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Demonstration energieeffizienten Bauens

In Würzburg wurde Anfang Oktober der Grundstein für ein neues Demonstrations- und Forschungsgebäude des ZAE Bayern gelegt. In dem Neubau der Architekten Lang Hugger Rampp aus München soll eine ganze Reihe von Zukunftstechnologien erprobt werden, die das ZAE in den vergangenen Jahren entwickelt hat.

Seit 1991 befasst sich das Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE) Bayern an seinen Standorten Würzburg, Erlangen und Garching mit den Energietechnologien der Zukunft. Die Aktivitäten reichen von der Grundlagenforschung bis zur Entwicklung anwendungsreifer Technologien und Baukomponenten.

Der Neubau des ZAE soll bis Ende 2012 auf der Konversionsfläche der ehemaligen Leighton Barracks in Würzburg entstehen. Auf diesem Gelände, das direkt an den Campus der Universität Würzburg angrenzt, wird in den nächsten Jahren der neue Stadtteil Hubland von Grund auf neu entwickelt. Institute der Universität, universitätsnahe Nutzungen, Gewerbe und Wohnen sollen sich auf dem Areal zu einer attraktiven Mischung ergänzen.

Der zweigeschossige, von Lang Hugger Rampp entworfene Gebäuderiegel beinhaltet auf 3400 Quaratmetern Geschossfläche Büroräume, Labor- und Technikumsräume sowie einen Seminarraum. Desweiteren entsteht im Erdgeschoss ein öffentlicher Bereich mit Info-Center, der aktuelle Forschungsergebnisse sowie neu entwickelte Energietechnologien – darunter diejenigen, die auch im Neubau selbst zum Einsatz kamen – „zum Anfassen“ präsentieren soll. Außerdem werden in diesem Informationsbereich die Energieverbräuche und –gewinne des Gebäudes für jedermann nachvollziehbar dargestellt.

Gebäudekonstruktion
Sowohl in der Gebäudekonstruktion als auch in der Anlagentechnik vereint der Neubau eine Vielzahl von Effizienztechnologien, die sich zum Teil erst im Prototypenstadium befinden und zum Teil – obwohl bereits technisch ausgereift – erst relativ selten in Gebäuden verwendet wurden.

Das markanteste Element der Gebäudehülle ist sicher das gewölbte Membrandach, das sich über den Baukörper spannt. Es bildet lediglich die Außenhülle einer mehrschaligen Dachkonstruktion; das innere Dach ist flach, wärmegedämmt und nur zum Teil transluzent. Während die Membran als Lichtdiffusor dient, einen Wetterschutz bietet und überdies eine Wärme dämmende Luftschicht zwischen den beiden Dachebenen entstehen lässt, bildet das Innendach die eigentliche Klimahülle.

In den Fassaden soll ein am ZAE Bayern neu entwickeltes, hoch gedämmtes Profilsystem aus Polyurethan installiert werden, das einen Uf-Wert von 0,7 W/m2K erreicht Damit bietet es eine noch bessere Dämmung als bisherige, handelsübliche Profilsysteme für Passivhausfassaden. Außerdem ist TopTherm 90 – so der Name des Systems – bereits für die Aufnahme von Vakuum-Isolierverglasungen vorbereitet, die seit einigen Jahren am ZAE entwickelt werden.

Der Innenausbau des neue Forschungsgebäudes wurde – der Flexibilität zuliebe – als Trockenbaukonstruktion ausgeführt. Dies hat zur Folge, dass die thermische Masse und damit die Wärmespeicherfähigkeit der Konstruktion begrenzt sind. Ausgeglichen werden soll dies, indem Latentwärmespeicher (PCM) an mehreren Stellen in die Konstruktion integriert werden. Geplant ist unter anderem die Installation einer neu entwickelten Heiz- und Kühldecke mit PCM-Auflage in den Büroräumen im Obergeschoss. Die Anbindung der PCM an ein aktives Kühlsystem wurde gewählt, um eine sichere nächtliche Entladung der Latentwärmespeicher auch im Hochsommer sicherstellen zu können.

Anlagentechnik
Als Haupt-Wärmequelle nutzt der Neubau das örtliche Fernwärmenetz. Ferner wird eine Solarthermie-Anlage installiert, die große Teile des Warmwasserbedarfs liefern soll. Beheizt werden die Räume über drei unterschiedliche Systeme: In den Büros und Besprechungsräumen im Obergeschoss werden die bereits erwähnten Heiz- und Kühldecken mit PCM installiert, im Foyer und Infocenter eine Fußbodenheizung und in allen übrigen Räumen herkömmliche Ventilheizkörper.

Zur Gebäudekühlung dienen eine Infrarot-Nachtkühlung sowie herkömmliche Kompressionskältemaschinen. Die Infrarotkühlung soll vor allem die nächtliche thermische „Entladung“ der PCM-Kühldecken unterstützen. Deren Abwärme wird zunächst über einen Wärmetauscher in eine Regenwasserzisterne übertragen. Zur Rückkühlung wird das Wasser während der Nacht auf das Dach des Gebäudes gepumpt, wo es beim Ablaufen (vor allem durch Strahlung) Wärme an den kalten Nachthimmel abgibt. Das abgekühlte Wasser wird über die Regenrinnen und einen Filter wieder in die Zisterne zurückgeleitet.

Bauherr:
Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE), Würzburg

Architekten:
Lang Hugger Rampp GmbH, München

Gebäudetechnik:
Ebert-Ingenieure GmbH, München

Tragwerksplanung und Projektsteuerung:
SSF Ingenieure AG, München

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