Holz und Glas als Funktions- und Gestaltungselement in der Gebäudehülle I. Domenig-Meisinger 1 Holz und Glas als Funktionsund Gestaltungselement in der Gebäudehülle Architektin DI Ingrid Domenig-Meisinger Arch+More ZT GmbH Linz, Austria
2 Holz und Glas als Funktions- und Gestaltungselement in der Gebäudehülle I. Domenig-Meisinger
Holz und Glas als Funktions- und Gestaltungselement in der Gebäudehülle I. Domenig-Meisinger 3 Holz und Glas als Funktionsund Gestaltungselement in der Gebäudehülle 1. Sanierung Wohnbau, Projekt Makartstraße Linz Die thermisch nachhaltige Altbausanierung stellt mit Abstand den wichtigsten Beitrag für eine wirkungsvolle Reduktion der CO2-Emissionen dar. Dabei sollte allerdings auch die Chance genutzt werden, diese Gebäude gleich auf neuesten energetischen Standard und damit gesteigerten Komfort zu bringen. 1.1. Ziele Mit der ersten Altbausanierung eines Mehrfamilienwohngebäudes auf Passivhausstandard in Österreich wurden konsequent alle Maßnahmen ergriffen, um auch bei einem bestehenden Gebäude bisher kaum erzielte Qualitäten von höchster Luftqualität, Komfort und Behaglichkeit bei gleichzeitig verschwindend geringem Energiebedarf zu erreichen. Ziel dieses Demonstrationsprojektes war die Beispielwirkung für andere Altbauten. Der Punkt der Ökologie, der optimierten Haustechnik, die Verwendung nachwachsender Rohstoffe, der hohe Vorfertigungsgrad und die Sanierung ohne wesentliche Beeinträchtigung der Bewohner spielten eine entscheidende Rolle. Abbildung 1: Foto GIWOG Im Zuge der Sanierung wurde die Fassade zur neuen Außenhaut. Diese steht als Informationsträger für das Thema Energie und Sanieren. Als Außenhaut kamen großformatige Plattenfelder der Fa. gapsolution zum Einsatz. Die gapsolution Fassade ist ein hocheffizientes Wärmedämmsystem. Kernstück des Fassadensystems ist eine spezielle Wabe. Die Sonnenstrahlung wird in die Fassade aufgenommen und hebt den Temperaturunterschied zwischen Innenraum und Außenklima durch die Schaffung einer warmen Zone an der Außenseite der Wand auf.
4 Holz und Glas als Funktions- und Gestaltungselement in der Gebäudehülle I. Domenig-Meisinger 1.2. Ausführung Ein wichtiger Aspekt bei dem Sanierungsvorhaben war die rasche, den Mieter kaum störende Bauabwicklung. Erreichbar war dies durch einen hohen Vorfertigungsgrad und dadurch bedingt einer hohen Ausführungsqualität. Die Arbeitszeiten vor Ort wurden gesenkt, was einen nicht vernachlässigbaren Kostenfaktor mit sich bringt. Die gapsolution Fassade wird als großflächiges Fertigteil geliefert und montiert. Darin integriert befinden sich die Fenster mit integriertem Sonnenschutz, der Luftkanalführung und den notwendigen E-Leitungen. Zur Erreichung der Passivhausqualität ist nur ein sehr geringer Eingriff in den Wohnungsverband notwendig. 1.3. Maßnahmen Das Maßnahmenpaket war umfassend aber höchst wirksam: das gesamte Gebäude wurde in eine vorgefertigte hinterlüftete Solarfassade eingehüllt. Dach und Kellergeschoss wurden ordentlich gedämmt, durch ein spezielles Lüftungssystem ist eine Wärmerückgewinnung von bis zu 70% möglich. Die neue Dreifach-Verglasung (Passivhausfenster samt integriertem Sonnenschutz) schützt vor Kälte und Lärm. Die Energiekennzahl konnte von 179,0 kwh/m 2 a Wohnnutzfläche auf 14,4 kwh/m 2 a gesenkt werden. Insgesamt wurde eine Energieeinsparung von ca. 455.000 kwh/a erzielt. Der CO2 Ausstoß wurde von 160.000 kg CO2/a auf 14.000 kg CO2/a reduziert. Erreicht wurde damit ein wesentlicher Beitrag zum Klimaschutz und eine lokale Wertschöpfung sowie die Schaffung regionaler Arbeitsplätze 2. Sanierung / Zubau / Umbau Schulbau Rainbach Die thermische und räumliche Gesamtsanierung des Schulkomplexes in Rainbach im Mühlkreis steht ganz im Zeichen einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Bauweise. Die Gebäude aus den 50iger und 70iger Jahren, bestehen aus einer Neuen Mittelschule, Turnsaal, Volksschule und Hort. Die Neue Mittelschule erreicht mit der Sanierung den klimaaktiv Gold Standard mit 955 Punkten. Abbildung 2: Foto Spatzek Walter
Holz und Glas als Funktions- und Gestaltungselement in der Gebäudehülle I. Domenig-Meisinger 5 Abbildung 3: Foto Ingrid Domenig 2.1. Ausgangslage Die ehemalige Hauptschule wurde im Jahr 1972 eröffnet und zeigt in ihrer architektonischen Konzeption eine gute räumliche Qualität auf. Bautechnisch muss sie als typisches Beispiel für die späten 60er und frühen 70er Jahre bezeichnet werden: Hohe Heizkosten und bauphysikalische Schäden aufgrund von Tauwasserbildungen zeigen ein deutliches Bild. Die Volksschule wurde 1950 errichtet und wurde seither keiner nennenswerten Umstrukturierung oder Sanierung unterzogen. Der Bau der NMS ist ein Stahlbetonskelettbau mit Ziegelausfachungen, welche teilweise zweischalig ausgeführt sind. Als Wärmedämmung wurde innenseitig eine Schicht Heraklith aufgebracht. Die ungedämmten Aluminiumfenster waren innen bauphysikalisch ungünstig, bündig angeordnet. Statisch gesehen bildet dieser Gebäudetyp mit den Stahlbeton-Stützen eine ideale Voraussetzung für die Sanierung mit vorgehängten Fassadensystemen. 2.2. Durchgeführte Maßnahmen Die ökologische, wärmebrückenfreie Fassadenhülle besteht aus vorproduzierten Holzelementen (vorgehängte Fassade). Alle Fenster verfügen über eine 3-Scheiben-Verglasung mit außenliegenden Jalousien. Die Sommertauglichkeit wird mittels Lüftungsanlage und der Fensterlüftung in den Nachststunden sichergestellt. Aufgrund des Alters des Bestandes war eine Generalsanierung der gesamten Haustechnik, des Leitungssystems und der gesamten Ausstattung erforderlich. Die beiden überdimensionieren Gaskessel wurden durch eine Hackschnitzelheizung ersetzt. Um eine optimale Luftqualität in den Klassenräumen zu erreichen, wird in jedem Raum die CO2-Konzentration gemessen. Anhand der Messdaten wird die Zu und Abluftmenge der Wohnraumlüftung über schallgedämpfte Volumenstromregler mit geringem Strömungswiderstand geregelt. Diese Regelung ermöglicht das Verschieben der Luftmengen an den Ort, an dem sich Personen aufhalten. Dadurch wird eine Gerätegrößeneinsparung von ca. 50% erreicht. Zur Stromerzeugung wurde eine 42 kwp PV-Anlage am Dach des Turnsaals errichtet. Die Steuerung der effizienten Beleuchtung (LED) erfolgt in direktem Zusammenspiel mit den Jalousien. Das gesamte Kellergeschoss der Volksschule wird durch die Ausbildung der Außenanlagen nutzbar und bietet Platz für die Nachmittagsbetreuung. Eine neue zentrale Halle, erweitert den Platzbedarf der NMS und VS und trägt zur Verbindung bei.
6 Holz und Glas als Funktions- und Gestaltungselement in der Gebäudehülle I. Domenig-Meisinger 2.3. Eckpunkte des Sanierungskonzeptes EKZ Energiekennzahl vor /nach der Sanierung: 104 kwh/m2.a/ 11.6 kwh/m 2.a Heizung: Lüftung/Klima Beleuchtung Strom 3. Motivation Hackschnitzel (150kW); Gas Brennwert für Spitzenlast oder Ausfallsreserve (50kW) Solarthermische Anlage 20 m 2 Pufferspeicher 2.300 l Passivhauslüftung mit Feuchterückgewinnung und CO2- Einzelraumregelung Nachtauskühlung über Atrium Automatisch gesteuerte Verschattung durch aussenliegende Jalousien Tageslichtabhängige Beleuchtung, primär mit LED PV Anlage installiert 50 kwp Die energieeffiziente Modernisierung von Bestandsgebäuden ist eine der großen Bauaufgaben der Zukunft. Im Sanierungsbereich, aber auch im Neubau bietet der Holzbau dafür innovative technische Lösungen. Die unzureichende energetische Qualität der Bestandsbauten erfordert eine umfassende und integrale Modernisierungsmethode. Dazu kommt, dass die dicht besiedelten Stadträume kaum bzw. wenig Grundfläche für Neubauten aufweisen und eine Modernisierung und Nachverdichtung des Altbestandes notwendig ist. Durch die vorgehängten Fassadenelemente findet der Holzbau wieder Zugang zu den Städten. Der Einsatz vorgefertigter großformatiger Holzelemente bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Durch den hohen Vorfertigungsgrad sind die Bauzeiten bei Holzbauten im Neubau und in der Sanierung deutlich kürzer als bei Beton- oder Ziegelbauten. Zudem ist Holz wesentlich leichter, was vor allem bei Aufstockungen ein Vorteil ist. Durch die vorgehängten Systeme der Fassadenelemente wird die vor Ort Phase verkürzt und die Präzision und die Qualität durch die Verlagerung in die Fertigungshalle, massiv erhöht. Die Ökobilanz ist durch die Materialeigenschaften von Holz hervorragend. Durch die Verwendung der vorgehängten Elemente ist eine Sanierung mit geringeren Störungen verbunden. Einerseits kann durch die Vorfertigung der Montageaufwand sehr kurz gehalten werden, andererseits ist eine Sanierung im bewohnten Zustand überhaupt erst möglich. In der Kombination von Holz und Glas bietet sich ein großes Potential zwei natürlich Baustoffe miteinander zu verbinden.