Neubau BRINK-Hauptsitz
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Blick auf den Haupteingang
Prolog Synergieeffekte entstehen durch Austausch und das fruchtbare Zusammentreffen verschiedener Disziplinen. Dieser Erkenntnis folgend schlagen wir vor, die Unternehmensbereiche Unternehmensführung, Verwaltung, Forschung und Produktion von Brink im wahren Wortsinn unter einem Dach zu vereinen. Dieses Profil unterstützt die visionäre Unternehmensphilosophie und wirkt sowohl nach innen, als auch nach außen. Das Dach selbst stellt aber keineswegs nur einen gemeinsamen Witterungsschutz dar, das Dach ist Energiefänger, Energiemodulator, Experimentierfeld und Demonstrations- und Ausstellungsgarten gleichermassen und steht sichtbar für die Innovationskraft des Unternehmens. Unser Vorschlag bezieht Optimierungsstrategien aus unterschiedlichen Ingenieurdisziplinen ein und setzt diese baulich um, die Berücksichtigung „Grauer Energie“, das Denken in Lebenszyklen und Fragen der Recyclebarkeit führte zu einer Neubewertung aktueller Bautechniken. Im Ergebnis entsteht, neben dem Hauptsitz der Brink Climate B.V. ein “Kraftwerk“, dessen modellhafter Charakter Massstäbe für zukünftige Entwicklungen im Industrie- und Verwaltungsbau setzt.
Deckenspiegel mit Farbkonzept
Besucherweg / „Pädagogischer Garten“
Belichtung über Sheds
Dachbegrünung
Solarpaneele
Dachfaltung
Besuchereg
Atrien
Lageplan mit Dachaufsicht M 1:1000
Sprengisometrie
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Ansicht Nord-West M 1:500
Zentrale Geschäftsbüro Produktion Spritzlackiererei Montage Lager Abfall Zentrale Be- und Entladen Parkplätze Besucherweg Eingänge
Funktionsdiagramm
Auftritt Dem exponierten Standort in Staphorst begegnen wir mit der Geste eines grossen aufgefalteten Daches. Die in Teilen grosszügig verglasten Fassaden geben Einblick in die Prozesse der Produktion, das Hauptaugenmerk liegt aber auf der Unterseite des Daches. Bereits aus der Ferne ist eine eigene Farbwelt erkennbar, die dem gesamten Produktionsprozess eine sinnlich artifizielle Aura verleiht und gleichzeitig als Sinnbild des Energiedaches gelesen werden kann. Währen das Niveau des umliegenden Terrains den Hauptsitz von Brink zu durchzulaufen scheint, findet die sinnstiftende Verortung des Hauptsitzes von Brink allein über den „künstlichen Himmel“ des Daches statt. Nutzungsstruktur Die einzelnen Funktionsbereiche gehen ineinander über, werden aber durch bepflanzte Höfe oder eingestellte Sondernutzungen strukturiert und in die Hallenstruktur integriert. Ein Verbindungssteg bildet das interne Rückgrat und sichert die interne Erschliessung auf allen Geschosseben bis aufs Dach, wo die gesamte Anlagentechnik auch dem Besucher veranschaulicht werden kann. Die Produktionsabläufe fliessen im Erdgeschoss unter der „Brücke“ hindurch.
Erdgeschoss M 1:500
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III
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SOMMER � ��������������� � ��� ���� ���������� � ��������������� � Stromerzeugung mit ��� ���� ���������� Photovoltaikmodulen
������������������ � &'��� ���(��� �������� ������������������ � Wärmepumpe versorgt &'��� ���(��� �������� „Clusters“ mit Kühlung
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mit Solarkollektoren
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Kanalwasser wird zur ��������������������� ���������������� � Rückkühlung benutzt
Natürliche Lüftung �� ��������%�$ ������ � �����������#���� thermischer Masse
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WINTER
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����� "��������� Lufterhitzer mit Solar-Vorwärmung %�$ ���� ������ � ����� "���������
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Wärmepumpe versorgt ������������������ � Niedertemperatur-Heizung ������ ������ �� )������
mit
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Stromerzeugung mit � ��������������� � Vertikalachsen-Windrädern "�� ���������� ����������
Nutzung von Prozesswärme �� �������������������������� zum�� ������������������� Betrieb der Wärmepumpe
mechanische Lüftung mit #���������������$ ������ � ������������������ Wärmerückgewinnung
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Energieschema
Das Energiekonzept basiert auf drei Säulen: - Minimierung des Energieverbrauchs - Einsatz effizienter Installationen - Nachhaltige Erzeugung des Energiebedarfs Die nachhaltige Erzeugung ist nur noch auf die Restenergie anzuwenden; es ist denkbar, über eine CO²-neutrale Gebäudebilanz hinaus, eine Null-Energie-Lösung oder gar ein Energie-PlusGebäude, also einen Energieexport zu realisieren. Die Planung ist des weiteren so angesetzt, dass die Gebäudetechnik, die Produkte von BCS bzw. CS AG einsetzt, so weit wie möglich, zentral auf dem Dach zum Einsatz kommt und für Besucher als Technikgarten zugänglich ist. Minimierung des Energieverbrauchs Es ist vorgesehen, eine mechanische Kühlung der Büroflächen durch effizientes Design zu vermeiden; dies wird durch eine Reihe von Maßnahmen ermöglicht: Bei den Büroflächen sind die Fenster um Innenhöfe gruppiert, was bereits einen guten Sonnenschutz, als auch Blendschutz bei gleichzeitig guter Tageslichtausbeute bietet; bei Bedarf würde ein außenliegender Sonnenschutz ergänzt. Das Gebäude wird effizient wärmegedämmt und mit Niedrigenergiebeleuchtung (T5) ausgestattet. Zur Energieeinsparung ist eine tageslichtabhängige Beleuchtungssteuerung, sowie eine Hintergrundbeleuchtung mit Task-Lighting vorgesehen, die Beleuchtung nur bei tatsächlichem Bedarf einschaltet. Zur weiteren Senkung der Kühllasten ist eine Aktivierung der thermischen Masse (u. U. unter Einsatz von Phase-Change-Materials) in Kombination mit Nachtlüftung vorgesehen; gleichzeitig werden Geräte mit höheren thermischen Lasten in „Clusters“ zusammengeführt und ihre Wärmelast zentral abgeführt. Für die Produktionshallen ist neben einer Tageslichtnutzung mit nach Norden ausgerichteten Oberlichtbändern, auch eine solare Außenluft-Vorwärmung vorgesehen, siehe Skizze. siehe Skizze. Einsatz effizienter Installationen In den Büros wird im Winter eine Belüftung mit Wärmerückgewinnung eingesetzt, falls eine Heizung notwendig sein sollte, würde dies z. B. durch Niedertemperaturheizpaneele in Kombination mit Wärmepumpen abgedeckt; es wäre hierbei denkbar, nach Absprache mit Brink B.V. Prozesswärme der Produktion zu nutzen. Für die Kühlung der „Clusters“ mit höheren Wärmelasten würden wiederum Wärmepumpen zum Einsatz kommen, die das Wasser des angrenzenden Kanals zur Rückkühlung nutzen; da dies eine vergleichsweise geringe Wärmelast bedeutet, werden keine Probleme bei der Genehmigung erwartet. Die Produktionshalle wird über indirekt beheizte Lufterhitzer geheizt; es wird davon ausgegangen, dass bis auf einzelne Bereiche keine Kühlung nötig ist. Zur Energieeinsparung bei der Heizung der Halle würde die Außenluft über in die Dachstruktur integrierte Solar-Luftvorwärmer vorgeheizt. Nachhaltige Erzeugung des Energiebedarfs Zur Warmwasserbereitung werden thermische Solarmodule eingesetzt, die auf den nach Süden geneigten Dachflächen integriert werden. Um einen Einsatz von thermischen Solarmodulen zur Heizung zu ermöglichen, könnte ein Einsatz von „solarer Kühlung“ in Betracht gezogen werden, wobei die solar erzeugte Wärme bei Bedarf durch Absorptionskältemaschinen in Kälte umgewandelt wird; dies würde einen Einsatz von Hochleistungs-(Vakuum)-Kollektoren erfordern. Zur Abdeckung des verbleibenden Energiebedarfs ist eine Integration von Photovoltaik-Modulen mit Netzanbindung in den nach Süden geneigten Dachflächen vorgesehen. Auf dem Parkplatz wäre der Einsatz kleinerer Windräder mit Vertikalachse (zur Vermeidung von störendem Schattenwurf und Geräuschkulisse für die angrenzenden Gebäude) zur Stromerzeugung nachts und bei schwachem Sonnenschein – was oft mit höheren Windgeschwindigkeiten einhergeht – möglich. Die Festlegungen der einzelnen Anlagenteile auf den Dachflächen werden, je nach gewählten Konzept (solare Kühlung oder nicht) und den zur Verfügung stehenden Medien (z.B. Prozesswärme der Produktion), nach der Bedarfsrechnung ermittelt. 1.Obergeschoss M 1:500
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Ansicht Süd-West M 1:500
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Ansicht Süd-Ost M 1:500
Blick in die Produktionshalle
Statik Auch bei der Wahl des Tragwerks sind Innovation, C0²Neutralität und Ökonomie die maßgebenden Kriterien. Aus diesen Grundlagen ergibt sich eine modulare Bauweise des Komplexes. Die Hallenkonstruktion enthält alle Funktionsflächen und bildet die erste Gebäudehülle. Weitere Sonderflächen werden als separate Baukörper in die Halle gestellt und erhalten damit ihre zweite Gebäudehülle. Die Dach-fläche wird als Faltwerk geplant. Zum einen wird aus der Faltung der Flächen statische Höhe generiert, die es ermöglicht, die erforderlichen 40m stützenfrei zu überspannen, zum anderen entsteht durch die Neigung der Flächen ein Sheddach in Nord-Südorientierung, dass Fensterflächen ohne direkten Sonneneinfall und PV-Elemente auf der Südseite der Dachfläche ermöglicht. Als Baustoff wird vor allem Holz eingesetzt. Mit seiner hervorragenden CO²-Bilanz und geringem Gewicht bei hoher Tragfähigkeit ist Holz ideal geeignet für diese Bauaufgabe. Bei den Decken wird zusätzlich Beton eingesetzt, der in den Holz-BetonVerbunddecken für thermische und akustische Masse sorgt und gleichzeitig die Tragfähigkeit erhöht. Das Dachtragwerk spannt über drei Felder mit 40 bzw. 24 m Spannweite. Im mittleren Feld ist ein Gelenk zwischen den beiden Dachflächen angeordnet, dadurch wird in der Hallenmitte die kleinste statische Höhe benötigt und die lichte Höhe kann maximiert werden. Die Dachfläche besteht aus Flächen-trägern, die sich aus Brettschichtholzrippen und Beplankung aus Furnierschichtholz zusammensetzen, was eine sehr hohe Tragfähigkeit bei geringem Gewicht ergibt. Aus dem Zusammenspiel von Geometrie, statischem System und Baumaterial entsteht so eine ultraleichte Konstruktion.
2.Obergeschoss M 1:500
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Ansicht Nord-Ost M 1:500
Querschnitt durch Montage und Lager M 1:500
Schnitt
Ansicht
Dachtragwerk als Faltwerk in Holzbauweise, kernged채mmt Dachhaut mit Spritzabdichtung Untersicht Holzfurnierplatte, farbig lackiert
Glassystemtrennwand
Pfostenriegelfassade
Holzst채nderkonstruktion
Kastenfenster mit integriertem Sonnenblendschutz
Fassadenschnitt und Ansicht Atrien und Fertigungsb체ros im Bereich der Produktion, Lager und Spedition M 1:50
Solarkollektorfl채chen auf entsprechend ausgerichteten Sheds
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Vorbeifahrt: Blick von der Autobahn
Längsschnitt durch Fertigung M 1:500
Ansicht
Schnitt
Die Büromodule sind als Einbauten in Tafelbauweise mit HolzBeton-Verbunddecken geplant. Für die Gründung der Dachstützen werden Pfähle vorgesehen, während der Hallenboden als Flachgründung ausgeführt wird. Dieser wird so ausgelegt, dass die Büromodule darauf ebenfalls als flach gegründete Konstruktion stehen können. Durch den Einsatz von Holz kann der Gründungsaufwand minimiert werden, da erhebliche Gewichtseinsparungen gegenüber herkömmlichen Bauweisen möglich sind. Dachtragwerk als Faltwerk in Holzbauweise, kerngedämmt Solarkollektorflächen auf entsprechend ausgerichteten Sheds Dachhaut mit Spritzabdichtung Untersicht Holzfurnierplatte, farbig lackiert
Lärchenholz gebürstet
Pfostenriegelkonstruktion mit Glasfeldern und kerngedämmten Paneelen
eingespannte Stahlbetonrundstützen
Fassadenschnitt und Ansicht Produktion M 1:50