Parameterstudie zu passiven Gebäudekonzepten und deren Auswirkungen auf Raumklima, aktive Konditionierungssysteme und den Einsatz grauer Energie in Bürogebäuden
Durch die Optimierung passiver Maßnahmen – thermische Masse, hoher Dämmstandard, reduzierter Fensterflächenanteil, optimierte und kontrolliert natürliche Lüftung – lassen sich energieeffiziente Bürogebäude ohne aktive Systeme zum Heizen, Kühlen und Lüften sowie ohne Beeinträchtigung des Komforts umsetzen. Beispiele wie das Bürogebäude 2226 von "be achitekten" in Lustenau oder das neue Gebäude der Fa. Ricola von "Herzog & de Meuron Architekten" sind auf dieser Grundlage konzipiert und betrieben.
Diese Gebäude sind grundsätzlich als Prototypen zu betrachten. Der Nachweis der Funktionalität und eine allgemeingültige Übertragbarkeit sind nicht gegeben. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es über eine Parameterstudie die Potentiale und Grenzen passiver Konzepte zu identifizieren. Die genannten Beispiele zeigen, dass eine Optimierung passiver Gebäudestrategien einen erhöhten Bedarf an Material mit sich bringt, dessen Menge an grauer Energie zu diskutieren ist. Aus den Ergebnissen der ganzheitlichen Betrachtung werden allgemeingültige Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Die Optimierung von Gebäudehüllen und Standards in der Baustoffindustrie ermöglicht eine Verbesserung der passiven Gebäudekonzepte und stellt das aktuell praktizierte Maß und Vorgehen hinsichtlich aktiver technischer Systeme zur Raumkonditionierung in Frage. Der Einbau von Haustechnik als Antwort auf Problemstellungen von Energieeffizienz, Behaglichkeit und Flexibilität in der Nutzung, erhöht die Komplexität am Bau und wird unter den genannten Optimierungen der Hüllkonstruktionen immer häufiger in Frage gestellt. Allgemeingültige, übertragbare Aussagen hinsichtlich der Auswirkungen von Konzepten, wie am Beispiel des Gebäudes 2226 bezüglich winterlichem und sommerlichem Komfort, Einsatz grauer Energie für die Konstruktion bis hin zu Folgen temporärer Lastspitzen fehlen in der aktuellen Diskussion. In der Studie werden zunächst die entscheidenden Parameter und Abhängigkeiten identifiziert und die zu bewertenden Kriterien bestimmt. Mittels dynamischer Simulationen zum Raumklima, mit Schnittstellen zu Tageslichtbetrachtung und Bewertung grauer Energien in Konstruktionen, werden Ergebnisse generiert, analysiert und bewertet. Aufgezeigt wird anhand der Simulationsergebnisse, welche raumklimatischen Bedingungen sich bei unterschiedlichen Fassaden-, natürlichen Lüftungsstrategien und Belegungsszenarien ergeben, wie groß die Flexibilität von Low-Tech Strategien für die Nutzung ist und welche Fassadenstandards das Maß an eingesetzter grauer Energie und den Nutzerkomfort beeinflussen. Ergänzend werden Schnittstellen zu sinnhaften aktiven Konditionierungssystemen identifiziert und Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Die Studie betrachtet passive Gebäudemaßnahmen an der Schnittstelle zu aktiver Haustechnik zum Heizen, Kühlen und Lüften und validiert die Konzepte unter ganzheitlichen Aspekten. Diese Aspekte sind u.a. natürliche Lüftungsstrategien, Einfluss von Raumgeometrien und Belegungsdichten, thermische Speichermassen im Raum oder der Einsatz grauer Energie in der der Konstruktion. Neben diesen genannten Parametern ist auch das Nutzerverhalten in die Betrachtungen miteinzubeziehen.
Als Lösungsansatz der Fragestellungen werden dynamische Simulationsmodelle entwickelt, die neben thermischem Verhalten die Schnittstellen zu Tageslichtnutzung und Einsatz grauer Energien abbilden. Mittels geplanter Workshops werden Simulationsmodelle, Vorgehen und Ergebnisse besprochen. Durch das unmittelbare Einbringen von Praxiserfahrungen wird eine schnelle Umsetzbarkeit in die Planung und Bauwirtschaft angestrebt.
Ziel ist es die entscheidenden Parameter für Low-Tech Gebäude nicht nur zu identifizieren, sondern deren Einflussgrößen sowie Abhängigkeiten aufzuzeigen.