Ein strukturiertes Vorgehen
Die Fragen, die im Rahmen der bauklimatischen Planung auftreten, sind vielfältig.
Einige typische, immer wiederkehrende Fragen sind:
- Wie muss die Fassade gestaltet werden, um die solare Einstrahlung optimal zu nutzen (solare Gewinne im Winter vs. Überhitzungen im Sommer, Tageslichtnutzung)?
- Wie kann man die natürliche Lüftung optimal einsetzen?
- Wie kann man die Speichermassen optimal nutzen?
- Welche Massnahmen führen zu welchem Raumklima?
- Was sind die klimasensiblen Elemente der Planung?
- Welcher Technikeinsatz ist erforderlich?
- Welche Versorgungsmöglichkeiten sind möglich?
Für strukturierte Antworten auf diese Fragen ist ein strukturiertes Vorgehen notwendig. Dies bedeutet, dass nach einer genauen Definition der Anforderungen und Randbedingungen zuerst das Gebäude an sich so optimiert wird, dass es möglichst geringe Investitions- und Betriebskosten aufweist (Energie, Reinigung, Wartung). Dies wird erreicht z. B. durch
- eine günstige Kubatur,
- eine Wärmedämmung, die neben winterlichem Wärmeschutz auch die sommerlichen Überhitzungen berücksichtigt,
- angemessene Fensterflächen sowie
- ausreichende Speichermassen.
Als nächster Schritt wird die Gebäudetechnik zur Abdeckung der verbleibenden Heiz- und Kühllasten möglichst einfach und kostengünstig hinsichtlich Investition und Wartungsaufwand geplant. Zuletzt wird die Frage der Energieversorgung entschieden. Je früher die Bauklimatik einbezogen wird desto höher ist das Potenzial (Einsparungen, Verbesserungen in der Behaglichkeit etc.) und desto geringer ist der Aufwand.
Am Anfang jedes Projektes stehen eine Vielzahl von Wünschen des Kunden, Architekten und Planers: Behaglichkeit, Betriebskosten, Investitionskosten, Ästhetik, Tageslichtnutzung, Versorgungssicherheit, Feuchteschutz, Zugfreiheit, CO2-Reduktion, Umweltverträglichkeit, Haltbarkeit, technische Sicherheit. Nicht alle sind zielführend und gleich wichtig. Daher ist es im ersten Schritt überaus wichtig, gemeinsam mit allen Beteiligten Ziele und Prioritäten festzulegen (Abb. 9).
In der Schweiz beispielsweise ist dieses Vorgehen mit der Empfehlung 112/1 des Schweizerischen Ingenieur- und Architektenvereins (SIA) als Zielvereinbarungsmodell bereits normiert (Zielvereinbarungsmodell SIA). Aus dieser Festlegung heraus – die ein gemeinsames und verbindliches Commitment sein sollte – folgen alle weiteren Schritte.
Vor der eigentlichen Phase der Konzeptentwicklung und Optimierung steht bei einer bauklimatischen Planung die Klärung der Annahmen und der im Projekt noch möglichen Optionen. Gerade hier herrscht grosse Unsicherheit, da einerseits Randbedingungen nicht oder nicht genau definiert werden. Andererseits wird vielfach nicht diskutiert, welche Konsequenzen gewisse Annahmen nach sich ziehen können. Erwartungshaltungen werden häufig enttäuscht, da Optionen nicht oder nur eingeschränkt vorhanden oder gewollt sind.
- Nutzungstyp (Büro, Besprechung, Aufenthalt etc.)
- innere Lasten (Personen, Geräte, Beleuchtung)
- Raumklima (ideal, noch zulässig, stundenweise tolerierbar)
- energetische Anforderungen und Konsequenzen
- Gebäudestruktur (Form, Orientierung)
- Gebäudehülle (Verglasung, Verschattung)
- bauliche Massnahmen (aktivierbare Speichermassen)
- Gebäudetechnik (Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung)
- Versorgung (Gas, Öl, Fernwärme, Strom, Erneuerbare Energie)
In der konzeptionellen Phase geht es um die nachhaltige, energie- und kosteneffiziente Umsetzung der definierten Ziele und Prioritäten. Es werden die Planungswerkzeuge festgelegt (rechnerische oder messtechnische Verfahren, statische oder dynamische Berechnungen, ein- oder mehrdimensionale Simulationen). In frühen konzeptionellen Phasen (Vorprojekt) sollte das Planen noch in Varianten erfolgen: Intuition, Erfahrung, Parameterstudien. Hier entstehen die Grobkonzepte, aus denen die Vorgaben für Bau, Technik und Betrieb abgeleitet werden. Die Ergebnisse sollten frühzeitig mit dem Bauherren und dem Architekten diskutiert und im Verlaufe des Projektfortschrittes kontinuierlich eingeengt werden. In späteren Phasen (Bauprojekt) erfolgt die Verfeinerung und Optimierung der Grobkonzepte und die Erstellung von Feinkonzepten. Hier sind eine vertiefte Diskussion und eine iterative Optimierung mit den Fachplanern notwendig.
Am Schluss der Bauprojektphase ist „Weniger Mehr“: Intelligente Gebäude statt intelligenter Technik.
Ziel: Minimierung des Energiebedarfs an sich
- Gebäudestruktur (Form, Orientierung)
- Gebäudehülle (Verglasung, Verschattung)
- bauliche Massnahmen (aktivierbare Speichermassen)
Ziel: Optimale Deckung des Restenergiebedarfs
- Gebäudetechnik (Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung)
- Versorgung (Gas, Öl, Fernwärme, Strom, Erneuerbare Energie)
Ziel: Energie- und kostenminimaler Betrieb
- Betriebsführung
- Betriebsmonitoring
- Energiebeschaffung
Weitere Schritte
Qualitätssicherung in der Ausschreibung, Justierung der Konzepte in der Phase der Realisierung und Überwachung der richtigen Ausführung und schlussendlich ein aktives Betriebsmonitoring sind zentrale Faktoren, dass die bauklimatischen Konzepte nicht nur Theorie bleiben.
Ein wesentlicher Punkt der Qualitätssicherung stellt dabei eine klare Definition der Prüfungen dar, die vor der Inbetriebnahme des Gebäudes durchgeführt werden (z. B. Blower-Door, Thermografie, Funktionsprüfungen von Sicherheitskonzepten, integrale Abnahmen etc.).
Konsequente Bauklimatik bedeutet: Dabei bleiben.
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