Der ökologische Ansatz

Bei der Entwicklung der Baustruktur sollte im Vordergrund stehen, ein umweltgerechtes Konzept zu entwickeln, bei dem die natürlichen Ressourcen des Außenraums direkt genutzt werden, um das Gebäude mittel- und langfristig zu betreiben.

Bausubstanz und Gebäudehülle

Bei der Gestaltung des Baukörpers sollte eine passive Nutzung von Solarenergie angestrebt werden. Hierbei spielen die Kombination aus Winter- und Sommerfall eine dominante Rolle. Bei der Gebäudekonstruktion ist, wenn möglich, auf ein optimales Verhältnis von Fensterflächenanteil und Fassadenfläche zu achten. Nebenstehende Grafik zeigt, den für ein Beispielgebäude optimierten Fensterflächenanteil in Bezug auf den Primärenergieverbrauch durch Wärme, Kälte und Beleuchtungsstrom. Das energetische Optimum liegt oftmals bei zwischen 40 und 60% Anteil transparenter Flächen.

Die Umsetzung eines teamorientieren oder zu Neudeutsch integralen Energiekonzeptes erfordert eine ganzheitliche ökologische und ökonomische Betrachtungsweise. Bei der Dimensionierung der Dämmstärken, insbesondere bei der Verglasung, muss auf ein Gleichgewicht von Kosten und Nutzen geachtet werden.

Unter diesen Voraussetzungen sind hochwertige Dreischeibenverglasungen mit U-Werten von etwa 0,6 W/m²K in Verbindung mit hochgedämmten Rahmen attraktiv. Ebenso muss die Gebäudehülle so ausgeführt werden, dass eine optimale Luftdichtheit gewährleistet wird. Der angestrebte Luftdichtheitswert (n50) muss bei Niedrigenergiebauweise kleiner als 1,0 h-1 und bei Passivbauweise kleiner als 0,6 h-1 sein.

Beleuchtung

Zur Reduktion des Stromverbrauchs und der internen Lasten durch Kunstlicht sollte Tageslicht bestmöglich genutzt werden. Dies kann zum einen durch optimale Raumgeometrien, geeignete Sonnen- und Blendschutzsysteme, gegebenenfalls mit tageslichtlenkenden Eigenschaften, sowie durch eine helle Farbgebung der Räume, insbesondere der Decken, erreicht werden. Zum anderen ist es oft Sinnvoll in Hauptnutzräumen über ein tageslichtabhängiges dimming nur soviel Kunstlicht beizumischen, wie für eine Beleuchtung der Arbeitsplatzebene erforderlich ist. Zur Steuerung eignen sich Anwesenheits- und Lichtsensoren an geeigneten Stellen im Gebäude. Die dezentrale Intelligenz der Lichtsensoren kann über eine übergeordnete GLT gekoppelt und angesteuert werden.

Der mittlere Tageslichtquotient sollte je nach Nutzung mindestens 3% betragen, um eine ausreichende Tageslichtautonomität zu erreichen. Hier sollte auf eine gute Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung durch Tageslicht geachtet werden. Eine Auslegung der Raumgeometrie und Fensteranordnung kann durch dynamische Simulationsprogramme ermittelt und optimiert werden. Die Berechnung der Tageslichtautonomität und des voraussichtlichen elektrischen Energieverbrauchs durch Kunstlicht kann mit der Software EneC dann durch Eingabe des Tageslichtquotienten nutzungsabhängig berechnet werden.

Luftförderung

Ein geringer elektrischer Energieverbrauch für die Luftförderung erfordert besondere Sorgfalt bei der Lüftungsplanung und bei der Wahl der Geräte. Um den elektrischen Energieverbrauch für die Luftförderung zu reduzieren, muss neben der effizienten Anlagentechnik auch eine optimale Regelung eingesetzt werden. Für die Reduzierung der Energieverbräuche für RLT-Anlagen sollte immer an erster Stelle stehen, sämtliche Luftmengen auf das hygienische Minimum zu reduzieren. Für Büroräume ist oft schon ein einfacher hygienischer Luftwechsel 3-4m³/(h*m²) ausreichend. Der Druckverlust und somit auch der Energieverlust innerhalb der Lüftungskanäle wird maßgeblich von der Luftgeschwindigkeit bestimmt. Durch größere Kanalquerschnitte kann der elektrische Energiebedarf der RLT-Anlagen reduziert werden. Der Mehrplatzbedarf muss bei der Dimensionierung der Schächte zur Gebäudeerschließung berücksichtigt werden. Ebenso sollte, so weit es Brandabschnitte und räumliche Voraussetzungen zulassen, das Konzept der mehrfachen Luftnutzung angewendet. Die Zuluft wird hierbei in den Hauptnutzräumen eingeblasen und in Nebenräumen (WC’s, Abseitenräume) abgesaugt. Dabei durchströmt die Luft schallentkoppelt über definierte Bereiche (z.B. Flure), so dass eine Mehrfachnutzung erfolgen kann.

Beispiel eines Energiekonzeptes im PDF-Format aus dem Jahre 2004

• Öffenbare Fenster für natürliche Lüftung bei geeigneten Außentemperaturen
• Außenliegende Jalousien zur Minimierung der solaren Lasten
• Unterstützend mit hygienischem Luftwechsel, adiabat vorgekühlte Quellluft im Sommer, mit effizienter Wärmerückgewinnung im Winter.
• Fassadennahe Quellluftauslässe zur individuellen Regelung der Rauminnentemperaturen im Winter/Sommer.
• Schaffung von baulichen Möglichkeiten für eine Nachtluftspülung
• Kapillarmatten als eingeputzte Kühldecke auf einer dicken Betondecke, mit Teilfunktion einer thermischen Bauteilaktivierung zur Phasenverschiebung der kumulierten Wärmelasten und zur Büroklimatisierung.

Folgende Grafik zeigt ein Beispiel eines optimierten Gebäudes in Bezug auf den Primärenergieverbrauch