Projekt 21186/01

Neubau einer Einfachsporthalle an der Grundschule Burgweinting – Solarfassade und Sonderbauteile

Projektträger

Stadt Regensburg
Neues Rathaus
93019 Regensburg
Telefon: 0941/507-2201

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Anlass für die vorliegende Planung war der notwendig gewordene Neubau einer Sporthalle im Stadtteil Burgweinting. Zielvorgabe für die Planungskonzeption war, neben einer ansprechenden Gebäudekonzeption auch einen energetisch optimierten Hallenstandard zu erreichen. Dabei galt es, nicht nur die vorgegebenen Werte u. a. der EnEV 2002 zu erreichen, sondern durch entsprechende Fassadenausbildung ein optimiertes Wärmeverhalten der Halle im Ganzjahresbetrieb zu erzielen. Auf den üblicherweise zusätzlich erforderlichen Sonnenschutz und auf Dachüberstände wird deshalb verzichtet.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Sporthalle ist mit ihrer Längsseite nach Süden ausgerichtet. Sie ist im unteren Teil im Boden versenkt und ab einer Höhe von 3,80 m rundum verglast. Damit der Sonnenschutz, die Ausleuchtung und die Wärmeentwicklung im Innenbereich für den Sportbetrieb optimal ausgerichtet sind, wurde für die Licht- und Wärmesimulation das Fraunhofer Institut ISE in Freiburg unterstützend eingeschaltet. Abgestimmt mit dem Hallentragwerk, den Einbauten, der Oberflächengestaltung, der Dimensionierung von Fensterflächen und Lüftungsquerschnitten und der Qualitätsanforderung an die Verglasung wurde folgendes Ergebnis erarbeitet :
Die Verglasung unterscheidet sich an den vier Seiten des Gebäudes:
Südseite: Sonnenschutzverglasung mit 75 %-iger PV-Zellen-Belegung und Licht streuenden Eigenschaften. Die Module bestehen aus einem äußeren Glasverbund mit integrierten Solarzellen und einer Funktionsbeschichtung (einem mit Krypton gefüllten Scheibenzwischenraum) und einem ballwurfsicheren in-neren Verbundglas. Die Lichtstreuung wird durch Verwendung einer sandgestrahlten oder geätzten Scheibe im inneren Verbund oder durch eine Licht streuende Folie erreicht.
Ost- Westfassade: Einbau stark streuender Gläser mit sehr niedrigem g-Wert und niedrigem U-Wert von 0,9 W/m²K, die das Tageslicht schlagschattenfrei und ohne Blendwirkung in die Halle lenken.
Die Nordseite wird mit einer Standard - Wärmeschutzverglasung ausgestattet.
Mit diesem Fassadenkonzept kann eine sehr gute und gleichmäßige Ausleuchtung des Hallenraumes erreicht werden; mögliche Blendwirkungen sind ausgeschlossen.
Um für die Halle vor allem in den Sommermonaten ein günstiges Temperaturspektrum zu bekommen, wird neben den Sondergläsern ein mittels Raumfühler innen/außen elektronisch gesteuertes, natürliches Belüftungssystem eingebaut (Zuluftöffnungen im Sockelbereich, Abluftöffnungen in der Glasfassade). Durch die Steuerung der Lüftung wird die Abkühlung im Sommer optimiert und die Heizenergieverluste im Winter minimiert.


Ergebnisse und Diskussion

Die untersuchte Gleichmäßigkeit nach DIN EN 12464, gemessen bei Sonnenschein, betrug g = 0,54. Die DIN fordert für Turnhallen einen Wert von g = 0,50. Der Idealwert von minimalem und maximalem Leuchtdichteunterschied ist 1 (theoretisch).
Die Blendfreiheit nach Süden wurde mit den neu entwickelten Sondergläsern mit integrierter Photovoltaik sehr gut erreicht.
Die Licht streuenden Gläser auf der Ost- und Westfassade mit direktem Lichttransmissionswert von 0,0 und einem sehr niedrigem diffusen Lichttransmissionswert von 0,30 werden von empfindlichen Personen bei direkter Sonneneinstrahlung und direkter Blickrichtung in die Gläser als zu hell empfunden. Die Möglichkeit den diffusen Lichttransmissionswert niedriger einzustellen, würde die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung negativ beeinträchtigen.
Für die Mehrheit der Sportler sind die Ausleuchtung und der Blendschutz sehr gut eingestellt.

Die thermischen Messungen zeigen, dass sich die Halle in Burgweinting trotz der leichten Bauart, der vergleichsweise großen Glasflächen und der freien, unbeschatteten Lage nicht übermäßig aufheizt.
Mit der Art der Sondergläser und der gesteuerten natürlichen Belüftung wird in Burgweinting ein Temperaturniveau im Innenraum erreicht, dass vergleichbar ist mit konventionell gebauten Sporthallen.

Die gebäudeintegrierte Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 10,07 kWp erzeugte bisher von Februar 2004 bis 11. Februar 2007 20.672 kWh Strom; der höchste Tageswert mit 48,05 kWh war am 28.02.05.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

- Fraunhofer Institut Solare Energiesysteme ,Jahresbericht 2004
- sb sportstättenbau und bäderbau, 5/2004 September/Oktober
- SOLARES BAUEN, Sonderheft der SONNENENERGIE OKTOBER 2004
- Baumeister B1, KALTER STAHL, Fokus: Photovoltaikfassade Januar 2005
- Photon DAS SOLARSTROM-MAGAZIN, 3/2005 März 2005
- DETAIL - Solares Bauen, Juni 2005
- DETAIL - Arquitectura solar, Edicion española Sept/Oct 2005 - 4 (spanisch)
- architektur + sonnenschutz, Fachzeitschrift für Technik in der Fassade 5/2005
- DBZ - Sonderheft Licht Architektur Technik, Sportstätten, Januar 2006
- bauen mit holz, Fachzeitschrift für konstruktiven Holzbau und Ausbau, 5/2006
- Management und Modernisierung von Turn- und Sporthallen, Edmund A. Spindler (Hrsg.), C.F. Müller Verlag, ISBN 3-7880-7795-6, ab 4.Quartal 2006-11-09
- Zahlreiche Firmenprospekte der beteiligten Hersteller, wie raico, Schüco-Solar, Desso DLW …

Anerkennungspreis beim Wettbewerb (2. bis 5. Platz) Gebäudeintegrierte Photovoltaik vom Solarenergieförderverein Bayern e. V. ,Preisgeld: 2000.-€

Ausgezeichnet mit der Plakette Deutscher Solarpreis 2005 von Eurosolar für Eigentümer oder Betreiber von Anlagen zur Nutzung Erneuerbarer Energien


Fazit

Das architektonische Ziel wurde erreicht, eine Sporthalle zu bauen, die zu jeder Tageszeit und Witterung Blendfreiheit bei gleichzeitiger optimaler Ausleuchtung des Innenraumes garantiert.
Die natürliche Belüftung mit Nachtauskühlung funktioniert sehr gut und bestätigt die Prognosen der Simulationen durch das Fraunhofer Institut.
Die Einnahmen durch die selbst erzeugte Energie (Photovoltaik) sind deutlich höher als der Energieverbrauch für Heizung und Strom.
Erkenntnisse aus der Analyse, welche zu einer Verbesserung des wirtschaftlichen Betriebes führen, werden direkt umgesetzt.