojekt Ludwigsburg Gebäudemodell Digitales Gebäudemodell Modelliert mit Sema Holzbau CAD/CAM Software Visualisierung der Aufmaßpunkte Seite 60

61 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Herstellung der Wand- und Dachelemente Seite 61

62 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Herstellung der Wandelemente Seite 62

63 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Einsetzen der Fenster Seite 63

64 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Herstellung der Wandelemente Seite 64

65 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Integration der mechanischen Lüftung Seite 65

66 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Integration der mechanischen Lüftung Seite 66

67 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Integration der Mikrowärmepumpe Integration in der Werkshalle Zugang für Abschlussarbeiten und Wartung von außen Seite 67

68 Pilotprojekt Ludwigsburg Vorfertigung: Dachelemente Seite 68

69 Pilotprojekt Ludwigsburg Transport Seite 69

70 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (1): Installationsschacht, Leitungen Befestigungsvorrichtung für Elemente Installationsschacht und Leitungen: als erstes montiert Bauchbinde : horizontale Lasten Sockel: vertikale Lasten aus Fassadenelementen durch Stahlwinkel abgetragen Seite 70

71 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (1): Installationsschacht Seite 71

72 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (1): Installationsschacht Seite 72

73 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (1): Befestigungsvorrichtung für Elemente, Sockel Seite 73

74 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (1): Befestigungsvorrichtung für Elemente, Hauswand Seite 74

75 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (2): Erdgeschoß Lüftungsschächte Schalldämpfer Mikrowärmepumpe + Abluftwärmetauscher Seite 75

76 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (2): Erdgeschoß Seite 76

77 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (3): Obergeschoß Lüftungsschächte Abluftwärmetauscher Schalldämpfer Seite 77

78 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (3): Obergeschoß Seite 78

79 Pilotprojekt Ludwigsburg Montage (4): Dachgeschoß, Dachelemente Solarkollektor Seite 79

80 Pilotprojekt Ludwigsburg Solarkollektor Seite 80

81 Pilotprojekt Ludwigsburg Solarkollektor Seite 81

82 Pilotprojekt Ludwigsburg Solarkollektor: Schnitt Seite 82

83 Pilotprojekt Ludwigsburg Ergebnis: SOURCE: Vaillant GmbH Seite 83

84 Pilotprojekt Ludwigsburg Ergebnis: SOURCE: Vaillant GmbH Seite 84

85 visit inspire website This document has been produced in the context of the inspire Project. The research leading to these results has received funding from the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/ ) under grant agreement n All information in this document is provided "as is" and no guarantee or warranty is given that the information is fit for any particular purpose. The user thereof uses the information at its sole risk and liability. For the avoidance of all doubts, the European Commission has no liability in respect of this document, which is merely representing the authors view. Seite 85