_02 Materialität und Konstruktion. _03 Energiekonzept und Monitoring. _04 Herausforderungen an den Fertigungsprozess. _05 Impressionen Bauwerk

Transkript

1 Präsentations- und Verwaltungsgebäude ABI-Beton Ein Gebäude-Entwurf zum Einsatz oberflächenfertiger Elementwände und aktivierter Elementdecken _01 Architektur und Gestaltung _02 Materialität und Konstruktion _03 Energiekonzept und Monitoring _04 Herausforderungen an den Fertigungsprozess _05 Impressionen Bauwerk

2 Lage Das Präsentations- und Verwaltungsgebäude des Betonfertigteilwerkes befindet sich inmitten eines industriell geprägten Areals am Rhein.

3 Äußere Gestalt Die stringent gerasterte Betonhülle steht bewusst im Kontrast zu seiner inhomogenen Umgebung.

4 Innere Funktion Atrium Das sich nach Süd-Westen öffnende Atrium bildet das Zentrum des Bauwerks und symbolisiert das Bindeglied der arbeitsstrukturellen Abläufe.

5 Innere Funktion Atrium Das sich nach Süd- Westen öffnende Atrium bildet das Zentrum des Bauwerks und symbolisiert das Bindeglied der arbeitsstrukturellen Abläufe.

6 Innere Funktion Atrium Prozesscluster In den Entrée flexiblen Grundrissdispositionen finden Der offene Kopfbereich sich erschließt die optimierten die zweihüftigen Seitenflügel arbeitsstrukturellen Abläufe & der Gubt verschiedenen den Blick auf das Prozesscluster zentrale Atrium wieder. frei.

7 Präsentations- und Verwaltungsgebäude ABI-Beton Ein Gebäude-Entwurf zum Einsatz oberflächenfertiger Elementwände und aktivierter Elementdecken _02 Materialität und Konstruktion

8 Materialität und Konstruktion Die vorherrschenden Materialien bilden Beton, Holz und eloxiertes Aluminium. Die Haptik der Betonfertigteile der inneren und äußeren Tragstruktur nimmt Bezug auf das hergestellte Produkt und steht im Kontrast zu den Holzoberflächen der Einbauten.

9 Materialität und Konstruktion Außenwände als Thermwände 6,0 cm Innenschale 15 cm Ortbeton 12 cm EPS-Hartschaum WLG 028 7,0 cm Außenschale Decken als oberflächennahe betonkernaktivierte Elementdecken 6,0 cm Filigrandecken, inkl. oberflächennaher Betonkernaktivierung 24 cm Ortbeton Fassadenschnitt Atrium Fassadenschnitt Eingang

10 Materialität und Konstruktion Oberfläche: Eloxal C33 Fensterdetail: Schnitt Fensterdetail: Grundriss

11 Präsentations- und Verwaltungsgebäude ABI-Beton Ein Gebäude-Entwurf zum Einsatz oberflächenfertiger Elementwände und aktivierter Elementdecken _03 Energiekonzept und Monitoring

12 Energiekonzept Die Beheizung des Präsentations- und Verwaltungsgebäudes der Firma ABI-Beton erfolgt ausschließlich über regenerative Energien. Als Energiequelle der Wasser-Wasser- Wärmepumpen dient das Erdreich. Die Anlage besteht aus 20 Erdwärmesonden mit Tiefen von m.

13 Energiekonzept Die Beheizung der Räume erfolgt über eine oberflächennahe Betonkernaktivierung (Decke der Firma ABI-Beton), Heizkörper werden nicht benötigt (Ausnahme: WC- Anlagen und im Treppenhaus). Bei diesem System werden Kunststoffrohre in die Fertigdecke einbetoniert, welche von warmem Wasser durchflossen das Gebäude beheizen.

14 Winterbetrieb (Heizlast ~ 60 kw) Energiekonzept In den Wärmepumpen wird durch Verdichtung und unter Zufuhr von Elektroenergie das Energiepotential des Wassers auf eine für Heizzwecke notwendige Temperatur (ca. 35 C) angehoben und über den Verflüssiger an das Heizsystem abgegeben. Bei diesem Heizsystem werden Leistungszahlen der Wärmepumpen r > 4,0 erreicht; d.h. unter Zufuhr von 1 kw elektrischer Energie werden über 4,0 kw thermische Energie erzeugt.

15 Sommerbetrieb Energiekonzept Das kühle Wasser aus dem Erdreich wird durch die einbetonierten, oberflächennahen Kunststoffrohre der thermisch aktiven Decken gefördert. Der Beton speichert die Wärme und diese wird über das Kühlsystem wieder entladen. Die Räume werden also ohne einen mechanischen Kälteerzeuger gekühlt, wobei die Raumtemperaturen im Sommer ca. 26 C betragen.

16 Zu-/Abluft-Anlage Das Gebäude ist mit einer mechanischen Zu-/Abluft-Anlage mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung und einer adiabatischen Kühlung ausgestattet. Energiekonzept Der Wärmerückgewinnungsgrad beträgt ~ 80%, d.h. mehr als 80% der Wärme aus der Abluft wird für die Zuluft zurückgewonnen. Die übrigen 20% sowie die minimalen Wärmeverluste der Gebäudehülle werden durch eine Erdsonden- Wärmepumpenanlage erzeugt.

17 Thermisches Langzeit-Monitoring der thermisch aktivierten Bauteile durch den Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen der RWTH Aachen. Ziel ist die Ermittlung der Leistungsfähigkeit der thermisch aktivierten Elemente. Auf Basis der durchgeführten Messung kann später die Leistungsfähigkeit für unterschiedliche Randbedingungen ermittelt werden. Methode: Erfassung der Temperaturen in der Thermowand und im verfüllten Arbeitsraum. Erfassung der Temperaturen unter der thermisch aktivierten Bodenplatte. darüber hinaus: Erfassung der Vor- und -Rücklauftemperaturen sowie des Volumenstroms. Installation einer automatischen und fernabrufbaren Datenerfassung für eine systematische Datenauswertung Erfassung der Randbedingungen (Klimadaten, Temperatur innen/außen, etc.)

18 Lage der Temperaturfühler im Wandelement: Ansicht Temperaturerfassung in Wandelement Nr. 104 und Nr. 105 an der Innenseite der Außen-schale direkt hinter der Dämmung. Monitoring Die Erfassung der Temperaturen erfolgt in der Thermowand und im verfüllten Arbeitsraum. Temperaturerfassung im verfüllten Arbeitsraum in zwei Lagen vor den Wandelementen Nr. 104 und Nr Vor Wandelement Nr. 105 detaillierte Erfassung in unterschiedlichen Abständen zur Wand. Lage der Temperaturfühler im Erdreich: Grundriss + Schnitt

19 Monitoring Neben den thermisch aktivierten Wandelementen wird ein Bereich unter der thermisch aktivierten Bodenplatte messtechnisch überwacht. Temperaturerfassung unter der Bodenplatte in verschiedenen Tiefen. Übersicht der Absorberfelder: Grundriss Lage der Temperaturfühler im Erdreich: Grundriss + Schnitt

20 Präsentations- und Verwaltungsgebäude ABI-Beton Ein Gebäude-Entwurf zum Einsatz oberflächenfertiger Elementwände und aktivierter Elementdecken _04 Herausforderungen an den Fertigungsprozess

21 Installation der Heizkreise der oberflächennahen aktivierten Elementdecke Planausschnitt Werkplanung Fachplaner Baustellenfotos Die in den Elementdecken bereits werksseitig eingelassenen Leitungen zur Betonkernaktivierung wurden auf der Baustelle verpresst und an den Heizkreisverteiler angeschlossen. Dieser Vorgang erforderte einen hohen Zeitaufwand, da die Kunststoffleitungen einzeln durch die Bewehrung der Decken geführt werden mussten.

22 Baustellenfoto Die in die Elementdecken eingebrachten Akkustikelemente können die Oberflächenqualität der Deckenunterseiten in Sichtbeton beeinträchtigten. Integration von Akkustikelementen in die aktivierte Elementdecke Planausschnitt Werkplanung Fachplaner Baustellenfoto In Folge dessen wurde eine betonkosmetische Behandlung der schadhaften Stellen erforderlich.

23 Planausschnitt Werkplanung Fachplaner Baustellenfoto Die Leerrohre zur Elektroinstallation im Bereich der Elementwände wurden teils zu gering dimensioniert. Elektroinstallation in den oberflächenfertigen Elementwänden Planausschnitt Verlegeplan Fertigung Baustellenfoto Dies erforderte zusätzliche Installationsschlitze, die aufgrund der Sichtqualität betonkosmetisch behandelt werden mussten.

24 Gebäudeinnenecke Planausschnitt Werkplanung: Grundriss Planausschnitt Werkplanung: Ansicht Baustellenfotos

25 Welche besonderen Anforderungen an die Planung und die Bauleitung stellen oberflächenfertige Elementwände und aktivierte Elementdecken? Klare Formulierung der Gebäudeanforderungen durch den späteren Nutzer Zeitnahe Integration aller am Planungs- und Fertigungsprozess Beteiligten Präzise Planungsvorbereitung aller Arbeits- und Fertigungsprozesse

26 Präsentations- und Verwaltungsgebäude ABI-Beton Ein Gebäude-Entwurf zum Einsatz oberflächenfertiger Elementwände und aktivierter Elementdecken _05 Impressionen Bauwerk

27 Eingang

28 Entreé

29 Galerie

30 Ausschnitt Atrium

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit...