Projekt 20258/01

Validierung von Planungskonzepten anhand der Betriebserfahrungen bei Bürogebäuden mit Doppelfassaden

Projektträger

Technische Universität BraunschweigInstitut für Gebäude- und Solartechnik (IGS)
Mühlenpfordtstr. 23
38106 Braunschweig

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Doppelfassaden stellen durch ihre Komplexität hinsichtlich Technik und Nutzung besondere Anforderungen an die Planung. Gleichzeitig erhoffen sich Bauherren durch den Einsatz des technisch und wirtschaftlich anspruchsvollen Konzepts Vorteile in der Nutzung der Gebäude, eine hochwertige Ästhetik und einen gleichzeitig möglichst niedrigen Energieverbrauch.
Ziel dieses Projekts ist die Validierung von Planungskonzepten für Doppelfassaden bei Bürogebäuden anhand der Betriebs- und Nutzungserfahrungen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen die Erwartungen von Bauherren, Nutzern und Planern an das Bauteil hinsichtlich Energieverbrauch, Nutzungskomfort und Kosten und die tatsächlichen Eigenschaften bei Nutzung und Betrieb der Gebäude.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen der Bearbeitung erfolgte eine ausführliche Betrachtung von 13 Gebäuden. Hierbei wurden in einer ersten Phase alle gebäuderelevanten Daten und Funktionen aufgenommen, in einer zweiten Phase wurden 8 Gebäude detailliert in Hinblick auf ihren Energieverbrauch, ihr Raumklima, die Funktionen ihrer Doppelfassade, die Wahrnehmung durch die Nutzer (Betreiber und Büronutzer) sowie in Ansätzen auf ihre Wirtschaftlichkeit analysiert.


Ergebnisse und Diskussion

Für die Energieeffizienz wird als Durchschnittswert für den Primärenergieverbrauch von 376 kWh/m³a für den Gesamtenergiebedarf der Gebäude ermittelt (inkl. Beleuchtung, Betriebsmittel etc.) Dies ist geringfügig mehr als zur gleichen Zeit am IGS evaluierte Gebäude mit Einfachfassade (Projekt EVA, BMWI AZ 0327346A ). Zudem verbrauchen die in TwinSkin untersuchten Gebäude in der Regel mehr Energie, als zuvor in Veröffentlichungen behauptet oder im Planungsprozess als Bedarf errechnet wurde. Dies ist für die Wärmeenergie besser belegbar als für andere Nutz- oder Endenergieformen, die in den Gebäuden nicht in gleicher Weise gemessen oder erfasst werden. Energieeinsparungen aufgrund einer Pufferwirkung von Doppelfassaden sind nicht nachweisbar. Ebenso wenig lässt sich aus den erhobenen Daten ein signifikanter Mehrverbrauch für Kälteerzeugung feststellen.

In den einer Doppelfassade zugeschriebenen Funktionen Energieeinsparung, Schallschutz und Witterungsschutz erweist sich vor allem der Schallschutz als belegbare Größe. Aus diesem Grund wurde ihm im Projekt ein großer Raum gewidmet: Es konnte gezeigt werden, dass Glasdoppelfassaden sehr hohe Schalldämmung gegen Außenlärm erreichen können. Wenn Primär- und Sekundärfassade geschlossen sind, zeigten sich Schalldämm-Maße als bewertete Schallpegeldifferenzen von bis zu 60 dB. Dieses Ergebnis liegt um 10 dB über dem für die höchste Klasse des maßgeblichen Außenlärmpegels geforderten Wert. Hierbei erwiesen sich vor allem die Mehrgeschoßdoppelfassaden (z.B. GSW) als geeignete Konstruktionen um hohe Schalldämmwerte zu erreichen. Gleichzeitig war zu beobachten dass der die inneren Schalldämmwerte zwischen den Büros aufgrund der guten Abschirmung gegen außen oftmals nicht ausreichen.
In der Wirtschaftlichkeit zeigen sich bei den erhobenen Daten erhöhte Investitionskosten. Die Quantität der übrigen Daten lässt jedoch keine verallgemeinernden Aussagen über die Wirtschaftlichkeit zu. Hier zeigt sich im weiteren Handlungsbedarf, um zu belastbaren Daten zu kommen.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde für 8 Bürogebäude parallel zu einem 9-monatigen Langzeitmonitoring ein Messkonzept zur Bewertung der aktuellen Behaglichkeit auf Basis der DIN EN ISO 7730:2006 entwickelt. Zur Bestimmung der thermischen Behaglichkeit wurden für eine Reihe von Büroräumen Kurzzeitmessungen mit einem eigens konzipierten Messwagen durchgeführt. Ziel war es, die operativ empfundenen Raumbedingungen zu ermitteln, um so das Raumklima individuell und im Vergleich zu den anderen Gebäuden bewerten zu können. Für den Bereich des Komforts lassen sich im Vergleich mit einschaligen Gebäuden leichte Vorteile für Gebäude mit Doppelfassaden feststellen.

Weiterführende Untersuchungen sollten sich detaillierter mit der energetischen Effizienz von Doppelfassaden auseinandersetzen, zumal aufgrund der aktuellen Berechnungsverfahren eine Energieeinsparung zu beobachten sein müsste. Für die Verfügbarkeit von Sonnenschutz sollten im Hinblick auf die passive Vermeidung von Kühlenergie vergleichende Untersuchungen zwischen Gebäuden mit bzw. ohne Doppelfassade angestrebt werden. Ein weites Themenfeld eröffnet sich bei der Regelung und der Erfassung der energierelevanten Gebäudesysteme, sei es im Hinblick auf Anlagentechnik, Verbräuche oder die Steuerung von Fassadenklappen usw. Hier konnten in den untersuchten Gebäuden deutliche Defizite erkannt werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes TwinSkin wurden Mess- und GLT-Daten zu 8 Bürogebäuden und deren Anlagentechnik gesammelt. Die systematische Auswertung dieser Daten erfordert effiziente und flexible Werkzeuge. Zweck wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Software Systems Engineering (SSE) der TU Braunschweig im Rahmen der Verlängerung ein datenbankbasiertes Werkzeug entwickelt, das auf die Anforderungen der Gebäudeautomation und des Gebäudemonitorings zugeschnitten sind. Es wird eine technische Grundlage für weitere Forschungsarbeit am IGS bilden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorträge:
18.11.2004 FH Holzminden TwinSkin
23.11.2004 Vechta, Funktionieren die Glasbauten der 90er Jahre
16.06.2005 Equality, TU-Braunschweig Forschung an Doppelfassaden
09.03 2006 Fassadenbautage Ingolstadt: Sanierung mit Doppelfassaden
28.04.2006 EON-Fachvortrag: Die Doppelfassade der GSW-Berlin
26.06.2008 Forum Braunschweiger Akustiker Glasakustik und Schalldämmung bei gläserner
Architektur

Artikel:
Berliner Energieimpulse 03/03 EVA und TwinSkin - Evaluzierung von Energiekonzepten
DAB 03/04 Doppelfassaden auf dem Prüfstand
TAB 4/11 TwinSkin- Validierung von Doppelfassaden
IA - Reihe Auf dem Prüfstand - Veröffentlichungen über EVA/Twinskin-Gebäude
z.B.: Nr. 11 Deutsche Messe Hannover


Fazit

Im Projekt TwinSkin wurde erstmalig eine größere Anzahl von gleichartigen Bürogebäuden mit Doppelfassaden mit ihren unterschiedlichen Parametern nebeneinander gestellt. Durch die gleichzeitige Bearbeitung von einschaligen Gebäuden am IGS in dem BMWI Projekt EVA wurde ein direkter Vergleich beider Bauarten möglich. Allerdings ergaben sich hierdurch Abhängigkeiten bei der Gebäudeaufnahme und in der Bearbeitung. Im Verlauf des Projektes erwies sich vor allem die Kooperation mit den Gebäudebetreibern als wichtiges Moment. Eine intensive Objektbearbeitung kam nur mit engagierten Kontaktpersonen zustande. Dem stehen bei anderen Gebäuden Schwierigkeiten mit der Datenbeschaffung und eine schleppende Kommunikation mit den Gebäudebetreibern gegenüber. Für zukünftige Projekte ist es anzustreben, die Daten weitgehend selbst messtechnisch zu erheben, statt auf externen Input angewiesen zu sein.
Die in diesem Projekt gesammelten Erfahrungen werden in ein Folgeprojekt zur Energieoptimierung von Bürogebäuden (gefördert durch das BMWI) einfließen, in dem speziell die Anforderungen an derartige Werkzeuge definiert werden sollen. Hierbei soll ein Energie-Navigator entwickelt werden, der Methoden des Datamining für regelbasierte Analysen und zur kontinuierlichen Betriebsüberwachung einsetzen wird. Das IGS wird entsprechende Forschungsprojekte mit einem Begleitforschungsteam unterstützen, Inhalte koordinieren und Werkzeuge zur Querschnittsanalyse und Dokumentation zur Verfügung stellen.

Übersicht

Fördersumme

179.770,00 €

Förderzeitraum

01.07.2003 - 30.03.2007

Bundesland

Niedersachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik