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Adlershof Physik Gebäude

 

 

Im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung erfolgt über das Landesprogramm für Stadtökologische Modellvorhaben eine fachliche und wissenschaftliche Projektbegleitung durch eine Arbeitsgemeinschaft der Technischen Universität Berlin, der Humboldt-Universität zu Berlin und der Hochschule Neubrandenburg.

Zielsetzung ist die Erarbeitung von Empfehlungen zur Optimierung und wirtschaftlichen Nutzung der Anlagen mit dem Schwerpunkt eines innovativen nachhaltigen Umgangs mit den Ressourcen Wasser und Energie und der Reduzierung von Betriebskosten.

Dezentrale Regenwasserbewirtschaftung

Das Institutsgebäude hat keinen Anschluss an den Regenwasserkanal. Eines der zentralen Zielstellungen der Regenwassernutzung als Element der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung ist die Retention von Regenwasser. Das Regenwasser wird in fünf Zisternen in zwei Höfen gesammelt und vorrangig für die Bewässerung der Fassadenbegrünungund für die Gebäudekühlung genutzt. Bei Starkregenereignissen wird das überschüssige Regenwasser in einen Teich geleitet, verdunstet oder zur Versickerung gebracht. Die Versickerung erfolgt über die bewachsene Bodenzone, um das Grundwasser vor Verunreinigungen zu schützen. Ein Teil der Dachflächen ist extensiv begrünt.

 

Passive Gebäudekühlung

Undurchlässige Flächen wie Dächer und Straßen verändern das Mikroklima durch die Änderung der Strahlungs- bzw. Energiebilanz. Folge ist die Erhöhung der Temperaturen im engeren Gebäudeumfeld und ein unbehagliches Raumklima bzw. die Erhöhung des Energieverbrauchs bei der Gebäudeklimatisierung. Eine Lösung besteht in der Gebäudebegrünung durch die Erzeugung von Verdunstungskälte. Nach Messungen an zwei Dächern in Berlin-Tempelhof wandeln extensiv begrünte Dächer in den Sommermonaten 58 % der Strahlungsbilanz in die Verdunstung von Wasser um.
Unbegrünte Dächer dagegen wandeln 95% der Strahlungsbilanz in Wärme um. Mit der Begrünung der Fassaden ist die unmittelbare Auswirkung auf das Gebäude noch größer. Die durchschnittliche Verdunstung zwischen Juli und August betrug zwischen 5,4 und 11,3 Millimeter Wasser pro Tag in Abhängigkeit von der Geschossebene. Diese Verdunstungsrate entspricht einer durchschnittlichen Kühlungsleistung von 157 Kilowattstunden pro Tag.

 

Fassadenbegrünung

Die Realisierung einer begrünten Fassade soll einen aktiven Sonnenschutz bieten. Als „Nebeneffekt" werden die verschiedenen Jahreszeiten dargestellt. Zehn Arten von Kletterpflanzen wurden in 150 Fassadenkübel an neun unterschiedlichen Fassaden gepflanzt.

Die Fassadenbegrünung steht im unmittelbaren Zusammenhang mit der energetischen Optimierung des Gebäudes. Im Sommer soll die Fassade begrünt sein, während das Sonnenlicht im Winter die Glasfassade ungehindert passieren kann. Ein zweiter Effekt ist die Erzeugung von Verdunstungskälte zur Verbesserung des Mikroklimas innerhalb des Gebäudes und im unmittelbaren Gebäudeumfeld.

Bei der Auswahl der Kletterpflanzen wurde besonderer Wert auf Arten gelegt, die unter den extremen Bedingungen in Pflanzkübeln wachsen können. Von den verwendeten unterschiedlichen Kletterpflanzen hat sich bisher der Blauregen (Wisteria sinensis) am besten entwickelt. Eine spezielle Form der Anstaubewässerung und zwei unterschiedliche Substrate sind vergleichend verwendet worden. Der ausreichende kapillare Aufstieg war ein Auswahlkriterium. Zum Ausgleich von Temperaturschwankungen und zum Schutz gegen tiefe Temperaturen im Winter wurden versuchsweise einige Kübel gedämmt. Der Vergleich mit nicht gedämmten Kübeln hat erhebliche Unterschiede in den Standortbedingungen und Wuchsleistungen der Kletterpflanzen gezeigt.

 

Adiabate Abluftkühlung

In den Klimaanlagen des Institutsgebäudes wird Regenwasser zur Kühlung des Gebäudes in den Sommermonaten verwendet. Bei der adiabaten Abluftkühlung wird Wasser in den Abluftstrom des Gebäudes versprüht und die Zuluft über einen Wärmetauscher vorgekühlt. Bei der Verwendung von Regenwasser anstelle von Trinkwasser in den Klimaanlagen wird zugleich Wasser und Abwasser gespart. Dieser Prozess der Gebäudeklimatisierung ist derart effektiv, dass noch bei Außentemperaturen von bis zu 30°C die Zuluft auf 21–22°C vorgekühlt werden kann, ohne auf technisch erzeugte Kälte zurückgreifen zu müssen.

 

Erste Ergebnisse

Die Verdunstung von Wasser zur Gebäudeklimatisierung ist eine kostengünstige und effektive Methode. Die Verdunstung eines Kubikmeters Regenwasser erzeugt eine Verdunstungskälte von 680 kWh. Bei der adiabaten Abluftkühlung hat sich gezeigt, dass auf eine konventionelle Kälteversorgung nahezu verzichtet werden kann. Bei der Regenwassernutzung als dezentrale Regenwasserbewirtschaftung sind hierbei weitere Synergien zu erzielen, da Regenwasser u.a. für die Bewässerung und adiabate Abluftkühlung eingesetzt werden kann.

Unterstützend für die adiabate Abluftkühlung wirken weitere Maßnahmen der passiven Gebäudekühlung wie die Gebäudebegrünung. Die Begrünung von Dächern und Fassaden hat ein großes Potenzial, durch Verdunstung die Oberflächentemperaturen zu reduzieren und damit das Mikroklima innerhalb und um das Gebäude zu verbessern.

 

 

Literatur

Faltblatt der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung zum Projekt Physik Gebäude Adlershof

Hinweise für Planer, Architekten, Ingenieure: Abschlussbericht deutsch (3MB) / (15MB)

 

Webseite des Projektes

 

Andere Projekte:
- Potsdamer Platz
- UfA Fabrik