Energetische Optimierung einer Produktionshalle unter besonderer Berücksichtigung eines innovativen Lüftungskonzeptes. Abschlußbericht.

Erscheinungsjahr 1999
ISBN: 978-3-8167-5456-5
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag

Buch, Deutsch, 126 Seiten

Eine gut gedämmte Gebäudehülle, Sonnenenergienutzung, Erdkanäle zur Luftvorerwärmung, Quelllüftung und eine natürliche Klimatisierung. Sie gehören zum Energiekonzept der 2 000 Quadratmeter großen Industriehalle. Der Gesamtentwurf der Halle führt zu einem geringen Energie- und Ressourcenverbrauch beim Bauen, bei der Wartung sowie später bei einem eventuellen Abriss. Die energetisch-solar und belichtungstechnisch optimierte Halle bietet ein Produktionsumfeld, das die Leistungsfähigkeit der darin Beschäftigten steigert und eine hohe Fertigungsqualität unterstützt. Nahezu während des ganzen Jahres wird der Hallenraum ohne Fremdenergie belüftet, temperiert und mit der erforderlichen Luftfeuchtigkeit versorgt. Im Winter liefert die physiologisch günstige Deckenstrahlungsheizung die zusätzlich noch notwendige Wärme. Die Beleuchtung ist blendfrei und nutzt weitestgehend das Tageslicht. Wegen der impulsarmen Quelllüftung mit Frischluftkonditionierung über Erdkanäle befinden sich die Angestellten stets in einer zirka 2, 5 Meter hohen Luftschicht, die eventuelle Luftschadstoffe nach oben hin abdrängt. Die Luftzufuhr über Erdkanäle bewirkt im Winter eine Reduktion des Lüftungswärmebedarfs und im Sommer eine natürliche Hallenkühlung. Ein weiteres Novum ist die mit Luft-Wasser-Wärmetauschern rückgewinnbare Lüftungswärme. Die Halle hat eine hervorragende Gesamtprimärenergiebilanz vorzuweisen; auf 50 Jahre bezogen bleibt die Umwelt von insgesamt 10 340 Tonnen Kohlendioxid verschont.

Autoren/Hrsg.

Kennedy, Margrit

Eble, Joachim

Graw, Alois

Miloni, Reto

Müller, Alan

Natterer, Julius

Schlüter, Arnold

Sonnenmoser, Klaus

Stahl, Wilhelm

Inhaltsverzeichnis

1 EINLEITUNG 1
2 EINFÜHRUNG 3
2.1 Geschichte und Entwicklung 3
2.2 Vorprojekt, Ausführungsprojekt und Referenzprojekt 3
2.3 Gesamtprimärenergiebedarf 4
2.4 Vorschriften und Anforderungen an die Heizenergieeffizienz von größeren Industriehallen 4
2.5 Integrale Planung 6
2.6 Zielsetzung des Projekts 7
3 FUNKTION, ARCHITEKTUR UND TRAGWERK 9
3.1 Vorprojekt 9
3.1.1 Städtebauliche Orientierung 9
3.1.2 Architekturkonzept 11
3.1.3 Baubiologie und Ökobilanz 14
3.2 Ausführungsprojekt 15
3.2.1 Städtebauliche Orientierung 16
3.2.2 Architekturkonzept 19
3.2.3 Baubiologie und Ökobilanz 25
3.3 Referenzprojekt 26
3.3.1 Städtebauliche Orientierung 27
3.3.2 Architekturkonzept 28
3.3.3 Baubiologie und Ökobilanz 30
3.4 Vergleichende Konstruktionsübersicht 31
4 TAGESLICHTNUTZUNG UND FARBGESTALTUNG 33
4.1 Der traditionelle Umgang mit Tageslicht im Industriebau 33
4.2 Quantitative Tageslichtcharakterisierung verschiedener Hallenvarianten 34
4.2.1 Tageslichtverhältnisse im Vorprojekt 35
4.2.2 Tageslichtverhältnisse im Ausführungsprojekt 38
4.2.3 Tageslichtverhältnisse im Referenzprojekt 41
4.3 Qualitative Tageslichtcharakterisierung 44
4.4 Farbgestaltung 47
4.4.1 Analyse 47
4.4.2 Ziele und Wirkung der Farbe 47
4.4.3 Farbkonzept und Farbgestaltung 48
5 TECHNISCHER AUSBAU 51
5.1 Vorprojekt und Vorentwürfe 51
5.1.1 Auswahl des Lüftungsprinzips 53
5.1.2 Belichtung und passive Sonnenenergienutzung 57
5.2 Ausführungsprojekt 58
5.2.1 Gebäudebeschreibung 58
5.2.2 Energetisches Konzept 60
5.2.3 Technische Gebäudeausrüstung des Ausführungsprojektes 64
5.3 Referenzprojekt 72
5.3.1 Gebäudebeschreibung 72
6 INVESTITIONSKOSTEN 75
7 ZIEL UND RAHMENBEDINGUNGEN DER ENERGETISCHEN OPTIMIERUNG 79
7.1 Einsatz von Simulationsprogrammen 79
7.1.1 Dynamische Gebäudesimulationen 79
7.1.2 Fluiddynamische Simulationen 80
7.2 Klimaparameter 80
8 HERSTELLUNGSENERGIEBILANZ 83
8.1 Herstellungsenergiebilanz der Konstruktion 83
8.1.1 Geltungsbereich und Abgrenzung einer Ökobilanz 83
8.1.2 Strukturmerkmale der verglichenen Projekte 86
8.1.3 Verwendete Datengrundlage und Datenqualität 88
8.1.4 Massenermittlung 90
8.1.5 Resultate der Ökobilanz 90
8.2 Herstellungsenergiebilanz der Gebäudeausrüstung 98
9 BETRIEBSENERGIEBILANZ 99
9.1 Heizenergiebedarf und Energiebedarf für die Warmwasserbereitung 99
9.1.1 Ausführungsprojekt 99
9.1.2 Referenzprojekt 105
9.2 Elektrischer Energieverbrauch 106
9.2.1 Ausführungsprojekt 106
9.2.2 Referenzprojekt 107
9.3 Betriebsenergie 108
9.3.1 Ausführungsprojekt 108
9.3.2 Referenzprojekt 108
10 GESAMTPRIMÄRENERGIEBILANZ 111
11 ZUSAMMENFASSUNG 113
11.1 Aufgabe 113
11.2 Zeitrahmen 113
11.3 Konstruktion 113
11.4 Kostenrahmen 113
11.5 Innovationsziele 114
11.6 Ergebnisse 114
12 ANHANG 119
12.1 Autoren und Beteiligte 119
12.2 Quellenverzeichnis 121
12.3 Abbildungsverzeichnis 122
12.4 Tabellenverzeichnis 125