Auf dem Campus Garching der Technischen Universität München entstand 2001 das
„Zentrum für angewandte Energieforschung (ZAE)“ als Erweiterung eines Bestandsgebäudes.
Das Bauwerk wird als Experimentierlandschaft für Forschungen zum Thema Energie genutzt und besteht im Wesentlichen aus Labor- und Verwaltungsräumen. Das Konzept sieht für einen zweiten Bauabschnitt den Rückbau des provisorisch genutzten Altbaus vor. Das Volumen
des Neubaus soll gespiegelt werden, so dass sich zwei gegenüberstehende C-förmige Baukörper zu einem Hofhaus schließen. Die Rahmenbedin-gungen des Projekts waren geprägt durch ein äußerst knappes Budget sowie die Bereitschaft zum Experiment, bedingt durch den Hintergrund des Nutzers.
Abb. 4.1.01
Ansicht des ZAE von Nordwesten
Projektdaten:
Bauherr:
Zentrum für angewandte Energieforschung, Dipl.-Ing. Peter Kellner, Memmingen
Bauzeit:
2001 Konstruktion:
Skelett mit selbsttragender Holzrahmenbaufassade geschlossener Baukörper, die Transparenz der
Fassade erschließt sich erst beim Betreten der Räume. Da das Gebäude im näheren Umkreis eines Versuchsreaktors gelegen ist, besteht an die straßenseitige Nordfassade die Anforde-rung der Durchschusssicherheit, was zu einer geschlossenen Fassadengestaltung führt. Die Südfassade soll Versuchsgerüsten vorbehalten werden und ist ebenfalls geschlossen ausgebil-det. Die Form des vertikalen Fassadenschirms resultiert aus den Erfordernissen des Sonnen-schutzes, um mit den feststehenden Lamellen die tiefstehende Ost- und Westsonne abzuhalten.
Gleichzeitig bildet er eine durchgängige zweite Haut über das gesamte Gebäude.
Momentan erfolgt die Lüftung über die Fenster, die Nachrüstung einer mechanischen Be- und Entlüftung ist vorbereitet. Die Mitarbeiter werden im Sommer per E-Mail an das abendliche Öffnen der Fenster zur Nachtlüftung erinnert.
Als Speichermassen dienen vor allem Estrich und ein Betonkern für die vertikale Erschließung.
Zur individuell regelbaren Kühlung werden Deckensegel eingesetzt, als Medium steht Brunnen wasser zur Verfügung.
Die Entscheidung für die Holzbauweise fiel vor allem aufgrund wirtschaftlicher Betrachtungen.
Um einen erhöhten Kostenaufwand für Brand-schutzmaßnahmen zu vermeiden, war es Vor-aussetzung, mit der Oberkante des Fußbodens des obersten Geschosses unter 7,00 m Höhe zu bleiben.
Im Erdgeschoss finden sich Foyer, Ausstellungs-bereiche und Forschungslabore. Die beiden Obergeschosse sind im nördlichen Teil mit Büros, im südlichen Teil mit Laboren belegt. Im Bereich des Anschlusses an das Bestandsgebäude ist das Volumen eingeschnitten, die Verbindung erfolgt über brückenartige Erschließungen. Wasser-becken, welche die Dachniederschläge sammeln und an einen in der Nähe gelegenen Bach weiterleiten, befinden sich im Überschneidungs-bereich.
Die innere raumabschließende Schicht der Fassade ist als Bandfassade ausgebildet. Der aus vertikalen Lärchenlatten bestehende äußere Fassaden schirm bildet den Witterungs- und Sonnen schutz. In dieser Hülle sind Öffnungen nach dem Prinzip einer Lochfassade ausgebildet.
So entsteht in der Außenansicht ein eher Abb. 4.1.02 Lageplan, M. 1:5.000
Abb. 4.1.03
Blick vom Dach des Altbaus auf die Ostseite des Neubaus
Raumstruktur und Bürotypologie
Die dreigeschossige Skelettbauweise baut sich aus Stützen und Unterzügen aus Brettschichtholz auf. Der Achsabstand der als Zangenkonstruk-tion ausgebildeten Unterzüge beträgt 3,60 m, die Stützenstellung variiert nach Grundrisserfor-dernissen. Die Decken aus verleimten
Brettstapel-elementen sind mittels vernagelter, oberseitig eingelassener Sperrholzstreifen zu steifen Schei-ben verbunden. Die Horizontalkräfte aus den Decken werden durch den zentralen Stahlbeton-kern und die Querfassaden, denen Stahlaus-kreuzungen zur erforderlichen Scheibenwirkung verhelfen, aufgenommen.
Die Skelettstruktur ermöglicht durch entnehm-bare Deckenelemente und verschiebentnehm-bare Trennwände im Bereich der Forschungslabore die Anpassung der Räume an die Versuchsaufbauten.
Trotz der Zellenstruktur der Büros wird durch großzügig bemessene Oberlichtbänder in den Flurwänden und raumhohen Verglasungen im Fassadenanschluss der Bürotrennwände ein transparenter, kontinuierlicher Raumeindruck erreicht und der Kunstlichtbedarf reduziert.
Die Außenwände wurden als geschosshohe Rahmen bauelemente inklusive der Fenster-rahmen vorgefertigt, lediglich die Verglasung wurde vor Ort eingebaut.
Die Holzkonstruktion stellt sich unverkleidet dar, Installationen wie die Zuleitungen der Decken segel sind zum Teil sichtbar installiert.
Abb. 4.1.05
Vertikaler Fassadenschirm 3,60
3,60 FLUR
BÜRO
BÜRO Abb. 4.1.04
Axonometrie Raumstruktur
Besonderheiten zur sommerlichen Energieeffizienz · Ost-West-ausgerichtetes Gebäude mit vertikaler
feststehender Holzlamellenlattung als Sonnen-schutz (im Oberlichtbereich und prozentual vor Fensterbändern)
· Beleuchtungsminimierung durch gläserne Flur-trennwände
· Kühldecken in allen Räumen (offene Installation), mit Einzelraumregelung gespeist durch Brunnen-wasser
· Nachtlüftung von Nutzern (E-Mail-Aufforderung) durch Querlüftung durchgeführt (Speichermasse:
Estrich, Treppenhauskern in Stahlbeton) · Taglüftung mittels Fensterlüftung
· Wasserbecken unterstützen Mikroklima im EG
Besonderheiten zur winterlichen Energieeffizienz · kompakter Baukörper
· hochwärmegedämmt (Holzspäne) und luftdicht
· Heizdecken in allen Räumen (offene Installation führt zu Wärmegewinnen), Pelletfeuerung mit Brennwertkessel
· freie Lüftung über Fenster (kontrollierte Lüftung vorbereitet und nachrüstbar)
· Flachkollektorsolaranlage (500-l-BWW-Puffer - speicher), Vakuumröhrenkollektoren (1.200-l- Pufferspeicher) und Absorptionswärme nutzung aus den Laborbereichen
Heizen · Heizdecke Lüften
· freie Fensterlüftung Kühlen
· Kühldecke und Nachtlüftung
Heizwärmebedarf · 32 kWh / m²a
05 ZAE GARCHING Nachtlüftung als Querlüftung
Kühldecke
Flur Licht Licht
Vertikallamelle feststehend
O / W
Brunnenwasser
Abb. 4.1.06 Energieschema
Abb. 4.1.07 (links) Schulungsraum
Abb. 4.1.08 (rechts) Eingangsfoyer
Abb. 4.1.10 Bauzustand;
im Hintergrund der Betonkern Abb. 4.1.09
Regelgeschoss M. 1:200
Dachaufbau
Kies . . . 50 mm Schutzlage . . . Folienabdichtung . . . Polystyrol-Hartschaumplatten . . . 100 mm Dampfsperre . . . Glasgewebebahn . . . Brettstapeldecke . . . 100 mm Zangenkonstruktion . . . 140 / 440 mm
Deckenaufbau
Fußbodenaufbau unbekannt . . . Brettstapeldecke . . . 100 mm auf Zangenkonstruktion . . . 140 / 340 mm
Außenwandaufbau
2 x Gipskartonplatte . . . 12,5 mm Rieselschutzpapier . . . Holzrahmen KVH . . . 60 / 190 mm dazwischen Hobelspandämmung . . . 190 mm Rillpappe . . . OSB-Platte . . . 19 mm Folie . . . Konterlattung . . . senkrechte Lattung Lärchenholz . . . 28 / 44 mm
Bodenaufbau
Asphaltplatten . . . 20 mm armiertes Dickbett . . . 50 mm Folie . . . Wärmedämmung . . . 80 mm Abdichtungsbahn . . . Stahlbetondecke . . . 140 mm Wärmedämmung . . . 60 mm
U-Werte
Außenwand . . . 0,24 W / m²K Dach . . . 0,18 W / m²K Bodenplatte . . . 0,25 W / m²K Fenster . . . 0,96 W / m²K
Abb. 4.1.11
Fassadenschnitt M. 1:50