Projekt 12176/01

Modellhafte energie- und umweltgerechte Sanierung eines Bürogebäudes

Projektträger

Technische Universität BraunschweigInstitut für Gebäude- und Solartechnik (IGS)
38106 Braunschweig

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Sanierung von Büro- und Mehrzweckbauten aus den 70er Jahren gewinnt zunehmend an Bedeutung bei der öffentlichen und privaten Auftragsvergabe. In einem Obergeschoß des Gebäudes BS 4 der TU Braunschweig soll die energie- und komfortgerechte Sanierung eines Bürohochhauses exemplarisch durchgeführt werden. Das Gebäude weist bauphysikalische (unzureichende Wärmedämmung, Luftdichtigkeit, Blend- und Sonnenschutz) und funktionale (Mangel an Tageslicht in der Innenzone) Defizite auf. Ziele des Vorhabens sind die Reduzierung der Energieverbräuche und CO2-Emissionen, eine Verbesse-rung der Arbeitsbedingungen, ein Vergleich von Effizienz, Ökologie und Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Systeme, Wissenstransfer zwischen den Kooperationspartnern und Vermittlung der gewonnen Erkenntnisse in der Lehre und in Fachkreisen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBestandsaufnahme (11.97-12.97):
Befragungen, Messungen und Berechnungen (Wärme- und Stromverbrauch, Betrieb der RLT-Anlage, Raumtemperaturen, Tageslichtangebot, Beleuchtung, etc.) für das gesamte Gebäude.
Erstellung eines Sanierungskonzeptes (11.97-4.98):
Simulation verschiedener Sanierungsmaßnahmen, Kostenermittlung, Ausführungsplanung, Ausschreibung, Auftragsvergabe.
Ausführung der Sanierungsmaßnahme (5.98-9.98):
Bauausführung, Bauüberwachung, Koordination, Abnahme, Rechnungsprüfung.
Monitoring (10.98-09.99):
Abschließende Erfolgskontrolle durch Messung aller relevanten Einflußgrößen auf Energieverbrauch und Komfort.
Auswertung und Dokumentation (10.99):
Bewertung der Maßnahme nach ökologischen und ökonomischen Kriterien, Darstellung der Ergebnisse mit Empfehlungen zur Sanierung von Bürogebäuden und Weitergabe der Erkenntnisse an Studenten und Fachleute (insbesondere Entscheidungsträger und Architekten).


Ergebnisse und Diskussion

Ziel des Vorhabens war die hinsichtlich energetischer sowie wirtschaftlicher Kriterien optimierte modellhafte Sanierung der 10. Etage eines Verwaltungsbaus aus den 70er Jahren. Die Halbierung der Energiekennwerte unter Durchsetzung eines Konzeptes zur freien Lüftung und Nachtkühlung bei gleichzeitig deutlich verbessertem thermischem sowie visuellem Komfort und einer höheren Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Grundfläche waren prioritäre Ziele.
Das Sanierungskonzept:
· das Gebäude im Bestand :
Das Verwaltungsgebäude ist 1976 als dreizehngeschossiges Punkthochhaus in Stahlbetonskelettbauweise und Flachdecken in einer Gebäudetiefe von 25 m an der vierspurigen Mühlenpfordtstraße als In-stitutsgebäude der TU- Braunschweig errichtet worden. Die Fassade ist als vorgehängte Aluminium-Pfosten-Riegel-Konstruktion mit Paneelelementen im Brüstungsbereich mit thermisch getrennten Profilen ausgeführt.
· die neue Nutzung :
Die Leichtbauweise des Ausbaus ermöglicht eine einfache Reorganisation des Grundrisses, so dass die zur Verfügung stehende Fläche in der Gesamttiefe von 25 m als Kombibüro neu genutzt werden kann.
· die Fassade:
Die Maßnahmenkombination: zusätzliche Abdichtungen der Bauteilanschlussfugen und der Glasfälze sowie das Anbringen einer Innendämmung der im Bestand ungedämmten Stahlbetonstützen, allseitigem Austausch der Flügel, Sanierung der bestehenden RLT-Anlage (1-facher LW mit WRG im Sanierungskonzept 1) wird als einfaches und mit Einschränkungen sinnvolles Konzept bezüglich der energetischen und ökologischen Kennwerte sowie der Wirtschaftlichkeit mit einem Doppelfassadenkonzept unter Verzicht auf die RLT-Anlage (Sanierungskonzept 2) verglichen.
· der Energieverbrauch
Die Verringerung der Transmissions- und Lüftungswärmeverluste führt im Sanierungskonzept 1 zu einer Reduzierung des Wärmebedarfs von 184 kWh/(m2a) auf Werte von 74 kWh/(m2a). Eine weitergehende Reduzierung um ca. 20 % auf 60 kWh/(m2a) kann mit Konzept 2 realisiert werden.
Der Gesamtstromverbrauch des BS4 betrug im Fünfjahresmittel 175 MWh/a entsprechend 31 kWh/(m2a). Die Hochrechnung der Messergebnisse nach Sanierung auf das Gesamtgebäude ergab einen Gesamtverbrauch von 235 MWh/a, was einer Steigerung gegenüber dem Ausgangszustand um et-wa 35% entspricht, den in der SIA genannten Zielwert von 70 kWh/(m2a) jedoch um 40% unterschreitet.
· die sommerliche Überhitzung:
Die Jahresüberhitzung der Südwest-Büroräume lag nach der Sanierung bei nur 5,8% der Nutzungsdauer (eine Reduzierung um ca. 70%), obwohl sich die internen Lasten von 6,8 auf 36,4 kWh/(m2a) verfünffacht haben. In der Kernzone treten keine Überhitzungen mehr auf. Als effektiver Überhitzungsschutz hat sich die Kombination aus Nachtkühlung infolge Querlüftung und innenliegendem Sonnenschutz damit bewährt.
· die Wirtschaftlichkeit:
Mit Bruttobaukosten in Höhe von 900 bzw. 1.000 DM/m² NGF (Konzept 1/2) weist das Vorhaben auch ohne Ansatz aus Energieeinsparungen und Flächengewinn nach, dass eine komfort- und energiegerechte Sanierung mit geringem Investitionskosteneinsatz realisiert werden kann. Bei einer zu sanierenden Gesamtfläche von ca. 5.610 m² entstünden also Bruttobaukosten in Höhe von ca. 5 Mio. DM.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

· Zeitschriften: DBZ Sonderheft Büro99, PR Nord, GFF Glas Fenster Fassade, TAB Technik am Bau, Metall, Österreichische Glaserzeitung, Submissionsanzeiger Hamburg, PR Nord Glaswelt;
· Tagungsbeiträge: 2. Wissenschaftliches Symposium Solarenergieforschung in Niedersachsen, Hameln; Hochschule Bremen Energiesparendes Bauen; EPIC, Lyon; 9. Symposium Thermische Solarenergie (OTTI), Staffelstein; Solares Bauen (OTTI), Regensburg; Sustainable University, Lüneburg;
· Zeitungen: Brunsweek, Braunschweiger Zeitung.


Fazit

Büro- und Verwaltungsgebäude der 70er Jahre müssen sich heute veränderten Nutzungs- und Gebäudebetriebsbedingungen stellen.
Die Sanierung hat also die nachhaltige Erhöhung des Gebrauchswertes des Gebäudes zum Ziel. Das Modellvorhaben Energie- und komfortgerechte Sanierung weist nach, dass eine energetisch optimale und kostengünstige Lösung zur Schaffung komfortgerechter Arbeitsplätze möglich ist.