Masterarbeiten ClimaDesign 2009 by ClimaDesign

Masterarbeiten im Sommersemester 2009

We i t e r b i l d e n d e r M a s t e r s t u d i e n g a n g C l i m a D e s i g n ( M . S c . )

Studiengangsleitung

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen

Dipl.-Ing. Friedemann Jung

Dipl.-Ing. Uta Steinwallner

Inhalt Einführung

Masterstudiengang ClimaDesign

Bannert Stefan

Klimaszenarien der Zukunft und Anpassung von Gebäuden

Behr Horst

Entwicklung eines Kriterienkatalogs für die Planung von nachhaltigen Forschungsgebäuden mit dem Schwerpunkt Energieeffizienz

Eberl Sebastian

Vergleich des Deutschen Gütesigels Nachhaltiges Bauen mit dem Zertifizierungssystem Leadership in Energy and Environmental Design

Franzkowiak Stefanie

Potentialanalyse des solarenergie-optimierten Städtebaus - am Bei- spiel der Region Chiemgau - Inn - Salzach - Berchtesgadener Land

Friederich Johanne

Bewertung von Datenerhebungsmethoden für den Energiebedarf von Kommunen

Gärtner David

Technische Machbarkeitsstudie für außenliegende Installationen

Jarka Johanna

Promoting energy efficiency in existing office buildings - case study Australia

Kurzlechner Michael

LEO 152 - Multifunktionalität und ClimaDesign

Liang Huiwen

Grundlagen und Prinzipien für die Beurteilung der Nachhaltigkeit von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern

Liu Yang

Application of membrane structures for residential buildings in north China in regard to visual and thermal comfort

Müller Aline

Entwicklung von Methoden zur Ermittlung des Solarpotentials auf Kommunaler Ebene

Penailillo Macarena

Bauliche Maßnahmen zur Energieoptimierung im Sozialwohnungsbau in Chile

Schäfer Alexander

Entwicklung eines Kriterienkatalogs für die Planung von nachhaltigen Forschungsgebäuden mit dem Schwerpunkt Energieeffizienz

Schlüter Carmen

Entwicklung von Nachhaltigkeitskriterien im Städtebau

Wagner Michael

Klimaschutzkonzept für Wickrathberg - energetisches Sanierungspo- tential im Gebäudebestand

Wiesenmüller Nils

Pequonnock River redevelopment plan, Bridgeport, Connecticut

Yu Young-Jae

Strategien der nachhaltigen Architektur in der gemäßigten Klimazone - Seoul, Tokyo, Shanghai - Korea, Japan, China

Impressionen

40 |3

Vorwort Entwerfen heißt unterschiedliche Aspekte zusammenführen. Die Rolle des Planers ist in den letzten Jahrzehnten vor dem Hintergrund schwindender fossiler Energieträger und einer damit unumgänglichen Notwendigkeit des Energieeinsparens in der Gebäude- und Städteplanung sowie durch ein gewachsenes Umweltbewusstsein immer vielschichtiger geworden. Erst durch einen ganzheitlichen Entwurfsprozess, angefangen bei der Analyse der Nutzungs-, Standort- und Klimafaktoren über die Grundriss- und Fassadengestaltung bis hin zur Detailplanung im technischen Ausbau, können Gebäude- und Stadtstrukturen entstehen, die mit einem Minimum an Energie dem Nutzer ein hohes Maß an Behaglichkeit in seiner Umgebung schaffen. Der Herausforderung dieses vielschichtigen Planungsprozesses hat sich im Oktober 2007 der erste Jahrgang des internationalen Masterstudiengangs ClimaDesign gestellt. Nach vier intensiven Semestern mit den Lehrenden der TUM und vielen externen Experten aus unterschiedlichen Planungsdisziplinen präsentieren sich die ersten Absolventen mit ihrer Master`s Thesis in dieser Broschüre. Durch diese Arbeiten haben die Studierenden mitgeholfen den Studiengang ClimaDesign in der wissenschaftlichen Welt der Universitäten ebenso wie in der Planungspraxis zu etablieren und zu einem vollen Erfolg zu führen. Die Vielfalt der unterschiedlichen Aufgabenstellungen und das hohe wissenschaftliche Niveau der Ergebnisse spiegeln das interdisziplinär und international angelegte Studium wider. Das Themenspektrum reicht vom städtebaulichen Masterplan und Konzepten für eine übergeordnete Energieversorgung von Kommunen bis hin zu detaillierten Fragestellungen des Gebäudeausbaus und der Installationen im Gebäude. Die Absolventen sind nun in der Lage auf dem Arbeitsmarkt mit ihrem erweiterten Wissen über die Planung zukunftsfähige Konzepte für Gebäude und Stadtquartiere zu entwickeln sowie durch die Fähigkeit der interdisziplinären Kommunikation als Berater von Investoren und Bauherren zu agieren. Ich gratuliere allen Absolventen zu den Ergebnissen ihrer Arbeiten und wünsche ihnen alles Gute für ihren weiteren beruflichen Weg. München, Juli 2009 Gerhard Hausladen

Weiterbildender Masterstudiengang ClimaDesign ClimaDesign studieren

ClimaDesign ist eine Planungsdisziplin, durch die Gebäude mit einem Minimum an Energie dem Nutzer ein Maximum an Behaglichkeit bieten können. Der Energieaufwand bezieht sich dabei nicht nur auf die Heizenergie, sondern auf alle am Gebäude relevanten Energie und Stoffströme. Mit Behaglichkeit ist nicht nur thermische Behaglichkeit gemeint, sondern ein allumfassendes Wohlbefinden des Menschen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein ganzheitlicher Planungsansatz erforderlich, Architektur und Technik dürfen nicht seriell geplant werden, sondern müssen ein abgestimmtes Gesamtsystem bilden. Auf diese Weise können mit der Aktivierung von Synergieeffekten leistungsfähige Gebäude entstehen, die flexibel nutzbar sind. Eine genaue Analyse der Nutzungs- und Behaglichkeitsanforderungen ist Voraussetzung, um ein bedarfsgerechtes Gebäude mit dem geringst möglichen Aufwand zu errichten. Oftmals können durch kritisches Prüfen der einzelnen Anforderungen große Einsparpotenziale aktiviert werden. Der Standort eines Gebäudes verfügt über Herausforderungen und Möglichkeiten, die es zu berücksichtigen gilt. Insbesondere die Gebäudestruktur und die Fassade sind darauf abzustimmen. Sind die baulichen Parameter optimiert, ist eine gute Basis geschaffen, um regenerative Energiesysteme wirtschaftlich einzusetzen. Da bei ganzheitlich geplanten Gebäuden neben der Geometrie des Baukörpers weitere Dimensionen wie Temperatur, Energie, solare Strahlung oder Zeit mit einfließen, sollte der Planungsprozess von einem ClimaDesigner begleitet werden. Mit seinem fachübergreifenden Ansatz führt er die jeweiligen Spezialisten effizient zusammen. Insbesondere kann er berechenbare mit weichen Faktoren abstimmen. Idealerweise ist er von der Konzeptfindung bis zur Inbetriebnahme eines Gebäudes beteiligt, um in allen Planungsphasen Optimierungspotenziale zu erarbeiten. Dies erfolgt in der Regel durch Intuition, die sich auf Planungserfahrung und der systematischen Analyse realisierter Gebäude gründet, ergänzt um den zielgerichteten Einsatz von Planungswerkzeugen. Insofern gehört zum Entwurf leistungsfähiger Gebäude der Zukunft auch ein kritischer Blick auf bereits Gebautes. Studienschwerpunkt und Ziel des Masterstudiengangs ClimaDesign ist die interdisziplinäre Ausbildung für die Konzeption von energetisch und raumklimatisch optimierten Gebäuden. Dabei werden die Themenbereiche Gestaltung, Energie und Technik zusammengeführt.

Fassade

L端ftungskonzept

Aerodynamik

Konstruktion

Architekt

ClimaDesigner

Tragwerksplaner

Tageslicht

Temperatur

Speichermasse

Grundriss

Stefan Bannert Klimaszenarien Klimaszenarien der Zukunft und Anpassung kunft von Gebäuden Gebäuden von Klimaanalyse und LeitfaKlimaanalyse den zur zur Anpassung von den Gebäuden in DeutschGebäuden land land

dieses Wort Wort wurde wurde von von der der Gesellschaft Gesellschaftfür fürdeutsche deutscheSpraSpraKlimakatastrophe –– dieses che zum Wort des Jahres Jahres 2007 2007 gewählt. gewählt. Begriffe wie Klimakatastrophe, Klimakatastrophe, Klimaveränderung, Klimaveränderung, Klimaszenarien Klimaszenariensind sindzuzunehmend in aller Munde. Munde. Nahezu Nahezu jeder jeder Mensch Mensch fühlt fühltmittlerweile mittlerweileeine einelatente latente Bedrohung für sich sich und und seine seine Umwelt, Umwelt, wenn wenn es es um umdas dasThema ThemaKlima Klimageht. geht.Man Man fragt sich, wann kommt die Katastrophe, kommt sie überhaupt oder hat sie kommt die Katastrophe, kommt sie überhaupt oder hat sie womöglich schon begonnen? begonnen? Die Klimaforscher sind sind sich sich mittlerweile mittlerweile darüber darüber einig, einig,dass dassdie diezunehmende zunehmende globale Erwärmung Erwärmung der der Erde Erde ein ein erschreckendes erschreckendes Ausmaß Ausmaßund undvor vorallem allemeine eine dramatische Geschwindigkeit angenommen hat. Mitverursacher ist der Mensch, Geschwindigkeit angenommen hat. Mitverursacher ist der Mensch, der durch die zunehmenden -Emissionen seit seit Beginn Beginnder derIndustrialisierung Industrialisierung zunehmenden CO CO22-Emissionen die natürlich zyklisch bedingte Warmzeit drastisch verstärkt hat. zyklisch bedingte Warmzeit drastisch verstärkt hat. Diese Arbeit zeigt bereits bereits beobachtete beobachtete Auswirkungen Auswirkungender derKlimaveränderung, Klimaveränderung, erklärt die physikalischen Zusammenhänge und gibt einen physikalischen Zusammenhänge und gibt einenÜberblick Überblicküber überden den derzeitigen derzeitigen Stand Stand der der Wissenschaft Wissenschaft dieses dieses Thema Thema betreffend. betreffend.Sie Sieerklärt erklärtdie dieErErgebnisse verschiedener Klimaszenarien und vermittelt eine zeitliche Vorstellung gebnisse verschiedener Klimaszenarien und vermittelt eine zeitliche Vorstellung darüber, darüber, wann wann mit mit welchen welchen Klimaveränderungen Klimaveränderungen global, global,aber aberauch auchdetailliert detailliertinin Deutschland zu rechnen ist. Deutschland zu rechnen ist. Nach Nach einer einer Analyse Analyse des des derzeitigen derzeitigen Gebäudebestandes Gebäudebestandesin inDeutschland Deutschlandwerden wereine Reihe von Maßnahmen beschrieben, wie diese Gebäude angepasst werden eine Reihe von Maßnahmen beschrieben, wie diese Gebäude angepasst den können. Außerdem werden einige Überlegungen angeregt, die indie einem werden können. Außerdem werden einige Überlegungen angeregt, in einem mehrdimensionalen Planungsprozess von Neubauten bereits zu einem mehrdimensionalen Planungsprozess von Neubauten bereits zu einemfrühen frühen Zeitpunkt angestellt werden sollten, um der Klimaveränderung positiv entgegen Zeitpunkt angestellt werden sollten, um der Klimaveränderung positiv entgegen zu zu wirken. wirken.

Temperatur °C 0,6 0,4 0,2 0 -0,2 -0,4

Entwicklung der weltweiten Durchschnittstemperatur seit

1860

1880

1900

1920

1940

1960

1980

2000

Die zehn heißesten Jahre, die seit 1850, dem Beginn der kontinuierlichen Temperaturaufzeichnungen gemessen wurden, liegen in den letzten 14 Jahren

Heute herrscht die höchste CO2-Konzent-

Verwüstungen nach Wirbelsturm „Hanna“

Satelittenbild des Hurrican „Ike“ Sept.

ration seit 650.000 Jahren

2008

2008, Schaden: 31,5 Mrd.US-Dollar

Horst Behr, Alexander Schäfer Entwicklung eines Kriterienkataloges für die Planung von nachhaltigen Forschungsgebäuden mit dem Schwerpunkt Energieeffizienz

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„Dem Anwenden muss das Erkennen vorausgehen.“ Max Planck (1919) Forschungsgebäude sind Hochenergieverbraucher sowohl bei der Herstellung als auch während der Nutzung. Konkrete Untersuchungen und Praxisberichte haben gezeigt, dass ein großes Verbesserungspotential vorhanden ist. Aktuellen Fragen der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz müssen konkret und nachvollziehbar beantwortet werden. Dies gilt sowohl für Neubauten und für Bestandsanierungen. Erstmals erfolgt eine komplette Darstellung über den gesamten Lebenszyklus mit den wesentlichen Nachhaltigkeitsaspekten in Bezug auf die Energieeffizienz von Forschungsgebäuden Zur Erzielung von herausragenden Ergebnissen im Bereich der Forschung und Entwicklung bildet das gesamte Umfeld der Forschungseinrichtungen eine wichtige Grundlage. Die Vielfalt der unterschiedlichsten Nutzungen und Funktionen der Gebäude, erfordern eine neuartige Vorgehensweise. Auf wechselnde Randbedingungen muss wirtschaftlich reagiert werden können. Der Schlüssel zum langfristigen Erfolg liegt in der umfassenden und professionellen Vorbereitung, Planung und Abwicklung mit einem integrierten und gesamtheitlich ausgerichteten Projektmanagement. Hochqualifizierte und erfahrene Projektleiter führen den Gesamtprozess von Anfang an im Team mit allen Fachleuten. Die wesentlichen Kriterien sind übersichtlich und nachvollziehbar in Checklisten zusammengefasst und auf der Grundlage der Kostengruppen der DIN 276 gegliedert. Mit der übergeordneten und strukturierten Vorgehensweise ist die Minimierung der Gesamtkosten erreichbar. Zur Einführung eines Zertifizierungssystems können die Checklisten als Bewertungsgrundlage herangezogen werden. Mit einem EDV-Tool ist eine aussagefähige Übersicht hinsichtlich der Erfüllungsgrade möglich. Mit den vorliegenden Checklisten sind die Ziele in Bezug auf Nachhaltigkeit und Energieeffizienz eindeutiger und präziser zu formulieren und zu erreichen. Forschungsgebäude erhalten somit eine verbesserte Qualität im gesamten Lebenszyklus.

Konzentration des Sonnenlichtes auf hocheffizienten Mehrfachsolarzellen Quelle: www.bmbf.de

Abwasserwärmenutzung über außenliegendem Schacht, Fa. Feka

Integrale Planung

Solaranlage zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung

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Sebastian Eberl Vergleich des Deutschen Gütesiegel Nachhaltiges Bauen mit dem Zertifizierungssystem Leadership in Environmental and Energy Design

Die Welt lebt auf Pump. In der heutigen Zeit verschärften Klimawandels, sich verknappender Ressourcen, ökonomischer Verflechtungen und Verschuldungen spielt der Begriff „Nachhaltigkeit“ eine immer wichtigere Rolle. Auch im Baubereich mit seinem hohen Ressourcen- und Energieverbrauch und entsprechenden Kosten ist Nachhaltigkeit in aller Munde; es gibt eine Vielfalt von Ansätzen und Methoden, wie man die Auswirkungen von Gebäuden auf die Umwelt erfassen, bewerten und steuern kann. Um ökologisches Bauen zu fördern, entstanden in den vergangenen Jahren Organisationen, die Umsetzungsstrategien in Form von Zertifizierungssystemen entwickeln, welche auf einer variantenreichen Basis von ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekten fußen. In Deutschland wurde 2007 die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e.V. (DGNB) gegründet, die Mitglied im World Green Building Council (WGBC) ist und das noch junge Zertifizierungssystem DGNB (Deutsches Gütesiegel Nachhaltiges Bauen) anbietet. Es soll die Lücken schließen, die bereits bestehende Zertifizierungssysteme wie das 1990 eingeführte englische BREEAM (Buildings Research Establishment Environmental Assessment Method) oder das seit 1998 angebotene us-amerikanische LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) noch nicht abdecken. Vor allem zielt es auf die Betrachtung des kompletten Lebenszyklus von Gebäuden ab und soll eine so bisher noch nicht umgesetzte gesamtheitliche Bewertung von Gebäuden und deren Auswirkungen auf Menschen und Umwelt ermöglichen. In meiner Master’s Thesis werden Entstehung, Entwicklung, Aufbau und Zertifizierungsablauf beim DGNB und LEED vorgestellt und beider Zertifizierungssysteme miteinander verglichen. LEED wurde als Vergleichssystem gewählt, da es eines der meistzitierten Systeme ist und immer wieder als Vergleichsgröße auftaucht, ohne dass bislang ein umfassender Vergleich publiziert worden wäre. Der Analyse-Fokus liegt darauf, alle wesentlichen Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede der Bewertungskriterien beider Systeme zu erfassen und im Direktvergleich deutlich zu machen, auf welchen Normen und Richtlinien sie beruhen, welche Ziele dahinterstehen, auf welchen Indikatoren das Hauptgewicht liegt und was vernachlässigt wird. Zudem soll ein Überblick in komprimierter Form auch als schnelle Nachschlagemöglichkeit gegeben werden. Die Aufgabenstellung war Teil eines Forschungsprojekts im Bereich Nachhaltiges Bauen am Lehrstuhl für Bauphysik, Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Technische Universität München.

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vs. DGNB

LEED

|3 13

Stefanie Franzkowiak Potentialanalyse des solarenergetisch optimierten Städtebaus — Am Beispiel der Region Chiemgau - Inn - Salzach - Berchtesgadener Land

Die Nutzung von Solarenergie birgt für eine Energieeffizienzsteigerung wie auch für eine nachhaltige Energieversorgung von Wohngebäuden ein hohes Potential. Kreise und Kommunen werden sich immer mehr ihrer Verantwortung bewusst, die Umsetzung der klimapolitischen Ziele vor Ort in Angriff nehmen zu müssen und wollen durch städtebauliche Vorgaben gute Voraussetzungen für energetisch nachhaltige Gebäudekonzepte schaffen. Die Bauleitplanung in der Region Chiemgau-Inn-Salzach-Berchtesgadener Land sieht sich dabei vor die Aufgabe gestellt, die regionaltypische Baustruktur, die auch heute noch ein wichtiger Identifikationsfaktor für die Region ist, mit den Anforderungen einer solarenergetisch optimierten Bauweise in Einklang zu bringen. Weite Dachüberstände und flach geneigte Dächer sollen einer effizienten Solarenergienutzung entgegenstehen. Daher gilt es zu untersuchen, wie groß der Einfluss spezieller Planungsparameter auf die Nutzung von Solarenergie ist und in wie weit die traditionellen Baukörperstrukturen deren Erträge beeinflussen. Gibt es bauliche Parameter, die einen besonders hohen Einfluss auf solare Gewinne bzw. Lasten haben? Durch welche Vorgaben zur Ausgestaltung welcher Parameter kann eine energieeffiziente Bauweise begünstigt werden? Muss man zugunsten einer optimalen solaren Ausbeute von regionaltypischen Bauformen abweichen oder lassen sich negative Effekte traditioneller Gebäudestrukturen auf die Energieeffizienz durch geeignete Maßnahmen kompensieren? Ist es möglich, durch eine verträgliche Weiterentwicklung der traditionellen Bauweise eine solare Architektur entstehen zu lassen, die sich in die ortstypischen Siedlungsstrukturen eingliedert und nicht nur einen faulen Kompromiss darstellt? Die Ergebnisse einer Gebäudesimulation auf Grundlage der regionalen Klimdaten haben ergeben, dass typische Baustilelemente insbesondere horizontale Auskragungen und geringe Dachneigungen eine effiziente aktive und passive Solarenergienutzung nicht generell ausschließen. Um deren Potentiale ausschöpfen zu können, müssen jedoch gewisse Grenzwerte eingehalten und Wechselwirkungen mit anderen Parametern der Gebäudehülle beachtet werden. Hierzu bedarf es klarer Vorgaben durch die Bauleitplanung, aber auch einer frühzeitigen Beratung von Bauherren und Planern während des Planungsprozesses. Sie müssen die Auswirkungen unterschiedlicher Baukörperanordnungen und -ausformungen auf die Gesamtenergiebilanz des Gebäudes kennen, um verschiedene Kompensationsmöglichkeiten abschätzen und ausnutzen zu können.

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6000. 5000. 4000. 3000. 2000. 1000. 0. -1000. -2000. -3000. -4000. -5000. -6000. Jan

Feb 1000.

Jan

Feb 1000.

Mar Apr May 2000. 3000.

Jun 4000.

Jul Aug Sep 5000. 6000.

Oct 7000.

Nov Dec 8000.

[W] 6000. 5000. 4000. 3000. 2000. 1000. 0. -1000. -2000. -3000. -4000. -5000. -6000. 0.

Mar Apr May 2000. 3000.

Jun 4000.

Jul Aug Sep 5000. 6000.

Oct 7000.

Nov Dec 8000.

Wärmegewinne und -verluste über die Gebäudehülle, anfallender Heiz- bzw. Kühlenergiebedarf [kWh/m²NGFa] 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0

[kWh/m²NGFa]

14,0

4,0 3,0

3,0

2,8

13,0 12,0

2,0

11,0

1,2 1,0

0,5

0,0

10,0

0,0 0,0 0,0

9,0 -0,2

-1,0 Verschattungsfreiheit

6,0

-3,0

5,0

-3,0 -3,5

4,0 3,0

-4,6

-5,0

2,0 -6,0 -5,9 -7,0

Anforderungen solarer Gebäudekonzepte

7,4

7,0 -2,0

-4,0

traditionelle Baukörperstrukturen und kommunale Bauleitplanung

8,8

8,0

1,4

1,0 0,60

1,20

1,80

0,0

Parameter Dachüberstand: Abweichungen des Energiebedarfs

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Johanne Alesia Friederich Bewertung von Datenerhebungsmethoden für den Energiebedarf von Kommunen Ein Leitfaden als Planungshilfe für die Energiedichtebestimmung im Wohngebäudebestand von Gemeinden

Der Landkreis München hat sich im Rahmen einer Energie-Vision das Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 60% des heutigen Energieverbrauchs einzusparen und die verbleibende benötigte Energie komplett regenerativ zu decken. Um dies zu erreichen, muss ein Energienutzungsplan erstellt werden, der die energetische Vision der Region erfasst, regionale Potentiale darstellt und koordiniert sowie abgestimmte Umsetzungsstrategien für die einzelnen Kommunen aufzeigt. Der Energienutzungsplan geht dabei so vor, dass er zunächst eine detaillierte Analyse des Ist-Zustandes vom räumlich verteilten Wärmebedarf in den jeweiligen Gemeinden erstellt. Eine solche Energiebedarfsanalyse des Ist-Zustandes des Wohngebäudebestands wird im Rahmen der Masterarbeit für den Landkreis München erstellt. Bis zur Entstehung dieses praxisnahen Leitfadens sind zahlreiche Forschungen durchgeführt worden. So wurden mehrere Datenerhebungsmethoden an einer Gemeinde aus dem Landkreis München durchgeführt und deren Ergebnisse verglichen und bewertet. In einem ersten Schritt der Arbeit werden zunächst die Methoden für die Ermittlung der Energiebedarfsdichte sowie die Quellen für die benötigten Daten beschrieben. Außerdem wird auf die Datenqualität eingegangen, die aus den verschiedenen Quellen resultiert. Mit Hilfe dieser Grundlagen werden im zweiten Arbeitsschritt die verschiedenen Wege von den erhobenen Daten bis zur Ermittlung des Energiebedarfs für den Anwender schrittweise erläutert. Basierend auf diesen Ergebnissen werden die Methoden miteinander verglichen und bewertet. Auf Grundlage dieser Ergebnisse erhalten die Gemeinden einen Überblick, welche Quellen in ihren lokalen Gegebenheiten verfügbar und auszuwählen sind, um die benötigten gebäudespezifi schen Daten zu ermitteln. Stehen die Quellen fest, können sie nach der jeweilige Methode über den zu verfolgenden Weg der Datenverarbeitung sinnvoll entscheiden und damit zielgerichtet einen Wärmeatlas erstellen.

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Luftbild GT BA GG WF SZ RV HS GA

Siedlungstypologie

Bedarf / ST [MWh / haa]

GT BA GG WF SZ RV HS GA GT BA GG WF SZ RV HS GA

Begehung GT BA GG WF SZ RV HS GA

Gebäudetypologie

Bedarf / Gebäude [kWh / a]

GT BA GG WF SZ RV HS GA GT BA GG WF SZ RV HS GA

Archiv GT BA GG WF SZ RV HS GA

realer Verbrauch

Verbrauch/Gebäude [kWh / a]

GT BA GG WF SZ RV HS GA GT BA GG WF SZ RV HS GA

Umfrage GT BA GG WF SZ RV HS GA

Personenaufwand

genauigkeit der Daten

Praktikabilität

in homogene Gebiete einteilbar nötig

Kompaktheit der Gemeinde nötig ab 8000 EW

3D+ LB hist.

kennen der ST

3D+B

kennen der ST

3D+B

kennen der GT

A+B

kennen der GT

A+U

Wärmebedarfsdichtekarte

Wissensvoraussetzung

Aufwand Beschaffung Daten

Methoden

Quelle für Daten

Zeitaufwand Bearbeitung

Entscheidungsmatrix: Entscheidungsmöglichkeiten der Datenverarbeitung für die Ermitllung des Energiebedarfs

Anmerkung LBhist. für Verfeinerung der ST Begehung für stichpunktartige Überprüfung der Daten Begehung für stichpunktartige Überprüfung der Daten Begehung für stichpunktartige Überprüfung der Daten Umfrage für Abgleich der Archivwerte

Bewertung der Methoden je nach Anwendung ausgesuchter Quellenkombinationen

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David Gärtner Außenliegende Installationen eine Machbarkeitsstudie

Sanierungsmaßnahmen der Hausinstallation stellen einen erheblichen Eingriff in die Bausubstanz mit entsprechend unangenehmen Begleiterscheinungen wie Lärm- und Schmutzbelästigung für die Bewohner dar. Deshalb werden solche Arbeiten meistens im unbewohnten Zustand durchgeführt. Ist dies aber nicht möglich, bietet sich als Alternative eine Verlegung der Leitungen an der Fassade, und von dort aus ein direktes Anbinden der Verbraucher (Abb. 1). Dieses Verfahren ist vor allem interessant für die klassischen 3- bis 5-geschossigen Wohngebäude aus den 50er- und 60er-Jahren (Abb. 2), von denen es in Deutschland viele Tausend gibt, und für die in den nächsten Jahren ein erheblicher energetischer Sanierungsbedarf bestehen wird, der in vielen Fällen gleichzeitig auch eine Erneuerung der Haustechnik bedeutet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb untersucht, ob es von seiten der Vorschriften und bauyphysikalisch möglich ist, die Installationsleitungen in die Ebene des Wärmedämmverbundsystems zu integrieren. Dies würde die Voraussetzung dafür schaffen, die Leitungssysteme in Installationsmodulen zusammenzufassen und dadurch auch einen erhöhten Vorfertigungsgrad zu erreichen. Durch eine verkürzte Montagezeit könnten Zeit und somit Kosten auf der Baustelle gesenkt werden. Zunächst wurde anhand der gültigen Verordnungen und Richtlinien, allen voran der aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV), die Rahmenbedingungen für eine solche Verlegeart abgesteckt und ein Anforderungskatalog für die einzelnen Gewerke erstellt. Auf dieser Grundlage konnte für ein repräsentatives Referenzgebäude die Hausinstallation dimensioniert, und anhand von Computersimulationen die bauphysikalische Realisierbarkeit untersucht werden (Abb. 3). Mit Hilfe von Wärmeverlustberechnungen wurde somit auch eine energetische Bewertung der Systeme möglich (Abb.4). Mit den daraus gewonnenen Erkenntnissen war abschließend ein konkreter Realisierungsvorschlagfür drei reale Beispielgebäude möglich (Abb.1), wobei auch die prinzipiellen Einschränkungen bei der Leitungsführung aufgezeigt werden konnten.

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Realisierungsvariante für Lüftungs-, Heizungs- und Wasserleitungen an einem Wohngebäude (Grafik nach Plänen der Gewofag, München)

Gesamtwärmeverluste [W/m]

mindestens benötigte Installationsbreite

16,0 14,0 12,0

14,31 13,18 12,28

13,01

12,22

12,69

11,94 10,86

10,0 8,0

Verlegungsart:

Variante:

typisches genossenschaftliches Wohngebäude aus den 50er-Jahren

Computersimulation von Leitungssträngen in der Außenwand

Energetischer Vergleich von unterschiedlichen Leitungsanordnungen

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Johanna Marie Jarka Promoting Energy Efficiency in Existing Office Buildings Case Study Australia

Background. Like many other countries, Australia faces the major challenge to develop rapid Greenhouse Gas (GHG) emission mitigation strategies to help stabilise global warming. The country’s commercial buildings account for ten percent of its total GHG emissions. As existing buildings make up ninetythree percent of all buildings, it has been recognised that improvement of the existing building stock is a major key to accomplish GHG emission reduction targets. Market Analysis. The Australian continent is shaped by diverse and extreme climatic conditions. Natural resources are vast and make up a large proportion of the country’s economy. Seventy-five percent of Australia’s electricity is produced from coal, which is one explanation for the country’s high Greenhouse Gas Emissions. Australia’s property market contains many large office buildings, built around 1980. Historic trends indicate that those buildings are soon due for major refurbishments, which introduces many economical and environmental opportunities. In late 2007, Australia’s new Government introduced a new environmental policy - it finally ratified the Kyoto Protocol. Target Group Analysis. Not only in Australia, but generally I perceive there is a vast discrepancy between media reports about ‘green’ office buildings and a company’s ‘day to day’ business. To understand the real barriers that hinder a company to improve energy efficiency of their buildings, I conducted an industry survey with a diverse range of stakeholders. Not only were the survey findings rewarding, but also was the industry insight that I obtained form the respondent’s different perspectives. Recommendations. My universal recommendations are based on the market and target group analysis. They provide sample solutions on how to overcome company’s common barriers and explain how objectives can be used to describe the benefits of improving a building’s energy efficiency. Leading on from the recommendations, I was aiming to provide a solution - a product or a service - that promotes energy efficiency in existing office buildings. I soon realised that another study or guide is not what the market required. I decide that my Thesis wouldn’t try to provide another solution - but rather assist to understand the problem.

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As a conclusion, my Thesis introduces a new assessment tool for both the prospect client and project. The tool not only enables consultants to understand their client’s expectations, but helps to exceed them. The tool will not only help to acquire new clients, but will streamline the internal planning process.

“ a company’s barriers should be overcome by solutions - a company’s objectives should be used to describe the project benefits ”

The Challange: Improving the Existing Building Stock, CBD Melbourne, Australia

5. Market Leadership

Regulator

4. Company Image

Building Owner Agent

3. Established Company

2. Continual Viability

s tive jec Ob

Consultant

Ba rrie rs

Tenant

1. Fundamental Needs

Australia‘s Extreme Climate Conditions

Property Market Stakeholder Groups

Hierarchy of Business Needs

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Michael Kurzlechner Leo 152 - Multifunktionalität und ClimaDesign

Auszug aus der Auslobung zum städtebaulichen Wettbewerb 06.06.07 Mit zukunftsweisender Stadtplanung und herausragender Architektur soll ein lebendiges Zentrum für den nördlichen Stadtbereich entwickelt werden. Das neue Quartier soll eine neue Adresse bilden und Identifikationspunkt werden. Ziel des Projektes ist es, ein Zentrum der Kommunikation und des Austauschs, eine attraktive Kombination aus unterschiedlichen Funktionen und Nutzungen zu entwickeln, die, ineinander greifend, Forum für ein harmonische und synergetisches Zusammenspiel der Nutzungen wie Wohnen, Arbeiten, Hotel, Wellness, Einkauf und Kultur ist. In diesem Umfeld befasst sich die Masterthesis mit dem nördlichsten Gebäude des Projektes. Dieses ist in vieler Hinsicht eines der interessantesten. Städtebaulich betrachtet bildet es den Auftakt des Areals aus nördlicher Richtung. Aus architektonischer Sicht soll der optische Leitfaden aller Gebäude in diesem Baukörper ablesbar sein. Somit reagiert der Entwurf auf einer der wesentlichen Anforderungen des Investors: die Erkennbarkeit der unterschiedlichen Nutzungen (Retail – Büro – Wohnungen) in der Fassade. Die Differenzierung wird sowohl durch unterschiedliche Höhen der Geschosse und verschiedenen Materialien als auch durch das Einfügen eines Zwischengeschosses zwischen dem Bürobereich und dem Wohnungsbereich herausgehoben. Dadurch ergibt sich eine klare optische Gliederung. Das funktionale Zusammenfügen der unterschiedlichen Nutzungen auf der einen Seite, und das Aufrechthalten von Flexibilität und der Wahrung der Möglichkeit von Umnutzungen auf der anderen Seite stellen die grossen Herausforderungen der Masterthesis dar. So konzentriert sich der Entwurf auf ein architektonisches und haustechnisches Konzept, welches im Einklang aller Nutzungen steht und Platz für Veränderungen lässt. Als Ergebnis demonstriert der Entwurf, dass unterschiedliche Nutzungen zusammengefasst in einem Gebäude durchaus ihren Charme entwickeln und sich nicht, wie oft behauptet, gegenseitig ausschliessen. Aus sozial-ideologischen Gesichtspunkten ist ein „hybrides“ Gebäude sogar wünschenswert, da es ständig belebt ist und sich nicht, wie im Falle von reinen Bürogebäuden, als Monokultur präsentiert. Das triste Dasein vieler gewerblich genutzer Gebäude nach Ende der üblichen Arbeitszeiten bleibt diesem erspart. Die Vision und dringender Wunsch des Investors nach „Belebtheit“ des Areals spiegelt sich somit in diesem Gebäude wider.

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Perspektive Leopoldstrasse

Kontext

Fassade

Konzept Wohnungen

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Huiwen Liang Grundlagen und Prinzipien für die Beurteilung der Nachhaltigkeit von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern

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In der vorliegenden Arbeit werden Grundlagen und Prinzipien für ein gültiges Bewertungsverfahren entwickelt, um die Nachhaltigkeit von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern zu beurteilen. Membrankissenhüllen werden bei immer mehr Gebäuden, insbesondere bei Freizeitanlagen, verbaut. Das kostengünstige Kissenfolien-Material ETFE ermöglicht eine große architektonische Gestaltungsfreiheit und ist wegen des geringen Gewichts und der hohen Lichtdurchlässigkeit besonders für Gebäude mit großer Spannweite geeignet.Dazu zählen insbesondere Freizeitanlagen. Bewertungsverfahren für die Nachhaltigkeitsbeurteilung von Gebäuden bestehen seit den 1990er Jahren, 2007 wurde in Deutschland das DGNB-Bewertungsverfahren eingeführt. Diese Bewertungsverfahren sind für Membranbauten nicht angepasst und müssen auf Grundlage der drei Säulen der Nachhaltigkeit, ökologische Qualität, ökonomische Qualität, soziokulturelle und funktionale Qualität, sowie der technischen Qualität des DGNB-Verfahrens angepasst werden. Ziel der Arbeit ist es, die Anwendbarkeit der Bewertungsmethode aus den Kriteriensteckbriefen auf Membranbauten anzupassen und die Grundlagen geeigneter Bewertungsmethode für Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern vorzuschlagen. Dazu wird das DGNB-Bewertungsverfahren kategorisiert und die Kriterien daraufhin untersucht, ob diese auf Freizeitanlagen mit Membrankissenhüllen anwendbar sind. Eine Erfüllungsgrad-Matrix wird auf Basis der Untersuchung erarbeitet und soll so einen Überblick über die Untersuchungsergebnisse bieten. Zunächst wird ein Katalog entworfen, der die ausführliche Untersuchungsergebnisse enthält. Außerdem werden ein reduzierter DGNB-Katalog sowie mögliche Ergänzungskriterien des DGNB-Bewertungskatalogs auf Basis der Besonderheiten der Membrankissen-Dächer vorgeschlagen. In der Arbeit wird gezeigt, dass das DGNB-Bewertungsverfahren ohne Änderungen für Membranbauten ungeeignet ist. Es besteht u. a. noch viel Forschungs- und Vervollständigungsbedarf der existierenden Mess- und Rechenverfahren, wenn dieses für Membrankissen-Konstruktionen eingesetzt werden soll. Das DGNB-Verfahren ist als solches zu umfangreich und zu aufwendig. Diese Arbeit ist der erste Schritt für die Beurteilung der Nachhaltigkeit von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern. Die Anwendbarkeit des DGNB-Verfahrens auf Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern wurde überprüft und mit umfangreichen Ergebnissen dargestellt. Ausgewiesen werden die Stellen der Bewertung, an denen weiter gearbeitet werden muss, um eine vollständige Nachhaltigkeitsbewertung von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern zu ermöglichen.

Membrankissen als Gebäudehülle einer Freizeitanlage Schwimmbad Prienavera, Prien am Chiemsee

Web-Katalog für einen schnellen Zugriff auf die Datenbank

Graphische Darstellung der Erfüllungsgrad-Matrix

Feingliederung des Katalog für die Beurteilung der Anwendbarkeit

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Yang Liu Anwendung von Membranbau für Wohngebäude in Nord-China in Bezug auf die visuelle und thermische Behaglichkeit Application of Membrane Structures for vResidential buildings in North China in Regard to Visual and Thermal Comfort

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Ziel dieser Arbeit is, die Membran als ein neues Fassadenmaterial bei Fassadensystemen bei Wohngebäuden in Nord-China zu untersuchen. Zu Beginn wird das Klima Nord-Chinas im Kapital 1 analysiert. Die Definition von NordChina wird gegeben. Dann wird eine Einführung in Membran-Materilien im Kapital 2 gegeben. Die allgemeine Merkmale der verschiedenen Membranen und Anwendungsbeispiele für Wohngebäude werden beschrieben und analysiert. Kapital 3 ist eine Einführung in den Sonnenschutz in Nord-China. Nach dem Beispiel des Umbaus einer Wohnung in Peking, wo Membranbau bunutzt wird, werden die Probleme des Wohnzimmers in verschiednen Seiten beschrieben. Der Kern des Kapitels 4 ist eine Reihe der Simulationen mit Hilfe des künstlichen Himmels. Nach den Ergebnissen der Simulationen werden die Analysis und Vorschläge von Anwendung dieser Membran gegeben, um die visuelle Behaglichkeit im Wohnzimmer zu erreichen. Mit Hilfe von Software-IDA wird Kapital 5 gefertigt. Eine Kombination von Membranen wird mit dem Klima in NordChina simuliert. Der doppellagige Membranbau wird in IDA geprüft, ob er die Pufferzone im Balkon bauen und die thermische Behaglichkeit im Wohnzimmer erfüllen kann. Schließlich ist die Zusammenfassung dieser Arbeit. Es gibt eine Diskussion über ein Fassade-System des Membranbaus für die Wohngebäude. Stichwörter: Nord-China, Membran, Behaglichkeit, Simulation, Wohngebäude In this work the membrane will be studied as one new facade material in facade system of residential buildings in Climate of North China.At fi rst the climate of North China will be studied in Chapter 1. The defi nition of North China will be given. Then an introduction of membrane materials will be written in Chapter 2. The general features of different membranes and examples of application for residential buildings will be described and analyzed. Chapter 3 is an introduction of solar protection in North China. Problems in living room and balcony will be written into different aspects, according to an example in an apartment building in Beijing, where membrane structure will be used to rebuild these rooms. The core of Chapter 4 is a series of simulations with help of artifi cial sky. According to the results of the simulation, analyses and advice will be given to the application of such membrane to meet the need of visual comfort in living room. The Chapter 5 is fi nished with help of software IDA. One combination of membranes is simulated according to the climate in North China. The double layer membrane structure is tested in IDA, whether it can build the buffer zone in balcony and meet the thermal comfort in living room. At last, the summary of this work will be written and there is some discussion about one façade system made of membrane structures for residential building. Key words: North China, Membrane, Comfort, Simulation, Residential Building

THERMAL SIMULATION IN IDA 4.0 MODEL OF ONE APARTMENT UNIT 00:00 2nd Jul. Beijing, Based on Climate Database of Beijing

Membrane Tested in Simulation 65% Printed ETFE, PVC foil

Simulation in Articial Sky High Power Light as Articial Sun

Simulation for Living Room& Balcony 10:00 22nd Dec. Beijing

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Aline Müller Entwicklung von Methoden zur Ermittlung des Solarpotentials auf kommunaler Ebene

Regenerative Energien und ihre sinnvolle Nutzung wird in Zukunft mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Aufgrund der Abnahme von Ressourcen konventioneller Energieträger wie Kohle und Erdöl wird sich der Fokus zukünftiger Energiegewinnung auf erneuerbare Formen verlagern. Dieser Entwicklung sehen sich heutzutage immer mehr Kommunen gegenüber. Deshalb ist es umso wichtiger, eine zielgerichtete und nachhaltige Energieplanung durchzuführen. Die Arbeit beinhaltet neu entwickelte Methoden zur Bestimmung des Solarpotentials auf bestehenden Dachflächen bayerischer Gemeinden. Neben der Methodenbeschreibung wird deren Herleitung dargestellt und eine Bewertung sowie ein Vergleich der Methoden durchgeführt. Ergänzend wird auf mögliche Nutzungsszenarien für die mit Hilfe der Methoden ermittelten Solarpotentiale eingegangen. Die ermittelten Methoden unterscheiden sich bezüglich der Genauigkeit des Ergebnisses und des für die Durchführung benötigten Aufwandes. Bei der Methode hoher Genauigkeit erfolgt eine separate Analyse jedes Daches wohingegen im Rahmen der Methodenentwicklung für die beiden weniger exakten und damit zugleich weniger aufwandsintensiven Methoden Durchschnittswerte berechnet wurden. Die in der Thesis entwickelten und dargestellten Methoden ermöglichen es bayerischen Gemeinden selbständig eine Bestimmung des Solarpotentials auf bestehenden Dachflächen vorzunehmen. Dabei sind die vorzunehmenden Berechnungen schrittweise erklärt, was zu einer erheblichen Erleichterung bei der Anwendung führt und zugleich die Möglichkeit identischen Vorgehens in verschiedenen Kommunen bietet. Die Methoden sind voneinander unabhängig, so dass sich jede Gemeinde entsprechend ihrer Bedürfnisse für eine Methode entscheiden kann.

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Ermittlungsmethoden - Methode hoher Genauigkeit

2.4 Methode hoher Genauigkeit Zentraler Bestandteil dieser Methode ist die individuelle Bewertung der relevanten Dachflächen (alle, außer jene mit NW-, NO- beziehungsweise direkter Nordausrichtung). Dabei werden Flachdächer separat betrachtet.

2.4.1 Geneigte Dächer und Solarpotential der Gemeinde Der erste Schritt beinhaltet die Bestimmung der für die Installation von Solaranlagen geeigneten Dachflächen. Hierbei werden die zugrundeliegenden Grundflächenanteile ‫ܣܨܩ‬௣௢௧ im Luftbild eingezeichnet (siehe Abb. 2.2). Bei der Einzeich-

nung muss beachtet werden, dass Flächen, die der Beschattung durch andere

Objekte (z.B. Schornsteine, Satellitenanlagen oder Bäume) unterliegen, nicht be-

Ermittlungsmethoden - Methode mittlerer Genauigkeit

Abb. 2.7 Detailausschnitt aus Abb. 2.6 [5]

Methode mittlerer Genauigkeit

m zweiten Schritt werden alle Grundflächen mit gleicher Dachausrichtung ‫ܨܩ‬ఊ zur

esamtgrundfläche gleicher Dachausrichtung der Gemeinde ‫ܨܩܩ‬ఊ addiert (siehe

er. 2.11). Die Summierung der Grundflächen von Gebäuden mit Flachdach ‫ܨܩ‬ி஽

rücksichtigt werden dürfen.

Dachflächenanalyse einer Gemeinde

Methode hoher Genauigkeit

Abb. 2.2 Beispiel für die Einzeichnung potentieller Grundflächenanteile ࡳࡲ࡭࢖࢕࢚ [5]

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Macarena Peñailillo Baulichemaßnahmen zur Energieoptimierung für Sozialwohnungsbau in Chile

Die Flexibilität des Innen- und Außenraums eines Hauses scheint eine klare Notwendigkeit zu sein, weil jede Familie nach ihrem eigenen Bedarf Änderungen in der Räumlichkeit vornimmt und auf Ihre persönlichen Bedürfnisse abstimmt. Die individuellen Anforderungen von Familien sind unterschiedlich; der Bedarf an Wohnraumerweiterung ist normalerweise bedingt durch die Anzahl der Bewohner. Mehrgenerationenwohnen ist das Ziel, zum Familienverbund können nicht nur Eltern und Kindern sondern auch die Großeltern und/oder andere Verwandten gehören. Das Siedlungsgebiet sollte als eine organisierte Struktur verstanden werden, die aber immer den individuellen und nicht vorhersagbaren Erweiterungsbedarf der einzelnen Familien berücksichtigt. Diese Erweiterungen, die in Zukunft gebaut werden, haben die gleiche Struktur, aber jede Familie bestimmt die konstruktive und gestalterische Ausbildung abhängig von ihren fi nanziellen Möglichkeiten. Deswegen ist sehr wichtig zu wissen, wie sich der neue Raum energetisch verhält.

Iquique, Zone 1

Klima

Lage

Santiago, Zone 3 O N

Punta Arenas, Zone 7

30 |

Ausblick N

$$ Orientierung Materialität Dämmung

U-Wert / Qt

Preis

Nachwachsen ist das Grundprinzip

Klimatische und Energetischeanalyse des Elementalmodell N

21 Juni 20 Mai / 24 Juli 21 Juni 1 Mai / 12Agust 27 April / 27 Agust 3 April / 9 Sept 21 März / 21 Sept 10 März / 3 Okt 24 Feb / 16 Okt 10 Feb / 31 Okt 22 Jan/ 19 Nov 21 Dez

Iquique, Wüstenklima

21 Juni 20 Mai / 24 Juli 21 Juni 1 Mai / 12Agust 27 April / 27 Agust 3 April / 9 Sept 21 März / 21 Sept 10 März / 3 Okt 24 Feb / 16 Okt 10 Feb / 31 Okt 22 Jan/ 19 Nov 21 Dez

Santiago, Mediterraneklima

21 Juni 20 Mai / 24 Juli 21 Juni 1 Mai / 12Agust 27 April / 27 Agust 3 April / 9 Sept 21 März / 21 Sept 10 März / 3 Okt 24 Feb / 16 Okt 10 Feb / 31 Okt 22 Jan/ 19 Nov 21 Dez

Punta Arenas, Stepparischesklima

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Carmen Schlüter Entwicklung von Nachhaltigkeitskriterien im Städtebau

Im Rahmen dieser Masterarbeit werden die Auswirkungen der verschiedensten Aspekte einer nachhaltigen Stadtentwicklung untereinander untersucht. Zunächst werden die derzeit auf dem Markt vorhandenen Zertifizierungssysteme für eine nachhaltige Stadtentwicklung analysiert und daraus Schlüsse für den Aufbau eines eigenen Kriterienkataloges gezogen. Anschließend erfolgt eine Festlegung auf acht Themenfelder, in denen alle wichtigen Bereiche der Stadtentwicklung enthalten sind. Diesen Themenfeldern werden die einzelnen Kriterien zugeordnet. Der Hauptteil der Arbeit besteht in der Erarbeitung von Nachhaltigkeitskriterien. Hierbei wird nach einem strengen Schema vorgegangen, welches jedes Kriterium in vier Abschnitte unterteilt. Zunächst wird die Relevanz eines jeden Themas für den Städtebau konkretisiert und die aktuellen Problemstellungen beschrieben. Hieraus leiten sich die Zielformulierungen ab. Die anschließenden Handlungsvorschläge zeigen auf, wie eine nachhaltige Stadtentwicklung möglich ist. Die Auswirkungen der einzelnen Kriterien untereinander werden mittels Grafiken dargestellt. Ein Farbcode veranschaulicht die verschiedenen Arten der Beeinflussung. Die drei nebenstehenden kleinen Abbildungen zeigen die Auswirkungen der drei Kriterien des Themenfeldes „Standortwahl“. Es ist ersichtlich, dass die Berücksichtigung der Risiken am Standort nur ein anderes Kriterium beeinflusst. Die Anbindung an vorhandene Infrastrukturen hingegen beeinflusst acht andere Kriterien. Durch diese vielfältigen Auswirkungen der Kriterien untereinander entstehen Wechselwirkungen. Sie sind in der großen Abschlussgrafik dargestellt, welche die Wechselwirkungen der acht Themenfelder untereinander aufzeigt. Es zeigt sich, dass die Themenbereiche der Umwelt und des Außenraumes die meisten Wechselwirkungen aufweisen. Aber auch innerhalb der einzelnen Rubriken gibt es zahlreiche Auswirkungen. Des weiteren lässt diese Grafik erkennen, dass die städtische Verwaltung im Themenfeld der Organisation alle anderen Rubriken beeinflusst. Sie koordiniert die städtische Entwicklung und kann eine positive Veränderung in Richtung „Nachhaltigkeit“ herbeiführen. Dabei ist es nebensächlich, mit welchem Themenfeld die nachhaltige Entwicklung begonnen wird. Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen und Beziehungen der einzelnen Kriterien untereinander ist ein Erfolg in jedem Fall zu erwarten.

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Legende f端r Anzahl und Art der Auswirkungen

Auswirkungen der Ber端cksichtigung der Risiken am Standort

Wechselwirkungen der acht Themenfelder einer nachhaltigen Stadtentwicklung

Auswirkungen einer ad辰quaten Grundst端cksauswahl

Auswirkungen der Anbindung an vorhandene Infrastrukturen

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Michael Wagner Klimaschutzkonzept Wickrathberg Energetisches Sanierungspotenzial im Gebäudebestand

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Die vorliegende Master Thesis ist ein Baustein zu einem Klimaschutzprogramm für die Gemeinde Wickrathberg. In Anlehnung an der vom Institut für Wohnen und Umwelt in Darmstadt erstellten Gebäudetypologie wird in der Analyse eine für den Ort spezifizierte Auswertung des Gesamtheizwärmebedarfs erstellt. Dabei werden während einer Ortsbegehung anhand der deutschen Grundkarte den Gebäuden Baualtersklassen von A bis J zugewiesen. Gleichzeitig wird der Sanierungsgrad des Gebäudebestands prozentual festgehalten. Hauptaugenmerk sind die Auswertungen zur Untersuchung des Einsparpotenzials des Heizwärmebedarfes und die Reduktion der Treibhausgase für die Gemeinde Wickrathberg. Im unsanierten Zustand nimmt der Heizwärmebedarf der Immobilien mit steigendem Alter zu. Die Gesamtbewertung zeigt, dass die Reduzierung des Heizwärmebedarfes über die Baualtersklassen kontinuierlich abnimmt. Jede Baualtersklasse zeigt die typischen für diese Bauepoche markanten gestalterischen Merkmale, aber auch bauphysikalische Schwächen im Detail. Unter Abwägung eines bereits erfolgten Sanierungsanteiles und dem gesamten Heizwärmebedarfs ist ein theoretisches Einsparpotenzial für die Gemeinde Wickrathberg von 7,3 Mio. Kilowattstunden im Jahr zu erreichen. Unter Beachtung des Klimaschutzgedanken beträgt diese Einsparung des Heizwärmebedarfs eine gleichzeitige Reduktion der CO2 Emissionen von 1,7 Mio. Tonnen pro Jahr. Prozentual könnte, wenn alle Sanierungsmaßnahmen vollzogen würden die Gemeinde den Heizwärmebedarf um ein Drittel senken. In wie weit dieses Potenzial ausgeschöpft wird ist in erster Linie abhängig von den zukünftigen Entwicklungen der Energiekosten.Auf der Suche nach Energieressourcen stößt man unweigerlich auf die angrenzenden Tagebaue und Kohlekraftwerke. Zur Gewinnung der Kohle werden unvorstellbaren Massen an Erdreich bewegt. Zum Schutz der Tagebaugebiete vor eindringendem Grundwasser werden ca. 1.200 Sümpfungsbrunnen seitens der RWE Power AG betrieben. Einige Brunnen werden bis in eine Tiefe von bis zu 600m gebohrt und fördern, soweit das Wasser während der Hebung nicht mit oberflächennahem, kälterem Wasser durchmischt wird, dreißig grädiges Wasser. Die in diesem Wasser vorhandene Energiemenge wird zur Deckung des Heizwärmebedarfs genutzt. Über eine separate Zuleitung aus dem Tagebaugebiet wird Warmwasser bis zu einem neu zu errichteten Sammelpunkt an der örtlichen Sportanlage in Zentrum der Gemeinde geführt. Zur Deckung des privaten Eneergiebedarfes erhält jede Einheit eine Wärmepumpe. Für die Gemeinde Wickrathberg wird ein positiver und weitreichender Schritt in Richtung Klimaschutzprogramm unternommen.

Baualtersklassenplan Wickrathberg

Markantes Geb채ude im Dorf

Braunkohlerevierkarte

Schaufelradbagger im Braunkohletagebau Garzweiler II

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Nils Wiesenmüller when i consult cities i ask these questions:

Pequonnock river

What’s the problem? What’s your dream? (Jaime Lerner, Jaime Lerner institute, curitiba, Brasil)

Bridgeport, east side

Party over?

Bird’s eye view from south Driving vs. Residential Density 35000

0-5 Hh/RA = sprawl 30000

river street

Annual VMT/Hh

25000

acme

What happened in Bilbao? nick’s carting

LA Chicago

5000

grand street

0 0

Washington Park West Bank

100

150

200

Households/Residential Acre Northeast-Midwest Institute July 21, 2008

405 knowlton street

Crime

Historical Population

Values represented as an Index U.S. National Average: 100

141.686

139,529

137,912

1990

2000

2006

158,709

156,748

156,542

147,121

1970

146,716

1960

143,555

1950

1940

102,054 70,996 18,969

12,106

3,294 403

1980

1910

600

1870

500

1860

0 400

1880

300

1840

200

1850

100

6,080

27,643

50 248

157

Auotmotive Theft Risk 0

congress street Bridge

75 48,866

286

100

1900

Property Crime Risk

Larceny Risk

People (thousands)

284

Burglary Risk

the knuckle

125

539

Assault Risk

Pequonnock river

Technische Universität München . Architektur Fakultät Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik Prof. dr.-ing. Gerhard Hausladen

366

154

Robbery Risk

Type of Crime

mASTERTHESiS cLimAdESiGN Tum

150

340

Murder Risk

east Washington avenue

1890

Personal Crime Risk

Rape Risk

July 9.2009

1930

325

1920

175

Total Crime Risk

142,546

285 knowlton street

Bridgeport, connecticut uSA Nils Wiesenmüller

15000 10000

Bridgeport brass

PeQUonnock river reDeveloPment

20000

Population from 1840 - 2006

NORTH

Im Jahre 1614 segelte der holländische Kaufmann Adrian Block den Long Island Sound südwärts bis zum heutigen Hudson River, NY. Block begann Tauschhandel mit Indianern des Stammes der Pequots zu betreiben. Zu jener Zeit traf er auf eine indianische Kultur, die von Fischfang, Jagd und Ackerbau lebte. Das Verhältnis dieses Stammes zur Natur war voller Respekt und Verständnis. Das Leben der Indianer passte sich den Jahreszeiten an, sie verstanden es, die Natur nicht zu plündern, sondern in Harmonie mit ihr zu leben, einer Harmonie, die wir heute als nachhhaltig bezeichnen würden. 400 Jahre später finden wir einen Ort vor, der seine besten Zeiten lange hinter sich hat. Die Wale des Long Island Sounds sind ausgerottet, die Muscheln voller Gifte und ungeniessbar, die einst zahlreichen Hummer, Austern und Fische vom Aussterben bedroht. Das an der Küste des Long Island Sounds gelegene Land entwickelte sich in den Jahrzehnten nach Blocks Entdeckung zu Farmland. Die erste Siedlung entstand an einem Fluss (Pequonnock River), beispielhaft für unzählige Städte Amerikas. Die Indianer wurden vertrieben und bekämpft. Während der Industrialisierung wurde Bridgeport zu einer bedeutenden Stadt, mit einem Tiefseehafen und einer Industrie, die an den Ufern des Pequonnock Rivers wuchs. Es entstanden Eisenbahnlinien, Schiffsverkehr, Fabriken und dazugehörige Wohnquartiere. Die Industrie und die neugeschaffene Infrastruktur machten die Stadt reich und

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gross. Im Jahre 1957 erreichte der Bau des heute meistgenutzten Highways der USA (Interstate-95) Bridgeport. Zu dieser Zeit hatte Bridgeport seine Blütezeit bereits hinter sich. Der Highway zerschnitt die Stadt in zwei Teile, ähnlich der wundähnlichen Schneise, die der Bau der Eisenbahn durch europäische Städte zog. Wer es sich leisten konnte, zog aufs Land, nutzte das Auto um zur Arbeit zu fahren. Der “Urban Sprawl” begann. Zurück blieben die Mittellosen, das Zentrum der Stadt verwaiste zunehmend. Inmitten des wohlhabendsten Bundesstaates der USA, Connecticut, wurde aus dem einst so stolzen Bridgeport eine Stadt, deren Identität sich nunmehr aus Gewalt, Korruption, Drogen, Kriminalität, Verfall und Abwanderung zusammensetzt. Die alten Fabriken am Pequonnock River stehen heute leer, das Land an beiden Ufern, wie der Fluss selbst ist kontaminiert. Ein Drittel der Bevölkerung an diesem Fluss lebt unter der Armutsgrenze, ohne jegliche kulturelle oder soziale Seele und ohne jegliche Perspektive. Die vergifteten Ufer des Flusses liegen brach oder zeichnen in ihrer Funktion als Schrottplatz, Müllhalde oder Baumaschinenlager ein Bild der Schande und des Niederganges. Die ursprüngliche Idee der Siedler von einem besseren Leben, die Notwendigkeit einer sozialen Verantwortung, einer Öffentlichkeit, der amerikanische Traum von Freiheit endet in einer egoistischen Gewinnmaximierungsgesellschaft, abhängig von fossilen Brennstoffen und rücksichtslos gegenüber der Natur. Bridgeport steht beispielhaft für unzählige Städte weltweit, die eine Vision brauchen.

NORTH ON KNOwLTON STREET PLAzA

“Then I say the earth belongs to each generation. During it’s course, fully and in it’s own right, no generation can contract debts greater than may be paid during the course of it’s own existence.” Thomas Jefferson, 1789

NEw KNOwLTON STREET PLAzA SOuTHwARdS

SOuTH EAST ON KNOwLTON STREET PEquONOcK RivER REdEvELOPmENT fROm NORTH wEST Green house gas reduction

Energy efficiency

section looking north

Natural Lighting Public Riverfront Access

elevation from West

Meine Masterthesis beschäftigt sich beispielhaft mit jenen Städten. Ich schlage eine Revitalisierung dieses Ortes vor. Einen Fluss, in dem wieder geschwommen und geangelt werden kann. Einen Ort von sozialem, kulturellem, humanem Wert, ein Ort, der Menschen anzieht, dort zu wohnen, zu leben und zu arbeiten. In meiner Arbeit entwerfe ich eine Nachbarschaft, die sich unabhängig macht von fossilen Brennstoffen. Dafür nutzte ich die klimatischen Parameter dieses Ortes, nämlich die Energie der Sonne, des Windes und der Gezeiten. Ich schaffe eine Öffentlichkeit, die man mit der europäischer Dörfer vergleichen kann. Eine revitalisierte Nachbarschaft, die man zu Fuss erleben möchte und in der das Auto ein untergeordnetes Verkehrsmittel darstellt. Eine Nachbarschaft, in der Nahrungsmittel hergestellt werden, in der gearbeitet, gelebt und gewohnt wird. Ich propagiere einen Ort, an dem die Notwendigkeit von Transport nicht mit der Notwendigkeit von Besitz gleichgesetzt ist. Ich schlage eine Strassenbahnlinie vor, Fahrradwege, solar betriebene Wassertaxen, einen Windenergiepark, Solarnutzung und eine Skulptur zur Nutzung der Gezeitenkraft. Ich zeige auf, wie man verhindern kann, daß bei Stürmen das Regenwasser ungefiltert in den Fluss läuft und rege den Neubau und die Reparatur zerstörter Brücken an. Weiter entwerfe ich eine der Öffentlichkeit zugängliche Uferpromenade und schaffe eine neue unabhängige Identität, die mit dem Fachausdruck “Placemaking” bezeichnet wird. Die energieeffizienten, flusswassergekühlten Häuser formen Höfe, die ein dem Menschen angenehmen Masstab haben, sowohl einfach zu bauen als auch für die Bevölkerung bezahlbar sind und grösstenteils mit erneuerbaren Energien bewirtschaftet werden.

Die Anordnung der Häuser öffnet sich zum Fluss hin, Dächer und Fassaden sind begrünt und Gärten bieten Rückzugsgebiete für Tiere. Ich verdichte diese Nachbarschaft durch Turmhäuser, die einen spektakulären Blick auf den Long Island Sound und den Pequonnock River bieten. Durch die Reparatur dieses Ortes werden die auseinandergeschnittenen Stadtteile wieder verbunden. Ich biete einen Ort an, der das Ziel verfolgt, durch die Minimierung des Verkehrs eine Minimierung der Treibhausgasproduktion zu erreichen. Diese Arbeit zeigt die Möglichkeit auf, Problemstädte weltweit, mit Hilfe der “Werkzeugkiste”, die wir durch das ClimaDesign Studium kennengelernt haben, in lebenswerte, nachhaltige Orte zu verwandeln. Ich möchte dazu verführen, den Traum eines qualitativ hochwertigen, menschlichen, energetisch unabhängigen Ortes und die mittlerweile zwingend gewordene Notwendigkeit der Nachhaltigkeit anzunehmen. Meine Masterthesis ist als Entwurf eines grünen Dorfes in einer alten Stadt zu verstehen. Einer Stadt, die vor langer Zeit entstanden ist, die scheinbar perspektivlos dahinsiecht und verfällt. Mit Hilfe des Fachwissens und der Philosophie des ClimaDesigns erhält diese Stadt eine Perspektive, die zurück zu den alten Werten des menschlichen Miteinanders führt. Nils Wiesenmüller (nils@bridgeportdesign.com)

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Young-Jae Yu Strategien der nachhaltigen Architektur in der gemäßigten Klimazone SEOUL, TOKYO, SHANGHAI KOREA, JAPAN, CHINA

Seoul, Tokyo, Shanghai sind große Weltstädte. In den Städten wird momentan im Wesentlichen hoch und dicht gebaut, und in kurzer Zeit wurden sowohl Bürogebäude als auch Wohngebäude in raschem Tempo errichtet. Diese städtebauliche Entwicklung konnte zwar die kurzfristigen Bedürfnisse befriedigen, aber die meisten Gebäudestrukturen weisen einen Einsatz von Technik ohne Rücksicht auf den Energieverbrauch auf. Aus diesem Grund sind entsprechende Energiekonzepte auf der Basis erneuerbarer Energien für Städte und einzelne Gebäude notwendig. Richtig konzipierte Gebäude sollten in der Regel natürlich belüftbar sein, wobei auf eine mechanische Belüftung oder Klimaanlage im Sommer zum Teil verzichtet werden kann. Die Kühllasten an warmen Sommertagen können durch den Einsatz der passiven Maßnahmen (Sonnenschutz, entsprechende Orientierung, Speichermasse, Reduzierung des Fensterflächenanteils), Anpassung durch Kleidung und entsprechenden Lüftungssystemen einigermaßen reduziert werden, wobei technische Maßnahmen aufgrund der Reduzierung der Kühllasten direkt mit erneuerbaren Energieressourcen betrieben werden können. Die durch passive Maßnahmen reduzierte Kühllasten, ermöglichen den Einsatz eines regenerativen Kühlsystems. Das regenerative Kühlsystem erfolgt durch die Trennung von der Frischluftbereitung (latente Lasten) und der Kühlung (sensible Lasten), d.h. Kühlenergie zur Lastkompensation wird nicht zwangsweise durch raumlufttechnische Anlagen in die Räume geführt, sondern sowohl durch Reduzierung der Zuluftmenge auf ein hygienisch bedingtes Mindestmaß und als auch durch stille Kühlsysteme. Ein großer Teil, der durch passive Maßnahmen reduzierten Wärmelasten kann durch eine thermoaktive Decke gedeckt werden. In der Regel liefert die thermoaktive Decke eine Kühlleistung von etwa 30-40 W/m², wobei die Kühlenergie vom Erdreich (Erdsonde, Grundwasser) versorgt werden kann. Eine Kühlleistung von 30-40 W/m² entspricht in der Region mehr Außentemperatur als der Hälfte der erforderlichen Kühlleistung, bei durch passive Maßnahmen [°C] 40 geschützten Gebäuden. Hierbei sollte die Lüftung im wesentlichen dadurch erfolgen, dass die Zuluft30 menge (Luftwechsel : 5-10 fach bei den konventionellen Klimaanlagen), die 20 bisher zur Raumkühlung benutzt wurde, auf ein hygienisch notwendiges Mindestmaß reduziert und relativ kleine Kühllasten abgeführt 10werden. Zu dieser notwendigen Luftversorgung ist der Einsatz der solaren Kühlung besonders 0 vorteilhaft. Es ist wichtig zu beachten, dass eine wesentliche Bedeutung der -10 Kühlung nicht an sich selbst liegt, sondern an der Kombination mit passiven Maßnahmen, d.h. die Kühllasten müssen durch passive Maßnahmen möglichst -20 reduziert werden, um ein effektives Kühlsystem zu schaffen. -30

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Hygienisch notwendige Lüftung + Entfeuchtung (10-20W/m²) Luftwechsel : 2-3 fach Energiequelle : Sonne, Erdsonde, Grundwasser Kühlleistung : 40-60 W/m²

1: Absorptionskältemaschine 2: Wärmerückgewinnung

2 1

40-60 W/m²

18°C

16°C

Sensible Kühlung (30-40 W/m²)

Die durch passive Maßnahmen reduzierte Kühllasten ermöglichen den Einsatz eines regenerativen Kühlsystems

Außentemperatur Relative Luftfeuchtigkeit [°C] [%] 40

Relative Luftfeuchtigkeit [%]

Globalstrahlung [W/m²]

100

Globalstrahlung [W/m²]

100

1200

1200 30

1000

1000 80

800 60

600

20 Mittlere Außentemperatur

Mittlere relative Luftfeuchtigkeit

Maximale Außentemperatur

Mittlere relative Luftfeuchtigkeit(8Uhr)

Minimale Außentemperatur 0

Mittlere relative 0 Luftfeuchtigkeit(14Uhr)

400

-10 -20 -30

400

112 Monat

Direktstrahlung (Ho

Diffusstrahlung (Ho 4

relative Luftfeuchte in Seoul

Direktstrahlung (Horizont)

Mittlere relative Luftfeuchtigkeit(8Uhr)

Diffusstrahlung (Horizont)

Mittlere relative Luftfeuchtigkeit(14Uhr)

0 7

Globalstrahlung in Seoul

Maximale Außentemperatur

Monat

Mittlere relative Luftfeuchtigkeit

Monat

Mittlere Außentemperatur

Minimale Außentemperatur

200

Monat

Außentemperatur in Seoul 200

800

9 1 10 2 11

312 Monat

12 Monat

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42 |

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Technische Universität München Fakultät für Architektur Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen Arcisstraße 21 80333 München Tel. Fax.

+49 89 289-22475 +49 89 289-23851