Ausbau Atlas: Integrale Planung, Innenausbau, Haustechnik 9783034614405, 9783034601344

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Ausbau Atlas Edition ∂

INTEGRALE PLANUNG INNENAUSBAU HAUSTECHNIK

HAUSLADEN TICHELMANN

Ausbau Atlas INTEGRALE PLANUNG INNENAUSBAU HAUSTECHNIK

HAUSLADEN TICHELMANN

Institut für internationale Architektur-Dokumentation · München

Autoren Gerhard Hausladen Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik, Technische Universität München Karsten Tichelmann Prof. Dr.-Ing. Institut für Trocken- und Leichtbau (ITL) Versuchsanstalt für Holz- und Trockenbau, Darmstadt Projektleiter: Ulla Feinweber, Dipl.-Ing. Architektin (Raum und Gestalt, Integrale Planung, Haustechnik); Katrin Rohr, Dipl.-Ing. (Raum und Gestalt, Integrale Planung, Haustechnik); Bastian Ziegler, Dipl.-Ing. (Innenausbau) Mitarbeiter: Cécile Bonnet, Dipl.-Ing. (Energieversorgung); Philipp Dreher, Dr.-Ing. (Licht); Julia Drittenpreis, Dipl.-Ing. (Konzepte und Gebäudetypologien); Martin Ehlers, Dipl.-Ing. (Sanitärplanung); Elisabeth Endres, Dipl.-Ing. (Behaglichkeit, Energiebedarf); Michael Fischer, Dipl.-Ing. Architekt (Gebäudestandards); Johanne Alesia Friederich, Bachelor of Arts, M. Sc. (Elektroplanung); Robert Fröhler, M. Eng. (Raumbedarf technischer Anlagen); Zuzana Giertlová, Dr. (Brandschutz in den Kapiteln Material, Raumkonditionierung, Elektroplanung, Raumbedarf technischer Anlagen); Christian Huber, Dipl.-Ing. (Raumbedarf technischer Anlagen); Friedemann Jung, Dipl.-Ing. (Standort und Klima, Energiebedarf, Raumkonditionierung); Hana Riemer, Dipl.-Ing. (Konzepte und Gebäudetypologien); Timm Rössel, Dipl.-Ing. M. Sc. (Raumkonditionierung); Judith Schinabeck, Dipl.-Ing. (Material); Uta Steinwallner, Dipl.-Ing. (Raumkonditionierung); Tobias Wagner, Dipl.-Ing. (Energieversorgung, Sanitärplanung); Sebastian Wissel, Dipl.-Ing. (Gebäudeautomation) Studentische Mitarbeiter LS für Bauklimatik und Haustechnik: Christine Sittenauer, Philipp Vohlidka

Fachbeitrag (Einführung): Wolfgang Brune, Dipl.-Ing. Architekt und Stadtplaner Brune Architekten, München Mitarbeiter Fachbeiträge: Bernhard Friedsam, Dr. med. Facharzt für Akupunktur (Behaglichkeit), Praxis Dr. med. Bernhard Friedsam, München Christoph Matthias, Dipl.-Ing. Designer (Licht) Lichtlauf – Planung.Design.Produkt, München Thomas Rühle, Dipl.-Ing. (Material) Intep – Integrale Planung GmbH, München Peter Springl, Dipl.-Ing. (Sanitär) Springl – Ingenieurbüro für Haustechnik, Ingolstadt Lars Klemm, Dipl. Rest. (Konzepte und Gebäudetypologien – Museum) Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Valley Fachberatung: Robert Busch-Maass, Dipl.-Ing. MAS Lumen3 Lichtplanungsbüro, München Fabian Ghazai, Dipl.-Ing. (Gebäudeautomation) Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik, Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen, TUM Ingenieurbüro Hausladen GmbH, Kirchheim Josef Bauer; Florian Hausladen, Dipl.-Ing. M. Eng.; Cornelia Jacobsen, Dipl.-Ing. Christoph Meyer, Dr.-Ing. Ingenieurbüro für Bauklimatik – Hausladen+Meyer GbR, Kassel Thomas Roggenkamp, Dipl.-Ing. M. Eng. Trane – Klima- und Kältetechnisches Büro GmbH, Krailling

Redaktion Projektleitung: Steffi Lenzen, Dipl.-Ing. Architektin

Druck und Bindung: Kösel GmbH & Co. KG, Altusried-Krugzell

Redaktion und Lektorat: Cornelia Hellstern, Dipl.-Ing.

Herausgeber: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München

Redaktionelle Mitarbeit: Carola Jacob-Ritz, M. A.; Sandra Leitte, Dipl.-Ing.; Julia Liese, Dipl.-Ing.; Peter Popp, Dipl.-Ing.; Eva Schönbrunner, Dipl.-Ing.

Zeichnungen: Dejanira Ornella Bitterer, Dipl.-Ing.; Melanie Denys, Dipl.-Ing.; Ralph Donhauser, Dipl.-Ing.; Daniel Hadjuk, Dipl.-Ing.; Martin Hämmel, Dipl.-Ing.; Nicola Kollmann, Dipl.-Ing. Architektin; Simon Kramer, Dipl.-Ing.; Elisabeth Krammer, Dipl.-Ing. Herstellung /DTP: Roswitha Siegler Repro: Martin Härtl OHG, Martinsried

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© 2009, erste Auflage

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des  Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts.

Inhalt

Impressum Vorwort

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Teil D

Haustechnik

Gerhard Hausladen Raumkonditionierung Friedemann Jung, Timm Rössel, Uta Steinwallner 2 Elektroplanung Johanne Friederich, Sebastian Wissel 3 Sanitärplanung Martin Ehlers, Tobias Wagner, Peter Springl 4 Raumbedarf technischer Anlagen Robert Fröhler, Christian Huber 1

Einführung Zur Idee des Interieurs Wolfgang Brune

Teil A

Raum und Gestalt

Gerhard Hausladen 1 Behaglichkeit Elisabeth Endres, Ulla Feinweber, Bernhard Friedsam 2 Licht Philipp Dreher, Christoph Matthias, Katrin Rohr 3 Material Ulla Feinweber, Thomas Rühle, Judith Schinabeck

Teil B

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32 Teil E

Gebaute Beispiele im Detail

46 Projektbeispiele 1 bis 20

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60 Teil F

Integrale Planung

Gerhard Hausladen 1 Konzepte und Gebäudetypologien Julia Drittenpreis, Hana Riemer, Lars Klemm 2 Standortfaktoren Friedemann Jung 3 Energie und Gebäude Elisabeth Endres, Michael Fischer, Friedemann Jung 4 Energieversorgung Cécile Bonnet, Tobias Wagner

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Anhang

Verordnungen, Richtlinien, Normen Literatur Autoren Abbildungsnachweis Personenregister Sachregister

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Teil C Innenausbau

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Karsten Tichelmann, Bastian Ziegler Wandsysteme im Ausbau Deckensysteme im Ausbau Bodensysteme im Ausbau Brandschutzbekleidungen

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Vorwort

Der Gedanke an Architektur führt im Normalfall nicht unmittelbar zum Innenraum, steht doch primär die Außenwirkung von Gebäuden im Blickpunkt von Architekturwahrnehmung und Architekturkritiken. Gebaute Umwelt – im besten Fall lässt sich von Architektur sprechen – repräsentiert nicht nur den Auftraggeber, sondern vielmehr die Gesellschaft, in und aus der heraus sie entsteht. Und nicht umsonst entfacht der Begriff der »Baukultur« ambitionierte Diskussionen um Sein oder Nichtsein von Architektur. Vielleicht zu Recht – denn die Gebäudehülle prägt nun einmal die direkte Umwelt und übt nicht selten einen wesentlichen Einfluss auf die individuelle Umgebung aus. Den Innenraum bekommt man allenfalls von einem Bruchteil aller Gebäude überhaupt zu sehen. Geht es um das Innere eines Gebäudes, erscheint die Sache auf den ersten Blick sehr viel privater, subjektiver und vor allen Dingen kurzlebiger, wandelbarer. Die Betrachtung von Innenräumen erfolgt meist unter funktionalen Gesichtspunkten, die verschiedene Nutzungen wie Wohnen, Lernen, Arbeiten, Sport, Kultur oder Freizeit erfordern. Entsprechend entwirft der Architekt Grundrisse für Räume – natürlich im Gesamtzusammenhang des Gebäudes – in der Regel nach zuvor definierten Raumprogrammen, bei denen neben der Wirtschaftlichkeit häufig Funktionalität und Flexibilität im Vordergrund stehen. Gleichzeitig bedeutet Innenraum jedoch mehr als die begrenzte Form von Flächen im Inneren eines Gebäudes. Er ist Ort und Maßstab, an dem sich Menschen aufhalten, wohlfühlen und entfalten sollen. Raumnutzungen sollten sich in der Raumgestaltung widerspiegeln: Dimension und Proportion der Räume, ihre Zonierung, Öffnungsgrad, Licht- und Wegeführung schaffen differenzierte Bereiche, die Raum erlebbar machen. Mit Formgebung, Materialität und Lichtführung kommt dem Ausbau dabei eine wesentliche Bedeutung zu im Hinblick auf Atmosphäre und Wohlbefinden. Immaterielle Qualitäten wie Raumklima, Akustik, Geruch, Lichtverhältnisse und Farbwirkungen üben einen subtilen Einfluss auf die Nutzer und die Wahrnehmung von Raum aus, der man sich nicht ent-

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ziehen kann. Eine entsprechende Kenntnis, Wertschätzung und Berücksichtigung im frühen Entwurfsstadium ist daher Grundlage jeder gelungenen Planung. Gestalterische, haptische und immaterielle Qualitäten eines Innenraums können jedoch niemals isoliert betrachtet werden, sie stehen immer im direkten Bezug zueinander und zu den Bedingungen des Außenraums wie beispielsweise Klima, Standortfaktoren, Verkehrslage, regionalen Material- und Energievorkommen. Nicht umsonst definiert sich gute Architektur daher aus einem gelungenen Innen UND Außen. Eine Vielzahl an Planungsaufgaben entsteht heute mit allen Komponenten des Ausbaus im Bestand. Dieser Bestand definiert – zusätzlich zu den bereits erläuterten Rahmenbedingungen – häufig bereits diverse geometrische, funktionale und zumeist auch technische Eigenschaften oder Voraussetzungen. Gefragt sind hier noch viel mehr als beim Neubau interdisziplinäres Denken in der Planung sowie ausreichende Kenntnisse von Möglichkeiten und Systemen. Dabei entpuppt sich die Flexibilität des Inneraums gerade bei der Betrachtung des Altbaubestands nicht nur als eine wünschenswerte Nebenrolle, sondern sie entwickelt sich zur wesentlichen Voraussetzung für zukunftsfähige Gebäude. Die Entwicklung nachhaltiger Architektur (innen wie außen) versteht sich grundsätzlich als mehrdimensionaler, integrativer Prozess, der sich auf vielen verschiedenen Planungsebenen abspielt und Angemessenheit im Umgang mit dem Ort, dem Nutzer und der Aufgabe verlangt. Es geht um die ganzheitliche Betrachtung aller Belange sowie des Gebäudes im Gesamtsystem. Dadurch verbindet sich das Ziel einer anspruchsvollen architektonischen Gestalt mit einem optimierten Tragwerk, intelligentem Technikeinsatz und geeigneter Materialwahl im Detail, was integrale Planung und Zusammenarbeit von Anfang an voraussetzt. Dieser Anspruch richtet sich gleichermaßen an den Innenraum, dessen Oberflächen, die Konstruktion sichtbarer und/oder nicht sichtbarer

Details sowie an eine ästhetisch integrierte, selbstverständlich wirkende und optimal funktionierende Technik. Da die raumbildenden Elemente des Ausbaus – ebenso wie die des Gesamtgebäudes – neben gewissen Schall-, Wärme-, Feuchte- und Brandschutzbedingungen zusätzlich Anforderungen der Raumakustik, der Raumhygiene und der Klimatisierung unterliegen, bedarf die gelungene Planung umfangreicher Fachkenntnisse. Die Integration hoch funktionaler gebäudetechnischer Elemente stellt dabei nur eine der vielen Herausforderungen dar. Der Ausbau Atlas erweitert die Reihe der Detail-Konstruktionsatlanten nicht nur um ein weiteres Thema, sondern er stellt ein übergreifendes interdisziplinäres Werk dar, das den integralen Planungsprozess impliziert: Es geht weniger um eine Bauart oder Bauweise, nicht um einen Baustoff oder um eines oder mehrere Konstruktionselemente, sondern vielmehr um gesamtkonzeptionelles Planen, um die Verknüpfung von Ingenieurwissen(schaften), Forschung und Architektur. Der Ausbau Atlas vermittelt Basisinformationen und vertiefendes Fachwissen für alle Planungsphasen, er dient Architekten wie Ingenieuren und Studenten als fundiertes Nachschlagewerk sowie als Entscheidungs- und Argumentationshilfe. Dem bewährten Schema der Konstruktionsatlanten der Edition Detail folgend, gliedert sich der Aufbau Atlas in fünf Hauptteile, begleitet von einer thematischen Einführung und einem umfangreichen Anhang. Die Einführung widmet sich unter dem Kerngedanken »Zur Idee des Interieurs« der historischen Betrachtung des Themas und stellt neben der allgemeinen Entwicklung des Ausbaus wesentliche Zusammenhänge zwischen Innen- und Außenraumgestaltung her. Teil A »Raum und Gestalt« subsumiert die immateriellen Einflussfaktoren und Qualitäten wie Behaglichkeit, Licht und Material. Es geht vordergründig um Wahrnehmung und Atmosphäre, scheinbar »weiche« Faktoren, die aber weitaus weniger subjektiv und meist sehr gut planund steuerbar sind, als vielfach vermutet. Ausschlaggebend für Wohlbefinden ist neben

messbarer Behaglichkeit und optimaler Lichtplanung die Materialwahl, die direkte haptische Erfahrungen impliziert und zugleich alle technische Ansprüchen an Dauerhaftigkeit und Lebenszyklus erfüllen muss. Hierbei steht nicht die umfangreiche Materialschau als Ganzes im Blickpunkt, sondern die wesentlichen Entscheidungsgrundlagen für den gezielten Einsatz dieses oder jenes Materials zu einem gewünschten Ausbaudetail. Teil B »Integrale Planung« stellt in der Theorie dar, wie es in der Praxis funktionieren kann und soll. Sämtliche Rahmenbedingungen spiegeln sich in diesem Buchteil wider und zeigen die Bandbreite der Einflussfaktoren auf. Da die Qualitäten des Innenraums nur im Kontext mit dem Außenraum und allen anderen Rahmenanforderungen funktionieren, folgt insbesondere dieses Kapitel dem Leitsatz des interdisziplinären Denkens an der Schnittstelle zwischen Gebäudehülle und Raum. Der Ausbau kann kongruent zur Gebäudeform und -hülle erfolgen, ist aber auch als konzeptioneller Gegensatz denkbar. Wesentlich bleibt jedoch die ganzheitliche Betrachtung des Gebäudes als Gesamtsystem: außen – innen, stadträumlich – innenräumlich, konzeptionell – detailliert. Angefangen beim städtebaulichen Masterplan und Konzepten für die Energieversorgung von Kommunen bis hin zu detaillierten Fragestellungen des Gebäudebaus und der technischen Ausstattung im Gebäude steht im Vordergrund einer gelungenen Planung das vernetzte Denken und ein interdisziplinärer Arbeitsprozess. Teil C »Innenausbau« zeigt die heutigen Standards und Konstruktionen von Wand-, Deckenund Bodensystemen auf und räumt dem leichten und trockenen Ausbau eine besondere Bedeutung ein. Die Form des raumbildenden in Verbindung mit dem technischen Ausbau entsteht heute leider nach wie vor überwiegend additiv statt integrativ, was die vorhandenen Möglichkeiten bei Weitem nicht ausschöpft. Der Flexibilität und der Integration gebäudetechnischer Anforderungen in Verbindung mit freien Formen und nahezu freier Materialwahl gebührt dabei besondere Aufmerksamkeit. Oft ist der Übergang zwischen den einzelnen Themen fließend, genauso wie zwischen den einzelnen Raumflächen. Konturen zwischen Wän-

den, Decken und Bodensystemen sowie raumbildendes Mobiliar verschmelzen zunehmend. Mit dem Wunsch, gebäudetechnische Aspekte »unsichtbar« werden zu lassen, wachsen die Anforderungen und werden zunehmend komplexer. Daher wird in diesem Kapitel dem Bereich Anschlüsse und Details besonderer Raum gegeben. Teil D »Haustechnik« dringt in die Tiefen haustechnischer Möglichkeiten vor, ohne sich jedoch in technischen Details zu verlieren. Die Vermittlung relevanter Kenntnisse für eine gelungene Ausbauplanung steht im Fokus der Betrachtung und Themen wie Raumkonditionierung, Elektro- und Sanitärplanung oder der Raumbedarf technischer Anlagen konzentrieren sich auf die Darstellung wesentlicher Fachkenntnisse als Entscheidungsgrundlagen. Sie vermitteln beispielhafte Lösungsansätze für alle mit dem Ausbau betrauten Planer und fördern damit zugleich gegenseitiges Verständnis, eine Grundvoraussetzung für die gelungene integrale Zusammenarbeit. Bei der Auswahl der im Teil E dokumentierten »Gebaute[n] Beispiele im Detail« steht jeweils die Beziehung zwischen dem Anspruch an die Innenraumgestaltung, bauliche Qualität und unter Umständen auch Erhaltung sowie gebäudetechnischer Anforderung im Vordergrund. Die Projekte vertreten auf beispielhaftem architektonischem Niveau die Breite des Ausbaus mit all seinen interdisziplinären Ansätzen. Schlüsselbegriffe am Ende jedes Projekttexts informieren knapp über die Besonderheiten und Auswahlkriterien des jeweiligen Ausbauvorhabens. Dennoch bleiben sie Beispiele in den nahezu unbegrenzten Möglichkeiten und sich derzeit rasant entwickelten technologischen Lösungen und sollten als solche verstanden und genutzt werden. Allen Institutionen und Personen, die beim Entstehen dieses Werkes kompetent und mit Engagement mitgewirkt haben und die uns in unseren Familien und Freundeskreisen den Rücken für die Arbeit an diesem Werk freigehalten haben, danken wir herzlich. Autoren und Verlag im August 2009

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Einführung

Zur Idee des Interieurs Innenräume sind Lebenswelten Vom Ursprung Kulturelle Identifikationsräume Gebaute Sehnsucht Der neue Geist und der freie Raum Das Experiment Lebensraum Der »plan libre« Die Industrialisierung der Lebenswelt Licht und Raum Individualisierung und Tradition Die Forderung der Klarheit Ausbau und Raumkonzeption

Abb. 1

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Humayun Mausoleum, um 1570, Delhi (IND)

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Zur Idee des Interieurs Wolfgang Brune

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Innenräume sind Lebenswelten

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»Wohnst Du noch oder lebst Du schon?« Der Frage inwieweit die Räume, in denen wir leben, uns in der Weise, wie wir leben, konditionieren können, geht nicht nur der schwedische Möbelhersteller Ikea nach. Dieses Problem beschäftigt alle Planer und das seit jeher. Bei einem Iglu wird mit dem einzig vorhandenen Baumaterial, Schnee, ein idealer Körper erstellt. Damit wird Leben unter extremen klimatischen Bedingungen erst möglich. Hof in einer Kuppelhausanlage Kompaktheit scheint in höchst unterschiedlichen Klimaregionen eine Grundlage typischer Bauformen zu sein.

Der Ausbau von Gebäuden beinhaltet den Übergang vom Allgemeinen der Bauwerke zur besonderen Situation unseres Lebensumfelds. Neben den technischen Fragen wirft er vor allem inhaltliche auf: Können wir unser Lebensumfeld wirklich selbst gestalten? Können wir uns darin frei entscheiden? Sind wir in der Lage, Objekte, die nicht in der Tradition unserer industriell und marktstrategisch vorbereiteten Warenwelt liegen, zu benutzen oder sie uns überhaupt vorzustellen? Im Umkehrschluss drängt sich die Frage auf, inwieweit Massenprodukte, also modulare Systeme, überhaupt persönlich sein können, d. h. kulturelle oder individuelle Identität abbilden können? Bei der Betrachtung der Wechselwirkung von persönlich Gestaltetem und persönlichkeitsgestaltendem Lebensumfeld, kommt es über die Jahrhunderte hinweg immer wieder zu profunden Neudeutungen von Lebensräumen. Was bis gestern noch von Wert war – die Einzigartigkeit eines Materials beispielsweise oder die handwerkliche Außergewöhnlichkeit –, weicht mit der Auffassung der darauffolgenden Generation dem jeweils Anderen, z. B. dem Einfachen, dem Historischen, dem industriell Gefertigten, dem Dekorativen, dem Gemorphten und so fort. Der Historismus etwa rückte um die Wende zum 20. Jahrhundert Ästhetik, Haltung und Gebrauchswert immer näher zusammen, dennoch beharrte er auf dem die Erscheinung dominierenden Dekor. Keine Ingenieurleistungen standen in dieser Epoche im Vordergrund, sondern der Wille zu gestalten. In den Fassaden, den Treppenhäusern und bis in die Wohnräume hinein wurde ein dekoratives Programm verfolgt, das bis heute den Nimbus des Individuellen genießt, seinerseits aber nicht selten industriell vorgefertigt war. Die Bewohner hatten darüber hinaus in der Nutzung der Räume durch vorgegebene Nutzungsmuster und Einbauten wenig Spielraum. Statt des individuellen Geschmacks standen die Haltung und der Stil in Vordergrund. Hier deutet sich ein grundsätzliches Problem der Waren- und Produktwelt an, das auch im Bauen die Frage nach dem richtigen Verhältnis zwischen produktiv bedingten Vorgaben und

individuellen Freiräumen aufwirft. Derzeit ist z. B. die historisierende Außenwirkung wieder ein gesuchtes Motiv, was die allgegenwärtigen Debatten um Rekonstruktion und neue Formen des Ornaments zeigen. Die Positionen zur Gestalt ändern sich also laufend und jede Generation muss sie immer wieder neu definieren. Die jeweiligen ästhetischen Prinzipien sind dabei immer dann relevant, wenn sich geplantes Umfeld und gesellschaftliche Bedingungen darin begegnen. Wie aber kommt es zu diesem geplanten Umfeld? Alles Bauen zielt in erster Linie und seit jeher auf das Behausen eines zu schützenden Guts. Am Anfang steht dabei sicher das Leben an sich, das es vor der jeweiligen Umwelt zu schützen, demnach zu behausen gilt. Aber auch anerkannte Güter werden behaust – Kunstwerke beispielsweise in Museen, Waren in Lagern, Tote in Grabmälern und vieles mehr. Innenwelten und Außenwelten werden durch das Bauen getrennt, ja sogar erst geschaffen. Aus diesem scheinbar banalen Grundsatz leiten sich alle Ansprüche ab, die wir an das Behausen stellen: Auf der funktionalen Ebene gilt es, den vorgefundenen Gegebenheiten etwas entgegenzusetzen, z. B. gegenüber den klimatischen Bedingungen oder dem sozialen Umfeld Schutz und Abgrenzung zu gewährleisten. Diesen Forderungen wohnt der kulturelle Anspruch und damit die Ebene der Gestalt immer inne. Alles, was wir dazu verwenden, Äußeres vom Inneren abzugrenzen, erzeugt eine Form. Die Gestalt ist mit dem Bauen untrennbar verwachsen und damit alle Schwierigkeiten und Lösungsversuche, die mit Gestaltung zusammenhängen. Wir müssen davon ausgehen, dass alles Handeln und damit auch das Bauen motiviert ist. Wenn wir Räume planen und bauen, folgen wir also einem oder mehreren wie auch immer gearteten Motiven, funktionalen wie kulturellen. Oft stellt sich dabei die Frage der Hierarchie, also der Ordnung der Motive. Ordnet sich demnach die Gestalt der Funktion oder die Funktion der Gestalt unter, oder ist die Funktion die Gestalt oder aber folgt sie ihr, wie Mies van der Rohe postuliert hat, und was bedeutet diese Gefolgsamkeit für beide? Um das zu entscheiden, müssen wir sehr genau über unsere Moti-

Einführung

ve Bescheid wissen und darüber, wie sie im Zusammenhang zu dem jeweiligen kulturellen und funktionalen Kontinuum der Umgebung stehen, innerhalb der wir planen und bauen. In jedem Fall bilden die von uns geschaffenen Räume – ob geplant oder nicht – immer Lebenswelten ab, also die Art und Weise, wie wir uns unser Leben und die Lebensbedingungen vorstellen und vorstellen können. Dabei sei nochmals auf die eingangs angesprochenen Verwerfungen zwischen Handlungsfreiheit und Warenwelt hingewiesen, d. h. auf die Fragen unserer Möglichkeiten. Im Fall einer Planung – und darauf zielt architektonisches Fachwissen – drücken wir diesen Prozess der Welterschaffung explizit aus. Planungen zeigen auf, wie wir uns funktional und kulturell im Leben positionieren wollen, können oder müssen. Das gilt für den Außen- wie für den Innenraum. Jeder Planungsprozess lotet die Chancen und Zwänge aus, um zu erfahren, wie das Motiv, gleich ob es ein ökologisches, ökonomisches, kulturelles oder sonst eines ist, und sein Ausdruck zusammenkommen können.

Vom Ursprung In allen Kulturen der Welt lassen sich zu jeder Zeit Beispiele nachweisen, die auf überraschende Weise die Bindung zwischen Gesellschaft, Kultur, Klima und Produktionsmöglichkeiten darstellen. Arktische Volksgruppen beispielsweise haben faszinierend einfache Bauformen entwickelt, die den extremen klimatischen Bedingungen trotzen, in denen wir nicht überlebensfähig wären. Wegen der starken Winde und der niedrigen Temperaturen spielt dabei das Verhältnis von umbautem Volumen zu seiner Hüllfläche eine besondere Rolle. Die Halbkugel weist hier das günstigste Verhältnis auf, da das umbaute Volumen mit der geringsten Hüllfläche umschlossen ist. Dadurch minimiert sich der Wärmeabfluss. Das Baumaterial ist, wie so oft bei ursprünglichen Bauweisen, das vorgefundene, in der Regel auch leicht abbaubare Material, hier natürlich der Schnee, ein lockeres Gemenge aus Kristallisationskeimen, unterkühltem Wasser und Eiskristallen mit einer mittleren Dichte von etwa 0,3 t /m3 (Abb. 2). 3

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Einführung

4 »Klimaanlagen«, Hyderabad Ein hölzernes Windsegel lenkt den Wind in die Gebäude. In der kalten Jahreszeiten kann die Dachöffnung mittels eines Bretts verschlossen werden. 5 Kornspeicher, Tschad Die Lehmbauten sind auf Steinen aufgeständert, um Erdfeuchte und Ungeziefer fernzuhalten. Die umliegenden Hütten bestehen ebenfalls aus Lehm und

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werden mit Reisig und Ästen zusätzlich gedämmt. Mönchshöhlen, Türkei Diese Klosteranlage in Zentralanatolien geht auf das 4. Jahrhundert n. Chr. zurück und ist in die bestehende Felsformation gegraben. Heute gibt es Hotelanbieter, die diesen besonderen Lebensraum der Höhlenwohnungen touristisch vermarkten.

Damit eignet sich Schnee für diese Klimaregion hervorragend als Baumaterial, denn er hat eine ähnliche Dichte wie z. B. Holzfaserdämmplatten (zum Vergleich: Die Dichte von Beton liegt bei 2,4 t /m3). Die etwa 80 cm starken Schneewände sind also hoch dämmend. Zudem sind die Eingänge in windgeschützten Mulden versenkt angeordnet. Diese einfache Bauweise, die mit dem geringsten Aufwand an Ressourcen und aus unserer heutigen Sicht ökologisch nachhaltig erstellt wird, trotzt dem harten Klima an den Polen Lebensräume ab, in denen sich Kulturen ausdrücken und entwickeln können. Die gleiche Form taucht im 3. Jahrtausend v. Chr. im syrischen Raum auf, also unter gegenteiligen klimatischen Bedingungen. Der Typus der Kuppelhäuser ist zwischen dem Küstengebirge und der Wüste Syriens nachweisbar (Abb. 3, S. 11). Die Urform erhebt sich dabei auf einem kreisförmigen Grundriss, wobei eine gelegte Steinschicht die Kuppeln gegen aufsteigende Feuchte sichert. Ihr Baustoff besteht wieder aus dem vorgefundenen Material, in diesem Fall ist es der luftgetrocknete Lehmziegel. Einzelne Sippen haben aus dieser Urform ganze Anlagen mit mehr als 30 Kuppeln errichtet. In Ansiedlungen reihen sich mehrere dieser Sippenhäuser um große Höfe aneinander. Die so entstandenen Kuppelansammlungen in Lehmbauweise ergeben ein sehr gut in die Landschaft eingebundenes Gefüge mit ganz besonderem Charakter. Das die Erscheinung bestimmende Baumaterial Lehm ist ein durch Sand, Schluff und andere Stoffe verunreinigter Ton. Je größer der Anteil an Ton ist, als desto »fetter« gilt der Lehm. Tonarme Lehme werden als »mager« bezeichnet. Lehmbau ist durch alle Jahrhunderte und alle Kulturen hinweg nachweisbar. Neben Holz ist Lehm in getrockneter und in gebrannter Form der Baustoff der vorindustriellen Zeit. Die ersten Keramiken führen uns in das 9. Jahrhundert v. Chr. zurück. Auch die ägyptische Hochkultur der Pharaonenzeit verbaut glasierte Ziegel. Die lehmigen Ausgangsstoffe werden also schon sehr früh so verfeinert, dass hochwertige und weitentwickelte Baumaterialien entstehen. In unserem Beispiel, den Kuppelhäusern Syriens, wird der Lehm mithilfe von Holzmodel in Formen ge4

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Einführung

presst und an der Sonne getrocknet. Der so entstandene Ziegel wird mit einer feuchten Lehmmasse vermörtelt und mit dem gleichen Material verputzt. Diese Putze müssen immer wieder erneuert werden, denn ein Charakteristikum des Lehms ist die hohe Kapazität, Feuchte aufzunehmen und wieder abzugeben. Diese Fähigkeit führt allerdings auch zu Ausdehnung und Schwinden des Materials und damit zu Rissen. Deshalb sind bei den Kuppelhäusern, aber auch in anderen Kulturkreisen mit Lehmbauten, einige Tritte in die Kuppelschale eingebaut, um Sanierungsmaßnahmen mit einfachen Mitteln jährlich durchführen zu können. Neben der Fähigkeit, Feuchte in großem Umfang zu regulieren, kann der Lehm aufgrund seiner Dichte sehr viel thermische Energie speichern. Die Rohdichte schwankt je nach Verdichtungsgrad und Tonanteil zwischen 1,2 und 2,3 t /m3 und liegt damit zwischen der von Hohllochziegeln und Betonbauteilen. Dementsprechend ist die Wärmespeicherfähigkeit von Lehmbauwerken sehr hoch. Dies ist in Klimata, in denen die Temperaturdifferenz zwischen Tag und Nacht groß ist, von entscheidender Bedeutung. Tagsüber heizt sich das Bauvolumen auf und gibt nachts die gespeicherte Wärme wieder ab, um am nächsten Tag erneut über freie Speicherkapazitäten zu verfügen. So entsteht auch in heißen Klimaregionen, die meist niederschlagsarm sind, ein angenehmes Raumklima. Die Entscheidung für ein günstiges Verhältnis von Hüllfläche zu umbautem Raum ist in allen Klimaregionen gleichermaßen anzustreben. Die Kompaktheit einer baulichen Anlage spiegelt immer ein gutes Verhältnis von Fläche zu Volumen wider und damit deren Wirtschaftlichkeit in Erstellung und Unterhalt. Dieses Wissen nutzten schon sehr frühe Kulturen überall auf der Welt. Mit der Entscheidung für ein den jeweiligen klimatischen Bedingungen angepasstes Baumaterial, das einfach zur Verfügung steht, wie Schnee oder Lehm beispielsweise, wird die Grundlage für ein gutes Raumklima im Inneren gelegt. Die baulichen Strukturen bilden aber auch die Lebensgemeinschaft und kulturelle Identität ab. Dieser Zusammenhang zwischen ökonomischen und technischen Möglichkeiten, Klima und kultureller Identität lässt sich an zahlreichen Beispielen darstellen, in

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nomadischen Gesellschaftsformen (z. B. die Jurte) ebenso wie in sesshaften. Darüber hinaus haben viele Völker Methoden entwickelt, um die raumklimatischen Bedingungen im Inneren deutlich zu verbessern, indem sie natürliche Gegebenheiten entsprechend nutzen. Ein beeindruckendes Beispiel hierfür finden wir im südlichen Pakistan. Die »Klimaanlagen« von Hyderabad (Abb. 4) sind schon seit mindestens einem halben Jahrtausend in Benutzung. Ihr Prinzip ist denkbar einfach. Der kühlende Wind, der von den nahen Bergen herab bläst und die sengende Hitze der Ebene vertreibt, kommt immer aus derselben Richtung und immer zur gleichen Zeit. Auf den Dächern aufgestellte hölzerne Windsegel führen diese anströmende Luft in Schächte. Diese Schächte bedienen z. T. nur je einen Raum. Manche gehen über mehrere Geschosse und sind an verschiedene Räume angeschlossen, die dadurch auch akustisch miteinander verbunden sind. Die durch das Bauwerk strömende Luft kühlt nicht nur die Raumluft, sondern auch die über den Tag aufgeheizten Bauteile. Sie sorgt durch Zirkulation für ein hygienisch verbessertes und angenehmes Raumklima. Zu alledem ist diese Art der »Klimatisierung« – eigentlich geht es nur um Lüftung – ein gestalterischer Ausdruck geworden, welcher das Stadtbild entscheidend prägt. Eine Wertschätzung der Güter des täglichen Gebrauchs lässt sich ebenso an der Art der Baustrukturen ablesen. Lehmbauten sind gut dazu geeignet, Korn haltbar zu lagern, insbesondere wegen der hohen Kapazität zur Regulierung der Feuchte. In regenarmen Gebieten mit geringen Ernten erfahren diese Bauten wegen ihres Inhalts hohe Wertschätzung. Ein Beispiel hierfür geben uns die Kornspeicher Afrikas. In Burkina Faso und Mali sind es auf Harthölzern gelagerte, oft reich verzierte, quaderförmige Lehmbauten. Aber auch die zylindrischen Speicher aus dem Tschad sind in ihrer einfachen Form beeindruckend. Die Dorfbewohner widmen der Lagerung des Korns große Aufmerksamkeit und hohen baulichen Aufwand, denn die Kornspeicher sichern ihr Überleben. In der Mitte des Dorfs stehen sie geschützt zwischen den mit Ästen und Reisig gedämmten Lehmhütten der Bewohner. Nicht

jede Familie kommt in den Genuss von klimatisch verbesserten Lebensbedingungen in ihrem Wohnhaus, wohl aber das Korn. In den Speichern drückt sich ein für Afrikaner selbstverständliches Wertegefüge aus (Abb. 5). Das Wissen um die Leistungsfähigkeit von Baumaterialien in Bezug auf die Verbesserungen des Raumklimas ist so alt wie das Bauen selbst. Auch die Nutzung klimatischer Gegebenheiten zur Verbesserung der Lebensbedingungen ist keine Erfindung der Neuzeit. Überall dort, wo sich Menschen sesshaft niederlassen, haben sie schnell vorgefundene Gegebenheiten zu nutzen gelernt und sich darüber auch kulturell ausgedrückt (Abb. 6).

Kulturelle Identifikationsräume Die Symbiose von Bauen und kultureller Identität macht die Auseinandersetzung mit dem Bauen für uns zu jeder Zeit interessant. In allen Kulturen bilden sich für die jeweiligen Lebensbedingungen und Gesellschaftsformen Typologien aus, die diese Zusammenhänge räumlich abbilden. Damit wird der Raum – ob Interieur oder Exterieur – zum Spiegel kultureller Bindungen und Möglichkeiten. Die kulturellen Bindungen sind selbstverständlich so vielfältig wie die jeweiligen Kulturen selbst. Diese Vielfalt erschwert es, einfache Rückschlüsse zu ziehen. Beschäftigt man sich damit, zeigt sich, dass es soziologisch und kulturell übergreifende und immer wiederkehrende Themen des Bauens gibt, wie z. B. das Streben, sich durch die Wahl der Baumaterialien besondere Mikroklimata zu generieren oder, aus heutiger Sicht, Komfort mit Verantwortung für die ökologischen Konsequenzen zu paaren. Die Auseinandersetzung lehrt aber auch die Unterschiede und Vielfältigkeit der Ideen zu schätzen. Bauliche Möglichkeiten und kulturelle Bindung lassen sich ideal am Wohnhaus im islamischen Kulturkreis nachvollziehen. Die arabisch-islamische Hausgemeinschaft besteht aus einer oft weit verzweigten Großfamilie, in der mehrere Generationen zusammenleben, vergleichbar einem europäischen Generationenhaus. Im Grundsatz patriarchalisch geprägt, organisiert sich ihre innere Struktur nach

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Einführung

Geschlechtern getrennt und von der sie umgebenden Öffentlichkeit sehr stark abgegrenzt. Diese scharfen Trennungen im Inneren wie im Äußeren führen zu einer genauen Beobachtung dessen, was zur Beobachtung zugelassen wird. Es entwickelt sich ein Spiel von Verhüllung und Zeigen. Beides sind Kommunikationsprinzipien mit sehr genauen Regeln. Die vielen Spielarten von Wohngebäuden in den unterschiedlichen Regionen und Zeiten bringen eine unglaubliche Fülle gestalteter Identitäten hervor. Sie bedienen sich jedoch alle derselben religiösen und sozialen Voraussetzungen der islamischen Kultur (Abb. 7). Die Konzeption des Wohnhauses fußt auf drei sozial-ökonomischen Grundsätzen: Es muss der Gemeinschaft der Bewohner Schutz bieten, die Möglichkeit eröffnen, darin Gäste zu empfangen, ohne die Privatsphäre zu beeinträchtigen, und schließlich soll es den Dingen des Lebensunterhalts Raum bieten. Letzteres bedeutet bis in die heutige Zeit hinein nicht selten die Unterbringung landwirtschaftlicher Güter bis hin zur Tierhaltung. Der Raum dafür entsteht

durch Abgrenzung, in diesem Kulturraum durch Einfriedung. Darin spiegelt sich das streng reglementierte Verhältnis der familiären Gemeinschaft zur Öffentlichkeit. Innerhalb des Hauses werden einzelne Bereiche oft unabhängig voneinander erschlossen, partizipieren aber dennoch an den gemeinschaftlichen Höfen und Dachgärten. Um das komplexe Gefüge zu verstehen, ist es nötig, von einem für die Gebäudeorganisation relevanten Grundbaustein auszugehen. Diese Basiseinheit ist die Kammer, der abgeschlossene Wohnraum, im nordafrikanischen Maghreb »Bait« genannt, die meist vom Hof aus erschlossen wird. Mehrere dieser Kammern können eigene abgetrennte Einheiten im gesamten Wohnhaus bilden, wenn z. B. Söhne heiraten und weiter im Haus wohnen bleiben. Es entsteht also ein Konglomerat aus Haus-im-Haus-Gebilden, die die Möglichkeit für temporären Sichtschutz bieten, da öffentliche und private Nutzung nicht schon im Voraus festgelegt werden. Ein Geflecht aus Toren, Türen, Vorhängen, Paravents und Schwellen webt die Zusammenhänge so,

dass sich die Familienstruktur und die Geschlechtertrennung in der Raumtrennung jederzeit abbilden lassen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Schnittstelle zur Außenwelt. Die Zugänge führen nicht unmittelbar in Höfe oder Hallen, sondern filtern erst über Gänge und Zwischenräume die Besucher aus, denen das Privateste der Familien verborgen bleiben soll. Im Gegensatz zu europäischen Wohnmodellen werden Raumnutzungen, wie schon erwähnt, nicht durch schweres Mobiliar festgelegt. Vielmehr ermöglicht die leichte, mobile Inneneinrichtung mit Tischchen, Kissen, Polsterbänken und vielem mehr im Wohnhaus des muslimischen Kulturkreises eine völlig freie Nutzung. Es kann in den meisten Räumen sowohl gewohnt, geschlafen oder empfangen werden. Je nachdem wo die Familie sich gerade trifft, dienen große kreisförmige Tabletts auf Gestellen als Esstisch. Gäste und Familienmitglieder sitzen auf Kissen. Die Nutzungen wie Wohnen, Schlafen oder Empfangen von Besuch fließen durch das Gebäude, sodass ein sehr bewegtes Leben und die unterschied-

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Wohnhaus Fes, axonometrische Darstellung Die Räume gruppieren sich um Höfe und verschließen sich diesen zugleich. Die Erschließung der Gebäude erfolgt von drei unterschiedlichen Seiten. Alle Flure führen hinter den Räumen vorbei und treffen nur wie zufällig auf die Höfe. Es gibt zwei vertikale Erschließungen und ein Haus im Haus mit eigenem Hof. 1 Gästequartier, hier »Masriya« 2 Haus im Haus, für abgetrennte Familiengruppen 3 Wohnraum, hier »Bait« Wasserbecken vor dem Eingangsportal der SchahMoschee in Isfahan

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lichsten Lebensformen darin Raum erhalten. Die Räume dienen dabei als Platzhalter. Sie sind fast immer leer und nur die Wand- und Bodenflächen legen durch ihre Ausformulierung Wert und Rang des Hauses und seiner Teile fest. Der Ausbau des Hauses ist also an einen sehr strengen Wertekanon geknüpft, der sich in der Ausgestaltung der Fenster, Türen und Oberflächen widerspiegelt (Abb. 8). Der Innenraum stellt die kulturelle Bindung zu Religion und Gesellschaft immer neu dar. Diese Darstellung ist eng mit Riten verbunden, die die Bewohner zu den jeweiligen Anlässen einhalten müssen, drückt sich also im Handeln und nicht, zumindest nicht nur, im Materiellen aus. Die jeweiligen Erscheinungsformen des Wohnhauses im islamischen Kulturkreis sind den klimatischen Bedingungen der Region, in der sie stehen, ideal angepasst. Die Größe der Höfe hängt mit den Belichtungsverhältnissen und dem Abwehren und Zulassen solaren Wärmeeintrags zusammen. Die darin angeordneten Wasserspiele dienen der Verbesserung des Innenklimas, sind aber nicht selten auch als Sym-

bol von Leben und Paradies ausgestaltet. Die Dachgärten eignen sich wegen deren kühler Luft und den warmen Böden ideal als Schlafplätze. Die Wohnhäuser repräsentieren selten nach außen – das lassen der Glaube und das städtische Konglomerat nicht zu –, nach innen jedoch eröffnen sie die komplexen Kosmen ihrer Tradition und die der einzelnen Familien.

Gebaute Sehnsucht In Europa entwickelten sich aus den komplizierten Zusammenhängen des sehr vielschichtigen 19. Jahrhunderts die konstituierenden Bedingungen der klassischen Moderne, die zu Recht immer noch die heutige Architekturdebatte bestimmt. Für das Verständnis dieser Entwicklung ist das 19. Jahrhundert wichtig, weil in ihm der dauerhafte Konflikt zwischen dem Versuch der Objektivierbarkeit architektonischer Kriterien einerseits und der subjektiven Aufladung des Bauwerks andererseits angelegt ist. Zu dieser Zeit lebte die unglaubliche Sehn-

sucht nach historischen Vor- und Leitbildern des 18. Jahrhunderts in allen Kunstgattungen weiter. Zeitgleich mit der aufstrebenden Geschichtsforschung und den sich rasant entwickelnden Geistes- und Naturwissenschaften, entfaltete sich ein Spannungsfeld zwischen den historischen Bezügen. Die Fragen beispielsweise, ob der gotische Stil dem hellenischen vorzuziehen und ob der eine deutsch und der andere allgemeingültig sei, ob der Stil der Renaissance nicht der einer bürgerlichen Gesellschaft angemessener wäre und so fort, waren im Klassizismus und Historismus wesentlich, aus heutiger Sicht jedoch schwer nachvollziehbar. Dies liegt u. a. an unserem Verhältnis zu dem, was Stil bedeutete und heute bedeutet. Im 19. Jahrhundert wurde der Bezug zu Vergangenem durchweg idealisiert und damit eben stilisiert. Stil beruht, wie Goethe bereits 1789 formulierte, »auf den tiefsten Grundfesten der Erkenntnis«. Hier ist aber eine kulturelle Erkenntnis gemeint. Im Stil ist demnach einerseits das Normative präsent, das von höchster Bedeutung und Wesentliche sowie andererseits das gefühlte Wahre der Anschauung. Nicht selten geht es dabei um nationale Symbolik und deren Geschichte. Im absolutistischen Herrschaftssystem spiegelt sich im gewählten Stil Bedeutung sowie Legitimation wider. Stil begründet sich jedoch nicht auf eine irgendwie ableitbare Logik, er ist nicht in oder aus sich begründbar. Von ihm ausgehend wird jedoch durchaus geschlossen und argumentiert. Diese eigentümliche Wirklichkeit des Stils, der sich auf den Schein gründet und dem Allegorischen eine Wirkungsrealität zuschreibt, beseelte das 19. Jahrhundert. Die Kulturreise, die sich Ende des 17. und im 18. Jahrhundert großer Beliebtheit erfreute, tauchte im 19. Jahrhundert erneut auf. Das Erleben antiker Orte, deren Kartografierung und Katalogisierung ist für viele Baumeister zu Beginn des 19. Jahrhunderts eine Schaffensgrundlage. Die Faszination dieser Orte und der kulturellen Zeugnisse der Antike und deren Systematisierung verführte die Baumeister zur Idealisierung einzelner Epochen in gesellschaftlichem Sinn, sodass Baustile im 19. Jahrhundert für Haltungen standen – für eine Interpretationsform des Stils, die schon in vorherigen Epochen angelegt war. In dieser Epoche entstanden unvergleichliche Baudenkmäler wie Schinkels Neues Museum in Berlin, Sempers Gemäldegalerie in Dresden und vieles mehr. An zwei gedanklichen Positionen soll exemplarisch kurz skizziert werden, wie die unterschiedlichen Lesarten des historisch Übernommenen sich darstellen. Beide Argumentationsstrategien tauchen als Positionen bis heute auf. Die eine beruft sich auf die Entwurfslehre des französischen Architekturtheoretikers Jean-Nicolas-Louis Durand am Anfang des 19. Jahrhunderts und wird z. B. von Leo von Klenze und auch von Karl Friedrich Schinkel vertreten. Durand, als Ingenieur ausgebildet, propagierte eine für alle Bauaufgaben geltende Verfahrensweise des Entwerfens. Diese

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9 Allerheiligenhofkirche, München (D) 1837, Leo von Klenze, Ausmalung: Heinrich von Heß 10 Wohnhaus Moller, Wien (A) 1928, Adolf Loos a – d Grundrisse Erdgeschoss bis Dachgeschoss Eingetragen ist der Weg durch alle Geschosse und die jeweiligen Standpunkte. e Gartenfassade Nichts lässt hier auf die kompositorische Kühnheit schließen, die das Innere sowie die Straßenfassade bestimmt. f Straßenfassade Eine freie Komposition, wie ein abstraktes Bild aufgebaut, die trotz ihrer Unabhängigkeit ein entscheidendes Element des Loos’schen Raumplanes nach außen bringt: Vom Erkerzimmer, das im Zentrum der Fassade hervortritt, kann der räumliche Zusammenhang des gesamten Hauptgeschosses überblickt werden. g Erkerzimmer 1930 h Erkerzimmer heute

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leitet er aus einer Art Genealogie des Gebauten ab. Die »Versachlichung des Entwurfsprozesses« [1] nehmen Klenze wie Schinkel als Argumentationsstrategie für ihre von der hellenischen Antike motivierten Entwürfe auf. Klenze sieht in diesem historischen Bezug das Ineinanderfallen von Statik, Material und Konstruktion auf vollkommene Weise realisiert. So ist auch seine Haltung zur inneren Gestalt zu lesen. Dem steht diametral Gottfried Semper gegenüber, der gut 30 Jahre nach Erscheinen von Durands Entwurfslehre dem Verfasser entgegenhielt, »die Natur arbeite nicht nach Schablonen wie eine Drehbank« [2]. Er selbst entwickelte die wohl bedeutendste architekturtheoretische Position des 19. Jahrhunderts. Sein Prinzip der Bekleidung geht vom Wesenhaften des Stofflichen aus und zielt auf eine Wirkung im Geist. So stehen der immaterielle Zauber des Materiellen und die Logik von Struktur und Form einander schon im 19. Jahrhundert gegenüber. Es bleibt bis heute schwer, aus der Dialektik von Wesen und Struktur herauszutreten. Auf der Grundlage von Durands Rasterdenken, seiner Standardisierungsidee, der unumstößlich geltenden Forderung nach einem Funktionalismus von Zweck und Ökonomie einerseits und der Wirkungsidee der symbolischen, beseelten Gestalt in Sempers Sinn andererseits werden auch heute noch Debatten geführt. Selbstverständlich liegt zwischen Struktur und Wirkung die ganze Kraft architektonischen Ausdrucks. Mit der Frage von Stil wird dieser jedoch heute nicht mehr konnotiert. Als Beispiel eines Wirkungsraums von besonderer Bedeutung und Verwandlung kann Klenzes Entwurf zur Allerheiligen Hofkirche der Münchner Residenz gelten. An diesem Sakralbau lässt sich zum einen das gerade geschilderte Problemfeld beispielhaft deklinieren, zum anderen erfährt der Bau besonders im Inneren eine Neudeutung durch seine säkulare Umnutzung und die im Jahr 2003 abgeschlossene Sanierung. Damit spannt sich ein Bogen von der Zeit seiner Entstehung bis zu seiner heutigen Interpretation. Zu Beginn steht wieder eine Reise: Ludwig I. verbringt Weihnachten 1823 in Palermo und feiert die Christmette in der Cappella Palatina. Seine Begeisterung für diese Kirche aus dem 12. Jahrhundert kennt keine Grenzen, besonders für die goldgrundigen Mosaike, und er beauftragt Klenze zur Planung einer Kapelle in der Residenz in München. Klenze ist der byzantinische Stil, auch weil er von Cornelius und Gärtner besetzt ist, fremd. Mit seinem Entwurf auf der Basis der hellenischen Klassik scheitert er bei Ludwig und erntet Gärtners beißende Häme. Zuletzt ordnet sich Klenze den Wünschen Ludwigs zumindest in der äußeren Erscheinung unter. Im Inneren entwickelt er einen beeindruckend klares Raumgefüge mit einer aufwendigen Ausgestaltung mit Marmorfußböden, farbige Malereien auf Goldgrund und Wandverkleidungen aus Gipsmarmor (Abb. 9). Interessant ist die Lichtführung. Während die Ausgestaltung der Flächen unterhalb der Em-

pore eher dunkel ist, erstrahlt die obere Raumhälfte durch das Licht der Seitenfenster im goldenen Glanz der Ausmalungen. Ludwigs Platz ist selbstverständlich auf der Empore, die mit der Residenz verbunden ist. Der König erscheint also mit seinem Gefolge von hinten beleuchtet im Glanz der goldenen Flächen und auf der Ebene der biblischen Darstellungen. Dieser Auftritt ist Programm, darin ist göttliche und geschichtliche Herrschaftslegitimation vereint. Diese Lichtstimmung hat sich nach der Sanierung völlig verändert. Die Hofkirche hat als Kriegsruine, lange nur notdürftig saniert und im Osten durch die Erweiterungsbauten verstellt, ihre Rolle eingebüßt. Der säkularisierte Raum wird nunmehr für Veranstaltungen genutzt. Im Inneren ist das Mauerwerk sichtbar, also bar aller reflektierender Flächen. Unter der Empore wurden Lichtdecken eingezogen, die den Hauptraum von der Seite aus beleuchten. Der Raumeindruck hat sich damit umgekehrt, vielleicht ein der Säkularisierung angepasster Umgang mit dem historischen Bestand.

Der neue Geist und der freie Raum An der Bruchstelle der monarchistischen zu den nachmonarchistischen Gesellschaften öffnete sich zunächst ein Gestaltungsspielraum, der die individuelle Lebenssicht auf den Prüfstand stellt. Nur vor diesem Hintergrund lassen sich Haltung und Arbeit der einzelnen Architekten dieser Zeit nachvollziehen. Der in Brünn, heute Brno, geborene Architekt Adolf Loos spielt für ein neues Raumverständnis hierbei eine besondere Rolle. Der Architekturkritiker Julius Posener stellt Loos in eine Reihe mit Andrea Palladio, ClaudeNicolas Ledoux und Karl Friedrich Schinkel und sieht in diesen Architekten »die wahre klassische Schule«. Die höchst unterschiedlichen Baukünstler sind einer Kategorie zuzurechnen, einer klassischen noch dazu, »weil sie der Dekoration keine oder nur eine sehr geringe Rolle eingeräumt ha[ben] und das Wesen der Architektur zu enthüllen suchte[n]« [3]. Warum widerfährt Adolf Loos diese Ehrung? Loos’ Absage an das Dekor ist keine Absage an die gestaltete Form. Im Gegenteil, es ist eine Absage an das wesenlose Gestalten, an die inhaltsleere Form, die Repetition des Althergebrachten. Dem ist noch heute nichts hinzuzufügen. Man kann der Haltung von Adolf Loos nur folgen, wenn man erkennt, wie anspruchsvoll sein Ringen um das Wesen der Architektur war und das in einer Zeit, in der die Sehtradition nicht das Wesen der räumlichen Beziehungen huldigte oder die Präzision in Raumund Nutzungsabläufen, sondern in einer Zeit, die die kunstvolle, historisch angelehnte Gestalt guthieß. Ein sehr aktuelles Problem! Dieses Wesen der Architektur beschreibt Posener durch die drei Lieblingsbegriffe von Le Corbusier: Maß, Proportion und Geometrie. Loos legt jedem Entwurf ein Prinzip zugrunde,

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das auf dem Verhältnis der Massen, der Räume und ihrer jeweiligen Beziehung zur Funktion basiert. Natürlich verfolgt auch er einen Zweck, nämlich den, eine kalkulierte Wirkung, eine Stimmung im Menschen zu erzeugen, ihn zu berühren: »die aufgabe der architektur ist es daher, diese stimmung zu präzisieren. das zimmer muß gemütlich, das haus wohnlich aussehen. das justizgebäude muß dem heimlichen laster wie eine drohende gebärde erscheinen. das bankhaus muß sagen: hier ist dein geld bei ehrlichen leuten fest und gut verwahrt.« [4] Loos überträgt die Zweckhaftigkeit des Dekors im Historismus auf den Raum. Hier wird also deutlich, dass sich Loos, und nur so können wir seine Schriften deuten, aufgerufen fühlte, seine Gesellschaft zu erziehen, ihr seine Position zu zeigen, eine Position wider das Künstlerische, Dekorative, eine Position für das aus Material und Idee am Gebrauch entwickelte Einfache, Wesenhafte. Dieses Selbstbewusstsein und Selbstverständnis des Planers, der eine Gesellschaft zu einer neuen Sichtweise führen will, motivierte Loos zu beißenden Schriften gegen die Wiener Sezession. Abgesehen von dieser sehr polemischen Kritik verdanken wir ihm eine für das 20. Jahrhundert entscheidende Idee: den Raumplan. Loos verbrachte nach seiner Ausbildung in Dresden drei Jahre in den Vereinigten Staaten und lernte dort die Haltungen des Bildhauers Horatio Greenough und der Architekten John Wellborn Root und Louis Sullivan kennen, die sich für die Einfachheit, Klarheit und Schmucklosigkeit in der Architektur aussprachen und deren Gebrauchswert in den Vordergrund stellten. Nach seiner Rückkehr ließ er sich in Wien nieder. Wien öffnete sich früh nach England, einerseits mit Ausstellungen zur Arts-and-CraftsBewegung, die sich letztendlich in der Gründung der Wiener Werkstätten manifestierte, und der Auseinandersetzung mit dem Palladianismus andererseits, vor allem durch Muthesius’ Buch »Das englische Haus«. Loos, ermutigt durch seine Erfahrungen in den USA, versuchte in seiner Arbeit Gebrauchswert, Wohnlichkeit und räumliche sowie formale Klarheit zu einen. Der Raumplan war für Loos die Abbildung der Hierarchien der einzelnen Wohn- und Nutzräume in einem Gesamtgefüge. Tradierte Hierarchien wie die von Eingangs-, Wohn und Schlafgeschoss lösen sich im Raumplan in einen Fluss der Volumina auf. Loos entwarf nicht in Grundrissen, er komponierte im Raum. Er selbst sprach nie von einem Raumplan, beschrieb aber dessen Programm in seinem Rückblick auf die Ablehnung seines Beitrags zur Weißenhofsiedlung in Stuttgart: »ich hätte etwas auszustellen gehabt, nämlich die lösung einer einteilung der wohnzimmer im raum, nicht in der fläche, wie es stockwerk um stockwerk bisher geschah. ich hätte durch diese erfindung der menschheit viel arbeit und zeit in ihrer entwicklung erspart. denn das ist die große revolution in der architektur: das lösen des grundrisses im raum. vor Immanuel Kant konnte die menschheit noch

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nicht im raum denken und die architekten waren gezwungen, die toilette so hoch zu machen wie den saal.« [5] Der so beschriebene Entwurf im Raum führte Loos zu gestaffelten und durchweg in Beziehung stehenden Ebenen unterschiedlicher Raumhöhen. Zwei Beispiele aus seinem Spätwerk zeigen die Tragweite und Aktualität seiner Erfindung. Zur Erinnerung sei erwähnt, dass beide Objekte vor 80 Jahren entstanden sind. Ihre kühne Klarheit ist noch heute beeindruckend. Das 1928 fertiggestellte Haus Moller in der Starkfriedgasse 19 in Wien vereint alle für Loos typischen Gestaltungselemente der letzten Schaffensperiode (Abb. A 10, S. 17). Die Straßenfassade ist eine völlig auf sich bezogene abstrakte Komposition, der ein Quadrat zugrunde liegt. Loos führt der Wiener Öffentlichkeit radikal die Eigenständigkeit des neuen Bauens vor, bleibt jedoch der tragenden Lochfassade und dem herrschaftlichen Gestus der Raumabfolge im Kern treu. Diesen Spagat zwischen historisch Gewachsenem und dessen neuer Interpretation konnte Loos nicht überwinden. Es ist aber gerade diese Verbindung von Tradition und Moderne, die sein Schaffen so aktuell macht. Die Gartenfassade ist wiederum sehr einfach am Innenraum und seinen Achsen orientiert. Um die Theorie der verschiedenen Raumhöhen unterschiedlich bewerteter Räume umsetzen zu können, ist die Fassade als tragendes Element und eine Innenstütze, in der zugleich der Kamin untergebracht ist, zwingend erforderlich. Nur so lassen sich die jeweiligen Raumkuben frei entwickeln. Der Eingang des Hauses befindet sich unter dem Erker. Sofort muss der Besucher die Richtung ändern und sich dem Garten zuwenden. Von dort aus kommt er zum zentralen Raum und kann sich entscheiden zwischen der Sitzecke im Erkerzimmer, von der aus man das Geschoss und die ganze Tiefe des Hauses bis in den Garten hinein überblickt, und der repräsentativen Halle. Bis hier hat der Besucher bereits fünfmal seine Richtung geändert. Er ist somit allen Bezügen zum Äußeren des Hauses entledigt, kann das Äußere also mit dem Inneren nicht mehr verbinden. Diese Dramaturgie der vielen Orte und die Konzentration auf die räumlichen

Wechsel im Inneren zeichnen die Qualität des Raumplans aus. Von der Halle aus kann der Besucher zwar den Garten betreten, steht aber zunächst nur auf einem Podest. Die eigentliche Terrasse ist dem Speisezimmer vorgelagert. Alle Bezüge sind gewollt und nicht selten überraschend. Der Benutzer ist daher gezwungen, an jeder Stelle seine Beziehung zum Raum neu auszuloten. Diese künstlerische Auffassung von Bauen erfordert den entsprechenden Bauherrn. Hans und Anny Moller waren ein besonders kunstsinniges Paar und in die Kunstszene ihrer Zeit verwoben. Franz Singer und Friedl Dicker, mit denen Anny Moller befreundet war, haben das Zimmer der Dame mit funktionellem und wandelbarem Mobiliar ausgestaltet und im Garten einen Pavillon errichtet. Nach der Generalsanierung des Hauses hätte man sich gewünscht, die losen Möbel hätten die gleiche Qualität wie die bauliche Ausgestaltung der Oberflächen mit hochwertigen Materialien und passgenauen Einbaumöbeln, die die tektonische Struktur des Hauses unterstreichen. Für den Bauunternehmer Frantisek Müller realisierte Loos 1930 sein wohl bedeutendstes Werk – eine Plastik im Sinn des neuen Bauens. Auch hier entwickelt sich der Raumplan unabhängig und genial zugleich. Bewegungsachsen und Raumachsen begegnen einander versetzt und verweisen doch auf das jeweils Andere. Ideal nutzt Loos die extreme Hanglage des Grundstücks mit Blick über Prag. Das Haus Müller spannt sich zwischen zwei Straßenzüge. Die Zugangssituation ist auch hier fulminant ausformuliert, jedoch eher versteckt, ein kleiner, gut gestalteter Ort auf dem Weg durch die Raumskulptur. Wieder bilden die Außenwände und zwei Stützenachsen die Tragstruktur. Und wieder steht im Zentrum des Hauses ein räumlich komplexer Ort zwischen Ankommen und Verteilen. Das Zimmer der Dame ist ein fast heimlicher Ort, von dem man das ganze Haus überblickt, ohne dass er direkt einsehbar wäre. Der Ausbau ist auch hier Ausdruck der räumlichen Idee. Die verwendeten Hölzer, der Stein und die Putzflächen erzeugen Stimmungen, ohne selbst etwas abzubilden. Loos verließ sich auf ihre Präsenz, ihren Charakter an sich, nicht auf den kunstvollen Um-

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gang mit ihnen. Wenngleich dargestellte Form bei genauer Betrachtung auch bei Loos nicht zwingend Inhalt spiegelt – nicht jede Stütze ist tatsächlich ein tragendes Element –, war sein Umgang mit Raum, Raumoberfläche und Material wegweisend und immer noch zeitgemäß. Die karge äußere Erscheinung ist ein eigenständig gestaltetes Objekt, das mit dem inneren Raumfluss nur wenig kommuniziert, ihm im Geist jedoch wesensverwandt bleibt. Vielmehr ist im Äußeren das Thema der Straßenund der Gartenfassade dekliniert, mit vielen, manchmal versetzten Symmetrien. Die Erscheinung der Fassade und des Innenraums sind nahezu unabhängig voneinander. Dem einfachen, entkleideten Äußeren steht ein durchaus bekleidetes und komplexes Inneres gegenüber. Im Geist des Aufbruchs zu einem neuen Bauen wirken sie jedoch stimmig zusammen (Abb. 11 und 12).

Wunsch, das tägliche Handeln zu erforschen und zu gestalten und wahrscheinlich vor allem durch eine sich immer stärker durchsetzende Formensprache verbunden, die nicht zuletzt über die CIAM-Kongresse zum Internationalen Stil avancierte. Den Gründungsgedanken für das Bauhaus formulierte Walter Gropius schon 1919 in etwa so: Das Bauhaus will die »Wiedervereinigung aller werkkünstlerischen Disziplinen« zum Zweck des »Einheitskunstwerks«, wobei der Betrachter bzw. Benutzer in seinen Grundbedürfnissen angesprochen werden sollte. Diesem hohen Ziel fügte Gropius ein weiteres hinzu: die Standardisierung der praktischen Lebensvorgänge. Vom sozialen Anspruch mag vor allem nach dem Rationalismus der zweiten Welle des Wiederaufbaus nach dem Krieg nicht viel übrig geblieben sein, vom ästhetischen und industriellen Anspruch jedoch umso mehr. Einen wichtigen Einfluss auf die Architektur am Bauhaus hatte auch die holländische Künstlergruppe De Stijl, deren Gestaltungsprinzipien der Architekt Gerrit Rietveld mit dem Haus Schröder in Utrecht 1924 wohl am konsequentesten räumlich umsetzte. Die Gruppe De Stijl, (deutsch »Der Stil«) – der Begriff hat also auch zu Beginn des neuen Denkens der Moderne sein Leben noch nicht ausgehaucht – suchte schon in ihrem ersten Manifest nach dem »Universellen«, dem Gesetzmäßigen, das sie dem Zufälligen, Willkürlichen, »Individuellen« der »alten Zeit« entgegenhielt. Das hier vorgestellte Universelle hielt sich nicht an die Tradition, nicht an die Dogmen der vergangenen Zeit, die die Weltwahrnehmung und deren künstlerische Rezeption nach vorhersehbaren Mustern bestimmt hatten. All dies war sicher auch eine Reaktion auf den Ersten Weltkrieg, nach dessen Ende eine physisch und konstitutiv zerstörte Weltordnung nach Neuordnung rief. Das Universelle musste für die Gründungsmitglieder von De Stijl, zu denen die Maler Theo van Doesburg und Piet Mondrian gehörten, dem Individuellen gleichgestellt werden. Die »Vorherrschaft des Individuellen«, so wurde das Dekorative der Kaiserzeit gebrandmarkt, stand dem neuen Zeitbewusstsein im Weg. Das Universelle drückte sich in der Abstraktion aus, in der Entfernung vom Naturbildlichen.

Das Experiment Lebensraum Die Zeit, in der Loos die vorgestellten Beispiele seines Raumplans errichtete, war die Geburtsstunde der revolutionärsten baulichen Experimente des letzten Jahrhunderts. Loos stand dabei am Ende seiner Laufbahn, viele andere wie Mies van der Rohe und Le Corbusier zur gleichen Zeit am Beginn der ihrigen. Das Verständnis des Raums hat sich besonders für die jungen Planer der frühen Moderne völlig aus der Tradition des 19. Jahrhunderts gelöst. In den 20er- und 30er-Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelten Architekten durch die Freiheit vom Dekor eine eigenständige Skulpturalität. Der gedankliche Hintergrund dieses Aufbruchs und die architektonische Lehre, die dann im Bauhaus mündete, wurde im Werkbund formuliert. Während wir heute den Dialog von Individuum und Lebensraum verfolgen, diskutierte der Werkbund das Verhältnis von Technologie und Ästhetik sowie die Fragen der typologischen Tradition des 19. Jahrhunderts. Die Vielfalt der Ansätze und Meinungen wurde dabei nicht durch ein gemeinsames theoretisches Konzept zusammengehalten. Die Bewegung des Werkbunds war eher durch ihre soziale Aufmerksamkeit wie auch durch den

Wohnhaus Müller, Prag (CZ) 1930, Adolf Loos a–d alle Grundrisse mit Erschließungsprinzip Maßstab 1:400 Wohnhaus Müller, Prag (CZ) 1930, Adolf Loos a Straßenfassade b Aufgang zwischen Speisezimmer und zentralem Treppenraum von der Halle aus gesehen Wohnhaus Schröder, Utrecht (NL) 1924, Gerrit Rietveld a Außenansicht b Innenraum im Obergeschoss Zu sehen sind links das Jungen- und rechts das Mädchenzimmer. Mittig unterhalb des Oberlichts liegt der Treppenaufgang.

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Vor diesem Hintergrund entwarf Gerrit Rietveld mit seiner Bauherrin Truus Schröder ein einzigartiges Beispiel der Umsetzung eines vermutlich nicht einmal plastischen Gedankens in Architektur. Rietveld, als Schreinermeister ausgebildet und in Abendkursen zum Architekten weitergebildet, löste alle Wände und Decken in vertikale und horizontale Scheiben auf. Die Innenwände, vielmehr Innenscheiben, sind als Schiebetüren mobil. Die entstehenden Flächen wurden mit den Primärfarben sowie Schwarz, Weiß und Grautönen gestaltet. Jeder einzelne Teil des Innenausbaus, von den Führungsschienen bis zu den Heizkörpern, ist Teil des Farbkonzepts. Das Haus ist also Raum und Bild zugleich. Die begehbare Skulptur ist darüber hinaus in einem anderen Zusammenhang maßgebend: Sie begründete die immer noch aktuelle Idee der Flexibilität von Gebäuden. Der Lebensraum ist ständigen Änderungen und Anpassungen unterworfen – das Gebäude bildet dies ab. Darin verschmelzen alle Maßstäbe. Bei den Möbeln macht sich der berufliche Werdegang Rietvelds bemerkbar. Sie sind bis ins kleinste Detail nach denselben Prinzipien entwickelt wie der Raum und das ganze Haus. Alles folgt einer räumlichen Struktur, die Linie von Fläche trennt und beides farblich besetzt. Rietveld war, so ist es überliefert, fast jeden Tag auf der Baustelle. Die Genehmigungspläne waren so schwer zu lesen, dass die Behörden nicht erkennen konnten, welch extremer Bruch mit der Nachbarbebauung und der Tradition hier versucht wurde. Nur mit viel Mühe konnte das räumliche Experiment zu Ende gebracht werden und wurde, wie so manche Ikonen der Moderne, erst durch eine Sanierung haltbar gemacht. Es bleibt ein einzigartiges und wegweisendes Beispiel der Verschmelzung von handwerklichen, künstlerischen und räumlichen Gedanken. Ausbau und Hülle sind untrennbare Teile eines Ganzen (Abb. 13). Zur selben Zeit entwickelten in Wien Franz Singer und Friedl Dicker, die schon für Anny Moller und Adolf Loos gearbeitet hatten, im Bereich der Innenarchitektur das verwandelbare Möbel als Prinzip. Der Raum ist auch im Verständnis von Singer und Dicker die Bühne ständiger Veränderung. Die beiden lernten sich in Johannes Ittens Kunstschule kennen und

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gingen später mit ihm ans Bauhaus. Singer und Dicker arbeiteten nach dem Vorkurs bei Johannes Itten in den Tischler-, Textil-, Druckerei- und Buchbindereiwerkstätten, entwarfen Bühnenbilder und Wohnhäuser. Sie gründeten ihr eigenes Atelier in Berlin und setzten eine Reihe von Bühnenbildern für den österreichischen Regisseur Berthold Viertel um. Mitte der 1920er-Jahre gingen sie zurück nach Wien, wo in den nächsten sechs Jahren eine Reihe erstaunlicher Innenausbauten und Möbel entstand. Die Faszination in ihrem Werk liegt in der Verwandlung der geplanten Räume, die den Eindruck des Nomadischen hinterlassen. Sie sind keinem spezifischen Gebrauch verbunden, sondern dem Alltäglichen überhaupt. Wie stumme Diener stehen die Accessoires der Raumnutzung in Erwartung des Wandels zur Verfügung. Trotzdem jede mögliche Möblierung wie ein Bild komponiert ist, ist alles dem Gebrauch zugewiesen. In dieser Choreografie des Nützlichen werden alle Gesellschaftsrituale inhaltlich nicht hinterfragt; alles funktioniert wie bislang. Einzig die Optimierung des räumlichen Bedarfs scheint für das Ensemble von Interesse zu sein. 1927 legte Franz Singer in seinem Artikel »Das moderne Wohnprinzip: Ökonomie der Zeit, des Raumes, des Geldes und der Nerven« die Gestaltungsmotivation des Ateliers schriftlich nieder: »Aus den Schwierigkeiten der heutigen Wohnverhältnisse musste notwendigerweise ein Stil entstehen. Die Bewusstwerdung und Erfüllung aller aus dem Mangel ent-

standenen Erfordernisse hatten eine Komprimierung zur Folge gegenüber der Reduzierung des pseudo-modernen Stils. Die geringe Zahl meist enger Räume gestatten nicht, sie für einen Einzelzweck dem ständigen Gebrauch zu entziehen. Ein Wohnzimmer ist zugleich Esszimmer, oft Gastzimmer, das Schlafzimmer ist zugleich Arbeitszimmer und alle Räume müssen für den Tagesaufenthalt zu verwenden, müssen verwandelbar sein. Hier besteht die Forderung zurecht, dass das Möbel mobil sei, nicht aber dass es wie z. B. Diwans, Schreibtische, Bänke usw. schräg ins Zimmer oder täglich anders stehe. Aus dieser Beschaffenheit darf aber weder Mehrarbeit durch Schwierigkeit der Handhabung oder durch Wegräumen des Bettzeugs (z. B. bei einem Diwanbett) entstehen noch darf die Entlüftungsmöglichkeit darunter leiden, noch darf es unbequem, hässlich oder teuer werden. So ist der Mangel zum formenden Prinzip geworden. Das brachte einen anderen großen Vorteil mit sich, neben dem, auf das Unnötige und Belastende verzichten zu müssen. Man hat erkannt, auf welchem kleinsten Raum man den Bedürfnissen an nötigstem Komfort gerecht werden kann, und wäre jetzt fähig, ein Haus von innen her angenehm, rationell in der Bewirtschaftung und daher sparsam zu gestalten. Und das nicht nur für den Mittelstand, sondern auch für die Arbeiterschaft. Es genügt aber noch nicht, ein Haus mit vielen kleinen Zellen wie für Bienen herzustellen und nun den Be-

wohner seinem Schicksal zu überlassen, ihm mit seinen zu vielen altmodischen, raumfressenden, in jeder Richtung unrationellen Möbeln einziehen zu lassen, sondern dieses Haus schon zu gestalten, dass es allen Notwendigkeiten entspricht, ihm Möbel zur Verfügung zu stellen, die dafür zweckmäßig sind, und ihn anzuweisen, wie er sich in ihm mit ihnen einzurichten hat. Das erst wäre Wohnkultur. Die hier gezeigten Möbel von Franz Singer, Wien 9, Wasserburggasse 2, sind patentiert. Vertretung in Deutschland: Margit Téry, Berlin-Wilmersdorf, Laubenheimerstrasse 1.« [6] Beispielhaft für dieses Manifest kann der Entwurf eines Gästehauses im Garten der Gräfin Heriot gelten. Jeder Raum lebt von der Verwandlung. So lässt sich beispielsweise das Bett aus dem Podest drehen, die Lampe klappt zur Wand. Alle losen Möbel sind für mehrere Situationen gedacht (Abb. 14). Kurz nach diesem Entwurf trennte sich die Arbeitsgemeinschaft. Friedl Dickers soziales und politisches Engagement führte zu ihrer Verhaftung und später zur Emigration nach Prag. Sie wandte sich verstärkt der Malerei zu. Ende 1944 wurde sie nach Auschwitz deportiert und ermordet. Franz Singer ging unter dem wachsenden politischen Druck nach London. Dort versuchte er mit der Entwicklung eines Fertigteilsystems für den Innenausbau von Altbauwohnungen einen Neuanfang. Das gemeinsame Werk wurde fast völlig zerstört und ist nur spärlich dokumentiert.

Der »plan libre« »Baukunst ist nicht Gegenstand geistreicher Spekulation, sie ist in Wahrheit nur als Lebensvorgang zu begreifen, sie ist Ausdruck dafür, wie sich der Mensch gegenüber der Umwelt behauptet und wie er sie zu meistern versteht« [7]. Mies van der Rohe, von dem diese knappe, aber bestechend präzise Formulierung stammt, war einer der beiden auf lange Sicht wichtigsten Architekten des 20. Jahrhunderts. Er und Le Corbusier prägten die Baukunst ab den 1920er-Jahren wie keine anderen. Alle Themen der aktuellen baukulturellen Produktion beziehen sich in irgendeiner Weise auf die Positionen dieser Genies. Sie definierten mit ihrem Werk das, was Avantgarde ausmachte und heute noch ausmacht. Das kurze Schlaglicht, das hier auf Beispiele ihres Schaffens geworfen wird, kann ihrer Stellung in der Architekturgeschichte nicht gerecht werden, lässt aber die Tragweite ihrer Arbeit erahnen. Für die Architektursprache, in der beide Ausnahmeplaner Lebensräume und Lebenswelten neu formulierten, spielt die abstrakte Form eine herausragende Rolle. In Le Corbusier begegnen wir dem seltenen Beispiel eines Baukünstlers, der den theoretischen Ansatz vor die gebauten Beispiele setzten konnte. Mit seinem 1914 entwickelten Dom-Ino-System, ein auf Deckenplatten, Stützen und Treppe reduziertes, vorfabrizierbares Gerüst aus Eisenbetonteilen,

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legte er den Grundstein für den freien Grundriss und die freie Fassade. Die Stützen sind zurückgesetzt und machen dadurch die Fassadengestaltung unabhängig von der tragenden Außenwand und damit von einer tektonischen Debatte. Die Deckenplatten spannen zwischen den Stützen und bilden so die vertikale Planungsfreiheit auch in der horizontalen Gestaltungsfreiheit ab. Diese Freiheiten baute Le Corbusier 1926 mit den »Fünf Punkten zu einer neuen Architektur« aus und entwickelte das in ihnen liegende Potenzial weiter. Die »pilotis«, sprich die Aufständerung des Gebäudes, ermöglichen eine durchlaufende Landschaft und entheben die Bauten all ihrer Bezüge zur Umgebung. Das Haus auf Säulen berührt den Boden kaum, es dockt nur an. Diese Assoziation mit der Schifffahrt ist hier sicher gewollt. Der repräsentative Eingang ist in dieser Vorstellung nicht mehr üblich. Die Stütze als Aufständerung macht den Planer frei von allen kontextuellen Bezügen und das Geplante frei von jedem Anspruch auf Einbindung. Hier erkennt man die utopische Dimension der klassischen Moderne, die jede Konzession an die gründerzeitliche Stadt ablehnt. Der Dachgarten als fünfte Fassade wird erst denkbar, wenn das Gebäude als Kubus begriffen wird. Er macht den entscheidenden Mehrwert der später gebauten Entwürfe aus – ob Villa Savoye oder Unité d’Habitation –, ein erfundener gebäudebezogener Sozialraum, der der Stadt die überbaute Fläche als Garten zurückgibt. Das Langfenster und die freie Fassade bedingen einander und sind erst durch die von der Fassade abgerückte Konstruktion möglich. Der wohl alles beinhaltende Punkt ist der »plan libre«, der freie Grundriss. Mit ihm erreichte die Loslösung von allen Bindungen des bisherigen Bauens ihren Höhepunkt. Le Corbusier ging nicht vom Raum als mehr oder weniger geschlossener Einheit aus, sondern vom Raum als Teil einer durchdringenden, fließenden Komposition. Er eröffnete mit den fünf Punkten jedem formalen Gestus an jeder Stelle eine Möglichkeit. Mit dem ab 1942 entwickelten Modulor stellte Le Corbusier ein Maßsystem vor, das all seine Planungen in Bezug zum menschlichen Maßstab setzt. Der freie Geist und der menschliche Maßstab machen die gedankliche Struktur im Werk von Le Corbusier aus (Abb. 15). Die Villa Savoye in der Nähe von Paris vereint beispielhaft alle Prinzipien seiner Baukunst. Der Baukörper hat keine Hauptfassade und steht umgeben von Laubwäldern und Wiesen frei in einem Park über dem Seinetal. Die Villa öffnet sich in alle Richtungen gleichermaßen. Das Wohngeschoss mit seinen Terrassen und dem Dachgarten ist aufgeständert und ermöglicht es den Benutzern, die Weite des Ausblicks zu genießen. Das Erdgeschoss formt sich um die Vorfahrt unter dem Haus. Der Zugang ist unprätentiös und nebensächlich. Im Erdgeschoss beginnt der »lange Weg«, die Erschließung der Obergeschosse mittels Rampe, also das Flanieren durch den Raum. Die skelettartige Konstruktion nutzte Le Corbusier für die freie Wahl

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Wohnraum, Gästehaus Heriot, Wien (A) 1933, Friedl Dicker, Franz Singer a Abendnutzung b Nachtnutzung »Le Modulor«, Le Corbusier 1942 Nachdem Albert Einstein in Princetown Le Corbusier kennen lernt, schreibt er über den Modulor: »Er ist ein Maßsystem, das das Schlechte schwierig und das Gute leicht macht.« Die Publikation zum Modulor verbreitet sich ohne Werbung überraschend schnell um die ganze Welt. Villa Savoye, Poissy-sur-Seine (F) 1931, Le Corbusier a Ansicht b »der lange Weg« – die Rampe im Inneren

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der Form im Innenraum. Die freie Komposition der Innenräume führt zur Trennung des Rohbaus vom Ausbau. Le Corbusier bediente sich dieses Umstands für eine freie Innenraumgestaltung, z. B. ein Badzimmer mit gerundeten Nischen für Toilette und Waschtisch. Diese Motive ziehen sich durch das gesamte Gebäude, letztlich zeigen sie sich auch in der äußeren Gestalt. Gerundete Wände schützen auf dem Dach vor Wind und sorgen für den skulpturalen Charakter des Gebäudes (Abb. 16a, S. 21). Das Verhältnis von Struktur und Ausbau bekommt im Denken von Le Corbusier eine neue Dimension, denn die Struktur dient der Freiheit der Gestaltung der Räume, die der Ausbau nutzt. Die Architektur von Le Corbusier huldigt der Farbe Weiß. Die geputzten weißen Flächen zeigen sein Programm am Unverstelltesten. Später setzte Corbusier meisterhaft den Sichtbeton dagegen. Hier kommt seine künstlerische Kraft am stärksten zum Ausdruck, denn der Beton verdeutlicht die bildhauerische Dimension seiner Arbeit. Le Corbusier hat darüber hinaus ein eigenes Farbspektrum entwickelt, das besondere Zusammenhänge schafft. Die Farben intonieren, sie leiten, sie lassen wiedererkennen usw. Le Corbusiers Bauwerke sind begehbare Skulpturen und auf jeder Ebene gestalterisch durchdacht und komponiert (Abb. 16b, S. 21). Etwa zur selben Zeit entwickelte Mies van der Rohe einen Pavillonentwurf, der sehr ähnliche Prinzipien wie die der fünf Punkte Le Corbusiers nutzte, jedoch zu anderen Ergebnissen kam. Le Corbusier und Mies arbeiteten beide im Büro von Peter Behrens, wie auch Walter Gropius, der Mies van der Rohe ans Bauhaus holte. Unter der Leitung von Mies von 1930 bis 1933 wird das Bauhaus eine Architekturschule. Mies hatte zuvor die Werkbundausstellung der Stuttgarter Weißenhofsiedlung geleitet und war dadurch genau über den Architekturbetrieb der Avantgarde informiert. In seinen frühen Texten propagierte er eine architektonische Form, die sich aus den Eigenschaften der Baumaterialien ableitet. Erst später verband er diese These mit der des Ausdrucks einer Zeit in der Form. Material, seine Fertigungs- und Verarbeitungsprozesse und die Werte der jeweiligen Zeit – damit meinte Mies die des Neuen Bauens – bedingen die Form. Daraus ergibt sich ein eigenwilliger Funktionalismus der Form, der sich am deutschen Pavillon der Weltausstellung in Barcelona nachvollziehen lässt. Nach seinem Erfolg mit der Weißenhofsiedlung bekam Mies van der Rohe 1928 von der deutschen Reichsregierung den Auftrag für den Pavillon. Deutschland wollte sich damit nach dem verlorenen Krieg als avantgardistische, neue, offene Gesellschaft

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Deutscher Pavillon, Barcelona (E) 1929, Ludwig Mies van der Rohe (1983–1986 rekonstruiert) a Blick in den Innenhof b Innenraum mit Barcelona-Sessel und der Skulptur »Der Morgen« von Georg Kolbe

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präsentieren. Das Gebäude entwickelt sich über einem ausgedehnten Sockel, der den Ort zum genius loci macht. Auf dieser Basis stehen und liegen Scheiben, um die im freien Grundriss der Raum fließt. Die südliche Einfassung des Raums erwächst aus dem Sockel und ist im gleichen Material ausgeführt. Diese Einfassung mündet in einem Versorgungsbau, über dessen Zugang eine Deckenplatte liegt. Davor steht entlang der Wand eine lange Bank, auch sie in Travertin ausgebildet, dem Material des Sockels. Beim Betreten des Sockels geht man auf das ursprünglich mit Seerosen bepflanzte Eingangsbassin zu und muss sich dann um 180 ° drehen, um in den eigentlichen Innenraum zu gelangen. Alle Linien und Fugen der scheinbar völlig freien Komposition stehen in einem idealen Verhältnis zur Form. Das feine Gewebe der Struktur unterstützt Rhythmus und Proportion der Anlage. Verchromte, kreuzförmige Stützen tragen die Deckenplatte des Hauptraums. Die Wandscheiben mit den stark gemusterten Natursteinen stehen wie Plastiken im Raumfluss. Die raumhohen Verglasungen in sehr schmalen Edelstahlrahmen wirken wie Schleier. Innen und außen ist eins. Nur der Weg durch den freien Raum zählt. Die Orte entlang dieses Wegs wechseln Proportion, materielle Erscheinung und Ausblick, nie jedoch geht das Thema dabei verloren. Für den inneren Bereich hat Mies seinen wohl bekanntesten Stuhl entworfen, den Barcelona-Sessel. Die südliche Begrenzung des Innenraums ist ein Lichtkörper, der, künstlich beleuchtet, an die Lichter der Großstadt Berlin erinnern soll. In dem an den Innenraum anschließenden Bassin steht die Plastik »Der Morgen« von Georg Kolbe. Die verschiedenen Stationen auf dem Weg durch den Pavillon waren also durchaus dekoriert, das Raumgefüge selbst ist jedoch durch Scheiben und Deckenplatten minimalistisch definiert. Nie zuvor war eine ähnliche Klarheit mit so einfachen Mitteln erreicht worden (Abb. 17). Der Barcelona-Pavillon gilt als einer der Höhepunkte der klassischen Moderne. Die Reduktion stellt eines der stärksten Motive im Werk Mies van der Rohes dar und wird in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts Kristallisationspunkt einer eigenen Kunstgattung, des Minimalismus. Der Pavillon wird noch im Jahr 1930 abgebrochen und erst 1983 –1986 wieder errichtet. Das Original ist also zerstört. Die Rekonstruktion vermittelt dennoch einen Eindruck, wie aufregend dieser minimalistische Ansatz im Jahr 1929 gewirkt haben muss – eine Haltung, die nach 80 Jahren immer noch modern ist. Mies van der Rohe hinterlässt mit dem Haus Farnsworth, dem Seagram Building in New York, der neuen Nationalgalerie in Berlin und vielen weiteren Gebäuden Ikonen der Moderne, die alle durch ihre Konzentration auf wenige einfache Prinzipien bestechen. Dieser Kunstgriff, Abstraktion und Reduktion ideal auszuwiegen und darin eine eigene ästhetische Kategorie zu etablieren, macht das Werk von Mies van der Rohe über sein Jahrhundert hinaus dauerhaft imposant.

Die Industrialisierung der Lebenswelt Eines der zentralen Momente der Moderne war neben der Abstraktion die Standardisierung und damit die Nutzung industrieller Vorfertigung. Neue Materialien, vor allem Stahlbeton, und neue Produktionsweisen sind die Paten einer neuen Ästhetik. Die Kleinteiligkeit, die Enge und die tatsächlich problematischen Lebensbedingungen in der Stadt der Gründerzeit wurden als Erbe der monarchistischen Gesellschaft mit ihrem historistischen Auftreten abgelehnt. Die Umsetzung der Ansprüche der klassischen Moderne in größerem Maßstab, wie beispielsweise im Massenwohnungsbau, führte zwangsläufig zur Verwendung sich wiederholender Bausteine. Die Repetition genau durchdachter und optimierter Einheiten zu einem neuen Ganzen wurde von der Moderne in Verbindung mit einem sozialen Anspruch und einen Aufbruch in eine neue Gesellschaft gefeiert. Große Stadtbausteine mit immer gleichen Bestandteilen, die wenn möglich industrielle Fertigungsprozesse nutzen, wurden positiv wahrgenommen. Aus heutiger Sicht liegt darin ein Schlüssel zu dem Problemfeld, das die nachmoderne Gesellschaft mit den großmaßstäblichen Stadterweiterungen des Rationalismus erbt und dessen Folgen sie lösen muss. Damals spielte die ästhetische Dimension der Wiederholung zumeist schon bei der Planung eine nachrangige Rolle. Ein außerordentlich wichtiges Beispiel aus dem Themenfeld der Rationalisierung und Industrialisierung von Gebäudebausteinen ist die Auseinandersetzung mit den Arbeitsprozessen im Alltag, speziell im Alltag der Frau. Dass darin eine Frau als Planerin eine zentrale Rolle spielt, ist ein Glücksfall. Aber nicht nur die Planungen von Margarete Schütte-Lihotzky, besonders natürlich die zur »Frankfurter Küche«, auch ihr Lebenslauf erzählt sehr viel über das Jahrhundert der klassischen Moderne. Margarete Lihotzky war die erste weibliche Absolventin der Kunstgewerbeschule in Wien. Gustav Klimt verfasste auf Drängen ihrer Mutter ein Empfehlungsschreiben für Margarete Lihotzky und ermöglichte ihr so Zugang zur Hochschule. Ihr außergewöhnliches Talent setzte sich bis zum Diplom anerkanntermaßen durch. Die stärkste Prägung erfuhr sie in dieser Zeit durch ihren Lehrer Oskar Strnad. Als einer der Pioniere des sozialen Wohnbaus in Wien plante er erschwingliche Wohnhäuser für die Arbeiter. Lihotzky arbeitete später im Atelier von Adolf Loos. Zudem entwarf sie Wohnhäuser für Invaliden und Veteranen des Ersten Weltkriegs. Ernst May berief sie 1926 ins Hochbauamt der Stadt Frankfurt am Main. Dort entstand die unter dem Namen »Frankfurter Küche« bekannt gewordene Planung, die 10000-fach realisiert wurde. Sie ist der Prototyp der heutigen Einbauküche, Pate stand die Bordküche eines Eisenbahnwagons. Der sparsame Umgang mit Platz unter Berücksichtigung der ergonomischen Zwänge führte Lihotzky zu der bedeutsamsten Innovation in diesem Bereich. Später

entwarf sie für die Werkbundsiedlung in Wien 1930–1932 zwei Wohnhäuser. Nach dem Zweiten Weltkrieg konnte sie in Wien nicht mehr als Architektin Fuß fassen und arbeitete u. a. als Beraterin für die Volksrepublik China. Ihr bedeutendster Beitrag als Architektin bleibt die »Frankfurter Küche«. »Wie kam es zur Frankfurter Küche? Die Stadt Frankfurt hatte in der zweiten Hälfte der Zwanzigerjahre ein umfassendes Wohnbauprogramm. Meine Aufgabe war es, mich vorerst grundsätzlich mit der Planung und Bauausführung der Wohnungen im Hinblick auf die Rationalisierung der Hauswirtschaft auseinanderzusetzen. Wo wohnt, wo kocht, wo ißt, wo schläft man? Das sind im wesentlichen die vier Funktionen, denen jede Wohnung zu dienen hat. Das Herzstück, das den Grundriß von vornherein bestimmend beeinflußt, ist dabei Essen und Kochen. Mein erster Vorschlag, Wohnräume und Eßküchen zu bauen, wurde wegen Geldmangels abgelehnt [...]. So entschieden wir uns für kleine, komplett eingerichtete Arbeitsküchen [...].« [8]

Licht und Raum Im Nachgang zu den großen Ikonen der Moderne war es für die folgenden Planer schwer, eigenständige Positionen zu entwickeln. Es gelang aber einigen wenigen und es gelang nur durch eine gedankliche Neuordnung. Neue Fragen und Antworten auf bestehende Fragen eröffneten neue Horizonte. Wie z. B. entsteht das Bild, das wir von unserer Umgebung haben, in uns? Wie kommt es zu Weltverständnis und was konstituiert Weltwahrnehmung? Dieses Fragenspektrum wurde rückblickend auf die oben ausgeführten Errungenschaften der Moderne neu diskutiert. Anlass dieser immer noch währenden Debatte waren die Erfahrungen mit den Stadterweiterungen und Großprojekten, die unter den Maßgaben des Internationalen Stils vor allem in Europa und Nordamerika realisiert wurden. Zum einen haben natürlich nicht alle Projekte der 1940erbis 60er-Jahre die Qualität, die von denjenigen, die diesen Stil geprägt haben, vorgelegt wurde. Zum anderen hat sich Standardisierung und Repetition als soziales und auch als ästhetisches Problem herausgestellt. Darüber hinaus fehlte den Gestaltungsprinzipien der Moderne, und das ist ein sehr aktuelles Thema zeitgenössischen Bauens, der Rückhalt in breiten Teilen der Bevölkerung. Die Verbindung des Neuen Bauens mit einer Verbesserung der Lebensumstände verlor sich immer stärker. Um neue Wege gehen zu können, lohnte es sich, das Verhältnis von objektiver Umwelt zu subjektiv konstruierter zu beleuchten. Alles Verstehen von Welt ist konstruktiv. Aus dem, was wir sehen, fühlen und auf sonstige Weisen wahrnehmen, erschaffen wir uns unsere Welt vor uns in uns. Das heißt Wahrnehmung und Reaktion stehen in einem voneinander dauerhaft abhängigen und gegenseitig konsti-

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zentraler Hof zwischen den Laborgebäuden mit Blick auf den Pazifik, Salk Institute, La Jolla, Kalifornien (USA) 1965, Louis I. Kahn Studierzimmer, Loggien und Labore hinter dem zentralen Bassin als Auftakt des Hofs, Salk Institute, La Jolla, Kalifornien (USA) 1965, Louis I. Kahn

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tuierenden Verhältnis. Dieser Prozess erlaubt nur in der Interpretation ein kurzzeitiges Anhalten und Betrachten. Die Modi, wie wir Wahrgenommenes zusammensetzen, die Syntax unserer Weltkonstruktion bestimmen wie und was wir erkennen können. Im Umkehrschluss ist die Welt, wie wir sie sehen, sie wahrnehmen demnach ein Konstrukt. Mit dem Bauen verhält es sich sehr ähnlich. Die Art und Weise, wie wir welche Teile fügen, die Semantik und die Syntax von Element, Material und Fügung führen zu dem, was Gebäude bedeuten. Material, Element und Konstruktion bestimmen zunächst die Raumwahrnehmung. Alles Sehen hängt dabei jedoch immer vom Licht ab, alles Erkennen vom Gestus der Gebäude in Material und Konstruktion, in der Weise wie sie ins Licht gerückt werden. Ein unmissverständliches Wahrnehmen von Raum setzt die Kenntnis und das Bewusstsein grundlegender Charakteristika von Typus, Konstruktion und Material, aber auch von Licht voraus. Darüber hinaus bestimmt das Wesenhafte, das interpretatorisch Subjektive im Objektiven der Dinge, die den Raum begrenzen und dadurch erfahrbar machen, die Art, wie wir Raum sozial, historisch, politisch usw. begreifen können und kategorisieren. Ein Gespür für räumlichen Kontext kann sich über dessen Allgegenwärtigkeit nur dann entwickeln und sich darin zurechtfinden, wenn ihm eine Möglichkeit zur Kategorisierung gegeben ist. Raum ist zunächst überall und immer. Baulicher, landschaftlicher, sozialer und kultureller Raum sind dabei auf das Engste miteinander verwoben. Dieses Geflecht zu entwirren, fordert eigene Kategorien. Den Fragen nach einer wesensbezogenen Erscheinung näherte sich in Theorie und Praxis seit den 1930er-Jahren Louis I. Kahn in seinem Werk. Er löste den scheinbaren Gegensatz von Ästhetik und Relevanz auf. Der Baukünstler sprach von Ordnung, die, da sie sich Ästhetik und Relevanz gleichermaßen verpflichtet fühlt, deutlich mehr ist als eine systematische Einteilung – sie ist Wesensform. Kahn ging davon aus, dass der Mensch mit einem Sinn für die Allgegenwart der Ordnung der Dinge ausgestattet ist, dass er im Schweigen, noch vor dem Wissen, um die Ordnung weiß. Die innere Evidenz des Geschaffenen referiert also auf ein überindividuelles Prinzip. Diese metaphysische

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Haltung beseelt Kahns Werk an jeder Stelle. Fragen wie »Was bedeutet eine Wand?«, »Ist der Innenraum einer Säule mit Hoffnung gefüllt?«, »Was möchte ein Gebäude wohl sein?« sind in Kahns Entwürfen wie in seiner Lehre von entscheidender Bedeutung. Für deren Beantwortung spielt das Licht eine zentrale Rolle, denn es ist für Kahn nicht bloß das Mittel, um Dinge wahrnehmen zu können, sondern der Ursprung aus dem Materie wird. »Materie ist erloschenes Licht [...] Wenn Licht aufhört, Licht zu sein, wird es Materie. Im Schweigen liegt der Wille zu sein, um etwas auszudrücken, und im Licht liegt der Wille zu sein, um etwas zu schaffen. Zwei Aspekte des Geistes, der eine nichtlichthaft, der andere lichthaft. Das Lichthafte wird zum Lichtbündel, das Lichtbündel wird zu Feuer, und Feuer entartet zu Materie, und aus der Materie entstehen Mittel, Möglichkeiten, Evidenz. Folglich sind Berge erloschenes Licht, die Flüsse sind erloschenes Licht, Luft ist erloschenes Licht. Wir sind erloschenes Licht [...] Und der Ausdruckswille und der Schaffenswille kommen zusammen auf einer Art Schwelle, die wir Eingebung nennen.« [9] Hier drückt sich der ganzheitliche Aspekt in Kahns Denken ebenso aus wie der metamorphotische. Louis Kahns Werk wird durch fünf Konstanten bestimmt, die Ausdruck der oben dargestellten Haltung sind: Komposition und Integrität, Ehrfurcht vor dem Material, der einzelne Raum als Grundelement der Architektur und der Grundriss als Gemeinschaft von Räumen, Licht als konstruktionsbestimmender Faktor und Verbindungen schaffende Architektur. Kahn führte darin auf allen Ebenen ethische Werte im Sinn einer Geisteshaltung in den Entwurfsprozess ein, die auf seiner Auffassung vom Menschen gründen. Für ihn ist »der Mensch nicht Natur, jedoch aus Natur geschaffen«. Darin schloss Kahn an evolutionäres und ethisches Menschsein gleichermaßen an. Als beispielhaft für Vielfalt, Modernität, Poesie und Lichtführung gilt das Salk Institute für biologische Forschung in La Jolla, Kalifornien. Jonas Salk, der Erfinder der ersten wirksamen Poli-Schutzimpfung, und Kahn lernten sich 1964 kennen. Der Arzt war sehr an einer Zusammenführung von Natur- und Geisteswissenschaften interessiert und suchte den Austausch

zwischen wissenschaftlichen und kulturellen Positionen. Statt ein Buch zu schreiben, entschloss er sich, seine Position architektonisch umsetzen zu lassen. In Louis Kahn fand er den idealen Planer, denn die gesamte Poesie seiner Anlage spricht eher eine geisteswissenschaftliche denn eine naturwissenschaftliche Sprache. Kahn teilte das Bauprojekt in drei Nutzungseinheiten auf: die Laborgebäude, die Tagungsgebäude und die Wohngebäude. Das grandiose Grundstück wird von den Laborgebäuden bekrönt, die Wohngebäude passen sich dem Hang an und der Tagungsbereich schließt in ca. 200 m Entfernung seitlich an. In den zwei Laborgebäuden spannte Kahn die Labore als offene Grundrisse zwischen die Arbeitsräume, Büros und die Bibliotheken. Die Gebäude fassen einen Hof, der zum offenen Pazifik orientiert ist. Die ganze Anlage strahlt etwas Klösterliches aus. Der meisterhafte Umgang mit Beton zieht sich von außen nach innen durch. Zum Beton kommt nurmehr Holz als Material hinzu. Es wird als gesondertes Element in Fassade und Innenausbau entwickelt und scheinbar repetitiv eingefügt. In Zwischengeschossen, die auch das Vierendeel-Trägergerüst beherbergen, befindet sich die Gebäudeinstallation. Das scharfe Licht der Westküste arbeitet jeden Gestus des Materials und der Form deutlich heraus (Abb. 18 und 19). Für Kahn ist Architektur vor allem erlebnishafter, erzählender Raum, der sich weder Funktion noch Gebrauch verschließt oder unterordnet. Seine Räume sind den Menschen einladende Gefüge mit einer eigenen, neuen Ausdruckssprache.

Individualisierung und Tradition Wenn sich überhaupt ein relevantes Motiv aus der Architekturproduktion der letzten zwei Jahrzehnte extrahieren lässt, dann ist es wohl am ehesten die Wiederbelebung der Einbindung. Die Diskussion um das Örtliche, um den Kontext ist eine notwendige Reaktion auf die autoreferenzielle Position der klassischen Moderne. Bereits Aldo Rossi, Rob Krier, Oswald Matthias Ungers und einige Theoretiker der späten 1960er- und beginnenden 1970er-Jahre ver-

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suchten eine integrative Haltung zur Stadt zu entwickeln. Der Gestaltungskanon JeanNicolas-Louis Durands, der im 19. Jahrhundert grundlegende Prinzipien der Antike wiederbelebt hatte, und die städtebaulichen Prinzipien Camillo Sittes bekamen für Architekten wie Rob Krier, O. W. Ungers und Josef Paul Kleihues erneut Relevanz. Der Anschluss an die historisch gewachsene Stadt, gepaart mit einem Verständnis ihrer räumlichen und baulichen Typologien, führte zu einem neuen Rationalismus der urbanen Struktur. Diese Position wird im Moment in Deutschland wohl am prominentesten von dem UngersSchüler Hans Kollhoff vertreten. Kollhoffs jüngste Bauten zeigen seine Affinität zum Historismus. Zu Beginn seiner internationalen Karriere stand jedoch eine höchst spannende Auseinandersetzung mit der Masse als typologische Ursubstanz. Keine »pilotis« heben Häuser, nein, im Verständnis von Kollhoff stehen Häuser in ihrer städtischen Tradition am Boden. Eben darum geht es Hans Kollhoff: den von der klassischen Moderne propagierten Bruch mit allem Gewesenen zu überwinden. Die Konsequenz der Bauhausarchitektur ist für Kollhoff »zum einen die Distanzierung nicht nur von aller herkömmlichen Architektur, sondern vom Kontext generell, insbesondere aber von der konventionell hervorgebrachten Stadt. Zum anderen den Verzicht auf das feine Wechselspiel zwischen struktureller Identität und Charakterisierung in der äusseren Erscheinung des Gebäudes. Konstruktion und Hülle führen eine unabhängige Existenz. Sie wissen nichts von einander, ganz wie im unbedarften Historismus, dem der Propagandafeldzug des Bauhauses ja zunächst galt.« [10] Die Haltung von Hans Kollhoff polarisiert heute wie vor 15 Jahren, als er zu lehren begann. Seine Formensprache sieht sich dem Vorwurf der nostalgischen Imitation bekannter Formalismen ausgesetzt. Sie scheint unzeitgemäß, was immer dies bedeuten mag. Freilich stellt Kollhoff Bezüge sehr direkt her, denn er verwendet Prinzipien, die bereits Geltung gehabt haben, wieder. Worum es ihm dabei geht, beschreibt er folgendermaßen: »Letztlich geht es uns darum, totem Material organisches Leben einzuhauchen, das Artefakt in Analogie zu unserer menschlichen Verfassung als etwas Ganzes zu begreifen, das frei nach Kant, gegliedert ist und nicht gehäuft. Dass wir uns damit in den geistigen Einzugsbereich einer klassischen Architektur begeben, ist uns bewusst. Nach bald einem Jahrhundert moderner Architektur und den damit einhergehenden, zunehmenden Verlusterlebissen ist dieser Schritt unausweichlich, wollen wir nicht weiterhin im Trüben all jener unverallgemeinerbaren Verallgemeinerungen fischen, die unsere zeitgenössische Architektur auszeichnen. So sehr diese Architektur dem pluralistischen Selbstverständnis unseres Metiers entsprechen mag, so wenig ist sie, in Ermangelung überindividueller Kategorien, lehrbar. [...] Wenn die freien Künste sich zusehends im Entertainment erschöpfen, wird man der Architektur nachsehen,

wenn sie sich auf ihre Besonderheit zu besinnen beginnt.« [11] Kollhoffs scheinbar polemische Haltung der Moderne gegenüber trifft zunehmend auf offene Ohren. Nicht immer resultiert daraus Qualität: Im Wohnungsbau beispielsweise wird den Kunden von Bauträgern gern eine historisch gewachsene Stadt vorgespielt, die so nie bestand. Kollhoffs architektonische Position jedoch ist viel tiefgehender und zeigt deutlich den Zusammenhang von Tradition und Qualität. Ihm geht es um Echtheit und Handwerklichkeit auf höchstem Niveau. Ein weiterer, deutlich jüngerer Ungers-Schüler ist Uwe Schröder. Seine Bauten verbindet eine enge Beziehung zur historisch gewachsenen Struktur der Stadt. Die Entwürfe haben allen Anspruch, das typologische Erbe der Architekturgeschichte fortzuschreiben. Seine Gebäude sind vor allem Verdichtungen seiner Gedanken zu Topos und Typus. Die darin erreichte bildhafte Abstraktion knüpft mühelos an bekannte Traditionen an, aber nur auf einer sinnbildlichen Ebene und bleibt von diesem Ursprung weit genug entfernt, um Autarkie zu reklamieren. Die Frage nach dem Zeitlichen, auch nach dem Modernen werden vor Schröders Arbeit wesenlos. Der räumliche Dialog in seinem Werk fragt mehr nach Widmung und Codierung. »Die differenzierte Widmung einzelner Räume innerhalb einer Sequenz führt zu einer bestimmten Codierung der Raumkonstellation, die den architektonischen Typus auszeichnet. Durch Wid-

mung und Codierung ist das Ereignis gesellschaftlichen Handelns den Räumen eingeschrieben, in gewisser Weise vorweggenommen. Und noch ohne tatsächliches Geschehen konstituiert bereits die vorgestellte Handlung den Raum. Als ›Projektion‹ der Handlung ist der Raum ein Zeichen der Verbundenheit mit einer Bedeutung, die auf etwas außerhalb seiner selbst verweist, auf gesellschaftliche Identifikation, Sprache und Handlung: Der architektonische Raum ist ein Symbol gesellschaftlicher Verfasstheit. [...] Die gesellschaftliche Gebundenheit architektonischer Räume stiftet die Grundlage, der Zeitlichkeit und Zeitlosigkeit des Typus nachzugehen und auf diesem Weg, vom Ursprung her (Archetypus), die Sprache der Räume zu entfalten.« [12] Im Haus für die Kunstsammler Brunhilde und Günther Friedrichs, dem Haus auf der Hostert, gelingen Widmung und Codierung ausgezeichnet, ohne die Sammlung der Bauherren zu beeinträchtigen. Bewundernswert entwickelt Schröder einen Typus mit sehr sparsamen und genau platzierten Mitteln. Innen- und Außenräume beziehen sich aufeinander, bewahren sich aber ihre Eigenständigkeit. Die Hanglage wird zwar ein Motiv des Baukunstwerks, berührt es jedoch nur, so wie auch die Ausformulierung der Räume Motiven folgt, aber nie von ihnen dominiert wird. Es entsteht eine zurückhaltende Selbstverständlichkeit, die viele Erinnerungen weckt und darin zugleich unabhängig bleibt (Abb. 20, S. 26).

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Die Forderung der Klarheit

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Haus auf der Hostert, Bonn-Plittersdorf (D) 2007, Uwe Schröder a frontale Ansicht von Westen b Blick von der Bibliothek in das Studio Literaturmuseum der Moderne, Marbach (D) 2006, David Chipperfield a Blick vom Zugangsbauwerk zum historischen Bestand des Schiller Nationalmuseums b Blick von den Ausstellungsräumen in den Zugangsbau. Hier begegnet rohe Baustruktur den feinen, dunklen Ausstellungsräumen ebenso wie das Licht dem Dunkel.

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Der zuvor erwähnten Hinwendung zu Tradition und Handwerklichkeit steht in Europa eine andere Strömung gegenüber. Aus England stammt eine Gruppe von Architekten unterschiedlicher Generationen, in deren Arbeiten ein neues, sehr durchgängiges Verständnis zu Masse, Struktur und Minimalismus der Form zu finden ist. Bis in die 1990er-Jahre hinein war das Vereinigte Königreich eher durch großmaßstäbliche Planungen mit technologischen Lösungen, wie sie die Büros von Norman Forster und Richard Rogers realisieren, bekannt. Aber um den Architekten David Chipperfield sammeln sich nun Planer wie John Pawson, David Adjaye, Adam Caruso und Peter St John, die einen vom Typus motivierten Minimalismus entwickeln, der eher aus der Masse und dem Material begründete ist als aus dem Element oder der Technologie. Das Dogma, den Kraftverlauf, den Knotenpunkt, die Fügung der Elemente darzustellen, spielt in der Sprache dieser Architekten keine Rolle mehr. Über diese scheinbare Gemeinsamkeit hinaus sind sie in den einzelnen Positionen jedoch sehr verschieden. David Chipperfields Arbeit für das Literaturmuseum der Moderne in Marbach führt Einbindung in ein Bestandsensemble und Minimalismus exemplarisch vor. Der Entwurf fügt sich in den Park, der bereits das 1903 entstandene Schiller Nationalmuseum – Marbach ist Schillers Geburtsstadt – und das in den 1970er-Jahren fertiggestellte Deutsche Literaturarchiv beherbergt. Die gegebenen Kanten sind selbstverständliche Bezugspunkte, die Topografie des Parks ist willkommener Anlass für die eigenwillige Struktur, die Chipperfield entwickelte. Chipperfields erste Untersuchungen gelten immer dem Ort und der Materie, der die Architektur dient (Abb. 21a). Das Literaturmuseum zeigt Papiere von besonderem kulturellem Wert, die kein Licht und keine Feuchte vertragen. Der Weg zu den Schatzkammern mit den ausgestellten Schriften ist ein Weg ins Dunkel. Mehr als 50 Lux würden sie schädigen. Meist ist die Relevanz und Prominenz der Exponate nicht auf den ersten Blick zu erkennen, sie sind eher unscheinbar wertvoll. Und so ist die Sprache Chipperfields der ideale Rahmen für diese versteckten Schätze, denn die Weglassung dessen, was den Raum nicht belasten soll, ist die eigentliche Leistung dieser Architektur. Die Reduktion zwingt zum Blick auf das Wesentliche. Das gilt für den Ort, den Raum, das Material sowie für die Nutzung. Besonders für die präsentierten Blätter ist eine solche Umgebung sehr hilfreich, denn sie entwickelt keine konkurrierende Eigenstimmung. Das Gebäude hütet und sichert die Exponate und bietet Orte zur gedankenversunkenen Betrachtung. Die Klarheit der räumlichen Volumina, die im Zusammenspiel der nachbarschaftlichen Bauten notwendig ist, wird durch die Fragilität der Struktur verfeinert. David

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Chipperfield setzt auf Orte im Haus und um das Haus sowie in der Landschaft. All diese Orte bauen Beziehungen auf, Sichtbeziehungen, Beziehungen der Volumina und der Stimmungen. Dieses feinsinnige Gewebe ist der evidente Rahmen der Nutzung. Die Materialien wie Sichtbeton, Glas, Holz, Muschelkalk und Betonwerkstein stehen für den jeweiligen räumlichen Bezug und verbinden die Räme mit dem jeweils nächsten. Die Ausblicke bekommen erzählende Züge, vor allem wenn der Blick ins nahe Neckartal geht. Für diesen differenzierten Blick ist es nötig, die baukörperlichen Setzungen sehr genau auf ihren Grad an Geschlossenheit hin zu untersuchen und umgekehrt den Weg in die Ausstellungsräume sehr genau auf seine Öffnung hin zu überprüfen (Abb. 21b). David Chipperfield ist ein Meister in der Erfindung von ausgewogenen Bezügen. In seiner ganzheitlichen Auffassung stellt sich die Frage nach dem Ausbau als solchem erst gar nicht, denn sie fällt mit der des Gesamtplans des Gebäudes zusammen. Andererseits stellt sie sich ganz virulent, denn die minimalistische Position ist auch eine der Verkleidung. Die hölzernen Wandverkleidungen in den Ausstellungsräumen bergen ebenso wie die davor gelagerten Sitzbänke Funktionen der raumlufttechnischen Anlagen. Alle Vitrinen werden getrennt angefahren. Die Fuge zwischen Unterzügen und Wandverkleidung dient als Auslass, ebenso der Wandanschluss der Sitzbank. Die technische Gebäudeausstattung soll unsichtbar bleiben. Chipperfield schafft dies auf sehr intelligente Weise durch die Simulation des Rohbaus im Ausbau. Seine Einfachheit wirkt immer roh und der Gebäudestruktur entlehnt, nie selbstherrlich auf sich bezogen. Einfachheit und Bescheidenheit begegnen sich in seiner Architektur in einer angenehmen Art. Dies gilt auf eine andere Weise auch für die Arbeit von John Pawson. Pawsons Räume haben eine derart zurückhaltende Disziplin in und an sich, dass es Rezipienten gibt, die sich darin kein aktives Leben vorstellen können. Pawson ist sich dieser Strenge auch in ihrer Konsequenz bewusst. Er spricht – Bezug nehmend auf Donald Judd – wenn er von Minimalismus redet, von dem »einfachen Ausdruck eines komplexen Gedankens«. Darin liegt eine Fülle von Aufforderungen. In der ersten Anschauung jedoch gilt es sich neu zu orientieren. Die Reduktion geht in seinen Räumen so weit, dass der Charakter der Handlungsanweisung nahezu verloren geht. Die darin geforderte Neuorientierung, wie die einzelnen Teile des Raums zu gebrauchen seien, ist eine Herausforderung an den Benutzer. Pawson geht also von einem an aktiver Wahrnehmung interessierten Besucher aus, der in der Lage ist, den Reichtum in der Reduktion auf Wesentliches zu erkennen. In dieser Haltung gewinnt alles, was gezeigt wird, große Bedeutung. Je weniger sichtbar ist, desto bedeutungsvoller ist eben das noch Sichtbare.

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Der Benutzer wird, so Pawson, als Interpretant und als eigentlicher Mittelpunkt der räumlichen Anordnung ernst genommen. Darin liegt nichts Schnelles, Wirres, Ablenkendes, denn es geht um präzise Klärung des Wesentlichen. Hier ist ein Menschenbild gedacht, das nicht den fremdgesteuerten Konsumenten meint, sondern ein eigenständiges Selbstbewusstsein in der Welt einfordert. Diese Haltung könnte sich nirgends besser ausdrücken als im Bereich der Sakralbauten. 1999 entschied sich der Zisterzienserorden von Sept-Fons für die 40 Mönche, die als Trappisten leben, ein eigenes Tochterkloster zu realisieren. Trappisten sind römisch-katholische Mönche, die sich im 17. Jahrhundert als Reformzweig innerhalb des Zisterzienserordens zusammengeschlossen haben. Im westlichen Tschechien, in Novy Dvur, wurden ideale Bedingungen für diese Neugründung gefunden – Abgeschiedenheit, landschaftliche Schönheit sowie die Möglichkeit einer Neugründung in einem ehemals kommunistischen Staat. Die Beziehung zur zeitgenössischen Architektur ist dem Zisterzienserorden von Beginn an ein Anliegen. Nachahmungen bestehender Lösungen lagen dem Orden fern, dennoch wurde ein besonderes Augenmerk darauf gerichtet, dass die architektonische Haltung den praktischen und religiösen Bedürfnissen des Ordens dient. Schlichtheit, Nützlichkeit, Sparsamkeit sind die wesentlichen Prinzipien der Zisterzienserästhetik. Basis der Neugründung ist ein Gutshof im böhmischen Barockstil, dessen Haupthaus saniert und umgebaut wurde. Der darin angelegte Hoftyp schien für eine Klosteranlage ideal. Statt der Scheune wurde der Kirchenbau neu eingefügt. Kern der Bauaufgabe war es, das Kloster um die Klausur, den nur den Mönchen vorbehaltenen Bereich, zu organisieren

und dabei die Anbindungen an die nicht klösterliche Welt nicht zu vernachlässigen, denn alle Mönche arbeiten auf dem Land mit der Bevölkerung zusammen. Kirche, Sakristei, Kapitel, Krankenabteilung, Skriptorium, Kapellen, Sprechzimmer, Refektorium und Bibliothek werden über den Klausurgarten erschlossen (Abb. 22b). Das nach Osten halbkreisförmig geschlossene Kircheninnere ist ein hoher, langer und karger Raum mit eindrücklichem Licht. Während die Geistlichen durch Türen der Klausur eintreten, gelangen Besucher über einen Weg entlang des Schiffs in den Kirchenraum. Ein kleiner Höhenversprung hinter dem Altar erweckt zusammen mit dem einfallenden Licht den Eindruck, dass die Apsis im Licht schwebe. Der gekalkte Innenraum wird durch das indirekt einströmende Tageslicht in einen verschleierten Glanz getaucht (Abb. 22a). Alle Reduktion ist ein künstlich erschaffenes Bild, dem die Komplexität dennoch immanent ist. Diesem Artifiziellen in der Reduktion wird seit jeher in der Schweizer Architekturszene von einigen Protagonisten nachgegangen. Wenigen gelingt es dabei jedoch, die Reduktion durch das Monolithische ins Archaische zu überführen und damit an Grundlegendes und zugleich auf Weiterführendes zu verweisen. Valerio Olgiatis Bauten repräsentieren diesen Weg wohl am eindrücklichsten. Olgiati kam als Sohn eines Architekten sehr früh mit der Diskussion um Tradition und deren Ablehnung in Berührung. Das Referenzielle im Sinn einer von der Form abhängigen Sprache, also einer zeichenhaften Struktur, lehnt Valerio Olgiati ab. Im Bewusstsein, nie ein wirklich nicht referenzielles Gebäude entwerfen zu können, versucht er genau dies bei jedem Entwurf. Zudem spricht er davon nicht zu entwerfen, eher könnte man von ableiten sprechen. In

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diesem Zusammenhang wird sein Begriff von der Idee relevant. Olgiati geht davon aus, dass Bauwerke, wenn sie Relevanz erreichen wollen, von einer Ordnungsstruktur abhängen, die tief verwurzelt sein muss. Idee meint also nicht die schnelle formale Verarbeitung eines Stimulans, sondern die Essenz einer Wirkungskraft. In der Erkenntnis der Idee liegt die Möglichkeit, eine bauliche Haltung deduktiv oder induktiv abzuleiten. In dieser Ableitung spielt die Ganzheitlichkeit wiederum eine wesentliche Rolle. Additive Strukturen drohen zu zerfallen, so Olgiati. Für ihn ist die Ganzheitlichkeit des Wenigen von höchster Bedeutung. Diese Energie, die dem der Architektur in jeder Zeit anhaftenden Eklektizismus diametral entgegenläuft, scheint auf einen semantischen Ursprung gerichtet zu sein. Reduktion ist für ihn kein ästhetisches Prinzip, sondern Konsequenz. Olgiatis Baukunstwerke stehen außerhalb ästhetischer Debatten. Sie können nur vor dem Hintergrund ihrer wesenhaften Struktur verstanden werden. Darin eröffnet er die Möglichkeit zum Diskurs der Gegensätze und Fremdheiten in der Einheit. Dieser Anspruch, Gebautes zu entlehnen und dabei nicht der Zeichenhaftigkeit zu verfallen, gelang in Zerenz, wo Olgiati von 2002 bis 2008 am Besucherzentrum des Schweizerischen Nationalparks arbeitete (Abb. 23). Die monolithische Konstruktion aus Dämmbeton ist ein Schlüssel zur Präsenz des Gezeigten. Ein weiterer ist seine typologische Urwüchsigkeit und die Spiegelung über Eck. Die daraus resultierenden gespiegelten Grundrisse ermöglichen eine autarke und stimulierte Reflexion des Gezeigten. Die leicht versetzten Geschosse, die je Wandseite nur ein Fenster haben, verraten nichts und weisen dennoch auf eine tempelartige Ursprünglichkeit. Die Wandflächen geben den Herstellungsprozess preis – die Ecken

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Einführung

werden vor den Flächen errichtet – und stellen Bezüge zu Gestaltungstraditionen her, hier zur Fensterfasche. Die echte Vollwandigkeit als einschalige Konstruktion erlaubt das Verbergen der technischen Gebäudeausstattung in der Wandschale ohne Verlust der Echtheit des gezeigten Materials. Böden und Decken sind ebenso gebaut. In diesem Bauwerk ist das Nichts wie das Alles in dem Einem realisiert, von dem Olgiati gern spricht. 22

Ausbau und Raumkonzeption Interieur und Exterieur sind einander bespiegelnde Komponenten einer räumlichen Haltung. Sie sind wie siamesische Zwillinge an einer Stelle untrennbar verwachsen und müssen dies bleiben dürfen. Wie in den vorangestellten Abschnitten anhand einiger Beispiele der Architekturgeschichte dargestellt, lässt sich Ausbau als eigene Gestaltungskategorie nicht ablesen. Der Begriff Ausbau hat mit dem Bauprozess zu tun, nicht mit der ästhetischen Konzeption von Bauwerken und Räumen. Dennoch erwachsen aus dem, was Räume unter ihren Nutzungen leisten müssen, Anforderungen, deren Lösung nicht selten eine Frage der Form ist. Die in den folgenden Kapiteln dargestellten Prinzipien und Herangehensweisen bündeln die Anforderungen und die Möglichkeiten mit deren Umgang. Die Erfindung der Form korreliert mit ihren Bedingungen, bleibt jedoch immer eine Setzung mit eigenem gestischem Anspruch. Die Raumkonzeption entspringt, wie oben dargestellt, der architektonischen Haltung. Sie ist frei und unfrei zugleich. Die Freiräume zu nutzen und die Orientierung am sie bedingenden Umfeld nicht zu vernachlässigen, bleibt der Anspruch dauerhafter Planungen.

Zisterzienserkloster Unserer lieben Frau von Novy Dvur, Dobrá Voda (CZ) 2004, John Pawson a Kirchenraum mit Blick zum Altar. Dahinter führen Stufen hinab zum östlichen Ausgang der Kirche Die starke Hanglage macht diesen Kunstgriff möglich, der dem Altar eine transzendentale Freiheit gibt.

23

b Ordenskapitel, der Versammlungssaal der Ordensleute Nationalparkzentrum, Zernez (CH) 2008, Valerio Olgiati a Zugangsplateau b Blick in den Treppenraum zu den Ausstellungsräumen in den spiegelbildlichen Gebäudeteilen

a

Anmerkungen [1] Neumeyer, Fritz: Quellentexte zur Architekturtheorie. München 2002, S. 39 [2] ebd., S. 40 [3] Posener, Julius: Vorlesungen zur Geschichte der neuen Architektur II. In: arch+ 53/1980, S. 36 [4] Loos, Adolf: Architektur (1909). In: Trotzdem 1900 –1930. Wien 1982, S. 102 [5] Loos, Adolf; Veillich, Josef in: Trotzdem 1900 –1930. Innsbruck 1931, S. 215 [6] Schrom, Georg (Hrsg.): Franz Singer, Friedel Dicker: 2 ≈ Bauhaus in Wien. Wien 1988, S. 11 [7] Zimmermann, Claire: Mies van der Rohe. Köln 2006, im Klappentext [8] Schütte-Lihotzky, Margarete: Warum ich Architektin wurde. Salzburg 2004 [9] Giurgola, Ronaldo, Metha, Jaimini: Louis I. Kahn, Zürich 1975, S. 16 [10] Architekturlehre Hans Kollhoff. Zürich 2004, S. 9 [11] ebd., S. 12f. [12] Schröder, Uwe: Der architektonische Raum, Materialien zur Architekturtheorie 2. Tübingen 2007, S. 16 b

23

29

Behaglichkeit

Teil A

1

2

Abb. A

Foundation Beyeler, Riehen (CH) 1997, Renzo Piano Building Workshop

Raum und Gestalt

Behaglichkeit Messbare und erfahrbare Bedingungen Naturwissenschaft versus Empirie Thermische Behaglichkeit Physiologie: Wärmebilanz des Körpers – Erzeugung, Transport und Abgabe Luft- und Oberflächentemperatur Strahlungsasymmetrien Raumluftfeuchte Behaglichkeitsfeld Luftbewegung im Raum Olfaktorische Behaglichkeit Physiologie: Riechen Frische Luft Luftbelastung Geruchsintensität Geruchsqualität Akustische Behaglichkeit Physiologie: Hören Schall Schallübertragung Raumakustik Visuelle Behaglichkeit Physiologie: Wirkung von Licht auf den Organismus Licht Belichtung und Beleuchtung Farbe Farbwirkung Farbe in der Architektur Mehrdimensional mit allen Sinnen Genormte Behaglichkeit Behaglichkeit planen Licht Grundlagen der Lichtplanung Nutzung von Tageslicht Lichttechnische Grundgrößen Lichtplanung Quantitative und qualitative Lichtplanung Material und Licht Licht und Farbe Additive und subtraktive Farbmischung Visualisierung Künstliche Lichtquellen Glühlampen

32 32 33 34

34 36 36 36 37 37 37 38 38 38 38 38 39 39 39 39 39 40 40 41 41 42 42 42 44 44 44 46 46 46 49 50 50 50 50 51 51 52 52

3

Halogenglühlampen Leuchtstofflampen Kompakte Leuchtstofflampen Halogen-Metalldampflampen Leuchtdioden Organische Leuchtdioden Leuchten Leuchtenarten Lichtsteuerung Aufbau von Leuchten Objekt und Raum

53 53 54 55 55 57 57 57 58 58 59

Material Raum und Material Materialvielfalt Auswahlkriterien Ästhetik und Gebrauch Materialeigenschaften Planung Industrie und Handwerk Raumtrennende Bauteile Mauerwerk Sichtbeton Massivholz Elementbauweise Beschichtungen im Innenraum Putze Estrich Imprägnierungen, Versiegelungen und Farben Boden- und Wandbeläge Natursteinbeläge Kunststeinbeläge Keramische Beläge Beläge aus Holz Textile Beläge Elastische Beläge Dichtstoffe Strategien zur Produktauswahl Raumluftqualität Inhaltsstoffe und mögliche Auswirkungen Gesetzliche Vorgaben, Regelungen, Normen Produktauswahl Label und Gütesiegel Lebenszyklusbetrachtung und Nachhaltigkeit Neue Technologie

60 60 60 60 60 60 61 61 61 62 63 63 64 68 68 69 70 70 71 71 71 71 72 72 73 73 73 74 74 75 76 76 77

31

Behaglichkeit Elisabeth Endres, Ulla Feinweber, Bernhard Friedsam

A 1.1

»Jeder, der sich mit Architektur beschäftigt, muss wissen, dass ein perfekter Plan und eine wohlproportionierte, ausgewogene äußere Form noch keine gute Architektur ausmachen. Der innere Raum, jener Raum also, der in keiner Form ganz erfasst werden kann, sondern nur durch direkte Erfahrung erfühlt und verstanden werden kann, ist der eigentliche Kern der Architektur.« Bruno Zevi [1] Ein Gebäude sollte grundsätzlich funktionieren wie eine gute Jacke. Je nach klimatischen Bedingungen muss es Kälte, Schnee, Regen, Wind und unwillkommene Sonnenstrahlung abhalten und gleichzeitig überschüssige Wärme und Feuchtigkeit nach außen abführen. Über diese Grundfunktionen des Witterungsschutzes hinaus erwarten wir von einem Raum aber noch viel mehr: Er soll gut nutzbar und belichtet, schön, ausgewogen proportioniert und zoniert sein, Rückzug und Geborgenheit, aber auch Kontakt zur Außenwelt bieten, seinen kulturellen Hintergrund widerspiegeln und seine Nutzer repräsentieren. Auch sollte er sich unterschiedlichen Funktionen ebenso anpassen wie den individuellen Bedürfnissen seiner Nutzer nach Komfort. Und: Er sollte sich gut anfühlen.

A 1.1 A 1.2 A 1.3

A 1.4 A 1.5

A 1.6

Was macht einen Raum behaglich? Unser Wohlbefinden in Innenräumen kann bis zu einem gewissen Grad über objektiv messbare Parameter bestimmt werden: Grenzwerte für physikalische Größen wie Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit, Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte sorgen für eine »genormte Behaglichkeit«. Warum beklagen dann manche die unerträgliche Hitze im Raum, während andere froh sind, den Sommer auch im Gebäude mitzubekommen? Behaglichkeit hängt eben auch von Faktoren wie der Raumausstattung, der Tätigkeit der Nutzer und der Art ihrer Bekleidung ab. Nutzungsabhängige, intermediäre Bedingungen sollten also neben den physikalischen Einflussgrößen von Anfang an im Mittelpunkt der Planung stehen. Über die nutzungsbedingten Anforderungen hinaus ist das Wohlbefinden noch von vielen subjektiven Faktoren abhängig: Herkunft, Alter, Geschlecht, Prägung, Bildung, Status, Persönlichkeit, Konstitution und Gesundheitszustand der Nutzer spielen dabei genauso eine Rolle wie tägliche oder saisonale Gefühlsschwankungen oder außergewöhnliche Ereignisse. Ein und derselbe Reiz kann sich auf verschiedene Menschen ganz unterschiedlich auswirken. Ebenso wie die Wertung und Gewichtung verschiedener Sinneseindrücke ist deren Zusammenspiel sehr wichtig. So hat beispielsweise

in den Boden eingelassene Feuerstelle, Bauernhaus, Shikoku (J) frühes 18. Jh. Utopie der Technik, 1914, Antonio Sant’Elia Durchlüftungsanalyse eines Wohnungsgrundrisses in variabler Stellung zur Hauptwindrichtung von Alexander Klein, 1942 (durchlüftete Bereiche sind weiß dargestellt) systematische Darstellung von Behaglichkeitsfaktoren Rationalität der Technik, Drehhausprojekt »Casa giravola« von Pier Luigi Nervi, frühe 1930er-Jahre a Axonometrie b Schnitt Magie der Technik,»Walking City« 1964, Ron Herron (Archigram) A 1.2

32

Messbare und erfahrbare Bedingungen

A 1.3

Behaglichkeit

Behaglichkeit

intermediäre Bedingungen

physikalische Bedingungen

Nahrungsaufnahme

ethnische Einflüsse

Alter

Geschlecht

körperliche Verfassung

Gesundheitszustand, Konstitution

psychosoziale Faktoren

Raumbelegung

Tages- und Jahresrhythmus

Adaption und Akklimatisation

Tätigkeit

Kleidung

Raumluftelektrizität

Luftdruck

sonstige

Staub

Kohlendioxid und andere Gase

Geruchs- und Ekelstoffe

Außenbezug, Ausblick

olfaktorisch

Farben, Farbkomposition, -wiedergabe

Blendung, Leuchtdichteverteilung

Beleuchtung, Kontrast, Lichtwinkel

visuell

Nachhallzeiten

Geräuschpegel

Frequenzen

akustisch

Luftbewegung

Raumluftfeuchte

mittl. Raumumschließungstemperatur

Raumlufttemperatur

thermisch

physiologische Bedingungen

A 1.4

In der traditionellen Alltagsarchitektur sind über Jahrhunderte auf der Basis von Beobachtung und Erfahrung Bauformen und Gebäudetypen entstanden, die die regionalen Potenziale ihres Standorts nutzten und der Lebensweise ihrer Bewohner gut angepasst waren. Die von anonymen Baumeistern mit ihrer traditionellen fachlichen und kulturellen Erfahrung errichteten Gebäude sind auf ebenso einfache wie auch intelligente Weise effektiv und haltbar und verfügen über sinnliche Präsenz, Haptik, Geruch, Akustik und Erscheinung, die uns heute noch ansprechen. Diese – nicht messbaren – Qualitäten wurden gerade im letzten Jahrhundert immer mehr vernachlässigt. Ein Grund liegt in den technischen Erfindungen und der Entwicklung neuer, leistungsfähiger Materialien wie Stahl und Beton sowie statischer Prüfungs- und Berechnungsmöglichkeiten seit Beginn des 19. Jahrhunderts. Technikgläubigkeit, die Idee alles sei machbar, führte zu einer Verschiebung der Pri-

oritäten: Das Objektivierbare und Messbare rückte in den Vordergrund, ganz im Sinn des auch heute noch vorherrschenden Weltbilds der »exakten« Naturwissenschaften. Im Wesentlichen geht es auf Descartes und Newton zurück. Es ist ein mechanistisch-materialistisches Weltbild, welches das Universum als eine gigantische, komplexe Maschine versteht, deren Funktionieren von den Naturgesetzen regiert wird und das Denken selbst als Auswirkung materieller Prozesse im Gehirn erklärt. Die Naturwissenschaften haben die Regelmäßigkeit der Natur zum Gegenstand, die Mathematik ist ihre Sprache, die experimentelle Methode ihr Grundgesetz, das besagt, dass Beobachtungen wiederholbar sein müssen. Ein Experiment sollte, Kompetenz des Experimentators vorausgesetzt, überall auf der Welt zu dem gleichen Ergebnis führen, weil die Naturgesetze überall dieselben sind, ob wir dessen gewahr sind oder nicht. Das mechanistische Weltbild findet auch in der Architektur seinen Niederschlag. Antonio Sant’Elia und Filippo Tommaso Marinetti machten 1914 in ihrem »futuristischen Manifest« deutlich, dass »die neuen Baumaterialien und unsere wissenschaftlichen Begriffe [...] mit der Disziplin der historischen Stile nicht in Einklang zu bringen« seien und forderten: »Das futuristische Haus muss eine riesige Maschine sein.« [2] (Abb. A 1.2) Le Corbusier zitiert 1925 in »Vers une architecture« neben dem Ozeandampfer und dem Flugzeug eine weitere tech-

a

b

die Farbgestaltung großen Einfluss auf das Temperaturempfinden im Raum, die Raumluftfeuchtigkeit und das persönliche Erinnerungsvermögen auf die Geruchswahrnehmung. Die individuellen Bedürfnisse und Sinneserfahrungen sind nicht messbar, aber von großer Bedeutung für die Raumgestaltung (Abb. A 1.4).

Naturwissenschaft versus Empirie

A 1.5

nische Errungenschaft seiner Zeit: »Das Haus wird [...] ein Werkzeug sein, genauso wie das Auto ein Werkzeug ist.« [3] Die klassische Moderne versuchte darüber hinaus, naturwissenschaftliche Erkenntnisse in die Architektur zu integrieren. Mit dem Neuen Bauen entstand Anfang der 1920er-Jahre eine Architekturbewegung, welche die Hygiene in den Mittelpunkt des Interesses rückte. Licht, Luft und Sonne sollten gesunde Wohnverhältnisse schaffen. In zahlreichen Analysen und Diagrammen versuchten Architekten und Ingenieure Orientierung, Besonnung, Gebäudevolumen, Grundrissanordnung und Zonierung zu standardisieren und die Behaglichkeit damit planbar zu machen (Abb. A 1.3). Zwar könnte man das Bauhaus als einen ersten Versuch zur Behaglichkeit bezeichnen, doch die Verbindung von Technologie und Rationalität führte eher zu theoretischen Formulierungen. Im Funktionalismus mündete das ursprünglich sozialreformerische Programm in eine technische Ästhetik: Funktionelle Kriterien bestimmten fortan den Planungsprozess und die »objektive Logik« ließ wenig Spielraum für ortsspezifische Beziehungen (Abb. A 1.5). Noch in den technikbegeisterten 1960er-Jahren glaubte man, in jeder beliebigen »Kiste« ein angenehmes Raumklima herstellen zu können, wenn man sie nur mit leistungsstarken Klimamaschinen ausstattete. Man sprach vom »man made weather«, bei dem die Architekten die Raumkonditionierung als rein technisches

A 1.6

33

Behaglichkeit

Problem allein den Klimaingenieuren überließen. In den schlecht gedämmten, dafür aber vollklimatisierten Großraumbüros der 1970erJahre macht sich jedoch bald das Sick-Building-Syndrom breit – das große Unbehagen. Während manche Architekten noch scheinbar »perfekte Maschinen« bauten, musste das der klassischen Physik verpflichtete Denken revolutionierenden Erkenntnissen Platz machen: Die Quantenmechanik bricht mit dem strikten Determinismus des mechanistischen Weltbilds. Im subatomaren Bereich gelten andere Gesetze: Zum einen sorgt z. B. die Dualität des Lichts für Verwirrung, da es sowohl als Teilchen als auch als Welle beschrieben werden kann, zum anderen lässt sich der genaue Ort des Teilchens und dessen Impuls zu einer definierten Zeit nicht mehr genau bestimmen. Die Quantentheorie beschreibt Wahrscheinlichkeiten. Mit anderen Worten gesagt: Materie hat zu einer bestimmten Zeit eine bestimmte Tendenz zu existieren. Eine Schwierigkeit bei Experimenten in diesem Bereich besteht darin, dass die Erwartung des Untersuchers den Verlauf des Versuchs beeinflusst: Das zu untersuchende Objekt, das Subjekt des Untersuchers und der Versuch selbst sind Teil eines gemeinsamen Felds und beeinflussen sich gegenseitig. Absolute Objektivität ist also selbst in der exakten Naturwissenschaft für bestimmte Bereiche aufgehoben. Diese Erkenntnis lässt sich auch auf das Bauen übertragen: Ein Gebäude, das nach rein objek-

tiv messbaren Kriterien, z. B. den Regeln der Statik, der Bauphysik, der Baustoffkunde etc., korrekt erstellt wurde, ist noch nicht unbedingt behaglich. Subjektive, immaterielle Qualitäten wie beispielsweise Geruch, Klang, Oberflächenstruktur, Licht und Farbe spielen eine ebenso große Rolle. Die individuellen Bedürfnisse der Nutzer unterliegen dynamischen Veränderungen und sind daher schwer planbar. Um ihnen gerecht zu werden, muss auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden. Der einzelne Nutzer sollte zudem die Möglichkeit bekommen, Raumausstattung und Raumklima ohne großen Aufwand selbst seinen persönlichen Ansprüchen an Komfort anzupassen. Der Mensch erlebt seine Umwelt über seine Sinnesorgane. Deshalb wird hier die Behaglichkeit eines Raums unter den Aspekten »fühlen«, »riechen«, »hören« und »sehen« betrachtet. Ausgangspunkt ist jeweils die Physiologie des entsprechenden Sinns. Daran anknüpfend werden die bauklimatischen Zusammenhänge und Maßnahmen unter dem Gesichtspunkt einer optimierten Behaglichkeit erläutert. Auch wenn sich die Methoden des traditionellen anonymen Bauens nicht auf heutige Nutzungsaufgaben und Herstellungsmethoden übertragen lassen, so können wir doch von regionalen Bautraditionen lernen. Ein Beispiel für eine effiziente Bauweise, die mit einfachster Technik ein behagliches Raumklima herstellt, findet sich in der traditionellen ungarischen Architektur (Abb. A 1.7).

Thermische Behaglichkeit Die thermische Behaglichkeit ist eng mit dem Wärmehaushalt des Menschen verknüpft. Optimale Verhältnisse herrschen bei neutralen Temperaturbedingungen, also dann, wenn der menschliche Körper bei normaler Durchblutung weder Wärme produzieren noch Wärme abgeben muss. Im Allgemeinen empfindet der Mensch eine Umgebung als thermisch behaglich, wenn ihre Temperatur etwas niedriger ist als die Temperatur, bei der er zu schwitzen beginnt. Physiologie: Wärmebilanz des Körpers – Erzeugung, Transport und Abgabe

Der Mensch als homiothermes Lebewesen hält seine Kerntemperatur von 37 °C auch bei großen äußeren Temperaturschwankungen konstant. Die Körpertemperatur nimmt bei niedrigeren Umgebungstemperaturen vom Rumpf zu den Gliedmaßen ab (Abb. A 1.8). Im Tagesverlauf schwankt die Körperwärme: Die höchste Temperatur wird zwischen 17 und 20 Uhr, die niedrigste morgens zwischen 3 und 6 Uhr erreicht. Besteht die Gefahr, dass die Kerntemperatur zu stark absinkt, muss der Körper durch aktive Muskelbewegung, Zittern oder Erhöhung des Stoffwechsels Wärme produzieren. Den Wärmetransport übernimmt der Blutkreislauf. Überschüssige Wärme gibt der Körper auf verschiedene Arten über die Haut nach außen ab:

A 1.7

34

Behaglichkeit

Temperatur der Umgebung 0 °C

Temperatur des Körpers

20 °C

35 °C

A 1.7

28 °C 31 °C 32 °C 34 °C 36 °C 37 °C

Energiekonzept eines traditionellen ungarischen Bauernhauses A 1.8 Temperaturverteilung im Körper bei unterschiedlicher Außentemperatur A 1.9 Formen der Wärmeübertragung a Wärmeleitung (Konduktion) b Wärmestrahlung c Konvektion A 1.10 thermische Isolationswerte von Bekleidungen (clo) nach EN ISO 7730-2005 (D) A 1.11 Energieumsätze in Abhängigkeit von der körperlichen Tätigkeit nach EN ISO 7730-2005 und EN ISO 8996 A 1.12 Wärmeabgabe in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur a bei schwerer Arbeit b bei leichter Arbeit c sitzend im Ruhezustand

A 1.8 kj/h

• Konduktion oder Wärmeleitung bezeichnet den direkten Wärmeaustausch zwischen Körper und Unterlage. Sie ist abhängig von Temperatur und Wärmeleitfähigkeit des berührten Materials (Abb. A 1.9a). • Wärmestrahlung wird die Wärmeabgabe durch die von der Haut ausgehende langwellige Infrarotstrahlung genannt, die nicht an ein leitendes Medium gebunden ist (Abb. A 1.9b). • Konvektion oder Wärmeströmung heißt der Vorgang, bei dem eine Luftströmung an der Hautoberfläche erzeugt und Wärme abtransportiert wird: Die der Haut anliegende kühlere Luftschicht erwärmt sich, leitet aufwärts und wird durch kühlere Luft ersetzt (Abb. A 1.9c). • Durch Verdunstung von Wasser auf der Hautoberfläche und den Schleimhäuten der Atemwege wird ebenfalls Wärme abgeführt.

1000

800

• Raumlufttemperatur • mittlere Temperatur der raumumschließenden Oberflächen • Temperaturverteilung • Luftbewegung • Luftfeuchte Diese stehen in einem engen Wechselverhältnis zu den vom Menschen abhängigen Faktoren:

a 600

400

b 200

0 0

c A 1.9 clo

m²K/W

T-Shirt

0,09

0,014

Shorts

0,06

0,009

Unterwäsche mit kurzen Ärmeln und Beinen, Hemd, Hose, Jacke, Socken, Schuhe

1,00

0,155

Unterwäsche, Hemd, Hose, Socken, Schuhe

0,70

0,110

Slip, Strümpfe, Bluse, langer Rock, Jacke, Schuhe

1,10

0,170

Unterwäsche mit kurzen Ärmeln und Beinen, Hemd, Hose, Weste, Jacke, Mantel, Socken, Schuhe

1,50

kj/h

Bekleidung

5

10

15

20 25 30 35 Raumtemperatur (°C)

5

10

15

20 25 30 35 Raumtemperatur (°C)

5

10

15

20 25 30 35 Raumtemperatur (°C) A 1.12

a 1000

800

600

400

200

0,230 0 0

b A 1.10 Tätigkeitsgrad

Leistungsabgabe (W/m2) (met)

Liegen

46

0,8

entspanntes Sitzen

58

1,0

entspanntes Stehen

70

1,2

sitzende Tätigkeit (Büro, Labor, Industrie)

93

1,6

mittelschwere körperliche Anstrengung im Stehen (Verkäufer, Hausarbeit, Arbeiten an der Maschine)

116

große körperliche Anstrengung (Arbeit an schweren Maschinen, Kfz-Reparatur)

174

kj/h

Vom gesamten Wärmeverlust des Körpers werden im Ruhezustand bei 20 °C Lufttemperatur ca. 46 % in Form von Strahlung abgegeben, ca. 33 % über Konvektion, 19 % durch Verdunstung über die Haut und 2 % durch die Atmung. Abhängig von der Umgebungstemperatur, dem Tätigkeits- und dem Bekleidungsgrad ändert sich dieses Verhältnis dynamisch. Bei starker körperlicher Arbeit wird der Körper hauptsächlich durch Verdunstung von Schweiß über die Haut gekühlt, bei Umgebungstemperaturen über 36 °C ausschließlich. Der Mensch ist ein tropisches Wesen: Er kann sich an wärmere Umgebungstemperaturen auch langfristig gut anpassen. Im Gegensatz dazu ist eine langfristige Kälteadaptation nicht möglich. In gemäßigten und kalten Klimazonen ist er auf Verhaltensanpassung angewiesen: warme Kleidung, Behausung und Heizung. Die Bekleidung ist die einfachste Form der Wärmedämmung. Der Bekleidungsisolationswert wird, abgeleitet vom englischen »clothing«, mit der Einheit clo (m2K/W) beschrieben (Abb. A 1.10). Die Wärmeproduktion durch Körperaktivität mit der Einheit met (W/m2) bezeichnet den Wärmefluss pro m2 Körperoberfläche und ist überwiegend abhängig vom Grad der körperlichen Tätigkeit (Abb. A 1.11) sowie vom Alter der Person. Mit steigender körperlicher Arbeit gibt der Mensch mehr Energie – sowohl in Form von trockener wie auch von feuchter Wärme – an seine Umgebung ab (Abb. A 1.12). Der Bereich, in dem sich der Mensch thermisch behaglich fühlt, ist von vielen Bedingungen abhängig. Er wird von fünf physikalischen Faktoren beeinflusst:

1000

800

600

400

2,0 200

3,0

0 0

c A 1.11

35

60 40

20 10 8 6 4

30

Deckentemperatur t D (°C)

80

Fußbodentemperatur t FB (°C)

Unzufriedene (%)

Behaglichkeit

unbehaglich warm

28 26 24 behaglich

22 20 18

0 2 4 6 8 10 0 Lufttemperaturunterschied zwischen Kopf und Füßen (K) A 1.13

• Art der Bekleidung • körperliche Tätigkeit • Alter, Geschlecht, Konstitution, körperliche Verfassung • Nahrungsaufnahme • Adaption • psychosoziale Faktoren • ethnische Einflüsse • Tages- und Jahresrhythmus • Aufenthaltsdauer im Raum Auch raum- und nutzungsbedingte Faktoren tragen maßgeblich zum Raumklima bei: • • • • •

Raumbelegung Wärme- und Stoffquellen Temperaturverteilung im Raum Luftaustausch Luftführung im Raum

Luft- und Oberflächentemperatur

Die Lufttemperatur und die mittlere Strahlungstemperatur aller Umschließungsoberflächen sollten nicht mehr als 3 K voneinander abweichen. Aus dem Mittelwert von Luft- und Strahlungstemperaturen wird die operative Raumtemperatur ermittelt. In der Behaglichkeitstemperaturzone liegt die untere Grenze bei einer operativen Temperatur von 20 °C und die obere Grenze bei 26 °C. Je weiter die operative Temperatur von diesem Bereich abweicht, desto mehr ist die Leistungsfähigkeit des Menschen eingeschränkt: Die Konzentrationsfähigkeit nimmt ab und damit z. B. die Unfallhäufigkeit zu. Andererseits führt jedoch auch ein über Stunden und Tage hinweg konstantes Innenraumklima zur Beeinträchtigung der Leistungsfähigkeit. Fehlt eine rhythmisch wechselnde, mäßige Beanspruchung des Körpers, so kommt es zu körperlichen und geistigen Ermüdungserscheinungen. Deshalb ist es durchaus sinnvoll, verschiedene Räume oder Raumzonen entsprechend ihrer Nutzung als Ruheoder Aktivitätszone, Rückzugs- oder Gemeinschaftsbereich unterschiedlich zu temperieren. Strahlungswärme, z. B. die der Sonne, empfinden wir als sehr angenehm, da sie die kühle Luft durchdringt, ohne diese zu erwärmen und erst beim Auftreffen auf den Körper in Wärme umgewandelt wird. Als besonders behaglich

36

unbehaglich warm

38 36

noch behaglich

34 32 30

behaglich

28

noch behaglich

26

16 14

2

40

24

unbehaglich kalt 12

22

10

20

12

14

16

18

20

22

24

26

28

unbehaglich kalt 12

14

Raumlufttemperatur t L (°C)

Strahlungsasymmetrien

Für die Thermik im Raum spielen neben der gemittelten Temperatur der Oberflächen auch die horizontalen und vertikalen Temperaturverteilungen eine wichtige Rolle. Überschreitet der horizontale Temperaturgradient zwischen sich gegenüberliegenden Flächen 10 K, ist das Wohlbefinden des Menschen beeinträchtigt, da er in einem ungleichmäßigen Strahlungsaustausch mit den Wänden steht. Bei hohen Temperaturunterschieden zwischen zwei Wänden, beispielsweise einer schlecht gedämmten kalten Außen- und einer warmen Innenwand, kann es zu Zugempfindungen kommen. Die Grenzwerte für die Temperaturdifferenz gegenüberliegender Wände legt die DIN ISO 7730 mit maximal 23 K für warme und 10 K für kalte Wände fest. Im vertikalen Temperaturverlauf zwischen Boden und Decke sollte der Temperaturunterschied zwischen Fuß- und Kopfbereich 3 K nicht überschreiten. Die Extremitäten wie Kopf, Hände und Füße reagieren besonders empfindlich auf Auskühlung und Überhitzung, da sie mit den meisten Kälte- und Wärmerezeptoren ausgestattet sind. Ein »kühler Kopf« wird als behaglicher empfunden als »kalte Füße«.

18

20

22

24

26

28

Raumlufttemperatur t L (°C) A 1.15

A 1.14

nehmen wir Räume wahr, in denen die Oberflächentemperatur der Raumwände so hoch ist, dass dem Körper keine Wärme entzogen wird. Da der Körper im thermischen Behaglichkeitsbereich mehr Wärme über Strahlung abgibt als durch Konvektion über die Luft, treten in diesem Zustand keine Strahlungsverluste auf und man empfindet eine niedrige Lufttemperatur nicht als störend. Dies ist z. B. der Fall, wenn die Körperoberflächentemperatur bei normaler Kleidung 21 °C beträgt, die Wandtemperatur 20 °C und die Lufttemperatur 17 °C. Da es nur in einem beschränkten Maß möglich ist, niedrige Oberflächentemperaturen durch hohe Lufttemperaturen auszugleichen, sollte man Flächenheizungen mit hohem Strahlungsanteil möglichst einer Luftheizung vorziehen. Besonders angenehm wirkt horizontale Strahlungswärme in Verbindung mit träger Speichermasse, welche die Wärme lange hält – ein Prinzip, nach dem schon der traditionelle Kachelofen funktioniert.

16

Deshalb ist es empfehlenswert, eine Kühlung möglichst im Deckenbereich einzuplanen. Auch die Fußbodentemperatur hat großen Einfluss auf den thermischen Komfort. Sinkt sie unter 19 °C, verliert der Körper über die Füße zu viel Wärme durch Konduktion. Steigt sie über 29 °C, wird die Wärmeabgabe erschwert (Abb. A 1.13 bis A 1.15).

Raumluftfeuchte

Täglich gibt der Mensch ca. 1 l Wasser in Form von Wasserdampf über die äußere Haut und die Atemwege an seine Umgebung ab. Die Luft wiederum enthält immer einen gewissen Anteil an Wasserdampf. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Dabei gibt die absolute Luftfeuchtigkeit (g/kg) an, wie viel Gramm Wasser sich in 1 kg trockener Luft befinden. Sie ändert sich abhängig von Jahreszeit, Tageszeit und Wetterlage und ist für die Feuchteabfuhr aus Räumen von Bedeutung. Mit der maximalen Luftfeuchtigkeit (g/kg) wird die Sättigungsfeuchte der Luft beschrieben, also die Menge Wasserdampf, die bei einer bestimmten Temperatur in 1 kg trockener Luft maximal enthalten sein kann. Sie steigt mit der Temperatur. Die relative Luftfeuchtigkeit ϕ (%) gibt an, wie viel Prozent der maximal löslichen Wasserdampfmenge die Luft gerade enthält. Die Höchstmenge an Wasserdampf, der von der Luft aufgenommen werden kann, ist von der Lufttemperatur abhängig. Bei gleichbleibendem absoluten Wasserdampfgehalt der Raumluft variiert also – abhängig von der Lufttemperatur – die relative Luftfeuchtigkeit. Übersteigt der Feuchtegehalt bei einer bestimmten Temperatur die maximal mögliche Aufnahmekapazität der Luft, dann ist der Sättigungsgrad der Raumluft erreicht und der Körper kann überschüssige Wärme nicht mehr über Verdunstung an seine Umgebung abgeben. Eine zu hohe Luftfeuchtigkeit empfinden wir als unangenehme Schwüle. Ab einer absoluten Luftfeuchtigkeit von 12 g/kg eignet sich Raumluft nur noch bedingt als Atemluft. Ab 20 g/kg fällt das Atmen sehr schwer, da mit der ausgeatmeten Luft zu wenig Feuchtigkeit nach außen abgegeben werden kann.

Behaglichkeit

70 60 behaglich

50 40 30 unbehaglich trocken

20

noch behaglich

40 unbehaglich

30

0,4 20 0,3 15 0,2

10

0,1

5 2

20 behaglich 10 unbehaglich

10

0

0 14

16

18

26 28 20 22 24 Raumlufttemperatur t L (°C)

12

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16

Behaglichkeitsfeld

Der thermische Behaglichkeitsbereich ist zwar für jeden Einzelnen verschieden, jedoch hat man ein Behaglichkeitsfeld aus Temperatur und Luftfeuchtigkeit ermittelt, innerhalb dessen sich die Mehrheit der Menschen wohlfühlt. Die obere Grenze des Behaglichkeitsfelds ergibt sich aus der relativen Luftfeuchte von ϕ = 65 % und der operativen Temperatur von 26 °C. Die untere Grenze liegt bei einer relativen Feuchte von ϕ = 30% und einer operativen Temperatur von 20 °C. Nimmt man die Art der Tätigkeit des Menschen dazu, ergeben sich konkretere Behaglichkeitstemperaturen: Für einen sitzenden, leicht bekleideten Menschen liegt die Behaglichkeitstemperatur bei einer Luftfeuchtigkeit von 50 % bei etwa 25 °C, wenn Wand- und Lufttemperatur gleich sind. Mit zunehmender körperlicher Arbeit nimmt die Behaglichkeitstemperatur ab, während sie bei schwerer körperlicher Arbeit, dann wenn der Mensch schwitzt, wieder höher liegt. Das umfangreichste Instrument im Umgang mit Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Innenräumen ist das Mollier-h-x-Diagramm (Abb. A 1.19). Es stellt die Luftfeuchtigkeit im Verhältnis zur Raumtemperatur dar und ermöglicht es, Zustandsänderungen feuchter Luft durch Erwärmung, Befeuchtung, Entfeuchtung, Kühlung und Mischung verschiedener Luftmengen abzulesen. Dabei gibt h (kJ/kg) die spezifische Enthalpie (Wärmeeinheit der Luft) und x (g/kg) den Wassergehalt an. Das h-x-Diagramm ist sowohl für die Planung behaglicher Gebäude als auch für die Wahl der technischen Ausrüstung bis hin zur energetischen Planung relevant. Um einen angemessenen Feuchtigkeitsaustausch zwischen Körper und Raumluft sicher-

20

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24

zustellen, ist ein kontinuierlicher Luftwechsel notwendig. Planerische und bauliche Mängel wie z. B. Wärmebrücken, an denen die Luftfeuchtigkeit kondensiert, kann allerdings auch die beste Lüftung nicht kompensieren.

A 1.13 A 1.14 A 1.15

Olfaktorische Behaglichkeit

A 1.16

A 1.17 A 1.18

A 1.19

Temperaturschichtung nach DIN EN ISO 7730 Behaglichkeit in Abhängigkeit von Raumluft- und Fußbodentemperatur Behaglichkeit in Abhängigkeit von Raumluft- und Deckentemperatur Behaglichkeit in Abhängigkeit von Raumlufttemperatur und relativer Luftfeuchte, adaptives Modell Behaglichkeit in Abhängigkeit von Raumluft- und Luftgeschwindigkeit in Körpernähe Anteil der zu erwartenden unzufriedenen Personen in Abhängigkeit von Luftgeschwindigkeit und operativer Temperatur nach Fanger (0,8 clo, 1,0 met). Die rote Linie zeigt den Behaglichkeitsbereich nach DIN 1946 T2 Mollier-h-x-Diagramm 0,1

-45 0,2

-40

0,3

-35

0,4

-30

0,5

eit

k tig

e

Lu

ch

eu

ftf

-25

0,6 0,7 0,8

tiv

la Re

0,9 1,0

20

65

15 13,8

55

60

70

g)

j/k

50 h (k 45 lpie a 40 nth E 5 3

10 9,2 5

Ob wir jemanden oder etwas »gut riechen« können, entscheiden wir in Bruchteilen von Sekunden, da die zentrale Verarbeitung von Geruchsreizen eng mit dem limbischen System verknüpft ist, einer Formation von Nervenkernen in der Nähe des Hypothalamus, die das emotionale Verhalten des Menschen steuert. Diese enge Verbindung erklärt, warum Gerüche schnell Lust- oder Unlustgefühle wecken. Der Geruchssinn ist ein Sinn, der auf Entfernung wahrnimmt: Selbst minimale Konzentrationen eines Stoffs lösen ein Geruchserlebnis aus. Seine ursprüngliche Aufgabe ist es, reflexartig und ohne Umwege über das Bewusstsein,

28

A 1.18

Luftbewegung im Raum

Im Idealzustand nimmt der Mensch den Luftwechsel im Raum nicht wahr. Zugerscheinungen treten erst dann auf, wenn die Luft mit zu hoher Geschwindigkeit am Körper entlangstreicht und ihm Wärme entzieht. Im Sommer können diese Erscheinungen als angenehm kühlend empfunden werden – in der Regel aber liegt die Schwelle für eine als behaglich geltende Luftzirkulation bei einer Geschwindigkeit von 0,19 m/s im Sommer und 0,16 m/s im Winter. Dabei ist das Verhältnis von Lufttemperatur zu Luftgeschwindigkeit und Turbulenzgrad der Luftströmungen wichtig: Die Lufttemperatur muss umso höher sein, je höher die Luftgeschwindigkeit oder je höher der Turbulenzgrad ist (Abb. A 1.17 und A 1.18). Gleich ob es sich um eine natürlich Fensterlüftung oder eine mechanische Lüftungsanlage handelt: Frischluft sollte immer mit geringer Geschwindigkeit in den Raum geführt werden und sich möglichst gleichmäßig im Raum ausbreiten. Luftgeschwindigkeiten im Raum von über 0,2 m/s werden als unangenehme Zugluft empfunden.

26

operative Temperatur (°C)

Raumlufttemperatur t L (°C) A 1.17

A 1.16

Für unser Wohlbefinden ist also eine niedrige relative Luftfeuchtigkeit von Vorteil (Abb. A 1.16). Sehr trockene Luft unter 40 % relativer Luftfeuchte, wie sie im Winter in falsch beheizten Räumen mit hoher Luftumwälzung entstehen kann, führt dagegen zu einer erheblichen Staubbelästigung und elektrostatischer Aufladung von Kunststoffen. Sie trocknet unsere Schleimhäute aus und macht sie anfällig für Infektionskrankheiten.

18

Lufttemperatur (°C)

0 12

Unzufriedene (%)

unbehaglich feucht

80

50

Luftgeschwindigkeit (m/s)

90

Luftbewegung in Kopfhöhe v (cm/s)

relative Luftfeuchte ϕ (%)

30

100

30 25

0 20 15

-5 10 5

-10

0 0

-15

0

-5

-1

-20 0

2 4 6 7,3 8 10 12 14 16 18 20 Absolute Luftfeuchtigkeit x (g/kg) trockner Luft

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 3032 Wasserdampfdruck (mbar) A 1.19

37

Behaglichkeit

Gefahren zu erkennen – beispielsweise den Geruch verdorbener Nahrungsmittel oder unhygienischer Verhältnisse. Physiologie: Riechen

A 1.20 A 1.21

A 1.22 A 1.23 A 1.24

Frische Luft und angenehme Gerüche wirken sehr anregend. Otl Aicher bezeichnet Luft als »hochgradigen Stimulationsfaktor«: »Aus der Klimaanlage kommt nie die frische, prickelnde Luft des Landregens oder die trockene Arbeitsluft eines Sommermorgens oder die weiche Luft eines Augustabends.« [4] Durch Gerüche sind uns Orte vertraut, sie rufen Erinnerungen in uns wach und wecken Erwartungen. Selbst die feinsten Duftnuancen verschiedener Blüten können wir differenzieren: Unser Gehirn unterscheidet etwa 10 000 verschiedene Gerüche. Neben unterschiedlichen Geschmacksqualitäten assoziieren wir mit Gerüchen oft ein Bild und vergleichen es mit schon einmal erlebten Wahrnehmungen. Für die olfaktorische Behaglichkeit sind drei Größen ausschlaggebend: die messbare Luftqualität, die Intensität der Luftbelastung und die empfundene Luftqualität (Abb. A 1.20).

Raum und Luft nach DIN 1946 und AMEV RLTAnlagen-Bau-93 Luftqualität und CO2-Konzentration in einem Raum bei unterschiedlichem Luftaustausch (nach Pettenkofer) Ermittlung des Außenluftvolumenstroms anhand des Raumtyps nach DIN 1946 T2 Luftschall und Körperschall Richtwerte für den Schalldruckpegel und die Nachhallzeit in Räumen nach Raumkategorien

Zul

uft

Aussenluft

Luftqualität Luftbelastung

Frische Luft

ft

Ablu

CO 2 Gehalt (%)

A 1.20

MAK-Wert

0,5

) Spez. Raumvolumen : 30m3/Pers. ht CO 2 -Produktion 18 l/h dic .( s r Pe 3 /h m 0 ers. 3 /h P Grenzwert nach 5m Pettenkoffer

0,4

0,3

0,2 s. 3 15 m /h Per 3 25 m /h Pers. 50 m3/h Pers.

0,1

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Zeit (h) A 1.21

Außenluftstrom Raumart

personenbezogen m3/h

flächenbezogen m3/(m2 · h)

Einzelbüro

40

4

Großraumbüro

60

6

Versammlungsraum

20

10 bis 2

Die Zusammensetzung der Atemluft ist – neben Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit – für das Wohlbefinden des Menschen entscheidend. Muffige Räume sind nicht nur unbehaglich, sie sind auch hygienisch bedenklich und bergen gesundheitliche Risiken. Ein Maß für die Raumluftqualität ist der Kohlendioxidgehalt. Die Luft, die ein erwachsener Mensch in Ruhestellung ausatmet, enthält ca. 16 % Sauerstoff (O2) und etwa 4 % Kohlendioxid (CO2). Frischluft besteht aus ca. 21 % Sauerstoff und 79 % Stickstoff (N2), der Anteil an Kohlendioxid ist mit etwa 0,03 % relativ gering. Ein Sauerstoffgehalt der Raumluft von unter 15 % und ein Kohlendioxidanteil über 0,07 % führen zu Ermüdung, Leistungsabfall und Kopfschmerzen – ab einem Kohlendioxidgehalt von 2,4 % ist die Gesundheit gefährdet. Grundsätzlich ist eine Lüftung also notwendig, um eine ausreichende Zufuhr von Frischluft sicherzustellen. Sie muss für Sauerstoffzufuhr sorgen und sollte die Qualität unbelasteter Außenluft aufweisen. Abhängig von seiner Tätigkeit benötigt der Mensch durchschnittlich 20–30 m3 Frischluft pro Stunde. In Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit wie z. B. Bädern erhöht sich der Bedarf auf ca. 60 m3/h. Mit einem Mittelwert von 25 m3/h kann in einem Raum ohne besondere Luftbelastung der Pettenkofer-Grenzwert eines maximalen CO2-Gehalts der Raumluft eingehalten werden. Dieser liegt in Wohnräumen bei 0,10 Vol-% und in Büros und Versammlungsräumen bei 0,15 Vol-% (Abb. A 1.21).

30

15

Lesesaal

20

12

Verkaufsraum

20

2 bis 6

Gaststätte

40

8 A 1.22

38

Geruchsintensität

Neben der messbaren Luftqualität muss bei der Ermittlung des Lüftungsvolumens auch die Intensität und die Qualität des Geruchs beachtet werden. Um Grenzwerte festlegen zu können und damit einen Vergleich von Geruchswahrnehmungen zu ermöglichen, wurden Riechproben, sogenannte Snifftests, mit geschulten Testpersonen durchgeführt, die die Intensität des Geruchs im Vergleich zu genormten Geruchsquellen ermittelten. Abgeleitet von »olfactus«, dem lateinischen Wort für Geruchssinn, wird die Intensität einer Geruchsquelle in der Einheit Olf angegeben: 1 olf entspricht der Geruchsemission, die ein erwachsener Mensch mit normal arbeitenden Drüsen und durchschnittlichem Hygienestandard bei leicht sitzender Tätigkeit abgibt. Damit wird eine Aussage zur Belastung der Luft durch den Nutzer, durch die Materialien und die Außenluft gemacht. Als flächenbezogene Verunreinigung wird in Büroräumen 0,1 olf/m² pro Person und 0,3 olf/m² für Material und Zuluft angesetzt. Die Stärke aller Verunreinigungsquellen der Raumluft wird einfach addiert. Pauschal kann man von einer Verunreinigungslast im Gebäude bei geringer Verunreinigung von 0,2 olf/m² ausgehen. Geruchsqualität

Luftbelastung Klassenraum

lumen und der Raumnutzung aus der Anzahl der Personen im Raum, ihrer Aufenthaltsdauer und der Art ihrer Tätigkeit ermitteln. Einen hohen Lüftungsbedarf haben beispielsweise Räume, in denen sich viele Menschen über lange Zeit aufhalten und konzentriert arbeiten. Dazu kommen die nutzungs- und raumbedingten Verunreinigungen durch Arbeitsprozesse, Einrichtungsgegenstände und Baumaterialien (siehe Strategien zur Produktauswahl, S. 73f.). Mit der Abluft müssen also nicht nur verbrauchte Luft, Feuchtigkeit und Körperausdünstungen, sondern auch Ausdünstungen von Bauteilen, Raumausstattung, Möbeln und technischen Geräten abgeführt und der Gehalt an Luftschadstoffen wie Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Lösungsmittel, Staub, Radon und gesundheitsschädliche Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Viren, Milben, Schimmel- und Hefepilze) verringert werden (Abb. A 1.22). Die erforderlichen Luftwechselraten werden bezogen auf das Raumvolumen berechnet. Für normal hohe Wohnräume ergibt sich ein erforderlicher Luftwechsel vom 0,4- bis 0,8-fachen des Raumvolumens pro Stunde. Da in Büros und Versammlungsräumen eine höhere Belegungsrate vorliegt, erfordern sie in der Regel eine Luftwechselrate von 1,5.

Neben dem Frischluftbedarf des Menschen und der Qualität der Zuluft bestimmt auch die Luftbelastung im Raum maßgeblich den notwendigen Luftwechsel. Die erforderliche Luftwechselzahl lässt sich abhängig vom Raumvo-

Wichtiger als die Stärke eines Geruchs ist es jedoch, ob er als angenehm oder unangenehm empfunden wird. Dabei ist die Wahrnehmung der Geruchsintensität stark von sozialen und psychologischen Faktoren abhängig: Ein schlechtes Betriebsklima, ein mangelhaft aus-

Behaglichkeit

gestatteter Arbeitsplatz oder eine raumlufttechnische Anlage, der sich der Nutzer ausgeliefert fühlt, sind kaum durch erhöhte Luftwechselzahlen oder angenehme Düfte auszugleichen. Einen wichtigen Einfluss auf das Geruchsempfinden hat auch die Luftfeuchtigkeit: Die Luftqualität wird mit zunehmender Luftfeuchte oder Lufttemperatur als schlechter empfunden – Küchen- und Tabakgerüche werden dann allerdings schwächer wahrgenommen. Mit Dezipol (dp) wird die empfundene Qualität der Raumluft beschrieben, so wie sie der Mensch beim Betreten eines Raums wahrnimmt. Der Moment des »Eintretens« wurde deshalb gewählt, weil unser Riechorgan sehr schnell adaptiert. Bei diesem Maß wird auch der Luftvolumenstrom der Lüftung berücksichtigt. 1 dp entspricht der empfundenen Verunreinigung der Raumluft, wenn 36 m3 pro Stunde (bzw. 10 l frische Luft pro Sekunde) durch 1 olf verunreinigt wird: 1 dp =

1 olf 10 l/s

Laut DIN 1946, Teil 2 werden Werte zwischen 0,7 dp und 2,5 dp als angenehm empfunden. Erst in der Zusammenschau von messbarer Luftqualität (CO2-Konzentration), der Intensität der Luftbelastung (olf) und der empfundenen Luftqualität (dp) können Konditionierungskonzepte für eine behagliche Raumluftqualität erarbeitet werden.

Physiologie: Hören

Das Ohr verarbeitet Schallwellen zu Nervenimpulsen, die zum Gehirn geleitet werden. Wir hören Schall einer Frequenz von 16 bis ca. 20 000 Hz. Die Frequenz beschreibt die Höhe eines Tons, die Amplitude die Lautstärke. Die Obergrenze kann mit zunehmendem Alter bis auf 5000 Hz sinken. Wie laut der Mensch ein Geräusch empfindet, hängt von der Frequenz und der Schallintensität ab; Töne mittlerer Frequenz erscheinen dabei lauter als solche niedriger oder hoher Frequenz. Stille ist heutzutage ein seltenes Erlebnis geworden. Ein ständiger Geräuschpegel, erzeugt von Maschinen und Medien, begleitet unser Leben. Als Folge der Verkehrszunahme verdoppelt sich die Lärmbelästigung mittlerweile ungefähr alle zehn Jahre. Dies bleibt für unser sensibles Organ nicht ohne Auswirkungen und zieht unter Umständen sogar unseren Gesamtorganismus in Mitleidenschaft. Denn das Gehör lässt sich als einziger Sinn nicht willentlich »abschalten«. Bekannte stressbedingte Krankheitsbilder wie Konzentrations- und Schlafstörungen sind die Folge. Holz, Metall, Glas – jedes Material hat seinen unverwechselbaren Klang. Diese Tatsache unterstützt unsere Wahrnehmung von Objekten und die Orientierung im Raum. Die Raumakustik gibt Aufschluss über Gestalt und Weite eines Raums sowie Einrichtungsgegenstände und Raumbelegung. Am Widerhall der Schritte erkennen wir oft Material oder Aufbau eines Fußbodens.

Akustische Behaglichkeit

Schall

Akustische Behaglichkeit lässt sich nur schwer definieren, wohingegen sich die akustische Unbehaglichkeit meist ziemlich genau bestimmen lässt. Als akustisch unbehaglich empfinden wir jede Art von Lärm, sowohl permanente wie auch kurz andauernde Geräuschereignisse, die mit einem hohen Schallpegel verbunden sind. Abhängig vom Informationsgehalt eines Geräuschs und der Einstellung gegenüber dem Schallereignis nimmt jeder Mensch Lärm individuell anders wahr. Rockkonzerte beispielsweise mögen für den einen Lärm, für den anderen jedoch ein Klanggenuss sein.

Schall entsteht durch Schwingungen eines Körpers, die sich auf ein anderes Medium (meist Luft) übertragen und kugelförmig ausbreiten. An Hindernissen und Raumbegrenzungen werden die Schallwellen reflektiert, absorbiert, gebeugt oder gebrochen. Der Schalldruckpegel (dB) ist ein logarithmisches Maß zur Beschreibung der Größe eines Schallereignisses und wird zur Bewertung von Räumen herangezogen. Die Unbehaglichkeitsschwelle hängt stark von Art und Herkunft des Geräuschs ab – die Schmerzgrenze liegt je nach Frequenzzusammensetzung zwischen 120 und 140 dB. Ist das Gehör Schalldrücken Raumart

α

Luftschall

Absorptionsgrad

Körperschall

A 1.23

im Bereich der Schmerzschwelle ausgesetzt, sind selbst bei nur kurzer Einwirkzeit bleibende Hörschäden zu erwarten. Schallübertragung

Schall kann über die Luft oder feste Körper weitergeleitet werden (Abb. A 1.23). Die Schallübertragung von Raum zu Raum, durch Wände, Decken und Böden wird besonders dort kritisch, wo verschiedene Nutzer- und Nutzungsbereiche aneinanderstoßen. Für die Schalldämmung entscheidend sind auch die Nebenwege des Schalls an Anschlussstellen, Einbauten, Kabelkanälen und Installationen. Der Körperschall entsteht durch direkten physischen Kontakt bzw. Krafteinwirkung auf ein Material, z. B. durch Schritte, Mobiliarbewegungen oder vibrierende Geräte auf dem Boden. Er wird über das Material auf die Baustruktur übertragen und kann sich so über große Distanzen im Gebäude ausbreiten. Eine Entkoppelung bzw. Schichtung durch elastische Materialien mit geringer dynamischer Steifigkeit, z. B. eine Trittschalldämmung, sorgen hier für Schalldämmung (siehe Dämmstoffe, S. 67f.). Bei der Luftschallübertragung wird eine Fläche durch die wechselnden Luftdrücke der senkrecht auf sie auftreffenden Schallwellen in Schwingung versetzt. Je schwerer und dichter ein Material ist, desto größer ist sein Widerstand gegen Schallübertragung. An harten, glatten Oberflächen bricht sich der Schall und wird reflektiert, sodass ein unangenehmer Nachhall entsteht. Poröse Baustoffe und raue Oberflächen absorbieren den Schall und dämpfen den Nachhall (Abb. A 1.28, S. 40). Mit einer Verdoppelung der Schallabsorption erreicht man eine dreifache Schallpegelminderung (siehe Schallschutz, S. 129f.). Raumakustik

Auch die akustische Behaglichkeit ist von der Raumnutzung abhängig. Für einzelne Raumkategorien werden bewertete Schalldruckpegel angegeben, die sich üblicherweise von ca. 25 dB bis etwa 55 dB(A) bewegen. Räume für konzentriertes Arbeiten und Kommunikation sollten – abhängig von Größe und Belegung – einen Schalldruckpegel von ca. 35 dB(A) einhalten. Schalldruckpegel dB

Nachhallzeit s

Wohn-/ Schlafräume

35 /30

0,5

Krankenhaus: Bettenzimmer, tags /nachts Untersuchungsräume, Hallen Korridore OP-Räume

35 /30 40 40

1 2 3

Auditorien: Rundfunkstudio / Fernsehstudio Theater / Opernhaus Konzertsaal Kino, Hörsaal, Lesesaal Kirche

10 /25 30 /25 25 35 35

1/1,5 1/1,5 2 1 3

Büros, Besprechungsraum Kleiner Büroraum Großraumbüro

35 40 45

1 0,5 0,5

Gaststätten Museen Lesesaal, Klassenraum Turnhallen, Schwimmbäder

40 – 55 40 35 /40 45 /50

1 1,5 1 1,5/2 A 1.24

39

Behaglichkeit

Sichtbarer Bereich -9

10

-6

1

10 Wärmestrahlung

10

Röntgenstrahlung

Infrarot

Ultraviolett

Höhenstrahlung Gammastrahlung

Wellenlänge (nm)

380 nm

4

10

6

10

12

10

15

Mikrowellen Radar, Fernseh-, Radiowellen Telefon Wechselstrom

780 nm -9

1nm = 10 m

A 1.25 für den Menschen sichtbarer Bereich des Lichtspektrums A 1.26 Innenraum Haus Hakama, Kioto (J) 1998, Jun Tamaki A 1.27 Lichteintrag über Decke, Wohnhaus Silvertop: Reiner-Burchill, Los Angeles (USA) 1957, John Lautner A 1.28 Oberlicht und Seitenlicht, Studentenwohnheim, Amsterdam (NL) 1959, Herman Hertzberger A 1.29 Lichteintrag, Lüftung und Ausblick, Wohnhaus Margaret Esherick, Chestnut Hill, Pennsylvania (USA) 1961, Louis Kahn

A 1.25

Die Nachhallzeit T (s) ist die wichtigste Größe zur Charakterisierung der akustischen Eigenschaften eines Raums. Sie gibt die Dauer eines Halls an und wird vom Raumvolumen, von den Schallabsorptionsflächen aller Materialien im Raum sowie der Zahl der Menschen, die sich im Raum aufhalten, beeinflusst. Da eine gute Verständlichkeit der Sprache in Arbeitsräumen besonders wichtig ist, sollte in Büroräumen eine Nachhallzeit von 0,5 s und in Besprechungs- und Vortragsräumen von 0,6 bis 1 s eingehalten werden. Richtwerte für den Schalldruckpegel und die Nachhallzeit für verschiedene Raumnutzungen sind in Abb. A 1.24 (S. 39) angegeben.

Visuelle Behaglichkeit In unserer Kultur nimmt der Gesichtssinn einen hohen Stellenwert ein. Er dient in erster Linie der Orientierung des Menschen in seiner Umwelt. Physiologie: Wirkung von Licht auf den Organismus

Visuelle Wahrnehmung entsteht durch die Abbildung der Umwelt auf der Netzhaut des Auges, wo die Information in elektrische Impulse umgewandelt, zum Sehzentrum im Gehirn geleitet und dort zu Bildern verarbeitet wird. Zudem beeinflusst und kontrolliert das ins Auge eintretende Licht grundlegende Funktionen des Gehirns. Durch die Intensität des ein-

fallenden Lichts ist der Organismus über das Auge an den Hell-Dunkel-Wechsel in der Natur angeschlossen und damit an die 24-StundenRhythmik des Tag- und Nachtwechsels. Wie wichtig das Sonnenlicht für den menschlichen Organismus ist, wird in den Wintermonaten mit kurzen Tagen und langen Nächten deutlich: Der Mangel an Tageslicht führt bei empfindlichen Menschen zur Depression, dem sogenannten Winterblues. Aber auch ein kurzfristiger Tageslichtmangel wirkt auf unsere Körperfunktionen. Wer kennt nicht den rapiden Konzentrationsabfall während eines Vortrags in einem fensterlosen Hörsaal? Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, dass der Mensch dagegen für einen erholsamen Schlaf

A 1.27

A 1.26

40

A 1.28

Behaglichkeit

dunkle Räume braucht und morgens am behutsamsten durch Licht geweckt wird. Der Einfluss des Lichts auf die autonom-vegetativen Funktionen ist von seiner Wellenlänge und der Intensität abhängig. Sonnenlicht kann zwar für den Sehvorgang durch Kunstlicht ersetzt werden, nicht aber in seinem Einfluss auf die Vitalfunktionen, da künstliches Licht fünfbis zwanzigmal schwächer ist als das natürliche Licht an einem Tag mit bedecktem Himmel im Winter. Licht

Die Farbzusammensetzung des Sonnenlichts ändert sich im Tagesverlauf, weil das Licht morgens und abends dichtere Atmosphärenschichten durchwandert, die den Blauanteil stärker absorbieren. Zwischen Sonnenaufgang und -untergang verlaufen die Tagesfarben von Rosa über Orange, Weiß- und Blassblau, bis in der Dämmerung Rosa wiederkehrt. Blaugrünes Licht regt unsere Stoffwechselvorgänge an und fördert Aufmerksamkeit und Aktivität, hohe Rot-Orange-Anteile begünstigen die Entspannung. Tageslicht, möglichst unverfälscht in seinem natürlichen Spektrum, ist also für die Behaglichkeit im Raum unersetzlich. Wir müssen an den wetterbedingten, tages- und jahreszeitlichen Veränderungen teilhaben können. Fassadenöffnungen sollten jedoch nicht nur den Lichteintrag optimieren, sondern auch den Blickkontakt nach außen ermöglichen.

Belichtung und Beleuchtung

Während sich die Menschen in Agrargesellschaften viel im Freien bewegen und in ihren Behausungen vorwiegend Schutz vor den Unbilden des Wetters suchen, halten sie sich in unserer Industrie- und Dienstleistungsgesellschaft hauptsächlich in Innenräumen auf. Damit ist der Anspruch an die Tageslichtversorgung von Räumen und die Lichtführung im Raum enorm gestiegen. Vor allem am Arbeitspatz ist eine visuelle Behaglichkeit von großer Bedeutung. Nur bei angenehmen Lichtbedingungen im Raum ist ein konzentriertes Arbeiten möglich. Für die Nutzung des Tageslichts wie auch für die optimale Beleuchtung mit Kunstlicht benötigt man eine fundierte Lichtplanung. Diese berücksichtigt neben den messbaren physikalischen Lichtgrößen auch die hohe Adaptionsfähigkeit des menschlichen Auges. Es kann Beleuchtungsstärken (Lux=lx) zwischen 0,1 und 100 000 lx wahrnehmen. Deshalb ist es uns beispielsweise möglich, sowohl draußen bei bedecktem Himmel und 10 000 lx wie auch im Innenraum bei 500 lx zu lesen. Die Beleuchtungsstärke E wird definiert durch das Verhältnis der Lichtstärke I einer Lichtquelle zu dem Quadrat des Abstands r (m) zur beleuchteten Fläche und ist abhängig vom Einstrahlwinkel: ε E = I × cos r2

Dabei ist ε der Winkel zwischen den einfallenden Lichtstrahlen und der Senkrechten. Die Beleuchtungsstärke nimmt also mit dem Abstand zur Lichtquelle nicht linear, sondern exponentiell ab. Grundsätzlich unterscheidet man gerichtetes und diffuses Licht. Gerichtetes Licht geht von einer punktförmigen Lichtquelle aus und erzeugt Schatten auf Körpern und strukturierten Oberflächen sowie Reflexe auf spiegelnden Oberflächen. Die Modellierung durch Licht und Schatten ist für die räumliche Wahrnehmung von Objekten und Oberflächenstrukturen sehr wichtig. Das diffuse Licht erhellt ausgehend von großen, leuchtenden Flächen große Raumbereiche und schafft kontrastarme Lichtmilieus. Neben den beiden Lichtgrößen Beleuchtungsstärke und Leuchtdichte (cd/m²), sind die Verteilung der Leuchtdichte und die aus ihr resultierende Blendung, die Lichtrichtung sowie die Lichtfarbe und die Farbwiedergabe wichtige Faktoren für die visuelle Behaglichkeit. Licht können wir nicht sehen, sondern nur die vom Licht bestrahlten Oberflächen. Während die Beleuchtungsstärke lediglich den Lichtstrom angibt, der auf eine bestimmte Fläche trifft, beschreibt die Leuchtdichte das von einer beleuchteten Fläche oder einer Lichtquelle abgestrahlte Licht. Sie bestimmt somit den Helligkeitseindruck, den wir von einer leuchtenden oder angestrahlten Fläche erhalten und steht in direktem Bezug zum Reflexionsgrad des Oberflächenmaterials. Zu hohe Leuchtdichten füh-

A 1.29

41

Behaglichkeit

ren zu einer physiologischen Blendung: Reflektiert eine Fläche zu stark, wird die Adaptionsfähigkeit des menschlichen Auges überfordert und das Sehvermögen beeinträchtigt. Die sogenannte Absolutblendung tritt bei einem Grenzwert von 104 cd/m² ein. Unangenehm sind auch hohe Unterschiede in der Leuchtdichteverteilung im Gesichtsfeld. Starke Kontraste zwischen Gesichtsfeldmitte und -peripherie führen dazu, dass das Auge ständig hell-dunkel adaptieren muss. Der Nutzer ermüdet schnell und seine Konzentrationsfähigkeit lässt rapide nach. Andererseits schaffen zu niedrige Leuchtdichteunterschiede und -kontraste ein wenig anregendes Arbeitsumfeld und haben ähnliche Folgen, denn erst in der Verteilung von Licht und Schatten erscheinen Raum und Objekte dreidimensional und plastisch. Die Aufgabe der Lichtplanung ist es, ein differenziertes Lichtmilieu aus helleren und dunkleren Zonen für verschiedene Sehaufgaben in einem Raum zu schaffen. Sowohl der optimierte Eintrag von Tageslicht in den Raum als auch der gezielte, auf den Sehkomfort abgestimmte Einsatz von Kunstlicht sind die Kriterien für eine effiziente und behagliche Ausleuchtung unserer Umgebung (siehe Licht, S. 46ff.). A 1.30 A 1.31 A 1.32 A 1.33

Rekonstruktion des Farbkreises von Johann Wolfgang von Goethe Einflussfaktoren auf den Menschen in seiner Wohnung Sinnesmensch von D. Langmaak, 1984 Innenraum, Kirche, Soala / Schaal (Rumänien), ca. 14./15. Jh.

A 1.30

42

Farbe

Ohne Licht keine Farbe: »Farben sind eine Erscheinungsform des Lichts, und alle Spektren sind so oder so von der Sonne ausgeborgt«, schreibt Ulrich Conrads in »Architektur: verfar-

bigt« [5]. Der für uns sichtbare Bereich des Lichts liegt im Wellenlängenbereich zwischen 380 und 780 nm. Farbwirkung

Das physiologisch-mechanische Erklärungsmodell Newtons geht davon aus, dass die Lichtwellen, die auf den Körper treffen, abhängig von ihrer Frequenz oder Energiemenge den Organismus unterschiedlich beeinflussen. Demnach hat Licht im Blaubereich eine beruhigende, im Rotbereich eine anregende Wirkung auf den Körper. Entsprechend nehmen wir Farben als warm oder kalt wahr. Im Zusammenspiel mit der Raumtemperatur kommt es dabei zu Überlagerungen der Empfindungen: Versuche haben ergeben, dass rot gestrichene Räume als bis zu 3 °C wärmer empfunden werden, blau gestrichene etwa 2 °C kühler als die tatsächlich gemessene Raumtemperatur. Dem Newton’schen Modell steht Goethes phänomenologische Erklärung gegenüber (Abb. A 1.30). Die psychogene Wirkung der Farbe führt C. G. Jung in seiner Hypothese der »Archetypen« weiter. Demnach kann man Farbcharaktere aus »Ur-Eindrücken« ableiten, die im kollektiven Unterbewusstsein wirken. Der Farbe Rot werden beispielsweise die Urerfahrung Feuer, Blut und Liebe zugesprochen. Mit dem Versuch, Gesetzmäßigkeiten in der psychologischen Wahrnehmung zu ergründen, etabliert sich die Farbpsychologie. Sie beschäftigt sich mit den subjektiven Aspekten der Wahrneh-

A 1.31

Behaglichkeit

mung und konzentriert sich darauf, welche Bedeutung das Wahrgenommene für den Betrachter hat. Dabei berücksichtigt sie nicht nur die gegenständliche Verhaftung von Farbe, sondern auch den Einfluss der Formgebung auf die Farbwirkung: Beispielsweise wirkt ein blaues Quadrat kühler als ein blauer Kreis; dieser wiederum hat mehr Tiefe. Michael Hauskeller hebt hervor, wie wichtig der Kontext ist: »Zwar sind Farben niemals ohne affektiven Wert, doch ist dieser nicht vorgegeben, sondern konstituiert sich erst in der Situation. Farben leuchten auf in der Begegnung mit ihnen, und als so und so begegnende sind sie immer schon bedeutungsvoll, immer schon in Situationen eingebunden, die ihnen Charakter verleihen.« [6] Farbe in der Architektur

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Materialien sind. Aufgetragene Farben dagegen sind kaum planbar – auch nicht in computergenerierten Farbsimulationen –, denn ihre räumliche Wirkung entfaltet sich erst im Zusammenspiel mit Licht und Material im Gebäude selbst. Abhängig von den Lichtverhältnissen und der Lichtfarbe, der Struktur der Oberfläche sowie der Verteilung und der Größenverhältnisse im Zusammenwirken verschiedener Farbflächen wirkt die gleiche Farbe immer anders (siehe Farbwiedergabe, S. 49f.). Der Farbton, den wir wahrnehmen, wird stets durch seinen Kontext definiert und sollte deshalb in jedem Fall durch Probeanstriche vor Ort bemustert werden. Lebendige Farboberflächen entstehen mit durchgefärbtem Putz oder lasierendem Auftrag. Letzterer erhält auch die Grundeigenschaft des Materials. Dem RAL-Farbsystem mit seiner mathematischen Ordnung steht das »Natural Colour System« (NCS) gegenüber, in dem die Farben nach Wahrnehmungskriterien definiert und geordnet werden. Mit ihren sensuellen und suggestiven Qualitäten ist Farbe – so wie Licht, Klang, Geruch und Bewegung – ein flüchtiges Medium. Es ist stark dem Wandel von Moden unterworfen und damit ein Werkzeug, dessen Einsatz sorgfältiger Planung bedarf. Ein stimmiges Farbkonzept kann nur in enger Abstimmung von Farbgestaltern, Lichtplanern, Architekten und Innenarchitekten für das gesamte Gebäude entwickelt werden (siehe Farbwiedergabe, S. 49f.).

klar – n eblig lau t– leis e

Das Ideal des griechischen Tempels als makellos reines und – in der damaligen Auffassung noch – weißes Bauwerk hielt sich bis in das 20. Jahrhundert hinein, obwohl man da schon lange von der kräftigen Farbigkeit dieser Bauwerke wusste. Farben in der Architektur wurden meist mit Geringschätzung bedacht und waren nur im Rahmen einer gedeckten Materialfarbigkeit erwünscht. Mit De Stijl sollten Anfang des 20. Jahrhunderts Architektur und Farbe wieder zueinanderfinden. Henry van de Velde gab den Architekten folgenden Rat: »[...] wenn dich der Wunsch beseelt, diese (elementaren, strengen) Formen und Konstruktionen zu verschönern, so gib dich dem Verlangen nach

Raffinement [...] nur insoweit hin, als du das Recht und das wesentliche Aussehen dieser Formen und Konstruktionen achten und beibehalten kannst!« [7]. Die Frage, ob in der Architektur die gedeckte Farbigkeit der Materialien oder die kräftige eines Farbauftrags dominieren sollte, stellt sich auch Donald Judd: »Bei dem gegenwärtig in Stadt und Land herrschenden Lärm und Chaos ist die nahe liegendste Empfehlung die, Farbe zu vermeiden. Wie man an den grellfarbigen Schildern überall sieht, wird Farbe zu zusätzlichem Müll. Doch ohne Farbe [...] sind die meisten Städte sowieso Müll, je neuer, umso schlimmer.« [8] Die städtebauliche Reizüberflutung wirkt auch auf die Innenräume: Mehr denn je suchen wir in ihnen Ausgleich und Ruhe für unsere überforderten Sinne. Mit Farbe lassen sich Räume verändern. Sie kann, in Harmonie oder Kontrast eingesetzt, eintönige Räume beleben, dunkle aufhellen, geschlossene Räume öffnen, schmale weiten, niedrige Räume erhöhen oder umgekehrt. Als einprägsame Orientierungshilfe unterstützt sie die Wegeführung in Gebäuden besonders an Orten des Übergangs innerhalb des Gebäudes oder zwischen Innen- und Außenraum. Besonders an Auskragungen vor und Laibungen in der Fassade färben Farbflächen das Tageslicht und können so die Atmosphäre im Raum beeinflussen. Farben werden im Planungsprozess früh zum Thema, soweit sie Bestandteil der verwendeten

A 1.32

A 1.33

43

Behaglichkeit

Mehrdimensional mit allen Sinnen »Wenn das Haus nicht dem Menschen, seinem Leib, seiner Seele dient, wozu es dann bauen?«, fragt Hugo Kükelhaus [9]. Die Aufgabe der Architektur ist es, mehrdimensionale Situationen zu schaffen und vielfältige Anregungen zu bieten. Raum in seinen drei Dimensionen können wir jedoch nur in Wechselwirkung aller Sinne wahrnehmen (Abb. A 1.32, S. 43). Wir erleben ihn sehend über die Plastik von Licht und Schatten und das Abschätzen von Entfernungen, Größen und Proportionen, hörend über seinen Nachhall und tastend über Hände und Füße. Material und Oberflächen sollten eine sinnenreiche Präsenz ausstrahlen, von ihrer Herkunft und Herstellung zeugen und in Würde altern können.

Genormte Behaglichkeit Fühlen, tasten, riechen, hören und sehen: Unsere Sinne sind die Fenster zur Welt. Der Mensch bedarf einer ständigen Anregung seiner Sinnesorgane, um sich mit seiner Umwelt auszutauschen und sich die Welt zu erschließen. Franz Xaver Baier nennt Sinnlichkeit ein Bildungsgut: »Es wird gebildet, indem wir uns den Wechselprozessen aussetzen, uns in ihnen umorganisieren lassen und dabei nuancierte Unterschiede wahrnehmen. [...] Die Bandbreite von Sinnlichkeit reicht von tiefen und lang anhaltenden Erfahrungen, die in die Knochen geht, bis zur kurzlebigen nervösen Reizung an der Oberfläche.« [10] Für das Thema Behaglichkeit gibt es keine eigene DIN-Norm. Individuelle Empfindungen können nicht in objektiven, messbaren Kriterien beschrieben werden. Trotzdem finden die Erkenntnisse aus der Wahrnehmungsphysiologie mittlerweile in einigen Normen und Verordnungen ihren Niederschlag, denn der steigende Energieaufwand für die Raumkonditionierung in Gebäuden und ein zunehmend ganzheitlicher Planungsansatz haben das Thema Behaglichkeit wieder in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Aufbauend auf Erfahrungswerten und deren Verifizierung sind in den letzten Jahren einige Ansätze zu Richtlinien und Normen zusammengefasst worden, um die Behaglichkeit in Gebäuden zertifizierbar und bewertbar zu machen.

44

Die DIN 4108 »Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden« vom Juli 2003 beschäftigt sich mit den Mindestanforderungen des Wärmeschutzes, vor allem dem sommerlichen Wärmeschutz, und damit als eine der ersten Normen mit der Behaglichkeit in Bezug auf die Kühlung eines Gebäudes. Seitdem wurde das Raumklima immer differenzierter betrachtet. Im Bereich der Behaglichkeit spielen vor allem die Grenzwerte für eine thermische Behaglichkeit im Raum eine wichtige Rolle. Die DIN ISO 7730 aus dem Jahr 2007 befasst sich mit der Ergonomie der thermischen Umgebung und beschreibt ein Verfahren, anhand dessen eine thermische Unbehaglichkeit vorausgesagt werden kann: Auf der Basis von statistischen Erhebungen und Versuchen kann – abhängig von den jeweiligen Umgebungsbedingungen – ein »Prozentsatz von Unzufriedenen« (PPD=Predicted Percent of Dissatisfied) sowie ein »mittleres Votum« (PMV=Predicted Mean Vote) eingeschätzt werden. Dabei werden subjektive Faktoren wie der Grad der körperlichen Tätigkeit und die Bekleidung einbezogen. In den Umgebungsbedingungen sind die operative Raumtemperatur, Strahlungsasymmetrien der Umschließungsflächen, Zugluft und vertikale Temperaturgradienten berücksichtigt. In der DIN EN 15251 aus dem Jahr 2007 rückt die Behaglichkeit noch weiter in den Vordergrund. Diese Norm stellt Kriterien für das Innenklima in einen Zusammenhang mit dem Entwurf und dem Betrieb eines Gebäudes. Das Innenraumklima wird sowohl für den errechneten Energiebedarf als auch für die Langzeitbewertung mit den Energieeffizienzrichtlinien in Verbindung gesetzt. Neu ist, dass Räume in »nicht aktiv gekühlte« und »mechanisch gekühlte« Räume unterschieden werden. Diese Norm erleichtert Energieeinsparungen, indem sie Räumen, die nicht durch ein aktives Kühlsystem temperiert werden, einen Spielraum einräumt, innerhalb dessen die Raumtemperatur die Richtwerte übersteigen darf. Voraussetzung dafür ist, dass die Abweichung von der operativen Auslegungstemperatur innerhalb eines Tages einen angegebenen Bereich nicht überschreitet und dem Nutzer eine angemessene Zeitspanne zur Verfügung steht, in der er sich an die Tempera-

turveränderung anpassen kann. Am Rand behandelt diese Norm auch Faktoren wie Belichtung und Schadstoffemissionen. Durch die Kategorisierung der einzelnen Bauten und deren Nutzer wird die DIN EN 15251 für den Planer ein wichtiges Werkzeug in der Konzeptphase (siehe Nutzeradaptivität und Komfort in Gebäuden nach DIN EN 15251, S. 82ff. und Verordnungen und Zertifizierung, S. 106f.).

Behaglichkeit planen Auch wenn die Anforderungen an ein behagliches Raumklima langsam Einzug in Richtlinien und Normen halten, bleibt die wichtigste Aufgabe bei den Architekten: vernetzt denken, interdisziplinär arbeiten. Frederic Vester, Vordenker des »vernetzten Denkens«, forderte schon in den 1980er-Jahren den Wechsel vom technokratischen zum kybernetischen Zeitalter. Er vergleicht diese Denk- und Arbeitsweise mit dem Zusammenspiel einer Jazzband. Sie ist »letzten Endes nichts anders als der Zusammenklang von unzähligen Assoziationsmustern, von deren Wechselwirkungen, Resonanzen, Überlagerungen, die eben etwas völlig anders entstehen lassen, als es auch der begabteste Einzelne hervorbringen könnte.« [11] Der Entwurfsprozess kann heute nicht mehr linear, in der Abfolge einzelner Phasen verlaufen, sondern muss gleichzeitig in einem komplexen Gewebe verschiedener Ansprüche und Lösungsmöglichkeiten und ihrer gegenseitigen Abhängigkeiten, im ständigen Wechsel von Maßstab und Detailtiefe maßgeschneiderte Konzepte entwickeln. Statt einzelne Aspekte isoliert zu optimieren, müssen Architekten wie Fachplaner immer das Verhältnis der einzelnen Teile zum übergeordneten Ganzen im Auge behalten. Im komplexen Zusammenspiel aus Lichtführung, Materialwahl, Orientierung und Zonierung von Räumen und Funktionen, Standort, Potenzialen des Orts, Energiebedarf, Möglichkeiten einer regenerativen Energieversorgung, Orientierung und Zonierung von Räumen und Funktionen, Lichtführung, Materialwahl und Raumkonditionierungssystemen sollte ein Gebäude entstehen, das als das Ganze mehr ist als nur die Summe seiner Teile (Abb. A 1.31, S. 42).

Behaglichkeit

Anmerkungen: [1] zit. in Ching, Francis D. K.: Bildlexikon der Architektur. Frankfurt am Main/New York 1996, S. 8 [2] Sant’Elia, Antonio; Marinetti, Filippo Tommaso: Futuristische Architektur. In: Conrads, Ulrich: Programme und Manifeste zur Architektur des 20. Jahrhunderts. Braunschweig/Wiesbaden 1981, S. 32 [3] Le Corbusier: Ausblick auf eine Architektur. In: Conrads, Ulrich: Programme und Manifeste zur Architektur des 20. Jahrhunderts. Braunschweig/Wiesbaden, 1981, S. 20 [4] Aicher, Otl: Intelligentes Bauen. In: Philipp Oswalt (Hrsg.): Wohltemperierte Architektur. Neue Techniken des energiesparenden Bauens. Heidelberg 1995, S. 101 [5] Conrads, Ulrich: Architektur verfarbigt. In: Daidalos 51, 1994: In Farbe, S. 116 [6] Hauskeller, Michael: Die Farbe als Gegenstand der Psychologie. In: Daidalos 51, 1994, S. 103 –106 [7] zit. in Conrads, Ulrich: Architektur verfarbigt. In: Daidalos 51, 1994, S. 119 [8] Judd, Donald: Einige Aspekte von Farbe im allgemeinen und von Rot und Schwarz im besonderen. In: Daidalos 51, 1994, S. 47 [9] König, Holger: Wege zum gesunden Bauen. Staufen 1998, S. 9 [10] Baier, Franz Xaver: Das Haus der Sinnlichkeit. In: der Architekt, 7/2001, S. 17f. [11] Vester, Frederic: Denken, Lernen, Vergessen. Stuttgart 1975

A 1.34 Homo ad circulum, 1521, Cesare Cesariano A 1.34

45

Licht Philipp Dreher, Christoph Matthias, Katrin Rohr

A 2.1

»Ich empfinde Licht als den Spender aller Gegenwart, und alles Material lebt durch das Licht. Was durch Licht entsteht, wirft einen Schatten, und der Schatten gehört zum Licht – eine Atmosphäre der Inspiration, in der das Verlangen, zu sein und sich auszudrücken, sich mit dem verquickt, was möglich ist.« Louis I. Kahn Die Welt wird vom Menschen über das Licht wahrgenommen, zumindest der Teil von ihr, den wir als Bilder in uns tragen, denn ohne Licht keine Bilder. Erst Licht macht Räume für uns lesbar. Jegliche visuelle Auseinandersetzung mit Raum ist also ohne Licht nicht möglich. Die natürliche Lichtatmosphäre ist einem permanenten Wandel unterworfen. Der Rhythmus von Tages- und Jahreszeiten wird arrhythmisch und zufällig überlagert vom Wettergeschehen und bringt immer neue und veränderte Lichtstimmungen hervor.

Wohlbefinden aus (siehe visuelle Behaglichkeit, S. 40ff.). Die Art und Qualität der natürlichen Belichtung hat auch einen großen Einfluss auf die Behaglichkeit in Räumen. Die wichtigsten Größen im Zusammenhang mit der visuellen Behaglichkeit sind Beleuchtungsstärke, Leuchtdichteverteilung, Blendung, Farbwiedergabe und Außenbezug. Geforderte Beleuchtungsstärkeniveaus beziehen sich zunächst auf Kunstlichtanlagen, für die es normhinterlegte Mindestanforderungen gibt. Natürliches Tageslicht steht in der Regel tagsüber in einer Größenordnung zur Verfügung, die weit über die für Kunstlicht geforderten Werte hinausgeht. Bei der Tageslichtplanung kommt es daher nicht allein auf die Quantität, sondern vielmehr auf die Qualität der natürlichen Belichtung an. Diese ist abhängig vom Verlauf und der Verteilung des Tageslichts im Raum (Tageslichtquotient), der Blendungsbegrenzung (ausgewogene Leuchtdichtekontraste), dem Sonnenschutz (Abminderungsfaktor) und dem Bezug nach außen.

Grundlagen der Lichtplanung Nutzung von Tageslicht

N NW

NO

Juni Juli /Mai August /April

A 2.1 A22 A 2.3 A 2.4 A 2.5 A 2.6 A 2.7

The weather project, Tate Modern (Turbinenhalle), London (UK) 2008, Olafur Eliasson Sonnenstandsdiagramm für 51° nördliche Breite (jeweils am 21. des Monats) Außenbeleuchtungsstärken (lx) bei bedecktem Himmel für Innsbruck Lichtlenkung durch ein Lichtschwert im Innenraum Duplex-Lamellen, gelocht und beschichtet Microraster Lichtschwert

18

0 200 0 600

16

100

00

März

10

9.00

15.00 12.00

180

0

0 160

00

8

Oktober/ Februar November/ Januar Dezember

6

SW

00

00 140 0 0 160 00 180

12

O

120

0 800 0 400

SO 4 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

S A 2.2

46

20

14 6.00

18.00

W September/

Das natürliche Tageslicht ist von seiner Qualität jeder künstlichen Lichtquelle überlegen. Das Erleben der tages- und jahreszeitlichen Dynamik des natürlichen Lichts trägt zum Wohlbefinden bei und liefert wertvolle Informationen über die Außenwelt. Grundsätzliches Ziel von Gebäude- und Innenraumplanung sollte daher eine hohe Tageslichtautonomie sein Uhrzeit (MEZ)

Eine uneingeschränkte visuelle Wahrnehmung ist eine der wichtigsten Voraussetzungen, um die täglich dargebotene Informationsflut verarbeiten zu können, denn das Gehirn erhält nahezu 90 % aller Informationen über das Sehen. Eine gute Tageslichtplanung unterstützt den Wahrnehmungsprozess und wirkt sich damit positiv auf die Leistungsfähigkeit und das

Tag im Jahr A 2.3

Licht

(s. u. Tageslichtquotient). Das Tageslicht besitzt einen gerichteten und einen ungerichteten (diffusen) Anteil, deren Verhältnis je nach Standort beträchtlich voneinander abweicht. Tageslicht wird transmittiert, absorbiert, reflektiert und gebrochen. Prinzipiell gilt, dass diffuse Strahlung zu einer gleichmäßigeren Ausleuchtung von Räumen führt. Gerichtete Strahlung dagegen kann über zusätzliche bauliche Elemente weit in den Raum gelenkt werden. Ein wichtiger Kennwert für die quantitative Bewertung des Tageslichts ist der Tageslichtquotient. Wenn von Tageslicht in Innenräumen gesprochen wird, ist damit immer das diffuse Tageslicht gemeint und nicht die direkte Sonnenstrahlung. Es wird also davon ausgegangen, dass an einem klaren, sonnigen Tag eine Sonnenschutzmaßnahme vorhanden ist. »Die Fenster sind dazu da wenig, viel oder gar kein Licht hereinzulassen und um hinauszublicken.« Dieses Postulat von Le Corbusier aus seiner Publikation »Vers une Architecture« von 1923 beinhaltet bereits die wichtigsten Bewertungskriterien für eine Fensteröffnung. Nach heutigen Ansprüchen würden noch die natürliche Lüftung und die Blendungsbegrenzung hinzukommen. Diese scheinbar banale Definition von Le Corbusier impliziert in Wahrheit eine ganze Palette an komplexen Fragestellungen, wenn es darum geht, die Funktionen eines Fensters zu beschreiben. Bereits die Regulierung der Lichteinfallsmenge und des Ausblicks sind zwei im Konflikt stehende Kriterien. Bei modernen Fenstern kommen zusätzlich noch die Anforderung des Wärmeschutzes aus Gründen der Einsparung von Heizenergie dazu sowie die Blendungsbegrenzung, um gute Verhältnisse für Bildschirmarbeitsplätze zu gewährleisten. Eine weitere Komponente stellt der sommerliche Wärmeschutz dar, demgegenüber wiederum der Wunsch steht, viel Tageslicht in den Innenraum eindringen zu lassen und im Winter bewusst solare Wärmegewinne zuzulassen (siehe Solarstrahlung, S. 100f.). Der durch die Nutzung von Tageslicht verringerte Kunstlichtbedarf bewirkt sowohl eine Reduktion des Stromverbrauchs als auch der internen Wärmelasten, da bei gleicher Leistung durch Kunstlicht mehr Wärme erzeugt wird als durch Tageslicht. Ein hoher Anteil an verglasten Flächen schwächt allerdings den winterlichen Wärmeschutz der Gebäudehüllen, da sie im Gegensatz zu opaken Wänden in der Regel eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzen. Deshalb gilt es, die Belichtung unter Beachtung des sommerlichen sowie des winterlichen Wärmeschutzes zu optimieren. Dabei muss zwischen dem Energieaufwand für die Abführung der entstehenden Wärmelasten durch den Tageslichteintrag und der Reduzierung des Energiebedarfs durch die verringerte Nutzungszeit von Kunstlicht abgewägt werden. Tageslichtquotient Der Tageslichtquotient TQ (%) ist eine Größe zur Beurteilung der natürlichen Tageslichtver-

sorgung in Innenräumen. Er ist eine raumspezifische Konstante, d. h. er ist durch die Anordnung, Größe und Anzahl der Fenster bestimmt. Er setzt sich zusammen aus dem Verhältnis der Beleuchtungsstärke im Innenraum und der Stärke der Außenbeleuchtung unter freiem, bedecktem Himmel. Dabei wird von einem normierten bedeckten Himmel nach Vorgaben der Internationalen Beleuchtungskommission CIE ausgegangen. Die direkten Anteile des Sonnenlichts bleiben dabei unberücksichtigt. Durch den Tageslichtquotienten kann der Umfang an Tageslichtautonomie für einen bestimmten Punkt im Gebäude mit speziellen Anforderungen an die Beleuchtungsstärke, wie etwa Arbeitsplätze in Büros, bestimmt werden. Der Wert für die Tageslichtautonomie beschreibt in Prozent den Anteil an einem typischen Nutzungszeitraum, in dem die Beleuchtungsanforderung ausschließlich über Tageslicht sichergestellt ist. Seine Anwendung findet der Tageslichtquotient fast ausschließlich bei Bürogebäuden. Er bezieht sich dann immer auf die Nutzungszeit wochentags von 8 bis 18 Uhr. Arbeitsbereiche in Bürogebäuden sollten im Mittel einen Tageslichtquotienten von 3 % besitzen. Dies ergibt etwa 50 % Tageslichtautonomie für die Büroarbeitsplätze. Geometrische Optimierung Eine genaue Untersuchung des Standorts mit Sonnenverlaufsanalyse und Verschattung durch angrenzende Bebauung und Vegetation stellt für die Gebäudeplanung einen wichtigen Punkt dar, da das natürliche Licht aufgrund des Sonnenverlaufs sowohl im Tages- als auch im Jahresgang eine dynamische Größe ist (Abb. A 2.2 und A 2.3). Die wesentlichen Einflussgrößen für die geometrische Tageslichtoptimierung eines Gebäudes sind der Baukörper, der Raum und die Verglasung. Tageslichtsysteme Die Lichtmenge ist in Fensternähe in der Regel sehr hoch und fällt dann mit zunehmender Raumtiefe stark ab. Bedingt durch diesen ungünstigen Tageslichtverlauf werden typischerweise Arbeitsplätze in Fensternähe angeordnet und Nebenbereiche und Verkehrswege in den tieferen Raumzonen (Abb. A 2.4). Dies stellt eine Beschränkung der Raumnutzung dar, obwohl die Menge des einfallenden Tageslichts auch für andere Aufteilungen ausreichen würde, wenn das vorhandene Licht besser verteilt würde. Mithilfe von Tageslichtsystemen lässt sich das Tageslicht gezielt so lenken, dass es vom unmittelbaren Fensterbereich, wo es in großen Mengen vorhanden ist, auch in die Raumtiefe fällt (Abb. A 2.5 bis A 2.7 und A 2.8 bis A 2.11, S. 48). Die tatsächliche, physikalisch messbare und die subjektiv empfundene Leistungsfähigkeit von Tageslichtsystemen kann sehr weit auseinanderliegen. Wenn der Nutzer jedoch die ihm gebotene Umgebung als unangenehm oder ablenkend empfindet (etwa wegen Stellmotorgeräuschen, unvermittelten Schaltvorgängen

A 2.4

A 2.5

A 2.6

A 2.7

47

Licht

Tageslichtsysteme

statische Systeme

nachführbare Systeme

Lichtstreuung

lichtstreuende Gläser HOE

Lichtlenkung

Prismenplatte fest stehende Lamellen Light Shelves lichtlenkende Gläser HOE

drehbare Lichtlenklamellen

Lichttransport

Lightpipes Glasfaser

Heliostate

wegfahrbare Systeme

schaltbare Gläser photochrom thermochrom gasochrom

raffbare Lichtlenklamellen

A 2.8

oder durch ständiges Öffnen und Schließen), dann ist es wahrscheinlich, dass er sie ablehnt oder durch eigene Eingriffe zu ändern versucht. Trotz des Gewinns an Tageslicht wird vom Nutzer häufig die eingeschränkte Durchsicht als unbefriedigend angesehen. Auswahlkriterien Da sich die Systeme bezüglich Investitionsund Wartungskosten sowie spezifischer Leistungsmerkmale deutlich voneinander unterscheiden, ist es bei der Auswahl wichtig, folgende Kriterien abzuwägen:

A 2.9

nach innen (Abstrahlung und Konvektion). Der in der Praxis auftretende g-Wert ist keine produktspezifische Konstante, da er von veränderlichen Randbedingungen abhängig ist. Er gilt für annähernd senkrecht auf die Fassade eintreffende Strahlung und setzt sich aus drei Komponenten zusammen: direkte Strahlungstransmission nach innen, sekundäre Wärmeabgabe nach innen durch Konvektion und sekundäre Wärmeabgabe nach innen durch Wärmestrahlung.

Einstellung des Sonnenschutzes oft nicht den sich im Tagesverlauf ändernden Bedingungen angepasst wird, was wiederum energetisch nicht sinnvoll ist. Nutzereingriff Erfahrungsgemäß erwartet jeder Nutzer, dass man durch eine Öffnung hindurch einen Bezug zur Außenwelt herstellen kann. Inwieweit eine Einschränkung dieser Durchsicht zulässig bzw. vertretbar ist, hängt in starkem Maße von wahrnehmungspsychologischen Aspekten ab. Vieles spricht dafür, dass man durchaus Kompromisse in Kauf nehmen kann, solange ein Teil der Fassade frei von Verschattungs- oder Lichtlenksystemen bleibt. Untersuchungen haben gezeigt, dass neu installierte, aufwendige Tageslichtsysteme von den Nutzern besser angenommen werden, wenn es eine Möglichkeit zum aktiven Eingreifen gibt, dem Nutzer also gestattet wird, durch manuelle oder elektrische Verstellmechanismen Änderungen am System vorzunehmen. Hierin liegt aber auch eine Gefahr, denn Eingriffe durch den Nutzer sind nicht zwingend auch im Sinn der ursprünglichen Planung. Manuell verstellbare Systeme sind im Allgemeinen weniger effektiv, da die vom Nutzer gewählten Einstellungen nicht unbedingt die energetisch vorteilhaftesten sind. Sie werden häufig von subjektiven Kriterien wie Blendung oder Ausblick bestimmt und bleiben oft auch nach Verlassen des Arbeitsplatzes so bestehen.

Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) Der g-Wert ist eine physikalisch messbare Größe, die angibt, welcher Prozentsatz der eingestrahlten solaren Energie im Innenraum ankommt. Der Gesamtenergiedurchlassgrad bezieht sich auf ein genormtes Globalspektrum im Wellenlängenbereich von 300 bis 2500 nm. Er ist die Summe aus direkter Strahlungsenergietransmission und sekundärer Wärmeabgabe

Sonnenschutz Ziel des Sonnenschutzes ist es, Strahlungsintensitäten zu reduzieren. Dabei nimmt aber auch die Tageslichtmenge im Raum ab. Um ihre volle Wirkung zu erzielen, müssen Sonnenschutzsysteme ganz geschlossen werden, was zu einer Verdunkelung des Raums führt. Da sie erfahrungsgemäß gerade wegen der Verdunkelung und der verhinderten Aussicht nicht ganz geschlossen werden, erreichen sie in der Praxis selten die messtechnisch ermittelten Werte. So kann es trotz sorgfältiger Planung zu einer Überhitzung im Gebäude kommen. Durchsicht und Sonnenschutz sind zwei einander widersprechende Ansprüche. Einen Weg aus diesem Dilemma stellt die Möglichkeit dar, den Sonnenschutz wegzufahren. Damit überlässt man dem Nutzer die Entscheidung, welcher Anspruch gerade für ihn Vorrang hat. Studien haben ergeben, dass eine selbst gewählte

a

b

a

b

c

d

c

d

e

f

g

h

• • • • • •

Durchsicht Lichteintrittswinkel Raumtiefenausleuchtung Blendfreiheit eventuelle thermische Probleme Reaktion auf Veränderung des Einstrahlwinkels • Möglichkeiten zum Eingriff durch den Nutzer und Bedienungsfreundlichkeit

A 2.10

48

A 2.11

Licht

A 2.8

lichttechnische Grundgrößen

Einheit

Formelzeichen

Erklärung

Lichtstrom

Lumen (lm)

φ

gesamte, von der Lichtquelle abgestrahlte Lichtleistung

Lichtstärke

Candela (cd)

Ι=

Beleuchtungsstärke

Lux (lx)

Die Lichtstärke Ι bewertet das Licht, das in einer bestimmten Richtung ausgestrahlt wird. Sie ist vom Lichtstrom φ in dieser Richtung und vom bestrahlten Raumwinkel abhängig.

φ Ω

E=

A 2.10 ΙΩφ A 2.11

Die Beleuchtungsstärke E erfasst den Lichtstrom φ, der auf eine bestimmte Fläche A fällt.

φ A

A 2.9

1 Lumen 1 Lux 1qm

L=

φ A ∙ cos ε

Die Leuchtdichte ist die Lichtstärke pro Flächeneinheit. Die Leuchtdichte L einer beleuchteten Fläche ist das Maß für den wahrgenommenen Helligkeitseindruck.

gesehene Fläche e ch flä

Candela pro m2 (cd/m2)

ht uc Le

Leuchtdichte

A 2.12 A 2.13 A 2.14

Lichtstärke

Tageslicht Anwendung, Designcenter Linz (A), Herzog & Partner systematische Darstellung von Systemen zur Tageslichtlenkung schematische Darstellung von Lichtlenksystemen a Light Shelves b holographisch-optische Elemente c, d einachsig verstellbare Lamellen schematische Darstellung von lichtlenkenden Verglasungselementen a raffbare Jalousien b Lichtlenklamellen c Spiegelprofile d Laser-Cut-Panels e, f lichtstreuende Gläser g, h elektrochrome Verglasung lichttechnische Grundgrößen Kennwerte der Beleuchtungstechnik relative Hellempfindlichkeit für Tagessehen

A 2.12 Lichttechnische Grundgrößen

Lichtstrahlung ist ein Teilbereich elektromagnetischer Wellen, der nach Eintritt in das Auge eine Hell- oder Farbempfindung hervorruft. Im Wellenbereich zwischen 380 und 780 nm ist Strahlung für das menschliche Auge wahrnehmbar. Nachfolgend sind einige der wichtigsten lichttechnischen Grundgrößen aufgeführt (Abb. A 2.12 und A 2.13). Lichtstrom Der Lichtstrom bezeichnet die gesamte von einer Lichtquelle in alle Richtungen abgestrahlte Lichtleistung. Er wird in Lumen (lm) angegeben. Lichtstärke Die Lichtstärke bewertet das Licht, das in einer bestimmten Richtung abgestrahlt wird. Sie setzt sich zusammen aus dem Lichtstrom und dem zugeordneten Raumwinkel und wird in Candela (cd) angegeben. Beleuchtungsstärke Die Beleuchtungsstärke erfasst den Lichtstrom, der auf eine definierte Fläche fällt. Sie wird in Lux (lx) angegeben. Für die Planung von normgerechten Beleuchtungsstärkeniveaus ist sie die ausschlaggebende Größe. Leuchtdichte Die Leuchtdichte beschreibt den Helligkeitseindruck, unter dem eine Lichtquelle oder leucht-

ende Fläche wahrgenommen wird. Sie ist ein flächenbezogener Quotient der Lichtstärke und wird in Candela/m² (cd/m²) angegeben. Blendung Bei zu hoher Leuchtdichte (>104 cd/m²) entsteht eine absolute Blendung des Menschen. Relative Blendung wird durch zu hohe Leuchtdichteunterschiede verursacht. Bei der Planung der Belichtung ist daher auf ein angenehmes Kontrastverhältnis zu achten (siehe Visuelle Behaglichkeit, S. 40ff.). Farbwiedergabe Der Mensch hat sich physisch und psychisch im Lauf der Evolution an das natürliche Sonnenlicht angepasst. Tagesrhythmus und auch Organfunktionen folgen dem sich über den Tag verändernden Lichtspektrum der Sonne, weshalb für die meisten Tätigkeiten die dominierende Lichtfarbe im natürlichen Bereich gehalten werden sollte (Abb. A 2.14). Deshalb empfiehlt es sich, auch durch die Verglasung das Frequenzmuster des Lichts nur wenig zu ändern (siehe Visuelle Behaglichkeit, S. 40ff.). Beim Durchdringen einer Glasscheibe verändert sich das Spektrum des Lichts jedoch. Der Farbwiedergabeindex (Ra) gibt an, wie natürlich Farben danach noch wiedergegeben werden. Als Bezugsgröße dient das Tageslicht oder eine Kunstlichtquelle mit tageslichtähnlichem Spektrum. Eine herkömmliche Isolierglasscheibe hat einen guten Farbwiedergabeindex von über 90 1,0

Deckenreflexion

Wandreflexion 0,5 Lichtstrom (φ) Leuchtdichte (L)

Lichtstärke (Ι)

380

vertikale Beleuchtungsstärke

780

0,0 400

Bodenreflexion

horizontale Beleuchtungsstärke

500

600

700

UV

Licht

Solarien Lichtpauslampen Schwarzlichtlampen

Hochdrucklampen: Glühlampen Halogenglühlampen QuecksilberdampfLeuchtstofflampen LeuchtstofflampenHalogen- Metalldampf-

(nm) IR Heizstrahler (Grill)

Natriumdampf-Niederdrucklampen

A 2.13

(siehe Abb. A 2.32, S. 54). Sonnenschutzgläser mit metallischer Bedampfung haben in der Regel eine deutlich schlechtere Farbwiedergabe, da sie, um energetisch wirkungsvoll zu sein, neben langwelliger Wärmestrahlung auch einen Teil des sichtbaren Lichts reflektieren. Auszug aus der Arbeitsstättenverordnung Nach der neuen Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) müssen Arbeitsstätten »möglichst ausreichend Tageslicht erhalten und mit Einrichtungen für eine der Sicherheit und dem Gesundheitsschutz der Beschäftigten angemessenen künstlichen Beleuchtung ausgestattet sein«. Damit existiert das Tageslicht in der Arbeitsstättenverordnung nicht mehr nur als Sichtverbindung nach außen, sondern als Beleuchtung. Außerdem wird der Nutzung des Tageslichts als Beleuchtung höhere Bedeutung beigemessen als künstlicher Beleuchtung. Zudem schreibt die Arbeitsstättenverordnung die Möglichkeit einer Abschirmung gegen übermäßige Sonneneinstrahlung vor. Geregelt werden außerdem die Sichtverbindung nach außen in Bezug auf die Beschaffenheit, Lage und Abmessungen von Fenstern sowie die Gesamtfläche der Sichtverbindung. Bezüglich der ausreichenden Tageslichtversorgung liegen bisher aber weder eine konkrete Definition noch ausreichende Erklärungen vor. Zu einzelnen Vorschriften gibt es sogenannte Arbeitsstättenrichtlinien (ASR), die genauere Definitionen und Auslegungen unbestimmter Rechtsbegriffe enthalten. Die ASR 7/1 definiert die Sichtverbindung nach außen als »Ausblick aus dem jeweiligen Raum ins Freie«. Allerdings liegen bisher weder eine konkrete Definition noch ausreichende Erklärungen dazu vor. Daher ist es für den Planer nicht klar, ob z. B. der Ausblick zu einem Lichthof mit kleinen Abmessungen oder zu einem Atrium die Bedingungen einer ausreichenden Sichtverbindung erfüllt. Die ASR 7/1 regelt zwar die Gesamtfläche der Sichtverbindung nach außen und damit die Mindestfläche der Fenster. Allerdings berücksichtigen diese Angaben weder eine eventuelle Verbauung noch andere lichtmindernde Einflüsse (z. B. durch Tageslichtsystem, Verglasung, Verschmutzung). Aus diesem Grund sind

A 2.14

49

Licht

eine ausreichende Helligkeit und eine ausreichende Versorgung der Arbeitsstätten mit Tageslicht bei Mindestfenstergrößen nach ASR 7/1 nicht immer möglich.

Lichtplanung

A 2.15a–c A 2.16 A 2.17 A 2.18 A 2.19 A 2.20 A 2.21

St. Anna Apothekte, München (D) 2003, Huber Rössler, Lichtplanung: Lichtlauf additive Farbmischung additive Farbmischung subtraktive Farbmischung additive Farbmischung, mehrere farbige Lichter weißes Grundlicht und farbiges Direktlicht farbiges Grundlicht und weißes Direktlicht

Unsere Tageslichterfahrungen und die sich verändernden natürlichen Lichtatmosphären werden von uns unterbewusst mit Emotionen verknüpft und abgespeichert. So stellt sich beim Anblick eines Lagerfeuers sofort ein behagliches, warmes und letztlich positives Gefühl ein, während die Lichtstimmung eines diesigen Tags mit Nieselregen als unangenehm und unbehaglich empfunden wird. Das Licht hat also, ähnlich übrigens wie Töne und Gerüche, die Eigenschaft, uns sehr direkt emotional zu prägen. Die spezielle Laborsituation, die im Theater durch das Bühnenlicht entsteht, führt uns diese Eigenschaft immer wieder deutlich vor Augen. Ohne jegliche Veränderung des Bühnenbilds werden hier nur mit Licht völlig unterschiedliche emotionale Räume geschaffen. Deutlicher kann es nicht gezeigt werden: Ohne Licht kein Raum. Erst mit der Entwicklung der künstlichen Lichtquellen entstand die Möglichkeit, das Licht und die damit verbundene Raumwirkung zu planen. Quantitative und qualitative Lichtplanung

Zu Beginn der Entwicklung der elektrischen Beleuchtung war man froh, endlich über genügend Helligkeit zu verfügen. Man versuchte, Beleuchtungsanlagen so zu planen, dass der Raum möglichst gleichmäßig und ausreichend hell ausgeleuchtet wurde. Geeignete Beleuchtungsstärken und Beleuchtungsqualitäten wie Farbwiedergabewerte, aber auch Blendungsbegrenzungswinkel wurden vor allem für Arbeitsstätten intensiv untersucht und in Form von Richtlinien und Normen zur Grundlage der quantitativen Lichtplanung. Diese Bestimmungen bilden bis heute eine wertvolle Basis jeder Architekturlichtplanung und sind in der DIN EN 12 464 »Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten« festgelegt. Die quantitative Lichtplanung greift jedoch zu kurz, was Raumwirkung, Behaglichkeit oder Lesbarkeit von Raumfunktionen betrifft (siehe Visuelle Behaglichkeit, S. 40ff.). Als einer der Ersten erkannte dies der amerikanische Lichtplaner Richard Kelly bereits Mitte des 20. Jahrhunderts. Er empfahl, dass sich eine gute Lichtplanung sowohl an dem für die Sehaufgabe nötigen Lichtbedarf orientieren soll als auch an dem zur Wahrnehmung und Interpretation des Umfelds nötigen. In der Architekturbeleuchtung sollte die Wirkung des Bauwerks mit den Bedürfnissen des Menschen verbunden werden. Kelly führte drei Elemente ein, die jedem guten Lichtkonzept zugrunde liegen: das weiche Allgemeinlicht (»ambient luminescence«), das gerichtete, fokussierte Licht (»focal glow«) und das »play of brillants« genannte Spitzlicht.

a

b

c

50

A 2.15

Die Leuchten wurden in diesem Zusammenhang immer mehr zu spezialisierten Lichtwerkzeugen, die einem dieser drei Bereiche zuzuordnen sind. Eine gute qualitative Lichtplanung bezieht neben den selbstverständlichen technischen Aspekten also vor allem auch wahrnehmungspsychologische Erkenntnisse mit ein. Es geht um Bilder. Ähnlich wie ein Fotograf »malt« der Planer mit Licht das Nachtbild eines Raums, Gebäudes, Stadtgefüges oder der Landschaft. Er plant zunächst das Licht, erst dann die Leuchten. Gute Lichtplanung unterstreicht sowohl die funktionale als auch die emotionale Bedeutung des Raums und macht ihn lesbar. Darüber hinaus führt sie gerade aufgrund der differenzierten Betrachtungsweise unterschiedlicher Raumfunktionen auch zu wirtschaftlich effizienten Lösungen (siehe Verbraucherkategorisierungen, S. 187). Material und Licht

Das Licht wird nur sichtbar, wenn es direkt auf die Netzhaut trifft. Dies bedeutet, dass wir fast ausschließlich Licht wahrnehmen, das die Oberflächen eines Raums reflektieren. Die Beschaffenheit dieser Flächen bestimmt also die Lichtatmosphäre eines Orts. Helle, matte Flächen geben das Licht anders an den Raum ab als dunkel, hochglänzende (siehe Boden- und Wandbeläge, S. 70ff.). Dies klingt zunächst banal, ist aber eine der ersten wichtigen Grundlagen für eine durchdachte Lichtplanung. Erst wenn die Beschaffenheit der Raumflächen (Fenstergröße, Bodenbelag, Wandund Deckenflächen, evtl. sogar schon Elemente der Raumausstattung) bestimmt ist, kann die Festlegung von Leuchtenpositionen, Ausstrahlwinkeln, Farbfiltern oder Streuscheiben beginnen (siehe Leuchten, S. 57f.). Hier liegt in der Praxis eine der größten Schwierigkeiten für die Lichtplanung: Bei einem Großteil der Bauvorhaben sind oftmals genau diese wichtigen Parameter für die Lichtgestaltung noch nicht bekannt, wenn bereits Leuchteneinbaupositionen im Rohbau festgelegt werden müssen. Umso wünschenswerter wäre es, dass Lichtplaner schon in frühen Phasen der Projektplanung beratend hinzugezogen werden, um ungünstige, im Nachhinein irreversible Situationen zu vermeiden. Licht und Farbe

Einen besonders herausragenden Einfluss auf die Lichtatmosphäre hat natürlich die Farbe (siehe Farbe, S. 42f.). Die Farbigkeit von Raumflächen wirkt nicht nur direkt im Licht, sondern auch, ein wenig subtiler, über die Reflexion von farbigem Licht. Dieses farbige Streulicht beeinflusst wiederum die Farbigkeit anderer Raumflächen. Je genauer diese Faktoren im Vorfeld untersucht werden können, desto planbarer wird das Ergebnis. Das zeigt das Beispiel der St. Anna Apotheke in München. Diese wurde in einem Altbau der Münchner Innenstadt geplant (Abb. A 2.15). Das innenarchitektonische Konzept sah eine raumhohe Regalwand in hochglänzend roter Lackie-

Licht

A 2.16

A 2.17

rung vor, alle weiteren Wand- und Bodenflächen wurden in Mattweiß ausgeführt. Die Schaufensterflächen in der Altbaufassade waren relativ klein. Das Lichtkonzept reagiert nun auf diese Vorgaben: Um den Verkaufsraum nach außen als Apotheke wahrnehmbar zu machen wurde eine frische sommerliche Lichtatmosphäre mit einem vergleichsweise hohen Beleuchtungsstärkeniveau gewählt (Abb. A 2.15b). Die typische Lichtstimmung eines sonnigen Sommertags und das damit verbundene positive Gefühl wird durch das gleichzeitige Vorhandensein zweier unterschiedlicher Lichtquellen erzeugt: Ein kaltweiß-bläulicher, ungerichteter, diffuser Deckenfluter (Himmelslicht) und eine Reihe von warmweißen, gerichteten Downlights und Hängeleuchten (direktes Sonnenlicht) erhellen den Verkaufsraum. Zusätzlich gibt es noch einzelne intensive blaue Akzente, die sich hin und wieder im Lack spiegeln und die Wirkung der hochglänzenden rote Rückwand verstärken (Abb. A 2.15c).

additiven Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB) vor (Abb. A 2.16 und A 2.17). Eine orangerote, eine gelbgrüne und eine violettblaue Lichtkomponente kann eine Vielzahl von Mischfarben bis hin zu Weiß erzeugen. Von subtraktiver Farbmischung spricht man, wenn aus einem z. B. weißen Lichtstrahl mittels Filtern bestimmte Spektralbereiche herausgefiltert, d. h. absorbiert werden und dadurch nur ein Restbereich übrig bleibt, der für den neuen Farbeindruck sorgt. Das Mischergebnis ist immer dunkler als das Ausgangslicht. Auch hier werden in der Lichttechnik drei sogenannte subtraktive Grundfarben eingesetzt: Cyanblau, Magenta, und Gelb. Die Überlagerung von Filtern dieser drei Farben in einem weißen Strahlengang erzeugt wiederum eine Vielzahl von Mischfarben. Eine vollständige Überlagerung aller drei Filterfarben ergibt jedoch nicht Weiß, wie bei der additiven Farbmischung, sondern Schwarz, da alle Spektralanteile gänzlich absorbiert werden (Abb. A 2.18). Die Gesetze der Farbmischung spielen immer eine Rolle, wenn Lichtquellen unterschiedlicher Farbigkeit gleichzeitig vorhanden sind. Hierbei sind neben dem farbigen Mischlicht besonders die farbigen Schatten von Bedeutung. Es gelten folgende Grundszenen:

Additive und subtraktive Farbmischung

In der Lichtgestaltung ist sowohl die additive als auch die subtraktive Farbmischung von großer Bedeutung. Von additiver Farbmischung spricht man, wenn sich Lichter unterschiedlicher Farbigkeit überlagern und so zu einem neuen Farbeindruck verschmelzen. Das Mischergebnis ist immer heller als die jeweiligen Ausgangslichter. In der Lichttechnik herrschen meist Dreifarbensysteme aus den sogenannten

A 2.19

• Mehrere farbige Lichter erzeugen gemischtfarbige Schatten nach den oben beschriebenen Gesetzen der additiven Farbmischung (Abb. A 2.19).

A 2.20

A 2.18

• Ein weißes Grundlicht und ein farbiges Direktlicht erzeugen komplementärfarbige Schatten (Abb. A 2.20). • Ein farbiges Grundlicht und ein weißes Direktlicht erzeugen einen grundlichtfarbigen Schatten (Abb. A 2.21). Diese Phänomene sind umso bedeutsamer, als sie sehr subtil, fast unterbewusst wahrgenommen werden. So treten farbige Schatten schon bei unterschiedlicher Farbtemperatur des weißen Lichts auf. Bei der Planung von Innenräumen kann dies eine große Rolle spielen und ist für die Auswahl der Leuchtmittel von entscheidender Bedeutung. Visualisierung

Um Beleuchtungskonzepte anschaulich zu machen, bieten sich eine Reihe von Möglichkeiten, deren Wahl sehr stark vom Zweck der Visualisierung abhängt. Geht es darum, durch überzeugende Bilder eine Idee zu verkaufen, kann ein Rendering große Wirkung haben. Ob hierfür reale Fotos oder digitale Vorlagen bearbeitet oder die CAD-Daten direkt in einem Lichtrendering-Programm überarbeitet werden, muss den jeweiligen Möglichkeiten und finanziellen Projektgegebenheiten angepasst werden. Wichtig ist, die Entscheidungen, die zu einem Rendering oder Nachtbild führen, mit großer Erfahrung und Kenntnis von Lichtwirkungen zu treffen. Nur so kann vermieden werden, dass das simulierte Ergebnis falsche Erwartungen

A 2.21

51

Licht

beim Betrachter weckt, die mit der Realität nach Fertigstellung nichts zu tun haben. Sehr gute Möglichkeiten der Simulation bei gleichzeitigem Erkenntnisgewinn für die Planer bieten 1:1-Simulationen mit Musterleuchten, am besten vor Ort. Wesentliche technische Aspekte der Planung können mit lichttechnischen Berechnungsprogrammen wie z. B. »ReluxSuite« oder »DIALux« geklärt werden. Auch hier ist einige Erfahrung nötig, um die schnell erreichten Ergebnisse werten und einordnen zu können.

technische Lampen

Temperaturstrahler

Entladungslampen

Niederdrucklampen

Elektrolumineszenzstrahler

Hochdrucklampen

LED

OLED

Künstliche Lichtquellen

Glühlampen

Halogenglühlampen

Leuchtstofflampen

Quecksilberdampflampen

NiedervoltHalogenlampen

kompakte Leuchtstofflampen

HalogenMetalldampflampen

NatriumdampfNiederdrucklampen

NatriumdampfHochdrucklampen

A 2.22

Glühlampen: Allgebrauchslampe, Halogenlampe, Niedervolt-Halogenlampe

400

500

600

700

(nm)

400

500

600

700

(nm)

Halogen-Metalldampflampe

Natriumdampf-Hochdrucklampe

Die Wahl einer künstlichen Lichtquelle ist abhängig von der Beleuchtungsaufgabe und der gestalterischen Absicht eines Entwurfs (Abb. A 2.22). Künstliche Lichtquellen unterscheiden sich sowohl in ihren quantitativen als auch in ihren qualitativen Eigenschaften. Zu betrachtende qualitative Kriterien sind dabei die Lichtfarbe und Farbtemperatur (K) (Abb. A 2.24), das Spektrum des erzeugten Lichts (Abb. A 2.23) und die damit zusammenhängende Farbwiedergabequalität (Abb. A 2.25) sowie die Möglichkeit zur Dimmung und Steuerung. Eine entscheidende Rolle in der quantitativen Lichtplanung besonders bei Bauten mit hohen Einschaltzeiten von Kunstlicht spielt die Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz des Leuchtmittels (siehe Verbraucherkategorisierungen, S. 187). Messbare Größen hierfür sind die Lichtausbeute (lm/W) und die Lebensdauer (h) (Abb. A 2.26). Einige Leuchtmittel sind nur mit speziellen Betriebsgeräten verwendbar. Das wirkt sich ebenso wie ihre Abmessungen unmittelbar auf die Konstruktion der Leuchte oder ihre bauliche Integrierbarkeit aus. Bei der Betrachtung der künstlichen Lichtquellen ist die Glühlampe wegen ihres kontinuierlichen Lichtspektrums und ihren damit einhergehenden optimalen Farbwiedergabeeigenschaften trotz des bevorstehenden EU-Verbots zum Verständnis der Qualität von künstlichen Lichtquellen mit eingeschlossen. Glühlampen

400

500

600

700

(nm)

400

500

600

700

(nm)

400

500

600

700

(nm) A 2.23

Leuchtstofflampe

Leuchtdiode (LED) warmweiß (ww)

52

Die Glühlampe ist ein Temperaturstrahler. Bei Stromdurchfluss wird eine Glühwendel aufgrund des hohen elektrischen Widerstands erhitzt. Nur ein geringer Teil der elektrischen Leistung wird dabei in Licht umgewandelt, bei herkömmlichen Glühlampen beträgt er nur etwa 5 %. Der Rest wird als Wärme an die Umgebung abgegeben. Das Lichtspektrum der Glühbirne ist kontinuierlich, d. h. es deckt das gesamte sichtbare Tageslichtspektrum ab, leicht verschoben in den roten Bereich. Die spektrale Zusammensetzung und die warmweiße Lichtfarbe sprechen für den Einsatz dieser Lichtquelle überall da, wo eine sehr gute Farbwiedergabe und Aspekte des Wohlbefindens eine entscheidende Rolle spielen. Eine sehr geringe Lichtausbeute von bis zu

Licht

kompakte Leuchtstofflampe

kompakte Leuchtstofflampe

kompakte Leuchtstofflampe

Halogen-Metalldampflampe

Halogen-Metalldampflampe

Halogen-Metalldampflampe

LED

LED

LED (warmweiß)

TF (K)

0 20 40 60 60 100 120 0 10 20 30 40 50 60

Leuchtstofflampe

Ra

Leuchtstofflampe

100

Leuchtstofflampe

80

NV-Halogenlampe

60

NV-Halogenlampe

40

NV-Halogenlampe

20

HV-Halogenlampe

6000

HV-Halogenlampe

5000

HV-Halogenlampe

4000

Glühlampe

3000

Glühlampe

2000

Glühlampe

Lichtausbeute (lm/W)

A 2.24

A 2.25

18 lm/W und eine geringe Lebensdauer von durchschnittlich etwa 1000 Stunden sprechen aus energetischer Sicht aber gegen die Wahl dieser Lichtquelle. Positiv zu bewerten ist allerdings, dass die Schalthäufigkeit kaum einen Einfluss auf die Lebensdauer der Glühlampe hat. [1] Ein weiterer positiver Aspekt von Temperaturstrahlern ist ihre sehr gute Dimmbarkeit. Das bedeutet nicht nur, dass diese technisch einfach zu realisieren ist, sondern auch, dass bei der Dimmung, anders als das z. B. bei Leuchtstoff der Fall ist, die guten Farbwiedergabeeigenschaften erhalten bleiben. Die Atmosphäre in einem Raum bei gedimmten Glühlampenlicht ist warm und angenehm. Da sich der Mensch bei diesem Licht aufgrund seiner Prägung durch das Feuer sehr wohl fühlt, ist diese Art der Beleuchtung besonders im Wohnbereich äußerst beliebt. Darüber hinaus sind Glühlampen, die bei Netzspannung betrieben werden, einfach zu handhaben und benötigen im Gegensatz zu Leuchtstoff keine aufwendige Technik, wie z. B. elektronische Vorschaltgeräte (EVG). Glühlampen bestehen hauptsächlich aus Glas und Metall. Die Entsorgung kann über den Haus- bzw. Reststoffmüll erfolgen. Neben den Standardglühlampen gibt es Glühlampen mit einer Krypton-Edelgasfüllung, um eine höhere Lichtausbeute von bis zu 10 % zu erreichen [2]. Die Lichtstärke kann durch reflektierende Beschichtungen auf der Innenseite des Glaskolbens verbessert werden. Um eine höhere Lichtstärke und eine größere Lichtausbeute zu erzielen, wird der Lichtstrom bei der Reflektorlampe gebündelt.

flüchtende Wolfram zurück zur Glühwendel transportiert. Dadurch verlängert sich zum einen ihre Lebensdauer (bis zu 2000 Stunden) und zum anderen ist ein Betrieb bei höheren Temperaturen möglich. Ein größerer Lichtstrom erhöht sowohl die Lichtausbeute (bis zu 24 lm/W) als auch die Farbtemperatur. [3] Für Hochvolt-Halogenglühlampen ist ein sehr helles, warmweißes Licht charakteristisch, das das gesamte sichtbare Tageslichtspektrum abdeckt. Eine gute Farbwiedergabe ist durch die Wahl dieser Lichtquelle sichergestellt. Halogenglühlampen sind voll dimmbar und behalten auch im gedimmten Zustand ihre guten Farbwiedergabeeigenschaften bei. Allerdings nehmen die Leistungsaufnahme und die Helligkeit nicht gleichermaßen ab, sondern die Helligkeit nimmt beim Dimmen stärker ab als die Leistungsaufnahme. Die Lichtausbeute verschlechtert sich also, wohingegen sich die Lebensdauer durch das Absinken der Temperatur des Glühfadens erhöht. Wird ein Temperaturstrahler ausschließlich im gedimmten Zustand betrieben, so gilt es zwischen den Gewinnen bei der Lebensdauer und der geringeren Lichtausbeute abzuwägen. Niedervolt-Halogenlampen für Kleinspannungen haben eine bessere Lichtausbeute als Hochvolt-Halogenlampen und zeichnen sich durch extrem kleine Bauweisen aus (Abb. A 2.27). Sie besitzen spezielle Stecksockel und sind häufig mit einem Reflektor ausgestattet. Dieser Aluminium- oder Kaltlichtreflektor aus bedampftem Glas bündelt den Lichtstrom. Dank der hervorragenden Qualitäten, die die Lichtfarbe auch im gedimmten Zustand und die Farbwiedergabe betreffen, findet dieses gebündelte und gerichtete Licht der Halogenglühlampe mit kleinem Lichtaustrittswinkel häufig als Spot zur Anstrahlung von Objekten (Abb. A 2.28) Verwendung oder zur gezielten Aufhellung einzelner Bereiche wie Theken oder Esstischen. Für den Betrieb als Niedervolt-Halogenlampe werden Transformatoren benötigt. Diese sind häufig in die Leuchten integriert.

Halogenglühlampen

Halogenglühlampen sind die hochentwickelte Form der Glühlampe. Man unterscheidet Hochvolt-Halogenglühlampen, die mit normaler Netzspannung (240 Volt) betrieben werden und Niedervolt-Halogenlampen für Kleinspannungen von 6, 12 und 24 Volt. Wie bei herkömmlichen Glühlampen wird auch bei der Halogenglühlampe bei Stromdurchfluss eine Glühwendel aufgrund des hohen elektrischen Widerstands erhitzt. Durch den Zusatz von Halogenen wird das

Lebensdauer (1000 h)

A 2.26

A 2. 22 Leuchtmittelübersicht A 2. 23 Farbwiedergabespektrum A 2. 24 Bereiche der Farbtemperatur bei unterschiedlichen Lampentypen A 2. 25 Bereiche des Farbwiedergabeindexes Ra bei unterschiedlichen Lampentypen A 2. 26 Lichtausbeute (lm/W) und Lebensdauer (h) bei unterschiedlichen Lampentypen A 2. 27 Niedervolt-Halogenlampe A 2. 28 Taufbecken, Trinitatiskirche Oberschleißheim (D), Lichtplanung: Lichtlauf

A 2.27

Leuchtstofflampen

Entladungslampen folgen einem anderen Prinzip als Temperaturstrahler. Sichtbares Licht wird durch die Anregung von Gasen oder MeA 2.28

53

Licht

A 2.29

A 2.29 Leuchtstofflampe A 2.30 Spektren von Leuchtstoff bei unterschiedlichen Farbtemperaturen A 2.31 Kennzeichnungsbeispiel: Leuchtstofflampe A 2.32 Stufeneinteilung der Farbwiedergabe A 2.33 internationale Kennzeichnung mit Farbtemperatur und Lichtfarbe A 2.34 Anwendung nach Lichtfarbe A 2.35 Halogen-Metalldampflampe A 2.36 ck Loft, München (D) 2002, Lichtplanung: pfarré lighting design A 2.37 Kirche St. Johannes der Täufer, Gröbenzell (D) 2006, Lichtplanung: pfarré lighting design, Sonderleuchten: Lichtlauf, Christoph Matthias

400 warmweiß (ww), unter 3.300 K

500

600

700

(nm)

400 500 neutralweiß (nw), 3.300 bis 5.000 K

600

700

(nm)

400 tageslichtweiß (tw), über 5.000 K

600

700

(nm)

500

A 2.30 Leuchtstofflampe 58 Watt 8 = Farbwiedergabestufe 1 B (Ra > 80) 40 = Farbtemperatur 4000 Kelvin

L 58 W / 840 A 2.31 1,1 A 1B 2,2 A 2B 3 4B

Ra 90 –100 Ra 80 –89 Ra 70 –79 Ra 60 –69 Ra 40 –59 Ra 20 –39 A 2.32

54

talldämpfen erzeugt. Bei Leuchtstofflampen (Abb. A 2.29) handelt es sich um Niederdruckentladungslampen. Bei niedriger Temperatur und geringem Gasdruck wird in einem mit Edelgasen oder Metalldämpfen gefüllten Entladungsgefäß eine Spannung zwischen zwei Elektroden erzeugt, die für einen kontinuierlichen Elektronenstrom zwischen den Elektroden sorgt. Das Edelgas und der Quecksilberdampf werden auf diese Weise zur Strahlung angeregt. Der größte Anteil der Strahlung liegt im für uns nicht sichtbaren UV-Wellenlängenbereich. Eine Leuchtstoffbeschichtung an der Innenseite der Röhre wandelt die ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht um. Das sichtbare Licht aller Entladungslampen besitzt im Gegensatz zur Glühlampe kein kontinuierliches Spektrum, sondern einzelne, für die verwendeten Gase charakteristische Linien. Unterschiedliche Lampenfüllungen und die Verwendung spezieller Leuchtstoffe erzeugen verschiedene Lichtfarben. Es ist sogar möglich, tageslichtähnliches Licht einer hohen Farbtemperatur zu erhalten. Je nach Beleuchtungsaufgabe besteht beispielsweise bei weißer Lichtfarbe die Wahl zwischen verschiedenen Farbtemperaturen. Unterschieden werden Warmweiß, Neutralweiß und Tageslichtweiß (Abb. A 2.30). Die Farbwiedergabe ist durch das diskontinuierliche Spektrum nie so gut wie bei einem Temperaturstrahler. Durch die Kombination verschiedener Leuchtstoffe kann jedoch eine gute Farbwiedergabequalität erreicht werden. Grundsätzlich besitzt Leuchtstoff eine hohe Lichtausbeute von bis zu über 100 lm/W [4]. Verbesserungen der Farbwiedergabe gehen auf Kosten der Effizienz. Bei hoher Farbwiedergabequalität – z. B. Farbnummer 930, d. h. CRI/Ra ≥ 90 bei 3000 Kelvin – sinkt die Lichtausbeute auf etwa 60 lm/W (Abb. A 2.31 bis A 2.34). Extreme Temperaturen sowohl in Bezug auf Wärme als auch Kälte führen ebenfalls zur Herabsetzung des Lichtstroms. Die gute Lichtausbeute und die hohe mittlere Lebensdauer von bis zu 20 000 Stunden [5] machen die Leuchtstofflampe zu einer wirtschaftlichen und energieeffizienten Lichtquelle. Ihre Lebensdauer ist abhängig von der Schalthäufigkeit. Sie verkürzt sich bei häufiger Schaltfrequenz deutlich. Aus diesem Grund und aufgrund des diffusen Lichts, das von der relativ großen Oberfläche des linearen Leuchtstoffs abgestrahlt wird, findet Leuchtstoff hauptsächlich bei der Allgemeinbeleuchtung eines Raums seine Anwendung. Er eignet sich im Gegensatz zu Halogenspots nicht zur gebündelten Akzentbeleuchtung, sondern vielmehr für eine großflächige und gleichmäßige Beleuchtung, für welche weiche Schatten und wenig Brillanz auf glänzenden Oberflächen charakteristisch sind. Dazu kommt eine abnehmende Farbwiedergabequalität bei der Dimmung. Die angestrahlten Oberflächen wirken fahl und grau. Linearer Leuchtstoff stellt eine Lichtquelle mit geringer Leuchtdichte dar. Dieser kann zur indirekten Beleuchtung in sogenannte Lichtvouten einge-

baut werden (Abb. A 2.36 und A 2.37). Leuchtstoff ist nur mit einem Vorschaltgerät verwendbar. Sowohl für das Zünden als auch für den Betrieb von Entladungslampen sind diese Zusatzeinrichtungen zur Begrenzung des Lampenstroms erforderlich, um die Lampe nicht zu zerstören. Aufgrund ihrer giftigen Beschichtung und des Quecksilbers müssen Leuchtstofflampen gesondert entsorgt und recycelt werden. Kompakte Leuchtstofflampen

Kompakte Leuchtstofflampen, bekannt als Energiesparlampen, sind in ihrer Funktionsweise und bezüglich der hohen Lichtausbeute und der langen Lebensdauer mit linearen Leuchtstofflampen vergleichbar. Durch ein gebogenes oder die Kombination mehrerer kurzer Entladungsrohre verschatten sich benachbarte lichtabstrahlende Flächen gegenseitig, die Lichtausbeute ist daher etwas geringer als bei linearem Leuchtstoff. Sie kann bis zu 80 lm/W [6] erreichen und ist damit im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen deutlich höher. Ihre Nachteile liegen sowohl im diskontinuierlichen Spektrum als auch in ihrer Handhabung, denn eine hohe Schalthäufigkeit reduziert ihre Lebensdauer deutlich. Kompakte Leuchtstofflampen sind also da geeignet, wo sie nach dem Zünden über mehrere Stunden brennen und die Farbwiedergabequalität eine untergeordnete Rolle spielt. Kompakte Leuchtstofflampen können nur mit externem Starter bzw. elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) betrieben und gedimmt werden. Sie sind auch mit integriertem Starter und Schraubsockel erhältlich, wodurch sie wie normale Glühlampen eingesetzt werden können. Da sie wie linearer Leuchtstoff Quecksilber und eine giftige Beschichtung enthalten, bedürfen auch kompakte Leuchtstofflampen der gesonderten Entsorgung. Bei solchen mit Schraubsockel wird die gesamte im Sockel integrierte Technik zusammen mit der Lampe weggeworfen. Durch die kompakte Bauform ergeben sich neue Eigenschaften und Einsatzgebiete. So ist es möglich, Leuchtstofflampen nicht nur in Rasterleuchten, sondern auch in kompakten Reflektorleuchten wie z. B. in Downlights einzusetzen oder in Ausstattungsleuchten, wo sie herkömmliche Glühlampen ersetzen. Mit weniger Anschlussleistung kann auf diese Weise ein gebündeltes Licht erzeugt werden, das durch Schattenwurf die Eigenschaften beleuchteter Objekte betont. Die Brillanz von Halogenglühlampen erreichen Leuchtstofflampen allerdings nicht. Leuchtstoff wird häufig bei der Beleuchtung von Büroräumen eingesetzt. Er eignet sich wegen seiner hohen Lichtausbeute und langen Lebensdauer zur wirtschaftlichen Beleuchtung. Aufgrund der nie perfekten Farbwiedergabe und seines diffusen Lichts findet er in der professionellen Beleuchtung von Räumen allerdings lediglich zur Allgemeinbeleuchtung Verwendung.

Licht

827

830

835

840

860

865

930

940

950

960

965

Farbtemperatur (Kelvin)

2700

3000

3500

4000

6000

6500

3000

4000

5400

6000

6500

Lichtfarbe

ww

ww

nw

nw

tw

tw

ww

nw

tw

tw

tw

internationale Kennzeichnung

A 2.33

Nummer

Lichtfarbe

Beschreibung der Farbe

827

extra-warm, warm-trocken

warmes Licht

Wohnen

830

warmweiß, warm

weiches, behagliches Licht

Büro, Schule, Wohnen

835

weiß

ausgeglichenes Licht

Büro, Verwaltung

840

neutralweiß, kaltweiß

frisches, herbes Licht

Büro, Verwaltung

tageslichtweiß, tageslicht

sehr kaltes Licht

technische Bereiche

860/865

Halogen-Metalldampflampen

Halogen-Metalldampflampen gehören ebenfalls zu den Entladungslampen (Abb. A 2.35). Sie stellen eine Weiterentwicklung der Quecksilberdampf-Hochdrucklampen dar und sind heute der am weitesten verbreitete Typ der Hochdrucklampen. [7] Sichtbares Licht wird durch Anregen verschiedenartig zusammengesetzter Metalldämpfe in einem Entladungsgefäß erzeugt. Zusätzliche Metallhalogenide verhindern das Verdampfen der Elektroden bei Betriebstemperatur und erhalten deren Funktionsfähigkeit über die hohe Lebensdauer der Halogen-Metalldampflampe hinaus. Das Entladungsgefäß ist mit einem Hüllkolben umgeben, der die Lampentemperatur stabilisiert und das Entladungsrohr vor Korrosion durch die Außenluft schützt. Bis es zur Hochdruckentladung zwischen den beiden Elektroden kommt, vergehen einige Minuten. Erst dann erreicht die Halogen-Metalldampflampe ihre volle Lichtleistung und entwickelt die für diese Lichtquelle charakteristischen Eigenschaften. Halogen-Metalldampflampen sind in den Farben Warmweiß, Neutralweiß und Tageslichtweiß erhältlich. Anders als bei den Quecksilberdampflampen, bei denen an der Innenseite des ellipsoiden oder röhrenförmigen Kolbens Leuchtstoff angebracht ist, um das bläulichweiße Licht in ein warmweißes Spektrum umzuwandeln, ist kein zusätzlicher Leuchtstoff zur Verbesserung der Farbwiedergabe nötig. Durch die Kombination unterschiedlicher Me-

Anwendung

A 2.34

A 2.35

talle lässt sich ähnlich wie bei Leuchtstoff ein Mehrlinienspektrum erzeugen. Trotz dieses diskontinuierlichen Spektrums, das nur einzelne Spektrallinien des natürlichen Lichts enthält und damit nicht alle Farben wiedergeben kann, erreichen Halogen-Metalldampflampen ein sehr hohes Niveau der Farbwiedergabe. Diese ist jedoch nicht immer konstant. Vor allem bei warmweißen Lampentypen variiert die Farbe abhängig vom Alter der Lampe und den Umgebungsbedingungen. Die Halogen-Metalldampflampe erreicht ihre volle Lichtleistung erst nach einer längeren Einbrennzeit. Bei geringer Wärmeentwicklung liegt die hohe Lichtausbeute dann zwischen 65 und 95 lm/W. Selbst bei geringster Leistungsstufe von 20 W gibt die Halogen-Metalldampflampe immer noch ein sehr großes Lumenpaket ab. Ihre Lebensdauer kann bis zu 6000 Stunden betragen. [8] Halogen-Metalldampflampen sind in der Regel nicht dimmbar und nicht beliebig schnell aus- und einschaltbar. Nach dem Erlöschen brauchen sie eine gewisse Auskühlzeit. Grundsätzlich werden externe Zündgeräte benötigt. Halogen-Metalldampflampen gibt es als röhrenförmige Lampen mit ein- oder zweiseitigem Sockel, als elliptische Lampen oder als Reflektorlampen. Die immer kleiner werdenden Abmessungen der Halogen-Metalldampflampen sowie niedrigere Wattagen eröffnen sowohl in der Gestaltung von Leuchten als auch in der Umsetzung energieeffizienter und differenzierter Beleuchtungskonzepte neue Möglichkeiten.

Da es sich ähnlich wie bei der Halogenlampe um eine punktförmige, kompakte Lichtquelle handelt, lässt sich das Licht der Halogen-Metalldampflampe optisch gut lenken. HalogenMetalldampflampen eignen sich daher als Lichtquelle für brillantes, gebündeltes Akzentlicht in Deckeneinbau- oder Pendeldownlights sowie in Strahlerleuchten mit unterschiedlichen symmetrischen oder asymmetrischen Lichtverteilungen (siehe Leuchten, S. 57ff.). Aufgrund der Verbesserungen bezüglich Farbstabilität und Farbwiedergabequalität finden Halogen-Metalldampflampen bei der professionellen Architekturbeleuchtung in Innenräumen vielseitige Verwendung. Einsatzbereiche sind z. B. die Beleuchtung großer Räume in Industriegebäuden oder in Kaufhäusern sowie repräsentativer Eingangshallen und Verkaufsräumen (Abb. A 2.15, S. 50). Die Weiterentwicklung der elektronischen Betriebsgeräte im Hinblick auf dimmbare Systeme stellt eine weitere Bereicherung für die Planungspraxis dar. Gegenwärtig bietet keine andere Lampentechnologie eine vergleichbare Effizienz und Lichtqualität. [9]

A 2.36

A 2.37

Leuchtdioden

Leuchtdioden (LED = Light Emitting Diode) gehören zu den Elektrolumineszenzstrahlern. Anders als bei den Temperaturstrahlern, bei denen Licht als Nebenprodukt bei der Erwärmung entsteht oder durch Umwandlung des bei einer Gasentladung erzeugten ultravioletten Strahlungsanteils, wird bei der Leuchtdiode ein

55

Licht

Typenklasse 1

626 nm rot

615 nm rotorange

605 nm orange

590 nm amber

Material: Aluminium-Indium-Gallumnitrid

Typenklasse 2

525 nm grün

505 nm blaugrün

495 nm türkis

450 nm blau

3200 K

2800 K

Material: Indium-Gallumnitrid

Farbklasse 6500 K

4500 K

A 2.38 p-n-Übergang (Sperrschicht) zwischen n-leitendem Bereich (Elektronenüberschluss) und p-leitendem Bereich (Mangel an Elektronen). Durch Anlegen einer Spannung/ Gleichspannung an Kathode und Anode (1) ermittelt die Leuchtdiode aus der Sperrschicht Licht. Elektronen verändern ihr Energieniveau und geben durch einen Rekombinierungsprozess am pn-Übergang (2), bei dem ein Ausgleich zwischen Elektronenüberschuss und Elektronenmangel erfolgt, Photonen ab (3).

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

+ -

1 Kristall-Aufladung durch Spannungsquelle

+ -

+ -

positiv (p) negativ (n)

++ - -

+ -

+ -

+ -

2 Paarung von + und –

+ -

+ -

+ Licht

3 Neutralisation von + und – (Neutralisationsenergie = Licht)

A 2.39

56

Festkörperkristall zum Leuchten angeregt. Fließt Strom in Durchlassrichtung des Halbleiterkristalls, so erzeugen die positiven und negativen Ladungen in Ihrer Neutralisation sichtbares Licht und Wärme (Abb. A 2.39 und A 2.40). Das Verhältnis von sichtbarem Licht zu Wärme beläuft sich dabei auf ca. 20 zu 80 %. Da die Wärme kaum in den Raum abstrahlt, muss sie abgeleitet werden. Die Lichtfarbe einer Leuchtdiode hängt von dem Material des Halbleiterkristalls ab. Rote und gelbe Leuchtdioden werden aus Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AllnGaP) hergestellt, Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) wird zur Herstellung grüner und blauer Leuchtdioden verwendet (Abb. A 2.38). Weißes Licht entsteht aus der Mischung von roten, grünen und blauen Leuchtdioden (RGB-LED; siehe Additive und subtraktive Farbmischung, S. 51), manchmal um eine weitere farbige Diode erweitert. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung weißen Lichts ist die Kombination einer Leuchtdiode mit blauer Lichtfarbe und Leuchtstoff. Durch den Fertigungsprozess aus dem Halbleitermaterial entstehen bei den Halbleiterkristallen Farbtoleranzen, die im sichtbaren Bereich liegen. Deshalb ist bei anspruchsvollen Beleuchtungsaufgaben auf eine hohe Qualität der Leuchtdioden zu achten. Leuchtdioden emittieren Licht in einem sehr schmalen Wellenlängenbereich. Das farbige Licht besitzt eine hohe Sättigung und ist nahezu monochrom. Farbige, dynamische Lichtszenen sind durch RGB-Farbmischleuchten aufgrund der hohen Sättigung jeder einzelnen Farbe genau planbar. Der Einsatz ist dort ideal, wo Licht einer bestimmten Farbe z. B. zur Anfeuerung von farbigen Oberflächen erwünscht ist. Weißes Licht besitzt aufgrund der Mischung farbiger Leuchtdioden oder der Kombination einfarbiger Dioden mit Leuchtstoffen kein kontinuierliches Spektrum. Für eine sehr gute Farbwiedergabe (Ra 80 oder mehr) eignen sich die beschichteten blauen Leuchtdioden. LED-Licht enthält keine Lichtanteile wie UV- und IR-Strahlung. Für angestrahlte Objekte in Innenräumen bedeutet dies, dass weder Wärme noch unerwünschte Farbveränderungen entstehen. Zudem ist das Licht der Leuchtdiode frei von Flackern und ihr Betrieb völlig geräuschlos. Der Lichtstrom der Leuchtdiode ist im Vergleich zu Leuchtmitteln wie Halogenlampen oder Hochdrucklampen relativ niedrig. Dafür zeichnen sich Leuchtdioden durch extrem geringe Anschlussleistungen aus. Weiße Dioden haben niedrigere Lichtausbeuten als farbige Dioden. Für die Zukunft werden jedoch auch hier Lichtausbeuten von bis zu 100 lm/W erwartet. [10] Die Strahlungsleistung und die Lichtausbeute der Leuchtdiode nehmen mit steigender Temperatur ab. Direkte Sonneneinstrahlung sollte ebenso vermieden werden wie die Montage in der Nähe anderer Wärmequellen. Für einen optimalen Betrieb und eine hohe Lebensdauer ist eine gute Wärmeableitung äußerst wichtig. Die Wärme kann über einen Kühlkörper an der Leuchte oder durch die direkte Anbringung der

Leuchtdiode an einem Aluminium- oder Stahlprofil abgeführt werden. Im Vergleich zu der Größe der Diode ist der Kühlkörper, meist aus Aluminium, erheblich (Abb A 2.41b). Eine Leuchte mit LED unterscheidet sich in Ihrer Größe deshalb z. B. kaum von einem Aufbaudownlight. Die Lebensdauer der LEDs ist also zum einen abhängig vom Durchlassstrom und zum anderen von der Umgebungstemperatur. Der Lichtstromrückgang verstärkt sich über die Lebensdauer. Hohe Temperaturen (z. B. durch hohe Ströme) führen zu einer extremen Verkürzung der Lebensdauer. Aktuelle Hochleistungs-LEDs werden, um eine maximale Lichtausbeute zu erreichen, oft an Arbeitspunkten betrieben, bei denen ihre Lebensdauer bei 15 000 – 30 000 Stunden liegt. Durch die höheren Ströme entstehen besondere Anforderungen an die Wärmeableitung sowie an das Wärmemanagement in den Leuchten. Als Nutzlebensdauer einer LED wird die Zeitspanne bezeichnet, nach der die Lichtausbeute auf die Hälfte des Anfangswerts abgesunken ist. Grundsätzlich wird die Lichtausbeute von Leuchtdioden über ihre Lebensdauer geringer – sie fallen in der Regel nicht einfach aus, sofern keine Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit oder chemische Einflüsse sie beschädigen. Zudem sind sie unempfindlich gegen Erschütterungen und haben keinen Hohlkörper, der implodieren könnte. Leuchtdioden sind mit elektronischen Vorschaltgeräten stufenlos dimmbar. Der Lichtstrom und die aufgenommene Leistung sinken bei gedimmter Nutzung linear ab. Gleichzeitig verlängert sich die Lebensdauer, und der Lichtstromrückgang über die Lebensdauer erfolgt langsamer. Weiße Leuchtdioden, die in der Regel eine Lebensdauer von 50 000 Stunden haben, können z. B. durch den Betrieb mit halbem Strom eine Lebensdauer von bis zu 100 000 Stunden erreichen. Die sehr lange Lebensdauer reduziert den Wartungsbedarf erheblich. Leuchtdioden werden bei 2 bis 4 Volt konstantem Gleichstrom betrieben. Bei Netzanschluss sind Betriebsgeräte bzw. Vorschaltgeräte für den richtigen Betriebsstrom notwendig. Für Anlagen mit Dimmung sowie dynamische Lichtszenen werden zusätzliche Steuerungsmodule eingesetzt, die mit DALI (Digital Adressable Lighting Interface) oder DMX (Digital Multiplex) arbeiten. Der verzögerungsfreie Start, die unmittelbare Reaktion auf die Steuerung, der zuverlässige Betrieb und die niedrigen Ausfallraten machen die LED zu einem einmaligen Werkzeug in der Planung dynamischer Lichtszenen. Die problemlose Veränderbarkeit der Lichtfarbe auch des weißen LED-Lichts bietet für die Beleuchtung von Innenräumen neue Möglichkeiten. So kann die Lichtfarbe dem tageszeitlichen Rhythmus oder dem jeweiligen Aktivitätsgrad angepasst werden. Zur Erzielung einer guten Lichtfarbe werden warmweiße und kaltweiße Leuchtdioden gemischt (Abb. A 2.38 und A 2.41a).

Licht

1 3

2

1 2 3 4 5

LED-Kristall Golddraht innerer Reflektor Anode Kathode mit Abflachung

4

5

+

-A 2.40

Leuchtdioden sind klein und robust. Die Kunststoffeinkapselung der Diode fungiert als Schutz und Linse. Die punktförmige Strahlungsquelle, die eine hohe Leuchtdichte besitzt, erlaubt eine präzise Lenkung des Lichtstrahls. Leuchtdioden lassen sich problemlos auf flexible und biegbare Leiterplatten aufbringen. Strukturen in beliebigen Formen können auf diese Weise hinterleuchtet werden. So ergibt sich eine hohe Flexibilität für viele Planungsaufgaben. Durch die geringen Einbautiefen eignen sich Leuchtdioden zur Hinterleuchtung von Möbeln und zur Realisierung von Lichtvouten. Aufgrund der Verbesserungen bei der Farbwiedergabe, ihrer geringen Abmessungen und den extrem niedrigen Anschlussleistungen, ihrer hohen Lichtausbeute und der langen Lebensdauer ist die Leuchtdiode eine vielversprechende Zukunftstechnologie zur energieeffizienten und differenzierten Beleuchtung von Innenräumen.

a

b

Leuchten

A 2.42 und A 2.43), Wand-, Steh- und Tischleuchten, die alle neben ihrer lichtspendenden Funktion auch als Einrichtungsgegenstände dienen. In dieser Eigenschaft haben sie für das gestalterische Konzept eines Raums große Bedeutung und sind je nach Planungsaufgabe für die Lichtplanung wichtige Elemente. In weit größerem Umfang hat der Planer aber mit den sogenannten technischen Leuchten zu tun, die fest eingebaut gleichsam Teil der Architektur sind. Hauptsächlich sind dies Einbauleuchten, deren Leuchtentechnik unsichtbar in Gebäudeteile integriert wird. Hier ist besonders von Bedeutung, um welche Einbausituation es sich handelt (Gipskartondecke, Filigrandecke, Sichtbeton etc.). Eine große Rolle spielt der zur Verfügung stehende Bauraum, da Einbauleuchten sehr unterschiedliche Dimensionen haben können. Deshalb ist die Koordination mit den anderen Gewerken sehr wichtig. Im Gegensatz zu Gipskartondecken müssen bei Betondecken die Leuchtenpositionen zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt festgelegt werden und sind dann auch nicht mehr korrigierbar. Zum Einbau der Leuchten werden Eingießgehäuse aus Metall oder Kunststoff verwendet. Sie halten den Platz für Vorschaltgerät und Leuchte im Beton frei und müssen auf den vorgesehenen Leuchtentyp abgestimmt sein (Bauhöhe, Wärmelast, Deckenausschnitt, Raum für Vorschaltgerät etc.; Abb. A 2.45, S. 58). Für Fälle, in denen kein Einbau möglich

Leuchten sind die Werkzeuge des Lichtplaners. Leuchten sind so alt wie das künstliche Licht. Bereits die erste und einfachste künstliche Lichtquelle, die offene Flamme, benötigte mehr oder weniger aufwendige technische Hilfskonstruktionen, um sie zu speisen, zu transportieren oder gegen Wind und Wetter zu schützen. Mit der Weiterentwicklung der Leuchtmittel kamen natürlich immer neue Anforderungen an die Leuchtenkonstruktion hinzu. Eine Leuchte ist heute ein hochkomplexes technisches Gebilde, das den unterschiedlichsten Anforderungen entsprechen muss, dient aber wie schon immer drei wesentlichen Funktionen: Leuchten halten und schützen das Leuchtmittel, beeinflussen das abgestrahlte Licht und sind gestalterische Elemente. Leuchtenarten

Organische Leuchtdioden

Bei organischen Leuchtdioden (OLED) sind die LED-Kristalle durch organische Materialien wie leitfähige Kunststoffe und kleinere Moleküle ersetzt. Sie besitzen die Eigenschaften der Leuchtdiode wie z. B. eine hohe Energieeffizienz, eine niedrige Betriebsspannung und die Quecksilberfreiheit. Die Lichtquelle besteht aus einer homogenen, sehr dünnen lichtgenerierenden Fläche. Für viele anspruchsvollere Beleuchtungsaufgaben sind OLEDs allerdings ungeeignet, da sie eine flächige Lichtquelle sind. [11]

A 2.40 A 2.40

A 2.42 A 2.43 A 2.38 A 2.39

Die zur Verfügung stehenden Leuchtenarten werden zunächst in Gruppen eingeteilt, die sich auf ihren Montageort beziehen: Tisch-, Steh-, Hänge-, Wand-, Boden- und Deckenleuchten. Ebenso wichtig ist die Unterteilung der Gruppen in Art und Zweck ihrer Lichtabstrahlcharakteristik. Eine Deckenleuchte z. B. kann allgemeines Licht in den Raum abstrahlen, gerichtetes Akzentlicht geben oder als Wandfluter zur gleichmäßigen Ausleuchtung von Wandflächen dienen. Im Wohnbereich finden sich üblicherweise Hängeleuchten (Abb.

A 2.41

Aufbau einer Leuchtdiode WakuWaku, Hamburg (D) 2008, ippolitofleitz group, Lichtplanung: pfarré lighting design, LED-Leuchtenentwicklung und -design: Lichtlauf, Christoph Matthias Hängeleuchte Canned Light, Design: Christoph Matthias, Hagen Sczech, Kollektion Ingo Maurer Hängeleuchte Lichtenfest, Design: Lichtlauf, Christoph Matthias LED-Typenklassen LED-Lichterzeugung A 2.42

A 2.43

57

Licht

ist, gibt es diese Leuchten in entsprechenden Gehäusen auch als Aufbauvariante. Ist eine hohe Flexibilität in der Nutzung hinsichtlich Position und Leuchtenart gefordert, bieten sich Stromschienensysteme an, die es ermöglichen, in gewissen Grenzen die Lichtsituation nachträglich immer wieder zu verändern und zu ergänzen bzw. auf veränderte Möblierung zu reagieren (z. B. im Ladenbau). Die Aufgabe der technischen Leuchten ist es in erster Linie, bestimmte Lichtqualitäten zu erzeugen, die formale Ausgestaltung der Leuchten selbst ist meist sachlich und zurückhaltend. Ihre vielfältigen lichttechnischen Eigenschaften lassen sich in folgende Hauptgruppen einteilen:

lights typische und sehr auffällige Lichtkegelanschnitte, wenn sie in der Nähe einer Wand positioniert sind. Uplight Uplights sind Leuchten, die ihr Licht nach oben abstrahlen. Sie können als Wandleuchte montiert, aber auch im Boden eingebaut werden und so Decken- oder Wandflächen aufhellen. Der reflektierte Teil des Lichts dient der Indirektbeleuchtung. Je näher diese Leuchten an einer Wand befestigt sind, desto dramatischer kann der Lichteffekt werden.

Diffuses Allgemeinlicht Dies wird von Leuchten mit mattierten Abdeckungen erzeugt, die das Licht diffus und ungerichtet in alle Raumwinkel abstrahlen. Sie kommen meist in untergeordneten Räumen wie z. B. Treppenhäusern zum Einsatz.

Richtstrahler Die Lichtrichtung dieser Leuchten ist verstellbar. So kann der Richtstrahler auch nach dem Einbau noch veränderbare Akzente setzen. Sein Einsatz ist beispielsweise empfehlenswert, wenn die Möblierung sich ändern kann oder um wechselnde Ausstellungsstücke zu beleuchten.

Downlight Leuchten, die meist in der Decke eingebaut sind und ihr Licht gerichtet nach unten abgeben, werden als Downlights bezeichnet. Es gibt sie für nahezu alle Leuchtmitteltypen. Ihre Reflektorgeometrie bestimmt den Lichtaustrittswinkel sowie die Blendungsbegrenzung der Leuchte, was z. B. bei Bildschirmarbeitsplätzen eine wichtige Rolle spielt. Wie alle Leuchten mit gerichtetem Lichtaustritt erzeugen auch Down-

Wandfluter Wandfluter haben eine Reflektorgeometrie, die das Licht möglichst gleichmäßig auf einer Wandfläche verteilt und diese ohne allzu große Unterschiede in der Leuchtdichte aufhellt. Sie sind wichtige Werkzeuge in der Lichtplanung, da der Helligkeitseindruck eines Raums wesentlich von den vertikalen Flächen bestimmt wird. Wandfluter sorgen für ein unaufgeregtes, selbstverständliches Licht.

LED varychrome

10W

LED warmweiß

1.7W

LED tageslichtweiß

3.6W

1.7W

3.6W

Deckenfluter Ähnlich wie der Wandfluter verteilt auch der Deckenfluter sein Licht möglichst weich auf einer Deckenfläche, um diese aufzuhellen. Ein Teil des reflektierten Lichts kann die Grundbeleuchtung unterstützen. Orientierungsleuchten Diese Leuchten setzen leuchtende Akzente, die eine Orientierung im Raum auch bei abgesenktem Beleuchtungsniveau erlauben (Abb. A 2.49). Sie beleuchten nur sehr eingeschränkt einen kleinen Bereich in ihrem Umfeld (z. B. Stufenbeleuchtung im Kino). Lichtsteuerung

Unterschiedliche Umgebungsbedingungen und Nutzungen erfordern eine flexible Beleuchtungsanlage. Voraussetzung ist die separate Schaltung einzelner Leuchten. Eine elektronische Speicherung verschiedener Lichtszenen eignet sich für komplexe Beleuchtungsanlagen. Empfängerbausteine in einzelnen oder zusammengeschalteten Leuchten sowie Verteilerdosen schalten oder dimmen die angeschlossenen Leuchten auf ein Infrarotsignal hin. Aufbau von Leuchten

Der technische Aufbau einer Leuchte richtet sich stark nach ihrem Einsatzzweck und -ort, ist aber im Wesentlichen immer ähnlich. Das Leuchtmittel als bestimmendes Grundelement der Konstruktion ist von besonderer Be-

20W

10W

14W 28W

10W 14W

A 2.44 A 2.45 A 2.46

42W

28W

42W

A 2.47 A 2.48

Glühlampen 100W 150W

A 2.49 NiedervoltHalogenlampen

A 2.50 20W

50 W 75W 100W 150W

Lampentechnologien im Überblick Einbaugehäuse für Leuchten Schutzarten, z. B. IP 20: geschützt gegen Eindringen fester Fremdkörper > 12 mm, ungeschützt gegen Feuchtigkeit IP 65: dicht gegen Staub und Schutz vor Strahlwasser Schutzklassen Arbeitsplatzleuchte aTool, Design: Christoph Matthias, Kollektion Ingo Maurer Treppenbeleuchtung, Stadthaus, München (D) 2007, Design: Lichtlauf, Christoph Matthias Sonderleuchte Casino, Burghausen (D) 2008 Design: Lichtlauf, Christoph Matthias Rückteil

Halogenlampen 60W

100W 150W

300W 500W 1000W

Gehäuse

Kompakte Leuchtstofflampen

9W 18W 26W 32W 42W 55W

Leuchtstofflampen

24W 28W 35W 58W

HalogenMetalldampflampen

Montageplatte

Mineralfaserplatte 35W 70W 150W 250W 400W

20W

Natriumdampf Hochdrucklampen Lichtstrom (lm)

TrafoTunnel

50W

10

50

100

500

1000

2000

Trafoklappe Für die thermische Trennung zwischen Leuchteneinbauraum und Trafotunnel. Schützt die Elektronik vor Überhitzung

100W

5000

10000

A 2.44

58

A 2.45

Licht

deutung. Es bestimmt die Qualität des abgestrahlten Lichts, den nötigen Bauraum im Gehäuse, die Reflektorgeometrie sowie die Art der Fassung. So ist z. B. beim Einsatz von LEDs zu beachten, dass die Bauteile sehr gut gekühlt werden müssen, da LEDs ihre eigene Wärmeentwicklung nicht vertragen. Die Fassung stellt die elektrische und mechanische Verbindung zwischen Leuchte und Leuchtmittel her. Die Art der Fassung spielt bei der Auswahl von Leuchten eine Rolle, da das gleiche Leuchtmittel mit unterschiedlichen Sockeln angeboten wird. Es kann also sinnvoll sein, in einem Bauvorhaben möglichst wenig verschiedenartige Sockel zu verwenden, da sich dadurch Wartungs- und Instandhaltungskosten reduzieren lassen. Der Reflektor dient dazu, das vom Leuchtmittel abgegebene Licht in der gewünschten Richtung und Art aus der Leuchte hinaus zu lenken. Die wichtigsten Reflektorgeometrien sind rotationssymmetrisch gedrückte oder tiefgezogene sowie aus verformten Blechkomponenten zusammengesetzte Rinnen- oder Wannenreflektoren. Hauptsächlich wird Aluminium mit einer Schicht Reinstaluminium als Reflektormaterial eingesetzt. Gedrückte oder tiefgezogene (plastisch verformte) Rohteile müssen anschließend galvanisch geglänzt werden, damit ihre hochreflektierende Oberfläche entsteht (Abb. A 2.48). In weiten Teilen der Leuchtenindustrie werden außerdem Reflektoren aus Glas und Kunststoff verwendet (z. B. bei Hallenleuchten).

Linsen, Filter und Blendraster werden eingesetzt, wenn der Strahlengang des Lichts zusätzlich beeinflusst werden soll. Linsen und Linsensysteme dienen dazu, den vom Reflektor vorgegebenen Lichtaustritt zusätzlich zu verändern. Sogenannte Skulpturenlinsen spreizen beispielsweise einen rotationssymmetrischen, runden Lichtkegel so auf, dass ein elliptischer, bandförmiger Lichtaustritt entsteht. Filter ändern Lichtfarbe und Lichtqualität. Blendraster können ebenfalls meist optional eingesetzt werden, um die Streulichtblendung zu begrenzen. Das Gehäuse hat nun die Aufgabe, alle Funktionen zusammenzufassen und die Verbindung zum Gebäude herzustellen. Wesentliche Parameter sind hier die Wärmeentwicklung bzw. die Wärmeableitung und die Schutzart, die angibt, welchen Umwelteinflüssen (Staub, Feuchtigkeit etc.) die Leuchte ausgesetzt werden kann (Abb. A 2.46 und A 2.47).

Im Objektbereich haben Leuchten eine besonders wichtige Funktion als »Lichtskulpturen«. Die Leuchte wird zum Einrichtungsgegenstand und muss sich in die unterschiedlichsten gestalterischen Zusammenhänge einfügen oder diese mittragen. Hier kommt dem Lampenschirm eine große Bedeutung zu. Er ist sozusagen Teil des Gehäuses, hat aber hohen ästhetischen Ansprüchen zu genügen. Einen Lampenschirm kann jegliche Art von Material bilden, das um eine Lichtquelle angeordnet ist

[1] Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik. Köln 2007, S. K 35 [2] ebd. [1], S. K 37 [3] ebd. [1], S. K 39 [4] ebd. [1], S. K 40 [5] ebd. [1], S. K 40 [6] ebd. [1], S. K 45 [7] ebd. [1], S. K 45 [8] ebd. [1], S. K 50 [9] Krautter, Martin: greenbuilding – Viel Licht, wenig Strom. Berlin 2009, S. 45f. [10] ebd. [1], S. K 53 [11] ebd. [9], S. 47

Ziffer

1. Kennziffer: Schutz gegen Fremdkörper und Berührung

Ziffer

2. Kennziffer: Schutz gegen Wasser

Schutzklasse I

Schutzklasse II

0

ungeschützt

0

ungeschützt

1

geschützt gegen feste Fremdkörper > 50 mm

1

geschützt gegen Tropfwasser

2

geschützt gegen feste Fremdkörper > 12 mm

2

geschützt gegen Tropfwasser unter 15 °C

3

geschützt gegen feste Fremdkörper > 2,5 mm

3

geschützt gegen Sprühwasser

4

geschützt gegen feste Fremdkörper > 1 mm

4

geschützt gegen Spritzwasser

5

geschützt gegen Staub

5

geschützt gegen Strahlwasser

Beim Betrieb und bei der Wartung müssen alle berührbaren Metallteile der Leuchte, die im Fehlerfall Spannung annehmen können, leitend mit dem Schutzleiteranschluss verbunden sein.

Bei Leuchten der Klasse II ist der Berührungsschutz durch eine Schutzisolierung gegeben. Alle spannungsführenden Teile haben außer der Betriebsisolierung noch eine zusätzliche Isolation.

6

dicht gegen Staub

6

geschützt gegen schwere See

–

–

7

geschützt gegen die Folgen von Eintauchen

–

–

8

geschützt gegen Untertauchen

A 2.48

und das Licht in besonderer Weise abmildert, konzentriert, verschattet, bricht, filtert oder reflektiert. Gute Objektleuchten sind nicht einfach nur Konstruktionen, die auch noch Licht machen, sondern sind vielmehr mit dem Licht entworfen. So kann man sagen, dass sich hier ein dreidimensionales Objekt mit dem Licht (wenn man so will als vierte Dimension) zu etwas Höherem verbindet. Solche Lichtobjekte werden projektspezifisch zumeist als Sonderleuchten entworfen und in kleinen Stückzahlen hergestellt.

Anmerkungen: Objekt und Raum

A 2.46

A 2.47

A 2.49

A 2.50

59

Material Ulla Feinweber, Thomas Rühle, Judith Schinabeck

A 3.1

Raum und Material Wie das Licht, so ist auch der Raum nicht materiell. Er entsteht durch das Errichten von Begrenzungen. Die im Entwurf abstrakt festgelegten Dimensionen und Proportionen entfalten erst mit dem raumbegrenzenden Material und seinen sinnlichen Qualitäten ihre besondere Raumwirkung. Wände, Decken und Böden aus Holz schaffen z. B. eine ganz andere Atmosphäre als solche aus Beton (Abb. A 3.1). Dazu kommen Textur und Beschichtung der Oberflächen: Gewachste Holzdielen beispielsweise lassen einen Boden warm wirken, schwarzer Lack gibt ihm Tiefe und Distanz. Während Fassadenmaterialien für eine Fernwirkung konzipiert sind, kommen uns im Innenraum die Materialien sehr nahe: Wir begreifen unser Umfeld, indem wir Kontur, Material und Oberflächen berühren, Wärme oder Kühle fühlen, den Nachhall von Stimmen oder Schritten hören, den Verlauf von Licht und Schatten an Oberflächen verfolgen und – im besten Fall – ihren besonderen Geruch wiedererkennen. Erst mit der Auswahl der Materialien, ihrer Zusammenstellung und Fügung kann eine Entwurfsidee ausformuliert und das Entwurfsthema verstärkt oder ein Kontrast geschaffen werden. Materialvielfalt

A 3.1

A 3.2

60

Weißtanne und wetterfester Stahl als Material für Wand, Boden und Decke, Werkstatt- und Bürogebäude, Friedberg (D) 2006, hiendl_schineis bauphysikalische Kennwerte verschiedener Materialien

In den letzten Jahrhunderten kamen – abhängig von den regionalen Vorkommen – hauptsächlich drei Baumaterialien zum Einsatz: Holz, Stein und Ziegel prägten das jeweils ortstypische Erscheinungsbild. Im Massivbau erfüllten sie nicht nur die Funktion des Witterungsschutzes, der Lastabtragung und Aussteifung. Als homogene Schicht waren diese Materialien auch bauklimatisch im Innenraum wirksam – wärmespeichernd über ihre Masse, wärmedämmend durch Lufteinschlüsse, feuchtigkeitsausgleichend über ihre Sorptionsfähigkeit, schalldämmend durch ihre Rohdichte, schalldämpfend durch die Oberflächenstruktur und lichtführend durch den Reflexionsgrad der Oberflächen. Mit der Entwicklung neuer, leistungsfähiger Materialien seit dem Ende des 19. Jahrhunderts ging eine zunehmende Spezialisierung einzelner Baumaterialien einher: Das

Tragwerk wird von der Hülle getrennt, die wiederum aus der Schichtung verschiedener Materialien entsteht. Durch den Ausbau von Verkehrswegen und Transportmöglichkeiten sowie die industrielle Produktion von Bauteilen, die ständig neue Produkte hervorbringt, stehen uns heute eine Fülle von Materialien und Baustoffen zur Verfügung. Handelt es sich bei der Bauaufgabe nicht gerade um ein zukunftsweisendes Prestigeprojekt, so ist es durchaus sinnvoll, eine gewisse Zeit zu beobachten, wie sich ein neues Produkt im langfristigen Einsatz bewährt.

Auswahlkriterien Das große Angebot macht die Auswahl des passenden Materials nicht immer einfach. Es gilt, zwischen Ästhetik, Gebrauchstauglichkeit, statischen Anforderungen, bauphysikalischen Eigenschaften, Montagetechnik, Dauerhaftigkeit und Kosten abzuwägen. Ästhetik und Gebrauch

Die wichtigsten Kriterien für Architekten sind die Gestaltung und die Präsenz des Materials, seine Erscheinung und Haptik, sein Geruch und die akustischen Qualitäten sowie sein kultureller und zeitgeschichtlicher Kontext. Ein wichtiger ästhetischer Aspekt ist auch das Verhalten der Materialien im Gebrauch über längere Zeit, ob sie z. B. unansehnlich werden oder eine schöne Patina entwickeln. Zudem sollte das Material zur Raumnutzung passen. Haltbarkeit, Dauerhaftigkeit, Belastbarkeit, Schutz und Pflege der Oberflächen sowie die Möglichkeit, schadhafte Stellen auszutauschen, sind wichtige Faktoren für den Betrieb eines Gebäudes. Die Sicherheit und Gesundheit der Nutzer (z. B. durch Rutschfestigkeit der Bodenbeläge, Vermeidung gesundheitsgefährdender Emissionen) müssen ebenso berücksichtigt werden wie das Brandverhalten einzelner Materialien, Baustoffe und Bauteile. Materialeigenschaften

Physikalische und bauklimatische Eigenschaften von Materialien spielen eine wichtige Rolle (Abb. A 3.2). Ebenso entscheidend sind

Material

die Tragfähigkeit und Elastizität der Materialien, die nicht nur die Struktur und Raumhülle bestimmen. Jedes Material erfordert eine eigene Fügungs- und Montagetechnik, die bereits in der Planung beachtet werden muss. Außerdem gilt es, den Brandschutz zu berücksichtigen. Das Brandverhalten von Baustoffen wird auf der Grundlage der Normen DIN 4102-1 oder DIN EN 13501-1 klassifiziert. Im Brandfall spielt im Innenausbau neben dem Tragverhalten auch die Rauchentwicklung eine Rolle. Die Vorgaben der Bauordnung und der zutreffenden Verordnungen und Richtlinien wie beispielsweise der Versammlungsstättenverordnung oder der Hochhausrichtlinie müssen eingehalten werden. In Versammlungsräumen werden zudem besondere Anforderungen an Bodenbeläge, Vorhänge, Ausstattungen, Requisiten und Ausschmückungen gestellt. Die Entwicklung des Haustechnikkonzepts kann nur in Abstimmung mit den eingesetzten Materialien und ihren Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit und -speicherfähigkeit, Sorptionsfähigkeit, Akustik und Lichtreflexion erfolgen. Werden zum Heizen oder Kühlen von Räumen Böden, Decken oder ganze Bauteile herangezogen, so sollten deren Oberflächen im direkten Kontakt mit der Raumluft stehen (siehe Raumkonditionierung, S. 176ff.). Abgehängte Decken, Vorsatzschalen oder aufgeständerte Fußböden, wie sie besonders zur Installationsverteilung in Büroräumen nötig sind, unterbrechen diesen Kontakt. Außerdem beeinträchtigen einige technische Übergabesysteme wie beispielsweise Lüftungsauslässe in den Decken das ästhetische Erscheinungsbild beträchtlich. Planung

All diese Ansprüche, die Materialien im Innenausbau erfüllen müssen, sollten schon möglichst früh konkret in den Planungsprozess einfließen. Das erfordert eine gleichzeitige Bearbeitung des Entwurfs in verschiedenen Maßstäben bis hin zum Maßstab 1:1, ein paralleles Entwickeln in Entwurfs- und Werkplanung, ein wechselseitiges Abwägen von Raumidee und ihrer Durcharbeitung im Detail. Die Wirkung der Materialien sollte dabei immer wieder in perspektivischen Skizzen und anhand von Bemusterungscollagen mit Materialproben geprüft werden. Industrie und Handwerk

Um die Verwendungsmöglichkeiten industrieller Produkte prüfen zu können, sollten Architekten über ein Grundwissen nicht nur bezüglich Transport, Lieferform und Formaten, Verarbeitung und Montage, Fügung, Vorfertigungsgrad, Aufbau- und Montagezeit verfügen, sondern auch was Herstellung, Formgebung sowie Veredelung der Materialien betrifft. Sie brauchen objektive und verständliche Informationen zum Lebenszyklus von Materialien, zu Primärenergieaufwand, Abbaubarkeit, Trennbarkeit und Wiederverwertung

des Materials. Erst dann können Planer neben den Baukosten auch die langfristigen Kosten für den laufenden Betrieb, die Pflege und die Wartung einschätzen. Da die industrielle Produktion auf große Stückzahlen und damit möglichst flexiblen Einsatz ihrer Produkte angelegt ist, sollte der Planer die Einsatzmöglichkeiten für seine spezielle Bauaufgabe prüfen. Sehr wertvoll ist nach wie vor der Austausch mit den ausführenden Gewerken, das Gespräch mit versierten Handwerkern. Ihr Fachwissen und ihre Erfahrung sollten möglichst schon in die Entwurfsphase einfließen. Die Kriterien zur Materialverwendung in der Architektur sind zusammenfassend in Abb. A 3.3 auf S. 62 dargestellt.

Raumtrennende Bauteile Wände und Decken grenzen als raumtrennende Bauteile verschiedene Nutzungsbereiche voneinander ab. Sie dienen zumeist dem Sichtund/oder dem Schallschutz und können aus homogenen Materialien wie Ziegeln oder Massivholz geschichtet, aus Beton gegossen oder in Leichtbauweise aus verschiedenen Materialien und Elementen zusammengesetzt sein. Anhand dieser Bauteile werden im Folgenden Aufgaben und Anwendung, bauphysikalische und bauklimatische Eigenschaften, Oberflächen und ihre Wirkung, Zusammensetzung und Herstellung sowie Lieferformen und Formate der Materialien beschrieben.

Rohdichte (kg /m 3)

Wärmeleitfähigkeit (W /(mK))

Primärenergieaufwand nicht erneuerbar (MJ /kg)

Dampfdiffusionswiderstandszahl

2600 –2800 2000 –2700

1,6 –3,4 1,2 –3,4

1,6

10 000 250

Naturstein Granit Sandstein

nicht brennbar

Beton Leichtbeton Normalbeton

Brennbarkeit

nicht brennbar 800 –2000 2000 –2600

0,8

70 –150

Gips, Mörtel, Putz, Estrich

nicht brennbar

Gipskartonplatte Kalkzementmörtel Kalkputz Gipsputz Zementestrich

8 1,3 1,6 1,7 0,8

5 –10 10

5 /10 8 5 – 25 6–8

Mauerwerk

nicht brennbar

Hochlochziegel Vollziegel Kalksandstein Porenbetonstein

1200 –2000 1200 –2000 600 –2200 350 –1000

0,50 – 0,96 0,50 – 0,96

2,5 2,5 1,1 4,2

Fensterglas

2490

0,8

14,4

nicht brennbar

Keramik

nicht brennbar

Metalle

nicht brennbar

Stahl Aluminium

7800 2700 –2800

50 130 –230

38,3–95,7 96,6 (Blech)

430 –470 650 –760 400 –500 550 –700 600 –660 450 –750

0,09 – 0,12 0,13 – 0,21 0,14 0,13 0,13 0,1– 0,17

3,2

910 –960 1160 –1550 1050 1050 1250 –1900

0,32– 0,40 0,15 0,16 0,58 0,3 – 0,4

75 (PE-HD) 52 – 61

12 –250 15 –30 20 –80 30 –100 100 –150

0,035 – 0,050 0,035 – 0,040 0,035 – 0,040 0,035 – 0,040 0,040 – 0,060

22,2 118,9 8,8 4,2 21,8

Holz, Holzwerkstoffe Fichte Eiche Dreischichtplatte Spanplatte OSB-Platte MDF-Platte

brennbar

7,6 12,2 8,0 22,7

88 140 50/400 50/100 50/100 8/70

Textilien Kunststoffe Polyethylen Polyvinylchlorid Polystyrol Polyurethan Silikon

brennbar

91 (Dichtungsmasse)

Dämmstoffe Steinwolle Polystyrol (EPS) Schafwolle Zellulosefaserflocken Schaumglas

1/2 20/100 1/2 1/2 praktisch dampfdicht

nicht brennbar brennbar brennbar brennbar nicht brennbar A 3.2

61

Material

Ziegel zählen zu den keramischen Baustoffen, die Rohstoffe sind Ton, Lehm, Sand und Wasser. Während der Herstellung der Mauersteine werden die Ziegelrohlinge mittels Pressen und Schneiden zu den gewünschten Formaten geformt und nach der Trocknung bei ca. 900 –1200 °C gebrannt. Die Rohstoffvorkommen sind grundsätzlich reichhaltig. Werden die Rohstoffe nahe am Verarbeitungs- und Einbauort abgebaut, können die Umweltbelastungen aus dem Transport minimiert werden. [1]

Lebenszyklus Herstellung Primärenergieaufwand • Abbau • Herstellung • Transport Umweltbelastung Ausgangsstoffe

Nutzungsphase technisch-funktionale Eignung • Wärmedämmung • Schalldämmung • Feuchteschutz, Feuchteausgleich • Brandschutz • Statik • Raumklimaregulierung

Kosten/Nutzen • Investitionskosten • Betriebskosten • Lebenszykluskosten • Nutzungsdauer

Stoffauflösung Rückbaubarkeit Wieder-, Weiterverwendbarkeit Verwertbarkeit

gesundheitliche Eignung Abbaubarkeit sinnliche Wahrnehmung • visuell • taktil • thermisch • akustisch • olfaktorisch

Einsatzgebiet Handling • Lieferform • Transport • Verpackung • Aufbau-/Montagezeit

A 3.3 Mauerwerk

Mauerwerk übernimmt eine Vielzahl von statischen, bauphysikalischen und ästhetischen Aufgaben. Direkt in Verbindung mit dem Innenraum steht nur Sichtmauerwerk. Doch auch beschichtetes oder verkleidetes Mauerwerk beeinflusst das Innenraumklima über Eigenschaften wie die Wärmespeicherkapazität, die Wärmeleitfähigkeit, die Feuchtigkeitsaufnahme und -abgabe oder die Schallabsorption. Mauerwerk lässt sich in Leicht-, Normal- und hochfestes Mauerwerk einteilen, wobei die Rohdichteklasse der Mauersteine ausschlaggebend ist. Die Ausführungen von Mauerwerk sind vielseitig. Sie umfassen beispielsweise einschalige oder zweischalige, bewehrte oder unbewehrte, tragende oder nicht tragende Konstruktionen sowie Sicht- oder verputztes Mauerwerk. Die Planung und Ausführung von Mauerwerk ist in DIN 1053 geregelt. Dabei werden Anforderungen an die Mauersteine, den Mörtel sowie deren Verbund gestellt. Je nach den Anforderungen gibt es eine große Auswahl an Materialien, die für Mauerwerk verwendet werden können. Naturstein Obwohl die Verwendung von Natursteinmauerwerk eine jahrtausendealte Tradition hat, stellt sie heutzutage eine Besonderheit dar. Da sich mittlerweile die bauphysikalischen Anforderungen an Mauerwerk stark verändert haben, sich die Eigenschaften industriell hergestellter

A 3.4

62

Steine exakt einstellen lassen und künstliche Steine wesentlich kostengünstiger sind, wird Naturstein heute hauptsächlich als Vorsatzschale in Blendmauerwerk eingesetzt. Besonders Granit, Kalkstein und Sandstein eignen sich aufgrund ihrer Druckfestigkeit und Bearbeitbarkeit dafür. Je nach Steinart entstehen unterschiedliche Raumwirkungen und Atmosphären (Abb. A 3.4). Die Farbigkeit einer Gesteinsart kann – abhängig von seiner Herkunft – sehr stark variieren, die Farbwirkung wird entscheidend durch die Oberflächenbehandlung bestimmt. Die ornamentale Wirkung von Halbedelsteinen wie Alabaster oder Onyx kommt z. B. erst in großen, polierten Platten zur Geltung (siehe Natursteinbeläge, S. 71).

Kalksandstein Kalksandstein ist als Mauerstein ähnlich vielseitig einsetzbar wie Ziegel. Durch seine hohe Wärmespeicherkapazität wirkt er sich positiv auf das Innenklima aus. Die grauweiße Oberfläche ist glatt und eher kühl. Die Rohstoffe für Kalksandsteine sind Sand, Branntkalk und Wasser. Teilweise kann Kalk aus Recyclingmaterial eingesetzt werden. Die Steinrohlinge werden bei ca. 200 °C und hohem Druck gehärtet. Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet ist die Verwendung dieses preisgünstigen Steins als ökologisch sinnvoll einzustufen [2].

Ziegel Ziegelmauersteine finden Verwendung als Sichtmauerwerk oder in statisch tragenden Wänden und übernehmen wärme- und schalldämmende Aufgaben. Sie beeinflussen das Raumklima positiv, da sie Wärme speichern und Raumfeuchte ausgleichen – letztere Eigenschaft nimmt mit zunehmender Dichte ab. In Innenräumen kommen Ziegelmauersteine nur in unverblendetem Mauerwerk sichtbar zur Wirkung. Das Fugenbild gibt diesem ein lebhaftes, kleinteiliges Erscheinungsbild, das durch kalkoder zementbasiertes Schlämmen oder Anstrich etwas zurücktritt. Eine homogene, helle Farbgebung erhöht die Lichtreflexion und damit die Lichtausbeute im Raum (Abb. A 3.5).

Porenbeton Porenbeton wird im Rohbau oft in Form von Wand- und Deckenbauplatten eingesetzt. Da er sehr leicht ist und einfach zu bearbeiten, eignet er sich als Blockstein gut für Ein- und Umbauten im Innenausbau. Die Steine verfügen über geringe bis mittlere Wärmespeicherfähigkeit und Schallschutzwerte und ihre Fähigkeit zum Feuchteausgleich ist schlechter als die von Ziegeln. Die Wärmedämmeigenschaften hängen von der Steinrohdichte ab und können sehr gute Werte erreichen. Porenbeton wird aus Quarzsand (bzw. anderen quarzhaltigen Stoffen wie z. B. Flugasche oder Hochofenschlacke), Wasser, Bindemittel, Treibmittel und gegebenenfalls Zusatzstoffen hergestellt. Als Treibmittel wird Aluminiumpulver oder -paste verwendet. Zusätzlich zu den Primärrohstoffen kann Recyclingmaterial eingesetzt werden. Die Ökobilanz von Porenbetonsteinen weist relativ geringe Umweltbelastungen auf. Als Formate gibt es Plansteine und -elemente,

A 3.5

A 3.6

Material

Formsteine, Bauplatten sowie Planbauplatten. Plansteine können wie auch Ziegel im Dünnbettverfahren vermauert werden, womit sich die Wärmedämmwerte der Wand verbessern und die Austrocknungszeiten verkürzen. [3] Sichtbeton

Beton wird sowohl im Außen- als auch im Innenbereich eingesetzt. Im Innenausbau ist er vor allem als Wand- und Deckenfläche aus Sichtbeton relevant. Mittlerweile werden aber auch Küchenblocks und Waschtische aus Beton gefertigt (Abb. A 3.6). Seine hohe Rohdichte weist zum einen ein hohes Schalldämmmaß für Luftschall auf, führt jedoch andererseits zu hohen Körperschallwerten. Die hohe Schallreflexion bewirkt lange Nachhallzeiten, die raumakustisch nur durch den Einsatz schallabsorbierender Flächen zu bewältigen sind. Auch zur Verbesserung der Wärmedämmung müssen ergänzende Materialien eingesetzt werden. Die große Wärmespeicherkapazität von Betonbauteilen dagegen wirkt sich positiv auf das Raumklima aus. Im Vergleich zu anderen Wandbaustoffen ist die Herstellung von Zement zwar energieintensiv, dafür weisen Bauteile aus Beton aber in der Regel eine hohe Lebensdauer auf. [4] Für verschiedene Aufgaben kommen Schwer-, Normal- oder Leichtbeton zum Einsatz. Die Rohdichte für Schwerbeton ist größer als 2600 kg/m3, sie liegt für Normalbeton zwischen 2000 und 2600 kg/m3 und für Leichtbeton zwischen 800 und 2000 kg/m3. Letzterer kann nicht für höhere statische Anforderungen verwendet werden, zeichnet sich jedoch durch seine verminderte Wärmeleitfähigkeit aus. DIN EN 206-1 definiert Beton als »Baustoff, erzeugt durch Mischen von Zement, grober und feiner Gesteinskörnung und Wasser, mit oder ohne Zugabe von Zusatzmitteln und Zusatzstoffen. Er erhält seine Eigenschaften durch Hydratation des Zements.« Als hydraulisches Bindemittel erstarrt der Zement nach Wasserzugabe, erhärtet und verleiht den Betonbestandteilen den Zusammenhalt, der ausschlaggebend für seine hohe Druckfestigkeit ist. Gemäß DIN EN 197-1 werden Zemente nach ihrer Zusammensetzung in fünf Kategorien unterteilt: Portlandzement (CEM I), Portland-

kompositzement (CEM II), Hochofenzement (CEM III), Puzzolanzement (CEM IV) und Kompositzement (CEM V). Zugfestigkeit erhält Beton erst als Stahlbeton in Verbindung mit einer Stahlbewehrung aus Stäben, Matten, Körben oder Bügeln. Die Naturfarbe des Betons ist von der verwendeten Zementsorte abhängig. So können annähernd weiße Sichtbetonflächen über die Zugabe von Weißzement (Portlandzement mit nahezu eisenoxidfreien Bestandteilen) erzielt werden. Gesteinskörnungen für Beton können aus natürlichem oder industriell hergestelltem Gestein sowie recycelten Gesteinskörnungen bestehen. An die Gesteinskörnungen werden verschiedene Anforderungen bezüglich Verschleiß, Abrieb, Frost-Tau-Widerstand und Gehalt an Bestandteilen wie Chloride etc. gestellt. Um einen jeweils optimalen Kornzusammenhalt für unterschiedliche Anforderungen zu gewährleisten, wird die Korngrößenverteilung durch eine definierte Sieblinie festgelegt. Dadurch können auch Erscheinungsbild und Farbgebung des Betons beeinflusst werden. Eine wichtige Kenngröße einer Betonzusammensetzung ist der Wasser-Zement-Wert. Über ihn wird nicht nur die Betondruckfestigkeit geregelt, sondern auch die Farbe und Gleichmäßigkeit der Oberfläche des Betons beeinflusst. Eigenschaften wie die Verarbeitbarkeit oder das Erstarrungsverhalten werden gezielt durch Zusatzmittel wie z. B. Betonverflüssiger, Fließmittel, Stabilisierer oder Luftporenbildner verbessert. Zuschläge aus Naturstein wie beispielsweise schwarzer Basalt, weißer Marmor, farbiger Kalkstein oder Metalle wie Kupfer und Eisen verändern die Farbe des Betons. Ein wesentlich größeres Farbspektrum eröffnet sich durch Pigmentzusätze, mit denen der Beton eingefärbt werden kann. Beton ist »gegossener Stein«. Somit entscheidet hauptsächlich die Schaltechnik über Struktur und Aussehen der Oberflächen. Verschiedenartige Oberflächenstrukturen können im Guss oder durch nachträgliche Bearbeitung erzeugt werden. Großformatige, glatte Schaltafeln schaffen großzügige, gleichmäßige Oberflächen, in denen sich die Stöße der Schaltafeln und die Befestigungspunkte der Abstandshal-

ter rhythmisch abzeichnen (Abb. A 3.6). Spezielle Texturen und Musterungen der Oberfläche entstehen durch Schalungsmatrizen, die in die Schaltafeln eingelegt werden. Plastische und kleinteilige Strukturen erreicht man auch durch den Einsatz von Brettschalungen. Als saugende Schalungen bilden sie ihre Maserung auf der Betonoberfläche ab (Abb. A 3.7). Die Oberfläche kann auch nachträglich bearbeitet werden: mittels Kratzen und Schleifen des frischen Betons oder – ähnlich der Oberflächenbearbeitung von Natursteinen – durch Steinmetztechniken wie Bossieren, Stocken oder Scharrieren des erhärteten Materials. Wird der Zementleim an der Oberfläche ausgewaschen, entsteht durch die sichtbaren Gesteinskörnungen die reliefartige Wirkung des Waschbetons. Gleichmäßig matte Flächen ergeben sich durch Sandstrahlen oder durch Absäuern der obersten Zementhaut mit verdünnten Säuren. Besonders feine, glänzende Oberflächen entstehen durch Schleifen und Polieren. Bei allen handwerklichen, mechanischen oder chemischen Bearbeitungsmethoden muss eine ausreichende Überdeckung der Armierung gewährleistet sein. Angegriffene Oberflächen werden durch den Auftrag einer Lasur geschützt, spezielle Beschichtungen erhöhen Verschleißfestigkeit und Rissbeständigkeit und geeignete Imprägnierungen machen den Beton wasserabweisend. Durch Schlämmen oder Lasieren kann die Oberfläche aufgehellt und farblich verändert werden, ein deckender Anstrich würde dagegen die besondere Erscheinung des Sichtbetons verschwinden lassen. [5] Massivholz

Als konstruktiver Wandbaustoff wird Holz in Skelett-, Rahmen- und Ständerbauweise eingesetzt, die Zwischenräume werden mit Wärmeoder Schalldämmstoffen gefüllt (siehe Ständerwandsysteme, S. 121f.). Daneben findet es wieder vermehrt in Massivbausystemen Verwendung. Im Verhältnis zu seiner geringen Rohdichte bietet Holz eine gute Wärmespeicherfähigkeit. Der zellulare Aufbau sorgt für gute Wärmedämmwerte und damit eine angenehme Oberflächentemperatur. Außerdem wirkt Holz feuchtigkeitsausgleichend. Holzarten lassen sich in weiche, mittelharte und

A 3.3 A 3.4 A 3.5

A 3.6 A 3.7 A 3.8 A 3.7

Kriterien zur Materialverwendung in der Architektur Mauerwerk aus Valser Quarzit, Therme Vals (CH) 1996, Peter Zumthor geschlämmtes Ziegelmauerwerk, Pfarrzentrum St. Franziskus, Regensburg (D) 2004, Königs Architekten Küche aus Sichtbeton, Wohnhaus K, Fischen (D) 2000, Bembé Dellinger Architekten Geschichtete Sichtbetonwand, Wohnhaus, Tokyo (J) 2000, Akira Watanabe Betonfertigteile an Stahlstäben, Minihaus, Kobe (J) 2003, Hiroaki Ohtani

A 3.8

63

Material

harte Hölzer unterscheiden. Die kostengünstigeren, da schnell wachsenden Weichhölzer finden hauptsächlich als Konstruktionshölzer Verwendung. Ihre starke Maserung und Astung wirken als sichtbare Flächen im Ausbau eher unruhig. Deshalb kommen für Verkleidungen, Beläge und im Möbelbau meist mittelharte und Harthölzer zum Einsatz. Letztere zeichnen sich durch hohe Druckbelastbarkeit und hohen Abnutzungswiderstand aus. Wichtige Auswahlkriterien von konstruktivem Holz für den Ausbau sind neben den auftretenden natürlichen Mängeln wie z. B. Wuchsfehlern, Astung, Harzung etc. die Druck-, Zugund Scherfestigkeit, Dauerhaftigkeit, Schwindund Quellverhalten. Trockenmängel wie z. B. Risse entstehen meist durch zu schnelles Austrocknen, da Holz arbeitet. Wird es vor seinem Einbau nicht lange genug an Ort und Stelle gelagert, so kann sich sein Feuchtegehalt nicht an das Raumklima anpassen. Verwerfungen durch Aufquellen und Risse durch nachträgliches Schwinden sind häufige Baumängel. Die wichtigsten einheimischen Holzarten, die im Bausektor verwendet werden, sind Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Birke, Erle, Ahorn, Esche, Buche und Eiche (Abb. A 3.9). Zurzeit werden wieder vermehrt dunkle Hölzer eingesetzt, die oft ausländischer Herkunft sind und einen Transport über weite Strecken erfordern. Die Produktionsbedingungen dieser Hölzer und deren Auswirkungen auf die Umwelt sind nach wie vor nur bedingt kontrollierbar. Grundsatz der Holzgewinnung sollte eine nachhaltige Produktion sein. Das bedeutet, es sollte nicht mehr Holz geschlagen werden, als im gleichen Zeitraum nachwachsen kann. Gleichzeitig sind ökonomische, ökologische und soziale Standards anzustreben, um eine langfristige Bewirtschaftung der Wälder zu sichern. Der

Verbraucher kann diesen Grundsatz durch den Einsatz von zertifiziertem Holz unterstützen. International anerkannt ist das Label FSC. Holz sollte konstruktiv so eingesetzt werden, dass es bei der Instandsetzung oder dem Rückbau eines Gebäudes sortenrein getrennt und somit wieder dem Recycling-Kreislauf zugeführt werden kann. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, ist die Verwendung von Holz im Vergleich zu anderen Baustoffen positiv zu beurteilen, da es sich um eine nachwachsende Ressource handelt. Verschiedene Arten des Holzschutzes erhöhen die Resistenz gegen Pilze, Insekten und Feuer. Dabei lassen sich konstruktive Schutzmaßnahmen, beispielsweise durch die Auswahl passender Holzarten, Hinterlüftung, Spritzschutz oder Verblendungen, und solche unter Einsatz chemischer Substanzen unterscheiden. Bei der Verwendung von Holz im Innenausbau sind chemische Holzschutzmittel grundsätzlich nicht zu verwenden, um eine eventuelle Belastung der Raumluft zu vermeiden. Zudem können Holzbauteile dadurch für späteres Recycling unbrauchbar werden. Elementbauweise

Raumtrennende Bauteile und Einbauten in Trockenbauweise bestehen aus Ständer- und Unterkonstruktionen, die mit Platten und Paneelen aus unterschiedlichen Materialien beplankt werden (siehe Baustoffe für Beplankung und Oberfläche, S. 124ff.). Holzwerkstoffe Holzwerkstoffe weisen eine höhere Festigkeit und Formstabilität auf als Massivholz und zeichnen sich durch verringertes Quellen und Schwinden aus. Sie werden als konstruktive und aussteifende Elemente, als Verkleidungen

und im Möbelbau verwendet. Perforiert, mit Lochungen oder Schlitzen versehen und mit Dämmmaterial hinterlegt, tragen sie zur Verbesserung der Raumakustik bei (siehe Raumakustik, S. 150). Holzwerkstoffe sind Bauteile und großflächige Platten, »die durch Verbinden von Fasern, Spänen, Wolle, Leisten, Stäbchen oder Furnieren aus Holz oder anderen lignocellulosehaltigen Rohstoffen, meist unter Zugabe von Bindemitteln, hergestellt werden« [6]. Bei der Auswahl von Holzwerkstoffen ist darauf zu achten, dass durch die Bindemittel keine zu starke Belastung der Innenraumluft mit Formaldehyd oder flüchtigen organischen Verbindungen entsteht. Brettschichtholz Brettschichtholz ist aus mindestens drei Brettern zusammengesetzt, die meist parallel zur Faserrichtung verleimt sind. Es wird als Verkleidung und für tragende Bauteile verwendet. Sperrholz Sperrholz besteht aus mindestens drei Lagen kreuzweise verleimter Holzfurniere. Meist werden formaldehydhaltige Leime eingesetzt, die sich negativ auf die Raumluftqualität auswirken. Sperrholz wird hauptsächlich im Möbelbau, aber auch für tragende bzw. aussteifende Elemente im Innenausbau verwendet. Furniersperrholz besteht ausschließlich aus Furnieren und ist u.a. in den Holzarten Buche, Birke, Pappel und verschiedenen Tropenhölzern erhältlich. An den Schnittkanten sind die einzelnen Lagen als feine Linien sichtbar. Stab- und Stäbchensperrholz enthält eine mittlere Lage aus nebeneinanderliegenden Holzstäben. Es ist leichter und preisgünstiger als Funiersperrholz, die Erscheinung an den Schnittkanten ist jedoch sehr unregelmäßig,

mittlere Rohdichte (g /cm3) bei Feuchtegehalt 12–15 %

Druckfestigkeit (N/mm²)

Holzhärte

Besonderheiten

vorwiegende Verwendung

Fichte

0,47

50

Weichholz

weißgelbliche Farbe, leicht zu verarbeiten, anfällig für Pilz- und Insektenbefall, sehr kostengünstig

Konstruktionsholz, Tischlerholz, Verkleidungen, Fußböden

Tanne

0,45

47

Weichholz

leicht zu verarbeiten, anfällig für Pilz- und Insektenbefall, sehr kostengünstig

Konstruktionsholz, Tischlerholz, Verkleidungen, Fußböden

Kiefer

0,51

55

mittelhartes Holz

dauerhaft, harzreich, kostengünstig

Konstruktions-, Fenster- und Türholz, Holzpflaster, Fußböden, Verkleidungen

Lärche

0,59

55

mittelhartes Holz

dauerhaft, harzreich, ausdrucksvolle Maserung, kostengünstig

Verkleidungen

Eiche

0,69

61

Hartholz

rötlich braune Farbe, Pilz- und Insektenbeständig, teuer

Treppen, Parkett, Furniere

Buche

0,72

62

Hartholz

arbeitet stark, kurze Faserung, gelbliche Farbe

Schwellen, Fußböden, Sperrholz, Tischlerholz, Furniere

Esche

0,69

52

Hartholz

elastisch, gräuliche Farbe

Leitern, Furniere

Erle

0,55

55

mittelhartes Holz

Furniere, Spezialholz für Span- und Faserplatten A 3.9

64

Material

sodass diese meist durch Umleimer oder Deckleisten verdeckt werden. Spanplatten Die Herstellung von Spanplatten erfolgt aus Holzspänen und gegebenenfalls anderen holzartigen Faserstoffen und einem Bindemittel (in der Regel Kunstharz). Meistens werden in der Holzindustrie anfallende Reststoffe oder Recyclingmaterial als Späne verwendet. So entsteht ein kostengünstiges Material mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, das mit werkseitig geschlitzten Rückseiten auch runde Formgebungen ermöglicht. In Wand- und Bodenaufbauten übernehmen Spanplatten aussteifende oder tragende Funktionen, bei Altbausanierungen werden sie oft als Trockenestrich eingesetzt. Die Feuchteempfindlichkeit des Materials wird über die Produktdeklaration V-20 (geringe Luftfeuchtigkeit), V-100 (erhöhte Luftfeuchtigkeit) bzw. V-100 G (hohe Feuchtebelastung) beschrieben. Die Oberflächen werden meist mit Lacken, Folien oder Furnieren beschichtet, mittlerweile aber auch geölt, gewachst oder unbehandelt eingesetzt. OSB-Platten OSB-Platten sind eine gröbere Variante der Spanplatte. Sie bestehen aus längeren und gerichteten Spänen und weisen in der Regel relativ hohe Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC = volatile organic compounds) und Formaldehyd auf, die aufgrund der verwendeten Leime entstehen können. Zur Minimierung dieser Emissionen in die Raumluft sind entsprechende Anforderungen einzuhalten bzw. Platten zu verwenden, für die vom Hersteller entsprechende Nachweise erbracht worden sind. Typische Einsatzgebiete im Ausbau sind Aussteifungen, Wand- und Deckenverkleidungen sowie Bodenunterkonstruktionen bzw -beläge. Holzwolleleichtbauplatten Für Holzwolleleichtbauplatten wird Holzwolle mit anorganischem Bindemittel versetzt. Magnesiabinder oder Zement geben ihnen ihre graue Farbe. Sie werden z. B. als Putzträger oder Akustikelemente verwendet. Gesundheitsschädliche Emissionen sind nicht bekannt. Holzfaserplatten Bei der Herstellung von Holzfaserplatten werden Holzfasern aus Rest-, Alt- oder Schwachholz durch Zugabe eines Bindemittels verfilzt und verklebt. Wie alle Holzspanwerkstoffe sind Holzfaserplatten sehr feuchteempfindlich. Hartfaserplatten werden als Wand- und Deckenverkleidung eingesetzt. Holzfaserdämmplatten kommen als Schallschutzelemente in Innenräumen zum Einsatz. Mitteldichte Platten (MDF) finden vor allem im Möbelbau Verwendung und sind auch durchgefärbt erhältlich. Die Homogenität des Materials lässt Objekte wie aus einem Guss erscheinen (Abb. A 3.12).

Mineralisch gebundene Platten Häufig werden mineralisch gebundene Platten für Verkleidungen im Ausbau verwendet. Sie eignen sich gut als Träger von Putz oder Tapeten. Auch aus Brandschutzgründen wird auf sie zurückgegriffen. Gipskartonplatten Gipskartonplatten sind ein gängiges Material für Wand- und Deckenverkleidungen sowie Einbauten in Innenräumen (Abb. A 3.13, S. 66). Sie bestehen aus einem beidseitig mit Karton ummantelten Gipskern. Die 9,5 –18 mm dicken Platten werden auf Holz- oder Metallständerkonstruktionen montiert. Die Platten sind biegezugfest, elastisch und leicht zu bearbeiten. Sie zeichnen sich durch gute Wärmedämmeigenschaften sowie gute Feuchteregulierung aus, für Nassräume eignen sich jedoch nur spezielle Feuchtraumplatten. Als mit Glasseide versetzte Feuerschutzplatten können sie auch als Brandschutzverkleidungen zum Einsatz kommen (siehe Brandschutzverkleidungen, S. 168ff.). Um eine plane, fugenlose Oberfläche zu erreichen, werden die Flächen nach der Montage gespachtelt, geschliffen und gestrichen, verputzt oder tapeziert. Durch Verwendung gelochter Platten verstärkt sich ihre schalldämpfende Wirkung. Gipsfaserplatten Gipsfaserplatten werden aus einer Mischung von Gips und Zellulosefasern hergestellt. Im Unterschied zu Gipskartonplatten haben sie jedoch keine Kartonummantelung. Die Anwendungsgebiete decken sich mit denen der Gipskartonplatten.

A 3.9

Eigenschaften und Anwendungsgebiete der wichtigsten Holzarten im Ausbau A 3.10 Aufstockung, Atriumhaus in Holzbauweise, Dornbirn (A) 2007, Hermann Kaufmann A 3.11 Holzverkleidung, Berghotel am Vigiljoch, Meran (I) 2003, Matteo Thun A 3.12 Einbauten und Mobiliar aus MDF, Umbau der Stadt- und Universitätsbibliothek Frankfurt/Main (D) 2004, Hochbauamt Frankfurt

A 3.10

Lehmbauplatten Eine natürliche und gut recycel- bzw. kompostierbare Alternative zu Gipsbauplatten bieten Lehmbauplatten. Sie werden aus Lehm mit stabilisierenden Zuschlägen aus Pflanzenfasern, Stroh oder Holzspänen hergestellt. Die 20 – 60 mm starken Platten werden ebenfalls auf Unterkonstruktionen montiert und mit Lehmputz verspachtelt. Da sie viel Feuchtigkeit aufnehmen und wieder abgeben können, sollten nicht rostende Verbindungsmittel eingesetzt werden. A 3.11

Zement- und Faserzementplatten Zement- und Faserzementplatten sind härter, spröder und schwieriger zu verarbeiten als Gipsplatten. Beide Plattenarten sind nicht brennbar und werden deshalb oft als Brandschutzverkleidungen verwendet. Da sie wasserundurchlässig und resistent gegen Schimmelpilzbefall sind, eignen sie sich gut für Feuchträume. Grundstoff ist Zement, der für Zementplatten beidseitig mit Glasgewebe armiert und für Faserzementplatten mit Kunststoff- und Zellulosefasern verstärkt wird. Von den mittlerweile im Handel erhältlichen Faserzementplatten sind im Gegensatz zu den früheren Asbestplatten keine gesundheitsschädlichen Wirkungen bekannt. A 3.12

65

Material

Betonplatten Betonplatten werden als besonders dünne, großformatige und belastbare Wandverkleidungen eingesetzt. Zur Herstellung sind sehr feinkörnige Zuschlagstoffe notwendig. Ihre Biegesteifigkeit erhalten die 6 –20 mm dicken Platten durch eine Glasfaserbewehrung.

A 3.13

A 3.14

A 3.15

A 3.16

66

Kunststoffplatten Kunststoffe sind synthetisch hergestellte Werkstoffe aus einfachen organischen Molekülen. Je nach Art der Vernetzung ihrer Molekülketten werden sie in drei Kategorien unterschieden: Elastomere, Thermoplaste und Duroplaste. Elastomere bestehen aus weitmaschig vernetzten Molekülketten und weisen typischerweise ein gummielastisches Verhalten auf, d. h. sie gehen nach Verformung in ihren Ausgangszustand zurück. Bei Thermoplasten lösen sich bei Wärme die Verbindungen zwischen den Molekülketten. Deshalb weisen sie bei Temperaturen von ca. 200 bis 300 °C plastische Eigenschaften auf und sind dann verformbar (Abb. A 3.14). Unter Einwirkung von Druck und Wärme können Thermoplaste durch Schweißen mit gleichartigen oder verwandten Materialien verbunden werden. Bei Raumtemperaturen sind sie nicht elastisch und lassen sich deshalb nur mechanisch (durch Spanen) bearbeiten. Duroplaste bestehen aus räumlich fest vernetzten Molekülketten. Sie sind temperaturbeständiger als Thermoplaste, besitzen aber keine plastischen Eigenschaften, sondern zersetzen sich bei größerer Hitzeeinwirkung. Für Thermoplaste können mittlerweile bei sortenreiner Rückführung in die Produktion relativ hohe Recyclingquoten erreicht werden. Ökologisch problematisch einzustufen ist jedoch, dass ein wichtiger Rohstoff zur Kunststoffproduktion Erdöl ist. Im Innenausbau kommen in erster Linie die Thermoplaste Acrylglas, Polyester und Polycarbonat sowie glasfaserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz. Die Platten stehen in verschiedenen Formen zur Verfügung, z.B. als Massivoder Wellplatten oder die stabileren, selbsttragenden Steg- oder Trapezplatten. Transluzente Materialien können von der Rückseite effektvoll beleuchtet werden. Farbeffekte entstehen durch farbiges Licht, Beschichtung mit Folien oder durchgefärbtes Material (Abb. A 3.15 und A 3.16). Durch Wärmebehandlung vor Ort lassen sich thermoplastische Materialien dauerhaft verformen. Diesen Effekt nutzt man beispielsweise auch für Spanndeckensysteme, die als temporäre, großflächige Deckenverkleidung eingesetzt werden. Mineralwerkstoffplatten sind mit Mineralien versetzte Kompositmaterialien aus Acryl oder Polyester. Diese Materialien sind verhältnismäßig leicht, ermöglichen fugenlose, große Oberflächen und sind in einer Vielzahl von Farben im Angebot. Als warme, geschlossenporige, pflegeleichte Materialien, die immer wieder nachgeschliffen werden können, finden Mineral-

werkstoffplatten u.a. als Theken, Arbeitsplatten oder Waschbecken Verwendung. [7] Glastafeln Hauptrohstoff für die Herstellung von Glas ist Quarzsand, der zusammen mit netzwerkwandelnden Zusätzen und weiteren Bestandteilen (z. B. Metalle, Salze) bei 1100 –1500 °C geschmolzen wird. Die Herstellung von Glas ist sehr energieintensiv. Die Verwendung von Recyclingglas wirkt sich günstig auf den Primärenergieinhalt aus. Glas kann zu milchig-transluzentem, unebenem Gussglas oder Glasbausteinen gegossen oder im Floatverfahren zu hochtransparenten Glastafeln gezogen werden, wodurch eine glatte und spannungsfreie Oberfläche entsteht. Die Glaseigenschaften können durch die Zusammensetzung der Rohstoffe oder über die Oberflächenbehandlungen verändert werden. Dazu werden meist chemische oder physikalische Beschichtungsverfahren angewendet. Variieren lassen sich damit nicht nur Tragfähigkeit, Schallschutz, Brandverhalten und Verschmutzungsresistenz, sondern auch die Lichtdurchlässigkeit und der Gesamtenergiedurchlassgrad. Beim Einsatz als Wand, Brüstung (Abb. A 3.17), Tür oder in Decken verhindern vorgespanntes Glas (ESG) oder Verbundscheiben (VSG) die Verletzungsgefahr durch Glassplitter. Als Bodenbelag muss Glas besonderen statischen Anforderungen standhalten und kann zu diesem Zweck beispielsweise mit Kunststofffolien armiert werden. Lichtdurchlässigkeit und Oberflächenbeschaffenheit können durch Sandstrahlen, Ätzen oder den Einsatz von keramischen Siebdruckverfahren verändert werden. So entstehen milchigtransluzente (Abb. A 3.18) bis lichtundurchlässige sowie ornamentierte Flächen. Für Glasinnengravuren werden mittels Lasertechnik dreidimensional erscheinende Objekte aus wenigen Mikrometer großen, weißen Punkten im Glasinneren erzeugt. Farbig-transparente oder transluzente Färbungen erhalten Gläser durch Beschichtung mit PVB-Folien zwischen den Scheiben. Beständig gefärbt werden Gläser durch das Einbrennen von keramischen Farben oder Färben während der industriellen Herstellung. Auch integrierte Beleuchtungen können Glasflächen färben und ihre Transparenz verändern. Neuartige Gläser verfügen über eine integrierte LED-Beleuchtung oder können ihre Transparenz verschiedenen Raumfunktionen anpassen. In Zusammenarbeit mit Lichtplanern können so effektvolle Licht- und Farbwirkungen geschaffen werden (siehe Leuchtdioden, S. 55ff.). Metallpaneele Metalle haben eine kristalline Struktur mit frei beweglichen Valenzelektronen, woraus ihre hohe Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit resultieren. Sie sind sehr stabil und wasserdicht. Reine Metalle bestehen aus jeweils einem einzigen chemischen Element; ihre Eigenschaften können jedoch durch Legierungen mit

Material

anderen Elementen gezielt verändert werden. Metallpaneele im Innenausbau werden als Verkleidungen von Wandbereichen und Brüstungen sowie in abgehängten Decken eingesetzt. Da Metallbleche räumlich nicht stabil sind, müssen sie profiliert oder an den Rändern aufgebogen gegen Ausbeulen stabilisiert werden. Die flächige und kraftschlüssige Verbindung mit einem Trägermaterial aus Holzwerkstoffen, Kunststoffplatten oder Profilblechen zu Sandwichelementen verhindert zusätzlich Längenänderungen durch Temperaturschwankungen und minimiert so den Fugenabstand zwischen den einzelnen Platten. Perforiert und mit Dämmstoffen hinterlegt kommen sie als schalldämpfende Vorsatzschalen oder Kassetten in abgehängten Decken zum Einsatz. Metallpaneele werden mit verschiedenen Oberflächenstrukturen hergestellt: glatt, als perforierte Lochbleche oder als strukturierte Streckmetalle. Die Oberflächen sind kühl, wirken in glänzender Ausführung stark lichtreflektierend und sind pflegeintensiv, wo sie häufig berührt werden. Eine mechanische Bearbeitung durch Sandstrahlen, Schleifen, Polieren oder Drahtbürsten verleiht ihnen eine homogen matte oder strukturierte Erscheinung, auf der sich beispielsweise Fingerabdrücke weniger stark abzeichnen. Beschichtungen mit anderen Metallen wie Zink, Chrom oder Titan erhöhen die Widerstandsfähigkeit der Oberfläche, ein langlebiger Farbauftrag entsteht durch Pulverbeschichtung. Metallgewebe mit ihrer textilen, lichtdurchlässigen und gleichzeitig reflektierenden Erscheinung wurden in den letzten Jahren besonders als großflächige, hinterleuchtete Behänge in Sakralräumen eingesetzt (Abb. A 3.19). Stahl Bei der Herstellung von Stahl wird der Kohlenstoffgehalt in der Roheisenschmelze je nach den angestrebten Stahleigenschaften gezielt geregelt sowie der Anteil unerwünschter Elemente verringert. Die Tragfähigkeit und Elastizität lassen sich über die Menge und Art der neben Eisen im Gefüge enthaltenen Elemente beeinflussen. Durch Härten oder Vergüten verändert sich das kristalline Gefüge in mehreren gezielten Erwärmungs- und Abkühlungsschritten, der Stahl wird somit widerstandsfähiger. Im Innenausbau ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten für Stahl: als Profile in Unterkonstruktionen von Doppelböden, abgehängten Decken und leichten Trennwänden, für Treppen und Geländer, als Bleche für Deckenbekleidungen und Bodenbeläge, als Drahtgewebe z. B. für Verkleidungen, als Fertigprodukte in Form von Beschlägen und Griffen, als Ummantelungen für Geräte und Klimaanlagen und als Oberfläche aus Edelstahl für Armaturen in Küche und Bad. Aluminium Für die Herstellung von Aluminium wird Bauxit abgebaut und aufbereitet. Reines Aluminium wird mittels elektrolytischer Abscheidung ge-

wonnen und gegossen. Die Herstellung von Aluminium ist sehr energieintensiv. Die dadurch entstehenden Umweltbelastungen lassen sich aber durch den Einsatz eines hohen Anteils an recyceltem Aluminium deutlich verringern. Aluminium ist sehr korrosionsbeständig. Es kommt im Ausbau dort zum Einsatz, wo seine geringe Rohdichte von Vorteil ist, z. B. in Unterkonstruktionen von abgehängten Decken und leichten Trennwänden und in Ummantelung oder Beschichtung von Dämmstoffen. Seine geringe Zugfestigkeit lässt sich durch Zugabe von Legierungselementen verbessern. Kupfer Kupfer ist sehr korrosionsbeständig und sehr gut formbar und wird deshalb im Innenausbau vor allem in der Gebäudetechnik für Rohrleitungen eingesetzt. Die Herstellung von Kupfer aus Primärrohstoffen allerdings verursacht hohe Umweltbelastungen; die Verwendung von Recyclingmaterial reduziert diese stark. Textile Paneele Besonders in Büro- oder Verwaltungsgebäuden muss der Nachhall harter, geschlossenporiger Flächen wie Sichtbeton und großflächiger Verglasungen durch weiche, schallabsorbierende Materialien ausgeglichen werden (siehe Akustische Behaglichkeit, S. 39ff.). Möchte man aus gestalterischen und ästhetischen Gründen auf abgehängte Decken oder Akustikpaneele an Wänden verzichten, so ist der Einsatz textiler Paneele als Wandgestaltung, flexible Raumtrennung oder als Bespannung raumtrennender Möbel möglich. Zur Herstellung textiler Paneelrahmen werden Holz- oder Aluminiumrahmen mit Stoffen oder Filzen bespannt. Einseitig bespannte Paneele können an tragenden Unterkonstruktionen befestigt werden. Zweiseitig bespannte Paneele werden gleitend in Profilen an Decke und/oder Wand geführt. Lösbare Verbindungen ermöglichen die Reinigung der Stoffe. Dämmstoffe Im Innenausbau sorgen Dämmstoffe in erster Linie für Schallschutz gegen Körperschall (als Trittschall im Fußbodenaufbau) und Luftschall (in den Wänden). Wärmedämmung ist nur an Bauteilen notwendig, die Räume unterschiedlichen Temperaturniveaus voneinander trennen. In Ständerkonstruktionen sind die Dämmmaterialien als Füllungen zwischen den Beplankungen. Das Prinzip der Wärmedämmung basiert darauf, die Wärmeübertragung durch Leitung, Strahlung und Konvektion zu minimieren. Viele Dämmstoffe haben deshalb kleine, nicht zusammenhängende eingeschlossene Poren, die entweder mit Luft oder einem Gas geringerer Wärmeleitfähigkeit gefüllt sind. Im Extremfall wird die Luft aus Dämmstoffen evakuiert, um die Wärmeübertragung zu minimieren. Grundsätzlich müssen Dämmstoffe einen möglichst geringen Feuchtegehalt aufweisen, um eine optimale Dämmwirkung zu erzielen, da die Wärmeleitfähigkeit von Wasser größer ist als diejenige von Luft.

A 3.13 A 3.14

A 3.15 A 3.16

A 3.17 A 3.18 A 3.19

Gipskarton-Kubus, White Loft, Barcelona (E) 2000, Bugunani & Fortunato Archivzonen aus lichtstreuendem Kunststoff im Kombibüro, Bankhaus, München (D) 1999, Borkner, Feinweber, Tellmann hinterleuchtete Kunststoffplatten, Karolinen Karree, München (D) 2008, Koch & Partner Verkleidungselemente aus mattem Acrylglas, Schuhgeschäft, Amsterdam (NL) 2003, Meyer en van Schooten Glasbrüstung an einer Empore, Loft , A Coruña (E) 2001, A-cero Flurbelichtung über mattiertes Glas, Haus E, Tutzing (D) 2006, Bembé Dellinger Architekten Behang aus metallischem Gewebe, Herz-JesuKirche, München (D) 2000, Allmann Sattler Wappner

A 3.17

A 3.18

A 3.19

67

Material

Dämmstoff

anorganisch, mineralisch

aus natürlichen Rohstoffen

organisch

aus synthetischen Rohstoffen

aus natürlichen Rohstoffen

aus synthetischen Rohstoffen

Blähton

Blähglas

Baumwolle

expandierte Perlite

Kalziumsilikat

Flachs

Harnstoff-FormaldehydharzOrtschaum (UF)

Naturbims

Keramikdämmschaum

Getreidegranulat

Melaminharz-Hartschaum

Schaum aus Kaolin oder Perlite

Mineralwolle (MW) aus Glas- oder Steinwolle

Hanf

Phenolharz-Hartschaum (PF)

Hobelspäne

Polyesterfasern

Schaumglas (CG)

Holzfaser (WF)

Polystyrol-Hartschaum (EPS)

Vakuum-Isolations-Paneel (VIP)

Holzwolleplatten (WW)

Polystyrol-Extruderschaum (XPS)

Kokosfaser

Polyurethan-Hartschaum (PUR)

Korkerzeugnisse

Polyurethan-Ortschaum (PUR)

Vermiculite (Blähglimmer)

Schafwolle Schilfrohr Stroh / Strohleichtlehm Torf Zellulosefaser A 3.20

Für die Luftschalldämmung ist der Schallabsorptionsgrad der Dämmstoffe entscheidend, weshalb weiche und offenporige Materialien sich dafür eignen. Gegen Körperschall, z. B. als Trittschalldämmung, werden Dämmstoffe zur Entkoppelung massiver Bauteile eingesetzt, die den Druckbeanspruchungen standhalten müssen (siehe Akustische Behaglichkeit, S. 39ff.). In Abb. A 3.20 werden Dämmstoffe nach ihrer Rohstoffbasis in anorganische und organische sowie jeweils in natürliche bzw. synthetische Rohstoffe unterschieden. Mineralwolle Unter dem Begriff Mineralwolle sind Dämmstoffe aus Stein- und Glaswolle zusammengefasst. Sie finden als Wärmedämmung und Schallschutz im Boden- und Deckenbereich sowie in Innenwänden Verwendung. Typische Lieferformen von Mineralwolle sind Filze, Platten und teilweise Granulate. Bisher ist nicht endgültig geklärt, ob Mineralfasern kanzerogen wirken; es ist jedoch davon auszugehen, dass dies zumindest für ältere Produkte in Bestandsgebäuden zutrifft. Beim Einbau ist in jedem Fall darauf zu achten, dass Mineralwolle-Dämmstoffe nicht in direktem Kontakt zur Innenraumluft stehen. Polystyrol-Dämmplatten Neben ihrer Verwendung als Dach- oder Deckendämmung im Innenbereich kommen Polystyrol-Dämmplatten wegen ihrer Festigkeit auch als Trittschalldämmung unter dem Estrich und zur Isolierung von Leitungen zum Einsatz. Polystyrol wird in expandierter (EPS) und extrudierter (XPS) Form als Dämmstoff verwendet. Beachtliche Umweltbelastungen in der Herstellung entstehen hauptsächlich durch die Verwendung von Erdöl sowie durch den Einsatz

68

von HFKW-Treibmitteln (teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe). [8] Schafwolle Schafwolle wird hauptsächlich als Wärme- und Schalldämmung in Wänden eingesetzt, teilweise auch als Trittschalldämmung in Bodenaufbauten. Beim Einbau ist auf konstruktiven Schutz gegen das Eindringen von Insekten und Mäusen zu achten. Zur Herstellung von Schafwolle-Dämmstoffen wird Schafschurwolle gereinigt, mit Mottenschutzmittel versehen und danach zu Vliesen verarbeitet. Teilweise werden Borate als Flammschutzmittel zugesetzt. Es ist davon auszugehen, dass die Innenraumluft durch Motten- und Flammschutzmittel nur sehr gering belastet wird. Schafwolle-Dämmstoffe können Formaldehyd aus der Innenluft binden und somit dessen schädliche Auswirkungen auf den Menschen reduzieren. Sie werden als Matten, Bahnen, Filze, Stopfwolle und Dichtungszöpfe oder -schnüre angeboten.

Schaumglas Schaumglas wird aus Glaspulver hergestellt, das unter Zugabe des Treibmittels Kohlenstoff auf ca. 1000 °C erhitzt und geschäumt wird. Der hohe Energiebedarf kann durch Zugabe von Altglas ausgeglichen werden. Das Recycling der Schaumglas-Dämmstoffe selbst ist jedoch aufgrund von Verunreinigungen kaum möglich. Wegen der hohen Druckbelastbarkeit und Feuchteunempfindlichkeit werden Schaumglasplatten bevorzugt für druckbeanspruchte Konstruktionen eingesetzt.

Beschichtungen im Innenraum Beschichtungen im Innenraum bieten Schutz vor Verschleiß und können bauphysikalische Aufgaben wie den Feuchtigkeitsausgleich und die Verbesserung der Raumakustik übernehmen. Durch ihre Struktur- oder Farbgebung tragen sie wesentlich zur Oberflächenwirkung bei. Putze

Zellulosefaserflocken Zellulosefaserflocken werden entweder aus Rohzellulose oder aus Altpapier hergestellt. Im zweiten Fall wird das Altpapier zerfasert und Brandschutzmittel (oft Borsalze) zugegeben. Besonders bei der Verwendung von Altpapier entstehen nur sehr geringe Umweltbelastungen. In der Regel werden Zellulosefaserflocken vor Ort in die Wandelemente eingeblasen, geschüttet oder auf die Wandelemente gesprüht. Dadurch ist es möglich, auch unregelmäßig geformte Hohlräume gut zu dämmen. Zellulosefaserflocken sind nicht druckbelastbar und werden als Wand- und Deckendämmung eingesetzt. Ein sachgemäßer, zum Innenraum luftdichter Einbau ist wichtig, da sonst organische Fasern in der Raumluft auftreten können.

Unter Putzen versteht man alle Arten von Wand- und Deckenbeschichtungen, die auf Putzmörteln oder Trockenputzen basieren. Sie erfüllen verschiedene Zwecke: Oberflächengestaltung, Erhöhung der Behaglichkeit durch kontrollierte Wasseraufnahme und -abgabe, akustische Eigenschaften, Wärmedämmung und Brandschutz. In Abb. A 3.21 werden Putze anhand ihrer Materialzusammensetzung eingeteilt (siehe DIN V 18550). Kalkputze der Gruppe P I zeichnen sich durch sehr gute Wasserdampfdurchlässigkeit aus. Ihre diffusionsoffene, poröse Oberfläche wirkt nicht nur feuchtigkeitsausgleichend, sondern filtert zudem Schadstoffe aus der Luft. Sie werden als Innenputze eingesetzt.

Material

Die Kalkzementputze der Gruppe P II können im Innen- und Außenbereich verwendet werden und sind ebenfalls wasserdampfdurchlässig. Zementputze der Gruppe P III kommen im Innenbereich hauptsächlich in Nassräumen zum Einsatz, da sie kaum wasserdampfdurchlässig sind. Die Gipsputze der Gruppe P IV wirken feuchtigkeitsregulierend, sind jedoch nicht wasserbeständig und werden somit in Innenräumen verwendet, die keiner erhöhten Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Sie können sehr glatt gespachtelt und geschliffen werden. Zusätzlich zu den in Abb. A 3.21 genannten Materialien ist es auch möglich, Innenputz aus Lehm herzustellen. Er zeichnet sich insbesondere durch sein hohes Feuchteregulierungsvermögen aus. Putz wird ein- bzw. mehrlagig mit einer Schichtstärke von 10 bis 15 mm aufgetragen und muss einen dauerhaften Verbund mit dem Putzgrund eingehen. Der Gefahr von Rissbildungen kann man durch eine Armierung begegnen, allerdings nicht im Bereich von Dehnungsfugen in den Bauteilen. Die Beschaffenheit von Putzoberflächen hängt von der Art des Putzauftrags ab. Unterschiedliche Möglichkeiten sind geglätteter und gefilzter Putz, Reibe-, Kellenwurf-, Modellier-, Spritz-, Kratz- sowie Waschputz (Abb. A 3.22). Neben den genannten Putzen gibt es auch spezielle Akustikputze zur Verbesserung der Raumakustik. Für den Wärmeausgleich im Innenraum können relativ neu entwickelte Putze, die mit PCM (Phase Change Materials) versetzt sind, verwendet werden. Das darin enthaltene Wachs verflüssigt sich bei erhöhten Raumtemperaturen und kann so einen Wärmeausgleich schaffen (siehe Latentwärmespeicher, S. 116f. und PCM, S. 181f.). Estrich

Estriche sind Bauteilschichten auf mineralischer Basis, die auf einen Untergrund aufgetragen werden (siehe Abb. C 3.3, S. 157). Sie bereiten den Rohfußboden zur Aufnahme eines Bodenbelags vor, dienen der Nivellierung des Bodens oder als unmittelbarer Nutzbelag (Abb. A 3.23). Nach DIN EN 13813 müssen Estriche verschiedenen Anforderungen standhalten. Entscheidend sind die Druckfestigkeit, der Verschleißwiderstand, die Oberflächenhärte, die chemische Beständigkeit, das Schwinden und Quellen und das Trittschallmaß. Estrich kann monolithisch als Verbundestrich oder als schwimmender Estrich ohne Verbund mit dem tragenden Untergrund eingebaut werden. Flächenbelastbare Dämmmatten oder -platten entkoppeln den Estrich von der tragenden Deckenkonstruktion und sorgen so für Trittschall- oder Wärmeschutz. Auf hohen Dämmschichten verhindert eine Bewehrung das Reißen oder Brechen der Estrichschicht. Estrich eignet sich wegen seiner hohen Wärmespeicherkapazität gut zum Einbau von Fußbodenheizungen.

Zementestrich Zementestrich ist preisgünstig und nahezu allen Belastungen gewachsen. Die Konstruktionshöhe beträgt bei Verbundestrichen mindestens 30 mm, die Schichtdicke von schwimmenden Estrichen ist abhängig von der Höhe der darunterliegenden Dämmschicht. Dabei gilt es unbedingt, die Schwindfugen einzuhalten. Sein Einsatz als Nutzschicht und bewusst gestaltete Fußbodenoberfläche ist im Absatz Kunststeinbeläge (siehe S. 71) näher beschrieben. Anhydritestrich Anhydritestrich zeichnet sich durch eine kürzere Trockenzeit und eine höhere Raumbeständigkeit aus, was eine Verlegung großer Flächen ohne Dehnungsfugen ermöglicht. Magnesiaestrich Magnesiaestrich ist nicht feuchtigkeitsbeständig und kommt heute nur noch selten zum Einsatz. Gussasphaltestrich Gussasphaltestrich wird bei 250 °C auf hitzebeständigem Untergrund eingebaut, ist witterungsunabhängig herstellbar und schon nach wenigen Stunden belastbar, womit er sich auch für den Einsatz in hochwertigen Altbausanierungen empfiehlt. Mit ihm lassen sich große, fugenlose Flächen herstellen, die zudem dampfdicht, wasserunempfindlich und schwer entflammbar sind (Abb. A 3.24, S. 70). Die homogene, schwarze Schicht ist allerdings nicht für punktuelle Belastungen geeignet, da diese Abdrücke hinterlassen.

Mineralische Putze PI

Luftkalkmörtel, Wasserkalkmörtel, Mörtel mit hydraulischem Kalk

P II

Kalkzementmörtel, Mörtel mit hochhydraulischem Kalk oder mit Putz- und Mauerbinder

P III

Zementmörtel mit oder ohne Zusatz von Kalkhydrat

P IV

Gipsmörtel und gipshaltige Mörtel

Kunstharzputze P Org 1

Anwendung als Außen- und Innenputze

P Org 2

Anwendung als Innenputz A 3.21

A 3.20 A 3.21 A 3.22 A 3.23

Einteilung von Dämmstoffen nach ihrer Rohstoffbasis Einteilung von Putzen nach ihrer Materialzusammensetzung Rauputz, Treppenhaus im Kloster Sainte-Marie de La Tourette, Éveux (F) 1960, Le Corbusier Estrich in der BMW-Welt, München (D) 2007, Coop Himmelb(l)au

Trockenestrich Unter Trockenestrich versteht man Holzwerkstoff- oder Gipsbauplatten, die über der Wärmedämmung verlegt werden, um einen Untergrund für den Bodenbelag zu bilden. Im Gegensatz zum Nassestrich muss er vor der weiteren Bearbeitung nicht aushärten. Der trockene Einbau und das geringe Gewicht machen ihn für Altbausanierungen attraktiv (siehe Trockenunterböden, S. 156ff.). Kunststoffestriche Kunststoffestriche eignen sich für hoch beanspruchte Flächen, auch im Industriebau. Sie bestehen aus Kunstharzen (Epoxidharz, Polyurethanharz, Polyesterharz, Polymethacrylharz), die im Zwei-Komponenten-Verfahren auf der Baustelle gemischt werden und zu einer 3 bis 8 mm dicken, fugenlosen, schlagfesten, wasserundurchlässigen und chemikalienresistenten Schicht erhärten. Der Einsatz dieser teuren Materialien lohnt sich auch für weniger beanspruchte Flächen dann, wenn glatte, hochglänzende oder durchgefärbte Oberflächen gewünscht sind (Abb. A 3.25, S. 70). Für vertikale Beschichtungen werden Polyurethanharze aufgesprüht oder Epoxidharze gespachtelt aufgetragen.

A 3.22

A 3.23

69

Material

A 3.24 Imprägnierungen, Versiegelungen und Farben

Farben haben großen Einfluss auf Atmosphäre und Lichtstimmung im Raum (siehe Farbwirkung, S. 42f.). Konstruktiv haben deckende Farbe, Versiegelung, Lasur oder Imprägnierung die Aufgabe, als Beschichtung Bauteile vor Verschleiß durch mechanische oder chemische Belastung zu schützen. Der Auftrag von Beschichtungen ist auf mineralischen Untergründen, Holz, Holzwerkstoffen, Metallen sowie Glas möglich. In vielen Fällen ist eine Vorbehandlung des Untergrunds notwendig. Die Lichtreflexion ist abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Beschichtung: Glänzende Oberflächen reflektieren stärker als matte und können unter Umständen blenden (siehe Visuelle Behaglichkeit, S. 40ff.). Imprägnierungen Imprägnierungen wie z. B. Holzschutzmittel oder Öle dringen in die Poren von saugfähigen Untergründen wie Holz und Beton ein und bilden keinen Film an der Oberfläche. Sie erhalten so zwar die natürliche Ausstrahlung des Materials, die Oberflächen sind aber im Vergleich zu versiegelten oder lackierten nicht so dauerhaft und pflegeleicht. Außerdem müssen Imprägnierungen in regelmäßigen Abständen erneuert werden. Lasuren Lasuren enthalten nicht deckende Farbmittel oder einen geringen Anteil fein verteilter Pig-

A 3.25

A 3.26

mente und lassen die natürliche Struktur von Holz- oder Betonflächen sichtbar. Versiegelungen bilden einen dichten, farblosen Film an der Oberfläche, sodass Gase und Flüssigkeiten nicht eindringen können. Deckende und lasierende Beschichtungen enthalten Farbstoffe oder Pigmente und werden in der Regel mehrschichtig auf den Untergrund aufgetragen.

Beschichtungsstoffe aus (siehe Produktauswahl sowie Label und Gütesiegel, S. 75f.). Um eine optimale Haftung und Haltbarkeit zu erreichen, werden Beschichtungen in mehreren Schritten aufgetragen: Zur Vorbehandlung des Untergrunds eignen sich z. B. Abbeiz-, Entfettungs- oder Anlaugmittel. In einer weiteren Lage können Grundbeschichtungen oder Spachtelmassen aufgetragen werden. Die Deckbeschichtung verleiht dem Bauteil schließlich die gewünschten Oberflächeneigenschaften. Abb. A 3.27 gibt eine Übersicht über einige wasserund lösemittelverdünnbare Beschichtungsstoffe. Die Auftragstechniken für die Oberflächenbeschichtung lassen sich grundsätzlich in industrielle und manuelle Verfahren unterscheiden. Unter industriellen Techniken versteht man z. B. Spritzen, Pulverbeschichten, Walzen, Tauchen, Fluten, Gießen oder Schleudern. Manuelle Verfahren sind Streichen, Rollen oder ebenfalls Spritzen.

Beschichtungen Beschichtungen bestehen aus Bindemitteln und gegebenenfalls Farbmitteln. Es gibt Bindemittel auf anorganischer oder organischer Basis. Zudem erfolgt eine Unterscheidung in wasserverdünnbare (z. B. Kalk, Zement, Dispersionen, Leim) und lösemittelverdünnbare Bindemittel (z. B. Lacke, Harze). Pulverbeschichtungen Metallen bekommen eine haltbare Farbschicht mit Pulverbeschichtungen aus eingebranntem Pigmentpulver. Eine weitere Beschichtungsmöglichkeit sind dünne Metallschichten. Dafür können Bronze, Kupfer, Messing, Aluminium, Eisen oder Stahl verwendet werden. Die Auswirkung der Beschichtungen auf die Luftqualität im Innenraum sollte unbedingt berücksichtigt werden. Ein wichtiges Kriterium ist dabei der Lösungsmittelgehalt. In der Regel ist er auf der Verpackung angegeben oder kann beim Hersteller erfragt werden. Gütesiegel wie z. B. der Blaue Engel zeichnen emissionsarme Holz, Holzwerkstoffe

Boden- und Wandbeläge Beläge und Verkleidungen dienen nicht nur als mechanischer Schutz oder zum Verdecken von Rohbaumaterialien und Installationsführungen, sondern gestalten aktiv die optische und haptische Oberflächenwirkung. Bodenbeläge übernehmen wichtige raumgestalterische Funktionen. Durch ihren großen Flächenanteil und den direkten Kontakt zum Raumnutzer tragen sie

Metalle

mineralische Untergründe

wasserverdünnbare Beschichtungsstoffe Kunststoffdispersion Lasurfarbe (Acryl-, Kunststoff-) Dispersionslack A 3.24 A 3.25 A 3.26 A 3.27

A 3.28 A 3.29

Gussasphaltestrich, Buchhandlung, Innsbruck (A) 2004, Rainer Köberl Kunstharzboden, Glass Cube, Bad Driburg (D) 2007, 3deluxe farbige Oberflächen, Werbeagentur, Stuttgart (D) 2001, zipherspaceworks wasser- und lösemittelverdünnbare Beschichtungsstoffe für Holz, Holzwerkstoffe, Metalle und mineralische Untergründe Natursteinboden, Castelvecchio, Verona (I) 1964, Carlo Scarpa Natursteinboden, Aussegnungshalle, München (D) 2000, Andreas Meck

Kunststoffdispersionsfarbe

Kalk(-Zement)-Farbe (Dispersions-)Silikatfarbe Leimfarbe Kunststoffdispersion(sfarbe) Dispersionslackfarbe

lösemittelverdünnbare Beschichtungsstoffe Lack (z. B. Alkydharz-, säurehärtende Reaktions-, Polyurethan-) Lasur (Imprägnier-, Lack-)

Lackfarbe (z. B. Alkydharz-, Polyurethan-)

Lack (z. B. Polyurethan-, Epoxidharz-, Lack (Polymerisatharz-, Epoxidharz-, Polyurethan-) Axrylharz-) Lasur (Acryl-) Lackfarbe (z. B. Alkydharz-, Polymerisatharz-, Kautschuk-, Silikonharz-, Polyurethan-, Epoxidharz-) Lackfarbe (z.B. Alkydharz-, Polymerisatharz-, Kautschuk-, PolyurethanEpoxidharz-) A 3.27

70

Material

A 3.28

wesentlich zur Innenraumwirkung und zur Behaglichkeit des Raums bei. Abgestimmt auf die jeweiligen Anforderungen kann eine Vielzahl von Materialien eingesetzt werden. Etliche Anforderungen sind in Normen geregelt, wie z. B. die Rutschfestigkeit, der Verschleißwiderstand oder das Brandverhalten. In jedem Fall muss der Bodenbelag gut auf den Untergrund und die funktionalen Schichten des Bodenaufbaus abgestimmt sein. Je nach der Nutzungskategorie der Gebäude werden unterschiedliche Anforderungen an Bodenbeläge gestellt. In Industriebauten stehen beispielsweise hohe Druck- bzw. Scherbeanspruchung und Abriebfestigkeit im Vordergrund. Hier wird häufig die oberste Schicht als Estrich ausgebildet. In Schulen wiederum sind Schallschutz, Haptik, Geruch sowie Dauerhaftigkeit entscheidend. In Nassräumen müssen sowohl Rutschfestigkeit wie auch Reinigungsfähigkeit gewährleistet sein. Da sie besonderem Verschleiß ausgesetzt sind, sollten Beläge, die eine kürzere Lebensdauer aufweisen und modischen Veränderungen unterliegen, so verlegt oder montiert werden, dass es möglich ist, sie unabhängig von der tragenden Baukonstruktion instand zu setzen bzw. zu erneuern [9] (siehe Lebenszyklusbetrachtung und Nachhaltigkeit, S. 76f.). Natursteinbeläge

Für Bodenbeläge eignen sich alle Natursteinarten – vom harten Granit bis zum weichen Sandstein. Ihre Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb sind im Vergleich zu anderen Belägen sehr hoch. Kennzeichnend ist die langsame Wärmeaufnahme und -abgabe, wodurch das Material als kühl wahrgenommen wird. Seine Trägheit ist für Fußbodenheizungen von Vorteil, da sie für eine gleichmäßige Wärmeabgabe sorgt (siehe Flächenheizungen, S. 176). Typische Anwendungsgebiete sind Wände und Böden in repräsentativen Räumen (Abb. A 3.28 und A 3.29), Raumzonen mit Bezug nach außen wie Eingangshallen und Flure sowie Küchen und Bäder. Abhängig von Untergrund und Maßtreue der Steinplatten können sie im Dickbett (10 –15 mm Mörtelschicht) oder Dünnbett (3 – 8 mm Mörtelschicht) verlegt werden. Durch Verwendung lokal vorhandener

A 3.29

Steinsorten werden nicht nur Transportwege verkürzt, sondern auch regionale Bezüge zum Standort des Gebäudes geknüpft. Neben Farbe und Struktur bestimmt die Oberfläche das Erscheinungsbild und die Nutzbarkeit der Böden. Sie reicht von bruchrau über sägerau bis zur Politur. Kunststeinbeläge

Kunststein findet in erster Linie als Bodenbelag für hohe Beanspruchungen Verwendung. Zementestrich stellt eine robuste und kostengünstige Variante dar. Er wird geschliffen und muss während der Ausbauarbeiten gut geschützt werden, damit er bis zu seiner Versiegelung nicht verschmutzt (siehe Zementestrich, S. 69). Eine teurere, da aufwendigere Variante sind Terrazzoböden. Sie haben ihren Ursprung im südlichen Mittelmeerraum und bestehen aus Marmor-, Porphyr-, Tuff- oder Granitsplit, der in eine Beton- oder Zementmasse gestreut und gebunden wird. Nach mehrfachem Schleifen und der Versiegelung entsteht ein 20 –30 mm hoher, sehr dauerhafter Belag. Neben den großflächigen Belägen wird Kunststein auch in Form von zementgebundenen Fliesen und Platten hergestellt. Der Grundstoff von Zementfliesen ist Weißzement. Die Fliesen haben eine sehr glatte und mattierte Oberfläche und zeichnen sich durch eine hohe Robustheit aus. Betonwerksteinfliesen wirken aufgrund des Zuschlags von Kies gröber als Zementfliesen und können auch in großen Formaten bis 50 ≈ 50 cm hergestellt werden. Keramische Beläge

Keramische Fliesen sind dauerhafte und widerstandsfähige Beläge, die aus Ton hergestellt und bei hohen Temperaturen zu Steinzeug, bei niedrigeren Temperaturen zu Steingut gebrannt werden. Steingut muss durch eine Glasur gegen Abrieb und eindringendes Wasser geschützt werden, während das widerstandsfähigere Steinzeug durch eine Imprägnierung lediglich eine pflegeleichte Oberfläche erhält. Öle oder Wachse verleihen z. B. Terrakotta eine warme, erdige Ausstrahlung. Es gibt eine große Auswahl an Fliesenformaten als Boden- und Wandbelag in Küchen, Bädern sowie Flur- und Wohnbereichen.

Großformatige Bodenfliesen (maximal 60 cm oder 120 cm Seitenlänge) lassen Räume weiter erscheinen. Besonders große Formate bis 100 ≈ 300 cm können aus Porzellankeramik hergestellt werden. Dieses sehr dichte und widerstandsfähige Material ist zudem mit 3 mm sehr dünn. Mit kleinformatigen Mosaikfliesen, die auf Netzen im Dünnbett verlegt werden, lassen sich an Wänden und Böden Muster und kunstvolle Effekte erzielen, auch an anspruchsvolleren oder gerundeten Formen. Eine noch widerstandsfähigere Variante für Nassbereiche und Schwimmbäder sind Glasmosaikfliesen in einer Größe ab 10 ≈ 10 mm. Abhängig von Untergrundbeschaffenheit und Maßtreue der Keramik können Fliesen im Dickbett oder Dünnbett verlegt oder geklebt werden (siehe Beläge von Trockenunterböden, S. 158). Aufgrund ihrer hohen Wärmespeicherkapazität eignen sich keramische Bodenbeläge gut für Fußbodenheizungen. Schmale, hohe Räume besonders in Altbauten wirken breiter, wenn die Wandfliesen knapp unter Türrahmenhöhe einen sauberen Abschluss finden. Die Fugenfarbe sollte mit Bedacht gewählt und das Fugenbild verschiedener Flächen schon in der Planung in Fliesenspiegeln aufeinander abgestimmt werden. Beläge aus Holz

Holz als natürlicher, offenporiger Baustoff sorgt nicht nur für ein angenehmes Raumklima und warme Oberflächen, sondern ist auch sehr strapazierfähig und langlebig. Für Wandbeläge können Massivholzbretter oder Holzwerkstoffe verwendet werden (Holzwerkstoffe, S. 64f.). Holzdielen Holzdielen finden sich als einfache Bodenbeläge aus Fichten- oder Tannenbrettern in unterschiedlichen Dicken von ca. 16 bis 24 mm, stumpf gestoßen auf die Balkenkonstruktion der Decke genagelt, noch in vielen Altbauten. Die zeitgenössische Variante besteht aus bis zu 35 mm dicken Hartholzdielen von maximal 6 m Länge, die auf Lagerhölzern verlegt und über Nut-Feder-Profilierung miteinander verbunden werden (Abb. A 3.30, S. 72).

71

Material

A 3.30 A 3.31 A 3.32 A 3.33

A 3.34

Holzdielenboden, Wohnhaus, Mineyama (J) 2000, FOBA geöltes Fischgrätparkett in Eiche, Wohnungsumbau, Berlin (D) 2006, Behles & Jochimsen geöltes Industrieparkett, MGS München (D) 2001, Robert Meyer Wand- und Bodenbekleidung aus Linoleum, Laden, New York (USA) 2000, Choi-Campagna Design Naturkautschuk als Wand- und Bodenbelag, Restaurant »George«, Paris (F) 2000, Jakob+MacFarlane

A 3.30

A 3.31

Die Verlegerichtung sollte auf die Raumform abgestimmt sein und möglichst senkrecht zur Bewegungs- und waagrecht zur Hauptbelichtungsrichtung erfolgen. Die pflegeintensive Imprägnierung mit wasserbasiertem Öl oder Wachs bringt die Holzoberfläche am besten zur Geltung, erhält die Holzstruktur sowie die Diffusionsfähigkeit des Bodens und verleiht ihr im Gebrauch eine besondere Patina. Die Oberflächen können auch farbig geölt, gebeizt, lasiert oder gekalkt werden. Um eine nachträgliche Fugenbildung oder Risse durch Schwinden zu vermeiden, sind Hölzer grundsätzlich ausreichend getrocknet zu verarbeiten und vor dem Einbau durch Lagerung im Raum dem künftigen Raumklima anzupassen. Parkett Für Parkettböden werden in der Regel Harthölzer wie Eiche, Buche, Ahorn oder Esche sowie Tropenhölzer verwendet. Aber auch Birke, Kastanie, Kiefer, Kirsche und Linde kommen zum Einsatz. Sie werden entweder auf einen stabilen Untergrund wie z. B. Estrich geklebt, auf einen Blindboden nicht sichtbar genagelt oder auf einer Trittschalldämmmatte schwimmend verlegt. Die Ausführungen variieren von Mosaik-, über Stab- und Riemenparkett bis zum besonders leistungsfähigen Industrieparkett. Die Verlegearten beeinflussen die optische Wirkung des Parketts im Raum: Drei-Stab-Parkett mit Würfeln wirkt kleinteilig und ungerichtet, Fischgrätparkett (Abb. A 3.31) oder Schiffsverband haben eine dynamische Wirkung und Industrieparkett erscheint in seiner gerichteten Kleinteiligkeit wieder flächig (Abb. A 3.32). Um den Bodenbelag vor Abnutzung zu schützen, ist als Oberflächenbehandlung Imprägnierung (mit wasser- oder lösemittelbasiertem Öl, Wachs oder Harz) oder Versiegelung (mit wasser- oder lösemittelverdünnbarem Lack) möglich. Ein wichtiges Kriterium ist dabei der Formaldehyd- und Lösungsmittelgehalt, der die Innenraumluft dauerhaft belasten kann. Laminat Laminat hat in der Regel einen dreischichtigen Aufbau: Die Trägerschicht bildet eine Holzfaserplatte, auf der Unterseite ist eine Gegenzugschicht aufgebracht. Die Nutzschicht besteht aus mit Harzen imprägnierten Papierlagen, auf die meist eine Holzoptik gedruckt wird, was dem Laminat ein etwas unnatürliches Erscheinungsbild verleiht. Dieser kostengünstige Belag wird – besonders in Sanierungen – dann eingesetzt, wenn die Einbauhöhe für Parkett nicht ausreicht. Der Trittschallpegel liegt höher als der von Parkett und für Feuchträume ist Laminat nicht geeignet. Es ist auf einen geringen Formaldehyd- und Lösungsmittelgehalt zu achten.

Wandbekleidung aus Stoff oder Teppich dienen als Verblendung, großflächiger Wandschmuck oder übernehmen schalldämpfende Funktionen. Sie können verklebt oder mittels Klemmleisten – und damit wieder lösbar – auf Rahmen gespannt eingesetzt werden. Teppiche werden aus Naturfasern (z. B. Schurwolle, Baumwolle, Viskose, Seide, Kokos, Sisal oder Jute), Kunstfasern (z. B. Polyamid, Polyacryl, Polyester, Polypropylen) oder Mischgeweben hergestellt. Die elektrostatische Aufladung der synthetischen Fasern kann durch eingewebte Metall- oder Glasbzw. Kohlenstofffasern verhindert werden. Teppichböden stellen eine nicht unerhebliche Brandlast dar. Deshalb sollte auf die Einteilung in die Brandschutzklassen von schwer entflammbar (T-a) bis leicht entflammbar (T-c) geachtet werden. Flor- oder Polteppiche bestehen aus senkrecht in ein Trägermaterial eingewebten Garnfäden. In sogenannten Boucléteppichen bleiben die Schlingen geschlossen, während sie bei Veloursteppichen aufgeschnitten werden. Dies gibt ihnen zwar ein dichtes, weiches Aussehen, macht sie aber für höhere Belastungen z. B. durch Stuhlrollen in Büros ungeeignet. Vliesteppiche bestehen aus imprägnierten Faservliesen, die z. B. auf einer Träger- oder Rückenschicht aufgebracht sind. Für Flachteppichböden, bei denen Trägerschicht gleich Nutzschicht ist, werden in der Regel Jute-, Sisal- oder Kokosfasern verwebt. Sie sind dünn und sehr belastbar und werden meist in Eingangs- und Flurbereichen sowie als Läufer auf Holztreppen verwendet. Der Anbau der Rohstoffe in Monokulturen und weite Transportwege bringen in der Regel beträchtliche Umweltbelastungen mit sich. Kleine Flächen können lose verlegt werden, sollten aber mit einer rutschfesten Unterlage bzw. Rückseite ausgestattet sein. Große Flächen werden oft flächendeckend verklebt. Bei der Auswahl des Klebstoffs sollte darauf geachtet werden, das keine Ausdünstungen die Raumluft belasten. Lösbare Klebstoffe erleichtern den Austausch des Belags. Die Montage von Spannteppichen, die von Wand zu Wand gespannt und im Sockelbereich mit Nagelleisten befestigt sind, ist aufwändig und kostenintensiv. Die Eignung von textilen Bodenbelägen für Allergiker wird kontrovers diskutiert [10]; eine Orientierung kann dabei das Siegel »GUT« geben, das von verschiedenen Teppichhersteller gemeinsam entwickelt wurde und Aussagen zur Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit von Teppichböden macht (weitere Label und Gütesiegel siehe S. 76). Elastische Beläge

Textile Beläge

Textile Beläge weisen eine Reihe von positiven Eigenschaften auf: Sie sind schallabsorbierend, wärmedämmend und einfach zu verlegen. A 3.32

72

Elastische Beläge umfassen Kunststoffe, Gummi sowie nachwachsende Rohstoffe wie Kork und Linoleum. Sie sind weicher als harte Bodenbeläge aus Holz oder Stein und reinigungsfreundlicher als textile Bodenbeläge.

Material

A 3.33

Kork Der Rohstoff für Kork wird aus der Rinde von Korkeichen gewonnen, die im Mittelmeerraum wachsen. Korkbodenbeläge sind gut wärmeund schalldämmend. Sie werden als Fliesen, Fertigparkett oder in Bahnen verlegt. Geölt und gewachst wird Kork als warmer Belag in Wohnräumen eingesetzt. Mit einer schmutzabweisenden Beschichtung aus Lack hält er auch größeren Belastungen Stand. Linoleum Linoleum besteht aus einem hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe und ist deshalb aus ökologischer Sicht empfehlenswert. Bei der Produktion wird eine Linoleumzementmasse aus Leinöl und Kiefernharz mit Holz- oder Korkmehl, anorganischen Füllstoffen und Farbpigmenten gemischt und auf ein tragendes Jutegewebe gepresst. Bahnenlängen bis maximal 30 m können in einer Vielzahl von Farben und Mustern geliefert werden (Abb. A 3.33). Linoleum wirkt trittschalldämmend, antibakteriell und ist schwer entflammbar. Es wird daher gerne in öffentlichen Gebäuden, Verwaltungsbauten, Krankenhäusern, Schulen oder Sporthallen verwendet. Gummibeläge Der Grundstoff für Gummibeläge ist in den meisten Fällen synthetischer Kautschuk, der auf Erdölbasis hergestellt wird. Naturkautschuk wird nur noch selten verwendet. Zwar sind Gummibeläge frei von Weichmachern, doch können während der Produktion krebserregende Stoffe entstehen. Vorteile dieser Beläge sind die Elastizität und Verschleißfestigkeit, guter Trittschallschutz sowie Wasser- und Brandunempfindlichkeit. Sie werden meist in Industrie-, Gewerbebauten oder öffentlichen Hallen eingesetzt. Die Oberflächen können entweder glatt oder geprägt ausgeführt werden (Abb. A 3.34). Kunststoffbeläge Beläge aus Kunststoffen werden in PVC-, POund PU-Beläge unterschieden. Polyvinylchlorid-Beläge (PVC) sind wasserdicht und weitgehend chemikalienbeständig. Allerdings diffundieren diese Beläge vor allem für Allergiker bedenkliche Schadstoffmengen in

A 3.34

die Innenraumluft und die im Produkt enthaltenen Weichmacher setzen im Brandfall giftige Dämpfe frei. Polyolefin-Beläge (PO) können auf den Zusatz von Weichmachern verzichten, werden dadurch aber spröder und können außerdem unter Feuchteeinwirkung quellen. Polyurethan-Beläge (PU) werden hauptsächlich in Durchgangsbereichen und im Industriebau verwendet. Ihr fugenloser Verguss zeichnet sich durch seine hohe Abriebbeständigkeit aus.

schuk, Polyurethan, Polyacrylat, Butylkautschuk oder Polyisobutylen hergestellt. Montageschäume werden ebenfalls zur Fugendichtung verwendet. Sie enthalten als Treibmittel meist treibhauswirksame sowie gesundheitsschädliche Substanzen. Als Alternative können Naturfaserbänder z. B. aus Flachs-, Hanf- oder Schafwollfasern zum Schließen von Zwischenräumen benutzt werden. [11]

Strategien zur Produktauswahl Glas Glas muss als Bodenbelag den Sicherheitsvorschriften für Tragfähigkeit, Splitterschutz und Trittsicherheit genügen und wird deshalb in kleinen Formaten hauptsächlich für Treppenstufen und nur in besonderen Fällen großflächig im Boden verwendet (siehe Glastafeln, S. 66f.) Metall Metall kommt als Belag im Innenraum selten zum Einsatz. Meist finden Aluminium oder verzinkte Stahlbleche Verwendung. Strukturierte Oberflächen erhöhen die Rutschfestigkeit (siehe Metallpaneele, S. 66).

Dichtstoffe Mit Dichtstoffen werden Fugen gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt. Je nach ihrem physikalischen Verhalten werden sie in elastische, plasto-elastische sowie plastische Dichtstoffe unterschieden. Daneben gibt es Fugenvergussmassen. Eine weitere Einteilung erfolgt nach der Reaktivität in chemisch reaktive, physikalisch reaktive sowie nicht reaktive Dichtstoffe. Obwohl Dichtstoffe einen sehr geringen Massenanteil an der Gesamtheit der Baustoffe haben, ist dennoch eine sorgfältige Auswahl nötig, da diese Materialien messbare Schadstoffgehalte an die Innenraumluft abgeben können. Zudem ist es wichtig ist, dass der Dichtstoff dauerhaft der Feuchtigkeit standhält und nicht vorzeitig versagt. Die handelsüblichen Dichtstoffe werden auf Basis von Silikonkautschuk, Polysulfidkaut-

Wichtige Kriterien bei der Auswahl und Ausschreibung von Produkten sind die Belastung der Raumluft durch Materialemissionen sowie Herstellung, Transport, Einbau, Wartung, Entsorgung oder Wiederverwendung der Materialien in der Lebenszyklusbetrachtung (Abb. A 3.3, S. 62). Die unterschiedlichen Anforderungen an Materialien gegliedert nach Gebäudetypen sind in Abb. A 3.35 auf S. 74 dargestellt. Raumluftqualität

Die Auswahl von Materialien für den Ausbau hat einen wesentlichen Einfluss auf die Luftqualität in Innenräumen. Durch die oft langfristige Abgabe von Geruchs- und Schadstoffen können sich Materialien negativ auf die menschliche Gesundheit und Behaglichkeit auswirken. Oberste Zielsetzung für die Verwendung von Baustoffen bzw. Bauprodukten ist neben der Erfüllung der technischen Anforderungen deshalb die gesundheitliche Unbedenklichkeit für die Verarbeiter und Nutzer. Die Regelungen, die für den Vertrieb bzw. die Verwendung von Bauprodukten und Baustoffen gelten, werden nachfolgend näher vorgestellt. Treten in Gebäuden Befindlichkeitsstörungen auf, so wird vielfach ein Zusammenhang mit Umweltfaktoren vermutet. Die häufigsten dabei genannten Beschwerden sind das Sick-Building-Syndrom (SBS), multiple Chemikalienüberempfindlichkeit oder das Chronic-FatigueSyndrom. Gebäude, in denen über SBS-Symptome geklagt wird, haben häufig viele Gemeinsamkeiten [12]: Die Gebäude sind in Leichtbauweise erstellt, gut abgedichtet und mit raumlufttechnischen Anlagen ausgestattet, die

73

Material

mit einem hohen Umluftanteil betrieben werden. In den Räumen herrschen relativ hohe Raumtemperaturen bei gleichzeitig homogenem thermischen Umfeld und sie sind oft großflächig mit Textilien und textilen Fußbodenbelägen ausgestattet. Häufig sind auch Gerüche eine Ursache für Befindlichkeitsstörungen. Sie können u.a. über Emissionen aus Materialien im Innenraum entstehen. Unangenehme Gerüche in Innenräumen gelten daher als Zeichen schlechter Raumluftqualität, unabhängig davon, ob sie tatsächlich eine toxikologische Wirkung auslösen können (siehe Olfaktorische Behaglichkeit, S. 37ff.). Das Umweltbundesamt hat Empfehlungen zur Bewertung der Raumluftqualität veröffentlicht [13].

Inhaltsstoffe und mögliche Auswirkungen

Sowohl die chemische Zusammensetzung von Ausbaumaterialien als auch chemische Reaktionen bei ihrer Verarbeitung oder während der Nutzungsphase können die Ursache für Befindlichkeitsstörungen, Geruchs- oder Behaglichkeitsbeeinträchtigungen sein. Auch im Bauwesen ist die Herstellung und Verwendung von gesundheitsschädlichen Produkten nicht grundsätzlich ausgeschlossen oder verboten. Für die Qualität der Raumluft gelten Vorgaben und Regelungen, die Empfehlungen für die Verwendung emissionsarmer Materialien aussprechen. Eine Unterschreitung der geltenden Richtwerte für bestimmte Substanzen in der Raumluft kann nur erreicht werden, wenn ProVerwaltungsbauten

dukte, die solche Substanzen freisetzen, minimiert oder ganz vermieden werden. Gesetzliche Vorgaben, Regelungen, Normen

Für die Beurteilung der Raumluftqualität dient in Deutschland derzeit eine Bekanntmachung des Umweltbundesamts vom Juni 2007, die Referenz- und Richtwerte zur Bewertung von Innenraumluftkontaminationen angibt [14]. Ziel ist die einheitliche Bewertung der Innenraumluftqualität, wobei der Schwerpunkt auf der Beurteilung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) liegt, die eine Hauptursache für Befindlichkeitsstörungen und gesundheitliche Beschwerden darstellen. Zur Beurteilung werden für einige wenige Sub-

Materialanforderungen

Wohngebäude

Schulgebäude

Sporthallen

Museen

Krankenhäuser

Ästhetik

Mietobjekte: soll so weit beachtet werden, wie sie zur Behaglichkeit beiträgt Eigentum: sehr nutzerspezifisch

soll so weit beachtet werden, wie sie zur Behaglichkeit beiträgt

nicht prioritär

prioritär

soll so weit beachtet werden, wie sie zur Behaglichkeit beiträgt; ist gegen Höhe der Lebenszykluskosten abzuwägen

Gesundheit, Schadstofffreiheit

derzeit nur für sensible Bauherren wichtig; sollte prioritär beachtet werden wegen hohen Aufenthaltszeiten der Nutzer

teilweise Mindestanforderungen von öffentlichen Trägern; Ziel sollte minimaler Schadstoffeintrag sein

derzeit nur für sensible Bauherren wichtig; sollte prioritär beachtet werden wegen hohen Aufenthaltszeiten der Nutzer

teilweise Mindestanforderungen von öffentlichen Trägern; Ziel sollte minimaler Schadstoffeintrag sein

nicht prioritär

teilweise Mindestanforderungen von öffentlichen Trägern; Ziel sollte minimaler Schadstoffeintrag sein

Investitionskosten

sehr nutzerspezifisch

Senkung ist derzeit prioritär; sollte mit Optimum der Lebenszykluskosten abgeglichen werden

sehr nutzerspezifisch

Senkung ist derzeit prioritär; sollte mit Optimum der Lebenszykluskosten abgeglichen werden

sehr nutzerspezifisch

Senkung ist derzeit prioritär; sollte mit Optimum der Lebenszykluskosten abgeglichen werden

Lebenszykluskosten

stehen derzeit nicht im Vordergrund, sollten aber als wichtiges Entscheidungskriterium herangezogen werden

Reinigungsfähigkeit

sehr nutzerspezifisch

prioritär

derzeit sehr nutzerspezifisch; sollte beachtet werden

prioritär

sehr nutzerspezifisch; muss z. B. gegen Ästhetik abgewogen werden

prioritär

Dauerhaftigkeit

Mietobjekte: Dauerhaftigkeit nur als Teil der Lebenszykluskostenoptimierung betrachten Eigentum: sehr nutzerspezifisch

wesentlich, da so die Lebenszykluskosten gesenkt werden können

relativ kurze Erneuerungszyklen ∫ Anpassung an diese Zyklen

wesentlich, da so die Lebenszykluskosten gesenkt werden können

nutzungsabhängig: Dauerhaftigkeit an die geplanten Erneuerungszyklen anpassen

wesentlich, da so die Lebenszykluskosten gesenkt werden können

Sicherheit

Mindeststandards sollten eingehalten werden

prioritär

Mindeststandards sollten eingehalten werden

prioritär

Mindeststandards sollten eingehalten werden

prioritär

Instandhaltbarkeit

sehr nutzerspezifisch; Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

im Bereich der Gebäudetechnik schon vielfach beachtet, Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

prioritär, wenn häufige Nutzerwechsel stattfinden

im Bereich der Gebäudetechnik schon vielfach beachtet, Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

sehr nutzerspezifisch; Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

im Bereich der Gebäudetechnik schon vielfach beachtet, Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

Recycelbarkeit

Derzeit nur für sensible Bauherren wichtig; sollte aus Gründen der Umweltverträglichkeit beachtet werden A 3.35

A 3.35 A 3.36

74

unterschiedliche Anforderungen an Materialien, gegliedert nach Gebäudetypen Emissionsverhalten von Materialien bezüglich VOC und Formaldehyd

Material

stanzen toxikologisch abgeleitete Richtwerte herangezogen. Man unterscheidet hierbei zwischen einem Richtwert RW I (Konzentration eines Stoffs, bei der auch bei einer lebenslangen Exposition keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind) und einem Richtwert RW II (Konzentration, bei der gesundheitliche Gefahren nicht auszuschließen sind). Bei Werten zwischen Richtwert RW I und RW II sollte als Sofortmaßnahme verstärkt gelüftet werden. Bei Konzentrationen über RW II besteht unmittelbarer Handlungsbedarf, was meist dazu führt, dass die Räume nicht weiter genutzt werden können. Da die Innenraumluft eine Vielzahl von unterschiedlichen Substanzen enthält, kann deren Material Naturstein

Bemerkungen – kritisch bzw. im Einzelfall zu prüfen Stein unkritisch, aber Hilfsstoffe wie Beschichtungen, Verlegehilfsstoffe, Kleber etc., Radon, je nach Herkunft Betonzusatzmittel wenn möglich vermeiden (da keine genauen Informationen)

Beton Gips Mörtel, Putz Estrich

mineralische Basis Kunstharzbasis mineralische Basis Gussasphaltestrich

Mauerwerk Glas Keramik Metall

Holzwerkstoffe Sperrholz Brettschichtholz Spanplatten OSB-Platten Holzfaserplatten Holzwolleleichtbauplatten Kunststoffe Kunstharze PUR Silikon Dämmstoffe Bodenbeläge Holzboden Laminat Teppichboden Kork Linoleum

Dichtstoffe

Untergundvorbehandlung überprüfen

Inhaltsstoffe der Fugendichtungsmaterialien sind zu beachten Korrosionsschutz, Anstriche: Chromverbindungen müssen vermieden werden. Verwendung von Holzschutzmitteln: Notwendigkeit für tragende Teile prüfen, für Innenausbauten in jedem Fall vermeiden

Holz

Beschichtungen

Qualität mithilfe der Summenkonzentration der flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC) beurteilt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung der auftretenden Substanzgemische dient der Summenwert lediglich als Parameter zur Charakterisierung der Exposition und zur Quellensuche. Ergänzend zu den Richtwerten der Bund-Länder-Kommission gibt es weitere Orientierungswerte zur Beurteilung der Innenraumluftqualität auf der Basis eines Forschungsprojekts der Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsprojekte (AGÖF). Vor dem Hintergrund, dass schlechte Gerüche neben Gesundheitsbeschwerden der häufigste Anlass für die Beauftragung von Raumluftuntersuchungen sind, wurden dabei verstärkt Werte

PUR PVC Dispersionsfarben Dispersionslacke Kalkfarben lösemittelhaltige Lacke Öle Wachse Polyacrylat

Formaldehyd, Holzschutzmittel und andere Altlasten etc. bei Altholz unklarer Herkunft; bei Verwendung neuer Plattenmaterialen auf Emissionsklasse achten (E1 = formaldehydarm)

kann Lösungsmittel emittieren

trotz dieser Einstufung Inhaltsstoffe beachten relevante Emissionen werden durch Art der Oberflächenbehandlung und Klebstoffe hervorgerufen VOC-Emissionen möglich (durch Fußbodenheizung verstärkt); relevante Emissionen werden durch Art der Klebstoffe hervorgerufen Schaumrücken und Art der Klebstoffe führen zu relevanten Emissionen; Biozide bei natürlichen Fasern durch Kork selbst keine nennenswerte Emissionen zu erwarten; entscheidend ist die Art des Klebers bei hochwertigen Produkten keine nennenswerten Emissionen, ansonsten Emissionen möglich; entscheidend ist die Art des Klebers relevante Emissionen werden durch Art der Oberflächenbehandlung und Klebstoffe hervorgerufen lösemittelfrei erhältlich, ansonsten werden VOC und Formaldehyd emittiert

enthalten Lösungsmittel in sehr unterschiedlichen Gehalten, auf Inhaltsstoffe achten vermeiden von Lösungsmitteln, sensibiliserenden Substanzen, krebserregenden u.a.

PUR Silikonkautschuk Butylkautschuk Einstufung bezüglich Schadstoffemissionen (VOC, Formaldehyd) unbedenklich Zusammensetzung überprüfen

bedenklich

auf der Grundlage von Geruchsschwellen aufgenommen (siehe Geruchsintensität, S. 38f.). Produktauswahl

Die Strategie bei der Auswahl von Produkten unter toxikologischen Kriterien erfolgt nach dem Minimierungsprinzip. Dies bedeutet, dass für alle Anwendungen möglichst emissionsfreie bzw. emissionsarme Materialien und Produkte eingesetzt werden müssen. Planern und Bauherren stehen zur gezielten Vermeidung von Schadstoffen nur wenige Werkzeuge zur Verfügung. Raumluftmessungen können nur abschließend den Erfolg von Minimierungsmaßnahmen sichtbar machen. Planungsbegleitend und während des Bauablaufs ist es aufgrund des meist engen Terminplans nicht möglich, sie einzusetzen. Allenfalls können einzelne Produkte oder ausgewählte Konstruktionsaufbauten in Prüfkammern auf ihr Emissionsverhalten hin untersucht werden. Experten für ökologische und gesundheitliche Fragestellungen im Bauwesen können den Bauherren, Architekten und Fachplanern bei der Materialauswahl in Entwurf und Werkplanung sowie bei der exakten Formulierung für Anforderungen an Bauprodukte in der Ausschreibung beraten. Mit der europäischen Chemikalienverordnung (REACH – Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), die am 1. Juli 2007 in Kraft getreten ist, müssen sowohl Hersteller als auch Verarbeiter umfangreiche Auskünfte zu den eingesetzten Chemikalien – u. a. Informationen zum Emissionsverhalten von Bauprodukten – zur Verfügung stellen. Damit wurde eine Grundlage geschaffen, um die möglichen Schadstoffbelastungen von Räumen vorherzusagen. Unter toxikologischen Gesichtspunkten bilden einige Substanzen kritische Bestandteile in Bauprodukten. Ein Beispiel dafür sind Lösungsmittel, die in den unterschiedlichsten Baustoffen enthalten sein können (Abb. A 3.36). Um eine optimale Innenraumluftqualität zu erreichen, sollten folgende qualitativen Ziele festgeschrieben werden: • Alle Materialien und Produkte für den Innenausbau müssen biozidfrei sein, d. h. frei von kennzeichnungspflichtigen Fungiziden, Insektiziden, Bakteriziden. • Es sind grundsätzlich keine chemischen Holzschutzmittel einzusetzen. Ausnahmen sind nur im zwingend vorgeschriebenen Rahmen zugelassen. Ansonsten ist auf konstruktive Maßnahmen zurückzugreifen. • Es sind nur formaldehydfreie bzw. formaldehydarme Materialien und Produkte im Innenbereich zu verwenden. Besonders bei Holzwerkstoffen, Klebstoffe und Farben ist dies zu berücksichtigen. • Für die Anwendungen im Innenbereich sind gesundheitlich unbedenkliche Anstriche und Kleber einzusetzen, dabei ist auf die Beschriftung »lösemittelfrei« bzw. »löse-

A 3.36

75

Material

Einfluss auf Nutzungskosten

Aufwand für Nutzungsplanung Ist

Aufwand für Nutzungsplanung Soll

Vorstudie Entwurf

A 3.37 Ausführungsplanung

A 3.38 Ausführung Ausschreibung

Planung Betrieb

A 3.39 A 3.40

Betrieb Zeit A 3.37

mittelarm« zu achten. Bei der Wahl von Klebstoffen, Farben und anderen Bauchemikalien ist die Lösungsmittelemission auf ein Minimum zu reduzieren. • Beim Einsatz von Mineralfasern sind Maßnahmen zu treffen, damit bei der Nutzung keine Fasern an die Raumluft freigesetzt werden. Label und Gütesiegel

Für die Umsetzung gesundheitlicher Anforderungen an Bauprodukte ist die exakte Formulierung in der Ausschreibung besonders wichtig. Sie werden damit Vertragsbestandteil und sind für den Auftragnehmer bindend. Insbesondere ist es hierbei möglich, Qualitäten vorzugeben, z. B. den Verzicht auf unerwünschte Inhaltsstoffe (Lösungsmittel, Formaldehyd, Konservierungsmittel etc.) oder die Verwendung von Produkten mit Gütesiegeln. Gütesiegel, Label und sonstige Produktkennzeichnungen für die Auswahl von Baustoffen und Bauprodukten gibt es für sowohl verschiedene Produktkategorien als auch für einzelne Produktgruppen. Gütesiegel für verschiedene Produktkategorien sind: • Blauer Engel: kennzeichnet Dämmstoffe, Lacke/Lasuren, Wandfarben, Tapeten, Bodenbeläge, Verlegewerkstoffe, die besonders VOC- und formaldehydemissionsarm sind • Natureplus: bewertet ähnlich wie der Blaue Engel Schadstoffemissionen • Euroblume: zeichnet Produkte aus, die über den gesamten Lebenszyklus ökologisch überdurchschnittlich gute Werte aufweisen • TOXPROOF: wird vom TÜV für Gebäude vergeben, deren Räume Anforderungen an die Innenraumluftqualität unterschreiten • eco-INSTITUT-Label: Auszeichnung schadstoffarmer Bauprodukte • IBO-Prüfzeichen: bewertet Produkte baubiologisch und -ökologisch über ihren gesamten Lebenszyklus • IBR-Prüfsiegel: Auszeichnung schadstoffarmer Bauprodukte Gütesiegel für einzelne Produktgruppen sind: • EMICODE: Bodenverlegewerkstoffe (Kleber, Grundierungen, Spachtelmassen etc.)

76

• • • • •

GUT-Teppich-Siegel FSC/PEFC: Holz, Holzwerkstoffe Korklogo Naturland: Holz- und Holzwerkstoffe Rugmark: Teppichböden

Lebenszyklusbetrachtung und Nachhaltigkeit

Ein vorrangiges Ziel heutiger Planung muss es sein, unter größtmöglicher Schonung von Ressourcen eine höchstmögliche Qualität von Erzeugnissen zu erreichen. Gerade unter Berücksichtigung des Lebenszyklus’ stehen quantitative und qualitative Vergleiche für einen sparsamen Ressourcenverbrauch im Zentrum der Planung von konstruktiven und gebäudetechnischen Ausbaumaßnahmen (Abb. A 3.37). Neben dem obersten Grundsatz einer nachhaltigen Planung, mit Baustoffen sparsam umzugehen und die Materialmenge auf ein notwendiges Minimum zu reduzieren, bestimmen die Materialwahl, die Kombination und die zweckmäßige Fügung das ökologische und damit auch das nachhaltige Gesamtresultat. Für jedes Bauteil lässt sich aus der Haltbarkeit des Materials und der Fügung zu einer Baukonstruktion die jeweilige Lebensdauer bestimmen. Im Zuge einer Lebenszykluskostenbetrachtung wird der finanzielle und materielle Aufwand für seine Herstellung, Nutzung und Erneuerung ermittelt. Je mehr langlebige Teile in einem Gebäude verwendet werden, umso günstiger wird das Verhältnis zwischen der materiellen und finanziellen Erstinvestition und dem Aufwand für die laufende Instandhaltung des Bauwerks. Grundsätzlich gilt, dass alle Bauteile mit kürzeren Erneuerungszyklen so in das Bauwerk einzugliedern sind, dass sie ohne Eingriffe in längerlebige Bauteile erneuert oder ausgewechselt werden können. Zu vermeiden sind der unnötige Abbruch noch intakter Bauteile, um sanierungsbedürftige Stellen freizulegen und die daraufhin notwendige Wiederherstellung der Bauteile. Durch die Beschränkung auf wenige Materialien wird in der Regel eine höhere Lebensdauer des Bauwerks erreicht und somit auch die Lebenszykluskosten minimiert. Viele unterschiedliche Baustoffe in einer Konstruktion führen zu höheren Instandhaltungskosten und teilweise auch zu einem früheren Austausch von Bauteilen als eigentlich nötig.

Grad der Einflussnahme auf Nutzungskosten mit einem Vergleich zwischen dem Aufwand »Soll« für die Betriebsplanung und dem Aufwand »Ist« gefräste Holzstrukturen, Wohnhaus, New York (USA) 2006, Herzog & de Meuron transluzenter Beton Polyamidteppichboden mit fluoreszierender Beschichtung, »Shining Islands«, Möbelmesse Köln (D) 2002, Ulrich Nether

Strategien für den Ausbau Eine frühzeitige Berücksichtigung nachhaltiger Planungsziele führt zu einer verbesserten Gesamtwirtschaftlichkeit von Gebäuden (Planungs-, Bau-, Nutzungs- und Rückbaukosten). Es zeigt sich, dass Bauteile mit den höchsten Investitionskosten in der Regel nicht gleichzeitig auch die höchsten Lebenszykluskosten besitzen. Ein sehr großer Anteil an den Lebenszykluskosten wird durch sämtliche Ausbaugewerke im Gebäude verursacht, insbesondere Fenster und Türen in der Gebäudehülle, Einbauten aller Art und nutzerspezifische Möblierung, Bodenaufbauten und -beläge sowie Innenwände. Gerade bei den Ausbaugewerken führen Veränderungen während der Nutzungsphase durch Erneuerung, Umbau bzw. Instandsetzung zu Folgekosten. Vielfach werden dann Bauteile oder Bauteilschichten ersetzt, bevor sie das Ende ihrer (theoretischen) Lebensdauer erreichen. Dies kann somit dazu führen, dass eine oft angestrebte hohe Dauerhaftigkeit bestimmter Oberflächen in der Praxis nicht erforderlich ist, da häufiger Umbau einen vorzeitigen Ersatz bedingen kann. Aus vergleichenden Untersuchungen von Bodenbelägen haben sich beispielsweise folgende Praxishinweise ergeben: In Bürogebäuden führen elastische Bodenbeläge zu günstigen Investitions- und Jahreskosten. Die ökologisch vorteilhaften Holzbodenbeläge weisen etwas höhere Jahreskosten auf. Harte oder elastische Beläge erfordern meist keine Zusatzmaßnahmen gegen Trittschall, jedoch unter Umständen zusätzliche Maßnahmen zur Schallabsorption. Dies wird insbesondere auch dann relevant, wenn in den Büroräumen infolge Bauteilaktivierung keine Deckenverkleidungen angebracht werden können. Teppichböden schneiden wegen kürzerer Nutzungszeit wirtschaftlich wie ökologisch ungünstiger ab. Besonders für Verkehrsflächen sind daher langlebige Steinbeläge nicht nur ökologisch günstig, sondern auch sehr wirtschaftlich. Bei kürzerer Nutzungszeit (z. B. durch Mieterausbau und Belagswechsel aus gestalterischen Gründen) verschlechtert sich jedoch die Wirtschaftlichkeit der langlebigen Holz- und Steinbeläge. Neben dem Material beeinflussen die Befesti-

Material

A 3.38

A 3.39

gungsart, die Oberflächenbehandlung, die Wahl der Spachtelmassen usw. die ökologische Qualität des Systems maßgeblich. Es sind möglichst lösemittelfreie Produkte ohne ökologisch oder toxikologisch relevante Bestandteile zu verwenden. Mit dem Einsatz von ökonomisch und ökologisch optimierten Reinigungssystemen schneiden harte oder elastische Beläge besser ab als Teppichböden. Dagegen erhöhen sich mit dem früher üblichen Beschichten die Umweltbelastung und der Unterhaltsaufwand erheblich. Durch den Einsatz einer Mikrofaserreinigung lassen sich Reinigungsmittel weitgehend einsparen und hierdurch die Umweltbelastung senken. Für eine kostengünstige Unterhaltsreinigung müssen auch die baulichen Voraussetzungen wie Schmutzschleusen und Reinigungsräume geschaffen werden [15].

ren verwirklichen, in denen Böden, Wände, Decken und Mobiliar wie aus einem Guss erscheinen. Neben der optischen Wirkung übernehmen neue Materialtechnologien auch funktionale Aufgaben. Ursprünglich für die Autoindustrie wurde z. B. Metallschaum entwickelt. Durch das Aufschäumen entsteht eine große Metalloberfläche, die als Wärmeabsorber beispielsweise in leichten Trennwänden klimaregulierend eingesetzt werden kann. Über katalytische Beschichtungen von Teppichrücken versucht man Schadstoffe aus der Raumluft zu neutralisieren, und in Textilien eingewebte Metallfadengitter sollen Elektrosmog abschirmen. Die Nanotechnologie ermöglicht wasserabweisende, selbstreinigende oder antibakterielle Glas- und Kunststoffoberflächen – ihre Auswirkung auf den menschlichen Organismus ist jedoch nach wie vor umstritten. Thermochrome Beschichtungen reagieren auf die Umgebungstemperatur. Als Glasbeschichtung wechseln sie ihren Durchlassgrad bei direkter Sonneneinstrahlung von transparent zu transluzent und wirken so als Sonnenschutz. Thermochrome Pigmente in Anstrichen oder Kunststoffbeschichtungen wechseln mit veränderten Temperaturen oder sogar auf Berührung ihre Farbe. PCM – Phase Change Materials wirken wie massive Bauteile. Winzige Paraffinkugeln, die beispielsweise Putzen beigemischt werden, nehmen überschüssige Wärme auf und geben sie zeitversetzt wieder an die Umgebung ab (siehe Raumkonditionierung, S. 181f.). All diese hochspezialisierten, leichten Materialien und interaktiven Hybride kommen der gängigen Kosten-Nutzungs-Rechnung, in der die Maximierung der verkauf- und vermietbaren Nutzfläche Priorität hat, zugute. Denn solange im Baugenehmigungsverfahren Bruttoflächen herangezogen werden, reduzieren sich Tragwerk, Hülle und Raumtrennung immer mehr und die Funktionen Tragen, Trennen, Dichten, Dämmen und Temperieren werden an möglichst dünne Schichten übertragen, deren Montage höchste Sorgfalt erfordert und die im Betrieb oft schwer zugänglich und zu warten sind. Abgesehen davon, dass nachhaltiges Lüften, Heizen und Kühlen nach wie vor zu einem großen Teil an thermisch aktivierbare Massen ge-

Neue Technologien Nachhaltig bauen mit dieser schwer bewertbaren Fülle an Materialangeboten – diese Herausforderung ist groß. Mittlerweile stellt sich tatsächlich die Frage, ab wann ein Gebäude zum künftigen Sondermüll wird. Neue Technologien bringen immer stärker spezialisierte, dünne Schichten hervor, deren Tauglichkeit sich jedoch erst im langfristigen Einsatz zeigen wird. Das sind zum einen neue Materialentwicklungen, zum anderen neuartige Beschichtungstechniken sowie im Material integrierte Technologien und Systeme. Zu den Materialien, die neue optische Effekte ermöglichen, gehört z. B. transluzenter Beton. Er entsteht durch die Beimischung von lichtleitenden Glasfasern in Beton und gibt dem an sich schweren Material eine ungewohnte Leichtigkeit (Abb. A 3.40). Neuartige Techniken wie glasfaserverstärkte Natursteinfurniere, Überzüge aus echten Metallen und mineralische »Beton«-Beschichtungen entwickeln als Oberfläche die Patina ihres Ursprungsmaterials und geben ihrem Trägermaterial, beispielsweise Holzwerkstoffen und Leichtbauplatten, eine ungewohnte, schwere Erscheinung. Mit Kunststoffbeschichtungen, verschweißten Bahnen oder Bespannungen lassen sich Raumskulptu-

A 3.40

knüpft sind – gilt es darauf zu achten, dass man in hoch technisierten Gebäuden auch weiterhin dem Bedürfnis des Menschen nach sinnlich erlebbaren Materialien und Oberflächen gerecht wird (siehe Genormte Behaglichkeit, S. 44).

Anmerkungen: [1] Härig, Siegfried, u.a.: Technologie der Baustoffe – Handbuch für Studium und Praxis. Heidelberg 2003, S. 285ff. [2] http://www.eco-bau.ch/resources/uploads/eco-devis_merkblaetter/ed314d.pdf [3] Zwiener, Gerd; Mötzl, Hildegund: Ökologisches Baustoff-Lexikon – Bauprodukte, Chemikalien, Schadstoffe, Ökologie, Innenraum. Heidelberg 2006, S. 412f. [4] König, Holger: Wege zum gesunden Bauen – Wohnphysiologie, Baustoffe, Baukonstruktionen, Normen und Preise. Staufen bei Freiburg 1997, S. 65 [5] ebd. [1] S. 148ff. [6] ebd. [3] S. 222 [7] ebd. [1] S. 509ff. [8] Österreichisches Institut für Baubiologie und -ökologie, Donau-Universität Krems – Zentrum für Bauen und Umwelt (Hrsg.): Ökologie der Dämmstoffe. Grundlagen der Wärmedämmung, Lebenszyklusanalyse von Wärmedämmstoffen, optimale Dämmstandards. Wien 2000, S. 62ff. [9] Wilhide, Elizabeth: Fußböden. Die idealen Materialien für jeden Raum. Über 400 Beispiele. München 1998, S. 29 [10] ebd. [3] S. 501 [11] ebd. [1] S. 583ff. [12] Seifert Bernd: Das Sick Building Syndrom. In: Öffentliches Gesundheitswesen 53, 1991, S. 376ff . [13] Innenraumlufthygiene-Kommission des Umweltbundesamtes (Hrsg.): Leitfaden für die Innenraumhygiene in Schulgebäuden. Berlin 2008 [14] http://www.umweltbundesamt.de/gesundheit/innenraumhygiene/irk.htm#4 [15] Koordination der Bau- und Liegenschaftsorgane des Bundes (Hrsg.): Bodenbeläge im Bürobau. Ein Vergleich über 50 Jahre. KBOB/IPB Empfehlung 2000/1

77

Teil B

Integrale Planung

1 Konzepte und Gebäudetypologien Intelligente Einfachheit Nachhaltige Planung Gebäudetypologien Nutzungstypologien Nutzeradaptivität und Komfort in Gebäuden nach DIN EN 15 251 Flexibilität Wohngebäude Schulen Sporthallen Büro- und Verwaltungsgebäude Museen

Abb. B

80 80 80 81 82 82 84 85 88 92 94 98

2 Standortfaktoren Solarstrahlung Außentemperatur Luftfeuchte Wind Geologie Schall Stadtklima

100 100 102 102 102 103 103 103

3 Energie und Gebäude Energiebilanz Transmission QT Lüftungswärmeverluste QL Solare Einstrahlung QS Interne Wärmequellen Qi Heizwärmebedarf QH Kühlenergiebedarf QC Gebäudestandards Politische Zielsetzung Verordnungen und Zertifizierung

104 104 104 104 105 105 105 105 106 106 106

4 Energieversorgung Energiequellen Solarenergie Biomasse Umgebungswärme Energieumwandlung Feuerungsanlagen Solartechnische Anlagen Wärmepumpen und Kältemaschinen Energiespeicherung Warmwasserspeicher Latentwärmespeicher Thermochemischer Speicher Energieinfrastrukturen Wärmenetze Blockheizkraftwerke (BHKW) Heizwerke Übergeordnete Energiekonzepte

108 109 109 109 111 113 113 114 114 115 115 116 116 116 116 117 117 117

Erdregister, Wasserforschungsinstitut der ETH Zürich, Dübendorf (CH) 2006, Bob Gysin + Partner

79

Konzepte und Gebäudetypologien Julia Drittenpreis, Hana Riemer

B 1.1

Architektur und Technik sollten immer als ein Gesamtsystem betrachtet werden. Nur durch die Optimierung der zahlreichen Schnittstellen innerhalb des Systems entstehen Gebäude, die den Anforderungen ihrer Nutzung und einem hohen Anspruch an Funktionalität, Ästhetik und Bauqualität gerecht werden.

Intelligente Einfachheit »Mit weniger Technik mehr leisten« – damit ist in der Philosophie des Klimadesigns ein nachhaltiger Planungsansatz verankert. Ziel dabei ist es, Gebäude zu entwickeln, die mit niedrigen Energie- und Stoffströmen zu betreiben sind und auch langfristig einen hohen Komfort bieten. Nachhaltige Planung

B 1.1

B 1.2

B 1.3

80

Gebäude für Einzelhandel, Büros und Wohnen im Bauzustand, Überseequartier, Hamburg (D) 2010, Eric van Egeraat arcitects Aufstellung möglicher fixer und variabler Einflussgrößen während eines integralen Entwurfsprozesses Qualitätssicherungsmaßnahmen und Kontrolle während der Planung, Ausführung dem Betrieb und im Fall einer Sanierung eines Gebäudes

Bei der Entwicklung von Innenausbaukonzepten müssen in einer komplexen Planung viele Planungsbeteiligte auf verschiedenen Ebenen miteinander kommunizieren. Dazu kommt, dass viele Randparameter ein nachhaltiges Konzept bestimmen. Diese ergeben sich zum einen aus der Funktion des Gebäudes und zum anderen aus den speziellen Nutzungsanforderungen. Um langfristig eine Optimierung von Behaglichkeit, Energieeffizienz und Unterhalt zu gewährleisten, müssen außerdem die Standortfaktoren beachtet werden. Grundlegend für ein Innenausbaukonzept ist die sorgfältige Auswahl passiver und aktiver Maßnahmen zur Energieeffizienz unter Berücksichtigung gegenseitiger Abhängigkeiten. Jede dieser Maßnahmen sollte in allen Ebenen des Gesamtsystems wie z. B. der Gebäudestruktur, der inneren Raumorganisation, der Fassade und nicht zuletzt der Gebäudetechnik geprüft und auf das ganze Gebäude abgestimmt werden. Beteiligte aus jedem dieser Bereiche, die jeweils einen unterschiedlichen Erfahrungshorizont einbringen, bilden ein interdisziplinäres Team. Es gibt keine allgemeingültigen Lösungen – weder in der Architektur, noch im technischen Ausbau oder der Energiekonzeption. Als übergeordnete Handlungs- und Planungsleitlinien sollte der Grundsatz der Nachhaltigkeit daher

von Anfang an im Entwurf verankert werden, denn die ersten Entwurfsphasen bestimmen über die Festlegung von Form und Gestalt die klimatischen Eigenschaften des Gebäudes ganz wesentlich. Da konzeptionelle Änderungen gestaltbildender Parameter in späteren Planungsphasen mit erhöhten Kosten verbunden sind, ist es wichtig, die Zusammenhänge aller Gebäude- und Entwurfsparameter zu verstehen und sie mit den Anforderungen und Spezifikationen aus der Aufgabenstellung in Einklang zu bringen. So lassen sich auch Defizite in der Planung vermeiden, deren nachträglicher Ausgleich häufig nur durch erhöhten Technikaufwand zu bewerkstelligen ist (Abb. B 1.2). Die Verschärfung der legislativen Vorschriften und die steigenden Energiepreise lenken das Bewusstsein von Bauherren und Nutzern auf langfristig wirtschaftliche Lösungen. Deshalb sollte auch in Wettbewerbsverfahren den Bauherren und Preisrichtern das Potenzial der energetischen Qualität des Entwurfes bewusst gemacht und – ohne aufwendige Berechnungen – anschaulich dargestellt werden. Projektrealisierung Nachhaltiges Bauen bedeutet die Umsetzung funktionaler, sozialer, wirtschaftlicher und ökologischer Anforderungen über den gesamten Lebenszyklus der Baumaßnahme. Im Unterschied zu anderen Industriezweigen geschieht die Realisierung von Projekten im Baugewerbe weitgehend unter Einfluss der Witterungsbedingungen sowie unter Teilnahme einer Vielzahl an Gewerken. Zwar werden einzelne Komponenten seriell vorgefertigt, die Herstellung von Bauteilen, Gebäuden oder Gebäudegruppen ist in der Baubranche jedoch noch überwiegend durch die Nachfrage nach individuellen Gebäudekonzepten geprägt. Um im vielschichtigen Bauprozess die Umsetzung vorab definierter Ziele und Vereinbarungen verfolgen zu können, ist es sinnvoll, die Grundsätze des Qualitätsmanagements fest zu verankern. Dessen Durchführung setzt u.a. klar definierte Vorgaben für die qualitätssichernde Maßnahmen und Kontrollen im gesamten Prozess voraus und liegt in der Verantwortung des begleitenden und koordi-

Konzepte und Gebäudetypologien

Aufgabenstellung fix

variabel

Nutzung

Gesetz / Richtlinien • Grenzwerte Energie • Brandschutz • Arbeitsstättenrichtlinie (ASR)

Standort

Bauherr

Entwurf

Typologie

Gesetz/ Vorgaben

Faktoren

Ökonomie

Vorgaben

Architektur

Technik

• • • •

• Bebauungsplan • Abstandsflächen

• Stadtraum /Lage / Grundstück • Verschattung • Infrastruktur • Ressourcen • Klima (Mikro / Makro)

• Kostenobergrenzen • Fördermöglichkeiten

• CI (Firmenimage) • besondere Anforderungen (z. B. behindertengerecht) • z. T. energetische und technische Vorgaben

• Gebäudeform • innere Struktur / Organisation • Fassade • Konstruktion

• Quelle / Erzeugung • Verteilung • Übergabe

Größe Nutzungsprofil Belegungsdichte Anforderungen an das Raumklima

B 1.2

Qualität

Team

nierenden Arbeitsteams. Eine umfassende Dokumentation der Planungsphase und der Realisierung stellt darüber hinaus eine wichtige Grundlage für einen optimierten Betrieb des Gebäudes dar, auf die man während des gesamten Lebenszykluses zurückgreifen kann. Grob betrachtet bilden drei Bereiche die qualitätssichernden Maßnahmen während der Projektrealisierungsphase eines Gebäudes: Leistungsbeschreibung, Bauleitung und Bauabnahme (Abb. B 1.3). Die Bau- und Leistungsbeschreibung definiert detaillierte Qualitätsvorgaben für Baustoffe, Konstruktion, Anschlüsse usw. und formuliert Vorgaben für optische, haptische, funktionale, bauphysikalische und gesundheitsverträgliche Material- und Konstruktionseigenschaften. Die Qualitätskontrolle der definierten Ziele und Vorgaben aus der Planung findet während und unmittelbar nach der Ausführung statt. Bauleitung, Luftdichtheitstests, IR-Thermografie-Aufnahmen und Baufeuchteüberwachung sind die qualitätssichernden Maßnahmen vor Ort. Die Leistungen werden schließlich durch Sicht- und Funktionsprüfungen abgenommen und genau dokumentiert.

Gebäudebetrieb Ein nützliches Instrument der Qualitätssicherung im Gebäudebetrieb ist das sogenannte Monitoring, da es hilft, viele Probleme zu beheben, die während des laufenden Betriebs auftreten. Die Voraussetzungen dafür schafft das Bauteam bereits in der Planungsphase, indem es ein Messkonzept festlegt und den Umfang der Überwachung definiert, Kosten kalkuliert und entsprechende Technologien bereitstellt. Ein Monitoring ermöglicht eine Betriebsoptimierung hinsichtlich Komfort, Nutzerzufriedenheit und Substanzschutz des Gebäudes. Häufig deckt das Facility Management die Qualitätssicherung und -kontrolle während der Betriebsphase ab. Eine kontinuierliche fachliche Begleitung im Betrieb, z. B. durch EDV-gestützte Datenpflege, macht es möglich, alle Gebäudekennwerte von Immobilien zu vergleichen. Selbst im privaten Bereich steigt inzwischen die Nachfrage nach Monitoringverfahren und -tools. Sanierung Im Vorfeld eines Sanierungskonzepts ist eine Analyse der Eignung der Gebäudesubstanz für die angedachte Nutzung notwendig. Die Bausubstanz schränkt das Spektrum der Möglich-

keiten für Umbaumaßnahmen oft stark ein. Viele technische Konzepte wie z. B. thermoaktive Decken (TAD) lassen sich nicht oder nur schwer realisieren, weil Eingriffe in die Tragstruktur mit hohem Aufwand verbunden sind. Da die vorhandenen Schachtgrößen meist nicht ausreichen, müssen oft spezielle Lösungen für die Technikintegration entwickelt werden.

Gebäudetypologien Die Kategorisierung in Gebäudetypologien ermöglicht eine Zuordnung von Gebäuden zu unterschiedlichen Gruppen, die sich durch ihre Nutzung und damit in ihrer Form unterscheiden. Aus der Funktion eines Gebäudes lassen sich differenzierte Anforderungen ableiten. Unter Beachtung weiterer Faktoren wie z. B. des Standorts und der baurechtlichen Vorgaben können Optimierungspotenziale und Konzepte für den Innenausbau und das Raumklima unter den Gesichtspunkten der Behaglichkeit, der energieeffizienten Betriebsweise und der Funktionseignung ausgearbeitet werden. Entsprechend der jeweiligen Typologie ist bei der Entwicklung des Gebäudekonzepts und des-

Konzept

Ausführung

Gebäudebetrieb

Sanierung

interdisziplinäre Planung

interdisziplinäres Umsetzten

lineare bis interdisziplinäre Zusammenarbeit (Komplexitätsgrad)

interdisziplinäre Planung und Umsetzen

• Architekt • Klimaplaner • Fachplaner

• Architekt • Klimaplaner • Fachplaner

• Fachkompetenz • Facility Management

• Architekt • Klimaplaner • Fachplanerw

integraler Entwurf • Berechnungen • Simulationen • Variantenbildung

Qualitässicherung und -kontrolle: Bau- und Leistungsbeschreibung • Baustoffe (Eigenschaften) • Anschlüsse • Konstruktion • bauphysikalische Qualität

Qualitässicherung und -kontrolle: Monitoring und Betriebsoptimierung • Technikfunktion • Nutzerzufriedenheit • Bauphysik • Verbrauchskontrolle • Bedarfsanpassung

integraler Entwurf • umfassende Bestandsanalyse • Machbarkeitsstudie • Berechnungen • Simulationen • Variantenbildung

Definition Qualitätsmanagement • Vertragsgestaltung, qualitative, energetische und funktionale Zieldefinitionen • Definition und Zeitpunkt für die Durchführung qualitätssichernder Maßnahmen (Ausführung- und Betriebsphase)

Ausführung • Einhaltung der Planungsziele • Luftdichtheit (Blower Door) • IR-Thermografie • Baufeuchteüberwachung

Qualitässicherung und -kontrolle Qualitätsmanagement • Bau- und Leistungsbeschreibung • Qualitätssicherung bei der Ausführung • Qualitätskontrolle bei der Abnahme • Monitoring nach Baufertigstellung

Abnahme • Sicht und Funktionsprüfungen • Dokumentation • Thermografie B 1.3

81

Konzepte und Gebäudetypologien

B 1.4

sen Versorgungsstruktur eine Auseinandersetzung mit Aspekten wie Grund- und Aufriss, räumliche Beziehungen, Raumdimensionen, Material, Raumklima, Systembedienbarkeit etc. notwendig. Nutzungstypologien

Aus der Untersuchung von nutzungsspezifischen Eigenschaften wie z. B. der Nutzungsintensität und -kontinuität, Nutzungsstunden zur Tag- und Nachtzeit, Belegungsdichte, interne Lasten, Anforderungen an die Tageslichtnutzung, Belichtungsqualität, Akustik, Raumtemperatur, Luftqualität, Brandschutz usw. können ganzheitliche Lösungen für die Konzepterstellung herausgearbeitet werden. Dabei zeigt sich, dass es keine allgemeingültigen Lösungen gibt. Aus den unterschiedlichen Anforderungen ergeben sich individuell abgestimmte Konzepte für das Gesamtsystem Gebäude und dessen Innenausbau. Technische Systeme gewährleisten sowohl die Versorgung mit Medien und Stoffen als auch deren Entsorgung sowie die Stabilisierung von raumklimatischen Bedingungen gegenüber dem Außenklima und inneren Einflüssen. Für den Innenausbau sind – je nach Umfang der zu integrierenden Systeme – die Lage und die Ausbildung der Übergabeschnittstellen von besonderer Bedeutung. Dadurch dass für die teils sehr differenzierten Material- und Stoffströme wie Wärme, Luft, Wasser, Strom und Gas unterschiedliche Systeme für Transport und Übergabe notwendig sind, prägt die technische Integration die Raumgestaltung. Nutzungs- und Flexibilitätsanforderungen sind weitere Faktoren, die für die Integration der Technik ausschlaggebend sind. Deshalb sollten Synergien der Systemintegration bereits frühzeitig in der Planung Berücksichtigung finden. Für einen störungsfreien und energieeffizienten Betrieb sind, entsprechend der Nutzungstypologie, zum einen Konzepte für die technische Adaption der Nutzer, zum anderen auch Konzepte für die Adaptivität der Systeme an die Nutzung notwendig. Wie sehr das Außenklima im Innenraum zu spüren ist, hängt nicht nur von der Wahl der Gebäudetechnik ab, sondern auch von der Ausbildung der Fassade. Die Gebäudehülle prägt

82

B 1.5

B 1.6

den Kontakt und den Stoffwechselaustausch eines Gebäudes mit seiner Umgebung. Je nach Gebäudetypus übernimmt sie eine abschirmend passive bis funktional aktive Funktion. Als eine Struktur, die das Gebäude umfasst, kann sie zur Integration von Systemen wie beispielsweise Photovoltaikelementen verwendet werden. Grundsätzlich kann man zwei übergeordnete Gebäudetypen unterscheiden: extrovertierte (Abb. B 1.7 und B1.8) und introvertierte (Abb. B 1.4 bis B 1.6). Extrovertierte Gebäude stehen aufgrund ihrer Nutzung in enger Beziehung zu ihrer Umgebung. Ihre Gebäudehülle ist eine Schnittstelle, die den Stoffwechsel zwischen innen und außen regelt. Die städtebauliche Position des Gebäudes, seine Orientierung und das Außenklima, der Verlauf der tages- und jahrestypischen Witterungsschwankungen und die sich im Tagesgang ändernden Lichtverhältnisse sind je nach Gebäudekonzeption visuell, aber auch klimatisch im Innenraum wahrnehmbar. Der äußere Einfluss hängt von der Orientierung der Räume, der Gebäudekonstruktion, der Größe des Fensterflächenanteils, der Wahl des Sonnenschutzes, aber auch von weiteren Maßnahmen, wie beispielsweise Tageslichtlenkung ab (siehe Tageslichtsysteme, S. 47f.). Bei Gebäuden mit hohen internen Lasten (siehe Interne Wärmequellen, S. 105), z. B. Büro- und Verwaltungsgebäude oder Schulen, ist neben der Reduzierung des Wärmebedarfs insbesondere auf die Minimierung der externen Lasten zu achten (siehe Solare Einstahlung, S. 105). Speichermassen beeinflussen die Abzeichnung des Außenklimas im Innenraum. Durch das Öffnen der Fenster und die Regulierung des Sonnenschutzes kann der Nutzer selbst auf das Innenraumklima Einfluss nehmen. Extrovertierte Gebäude sind beispielsweise Wohn- und Bürogebäude, Schulen und Sporthallen. Introvertierte Gebäude hingegen schirmen sich von ihrer Umgebung ab, da sich ihre Funktion nach innen orientiert. Der Anteil transparenter Flächen in der Fassade ist gering, somit entsteht eine Schnittstelle, die kaum Austausch zwischen dem Innen- und Außenraumklima zulässt. Das ist z. B. bei Gebäuden der Fall, in denen sich das Raumklima nicht an den Kriterien für menschliche Behaglichkeit orientiert. Für

Lager und Labore etwa bestimmen z. B. die Verderblichkeit der Waren oder streng definierte Richtlinien die raumklimatischen Verhältnisse. In Museen müssen meist besondere Bedingungen eingehalten werden, um die Kunstwerke zu schützen. Akustikanforderungen prägen die innenräumliche Gestaltung von Konzertsälen und Veranstaltungshallen. Zudem erfordern die spezielle Nutzung und besondere Beleuchtungskonzepte eine introvertierte Gebäudeorganisation. Für die Nutzer ist es hier nicht möglich, individuell in die Raumklimagestaltung einzugreifen. Systeme, bei denen das Außenraumdas Innenraumklima beeinflusst wie z. B. Speichermassen, Tageslichtnutzung oder natürliche Lüftung sind in diesem Fall nicht zielführend. Bei Läden ist beispielsweise das Tageslicht großteils ausgegrenzt, da allein die Einsehbarkeit der Schaufenster im Erdgeschoss von außen die Gestaltung der Gebäudehülle prägt. Der hohe Anteil der Nutzungsstunden zur Tagzeit spielt deshalb hier bei der energetischen Optimierung kaum eine Rolle. Nutzeradaptivität und Komfort in Gebäuden nach DIN EN 15 251

Menschen stehen in unterschiedlichen Beziehungen zu den Gebäuden, in denen sie sich aufhalten. Sie sind beispielsweise Eigentümer oder Mieter von Gebäuden und Räumen oder nutzen diese über längere Zeit, z. B. Büroräume. Die Art und der Umfang der Individualisierung und der Identifikation mit einem Gebäude hängen in erster Linie von der Dauer und Intensität bzw. der Häufigkeit der Nutzung ab. Viele Tätigkeiten des Alltags werden allerdings in Gebäuden und Räumen verrichtet, zu denen kein fester Bezug besteht oder aufgebaut werden kann. Dazu zählen Dienstleistungsgebäude oder Kultur-, Fortbildungs- und Kongresszentren, in denen die Anzahl der Menschen, die sich dort aufhalten, sehr hoch und variabel ist. Gäste, Kunden oder gelegentliche Nutzer haben keinerlei Einfluss auf die Gestaltung der Umgebung. Die Anforderungen an das Raumklima und die entsprechenden Systeme in Gebäuden mit zentraler Regelung unterscheiden sich deshalb deutlich von den Anforderungen an Gebäude mit der Möglichkeit der individuellen Regelung.

Konzepte und Gebäudetypologien

B 1.4 B 1.5

Prada Shop, New York (USA) 2001, OMA Auditorium »Parco della Musica« Rom (I), Renzo Piano Building Workshop B 1.6 BMW Museum München (D) 2008, Atelier Brückner B 1.7 Wohnanlage in Ljubljana, Sadar Vuga Arhitekti B 1.8 Gymnasium in Markt Indersdorf (D) 2002, Allmann Sattler Wappner B 1.9 Raumklimakategorien nach DIN EN 15251 Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik im Gebäude B 1.10 Gegenüberstellung der behaglichen Bereiche der operativen Temperatur während der Kühlund Heizperiode für sitzende Bürotätigkeit nach der DIN EN 15251 für Gebäude ohne und mit maschineller Kühlung entsprechend der Kategorien I–IV des adaptiven bzw. des statischen Komfortmodells.

hohes Maß an Erwartungen; empfohlen für Räume, in denen sich sehr empfindliche und anfällige Personen mit besonderen Bedürfnissen aufhalten, z. B. Personen mit Behinderungen, kranke Personen, sehr kleine Kinder und ältere Personen

II III

IV

normales Maß an Erwartungen; empfohlen für neue und renovierte Gebäude annehmbares, moderates Maß an Erwartungen; kann bei bestehenden Gebäuden angewendet werden Werte außerhalb der oben genannten Kategorien; Kategorie sollte nur für einen begrenzten Teil des Jahres angewendet werden

Anmerkung: Auch in anderen Normen wie z. B. EN 13779 und EN ISO 7730 wird eine Einteilung in Kategorien vorgenommen: diese können jedoch unterschiedlich benannt sein (A, B, C oder 1, 2, 3 usw.). B 1.9

Kategorie III

33 32

Kategorie II Gebäude ohne Heizung im Betrieb und Kühlung (adaptives Komfortmodell)

31

Kategorie I

30 maschinell beheizte und gekühlte Gebäude (statisches Komfortmodell)

29 28 27

III

26

Kategorie II Kategorie I

II

25

Sommer Kühlperiode

I

24 23

Kategorie II

Winter Heizperiode

22 21

I

Kategorie I

20

II

Kategorie II

19

III

Kategorie III

Oberer Grenzwert in °C

I

• Die Räume müssen öffenbare Fenster haben, die für die Nutzer leicht zugänglich und bedienbar sind.

Wird das adaptive Komfortmodell angewandt, müssen deshalb verstärkt passive Gebäudekomponenten wie z. B. der Sonnenschutz (siehe Sonnenschutz, S. 48), der Fensterflächenanteil und die Verfügbarkeit thermischer Speichermassen optimiert werden, damit die Gefahr des Überhitzens des Gebäudes minimiert wird. Die Anwendung des adaptiven Komfortmodells kann sich in der Gebäudeplanung durch die Festlegung von Richtwerten wie z. B. der Temperaturgrenzen auf die Gesamtenergieeffizienz des Gebäudes auswirken. Weiter beinhaltet die Norm Auslegungskriterien für die Anlagendimensionierung und legt darüber hinaus Parameter fest, die als Eingangswerte für die Ge-

Höchstwert Kühlperiode in °C

Beschreibung

B 1.8

• Im Fall einer mechanischen Lüftung muss die natürliche Lüftung zur Regelung des Raumklimas Vorrang haben und auf eine maschinelle Kühlung der Zuluft verzichtet werden. • Andere Maßnahmen zur maschinelle Kühlung im Raum sind nicht zulässig. • Der Einsatz ergänzender Möglichkeiten zur Regelung der Innentemperatur, die wenig Energie verbrauchen wie z.B. Nachtlüftung oder Ventilatoren, ist möglich. • Das Verfahren wird für die Jahreszeiten angewandt, in denen die Heizungsanlage außer Betrieb ist. • Die Nutzer müssen in der Ausübung ihrer sitzenden Tätigkeit die Möglichkeit haben, sich durch den Bekleidungsgrad dem Raumklima anzupassen.

Mindestwert Heizperiode in °C

Kategorie

B 1.7

Heizung und Kühlung (statisches Komfortmodell) und ohne eine solche (adaptives Komfortmodell). Für die thermische Behaglichkeit in maschinell beheizten bzw. gekühlten Gebäuden (statisches Komfortmodell) sind entsprechend verschiedener Behaglichkeitskategorien (Abb. B 1.9) Mindest- und Höchstwerte für die operativen Innentemperaturen während der Heizund Kühlperiode festgelegt (Abb. B 1.10). Neu und vom statischen Modell abweichend werden für Gebäude ohne maschinelle Kühlanlagen (adaptives Komfortmodell) andere Grenzwerte für die warme Jahreszeit definiert. Hierbei wird berücksichtigt, dass die Nutzer andere Erwartungen an das Raumklima haben, da ihnen die Möglichkeit gegeben ist, das Raumklima zu beeinflussen und an ihre Bedürfnisse anzupassen. Die zulässige operative Innenraumtemperatur wird in Bezug zum gleitenden Mittelwert der Außentemperatur festgelegt (Abb. B 1.10). Steigt dieser Wert an, wie z. B. während längerer Hitzeperioden, steigt auch der obere Grenzwert der operativen Innenraumtemperatur. Um Gebäude nach den Kriterien des adaptiven Komfortmodells auszulegen, berechnen und hinsichtlich des Raumklimas bewerten zu können, müssen folgende adaptiven Anforderungen erfüllt sein:

Operativtemperatur im Raum in °C

Grundsätzlich wird davon ausgegangen, dass sich Menschen in Räumen behaglich fühlen, in denen sie die Möglichkeit haben, individuell in das Raumklima einzugreifen – durch das Öffnen eines Fensters, die Bedienung eines individuell verstellbaren Sonnenschutzes oder durch die Einstellung des Thermostatventils am Heizkörper. Die individuelle Regelbarkeit ist jedoch abhängig von der Anzahl der Nutzer im Raum. Bei einer hohen Belegungsdichte ist der Einfluss des Einzelnen dadurch beschränkt, dass nicht jede Befindlichkeit berücksichtigt werden kann. Entspricht das Umgebungsklima den Erwartungen des Nutzers, weil er selbst einen Einfluss darauf hat, ist es wahrscheinlicher, dass z. B. im Sommer höhere Temperaturen toleriert werden. Demgegenüber ist das Erwartungsniveau an Innenräume in gekühlten und mechanisch belüfteten Gebäuden ohne individuelle Regelung hinsichtlich der Temperatur und weiterer Behaglichkeitsaspekte wie z. B. Luftqualität etc. wesentlich höher (siehe Genormte Behaglichkeit, S. 44). Die Umsetzung der europäischen Norm EN 15 251 in die deutsche DIN EN 15 251 (2007) »Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz in Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik« berücksichtigt in der Parameterfestlegung erstmals den Aspekt der Nutzeradaptivität, sodass dieser in die Gebäudeplanung einfließen kann. Die Norm unterscheidet demnach nach Gebäuden mit maschineller

18 -5

0

5

10

15

20

25

30

Gleitender Mittelwert der Außentemperatur in °C B 1.10

83

bäudeenergieberechnung und für die Langzeitbewertung des Innenraumklimas verwendet werden. Unterschiedliche Kategorien (Abb. B 1.9, S. 83) berücksichtigen das Maß an Erwartungen der Nutzer und empfehlen entsprechend die Anwendung für Sanierungen und Neubau.

• Entkopplung der Installationen vom Tragwerk • dauerhafte Zugänglichkeit • Platzreserven für nachträgliche Erweiterungen • vorkonditionierte Hohlräume für das spätere Einlegen von Rohren

Flexibilität

Unter Installationen versteht man im Allgemeinen Rohre, Leitungen und Kabel. Installationssysteme umfassen deren vertikale und horizontale Verteilung, um darin alle Arten von verund entsorgenden Medien zu führen. Dazu zählt nicht nur Strom, sondern auch Wärme, Kälte, Trinkwarm- und Trinkkaltwasser, Abwasser, Grau- bzw. Betriebswasser, mechanisch

Ein flexibles System kann den baulichen Aufwand wie auch die Instandhaltungs- und Sanierungskosten sowie die Beeinträchtigung der Nutzer bei Wartung und Reparatur reduzieren. Eine hinsichtlich der Flexibilität optimierte Installation orientiert sich an den fünf Grundprinzipien:

Nutzungsstunden pro Tag in (h/d)

• zentrale Trassenführung

Lehre

geführte Luft-, Daten- einschließlich Audio-, Video- und Steuerungsleitungen. Um den wachsenden Technikanforderungen gerecht zu werden, sollten im Gebäude Platzreserven für spätere Änderungen vorhanden sein, wobei flexible Leitungen mit kleinem Querschnitt wie Elektroleitungen (siehe Installationssysteme, S. 190f.) einfacher zu handhaben sind als z. B. wasserführende Leitungen (siehe Installationsführung im Raum, S. 202f.). Die Lebensdauer der Installationen ist üblicherweise geringer als die der Bausubstanz oder des Tragwerks. Damit andere Bauteile nicht beeinträchtigt werden, müssen Lösungen für einen zerstörungsfreien Austausch geplant werden. Sport

Büro

Einkaufen

Veranstaltung

16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Klassenzimmer

Hörsaal

Sporthallen

Lasten 1-6 Arbeitsplätze

Großraumbüro ab 7 Arbeitsplätzen

Seminar und Besprechung

ohne Kühlprodukte

mit Kühlprodukten

Zuschauerbereich

Foyer

Bühne

a

interne Wärmelasten in (Wh/m²d)

Personen

Geräte

700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 Klassenzimmer

Hörsaal

Sporthallen

Büro 1-6 Arbeitsplätze

Großraumbüro ab 7 Arbeitsplätzen

Seminar und Besprechung

ohne Kühlprodukte

mit Kühlprodukten

Zuschauerbereich

Foyer

b

jährliche Nutzungsstunden in (h)

Tag

Nacht

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Klassenzimmer

c

84

Hörsaal

Sporthallen

Büro 1-6 Arbeitsplätze

Großraumbüro ab 7 Arbeitsplätzen

Seminar und Besprechung

ohne Kühlprodukte

mit Kühlprodukten

Zuschauerbereich

Foyer

Bühne

B 1.11

Konzepte und Gebäudetypologien

Dez

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B 1.12 Wohngebäude

Der Mensch sucht oder schafft sich seit jeher Räume, um vor dem unbeständigen Außenklima Schutz zu finden. Der Wunsch nach der selbstbestimmten räumlichen und klimatischen Gestaltung prägt die Entwicklung der Wohnformen. Die nahezu allgegenwärtige persönliche Note der Innenräume zeugt von der Kreativität und dem Drang nach der Entfaltung des Menschen. Das Maß der Individualität der Wohnformen ist auch von dem existierenden Angebot und der gesellschaftlichen Stellung abhängig. Das Wohnen geschieht auf unterschiedliche Weise. Die eigene Wohnung, das Haus oder gemietete Wohnformen werden für gewöhnlich langfristig bewohnt. Es gibt aber auch das Wohnen auf Zeit, welches sich nach der Art und der Länge des Aufenthalts weiter unterscheiden lässt. So ist die Dauer des Aufenthalts in einem Hotel von den Begleitumständen abhängig, handelt es sich beispielweise um eine Urlaubs- oder eine Geschäftsreise. Eine andere Form des temporären Wohnens stellen Wohnheime dar, in denen Einheiten für mehrere Monate oder Jahre gemietet werden. Deren Nutzungsdauer ist eng mit der Dauer der Tätigkeit wie z. B. dem Studium oder der Projektarbeit verknüpft. Eine Sonderform bilden Pflegeheime, welche die Funktionen des Wohnens und der Pflege räumlich vereinen. Das Wohnen muss vielen Anforderungen des alltäglichen Lebens, der Freizeit, aber auch des Arbeitens gerecht werden. Schlafen, Ent-

B 1.11

B 1.12 B 1.13

Für die Ausarbeitung eines Konzepts ist die Kenntnis von bauphysikalischen Zusammenhängen und Energieflüssen und der entsprechenden Nutzungsprofile in einem Gebäude von entscheidender Bedeutung. Die Nutzungsprofile sind in der DIN V 18599-10 zusammengefasst. a tägliche Nutzungsstunden unterschiedlicher Gebäudetypen aufgeteilt auf Tag- und Nachtzeit b jährliche Gesamtnutzungsstunden unterschiedlicher Gebäudetypen c interne Wärmelasten durch Personen und Geräte in unterschiedlichen Gebäudetypen Nutzung im Tages- und Jahresverlauf: Wohngebäude Wohnhaus, Vná (CH) 2007, Andreas Fuhrimann Gabrielle Hächler Architekten

B 1.13

spannen, Essen, Kochen, Waschen, Arbeiten, und Spielen mit ihren jeweiligen Anforderungen an Ausstattung, Platzbedarf und Versorgung müssen nicht selten auf engstem Raum organisiert werden. Nutzung Die Intensität der Nutzung zur Tag- und Nachtzeit, im Laufe der Woche und über das Jahr ist in bewohnten Gebäuden im Vergleich zu anderen Gebäudetypen am höchsten. Allerdings unterliegt diese auch Schwankungen, die sich je nach Alter, Familienstruktur oder Lebenslage ergeben. Die Häufigkeit des Nutzerwechsels ist im Vergleich zu anderen Gebäudetypen sehr gering. Die grundsätzliche Grundrissstruktur variiert wenig. Obwohl sich die Räume im Lebenszyklus variabel an verschiedene Lebensformen anpassen müssen, besteht kaum eine Nachfrage nach flexibel gestaltbaren Grundrissen. Die durchschnittliche Größe, Qualität und die Ausstattungsstandards sind zudem eng an die Gesellschaftsentwicklung gekoppelt. Raumkonditionierung Im Wohnungsbau ist der Anspruch auf Privatsphäre und Selbstbestimmung sehr ausgeprägt. Ist man tagsüber häufig mit der Außenwelt konfrontiert, bietet die eigene Wohnung oder das Hotelzimmer eine Möglichkeit zum Rückzug und einen individuellen Einfluss auf das Raumklima. Wärme Der energetische Standard zukünftiger Gebäude ermöglicht eine effiziente Wärmeversorgung von Wohnräumen, sowohl über konventionelle Systeme wie Radiatorenheizung mit hohen Vorlauftemperaturen als auch durch flächenwirksame Niedertemperaturheizsysteme, die behagliche Verhältnisse gewährleisten. Die Wahl eines geeigneten Systems ist zum einen aufgrund der gegebenen Standortfaktoren und der Energieversorgung, zum anderen im Hinblick auf die räumlichen Gestaltung zu treffen. Das träge und in der Leistung begrenzte System der thermoaktiven Decken (TAD) gewährleistet auch im Wohnbereich eine Grundtempe-

rierung von Räumen sowohl durch Heizen als auch durch Kühlen. Demgegenüber steht der ausgeprägte Wunsch nach einer differenzierten Temperaturverteilung in den Räumen. Die Flexibilität einer schnellen Regelung in jedem Raum, die spontan auf die momentane Tätigkeit, Aktivität oder den Bekleidungsgrad reagiert, kann ein Flächensystem kaum leisten. Als Lösung bieten sich schnell reagierende, zuschaltbare lokale Wärmespots z. B. in Form von lichtgebenden Wärmestrahlern im Bad an, deren Laufzeit eine Zeitsteuerung regelt und begrenzt. Für kurzfristige Wohnformen wie z. B. Hotels oder Gästehäuser sind schnell reagierende Heizsysteme mit individueller Eingriffsmöglichkeit für die Gäste sinnvoll. Insbesondere Häuser mit schwankender Auslastung profitieren aus Sicht der Energieeffizienz von Systemen, die zentral aktiviert und deaktiviert werden können und dem Gast bereits beim Betreten des Zimmers behagliche Verhältnisse bieten. Demgegenüber können im klassischen Wohnungsbau programmierbare Systeme eingesetzt werden wie z. B. bedarfsgerechte Steuerung für Heizung und eventuell Lüftung in jeder Wohnung. Warmwasserbedarf Durch Verminderung der Transmissionsverluste aufgrund einer energiesparenden Bauweise gewinnt der Anteil der Energie, der für die Bereitstellung von Warmwasser anfällt, gegenüber dem Heizwärmebedarf zunehmend an Bedeutung. Aus Komfort- und Hygienegründen müssen ganzjährig hohe Temperaturen bei der zentralen Warmwasserversorgung sichergestellt werden. Bei gleichzeitiger Nutzung von Umweltwärme im Niedertemperaturbereich für die Heizung sind ergänzende Systeme wie z. B. Solarthermie oder eine zweistufige Wärmepumpe erforderlich. Eine weitere Möglichkeit bieten dezentrale Frischwasserstationen, die das Heizungswasser bedarfsgerecht durch einen Wärmetauscher befördern und das kalte Brauchwasser erwärmen. Dadurch kann die Vorlauftemperatur für die Warmwasserbereitung gesenkt werden, weil keine Speicherung erforderlich ist und damit die Gefahr von Legionellenwachstum gering ist.

85

Konzepte und Gebäudetypologien

Tageslicht Die Versorgung mit Tageslicht und Luft ist in Wohnräumen zwingend notwendig. Allerdings lässt es sich im mehrgeschossigen Wohnungsbau häufig nicht vermeiden, einzelne Bereiche wie z. B. Bäder als innen liegende Räume auszubilden. Auch wenn Abluftanlagen eine ausreichende Belüftung sicherstellen, ist die Akzeptanz innen liegender Räume jedoch meist gering. Lüftung Ein wichtiges Kriterium in Bezug auf Hygiene und Behaglichkeit in Wohngebäuden ist neben Wärme, Wasser und Strom die Versorgung mit Frischluft (siehe Frische Luft, S. 38). Da im Wohnungsbau die durch die Nutzung bedingte Feuchteentwicklung relativ hoch ist, kann dies jedoch zu unbehaglichen Verhältnissen führen. Neben der Feuchteabfuhr ist konsequente Lüftung auch aus Gründen der Erhaltung der Luftqualität notwendig. Fensterlüftung erfordert Disziplin und ist häufig aufgrund des Tagesablaufs nicht zuverlässig zu gewährleisten. Als zusätzliche Maßnahme werden Abluftanlagen zur mechanischen Unterstützung eingesetzt. Einen höheren Komfort durch vorkonditionierte Zuluft bieten bedarfsgerecht regelbare Be- und Entlüftungsanlagen, die durch Wärmerückgewinnung zudem die Lüftungswärmeverluste reduzieren. Neben den brandschutzrechtlichen und schalltechnischen Anforderungen bedarf es insbe-

sondere an gestalterischen Lösungen für die Unterbringung von verhältnismäßig großen Kanalquerschnitten sowohl für die vertikale als auch für die horizontale Verteilung. Im Neubau besteht die Möglichkeit, die horizontale Leitungsführung z. B. in einer Deckenabhängung im Flur zu führen oder in Möbeln und Abkofferungen zu integrieren. Die vertikale Führung über Schächte muss in der Grundrissorganisation innerhalb der Wohneinheit und im Geschosswohnungsbau im gesamten Gebäude berücksichtigt werden. Bei energieeffizienten Gebäuden wäre es möglich, den verringerten Heizwärmebedarf mit geringen Mengen erwärmter Luft aus Lüftungsanlagen zu decken. Die Erfahrungen zeigen aber, dass eine reine Beheizung über die Luft neben einem unbehaglichen Raumklima einen technisch hohen Aufwand mit sich bringt. Durch die Trennung von Frischluftversorgung und Wärmeübertragungssystemen kann die Lüftungsanlage ohne Nacherhitzung betrieben werden.

den und deshalb keine größeren Eingriffe in die Bausubstanz erlauben, bieten von außen geführte Installationen eine Lösung. Eine Nachrüstung von Niedertemperatur-Flächenheizsystemen ist teilweise in den Wänden oder unter der Decke möglich. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist die thermische Verbesserung der Gebäudehülle. Brandschutz Brandschutztechnische Ausführung von Wohngebäuden regelt die Landesbauordnung. Weitere brandschutztechnische Maßnahmen sind erforderlich, wenn das Wohngebäude ein Hochhaus bzw. ein Sonderbau nach § 2 Abs. 4 Ziffer 1 der Musterbauordnung (MBO) ist.

B 1.14

Sanierung Über 70 % aller Wohnungen stammen aus den Jahren vor 1979. Der überwiegende Bestand der 1950 – 60er-Jahre ist geprägt durch dezentrale Versorgung mit Wärme und Warmwasser. Die vorhandenen Schachtgrößen sind für die Nachrüstung von technischen Systemen wie z. B. Lüftungskanälen meist zu gering. Bei Sanierungen, die im bewohnten Zustand stattfin-

Mehrfamilienhaus a Außenansicht b Grundrissorientierung zu mehreren Himmels richtungen c Schema Raumklimakonzept d Grundriss M 1:500 B 1.15 Schallschutzbabauung a Außenansicht b Innenansicht c Lageplan M 1:2000 (Lärmbelastung der Gebäude durch eine stark befahrene Straße.) d Schema Raumklimakonzept B 1.16 Hotel a Außenansicht b Bad mit wandintegrierten Heizelementen c Schema Raumklimakonzept

a

b

Mehrfamilienhaus München, 2007 Architekten: Steidle und Partner Architekten Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

‡ Heizung: Fernwärme Fußbodenheizung in Wohnräumen Zusatzheizkörper in den Bädern ‡ Lüftungskonzept: zentrale Abluftanlage mit fensterintegrierten Nachströmelementen 1

Raumklimakonzept: Das Flächenheizsystem wird in den Bädern zur Behaglichkeitssteigerung durch Heizkörper ergänzt. Grundrisskonzept: Die drei Gebäudeflügel werden über einen natürlich belichteten und belüfteten Innenflur erschlossen. Alle Wohnungen sind zu 3 Himmelsrichtungen orientiert. Es gibt nur wenige innenliegende Räume.

1 2 3

Bad Wohnen Fernwärme

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86

2

d

B 1.14

Konzepte und Gebäudetypologien

Schallschutzbebauung München, 2009 Architekten: Léon Wohlhage Wernik Architekten, Berlin Akustikplanung: Müller BBM, Planegg Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

a

b

‡ Heizungskonzept: Fernwärme Heizkörper ‡ Lüftungskonzept: zentrale mechanische Be- und Entlüftungsanlage mit WRG Raumklimakonzept: Die Be- und Entlüftungsanlage erhöht den Komfort in den Wohnräumen durch bessere Luftqualität und Schutz vor standortbedingtem Lärmeintrag

4 4 c

d

a

b

Fernwärme B 1.15

Biohotel Hohenbercha, 2006 Architekten: Deppisch Architekten, Freising Energiekonzept: Ingenieurbüro Vogt + Partner, Freising Ingenieurbüro Cohrs, Freising

‡ Heizungskonzept: Biomassekraftwerk Wand- und Fußbodenheizung Deckung des Strombedarfs durch PV 5 ‡ Lüftungskonzept: Abluftanlage mit Zuluftelementen in Fenstern Raumklimakonzept: Die Sanitärzonen der Hotelzimmer werden durch zusätzliche Wandheizelemente temperiert. Die Wärmeund Stromversorgung des Hotels wird weitgehend regenerativ gedeckt.

6

7

5 6 7 8

8

9

Photovoltaik Schlafraum Bad außenliegende Erschließung, unbeheizt Nahwärme aus Biomassekraftwerk

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B 1.16

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Konzepte und Gebäudetypologien

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B 1.17

B 1.18

An der Gestaltung von Schulgebäuden lassen sich oft eher die der jeweiligen Zeitströmung geschuldeten gesellschaftlichen Präferenzen ihrer Erbauer ablesen als ihr eigentlicher Zweck. Im 19. Jahrhundert errichten Architekten Lehranstalten als Abbilder von Villen oder Schlössern. Ordentlich aufgereiht sollen die Schüler vor allem eines: still sitzen und memorieren. Angeregt durch die Forderung des deutschen Pädagogen Georg Kerschensteiners, die reine »Buchschule« durch eine vielseitige »Arbeitsschule« zu ersetzen, entwirft der Architekt Theodor Fischer um 1900 in München einen neuen Schulhaustyp, der neben den Klassenzimmern auch Werk- und Handarbeitsräume, Zeichen- und Turnsaal sowie eine Schulküche anbietet. Mit Beginn der Moderne treten hygienische Forderungen in den Mittelpunkt des Schulhausbaus. Der niederländische Architekt Johannes Duiker entwickelt 1931 mit seiner Freiluftschule in Amsterdam »eine gesunde Schule für das gesunde Kind«: eine dematerialisierte Konstruktion schafft Freiluftklassenzimmer, in denen die Kinder Sonne tanken und im Licht baden können. Hans Sharoun nimmt in seinen Schulbauten der 1950er-Jahren den Gedanken des Freiluftklassenzimmers auf. Sie sind Teil von urbanen Mikroorganismen, kleinen Schulstädten, in denen sich die Erschließung als Folge von Straßen und Plätzen gestaltet, an die sich teils pavillonartig die einzelnen Räume gruppieren. Die

Idee einer Schule als Ort der Begegnung findet sich auch in den Amsterdamer Schulen von Hermann Hertzberger aus den 1980er-Jahren wieder. Die fein abgestimmte Zonierung offeriert Begegnungs- und Rückzugsbereiche sowie Möglichkeiten für Gruppen- und Einzelarbeit. Die einfachen verwendeten Materialien halten auch dem Bewegungs- und Experimentierdrang der Kinder und Jugendlichen stand. Mit der Ganztagsbetreuung kommen neue Aufgaben auf die Schule zu. Sie ist als Ort der Wissensvermittlung, der Kommunikation und der Persönlichkeitsentwicklung ein wichtiger Antriebsmotor für unsere Gesellschaft. Als Arbeitsumfeld und Lebensraum wird sie zu einem Stück »Heimat« für Schüler und Lehrkräfte. Um eine hohe Konzentrations- und Leistungsfähigkeit bei der Vermittlung von Wissen zu erreichen, spielt die Behaglichkeit für Schüler, Studenten und Lehrkräfte eine wichtige Rolle. Aus diesem Grund sind an Unterrichtsräume hohe Komfortanforderungen zu stellen, besonders bezüglich der Belichtung, der Versorgung mit Frischluft und der Akustik. Gerade hier sind ganzheitliche und bedienerfreundliche Architektur- und Technikkonzepte gefragt. Die hohen Anforderungen an das Innenraumklima durch die spezifische Nutzung sollten schon in der Entwurfsphase sichergestellt werden. Viele Schulen sind staatliches oder städtisches Eigentum, weshalb eine Imagedarstellung – anders als bei Bürogebäuden – nicht ausschlaggebend für den Gebäudeentwurf ist.

B 1.19

B 1.20

Schulen

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Nutzung Gab es früher überwiegend Schulen, die nur am Vormittag belegt waren, so lässt sich heute der Trend zur Ganztagsschule feststellen. Dadurch erweitert sich der Bedarf an Räumlichkeiten für die Verpflegung und die Freizeitgestaltung der Schüler. Gebäude für die Lehre setzen sich aus verschiedenartigen Nutzungsbereichen mit unterschiedlichen Nutzungsintensitäten und funktionellen Anforderungen zusammen. Die Nutzungsstruktur an den Werktagen ist über den gesamten Jahresverlauf geprägt durch die Abfolge von Unterrichts- und Ferienzeiten. Die Anforderungen an das Raumklima lassen sich dadurch klar mit einer zeitlichen Nutzungsphase in Zusammenhang bringen. Die vordefinierten Betriebszeiten ermöglichen somit eine bedarfsgerechte Regelung des Raumklimas. Raumkonditionierungssysteme In Unterrichtsgebäuden gibt es in der Regel unterschiedliche Räume mit einer fest zugewiesenen Nutzung, wie z. B. Klassenzimmer, Seminarräume, EDV-Räume, Hausaufgabenräume, Werkstätten, Mensen usw. Je nach Unterrichtsfach und Anzahl der Schüler wechselt die Klasse entsprechend dem Stundenplan die Räume. Dadurch ist häufig nicht geklärt, wer für die Regelung von Lüftung und Heizung zuständig ist. Deshalb entstehen hier Anforderungen an robuste Systeme, die optimale Klimabedingungen auch ohne menschlichen Eingriff schaffen

B 1.21

Konzepte und Gebäudetypologien

können und dennoch die Möglichkeit für ein Eingreifen bieten. Die Aufteilung der Räume bleibt meist über viele Jahre bestehen. Eine hohe Organisationsund Nutzungsflexibilität für die Raumaufteilung spielt daher für das Gebäude eine untergeordnete Rolle. Somit stehen für die Installationsund Technikführung die Flächen von Böden, Decken, Fassaden und Innenwänden zur Verfügung. Die Integration von Wärmeübertragungssystemen in Innenwänden setzt eine gezielte Planung der Möblierung wie z. B. von Tafeln, Pinnwänden, Schränken und auch der Akustikelemente voraus. Licht Für den Lernprozess spielen Sehen und Beobachten eine wichtige Rolle. Das Beleuchtungskonzept muss auf die unterschiedlichen Sehaufgaben abgestimmt sein – dazu gehören z. B. Lesen und Schreiben, Referieren mit medialen Projektionen und Tafelbildern. Außerdem ist ein ausreichendes Maß an Licht für das Aufrechterhalten der Konzentration notwendig. Ziel eines energetisch und klimatisch optimierten Unterrichtsgebäudes ist eine möglichst hohe Tageslichtausnutzung. Ein ungehinderter Ausblick ins Freie von jedem Platz aus ist wichtig für die Konzentrationsfähigkeit. Sehr hohe Leuchtdichtekontraste im direkten Blickfeld der Schüler sollten vermieden werden, da dies zu Blendungen führt. Bei flexiblen Tischanordnungen ist besonders darauf zu achten, dass die Schüler alle mit unterschiedlichen Ausrichtungen zum Fenster sitzen. Störende Schattenbildung durch starkes Schlaglicht sollte im Arbeitsbereich vermieden werden. Raumgeometrien und eine Grundrissorientierung entlang der Längsseite der Fassade gewährleisten eine gleichmäßige Belichtung und den Ausblick ins Freie. Für Zeiten ohne eine ausreichende Tageslichtversorgung sollte das Kunstlichtkonzept eine gleichmäßige Belichtung von allen Seiten gewährleisten, die außerdem Kontraste, Blendungen und unerwünschte Reflexionen an der Tafel verringern kann. Durch Präsenzmelder kann der Strombedarf für die Kunstlichtversorgung reduziert werden. Für mediale Präsentationen sollten Verdunklungsmöglichkeiten in den Klassenzimmern vorgesehen werden. Luft Durch die hohe Anzahl von Schülern ist die individuelle Regelbarkeit für alle Nutzer entsprechend der DIN EN 15251 nicht gegeben. Trotzdem sollte in Schulen das Prinzip des adaptiven Komfortmodells verfolgt werden (siehe Nutzeradaptivität und Komfort in Gebäuden, S. 82f.), denn das bewusste Wahrnehmen des natürlichen Klimas ist eine wichtige Erfahrung, vor allem im Kindes- und Jugendalter. Für die Anwendung des adaptiven Komfortmodells spricht außerdem, dass die Schüler im Klassenverband gemeinsam viel Zeit in ihren Klassenräumen verbringen und mit den Verhältnissen dort vertraut sind. Zudem haben sie übli-

cherweise die Möglichkeit ihren Bekleidungsgrad nach Bedarf anzupassen. Einige Untersuchungen haben gezeigt, dass die CO2-Konzentration in Klassenräumen im Lauf des Schultags die gebotene Obergrenze häufig überschreitet (siehe Abb. D 1.1, S. 174). Eine zu hohe CO2-Konzentration in Innenräumen führt zu nachlassender Konzentration und Müdigkeit – beeinflusst die Leistungsfähigkeit also negativ. An von Lärm und Luftverschmutzung unbelasteten Standorten können Konzepte zur natürlichen Fensterlüftung umgesetzt werden. Grundvoraussetzung für eine reine Fensterlüftung ist, dass sich die Fenster für eine Stoßlüftung öffnen lassen. Um einen ausreichenden Luftaustausch sicherzustellen, ist ein konsequentes Stoßlüften vor und nach den Unterrichtsstunden sowie ein angeleitetes Lüften während des Unterrichts erforderlich. Hilfestellung hierfür bietet der Einbau einer Lüftungsampel in den Klassenzimmern. Sobald die CO2-Konzentration die Grenzwerte erreicht, erscheint ein Warnsignal (Abb. B 1.24). Ergänzt man das natürliche Lüftungskonzept mit einer mechanischen Grundlüftung, so lassen sich die Vorteile eines weitgehend natürlichen Raumklimas mit einer hoher Luftqualität verbinden. Aufgrund der gleichbleibenden Belegungsdichte, dem vorhersehbaren Belegungsplan und den modulartigen Klassenräumen kann eine zentrale Lüftungsanlage die Grundlüftung vorwiegend in den Wintermonaten gewährleisten. Sind Veranstaltungsräume in Schulen wie z. B. Aulen als Atrien ausgebildet oder verfügen diese durch einen Raumverbund über ein großes Luftvolumen, so kann unter Beachtung gesetzlicher Vorschriften und Richtlinien gegebenenfalls mit einer Ausnahmegenehmigung auf eine mechanische Lüftungsanlage verzichtet werden. Durch die niedrige Belegungshäufigkeit solcher Räume ist der Investitions- und Wartungsaufwand für die Vorhaltung einer mechanischen Lüftung unangemessen hoch. Hörsäle haben aufgrund ihrer noch größeren Belegungsdichte einen sehr hohen Luftbedarf. Deshalb ist in der Regel der Einsatz einer mechanischen Zu- und Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung erforderlich. Eine CO2-abhängige Steuerung kann die Luftmenge dem tatsächlichen Bedarf anpassen, da der CO2-Gehalt der Raumluft direkt von der Anzahl der anwesenden Personen abhängt. Eine ergänzende freie Fensterlüftung ist dennoch sinnvoll, weil damit bei geringer Belegungsdichte gelüftet und während der Pausen und vor großen Veranstaltungen ein schneller Luftaustausch erreicht werden kann.

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Nutzung im Tages- und Jahresverlauf: Schulen Klassenzimmer, Gymnasium, Markt Indersdorf (D) 2002, Allmann Sattler Wappner In Schulen ist eine gute Akustik innerhalb der Klassenräume, der Schallschutz zu angrenzenden Räumen und der Lärmschutz zum Aussenbereich wichtig. Doktorandenbibliothek, Lausanne (CH) 2000, Devanthéry & Lamunière Schulküche, Splügen (CH) 2007, Corinna Menn Natürliche Belüftung der Schulaula aufgrund des großen Luftvolumens. Gymnasium in Markt Indersdorf Gleichmäßige Belichtung der Klassenräume über durchgängige Fensterbänder. Hauptschule, Klaus (A) 2003, Dietrich und Untertrifaller Architekten CO2-Ampel zur Kontrolle der Luftqualität in Räumen

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Wärme Die hohe Anzahl von Personen in Klassenräumen verursacht sehr hohe interne Lasten – vergleichbar mit denen von Bürogebäuden, wo vor allem Geräte wie Computer und Drucker die Ursache sind. Der geringe technische Installationsgrad macht es möglich, die Speichermasse von Wänden, Decken und Böden für passive Kühlmaßnahmen zu aktivieren. Um B 1.24

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Konzepte und Gebäudetypologien

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eine Überhitzung der Räume aufgrund hoher interner Lasten zu vermeiden, muss ein entsprechendes Gebäudekonzept externe Lasten in den Sommermonaten weitgehend minimieren. Dabei ist die Wahl des Fensterflächenanteils und der Sonnenschutzmaßnahmen unter gleichzeitiger Beachtung einer ausreichenden Tageslichtversorgung zu treffen. Niedertemperatursysteme wie thermoaktive Decken (TAD) und Fußbodenheizungen können im Sommer auch kühlen und so einer Überhitzung aufgrund der hohen Belegungsdichte entgegenwirken. In Verbindung mit geeigneten Standortpotenzialen kann Umweltenergie, z. B. in Form von Grundwasser, zur Heizung und Kühlung eingesetzt werden. Flächenintegrierte Systeme haben zudem den Vorteil, weniger anfällig für Vandalismus zu sein.

sätzliche Maßnahmen zur Verbesserung der Raumakustik können erforderlich werden, wenn in den Klassenräumen aus thermischen Gründen ein hohes Maß an Speichermasse wirksam werden soll. Neben einer guten Raumakustik in den Klassenzimmern ist der Schallschutz zu Nachbarräumen und Fluren sehr wichtig. Zudem ist auf die Reduktion von Schalleinträgen aus dem Außenraum oder auch der Anlagentechnik, z. B. von Lüftungsventilatoren, zu achten.

diese mit einer Rauchabzugsanlage ausgerüstet ist. Die Rettungsweglänge, gemessen in Lauflinie, beträgt 35 m. Da abweichend von den Vorgaben der Bauordnungen der Abstand zwischen inneren Brandwänden von 60 m zugelassen ist, ist es möglich, bei einer Klassenstärke von 30 Schülern und einer Klassenzimmergröße von 60 bis 70 m² ca. zwölf Klassenräume in einem Brandabschnitt vorzusehen.

Akustik Neben der Belastung durch Außenlärm spielen die akustischen Verhältnisse innerhalb eines Raums eine wichtige Rolle. Wenn die gesprochenen Worte im Unterricht durch einen hohen Lärmpegel nur schwer zu verstehen sind, lässt bei Lehrern wie Schülern schnell die Konzentration nach. Räume mit leichten, mitschwingenden Bauteilen, z. B. aus Holz, kommen häufig ohne zusätzliche Akustikmaßnahmen aus. Die Materialien von Böden und Sitzmöbeln müssen aufeinander abgestimmt werden, um hohe Geräuscheinträge durch Reibung wie beispielsweise beim Stühlerücken zu vermeiden. Zu-

B 1.25

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verschiedene Raummodelle in Unterrichtsgebäuden a Kleine Klassenräume in Vor- und Grundschulen differenzierte Nutzungsstruktur Personen: 20 Raumgröße: 40 m2 mittl. interne Lasten: 45 W/m2 Luftbedarf: 20 ≈ 20 m3/h = 400 m3/h b Seminarräume, Standardklassenräume für alle Schulformen, Regel- und Fachunterricht, wenig spezialisierte Räume Personen: 30 Raumgröße: 70 m2 mittl. interne Lasten: 55 W/m2 Luftbedarf: 30 ≈ 25 m3/h = 750 m3/h c Hörsäle für weiterführende Schulen und

Brandschutz Schulen werden nach § 2 Abs. 4 Ziffer 11 MBO als Sonderbau eingestuft. Für die allgemeinund berufsbildenden Zweige sind die grundlegenden brandschutztechnischen Anforderungen in der Muster-Schulbau-Richtlinie zusammengestellt. Es ist davon auszugehen, dass bei einer Gefahrensituation eine große Personenzahl gleichzeitig evakuiert werden muss. Von jedem Unterrichtsraum aus muss es möglich sein, über zwei unabhängige Rettungswege zu Ausgängen unmittelbar ins Freie oder zu notwendigen Treppenräumen zu gelangen. Dabei darf einer der beiden Rettungswege über Außentreppen ohne Treppenräume, Rettungsbalkone, Terrassen und begehbare Dächer auf das Grundstück führen, wenn dieser Rettungsweg im Brandfall nicht gefährdet ist. Es besteht außerdem die Möglichkeit, einen der beiden Rettungswege durch eine Halle zu leiten, wenn

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Hochschulen Vorlesungs- und Fachunterricht Personen: 100 Raumgröße: 115 m2 mittl. interne Lasten: 110 W/m2 Luftbedarf: 100 ≈ 25 m3/h = 2.500 m3/h Realschule Aschheim a Aussenansicht b Integration von Akustikpaneelen und Installationsführung in der Schrankwand, die Trennwände sind massiv (Aktivierung Speichermasse) c Schema Raumklimakonzept Klassenraum Sanierung einer Grundschule a Grundrissausschnitt Sanierungskonzept Gebäude b Schema Raumklimakonzept

B 1.25

Sanierung Aktuell werden zahlreiche bestehende Schulgebäude saniert und modernisiert. Aufgrund der oft schwierigen brandschutztechnischen Situation sind hier objektbezogene Brandschutzkonzepte mit auf den Einzelfall abgestimmten Maßnahmen notwendig, sodass das erforderliche Sicherheitsniveau gewährleistet werden kann. Schulgebäude befinden sich meist in staatlicher oder städtischer Hand, wodurch der Kosteneffizienz eine besondere Bedeutung zukommt. Außerdem ergeben sich hohe Anforderungen an die Organisation des Bauablaufs und der Durchführung der technischen und baulichen Maßnahmen, wenn die Sanierung bei laufendem Betrieb erfolgt. Übergeordnete Ziele sind die Bestandserhaltung, der Komfort im Gebäude und die Reduzierung der Unterhaltskosten, wobei ein Schwerpunkt auf der Optimierung der thermischen Gebäudehülle liegt. Der Installationsgrad bei bestehenden Schulgebäuden ist in der Regel sehr gering, d. h. die Erhöhung des Technikgrads wie z. B. bei der Nachrüstung einer Lüftungsanlage kann durch zu geringe Raumhöhen und fehlende oder für die Leitungsführung zu gering dimensionierte Technikschächte entsprechend angepasste Maßnahmen erfordern. So stellt beispielsweise die Integration von dezentralen Lösungen oder die Technikführung in der Außenwand eine Möglichkeit dar. Der Einsatz von Niedertemperatursystemen wie thermoaktive Decken oder Fußbodenheizungen ist bei Bestandsgebäuden in der Regel nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar. Eine Lösung bieten Wand- und Deckenheizungen, die unter dem Putz angebracht werden können. Je nach Zustand der vorhandenen Wärmeübertragungssysteme, wie z. B. der Heizkörper, bietet es sich häufig an, diese zu belassen.

Konzepte und Gebäudetypologien

Realschule Aschheim, 2006 Architekten: Bär Stadelmann Stöcker Architekten, Nürnberg Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

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‡ Heizungskonzept: Grundwasserwärmepumpe (Grundlast) Gasniedertemperaturkessel (Spitzenlast) Fußbodenheizung mit Einzelraumregelung für Heizen und Kühlen ‡ Kühlkonzept: Temperierung der Fußbodenheizung im Sommer über Grundwasser

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‡ Lüftungskonzept: natürliche Belüftung der Klassenzimmer WC, Küchen, Physikraum etc. Belüftung über Be- und Entlüftungsanlage mit WRG Technikintegration: vertikale und entlang der Klassenzimmer horizontale Installationsführung von Elektro, Heizung, Wasser und Abwasser für Waschbecken in der Schrankwandzone

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Klassenraum Akustikelemente Installationswand HLS / E Gasniedertemperaturkessel Grundwasserwärmepumpe B 1.26

Sanierung einer Grundschule Waldmünchen, 2009 7 Architekten: Hans Schranner und Matthias Reichenbach-Klinke, Adlkofen (Konzept) Schneider und Partner, Waldmünchen (Ausführung) Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

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beheizte Zone unbeheizte Pufferzone Wärmedämmung außen Aufmauerung innen vorgesetzte Pufferzone als Doppelfassade

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a ‡ Heizungskonzept: gasbetriebenes Nahwärmenetz Wandheizung im Bereich der Trennwände zu den Fluren

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‡ Lüftungskonzept: zentrale mechanische Lüftung mit WRG der Klassenzimmer mit Abluftüberströmung in den Flur Vortemperierung der Zuluft über Erdkanal natürliche Belüftung der Klassenzimmer über Fassadenzwischenraum oder durchgesteckte Lüftungselemente ohne Raumverbund zur Doppelfassade zur Stoßlüftung Nachtlüftung über den wettergeschützten Fassadenzwischenraum

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Technikintegration: Nutzung der vorhandenen Schächte

Doppelfassade mit durchgesteckten Lüftungselementen Klassenzimmer Flur als unbeheizte Pufferzone Fortluft Wärmerückgewinnung Nahwärme, gasbetrieben Erdkanal

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B 1.28 Sporthallen

Der Mensch braucht einen Ausgleich zu seiner täglichen Lern- oder Arbeitsleistung. Durch den überwiegend statischen Alltag in Schulen oder am Arbeitsplatz ist für die Förderung der Gesundheit ausreichend Bewegung notwendig. Sport wird meist als Ausgleich und Freizeitaktivität betrieben, weshalb die Faktoren Spaß und Erholung an erster Stelle stehen. Eine gleichmäßige, blendfreie Belichtung, gemäßigte Temperaturen und eine ausreichende Frischluftzufuhr sind optimale Bedingungen für eine sportliche Betätigung in Innenräumen. Zudem unterliegt die Innenraumgestaltung von Sporthallen bestimmten Regeln, um das Risiko von Verletzungen zu minimieren und Beschädigungen, z. B. durch Ballwurf, zu vermeiden. So wird der Boden durch einen besonderen Aufbau elastisch ausgebildet und die Umfassungswände mindestens mannshoch mit einem stoßdämpfenden Material verkleidet. Bis zu einer Höhe von mindestens 2 m sollte die Halle so ausgebildet sein, dass sie auch im Bereich von Öffnungen und Verglasungen frei von Kanten und Vorsprüngen ist. Sportstätten sind häufig in einen Schulgebäudekomplex integriert. Die kompakte Kubatur von Sporthallen ergibt sich aus der Größe des Spielfelds und der erforderlichen Höhe des Raums. Die zugeordneten Nutzräume wie Umkleiden, Duschen, Lager- und Geräteräume nehmen verhältnismäßig wenig Platz ein. Sie werden häufig über mehrere Stockwerke dem Hallenvolumen zugeordnet. Bei größeren Schulkomplexen bieten sich flexibel nutzbare Großhallen wie Zwei- oder Dreifachturnhallen an, die je nach Bedarf teilbar sind, um mehrere Gruppen oder Schulklassen darin unterzubringen. Insbesondere in kleineren Gemeinden B 1.28 B 1.29 B 1.30

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ohne eigene Stadthallen oder ausreichend großen Gemeindezentren finden in Sporthallen neben ihrer eigentlichen Nutzung auch Kulturveranstaltungen wie Theateraufführungen, Konzerte, Tanzveranstaltungen oder Bälle statt. Dies erfordert zusätzliche Maßnahmen und Räume wie Stuhllager und flexible Bühnen. Die empfindliche Oberfläche des Hallenbodens muss dann entsprechend geschützt werden. Nutzung Tagsüber nutzen überwiegend Schulklassen im Sportunterricht die Sporthallen, während in den Abendstunden meist Vereine darin Sport treiben. Somit weisen Sporthallen eine hohe Nutzungsintensität auf, die im Jahresverlauf aufgrund von Schulferien oder der Möglichkeit zu Spiel und Sport im Freien schwankt. Aber auch an warmen Tagen werden zumindest die Nebenräume wie Umkleiden und Duschen genutzt. Raumkonditionierung Sportliche Aktivitäten und vor allem Ballspiele erfordern eine gewisse Robustheit der Materialoberflächen aber auch der Raumsysteme. Diese müssen von vielen wechselnden Nutzern ohne Einarbeitungsaufwand schnell und adaptiv bedienbar sein. Das gilt für funktionelle Einrichtungen wie Öffnungsmechanismen der Tore von Geräteräumen bis zu regelbaren technischen Systemen wie Sonnenschutz, Fensteröffnungsmechanismen und gegebenenfalls der

Licht Die Sportnutzung stellt hohe Anforderung an die visuelle Behaglichkeit. Insbesondere eine gleichmäßige Ausleuchtung, die Gewährleistung der Blendfreiheit und die Oberflächenqualität der Materialien sind bei der Raumgestaltung wesentlich. Eine gleichmäßige Belichtung mit Tageslicht über die gesamte Hallenbreite kann über längsseitig angeordnete Lichtbänder weitgehend erreicht werden und stellt zudem einen Bezug nach außen her. Aufgrund der großen Tiefe des Raums sind hinsichtlich einer guten Tageslichtnutzung und Minimierung des Kunstlichtbedarfs eine zweiseitige Belichtung oder zusätzliche Deckenoberlichter erforderlich. Um das Tages- oder Kunstlicht optimal zu nutzen, empfiehlt es sich, die Oberflächen in hellen Tönen auszuführen, die jedoch mattiert sein sollten, damit sie die Sportler nicht durch Blendung oder Spiegelungen beeinträchtigen. Wärme Der Fensterflächenanteil in der Fassade kann aufgrund des gegebenen Volumens und damit eines geringen Verhältniswerts von Wand- zur Grundfläche bis zu 60 % betragen. Da sich die Fenster aus Sicherheitsgründen meist oberhalb von 2 m Höhe über dem Hallenboden befinden, sollte trotz Verschattung ein Ausblick möglich bleiben, auch wenn die Hauptblick-

Nutzung im Tages- und Jahresverlauf: Sporthallen Turnhalle, Allgemeine Höhere Schule, Wien (A) 2002, henke und schreieck Architekten Sporthalle, Tübingen (D) 2005, Allmann Sattler Wappner Architekten a Nutzung als Sporthalle b Nutzung der Teleskoptribünen bei einer Sportveranstaltung Dreifachsporthalle a Aussenaufnahme b Innenraum c Schema Raumklimakonzept a

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Handhabung der Bedienelemente von Heizung und Lüftung.

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Konzepte und Gebäudetypologien

richtung von unten ist. Durch einen geeigneten, auf die Gebäudeorientierung abgestimmen Sonnenschutz ist bei diesem Gebäudetypus der Schutz vor Überhitzung ohne den Einsatz konventioneller Kühlsysteme weitgehend gegeben. Der dämpfende Einfluss, den Bauteile mit thermischer Wärmespeicherkapazität haben, ist aufgrund des Raumvolumens, der überwiegend in leichter Konstruktion ausgeführten Decke und der Wandverkleidung verringert. Dies spiegelt sich in einer größeren Abhängigkeit der Innenraumtemperaturen vom Tagesgang der Außentemperaturen wider. Allerdings wirkt sich dieser Effekt dann positiv aus, wenn die Sporthalle in den späten Abendstunden im Sommer belegt ist. Bedingt durch die Nutzung und das Raumvolumen ist eine Wärmeübergabe mit hohem Strahlungsanteil durch Flächensysteme beispielsweise eine Fußbodenheizung sinnvoll. Dieses System birgt außerdem kein Verletzungsrisiko und lässt sich mit Umweltwärme betreiben. Im Gegensatz zu anderen Nichtwohngebäuden ist der Bedarf an Warmwasser in Sporthallen hoch. Ist ein Anschluss an bestehende Wärmeversorgungsnetze nicht möglich, erfordert dessen Bereitstellung bzw. Speicherung zusätzlichen Raumbedarf. Thermische Solarkollektoren sorgen für eine besonders effiziente Warmwassererzeugung. Dies ist insbesondere in Kombination mit durch Umweltwärme gespeisten Niedertemperatursystemen sinnvoll, da dann eine Wärmepumpe

das hohe Temperaturniveau nicht vollständig bereitstellen muss. Luft Während des normalen Sportbetriebs sind die Belegungsdichten im Vergleich zu kulturellen Veranstaltungen verhältnismäßig niedrig. Durch das große vorhandene Luftvolumen ist die erforderliche Luftwechselrate gering und grundsätzlich durch eine natürliche Lüftung zu erreichen. Eine günstige Anordnung der Fenster gewährleistet die Durchströmung der Halle. Innen liegende Nebenräume wie WCs, Duschen und Umkleiden erfordern eine Zu- und Abluftanlage. Finden in der Sporthalle häufig große Veranstaltungen statt oder ist der Standort beispielsweise in innerstädtischen Lagen durch Lärm oder hohe Abgasemissionen vorbelastet, so ist für die Halle eine mechanische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sinnvoll. Die Zuluft kann in diesem Fall bedarfsgerecht im unteren Bereich über den Fußboden oder die Sockelzone der Wände zugfrei als Quellluft einströmen. Über Tür- oder wandintegrierte Nachströmelemente kann die Luft aus der Halle entweder über den Erschließungsbereich in die Nebenzonen abgesaugt oder separat im Deckenbereich bzw. in der Zwischenwand abgeführt werden. Der Gebäudetypus und die große Raumhöhe lassen offene Leitungsführung im Deckenbereich grundsätzlich zu.

Sanierung Die meist kubische Form von Sporthallen ermöglicht eine wirksame energetische Sanierung durch die Optimierung der thermischen Gebäudehülle. Im Bestand ist eine nachträgliche Integration von Deckenstrahlplatten gut möglich. Diese erfordern zwar eine hohe Vorlauftemperatur, sind dafür aber schnell regelbar und gegenüber konventionellen Heizungssystemen wie Heizkörpern hinsichtlich der Verletzungsgefahr bedenkenlos im Raum einsetzbar. Nach einer thermischen Verbesserung der Außenwand wird in Verbindung mit den nun warmen Oberflächen über Strahlung die gesamte Wärme in die Halle und an die anwesenden Personen abgegeben. So können behagliche Verhältnisse bei insgesamt niedriger Raumlufttemperatur erreicht werden. Brandschutz Sporthallen, die aufgrund der Bemessungsregel von zwei Personen pro m² insgesamt mehr als 200 Personen fassen können, fallen in den Geltungsbereich der Versammlungsstättenverordnung (Sonderbau nach § 2 Abs. 4 Ziffer 7a MBO). Diese Einstufung kann sich auf die Ausführung der Wand- und Deckenbekleidungen sowie auf die Ausbildung von Rettungswegen auswirken und weitere Bauvorlagen wie z. B. einen Bestuhlungsplan erforderlich machen. Eine solche Nutzung muss anhand eines Brandschutzkonzepts nachgewiesen und genehmigt werden.

Sporthalle Riem, 2006 Architekten: Glaser Architekten, München Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

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‡ Heizungskonzept: Fernwärme Deckenstrahlplatten ‡ Lüftungskonzept: natürliche Belüftung der Sporthalle mechanische Be- und Entlüftung mit WRG der Nebenräume

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Raumklimakonzept: Die Beheizung der natürlich belüfteten Sporthalle über Deckenstrahlplatten ermöglicht eine Reduzierung der Lufttemperatur bei gleichbleibender operativer Raumtemperatur ohne Behaglichkeitseinbußen.

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Umkleiden WC Flur Sporthalle

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Geräteraum Deckenstrahlplatten Fernwärme B 1.31

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B 1.32 Büro- und Verwaltungsgebäude

Der Typus des Bürogebäudes ist noch nicht sehr alt. Er entwickelte sich in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Dabei ähnelte sich zunächst der Zuschnitt der Arbeitsplätze in Verwaltung und Produktion noch stark – die Schreibplätze waren wie am Fließband in Reih und Glied aufgestellt. Mit dem Typus des Zellenbüros entwickelte Louis Sullivan 1896 eine Bürohausarchitektur, die in Deutschland bis Anfang der 1960er-Jahre nachwirkte. Im Kontrast zu Sullivans »Waben im Bienenstock« entwarf Mies van der Rohe in den 1920er-Jahren weite, helle, multifunktionale Großraumbüros, deren Klarheit eine übersichtliche Organisationsstruktur und Ökonomie vermitteln sollten. In den 1970er-Jahren wurde diese Idee zum Gruppenraumbüro weiterentwickelt, in dem einzelne Arbeitsgruppen durch türhohe Trennwände gegeneinander abgeschirmt waren. Da Lüftung und Belichtung in großen Räumen nur mit hohem technischem Aufwand zu bewältigen sind, verringerten die Planer die Raumtiefen im Laufe der Zeit wieder. Das Problem der akustischen Abschirmung konnte in den »Stellwandburgen« jedoch nie zufriedenstellend gelöst werden. In den 1980er-Jahren besann man sich wieder auf das menschliche Bedürfnis nach einem privaten Rückzugsbereich, einem Territorium, über das der Einzelne selbst bestimmen kann. Das Kombibüro versucht die Geborgenheit der privaten Zelle mit der Kommunikationsfreundlichkeit des Großraumbüros zu verbinden. Die Größe der Einzelbüros ist in diesem Typus minimiert, bietet aber individuell regelbare Fensterlüftung, Tageslichtnutzung, Ausblick ins Freie und die Möglichkeit, seinen Arbeitsplatz nach dem persönlichen Bedarf zu gestalten. Bereiche und Geräte, die die gesamten Belegschaft nützt, wie z. B. Drucker, Ablagen, Bibliothek, Teeküche, Besprechungsräume und Gruppenarbeitsplätze liegen – mit der Erschließung verknüpft – im Gebäudeinneren. Verglaste Oberlichtbänder können die Schwelle zwischen privaten Einzelzellen und öffentlichen Gemeinschaftsbereichen durchbrechen und sorgen gleichzeitig für eine Grundversorgung mit Tageslicht. Die Vision des »Büronomaden« entstand in den

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1990er-Jahren aus der Faszination der Informationstechnologie. Nur mit einem Laptop ausgerüstet, sollte der Nutzer an einer beliebigen Arbeitsstation andocken können. Einige Arbeitsplätze verlagerten sich durch die angestrebte Raumökonomie gleich in die private Wohnung. Das Büro ist ein Ort der Inspiration, der Kommunikation, des Erfindungsgeists und der konzentrierten Arbeit. Ein behagliches Arbeitsklima ist für die Effektivität der Arbeit entscheidend und somit ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor eines Unternehmens. Um leistungsfähig arbeiten zu können, braucht der Mensch behagliche Verhältnisse hinsichtlich Wärme, Kälte, Luft, Licht und Akustik in den Büro- und Besprechungsräumen. Mit der Rückbesinnung auf die umweltphysiologischen Bedürfnisse des Menschen und die funktionellen Anforderungen an die Kommunikationsmöglichkeiten im Team werden Bürogebäude heute sowohl als repräsentative wie auch behagliche »Arbeitswelten« konzipiert. Der Ausstattungs- und Installationsgrad in Büro- und Verwaltungsgebäuden ist nicht nur abhängig von der Art des Betriebs und der Raumnutzung, sondern auch von den Vorgaben des Bauherrn bzw. des Investors und gegebenenfalls von der gewünschten Imagedarstellung in der Öffentlichkeit. Die Festlegung des Ausstattungsstandards hat einen großen Einfluss auf den Technisierungsgrad von Bürogebäuden und damit auf die technischen Systeme im Innenausbau. Grundsätzlich ist bei Büro- und Verwaltungsgebäuden mit kleinteiligen Strukturen die Wahrung eines behaglichen Raumklimas ohne den Einsatz von aktiven Kühlmaßnahmen durch natürliche Belüftung und Belichtung möglich. Gab es früher überwiegend statische Einzelund Doppelbüros, so steigt durch den Wandel in der Arbeitswelt der Bedarf an die Flexibilität der Räume. Wechselnde Anforderungen an Belegungsdichte und Raumnutzung machen eine Veränderbarkeit der Raumstrukturen notwendig. In Abhängigkeit von der jeweiligen Büroform ergeben sich unterschiedliche Konsequenzen für Belüftung, Belichtung, Heizung und gegebenenfalls Kühlung und somit für die erforderliche Technik und deren Integration.

Nutzung Die Nutzung von Büro- und Verwaltungsräumen findet regelmäßig über das ganze Jahr hinweg überwiegend an Werktagen und tagsüber statt. Der Nutzungsrhythmus und die Belegungsdichte sind gleichmäßig und vorhersehbar. Somit ist eine bedarfsgerechte Regelung des Raumklimas möglich. Die Veränderung des technischen Ausstattungsgrads, z. B. mit Computern, und der Nutzung der Räume erfordern anpassungsfähige Gebäudeinfrastrukturen, der Innenausbau muss daher flexibel auf Veränderungen reagieren können. Demontierbare Ausbauelemente wie versetzbare Zwischenwände und eine Standardisierung der Arbeitsplätze ermöglichen eine hohe Organisations- und Nutzungsflexibilität. Variable Grundrissstrukturen für unterschiedliche Organisationsformen sind deshalb bereits in der Planung als Varianten hinsichtlich Energie-, Medien- und Datenversorgung zu berücksichtigen, um bei veränderten Nutzungsanforderungen aufwendige technische und bauliche Nachrüstungen zu vermeiden. Durch die Trennung von Konstruktion und Techniksystemen ist eine höhere Flexibilität möglich. Raumkonditionierung und Technikintegration Die Wahl eines Raumkonditionierungssystems ist abhängig von den vorherrschenden Standortpotenzialen, dem Gebäudekonzept und den technischen Ausstattungsansprüchen des Nutzers. Für die Installations- und Technikintegration stehen die Flächen von Fassaden, Brüstungen, Decken und Böden zur Verfügung (siehe Integration von Installationen im Deckenhohlraum, S. 154f.; Integration von gebäudetechnischen Einbauten in Doppelböden, S. 166f.; Ausstattung und Installation, S. 187ff.). Innenwände sind durch die hohen Anforderungen an die Flexibilität der Grundrissorganisation eher ungeeignet. Bei der Integration von Flächensystemen in Decken oder Böden ist eine abgestimmte Grundrissstruktur von großer Bedeutung. Wärme und Kälte Bedingt durch hohe interne Lasten können in Bürogebäuden im Sommer und in der Über-

Konzepte und Gebäudetypologien

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Nutzung im Tages- und Jahresverlauf: Büro- und Verwaltungsgebäude B 1.33 Büroräume, Kempten (D) 2007, Maucher + Höß Architekten B 1.34 Großraumbüro B 1.35 offene Bürozone, Werkstatt- und Bürogebäude, Friedberg (D) 2006, hiendl_schineis B 1.36 Abkopplung der thermisch aktivierbaren Speichermasse durch abgehängte Decken, Akustikpanelle und Hohlraumböden

gangszeit hohe Temperaturen zu unbehaglichen Verhältnissen führen. Büroräume sollten jedoch so konzipiert sein, dass sich behagliche Raumklimaverhältnisse ohne energieaufwendige, aktive Kühlmaßnahmen einstellen. Der Einsatz von passiven Kühlsystemen setzt eine gezielte Detailoptimierung des Gebäudekonzepts voraus. Außerdem beeinflusst die Wahl der Büroart und der Grundrissstruktur die internen Wärmelasten. Durch eine Zentralisierung der Computerhardware kann sich die Ausstattung der Computerarbeitsplätze im Büroraum auf die Aufstellung von Bildschirmen reduzieren, was die internen Lasten weiter senkt. Aufgrund der Nutzung zur Tagzeit bewirken Speichermassen eine Stabilisierung des Raumklimas. Sie puffern Lastspitzen im Tagesgang ab und der Wärmeeintrag durch Sonneneinstrahlung wird erst zeitlich verschoben durch eine Raumtemperaturerhöhung bemerkbar. Hohlraumböden und abgehängte Decken für die Installationsführung trennen allerdings die wirksamen thermischen Speichermassen des Raums vom Raumklima. Aus diesem Grund ist bei der Planung der räumlichen Gestaltung, der Installationsführung, der Raumakustik und der Möblierung darauf zu achten, dass Speichermassen verfügbar bleiben und gegebenenfalls aktiviert werden können. Durch den gleichmäßigen, vorhersehbaren Nutzungsrhythmus eignen sich auch hier für die Raumtemperierung vor allem flächenwirksame Systeme, die mit niedrigen Temperaturen

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und damit energieeffizient durch den Einsatz von Umweltwärme betrieben werden können. Diese trägen, bauteilintegrierten Systeme, die im Winter heizen und im Sommer kühlen, ermöglichen eine große Flexibilität in der Raumaufteilung. Eine individuelle Einzelraumregelung ist für den jeweiligen Nutzer dann nur durch zusätzliche Systeme wie z. B. Heizkörper sowie Heiz- und Kühldecken möglich. Diese Systeme können aufgrund der gegenüber der Bauteilaktivierung höheren Strahlungsleistung auch höhere Lasten abführen. In Kombination mit einer natürlichen Lüftung vermindert sich bei Kühldecken aufgrund der Kondensationsproblematik die Leistungsabgabe. Die Flexibilität für Veränderungen der Raumstrukturen ist gegenüber raumübergreifenden, bauteilintegrierten Systemen eingeschränkt.

hohen Frischluftbedarf nicht deckt, ist in der Regel eine mechanische Lüftung notwendig. Dabei kann die natürliche Lüftung weiterhin eine ergänzende Funktion übernehmen. Das mechanisch beförderte Luftvolumen sollte auf das hinsichtlich der Frischluftzufuhr erforderliche Minimum begrenzt sein. Durch die Vielfalt der unterschiedlichen Raumfunktionen in einem Bürogebäude wie Einzel-, Doppel- und Gruppenbüros, Besprechungsund Seminarräume, Serverräume, Labore, Lagerflächen, Kantine etc. ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Belüftung. Bedarfsgerechte Konzepte z. B. mit dezentralen Lüftungsanlagen können die Energieeffizienz der Lüftung über Minimierung der Druckverluste durch kürzere Leitungswege erhöhen – ein Effekt, den auch eine verringerte Strömungsgeschwindigkeit des Luftvolumens begünstigt. Dies erfordert jedoch die Integration größerer Luftkanäle. Eine Bündelung von ähnlichen genutzten Raumtypen und -zonen kann sinnvoll sein.

Luft Eine natürliche Raumlüftung über Fenster ist aufgrund der geringen Raumtiefen und Belegungsdichten in Einzelbüros und kleinen Gruppenbüros möglich. Kurzzeitig unbehagliche Verhältnisse im Zusammenhang mit der Fensterlüftung nehmen die Nutzer eher in Kauf, da sie selbst das Raumklima beeinflussen können. Allerdings ist die Qualität der natürlichen Lüftung stark abhängig von den vorherrschenden Standortfaktoren. Störende Lärmbelastungen aus dem Außenraum erfordern besondere Maßnahmen, um eine akustisch behagliche natürliche Lüftung sicherzustellen. Beim Einsatz schalldämmender Fensterelemente wie z. B. Kastenfenster ist es wichtig, dass diese den notwendigen Luftaustausch für die Belüftung des Büroraums ermöglichen. Die Raumnutzung oder Standortbedingungen machen es in bestimmten Fällen notwendig, das Innenraumklima von den Außenraumbedingungen abzukoppeln. Der Einsatz einer mechanischen Lüftung ermöglicht eine nahezu vollständige Unabhängigkeit vom Außenraum. In dicht belegten Gruppen- und Großraumbüros sowie in Besprechungsräumen ist eine individuelle Regelbarkeit des Raumkonditionierungssystems durch den Einzelnen kaum gegeben. Wenn für eine große Anzahl von Nutzern ein angenehmes Raumklima sichergestellt werden soll und eine Fensterlüftung allein den

Licht Vor allem in Räumen, in denen sich der Mensch tagsüber aufhält, spielt die visuelle Behaglichkeit für eine hohe Konzentrationsfähigkeit eine große Rolle. Die Optimierung der Tageslichtnutzung und die gleichzeitige Reduzierung der solaren Einträge im Sommer ist bei Büro- und Verwaltungsgebäuden wesentlich. Durch die Ausbildung der Fassade, die Grundrissstruktur und die Material- und Farbwahl im Innenraum wird das nutzbare Tageslichtpotenzial erhöht. Die Raumnutzung und die Raumgeometrie haben einen hohen Einfluss auf das Tageslichtnutzungspotenzial und den daraus entstehenden Kunstlichtbedarf. Grundsätzlich sind geringe Raumtiefen bei Einzelraum- und Gruppenbüros von Vorteil für eine gute natürliche Belichtung. In Großraumbüros ist das Potenzial einer Tageslichtnutzung geringer und eine kontinuierliche Ergänzungsbeleuchtung notwendig. Dadurch erhöhen sich die internen Lasten und der damit verbundene Kühlbedarf. Akustik Die Einbindung von thermischen Speichermassen in das Energiekonzept steht oft im

B 1.36

95

Konzepte und Gebäudetypologien

Widerspruch zur Anbringung von Schalldämpfungs- und Akustikelementen. Sie schränken die Wirksamkeit von deckenintegrierten akustischen Systemen ein und sollten deshalb nicht flächendeckend eingesetzt werden. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Raumakustik bieten schallabsorbierende Elemente, z. B. Baffeln. Die Art der Anbringung beeinträchtigt kaum die Wärmeübertragung, da der Kontakt zwischen thermoaktiver Masse und dem Innenraumklima bestehen bleibt. Allerdings prägen diese Elemente stark die Raumgestaltung. Zur Raumkonditionierung installierte Heiz- und Kühldecken lassen sich außerdem in Form von Akustikelementen ausführen. Brandschutz Im Zusammenhang mit dem Ausbau von Bürogebäuden sind neben den grundsätzlichen Anforderungen der Landesbauordnungen auch die bauaufsichtlichen Richtlinien der jeweiligen Bundesländer wie z. B. die Richtlinie über Bau und Betrieb von Hochhäusern, die Versammlungsstättenverordnung etc. zu beachten. Büro- und Verwaltungsgebäude verfügen oftmals über Konferenzbereiche, Vortragssäle, repräsentative Foyers, Cafés etc. Aufgrund ihrer Größe kann eine höhere Personenanzahl diese Bereiche für Veranstaltungen nutzen. Fallen diese Räume in den Bereich der Versammlungsstättenverordnung, unterliegen Geräte

Sanierung Der Trend im Bürobau geht zu natürlich klimatisierten Gebäuden mit weitgehenden Eingriffsmöglichkeiten der Nutzer auf das Raumklima. Lüftungsanlagen dienen nicht mehr der Vollklimatisierung, sondern stellen die Versorgung mit Frischluft dort sicher, wo eine ausreichende natürliche Lüftung nicht möglich oder erwünscht ist. Wärme und Kälte werden durch zusätzliche Systeme bereitgestellt. In bestehenden Gebäuden ist eine Installationsführung in der Decke aufgrund niedriger

Beleuchtung

W/m²

Personen

Wand- und Deckenbekleidungen, die Bemessung von Rettungswegen, aber auch die Raumausstattung genauen Vorgaben und erfordern weitere Bauvorlagen wie Bestuhlungs-, Rettungsweg- und Feuerwehrpläne. Eine besondere Aufmerksamkeit in Gebäuden mit Büro- und Verwaltungsnutzung gilt der Führung und Ausbildung der Rettungswege. Nutzen ca. 25 bis 30 Personen gleichzeitig Büroeinheiten, deren Bruttogrundfläche kleiner als 400 m² ist, so muss der zweite Rettungsweg nicht baulich gelöst sein, sondern kann auch durch die Rettungsgeräte der Feuerwehr sichergestellt werden. Da insbesondere Bürogebäude bezüglich des Baukörpers, der Nutzung und der architektonischen Lösung große Unterschiede aufweisen können, müssen brandschutztechnische Maßnahmen schon in der Entwurfsplanung in einem Brandschutzkonzept erarbeitet werden.

45

30

Einzelbüro Doppelbüro

Kombibüro

Großraumbüro bzw. Gruppenbüro

Raumfläche

10,8 bis 30 m²

9 bis 12 m²

100 bis 1200 m²

Raumbreite

2,7 bis 5,4 m

2,7 bis 3 m

20 bis 40 m

Raumtiefe

4 bis 5,5 m

4 bis 5,5 m

15 bis 30 m

Menschen im Raum

bis 2

1 bis 2

8 bis mehrere 100

Geschosshöhe

2,5 bis 3,5 m

2,5 bis 3,5 m

3,5 bis 4,5 m

Arbeitsplatz Erschließung

über die Flure

über Kombizone

über den Großraum

Elektroinstallation

Brüstungskanäle Unterflurkanalsystem

Brüstungskanäle Unterflurkanalsystem Doppelboden

Brüstungskanäle Unterflurkanalsystem Doppelboden

Belüftung

über Fenster ggf. mech. belüftet

über Fenster ggf. mech. belüftet

in der Regel mech. belüftet

Arbeitsplatz Belichtung

mit Tageslicht zu 100 % möglich

Tageslicht ergänzt mit Kunstlichtlicht

überwiegend Kunstlicht in den Innenzonen

15

0 klein

groß

Einzelbüro

klein

groß

Doppelbüro

Zelle Kombizone Kombibüro

Raumhöhen oft nicht möglich. Verfügbare Speichermassen, die zur Stabilisierung des Raumklimas beitragen, können freigelegt werden, allerdings genügt deren Oberfläche häufig nicht den ästhetischen Ansprüchen. »Phase Change Materials« (siehe PCM – Phase Change Materials, S. 181f.) in Bauteilen wie Wänden oder Decken kann zusätzliche Speichermasse in den Raum einbringen. Bei der Sanierung von bestehenden Bürogebäuden ist die Integration von Niedertemperatursystemen, z. B. thermoaktive Decken (TAD) in der Regel nicht möglich oder mit sehr hohem Aufwand verbunden. Es eignen sich eher konventionelle Systeme wie beispielsweise Heizkörper oder Heiz- und Kühldecken. Eine optimierte thermische Gebäudehülle reduziert den Wärmebedarf, sodass insbesondere im Winter problemlos behaglichere Verhältnisse erreicht werden. Unter Umständen genügt ein verbesserter Sonnenschutz und ein reduzierter Fensterflächenanteil, um auf eine herkömmliche Kühltechnik im Sommer zu verzichten. Ist eine Lüftungsanlage vorhanden, kann eine Volumenstromreduzierung auf ein hygienisch erforderliches Minimum weiter Energie durch die Verminderung von Druckverlusten einsparen. Da ein Teil der Bürogebäude aus den 1960er– 80er-Jahren voll klimatisiert ist, stellt sich hier meist nicht das Problem, dass zu wenig Platz für den Einbau von moderner Technik vorhanden ist.

Großraumbüro

3,50

4,00 1,10 1,10

2,80

2,00

3,50

5,50 1,35 1,35

b

96

2,00

a

20

4,00

5,50

1,35 1,35

B 1.37 B 1.38

1,50

interne Lasten für verschiedene Büroformen Raum- und Ausstattungsparameter verschiedener Büroformen B 1.39 verschiedene Büroformen a Einzelbüro b – c Doppelbüro d Kombibüro, Arbeitszellen kombiniert mit multifunktionalen Gemeinschaftszonen e Großraumbüro B 1.40 Rathaus a Aussenansicht b Innenraum c Schema Raumklimakonzept Büroraum B 1.41 Bürogebäude a Atrium b Blick über den Flur auf die Komibüros c Schema Raumklimakonzept Einzelbüro

B 1.38

2,7

B 1.37

c

2,70

1,35 1,35

d

2,70

1,50

e

6

1,50

B 1.39

Konzepte und Gebäudetypologien

Rathaus Feldkirchen, 2005 Architekten: Miroslav Volf, Köln Haustechnikkonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

a

b

‡ Heizungskonzept: Grundwasserwärmepumpe, Brennwertkessel Fußbodenheizung (Plenarsaal, Bibliothek, Konferenzraum und Foyerbereich) thermoaktive Decke (Büroräume) ‡ Kühlkonzept: Temperierung der Fußbodenheizung im Sommer über Grundwasser

1 2 3 4 5 6

1 2

‡ Lüftungskonzept: natürliche Belüftung der Büroräume über opake Lüftungselemente mechanische Belüftung mit WRG im Plenarsaal, Bibliothek, Konferenzraum und Foyerbereich

3

4 Technikintegration: Heizkörper, Elektro- und Datenleitungen im Bürobereich in der Brüstungszone integriert

5

Büroraum Akustikelement Brüstungskanal Grundwasserwärmepumpe zur Beheizung Grundwassernutzung zur Kühlung der TAD Gas-Brennwertkessel

6

c

B 1.40

Bürogebäude Gilching, 2007 Architekten: Barth Architekten, Gauting Haustechnikkonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim (siehe auch Raumkonditionierung, S. 184)

a

b

‡ Heizungskonzept: • Grundwasserwärmepumpe, Hackgutanlage • Heizkörper und thermoaktive Decke im Bürobereich • Heiz- und Kühldecken in den Besprechungsräumen • Fußbodenheizung in den Erschließungsbereichen 7

‡ Kühlkonzept: • Kühlung im Sommer über Grundwasser durch Lüftung, Fußbodenheizung, Kühldecke und thermoaktive Decke ‡ Lüftungskonzept: • natürliche Belüftung der kleinen Büroeinheiten • Zulufteinbringung in den innenliegenden Besprechungsräumen über Schlitzschienen in der Abhangdecke • Quellluftauslässe in den Großraumbüros • Be- und Entlüftung mit Teilkühlung und WRG

12

11

9

8

13 10

7 8

c 9 10

Einzelbüro innenliegender Besprechungsraum Großraumbüro Hackgutanlage

11 12 13

Heiz- und Kühldecke Verkofferung Wärmepumpe mit Grundwasser- und Abwärmenutzung B 1.41

97

Konzepte und Gebäudetypologien

Nov

Dez

Okt

Sept

Aug

Juli

Juni

Mai

April

März

Feb

Jan

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

B 1.42 Museen

Mit dem aufstrebenden Bürgertum entwickelten sich zu Beginn des 19. Jahrhunderts in vielen Städten Kunstvereine, deren Ziel das Sammeln und Vermitteln von Kunst war. Die so entstandenen bürgerlichen Museumsgründungen etablierten das Museum als Kulturbau im architektonischen Kontext. Der International Council of Museums, kurz ICOM, definiert ein Museum als »eine gemeinnützige, ständige, der Öffentlichkeit zugängliche Einrichtung im Dienst der Gesellschaft und ihrer Entwicklung, die zu Studien-, Bildungs- und Unterhaltungszwecken materielle Zeugnisse von Menschen und ihrer Umwelt beschafft, bewahrt, erforscht, bekannt macht und ausstellt« [1]. Die Quadriga der klassischen Museumsarbeit ist somit das Sammeln, Forschen, Vermitteln und Bewahren von Kulturgütern. Die Aufgabe zum Neubau eines Museums gilt unter Architekten als herausragende und höchst anspruchsvolle Herausforderung. Es sind viel diskutierte Prestigeprojekte, die im öffentlichen Fokus stehen. Über die architektonische Wirkung hinaus sind für den sicheren, nachhaltigen und erfolgreichen Betrieb der Gebäude vor allem sinnvolle Konzepte für Sicherheit, Klimastabilität, Lichtschutz und Lichtführung, Brandschutz, Besucherkomfort, Ausstellungspräsentation und behindertengerechte Zugänge, Depotflächen, Anlieferung und durchdachte Funktionsabläufe essenziell.

B 1.42 B 1.43 B 1.44

98

Nutzung im Tages- und Jahresverlauf: Museen Kolumba, Köln (D) 2007, Peter Zumthor Museum Brandhorst a Außenansicht b Ausstellungsraum c Schema Tageslicht- und Klimakonzept

B 1.43

Nutzung Der Bau und der Betrieb eines Museums müssen grundsätzlich zwei Anforderungen erfüllen. Zum einen sollen Museen durch die Innenarchitektur, die räumliche Wirkung, die Lichtführung und die Akustik für die Besucher und Mitarbeiter einen hohen Komfort sicherstellen. Zum anderen muss das Museum den Aspekten der präventiven Konservierung entsprechen, d. h. der Bau soll die lagernde und ausgestellte Sammlung bewahren und schützen. Dabei ist ein ganzheitlicher Ansatz gemeint, der von der Gebäudewartung über das Handling bis zu den Aspekten geregeltes Klima und Licht reicht. Idealerweise stehen alle Gebäudeaspekte mit der Präsentation der ausgestellten Sammlungen im Einklang, sodass sich eine ästhetische Gesamtwirkung aus Architektur und Kunstvermittlung entwickelt. Besucherkomfort wird an bis zu sieben Wochentagen für acht bis zwölf Stunden abgerufen, die präventive Konservierung muss immer gewährleistet sein. Ihr muss sowohl bei der Planung eines Museums als auch bei der Sanierung besondere Beachtung geschenkt werden. Raumkonditionierung Präventive Maßnahmen zur Sammlungserhaltung haben nicht nur einen konservatorischen Ansatz, sondern unterliegen auch wirtschaftlichen Überlegungen. In vielen Bereichen wird aktuell systematisch an der Forschung und Entwicklung geeigneter Methoden und Techniken zur präventiven Konservierung gearbeitet – mit dem Ziel der Entwicklung eines Langzeit-Managements. Relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur Die wichtigsten Parameter in der präventiven Konservierung sind die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur. Ein Großteil der Arbeit und der Finanzbudgets ist darauf konzentriert, internationale Sollwerte einzuhalten. Organisationen wie die ICOM, die ICROM-CC und American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, kurz ASHRAE, definieren in ihren Handbüchern Hinweise für Richtwerte bezüglich Raumklimabedingungen. Seitdem bemühen sich nahezu alle Museen und Samm-

lungen mit sehr komplizierten und aufwendigen anlagentechnischen Lösungen, diese einzuhalten. Alle Werte sind jedoch unverbindlich und gelten lediglich als Orientierung. Seit Anfang der 1990er-Jahre betrachtet man diese Richtwerte jedoch differenzierter. Einerseits erfordern die unterschiedlichen verwendeten Materialien der Exponate eine spezielle Betrachtung, andererseits müssen auch die verschiedenen Klimazonen berücksichtigt werden. Ein neuer Ansatz bei der Klimatisierung ist der Trend zu einem saisonal gleitenden Klima, in dem die jahreszeitlichen Schwankungen akzeptiert werden, da nur bei kurzzeitigen Klimaunterschieden Schäden aufterten können. Die Tatsache, dass Kunstobjekte überhaupt die Lagerung über Jahrhunderte überstanden haben, zeigt, dass dieses Konzept funktioniert. Allerdings darf das Gebäudekonzept keine bauphysikalischen Defizite aufweisen, wenn das Museum ohne aufwendige Klimaanlagen auskommen soll. Auch aus Gründen der Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit muss langfristig von Vollklimatisierungen Abstand genommen werden. Umfangreiche technische Gebäudeausstattungen bringen neben kurzen Lebenszyklen unverhältnismäßig hohe Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten mit sich. Die Einstellung eines konservatorisch sicheren Raumklimas ist heute auch ohne Luftumwälzung mit hohen Lufwechselraten wesentlich energieeffizienter zu erreichen. So lassen sich z. B. die Luftwechselraten stark reduzieren, die Speicherfähigkeit der Wände und Decken erhöhen, Klimabereiche nach Art der Nutzung ausbilden und die Beheizung und Kühlung über Bauteiltemperierungen lösen. Ebenso sind Geothermie, Photovoltaik oder Erdwärmetauscher im Museumsbau anwendbar (siehe Energieumwandlung, S. 113ff.). Licht Bei Museumsneubauten stellt die Beleuchtungsplanung neben Fragen der Sicherheit, der Klima- und Raumplanung eine der wichtigsten Komponenten dar. Hier gilt es insbesondere Lösungen zu etablieren, die sowohl verhindern, dass Tageslicht die Exponate schädigt, als auch den Interessen einer adäquaten Präsen-

Konzepte und Gebäudetypologien

tation gerecht werden. Jedes Material, aus dem ein Kunstwerk besteht, reagiert unterschiedlich auf Beleuchtung: Farbstoffe anders als Pigmente, Hölzer wieder anders als Papier oder Textilien. Ebenso verhält es sich mit Luftfeuchtigkeit oder Temperatur. Tages- und Kunstlichtkonzepte werden in Museen immer von mehreren Standpunkten aus betrachtet. Dabei stehen die Sichtbarkeit der Exponate mit Mindesthelligkeiten, gute Kontraste und die Vermeidung von Blendung für den Besucher im Vordergrund bei gleichzeitiger Einhaltung der konservatorischen Richtlinien für den nachhaltigen Umgang mit den Objekten. Außerdem soll die Tageslichtführung die Architektur unterstreichen, ihr Innenleben betonen und zusätzlich die Ausleuchtungen durch Kunstlicht entlasten. Ein weiterer Aspekt ist die gezielte Lenkung von Tageslicht in dunkle Bereiche. Vergleichbar mit den Klimawerten, wurden auch für Licht in den 1950er- und 1960er-Jahren Richtwerte festgelegt und seitdem mehrmals verschärft. Für Gemälde und gemischte Sammlungen liegt der empfohlene Maximalwert bei 150 Lux, bei Grafik und Textil bei 50 Lux, wobei eine kürzere Beleuchtungsdauer stärkere Belichtung auffangen kann. Ein optimiertes Beleuchtungskonzept soll nicht nur Lichtschäden vermeiden, sondern auch die Helligkeitsverteilung, die Farbwiedergabe, die Blendungsbegrenzung, die Lichtrichtung und Schattenbildung sowie das Beleuchtungsniveau definieren. Die technische Infrastruktur

der Lichtplanung sollte in der Konzeption flexibel angelegt werden, um so – je nach Art der Sammlung und deren Präsentation – problemlos auf wechselnde Ausstellungspräsentationen reagieren zu können. Schlussendlich muss das Lichtmanagement die Lebensdauer der Leuchtsysteme und die Wartungskosten in der Lichtplanung berücksichtigen. Sicherheit Die Sicherheit von Exponaten in Museen, Sammlungen, Galerien und Kunstlagern ist ein zentrales Thema. Traditionell wird dabei eher an Diebstahl- und Einbruchprävention gedacht. Statistisch gesehen sind aber weltweit Feuer und insbesondere seine Begleiterscheinungen wie Rauch, Rußpartikel und Löschwasser der Grund für weitaus größere Verluste. Russpartikel weisen eine Größenordnung von 0,1 μm –1 mm auf und gelangen durch Lüftungsschächte oder Türschlitze problemlos in andere Räume. Das bei der Verbrennung von Kunststoffen freigesetzte Chlorwasserstoffgas bildet in Verbindung mit der Luftfeuchtigkeit einen ätzenden Salzsäurenebel. Auch die von der Feuerwehr eingesetzten Löschmittel wie Schaum und Pulver können nahezu irreparable Schäden an den ausgestellten Stücken verursachen. Bei der Wahl von Brandmeldesystemen für Museen muss daher zwischen öffentlichen Ausstellungszonen und Funktionsflächen unterschieden werden. In Ausstellungsräumen mit

besonders hoher Sicherheitsklasse werden zunehmend Luftproben-Rauchmeldesysteme eingesetzt, die Luft ansaugen und auf geringste Mengen an Rauchpartikeln prüfen. Die Konzentration eines Großteils der Sammlung an einem Ort in einem Depot machen detaillierte Sicherheitsvorkehrungen dort unabdingbar. Die größte Gefahr geht hier von einem durch einen Kurzschluss verursachten Brand aus. Um diese Möglichkeit von vornherein auszuschließen, senkt ein System den Sauerstoffgehalt auf 15 % und verhindert so, dass ein Brand überhaupt erst entstehen kann. Bei allen Maßnahmen ist eine Abwägung zwischen Nutzen und Kosten von elektronischen und mechanischen Sicherheitsmaßnahmen notwendig sowie die Abstimmung mit einem ganzheitlichen Sicherheitskonzept und die Ausarbeitung eines sinnvollen Zutrittsmanagements. Damit lässt sich für Kunstlager und Museen eine maximale Sicherheit unter Berücksichtigung der finanziellen Budgets erwirken. Die vier Säulen eines Sicherheitskonzepts für Museen sind: • • • •

Brandmeldeanlage Einbruchmeldesystem Zutrittsmanagement Videoüberwachung

Anmerkungen [1] ICOM: Ethische Richtlinien für Museen. Berlin / Wien / Zürich 2003. S. 18

Museum Brandhorst München, 2009 Architekten Sauberbruch Hutton, Berlin Technische Gebäudeausrüstung: Ingenieurbüro für Versorgungstechnik Kuder, Flein Konservatorische Beratung: Doerner Institut

a

b

‡ Heizungskonzept: Grundwasserwärmepumpe Bauteiltemperierung im Fußboden- und Wandbereich reduzierte Luftkonditionierung

1

‡ Kühlkonzept: Kompressionskältemaschine Kühlung über Zuluft und Flächensysteme ‡ Lüftungskonzept: mechanische Be- und Entlüftung mit sorgsamer Partikel- / Schadstofffilterung und Feuchteregulierung Quellluftausläße entlang der Wände ‡ Lichtkonzept: Lichtdecken zur Verteilung des diffusen Tages- und Kunstlichts mit Lichtregelungselementen zur Dosierung des Lichteinfalls Tageslichtlenkung über Reflektoren natürliche Belichtung einzelner Ausstellungsbereiche

1

2

3 c

4

1 2 3

1

4

Ausstellungsraum Technikzentrale Wärmepumpe mit Abwärmenutzung aus dem Rücklauf der Klimatechnik der Pinakothek der Moderne Kompressionskältemaschine B 1.44

99

Standortfaktoren Friedemann Jung

B 2.1

An jedem Standort variieren die äußeren Gegebenheiten, die auf ein Gebäude einwirken, im Tages- und Jahresverlauf (Abb. B 2.2). Lokale Einflüsse überlagern hierbei die großräumigen klimatischen Bedingungen. Die wichtigsten Faktoren, denen ein Gebäude ausgesetzt ist, sind die Solarstrahlung, die Temperatur und Feuchte der Außenluft, der Wind, der Gebäudegrund und seine städtebauliche Eingliederung. Ausschlaggebend für die Verhältnisse an einem Standort sind zunächst die großräumlichen Faktoren, wie die geografische Lage auf der Erde, wodurch der Sonnenstand und die solare Einstrahlung bestimmt werden und die Nähe zu Ozeanen oder Gebirgen (Makroklima). Im räumlichen Maßstab etwas kleiner sind z. B. Faktoren wie Insel- oder Hanglagen, Innenstadtbereiche oder Standorte in ausgedehnten Waldgebieten. Man spricht in diesem Zusammenhang vom Stadtklima, Landschaftsklima oder Mesoklima. Die kleinste Einheit ist das Mikroklima, das die direkten lokalen Faktoren um einen Standort beschreibt. Einflussgrößen sind hier die Bodenbeschaffenheit und Vegetation, die direkte Verschattung durch Nachbargebäude oder weitere lokale Gegebenheiten, wie ein großer See, ausgedehnte versiegelte Parkplatzflächen oder innerstädtische Parkanlagen. Solarstrahlung

B 2.1 Unterstand in Norwegen B 2.2 Windgeschwindigkeit, Temperatur (‡), absolute Feuchte (‡), Globalstrahlung (‡) und geographische Lage für a München b Neapel c Singapur

100

Das Klima der Erde ist geprägt von der Sonne, die uns kontinuierlich mit Energie in Form von Strahlung versorgt. Die gesamte auf der Erdoberfläche auftreffende Strahlung bezeichnet man als Globalstrahlung. Diese setzt sich zusammen aus direkter gerichteter Strahlung (Direktstrahlung) und einem durch Streuung in der Atmosphäre verursachten Anteil an diffuser ungerichteter Strahlung (Diffusstrahlung). In Europa liegt die durchschnittliche Globalstrahlung auf eine horizontale Fläche je nach Region zwischen 850 und 1800 kWh/m2a (Abb. B 2.3, S. 102), in Deutschland zwischen 900 und 1200 kWh/m2a. Die solare Einstrahlung variiert je nach Standort auf der Erde, Jahres- und Tageszeit. Verschiedene Orientierungen von Fassaden führen zu deutlich unterschiedlichen Einstrahlungswerten im Laufe des Tages. Im Winter oder bei kalten

Außentemperaturen kann die Sonne eine zusätzliche passive Wärmequelle darstellen. Unter passiver Solarenergienutzung versteht man die Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme direkt am Gebäude ohne den Einsatz spezieller technischer Vorrichtungen. Die Gebäudehülle wirkt dabei als Kollektor, die Konstruktion als Speichermasse. Das zugrundeliegende Prinzip ist der photothermische Effekt, aufgrund dessen jeder Körper Sonnenstrahlung absorbiert und diese in Wärmestrahlung umwandelt. In Kombination mit dem Prinzip des Treibhauseffekts lassen sich dadurch Wärmegewinne in Gebäuden erzielen, denn während kurzwelliges Sonnenlicht Glas durchdringen kann, verhindert es, dass langwellige Wärmestrahlung wieder nach außen gelangt. Faktoren, die die Höhe und die zeitliche Verteilung der passiven Solarenergiegewinne eines Gebäudes beeinflussen, sind Siedlungsstruktur und Umfeld, Verschattung, Baukörperorientierung, Baukörper- und Dachform, Materialien der Gebäudehülle, innen liegende Speichermassen sowie Anteil und Art der verglasten Fassadenflächen. Im Regelfall soll die passive Solarenergienutzung maximale Gewinne im Winter und minimale Einträge im Sommer erzielen. Dies lässt sich am leichtesten bei Südfassaden erreichen. Im Sommer gelangt dort bei hohem Sonnenstand wenig Sonnenstrahlung ins Gebäude, wohingegen im Winter bei tief stehender Sonne – wenn der größte Bedarf besteht – mehr Sonnenwärme eingefangen wird. Im Sommer führen Räume, die nach Westen orientiert sind, am ehesten zu Überhitzungsproblemen, da dort sehr große solare Einstrahlungswerte und hohe Temperaturen am Nachmittag zusammenfallen. Hier sollten Verglasungsflächen reduziert und auf ein gutes Sonnenschutzsystem geachtet werden. In Bezug auf den Ausbau kann die Anordnung der Innenräume einen großen Einfluss auf die optimale passive Solarenergienutzung leisten. Je nach Nutzungsart und Gegebenheiten können die Anforderungen hierfür sehr unterschiedlich sein. Im Fall von Wohngebäuden bietet es sich oft an, Aufenthaltsräume, die eine höhere Temperatur erfordern, nach Süden zu verlagern, Neben- und Pufferräume mit niedri-

Standortfaktoren

a München 48° 9' N, 11° 35' O,~520 m ü. NN

b Neapel 40° 50' N, 14° 15' O, 0 –17 m ü. NN

N NW

N

NW

NO

W

NW

NO

W

O

W

O

2,5

3,0

3,0

3,0

3,5

3,5

3,5

4,0

4,0

4,0

4,5

SW

SO

5,0

5,5 m/s

5,5 m/s

5,5 m/s

S

S

S °C 40

30

30

30

20

20

20

10

10

10

0

0

0

-10

-10

-10

Mai

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Juli

Aug

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Okt

Nov

Dez

Jan

Feb

März April

Mai

Juni

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Sept

Okt

Nov

Dez

g/m³

g/m³

g/m³

20

20

20

16

16

16

12

12

12

8

8

8

4

4

4

0

Jan

Feb

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug

Sept

Okt

Nov

0

Dez

Jan

Feb

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug

Sept

Okt

Nov

0

Dez

W/m² 1200

W/m² 1200

W/m² 1200

1000

1000

1000

800

800

800

600

600

600

400

400

400

200

200

200

0 Feb

März April

Mai

Juni

Juli

Aug

Sept

Okt

Nov

Dez

Jan

Feb

März April

Mai

Jan

Feb

März

April

Mai

Jan

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März April

Mai

Juni

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Juli

Juli

Aug

Aug

Sept

Sept

Okt

Okt

Nov

Dez

Nov

Dez

0

0 Jan

SO

5,0

°C 40

März April

4,5

SW

SO

°C 40

Feb

O

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Jan

NO

2,5

4,5

SW

c Singapur 1° 17' N, 103° 50' O, 0 –176 m ü. NN

N

Jan

Feb

März April

Mai

Juni

Juli

Aug

Sept

Okt

Nov

Dez

Juni

Juli

Aug

Sept

Okt

Nov

Dez

B 2.2

101

Standortfaktoren

gerer Temperaturanforderung hingegen vorzugsweise nach Norden. Bei Verwaltungsgebäuden kann sich jedoch eine Umkehrung dieses Prinzips als sinnvoller erweisen, da hier interne Wärmelasten eine größere Rolle spielen und im Sommer zusätzlich zu seiner Überhitzung beitragen (Abb. B 2.4, siehe auch Büround Verwaltungsgebäude, S. 94ff.). Außentemperatur

Die Temperatur der Außenluft ist abhängig von der solaren Einstrahlung, der Absorptionsgrade der bestrahlten Flächen und dem großräumlichen Zustrom von Luftmassen. Im Winter kommt es bei kalten Außentemperaturen zu Lüftungs- und Transmissionswärmeverlusten. Bei zu kalten Außentemperaturen unter ca. 0 °C ist die behagliche Zulufteinbringung über Fenster eingeschränkt, da es zu thermischen Zugerscheinungen kommen kann (siehe Luftbewegung im Raum, S. 37). Im Sommer beeinflussen hohe Außentemperaturen die möglichen Kühlpotenziale und können so zu zusätzlichen Wärmeeinträgen bei direkter Fensterlüftung führen. Die Außentemperaturen schwanken je nach Klimazone und Standort sowohl im Jahres- als auch im Tagesverlauf. Bei großen Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht speichern massive Bauteile tagsüber Wärme, die sie im Laufe der Nacht wieder abgeben können. Die Nachttemperatur sollte dabei unter 20 °C liegen, um einen nennenswerten Kühlef-

fekt zu erreichen. Das Gebäude muss hierzu witterungsgeschützte Öffnungen für eine erhöhte Luftwechselrate von bis zu n=6 h-1 in der Nacht und große frei liegende Speichermassen aufweisen. Um eine konstante Durchströmung des Gebäudes zu unterstützen ist ein kontinuierlich während der Nacht wehender Wind von Vorteil. Das Gebäude sollte in diesem Fall quer zur vorherrschenden Windrichtung orientiert sein, um Druckunterschiede zwischen den Fassaden als Antrieb für die Nachtlüftung zu nutzen. Bei küstennahen Standorten sind die Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht durch die hohe Wärmespeicherkapazität des Wassers meist nur gering. Luftfeuchte

Die Außenluft beinhaltet einen bestimmten Anteil Wasser in Form von Wasserdampf. Hierbei unterscheidet man zwischen der relativen und der absoluten Luftfeuchtigkeit. Die absolute Feuchte bezeichnet den tatsächlichen Gehalt an Wasserdampf in der Luft in g/m3. Dieser ist abhängig von zuströmenden Luftmassen, der Wetterlage und der Jahresbzw. Tageszeit. Lokale Faktoren wie die Nähe zu Küsten, großen Seen oder ein Standort in Flussniederungen erhöhen die absolute Feuchte der Luft. Die relative Feuchte gibt an, wie viel Prozent der maximal möglichen Menge an Wasserdampf (Sättigungsfeuchte) die Luft tatsächlich enthält. Die Sättigungsfeuchte steigt mit der

Wind

Je nach Beschaffenheit der Erdoberfläche führt verschieden starke solare Einstrahlung zu unterschiedlichen Luftdruckverhältnissen in der Atmosphäre. Luftteilchen strömen immer von Bereichen hohen Drucks zu Bereichen niedrigen Drucks. Dadurch entstehen Luftbewegungen sowohl in Bodennähe als auch in großen Höhen. Dieser Wind kann als Antrieb für natürliche Lüftungskonzepte im Gebäude genutzt werden. Hierzu ist eine genaue Analyse der lokalen Windverhältnisse erforderlich, um die Hauptwindrichtung festzustellen (Abb. B 2.2, S. 101). Wie auch die Windgeschwindigkeit Globalstrahlung (W/m²)

< 1200 kWh / m2a

Temperatur, da warme Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann als kalte. Ab einer absoluten Feuchte von etwa 12 g/m3 empfindet der Mensch die Luft als schwül und unbehaglich. In vielen Regionen der Erde liegt die absolute Feuchte der Außenluft häufig über diesem Wert. Dort muss die Zuluft entfeuchtet werden, um behagliche Verhältnisse zu erreichen. In Europa bewegen sich die Werte für die absolute Luftfeuchtigkeit jedoch meist unter diesem Grenzwert, wodurch eine mechanische Entfeuchtung nicht notwendig ist. Eine gute Querlüftung von Gebäuden schafft auch an schwülen Tagen durch erhöhte Luftgeschwindigkeiten noch behagliche Verhältnisse, da der Mensch unter diesen Voraussetzungen mehr Wärme über Konvektion an die Umgebungsluft abgeben kann (siehe Raumluftfeuchte, S. 36f.).

> 1200 kWh / m2a > 1400 kWh / m2a > 1600 kWh / m2a > 1800 kWh / m2a > 2000 kWh / m2a

S 800 O

W

600 400 200 0

> 2200 kWh / m2a

4

6

8

10

12

14

16

18 20

Sonnenzeit (h)

Globalstrahlung (W/m²)

a

O

800

W S

600 400 200 4

6

8

10

12

14

Globalstrahlung (W/m²)

b

102

18 20

S

800 600 O

400

W

200 4

B 2.3

16

Sonnenzeit (h)

c

6

8

10

12

14

16

18 20

Sonnenzeit (h) B 2.4

Standortfaktoren

Höhe über Grund (m)

Landklima

500

100% 93%

100 % 93%

90%

80%

Stadtklima

Landklima

Hauptwindrichtung 100%

400

Staub

erhöhter Niederschlag

Aufheizung 300 100%

93%

82%

72%

92%

85%

72%

59%

86% 82%

76% 58%

62% 40%

49% 23%

offene See α=0,1

freies Gelände α=0,16

Verdunstung Frischluft

200

100

0 Wälder/ Vororte α=0,22

Stadtzentren α=0,35

Frischluft

Grundwasserstand

B 2.5

hängt diese von topografischen Gegebenheiten (Tal- oder Küstenlage), der umgebenden Bebauung (Windschatten eines Hochhauses) und der Vegetation ab. Über großen Freiflächen wie dem Meer, großen Seen oder Ebenen nimmt die Windgeschwindigkeit deutlich zu – auch steigt sie mit zunehmender Gebäudehöhe. Berge, Vegetation oder eine Stadtbebauung verringern die Windgeschwindigkeit in Bodennähe. Die Geometrie eines Baukörpers bestimmt außerdem die Art und Weise, wie der Wind das Bauwerk umströmt. Dadurch stellen sich am Gebäude sowohl Druck als auch Sogbereiche ein, die als Antrieb für eine natürliche Gebäudedurchströmung dienen können. Luftbewegungen können außerdem lokal durch äußere Gegebenheiten entstehen. Durch unterschiedlich von der Sonne beschienene Talseiten kommt es in Gebirgen häufig zu thermischen Auf- und Fallwinden. In Küstennähe entstehen durch die verschiedenen Wärmespeicherkapazität der Landmassen und des Meeres sich im Tagesverlauf ändernde Land- und Seewinde. Auch mechanische Lüftungskonzepte sollten so ausgelegt sein, dass die Anordnung von Zuund Abluftöffnungen auf die Windverhältnisse um ein Gebäude abgestimmt ist – Abluftöffnungen sich beispielsweise im Sogbereich des Gebäudes befinden. Bei außen liegenden Sonnenschutzvorrichtungen ist auf eine ausreichende Stabilität zu achten, da starker Wind sie sonst beschädigt oder unangenehme, störende Klappergeräusche verursacht. Geologie

Der Baugrund eines Gebäudes ist nicht nur für seine statische Verankerung verantwortlich, sondern spielt auch als potenzieller Energielieferant für die Versorgung eine Rolle. Eine genaue geologische Analyse empfiehlt sich daher für jedes Bauvorhaben (siehe Umgebungswärme, S. 111ff.). Die Temperatur des Erdreichs folgt der mittleren Temperatur der Außenluft mit einer Verzögerung von ca. drei Monaten. Mit zunehmender Tiefe nehmen die jährlichen Schwankungen der Temperatur ab und pendeln sich in Deutschland ab einer Tiefe von ca. 10 m ungefähr bei der Jahresdurchschnittstem-

B 2.6

peratur von etwa 10 °C ein. Ab einer Tiefe von ca. 50 bis 100 m nimmt die Temperatur wieder zu und kann durch Tiefengeothermie zur Beheizung von Gebäuden dienen. Der Baugrund kann sowohl für die Beheizung mittels einer Wärmepumpe als auch für die sommerliche Kühlung genutzt werden. Durch das relativ geringe Temperaturniveau des Erdreichs kann eine Wärmepumpe nur dann effizient arbeiten, wenn sie auch an ein großflächiges Wärmeübergabesystem (siehe Flächenheizungen, S. 176) im Raum angeschlossen ist. Der Baugrund kann also direkten Einfluss auf die Gestaltung der Systeme im Gebäude und in den einzelnen Räumen haben. Grundwasser eignet sich besonders gut als regenerative Kältequelle, da es meist fließt und dadurch die Wärmelasten aus dem Gebäude sehr effizient abführen kann. Sehr feuchte Erdreichschichten sind ideale saisonale thermische Speicher, da das enthaltene Wasser eine hohe Wärmespeicherkapazität besitzt. Es ist jedoch darauf zu achten, dass dieses Wasser bei Verwendung als Speicher auf keinen Fall fließt. Schall

An schallexponierten Standorten z. B. in unmittelbarer Umgebung großer Verkehrsachsen ist baulicher und technischer Schallschutz besonders wichtig (siehe akustische Behaglichkeit, S. 39f.). Durch entsprechende Anordnung von Aufenthaltsräumen zur schallabgewandten Seite im Gebäude kann man der unangenehmen Belastung entgehen. Auf der dem Lärm ausgesetzten Seite sind Fassadenkonzepte mit doppelten Verglasungsbereichen (Doppelfassaden, Wechselfassaden, Kastenfenster) von Vorteil, die immer auch eine größere Tiefe der Fassade zur Folge haben. Im Brüstungsbereich lässt sich dieser zusätzliche Raum sehr gut für die Integration von technischen Systemen (Heizkörper, dezentrale Lüftungsgeräte etc.) nutzen. Bepflanzungen vor dem Gebäude können außerdem helfen, Schalleinwirkungen von außen deutlich zu reduzieren. Stadtklima

Das Klima in großen urbanen Räumen unterscheidet sich meist sehr deutlich vom Klima

des direkten Umlands. Mit der Menge an versiegelten Flächen in Städten steigt auch die thermische Aufheizung, da Straßen und auch Gebäude die Solarstrahlung sehr stark absorbieren und zusätzliche Abwärme durch Industrie, Verkehr und Gebäude entsteht. Als Folge liegen die Außentemperaturen in Innenstädten bis zu 3 K höher als im Umland. Durch gegenseitige Verschattung der Gebäude kommt es allerdings teilweise zu deutlich verringerten solaren Strahlungswerten. Die Luftqualität ist besonders in Städten in Tal- und Kessellagen wesentlich schlechter, da die großräumige Durchlüftung der gesamten Stadt eingeschränkt ist. Die Windgeschwindigkeiten liegen in Städten ebenfalls unter denen des Umlands, da die Rauigkeit und Unregelmäßigkeit der Bebauung die Luftströmung in Bodennähe beeinträchtigt und verlangsamt (Abb. B 2.5). Lange gerade Straßenzüge führen durch ihre kanalisierende Wirkung jedoch teilweise zu erhöhten Windgeschwindigkeiten. In urbanen Räumen fällt um bis zu 10 % mehr Niederschlag, da erhöhte Staubkonzentration mehr Kondensationskerne für die Luftfeuchte bietet. Diese Niederschläge werden jedoch durch die Kanalisation sehr rasch aus der Stadt abgeführt, was zur Folge hat, dass die Verdunstung und der Grundwasserspiegel sinken. Verschiedene Wärmequellen im Erdreich wie beheizte Keller oder U-Bahn Linien erhöhen die Temperatur des Grundwassers, wodurch es nur noch eingeschränkt z. B. zur Gebäudekühlung im Sommer herangezogen werden kann. Zusätzliche bepflanzte Flächen wie beispielsweise Gründächer oder Fassadenbegrünungen können das Stadtklima deutlich verbessern, da sie Staub binden, sich nicht so schnell aufheizen, die Luftfeuchte regulieren und den Abfluss von Niederschlägen verlangsamen (Abb. B 2.6). B 2.3 B 2.4

B 2.5 B 2.6

durchschnittliche jährliche Globalstrahlung in Europa unterschiedliche Einstrahlungen auf Fassaden a Frühling / Herbst b Sommer c Winter Windgeschwindigkeiten in Abhängigkeit von der Rauigkeit »alpha« und der Höhe über Grund Aufbau der Stadtatmosphäre sowie grundsätzliche Abhängigkeiten innerhalb des Systems

103

Energie und Gebäude Elisabeth Endres, Michael Fischer, Friedemann Jung

B 3.1

Der Mensch fühlt sich nur innerhalb eines schmalen Bereichs der äußeren Bedingungen wohl und behaglich. Weichen die Parameter der Einflüsse auf den Menschen davon ab, so muss der Körper eigene Energie aufwenden, um diese Mängel auszugleichen. In unbehaglichen Umgebungen ist der Mensch dadurch nur bedingt leistungsfähig, wird unter schlechten Umweltbedingungen sogar krank. Das natürliche Klima ist aber nur an sehr wenigen Orten auf der Erde und zu sehr wenigen Zeiten über den Tag und das Jahr so, dass sich der Mensch ohne weitere Maßnahmen behaglich fühlt. Das Gebäude als Hülle schützt vor widrigen Verhältnissen von außen und sollte eine behagliche Umgebung im Innenraum schaffen. Kann es dies nicht leisten, ist zusätzliche Technik erforderlich, deren Einsatz immer mit dem Verbrauch von Energie verbunden ist – sei es zur Beheizung, Kühlung, Lüftung oder zur Belichtung. Die Gestaltung des Gebäudes und insbesondere der Fassaden hat direkten Einfluss auf seinen technischen Ausbau und den Energieverbrauch. Je leistungsfähiger diese gestaltet werden, um so größer die Menge an Energie, die minimiert werden kann. Dabei unterscheidet sich je nach Typologie des Gebäudes die Gewichtung der einzelnen Faktoren (Abb. B 3.5). Je weniger technische Anlagen im Gebäude installiert und je weniger Energiemengen transportiert werden müssen, desto freier ist der Planer in der Gestaltung des Ausbaus. Die Anforderungen der Nutzer und die Gegebenheiten im Gebäude unterscheiden sich je nach seiner Nutzung und Typologie (siehe Konzepte und Gebäudetypologien, S. 80ff.).

Energiebilanz B 3.1 B 3.2

Thermografie einer Wohnhausfassade Prinzip der Energieströme im Gebäude: Gewinne und Verluste B 3.3 Übersicht des Energiebedarfs im Jahresverlauf B 3.4 Innenraumtemperaturen in konventionellen und Niedrigenergiegebäuden, die sich einstellen, wenn man das Gebäude nicht heizt B 3.5 Gegenüberstellung von Gewinnen und Verlusten im Gebäude a im Bestand b bei guter Dämmung c bei optimierten Niedrigenergiegebäuden

104

In einem Gebäude entstehen unterschiedlichste Energieströme, die ein Gleichgewicht zwischen den inneren und den äußeren Gegebenheiten anstreben (Abb. B 3.2). Zu den wichtigsten gehören die Wärmeströme durch Außenbauteile (Transmission QT) und die Luftströme durch Öffnungen nach außen (QL). Für die Energiebilanz entscheidend sind außerdem die Energiemengen, die durch die Nutzung des Gebäudes entstehen: interne Gewinne/Lasten

Qi. Diese Energiemengen hängen sehr stark vom Nutzerverhalten im Gebäude ab und sind für den Planer schwer zu beeinflussen. Des Weiteren fällt durch transparente Flächen in der Fassade solare Strahlung von außen in das Gebäude. Diese Solarstrahlung ist primär erwünscht, um Räume mit Tageslicht zu versorgen. Gleichzeitig transportiert die Solarstrahlung jedoch auch große Mengen an Wärmeenergie (QS) in das Gebäude. Je nach Jahreszeit und äußeren Bedingungen stellen diese Energieströme entweder willkommene Gewinne oder unerwünschte Verluste dar. Die Bilanz aus Gewinnen und Verlusten ergibt die Restenergie, die nötig ist, um im Innenraum behagliche Verhältnisse zu schaffen. Transmission QT

Energietransport in Form von Wärme durch die Bauteile der Gebäudehülle bezeichnet man als Transmission. Je größer der Temperaturunterschied zwischen innen und außen ist, desto größer ist auch der Antrieb für diesen Wärmestrom. Eine gute Wärmedämmung der Gebäudehülle und die Verwendung von Bauteilen mit niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) verringern diesen Wärmestrom deutlich und steigern die Behaglichkeit im Inneren. Im Winter führt eine gut gedämmte Fassade zu einem wesentlich niedrigeren Heizwärmebedarf des Gebäudes. Im Sommer verhindert sie hohe Temperaturen an der Innenseite von Bauteilen, die außen direkter Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Lüftungswärmeverluste QL

Durch Öffnungen in der Fassade entsteht ein direkter Austausch der Raumluft mit der Außenluft. Für eine gute Luftqualität im Innern des Gebäudes ist dieser Austausch wesentlich. Bei niedrigen Außentemperaturen im Winter geht dadurch direkt Wärme aus den Räumen verloren. Bei zu hohen Außentemperaturen im Sommer gelangt heiße Luft in den Raum, die dann u. U. wieder gekühlt werden muss. Durch ein richtiges Verhalten, z. B. durch Stoßlüftung, kann der Nutzer die Lüftungswärmeverluste reduzieren. Allerdings ist das Verhalten der Nutzer eines Gebäudes kaum vorherzusagen und somit ein schwer kalkulierbarer Faktor. Eine op-

Energie und Gebäude

heizen

Temperatur °C

kühlen

40

QT QS

Passivhaus konventionelles Gebäude

40 30

QT

Temperatur °C 50

30

QI QL

20 20 10

QT QI

0

10

QT

-10 QT

QH

0

Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

B 3.2

kWh/m 2 a

Energie, die durch solare Einstrahlung in ein Gebäude gelangt, wird dort durch Absorption in Wärme umgewandelt. Zwar stellt diese Wärme im Winter einen erwünschten zusätzlichen Wärmeeintrag dar, führt im Sommer jedoch schnell zu einer weiteren Wärmelast, die eine Überhitzung des Raums und einen erhöhten Bedarf an Kühlenergie zur Folge hat. Die Menge an solarer Einstrahlung muss daher steuerbar und je nach Tages- und Jahreszeit anpassbar sein. Dies geschieht am besten durch ein effizientes Sonnenschutzsystem an der Außenseite der Fassade und eine Reduktion der transparenten Flächen auf ein erforderliches Minimum. Besonders bei Verwaltungsge200 QS

QS QL

QL

bäuden sollte sehr viel Tageslicht bis tief in die Räumen gelangen, um ein konzentriertes Arbeiten und letztendlich effiziente Grundrisse zu ermöglichen. Ein leistungsfähiger Sonnenschutz an Glasflächen hilft, Kühllasten im Sommer gering zu halten. Mit einem zusätzlichen Lichtlenkungssystem kann auch bei geschlossenem Sonnenschutz im Raum ausreichend Tageslicht zur Verfügung stehen (siehe Tageslichsysteme, S. 47f.). Interne Wärmequellen Qi

Im Inneren von Gebäuden geben Personen, technische Geräte und künstliche Beleuchtung Wärme ab. Besonders in Verwaltungsgebäuden entsteht durch die hohe Belegung und die große Anzahl an technischen Geräten viel interne Wärme. Deren Menge ist jedoch relativ gut kalkulierbar, da die Menschen zu bestimmten Zeiten und mit einer festen Belegungsdichte im Büro arbeiten. Die internen Wärmequellen liegen im Verwaltungsgebäude bei ca. 25 W/m². Im Wohnbereich sind sie nur schwer kalkulierbar und wesentlich weniger relevant für die gesamte Energiebilanz des Gebäudes, da sowohl Belegungsdichte wie auch Ausstattung mit technischen Geräten geringer sind. Heizwärmebedarf QH

Die Energiemenge, die nötig ist, um während der Heizperiode im Gebäude behagliche Temperaturen aufrechtzuerhalten, beschreibt der Heizwärmebedarf. In der Bilanz zur Berech200

QI

QI QL QT

QH

Wohngebäude

200

Verwaltungsgebäude

Wohngebäude b

100

QI QL

QH QT

a

Um im Sommer überschüssige Wärme aus Innenräumen abzuführen, gibt es in immer mehr Gebäuden ein Kühlsystem. Den Energiebedarf zur Abfuhr dieser Wärme beschreibt man mit dem Kühlenergiebedarf. Dessen Bilanzierung berücksichtigt interne Wärmelasten und solche durch solare Einstrahlung. Diese lassen sich vor allem durch Reduktion der Fensterflächen und effiziente Sonnenschutzsysteme deutlich senken. Sind die Wärmelasten sehr gering, ist es auch möglich, sie durch freie Fensterlüftung aus dem Raum abzuführen. Bei Wärmelasten bis zu ca. 30 W/m² kann ein einfaches Kühlsystem wie eine thermoaktive Decke die Räume abkühlen. Derarti-

QS QS

100

QH

Kühlenergiebedarf QC

QI

100

QT

B 3.4

nung dieses Werts stehen Transmissionswärmeverluste und Lüftungswärmeverluste auf der einen, solare Gewinne und interne Wärmegewinne auf der anderen Seite. Hinzu kommt der Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung. Im Wohnungsbau sind heute durch den Einsatz von hochwertigen Dämmstoffen weniger die Transmissionswärmeverluste als vielmehr die Lüftungswärmeverluste und der Energiebedarf zur Warmwasserbereitung die ausschlaggebenden Faktoren. In Verwaltungsgebäuden ist der Heizwärmebedarf durch sehr gut gedämmte Fassaden und effiziente Wärmerückgewinnungssysteme so weit reduziert, dass nur noch an wenigen Tagen im Jahr der Betrieb einer Heizung notwendig ist.

kWh/m 2 a

Solare Einstrahlung QS

Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

B 3.3

kWh/m 2 a

timierte Anordnung und Geometrie der Öffnungsflügel macht es für den Nutzer einfacher »richtig« zu lüften. Eine mechanische Lüftung ermöglicht es, die Verluste im Vergleich zur direkten unkontrollierten natürlichen Lüftung weiter zu reduzieren, da eine effiziente Wärmerückgewinnung zum Einsatz kommen kann. Allerdings steigt durch den Einbau von Lüftungsanlagen der Installationsaufwand im Gebäude für luftführende Kanäle und Steigschächte erheblich an. Die Installationen beeinträchtigen die freie Grundrissgestaltung bis hin zum Ausbau der einzelnen Räume. Darüber hinaus sinkt die Akzeptanz der Nutzer deutlich, da die individuelle Regelbarkeit und der direkte Außenbezug stark eingeschränkt werden.

-20

QL

QH

QS

QL

QI

QT

QT

QH

Wohngebäude

Verwaltungsgebäude c

QS QI

QT

QH

Verwaltungsgebäude B 3.5

105

Energie und Gebäude

Politische Zielsetzung

Im August 2007 hat die deutsche Bundesregierung ein Energie- und Klimaprogramm beschlossen [1]. Die Themen Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit prägen die Ausrichtung der Energiepolitik. Als grundlegendes Ziel bekräftigen die sogenannten Meseberger Beschlüsse die Steigerung der Energieeffizienz. In Bezug auf Gebäude bedeutet dies, dass bei der Deckung des Energiebedarfs eine Optimierung des Verhältnisses von Nutzen zu Aufwand stattfinden soll. Das ist im Gebäudebereich durch die Entwicklung von intelligenten Systemen und vor allem durch einen hochwertigen und integrativen Planungsprozess zu erreichen. Verordnung

Neuerung

EnEG

WSchVo

EnEV 2002

HeizAnlVo

Festlegung von U-Werten Fugendurchlässigkeit Heizwärmebedarf Gesamtbilanzierung des Primärenergiebedarfs

150

EnEV 2009

106

Energieausweis DIN 18599 für Nicht WG > Zonen mit festgelegten Randbedingungen Referenzgebäudeverfahren für WoBau und DIN 18599 B 3.6

WSchV 95

EnEV 2002/2007 100 NEH 50

0 EnEV 2007

Energiebedarf

Die Vorgaben für energieeffiziente und nachhaltige Gebäude wirken sich maßgeblich auf die Ausgestaltung des Innenraums aus. Am stärksten ist jedoch die Gebäudehülle als Bindeglied zwischen Innen- und Außenraum von energetischen Gebäudestandards beeinflusst. Aktuelle Klassifizierungssysteme für Gebäude, die eine Lebenszyklusbetrachtung in die Bewertung integrieren, wie z. B. das Gütesiegel der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB), rücken auch Themen wie die Rückbaubarkeit und Umnutzbarkeit des technischen Ausbaus in den Fokus der Betrachtung. Eine bedachte Fügung der einzelnen Gebäudebereiche wie Tragwerk, Fassade und Ausbau unter Berücksichtigung ihrer unterschiedlichen Lebensdauer ist diesbezüglich grundlegend, erfordert einen integralen Planungsprozess und kann gleichzeitig prägend für den Innenraum sein.

In Deutschland regelt seit 1952 die DIN 4108 den Mindestwärmeschutz, der damals festgelegt wurde, um Feuchteschäden und sommerliche Überhitzung zu vermeiden. In den Jahren 1977, 1982 und 1995 definierten drei Fortschreibungen der Wärmeschutzverordnung (WSchV) den baulichen Wärmeschutz [2] (Abb. B 3.6). Die grundlegende Neuerung der Energieeinsparverordnung (EnEV) von 2002 ist die Einbeziehung der Anlagentechnik in die Gesamtbilanzierung des Primärenergiebedarfs. Der Primärenergiebedarf definiert die Energiemenge, die zur Deckung des Jahresenergiebedarfs nötig ist, inklusive des Bedarfs und Aufwands der Anlagentechnik unter Berücksichtigung der zusätzlichen Energiemenge, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb der Systemgrenze »Gebäude« bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Energieträger gebraucht wird [3]. Zum Nutzenergiebedarf des Gebäudes wie z. B. dem Heizwärmebedarf werden also die Erzeugungs-, Verteil- und Übergabeverluste der Anlagentechnik addiert, um die Menge des Endenergiebedarfs zu ermitteln. Mittels des Primärenergiefaktors wird die Endenergie in Primärenergie umgerechnet. Hierbei wird nur der nicht erneuerbare Teil der Primärenergie gewertet. Als zentrale Ziele sind also im baulichen Bereich die Senkung des Transmissionswärmebedarfs und in der integrierten Bewertung die Minimierung des Jahresprimärenergiebedarfs zu nennen. Die Integration der Anlagentechnik in die energetische Definition des gesetzlichen Standards dokumentiert die Bedeutung der gesamtheitlichen Planung. Eine getrennte Anforderung an Wohn- und Nichtwohngebäude definiert erstmals die EnEV 2007 und führt außerdem den Energieausweis für Gebäude ein. Der Energiebedarf für Lüftung, Kühlung und Beleuchtung auf der Grundlage der DIN 18599 fließt bei Nichtwohngebäude in die Gesamtbilanz mit ein. Die DIN 18599 beinhaltet das nachfolgend beschriebene Referenzgebäudeverfahren für Nichtwohngebäude und betrachtet über die Heizperiode hinaus die gesamte Jahresbilanz eines Gebäudes. Sie legt darüber hinaus Zonen mit verschiedenen definierten

-50

EnEV 2009 EnEV 2012 3 Liter Haus Null - Energiegebäude

Plusenergiegebäude Bilanz aus Energiebedarf und Energiegewinnung

Energiegewinn

Gebäudestandards

Verordnungen und Zertifizierung

QPE Heizung Wohngebäude

ge Systeme lassen sich mit vergleichsweise niedrigen Vorlauftemperaturen (z. B. 18 °C) betreiben und über natürliche Kältequellen wie Grundwasser oder Erdsonden speisen (siehe Umgebungswärme, S. 111ff.). Liegen die Kühllasten über 30 W/m², kommen leistungsfähigere Kühlsysteme zum Einsatz, was häufig mit einem größeren Energieaufwand für die Kälteerzeugung einhergeht.

B 3.7

Randbedingungen fest. Das sind beispielsweie Büronutzung, Einzelhandel usw. Aus Gründen der Vergleichbarkeit wird im sogenannten öffentlich-rechtlichen Nachweis mit festen Randbedingungen gerechnet: Klimadaten, innere Wärmequellen, Luftwechsel etc.. EnEV 2009 Die EnEV 2009 verschärft das Anforderungsniveau an den Primärenergiebedarf um ca. 30 % [4] (Abb. B 3.7) und lässt die DIN 18599 ebenfalls als Nachweis für Wohngebäude zu [5]. Außerdem ersetzt das Referenzgebäudemodell auch bei Wohngebäuden [6] die bisherige Bewertung der Transmissionswärmeverluste in Abhängigkeit zum A / V-Verhältnis (wärmeübertragende Umfassungsfläche A zum Volumen V eines Gebäudes). Beim Referenzgebäudeverfahren errechnet sich der Primärenergiebedarf des Referenzgebäudes – mit der gleichen Geometrie wie das geplante Gebäude – anhand von vorgegebenen Werten zu den Wärmedurchgangskoeffizienten, zur Luftdichtheit und zur Anlagentechnik. Dieser darf dann bei der tatsächlichen Gebäudekonfiguration nicht überschritten werden. Beim realisierten Gebäude kann man die Vorgaben mit Berücksichtigung der Höchstwerte variieren und an die Gegebenheiten und das gestalterische Konzept anpassen. Der aus erneuerbaren Energien erzeugte Strom (siehe Energiequellen, S. 109ff.) kann unter bestimmten Voraussetzungen von der Endenergiebedarfsrechnung abgezogen werden, nämlich dann, wenn er in unmittelbarem räumlichen Zusammenhang mit dem Gebäude erzeugt und vorrangig im Gebäude selbst genutzt wird. Die maximal anzusetzende Strommenge ergibt sich aus dem berechneten Strombedarf der jeweiligen Nutzung (siehe Strombedarf und -versorgung, S. 186f.). [7] Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz Laut dem EEWärmeG, das seit 1.1.2009 gilt, ist im Bereich der Neubauten eine Deckung des Wärmeenergiebedarfs (Heizung, Kühlung, Warmwasser) durch erneuerbare Energien vorgeschrieben. Der Anteil variiert je nach Art der regenerativen Energie: bei Solarkollektoren sind es 15 %, bei Biogas 30 % und bei fester Biomasse, Geothermie und Umweltwärme 50 % des Wärmeenergiebedarfs. Vorgesehene Alternativen sind eine Verringerung der Transmissionswärmeverluste des Gebäudes um 15 % gegenüber der jeweils gültigen EnEV, eine Versorgung mit Abwärme oder Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zu mindestens 50 % sowie eine Versorgung durch Nah- und Fernwärme, wenn die Wärme zu einem wesentlichen Anteil aus erneuerbaren Energien, Abwärme oder KWK-Anlagen stammt (siehe Energieinfrastrukturen, S. 116f.). [8] DGNB-Gütesiegel Bauherren, die ein besonders nachhaltiges Gebäude errichten, können es mit dem Gütesiegel der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges

Energie und Gebäude

1 Fernwärme 2 Vorhaltung Kälte 3 Hohlraumboden mit Installationen

B 3.6 Verlauf der Energieverordnungen B 3.7 Vergleich des Primärenergieverbrauchs entsprechend der Verordnungen B 3.8 nach dem Deutschen Gütesiegel für nachhaltiges Bauen (DGNB) zertifizieres Bürogebäude a MK2, München (D) 2008, KSP Engel und Zimmermann, Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen b Raumklimakonzept eines Büroraums • Heizungskonzept: Thermoaktive Decke als Grundbeheizung, Heizkörper für individuelle Regelbarkeit • Kühlkonzept: Temperierung der TADs, der Luft über Grundwasser • Lüftungskonzept: mechanische Be- und Entlüftung der Büros mit WRG wegen eines schallbelasteten Standorts B 3.9 monatlicher Energieverbrauch unterschiedlicher Gebäudetypen: Vergleich Bestand und Neubau / Zielvorstellung

2

3

1

a

b

Bauen (DGNB) zertifizieren lassen (Abb. B 3.8). Das Bestreben der DGNB ist die gleichberechtigte Berücksichtigung von wirtschaftlichen, sozialen und ökologischen Aspekten und ein Planungsprozess, der in eine nachhaltige Gesamtstrategie eingebettet ist [9]. Um dieses Bestreben greifbar zu machen, entwickelte ein gemeinsamer Ausschuss der DGNB und des BMVBS (Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung) nun im ersten Schritt ein Bewertungssystem für Verwaltungsgebäude. Dabei sollen neben dem Energiebedarf und der Energieeffizienz auch der gesamte Lebenszyklus der Gebäude und dessen ökologische, technische, soziokulturelle und funktionale Qualität sowie die Güte des Bauprozesses in die Bewertung einbezogen werden. Daneben wird die Standortqualität beschrieben, ohne jedoch in die Gesamtbewertung einzugehen. Nach Ansicht der DGNB handeln bestehende internationale Bewertungssystemen wie LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) oder BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) diese Themen derzeit nicht ausreichend ab. Bei der Entwicklung des Gütesiegels haben Experten unterschiedlicher Fachrichtungen ihr Wissen zusammengetragen und die entworfenen Bewertungssteckbriefe anschließend in einer Pilotphase dem Praxistest unterzogen. Die sich daraus ergebenden Erkenntnisse fließen in die Version 2009 des Gütesiegels ein. Daneben entwickelt die Gesellschaft sukzessive Bewertungskriteri-

en für weitere Gebäudetypologien und greift dabei auf die bereits erarbeiteten Steckbriefe zurück. Das deutsche Gütesiegel markiert den Beginn einer umfassenderen Gebäudebewertung. Die Zertifizierung von Gebäuden unter Berücksichtigung des komplexen Gesamtgeflechts aus bauphysikalischen, wirtschaftlichen, ökologischen, soziokulturellen und technischen Eigenschaften sowie Behaglichkeitsaspekten wird sicherlich auch Einfluss auf andere Zertifizierungssysteme nehmen.

B 3.8

Nullenergie- und Autarkhaus Besonders hohe Ziele setzen sich Bauherren, die ein Nullenergiehaus oder ein energieautarkes Gebäude errichten. Während das Nullenergiehaus im jährlichen Betrachtungszeitraum einen bilanzierten Nullenergiebedarf hat, benötigt das Autarkhaus von der Konzeption her keinen Energiezufluss von außen. Das Nullenergiehaus kann also im Sommer die Energie erzeugen, die es im Winter benötigt, während das Autarkhaus auf Speichertechnologien setzen muss wie z. B. Warmwasserspeicher (siehe Energiespeicherung, S. 115f.). Beim derzeitigen Stand der Technik führt die Energiespeicherung zu einem sehr hohen finanziellen und anlagentechnischen Aufwand, der bei einem Nullenergiehaus nicht erforderlich ist. In der vergleichenden Betrachtung zum Autarkhaus liegt sein Vorteil in der Wirtschaftlichkeit und in der Angemessenheit der Mittel. Nicht betrachtet wird in beiden Konzeptionen die sogenannVerwaltungsgebäude

Sporthalle

Museen

kühlen heizen

Wohngebäude

Jan

Feb

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug

Sep

Okt

Nov

te graue Energie, die während des gesamten Produktionsprozesses, zur Lagerung, zum Transport und zum Recycling eines Produkts benötigt wird. Dass ein Nullenergiehaus so viel Energie erzeugen muss, wie es benötigt, setzt eine besonders effiziente Anlagentechnik und eine optimierte Gebäudestruktur voraus. Aktive, in die Fassade oder auf dem Dach des Gebäudes integrierte Solarsysteme (z. B. Solarthermie, Photovoltaik) gewinnen die benötigte Energie. Aufgrund der Sekundärfunktion der Fassade Enegie zu erzeugen, ist das Verhältnis von zur Energieerzeugung geeigneten Fassadenflächen (inklusive Dachfläche) zur Nutzfläche von Bedeutung. Bei zunehmender Kompaktheit des Gebäudes sinkt der spezifische Energiebedarf, aber auch die mögliche spezifisch erzeugte Energiemenge des Gebäudes. Die städtebauliche Lage und insbesondere die Verschattung der Fassadenflächen beeinflussen ebenfalls die Menge der geeigneten Fassade (siehe Stadtklima, S. 103). Für eine eindeutige Definition des Begriffs »Nullenergiegebäude« ist es entscheidend, die Bilanzgrenze der erzeugten Energie zu bestimmen. Um den Begriff nicht aufzuweichen, ist es sinnvoll, nur in das Gebäude integrierte Energieerzeugungsflächen in die Bilanz einzubeziehen und so zu vermeiden, ein Gebäude durch zusätzlich hinzugefügte Energieerzeugungsflächen, die keine weiteren Funktionen erfüllen, zum Nullenergiegebäude zu machen.

Dez B 3.9

Anmerkungen [1] http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/ pdf/klimapaket_aug2007.pdf, 24.7.2007 [2] Richarz, Clemens, u.a.: Energetische Sanierung. München 2006, S. 8 [3] DIN 18599-1, 3.1.1 [4] http://praxis.enev-online.de/2009/0318_bmvbs_ enev2009_wesentliche_aenderungen.pdf, 18.3.2009 [5] EnEV 2009 Anlage 1, 2.1.1 [6] EnEV 2009 §3 Abs. 1 [7] EnEV 2005 §5 [8] http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/ee_waermegesetz_fragen.pdf, 16.10.2008 [9] http://dgnb.de/fileadmin/downloads/DGNB_ Handbuch_44S_20090423_online_DE.pdf, Stand 03.2009

107

Energieversorgung Cécile Bonnet, Tobias Wagner

B 4.1

»Mit einem Außenbordmotor lässt sich praktisch jedes schwimmende Objekt in ein steuerbares Schiff verwandeln. Ein kleines, konzentriertes Maschinenpaket verwandelt ein undifferenziertes Gebilde in einen Gegenstand mit Funktion und Zweck.« Reyner Banham »Ein Segelboot hingegen kommt ohne Motor aus, weil es selbst wie eine Maschine konstruiert ist. Der Rumpf hat einen minimalen Strömungswiderstand, das Segel nutzt den Wind optimal aus und kann unterschiedlichen Windverhältnissen angepasst werden. Die Passagiere sind Teil des Systems, mit ihrem Gewicht bringen sie das Boot von der Schräglage ins Gleichgewicht. In gleicher Weise ist das Haus als Klimagerät zu entwickeln, als ein perpetuum mobile, das sich durch die Ausnutzung der vorhandenen physikalischen Kräfte und nicht durch künstlichen Antrieb am Laufen hält.« Philipp Oswalt Die Einbeziehung einer nachhaltigen Energieversorgung bei der Planung von Bau- und Ausbaumaßnahmen ist heute wichtiger denn je. Bei den internationalen Bestrebungen zum Klimaschutz spielt der Gebäudesektor eine wesentliche Rolle. Steigende Energiepreise und die zunehmende Knappheit fossiler Energieträger erhöhen die Nachfrage nach energieeffizienten Systemen und Konzepten für eine umweltverträgliche und zugleich kostengünstige Energieversorgung. Kernenergie B 4.1 Kombination aus farbigen Lamellen und Photovoltaikelementen, Schule in Pic Saint-Loup (F) 2003, Pierre Tourre B 4.2 Energiequellen der Erde und ihre Erscheinungsformen B 4.3 Schematische Darstellung von Exergie Energie = Exergie + Anergie Exergie = hochwertiger arbeitsfähiger Energieanteil Anergie = für einen Prozess unnutzbarer Energieanteil B 4.4 Einflussparameter auf die passive Solarenergienutzung B 4.5 Wärmeverbrauch und Solarwärmegewinn über das Jahr B 4.6 CO2-Kreislauf für Biomasse B 4.7 Klassifizierung der biogenen Brennstoffe

Solarstrahlung

vergangene Strahlung Atomkraft

In Deutschland entfällt knapp ein Drittel des Energieverbrauchs auf die Bereitstellung von Wärme in Gebäuden. Durch gezielte Einsparungsmaßnahmen und nachhaltige Gebäudekonzepte sowohl im Bestand als auch bei Neubauten lässt sich dieser Anteil deutlich reduzieren (siehe Gebäudestandards, S. 106f.). Für die Deckung des verbleibenden Energiebedarfs gilt es, verschiedene Grundsätze zu berücksichtigen. Thermodynamisch betrachtet kann nur ein begrenzter Teil des Energieinhalts eines Systems in Arbeit umgewandelt werden. Dieser Anteil wird als Exergie bezeichnet, während der restliche, unnutzbare Teil Anergie genannt wird. Bei Wärmequellen ist der Anteil der Exergie von der Temperaturdifferenz zur Umgebung bzw. zum Verbraucher abhängig (Abb. B 4.3). Für die Erzeugung von Strom wird in der Regel ein relativ hohes Temperaturniveau benötigt. Somit ist der in Strom umwandelbare Gesamtenergieanteil eines Systems prinzipiell geringer als die daraus gewinnbare Wärme niedrigeren Temperaturniveaus. Diese entsteht oft als ohnehin verfügbares »Abfallprodukt«. Folglich ist es sehr effizient, Heizwärme aus Niedertemperaturenergiequellen wie bestimmten regenerativen Energien (z. B. oberflächennahe Erdwärme) oder am Ende einer Energieverwertungskette aus entstehender Abwärme zu beziehen (z. B. Industrieprozesse). Eine wichtige Rolle bei der nachhaltigen Energieversorgung spielt neben der Qualität auch die lokale Verfügbar-

Kohle Erdöl Erdgas

nicht erneuerbar

Erdwärme

Gravitation

aktuelle Strahlung Globalstrahlung oberflächenferne oberflächennahe Erdwärme Erdwärme Atmosphärenwärme Wind Meereswärme Meeresströmung Wellenbewegung Laufwasser Biomasseproduktion

Gezeitenenergie

erneuerbar B 4.2

108

Energieversorgung

Anergie Verschattung Anergie

Orientierung

Energie Exergie Exergie Anteil und Art der Verglasung

Siedlungsstruktur Umgebung 20°C

Wasser 30°C Wasser 80°C

Baumaterialien und innenliegende Speichermassen

Baukörper und Dachform

B 4.3

keit von Energieressourcen. Um den Primärenergieaufwand für den Transport gering zu halten und eine sichere Versorgung zu gewährleisten, sollten bevorzugt auf lokale Energiequellen zurückgegriffen werden.

Energiequellen Bis heute erfolgt die Energieversorgung von Gebäuden zu einem großen Teil mit fossilen Energieträgern (Kohle, Erdöl, Erdgas). In verschiedenen Arten von Feuerungsstätten wird die darin gespeicherte Energie in Wärme umgewandelt. Die Endlichkeit fossiler Rohstoffe und die Problematik des Klimawandels erfordern zuallererst eine deutliche Senkung des Energiebedarfs. Bei der Bereitstellung des verbleibenden Restbedarfs liegt die Zukunft im Einsatz erneuerbarer Energien (Abb. B 4.2). Solarenergie

Sonnenenergie bildet – in menschlichen Zeiträumen gedacht – eine unerschöpfliche Energiequelle. Sie speist den weitaus größten Teil der auf der Erde zur Verfügung stehenden Energieressourcen (Erdöl, Erdgas, Biomasse, Wind, oberflächennahe Geothermie). Die innerhalb einer Stunde auf die Erde eingestrahlte Sonnenenergie entspricht dem gesamten weltweiten Energieverbrauch eines Jahres. In Europa liegt die durchschnittliche Solareinstrahlung auf eine horizontale Fläche je nach Region zwi-

B 4.4

schen 850 und 1800 kWh/m²a, in Deutschland zwischen 900 und 1200 kWh/m²a (siehe Solarstrahlung, S. 100f.). Sonnenstrahlung kann über den Einsatz spezieller technischer Systeme und Vorrichtungen in Wärme (Solarthermie) oder Strom (Photovoltaik) umgewandelt werden. Solarthermische Kollektoren und Solarzellen werden meist auf Dachflächen installiert. Vor allem Photovoltaik eignet sich aber auch für eine Integration in die Fassade von Gebäuden. Die optimale Neigung der Module ist abhängig von der Orientierung und der geografischen Breite des Standorts. Solarthermie Die gebräuchlichste Nutzung von solarthermischen Anlagen ist die Bereitstellung von Brauchwarmwasser. Auch eine Anlage zur zusätzlichen Heizungsunterstützung ist möglich, aber weniger effizient, da die Einstrahlung im Winter sehr begrenzt, der Wärmebedarf aber genau dann am größten ist. Im Sommer wird hingegen mehr Wärme produziert, als verbraucht werden kann (Abb. B 4.5). Bei energieeffizienten Gebäuden lassen sich dennoch 20 – 30 % des jährlichen Gesamtwärmebedarfs auf diese Weise abdecken. Für die Heizung mit Solarthermie eignen sich vor allem Wärmeübertragungssysteme mit niedriger Vorlauftemperatur (z. B. Flächenheizungen, Bauteilaktivierung), da hierfür auch bei reduzierter Einstrahlung das erzeugte Temperaturniveau ausreicht (siehe Wärmeübergabe-

systeme, S. 176f.). Eine zusätzliche, einstrahlungsunabhängige Wärmequelle, beispielsweise ein Kessel zur Überbrückung von Schlechtwetterphasen, ist jedoch in den meisten Fällen unverzichtbar. Zusätzlich ist es möglich, Solarthermie zur Kälteerzeugung mittels Sorptionskältemaschinen zu verwenden (siehe Kältemaschine, S. 115). Andere Anwendungsbereiche zur Nutzung solarthermischer Energie sind die Schwimmbaderwärmung sowie die Luftvorerwärmung mittels spezieller Vorrichtungen. Photovoltaik Die Integration von Photovoltaikanlagen in Gebäuden dient vor allem der Einspeisung von Strom ins öffentliche Netz. Deswegen sind Photovoltaikanlagen im Gegensatz zur Solarthermie weitgehend unabhängig vom Energiebedarf des Gebäudes einsetzbar. In Einzelfällen bieten sich photovoltaische Systeme auch als Insellösungen für abgelegene Orte an. Solarzellen werden als Module auf Dachflächen oder Fassaden in das Gebäude integriert. Biomasse

Alle nicht fossilen Stoffe organischen Ursprungs, d. h. jede kohlenstoffhaltige Materie nennt man Biomasse. Obwohl demnach auch Stoffe tierischer Herkunft zur Biomasse zählen, können primär nur Photosynthese betreibende Pflanzen sie erzeugen (primäre Biomasse). Diese wandeln Sonnenlicht unter Aufnahme

Q

Biomasse ge

nla

W är

re ße

r-A ola

CO2

S

CO2

biogene Rohstoffe

biogene Reststoffe

m ev

rö

br

er

g

B 4.6

Alkohole

flüssig

Pflanzenöle/ Pflanzenölmethylester (PME)

Klärgas

8760 h B 4.5

Deponiegas

2760 h

Biogas

Heizung

Briketts

Biomasse

Hackschnitzel

Verrottung 6000 h

gasförmig

Überschusswärme

Halmgüter

Verbrauch Warmwasserbereitung

fest

Stückholz

ch

au Raumheizungsunterstützung

nlage

Solar-A

B 4.7

109

Energieversorgung

von Wasser und Kohlendioxid in chemische Energie um. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich bei Biomasse somit um organisch gespeicherte Sonnenenergie. Im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen ist Biomasse aufgrund der zeitlichen Nähe zwischen Aufnahme und Freisetzung des Kohlendioxids ein regenerativer Energieträger. Bei ihrer energetischen Verwertung wird unmittelbar nur der Anteil an Kohlendioxid freigesetzt, den die Pflanzen zuvor auch aus der Atmosphäre entnommen haben (Abb. B 4.6, S. 109). Trotzdem verläuft der Prozess nicht gänzlich treibhausgasneutral. Der gesamte Produktions- und Verwertungsprozess verbraucht mehr oder weniger große Mengen (fossiler) Energie und setzt Treibhausgase frei, z. B. durch Maschineneinsatz für Anbau, Ernte und Transport, durch die Verwendung von Düngemitteln und Pestiziden oder auch durch die jeweils erforderlichen Umwandlungsprozesse wie die Aufbereitung zu Pellets oder Hackschnitzeln. Daher sollte man beim Einsatz von Biomasse stets auch die Nachhaltigkeit bei der Produktion, sprich Umweltverträglichkeit und Primärenergieaufwand, regionale Verfügbarkeiten und erforderliche Transportwege bedenken. Grundsätzlich kann man die vom Menschen nutzbare Biomasse in biogene Rohstoffe und biogene Reststoffe unterteilen (Abb. B 4.7, S. 109). Biogene oder nachwachsende Rohstoffe werden gezielt zur Nutzung durch den Menschen erzeugt (Waldholz, Energiepflanzen). Biogene Reststoffe fallen hingegen in Form verwertbarer Nebenprodukte oder Abfallstoffe bei Prozessen an, die primär einem anderen Zweck dienen. Das ist etwa bei der holzverarbeitenden Industrie der Fall, aber auch Ernterückstände, organische Abfälle und Landschaftspflegematerial zählen dazu. Gerade die biogenen Reststoffe verfügen über ein hohes ungenutztes Potenzial zur energetischen Verwertung. Vor der jeweiligen Nutzung von Biomasse steht in der Regel die Aufbereitung zu festen, flüssigen oder gasförmigen Energieträgern. Diese bieten gegenüber anderen regenerativen Energiequellen wie Sonne, Wasserkraft und Wind den Vorteil, dass sie gut transportierbar sind und gelagert werden können.

a

b

c

d

110

Festbrennstoffe Unter den biogenen Festbrennstoffen spielt Holz traditionell und mengenmäßig die größte Rolle. Für die energetische Verwertung werden die Hölzer je nach Ursprung und Form mehr oder weniger stark weiterverarbeitet. Die einfachste Art der Aufbereitung stellt dabei die Herstellung von Stück- und Scheitholz dar (Abb. B 4.8a). Für die automatische Beschickung von Feuerungsstätten eignen sich Holzhackschnitzel (Abb. B 4.8b) sowie Holzpellets (Abb. B 4.8c und B 4.8d) und Holzbriketts. Neben Holz lassen sich auch andere biogene Feststoffe wie halmgutartige Pflanzen (z. B. Miscanthus, Elefantengras) zu Hackschnitzeln oder Pellets weiterverarbeiten und energetisch verwerten. Auch Stroh eignet sich zur HerstelB 4.8

lung von Pellets, allerdings stellen sich bei der Verwertung höhere Anforderungen an die Anlagentechnik und den Emissionsschutz. Der Einsatz von Biomasse in Form von Feststoffen setzt grundsätzlich ein ausreichend großes Brennstofflager voraus. Die geringere Energiedichte bedingt für biogene Festbrennstoffe einen größeren Speicherraum als für fossile Brennstoffe. Im Vergleich zu Heizöl erfordert die Speicherung einer äquivalenten Energiemenge bei Holzpellets etwa den dreifachen Rauminhalt (Abb. B 4.9). Je nach Energieträger ergeben sich somit unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Größe und Gestalt von Lagerräumen, was man bei der Planung von Bau- und Ausbaumaßnahmen rechtzeitig einkalkulieren sollte. Prinzipiell werden biogene Festbrennstoffe in Kesseln verfeuert, wodurch eine Gebäudebeheizung auf allen gängigen Temperaturniveaus möglich ist. Wärmeübertragungssysteme mit niedriger Vorlauftemperatur bieten sich daher ebenso an wie solche mit hoher Vorlauftemperatur, z.B. Radiatoren, Konvektoren oder Brauchwarmwasserbereitung. Gasförmige Energieträger Die Nutzung von Biogas zur Wärme- und Stromerzeugung bietet sich vor allem in ländlichen, landwirtschaftlich geprägten Regionen an. Geeignete Substrate für die Vergärung zu Biogas sind Silomais oder Grünlandaufwuchs, Gülle aus der Tierhaltung, organische Abfälle aus Industrie und Gewerbe, Biohausmüll, Grünschnitt aus der Landschaftspflege oder Klärschlamm. Üblicherweise dient das gewonnene Biogas dem Betrieb von Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung in unmittelbarer Nähe zu den Biogasanlagen (Abb. B 4.10). Bei der Nutzung von Wärme aus solchen Anlagen sind auf der Abnehmerseite neben dem Anschluss und einer Einrichtung zur Wärmeübergabe keine größeren technischen Anlagen erforderlich. Das Temperaturniveau der in Biogasanlagen produzierten Abwärme eignet sich für alle gängigen Arten der Gebäudebeheizung (siehe Blockheizkraftwerk, S. 117). Flüssige Energieträger Aus Biomasse erzeugbare flüssige Energieträger sind in erster Linie Pflanzenöle und Alkohole. Für die Herstellung von Pflanzenölen zur energetischen Verwertung eignen sich beispielsweise Soja, Raps oder Ölpalmen. Aus diesen Ölen kann sogenannter Pflanzenölmethylester (PME) gewonnen werden, gemeinhin auch als Biodiesel bezeichnet. Aus zucker- oder stärkehaltigen Pflanzen lassen sich durch Gärungsprozesse und anschließende Destillation Alkohole herstellen (Bioethanol). Beim Biomass-to-liquid-Verfahren (BTL) können unterschiedlichste Arten von Biomasse über aufwendige Syntheseprozesse in hochwertige Öle umgewandelt werden. Pflanzenöle und -kraftstoffe lassen sich zur Verbrennung in Heizkesseln oder zur Kraft-WärmeKopplung einsetzen und daher mit den gängi-

Energieversorgung

gen Wärmeübertragungssystemen kombinieren. In der Praxis dient heute jedoch der Großteil biogener Flüssigbrennstoffe als Fahrzeugtreibstoff. Pflanzenölbetriebene Blockheizkraftwerke (BHKW) bieten eine Reihe von Umweltvorteilen. Neben dem Ressourcen- und Klimaschutz kann Pflanzenöl durch seine schnelle biologische Abbaubarkeit und geringe Ökotoxizität einen Beitrag zum Boden- und Gewässerschutz leisten. In ländlichen Gebieten wird bei regionaler Produktion und Nutzung des Pflanzenöls (vor allem Rapsöl) sowie des Pressrückstands eine hohe Ausnutzung des Energiegehalts des Pflanzenölkraftstoffs erzielt. Umgebungswärme

Unter Umgebungswärme versteht man die thermische Energie, die in Erdreich, Grundwasser, Gewässer, Luft und Abwasser enthalten ist, sowie die Wärme, die als Abfallprodukt bei verfahrenstechnischen Prozessen entsteht. Aufgrund ihres meist niedrigen Temperaturniveaus (mit Ausnahme der Tiefengeothermie) wird sie als eher niederwertige Energieform betrachtet. In Kombination mit Wärmepumpen bildet sie jedoch eine ergiebige Energiequelle

für Gebäude. Das Temperaturniveau des Erdreichs kann auch für die Zuluftkühlung (Sommer) oder zur Luftvorerwärmung (Winter) herangezogen werden (siehe Geologie, S. 103). Tiefengeothermie Geothermische Energie (Erdwärme) ist die Energie, die unterhalb der festen Erdoberfläche gespeichert ist. Man geht davon aus, dass 99 % der Erde heißer als 1000 °C sind. Von dem verbleibenden 1 % sind wiederum 99 % heißer als 100 °C. Daran wird deutlich, welch großes Energiepotenzial Geothermie bietet. Als Tiefengeothermie bezeichnet man die Erschließung von Wärme in Tiefen ab ca. 400 m. Dabei wird die Erdwärme über bis zu 4000 m tiefe Bohrungen zugänglich gemacht und direkt, d. h. ohne Temperaturniveauanhebung entweder nur thermisch oder auch zur Stromerzeugung genutzt. Ob eine Erschließung von Tiefengeothermie möglich ist, hängt davon ab, ob ein Aquifer (Grundwasserleiter) mit hoher Temperatur (80 –150 °C) im Untergrund vorhanden ist, daher kann sie nur in bestimmten Gebieten erfolgen. Aufgrund des großen technischen und finanziellen Aufwands für die Boh-

Brennstoff

Heizwert

Platzbedarf bezogen auf Energieinhalt

Feste Brennstoffe Holzpellets Holzhackschnitzel Stückholz (gestapelt)

5,1 kWh/kg 5,1 kWh/kg 5,1 kWh/kg

0,35 m3/MWh 0,9 –1,3 m3/MWh 0,5 – 0,7 m3/MWh

Flüssige Brennstoffe Rapsöl Biodiesel Ethanol Heizöl extraleicht

10,3 kWh/kg 10,2 kWh/kg 7,4 kWh/kg 11,9 kWh/kg

0,10 m3/MWh 0,11 m3/MWh 0,17 m3/MWh 0,10 m3/MWh

Gasförmige Brennstoffe Biogas Erdgas

6,0 kWh/m3 10,0 kWh/m3

166 m3/MWh 100 m3/MWh

rungen sind solche Anlagen nur im Zusammenhang mit einem Wärmenetz realisierbar, also wenn große Wärmemengen entzogen werden können und eine entsprechende Abnehmerstruktur besteht (siehe Energieinfrastrukturen, S. 116f.). Oberflächennahe Geothermie Im Gegensatz zur Tiefengeothermie erschließt die oberflächennahe Geothermie Wärmeenergie aus dem oberen Bereich der Erdkruste. Bis zu einer Tiefe von 100 m wird die gespeicherte Wärme sowohl durch Sonnenenergie als auch durch aus dem Erdkern kommende Energie gespeist. Ein Jahresgang der Temperatur lässt sich bis zu einer Tiefe von ca. 15 m beobachten, darunter bleibt die Temperatur über das Jahr hinweg weitgehend konstant und erhöht sich im Durchschnitt um ca. 3 °C pro 100 m Tiefe (Abb. B 4.11). Die Nutzung der oberflächennahen Geothermie ist im Gegensatz zur Tiefengeothermie fast überall möglich, außer in (Wasser-) Schutzgebieten. Die oberflächennah verfügbare Wärme weist eine zu geringe Temperatur auf, um sie direkt zum Heizen zu verwenden (durchschnittlich 8 –12 °C). Deswegen B 4.8

Brennstoffformen von Holz a Scheitholz b Holzhackschnitzel c Holzpellets d Pelletiermaschine B 4.9 Heizwerte und Platzbedarf unterschiedlicher Brennstoffe B 4.10 Funktionsprinzip der Biogasproduktion B 4.11 Temperaturniveaus bei der oberflächennahen Geothermie

B 4.9

Stall / Wohnhaus

Wärme

Teufe (m)

Februar öffentliches Stromnetz

Zukunft: Biogas als Substitut für Erdgas

Mai

August

November

15

20 25 Temperatur ( °C) B 4.11

0 5

Strom Nahversorgung

Industrie

10

15 Gewächshaus

Wohnhaus Blockheitzkraftwerk

20

50 Wärme/ Strom

Biogas

Wärme/ Strom

Biogas

100

200 Hauptfermenter

Nachgärer

vergorenes Substrat 300

400 0 Maissilo

Maisfeld

Landwirtschaftliche Verwertung B 4.10

5

10

111

Energieversorgung

Sole Verfüllung Doppel-U-Sonde 150–200 mm

Schluckbrunnen min. 6 m Sondenabstand

Erdkollektor

thermisch aktivierter Bereich

Wärmepumpe

min. 15m 3m

Wärmepumpe

B 4.12

ist der Einsatz einer Wärmepumpe nötig, um die gewonnene Wärmeenergie unter Einsatz mechanischer Antriebsenergie auf ein für Heizzwecke erforderliches Temperaturniveau zu heben (siehe Wärmepumpe, S. 114f.). Im Sommer kann das niedrige Temperaturniveau der oberflächennahen Erdschicht auch als Wärmesenke zur Gebäudekühlung verwendet werden. Dabei ist sowohl der Betrieb der Wärmepumpe als Kältemaschine als auch die direkte Nutzung der Kälte denkbar. Zur Entnahme der für den Betrieb von Wärmepumpen oder Kältemaschinen benötigten oberflächennahen Erdwärme kommen prinzipiell folgende Möglichkeiten in Betracht: • Erdwärmekollektoren bestehen aus Rohrregistern oder Kapillarrohrmatten, die horizontal in einer Tiefe von ca. 1 bis 1,2 m (unterhalb der Frostgrenze) verlegt sind (Abb. B 4.12). Sie nutzen die in der obersten Erdschicht gespeicherte Sonnenenergie als Wärmequelle, die Regeneration der entzogenen Wärme ist sichergestellt. Der Nachteil von Erdwärmekollektoren besteht darin, dass sie saisonalen Temperaturschwankungen unterliegen. Im Winter fallen die geringsten Temperaturen der Wärmequelle mit dem höchsten Verbrauch zusammen, was die Effizienz der Wärmepumpe beeinträchtigt (siehe Wärmepumpe, S. 114f.). • Erdwärmesonden fördern die Wärme aus tieferen Lagen über eine oder mehrere vertikale

B 4.12 Erdwärmekollektoren B 4.13 Doppel-U-Sonde zur Erschließung der Erdwärme B 4.14 Grundwasserbrunnen B 4.15 Vergleich unterschiedlicher Umgebungswärmequellen zur Nutzung mit Wärmepumpen B 4.16 Schematische Darstellung der Nutzung von Abwärme aus Industrieanlagen B 4.17 Prinzip der Abwasserwärmenutzung B 4.18 Abwasserwärmetauscher

112

Förderbrunnen

Unterwasserpumpe B 4.14

B 4.13

Bohrungen (Abb. B 4.13). In diesen Bohrungen befinden sich Tauscherrohre, in denen die Wärme über ein zirkulierendes Wärmeträgermedium (Sole) zur Wärmepumpe befördert wird. Die Tiefe dieser Bohrungen liegt üblicherweise bei bis zu 100 m. In einer solchen Tiefe herrschen relativ konstante Temperaturen. Tiefere Bohrungen sind aus technischen, wirtschaftlichen und vor allem rechtlichen Gründen relativ selten. In Deutschland unterliegen Bohrungen tiefer als 100 m dem Bergrecht: »Bohrungen mit einer Tiefe über 100 m müssen nach BbergG bei der Bergbehörde angezeigt werden.« • Grundwasser wird bei der Nutzung als Wärmequelle über einen Förderbrunnen zur Wärmepumpe transportiert (Abb. B 4.14). Die Temperatur des Grundwassers liegt in der Regel das ganze Jahr über konstant bei 8 –12 °C. Voraussetzung für die Nutzung ist eine kontinuierliche Grundwasserströmung. Nach der Wärmeentnahme wird das abgekühlte Wasser in einem Schluckbrunnen dem Grundwasser wieder zugeführt. Seine Strömungsrichtung und der Abstand zwischen den beiden Brunnen sind zu berücksichtigen, um eine Beeinflussung des Förderbrunnens durch den Schluckbrunnen zu vermeiden. Zusätzlich ist der gegenseitige Einfluss von unterschiedlichen Brunnen, die auf eine gleiche Grundwasserschicht zugreifen, zu beachten. Ab einer Leistung von ca. 10 kW sind Grundwasserwärmepumpen solchen mit Erd-

wärmesonden wirtschaftlich überlegen, sofern der Grundwasserstand eine Nutzung ermöglicht. Grundwasserbrunnen sind üblicherweise weniger als 15 m tief. Umgebungsluft Auch die Außenluft kann mithilfe einer Wärmepumpe als Wärmequelle dienen. Sie hat den Vorteil, dass sie überall verfügbar ist, jedoch unterliegt sie starken jahreszeitlichen Temperaturschwankungen. Dabei fallen die niedrigsten Außenlufttemperaturen mit dem höchsten Wärmeverbrauch zusammen. Diese große Temperaturdifferenz wirkt sich sehr ungünstig auf die Effizienz der Wärmepumpe aus. Ab Temperaturen unter ca. 5 °C beginnt die Reifbildung auf den Wärmetauschern. Dies zu verhindern, erfordert die Einbindung einer Abtauvorrichtung, die zusätzliche Energie benötigt. Wegen der insgesamt relativ geringen Effizienz einer luftbetriebenen Wärmepumpe und dem hohen Strombedarf ist diese Technologie aus ökologischer Sicht nur bedingt sinnvoll (Abb. B 4.15). Abwärme Prinzipiell versteht man unter Abwärme jegliche Form von an die Umgebung abgegebener Wärme. Obwohl die Nutzung von Abwärme nicht direkt zu den erneuerbaren Energien gezählt werden kann, bildet sie einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Energieversorgung.

Erdwärmekollektor

Erdwärmesonde

Grundwasser

Luft

Verfügbarkeit

vorzugsweise bei Freiflächen

hoch

nach örtlicher Verfügbarkeit

überall

Platzbedarf

hoch

gering

gering

gering

Durchschnittstemperatur in °C im Winter

- 5 bis +5 °C

8 bis 10 °C

8 bis 12 °C

- 25 bis +15

fast immer

immer

nein

bis 4,5

bis 4,5

bis 3,3

wasserrechtlich genehmigungs- nein pflichtig mittlere Jahresarbeitszahl ß der Wärmepumpe

bis 4,0

B 4.15

Energieversorgung

Heizzentrale Anlage zur Auskopplung der Wärme

Siedlung

Industrieanlage

Nahwärmenetz

Abwärmetransportleitung B 4.16

In der Industrie handelt es sich um thermische Energie, die als ungenutztes Nebenprodukt bei verschiedenen Prozessen entsteht, die primär anderen Zwecken als der Wärmeerzeugung dienen (Nahrungsmittelindustrie, chemische Industrie, Stromerzeugung). Die Abwärme kann dort nicht mehr weiterverwertet werden und wird über Abluft, Kühlwasser, Abwasser oder Abgase ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Daher liegt in der Nutzung der anfallenden Abwärme ein großes Potenzial zur Verbesserung der gesamten Energieeffizienz. Eine Möglichkeit zur sinnvollen Nutzung von Abwärme bietet die Wärmeversorgung von Gebäuden und Siedlungen (Abb. B 4.16). In erster Linie bestimmt hierbei der zur Wärmeauskopplung erforderliche Aufwand die Wirtschaftlichkeit einer solchen Nutzung. Wie viel Energie bei den verschiedenen Prozessen in Form von Abwärme nutzbar ist, hängt sehr stark von der jeweiligen Anlage ab und muss individuell ermittelt werden. Zur groben Abschätzung kann man davon ausgehen, dass 20 – 30 % der Energie, die in einer Produktionseinrichtung eingesetzt wird (Strom, Brennstoff) in Form von Abwärme genutzt werden kann. Falls das Temperaturniveau der nutzbaren Abwärme ausreichend hoch ist, kann diese z. B. direkt ein Nahwärmenetz speisen (siehe Energieinfrastrukturen, S. 116f.). Abwärme niedrigerer Temperatur kann gegebenenfalls über den Einsatz einer Wärmepumpe auf das gewünschte Temperaturniveau angehoben werden (siehe Wärmepumpe, S. 114f.).

Abwasser Einen Sonderfall innerhalb der Abwärme bildet die Abwasserwärmenutzung. Sowohl häusliches als auch industrielles Abwasser beinhaltet eine große Menge an ungenutzter Abwärme. Im Jahresverlauf bewegt sich die durchschnittliche Abwassertemperatur in den Kanalisationen zwischen 10 und 20 °C . Damit ist sie im Winter deutlich höher als die Außenlufttemperatur, im Sommer liegt sie in der Regel darunter. Das im Abwasser verfügbare Energiepotenzial kann in Kombination mit einer Wärmepumpe zu Heizzwecken herangezogen werden. Dafür wird die Wärme mittels eines Wärmetauschers, der entweder in die Sohle eines Abwasserkanals (Abb. B 4.17) oder in die Kläranlage integriert ist, aus der Kanalisation entnommen. Dies kann auch bei bestehenden Kanälen sowie bei Kanalabschnitten, die saniert werden, erfolgen (Abb. B 4.18). Gegenläufig zur Wärmenutzung besteht auch die Möglichkeit, die Kanalisation beim Einsatz einer Kältemaschine für die Abgabe von Wärme aus Kühlprozessen zu nutzen.

meln und gegebenenfalls unter Einsatz zusätzlicher Energie auf ein höheres Temperaturniveau bringen (siehe Wärmepumpe, S. 114f.). Auch konventionelle Elektroheizungen finden immer noch Verwendung. Sie bilden im Prinzip einen Stromwiderstand und erzeugen so Wärme. Da die Stromerzeugung meist mit dem Einsatz großer Mengen an Primärenergie verbunden ist, arbeiten diese Anlagen insgesamt sehr ineffizient. Feuerungsanlagen

In Heizkesseln werden verschiedene Arten von Energieträgern (Öl, Gas, Biomasse) verbrannt, und die dabei frei werdende Wärme wird an ein Wärmeübertragungsmedium abgegeben. Konventionelle Heizkessel werden mit einer konstanten Heizwassertemperatur von 90 bis 110 °C gefahren. Die Abgastemperatur liegt zwischen 160 und 300 °C. Da der Wirkungsgrad eines Heizkessels umso höher ist, je niedriger die Abgastemperaturen sind, ist es sinnvoll, auch die in den Abgasen enthaltene Wärme zu nutzen.

Energieumwandlung Um aus den verschiedenen Energiequellen im Gebäude nutzbare Wärme (Kälte) gewinnen zu können, sind entsprechende technische Anlagen erforderlich. Feuerungsstätten stellen dabei die konventionellste Anlageform dar. Daneben gibt es auch verbrennungsunabhängige Systeme, die vorhandene Wärme sam-

Niedertemperaturkessel Eine Weiterentwicklung der früher üblichen Konstanttemperaturbrenner stellt der Niedertemperaturkessel dar. Im Gegensatz zu den Konstanttemperaturkesseln wird bei der Niedertemperaturtechnik die Vorlauftemperatur je nach Außentemperatur abgesenkt. Das Kesselwasser des Niedertemperaturkessels wird Abwasserkanal

Heizzentrale

Verbraucher Heizkessel Warmwasser

Energie- Wärme- Blockheizspeicher pumpe kraftwerk Kläranlage

Raumheizung

Wärmetauscher Halbschale warmes Abwasser

Abwasser

Nahwärmenetz bis 80°C

Abwasserkanal 12 °C bis 20 °C

Wärmeaustauscher Vorlauf B 4.17

Rücklauf B 4.18

113

Energieversorgung

direkte Strahlung

Wirkungsgrad

Gewinne Verluste Regen, Wind, Schnee Gehäuse

Reflexion

Schwimmbadabsorber

selektiver Absorber

nichtselektiver Absorber

evakuierter Kollektor

1 0,9

Brauch- Raumwasser heizung

Winkel zum Sonnenstand

Umgebungstemperatur

0,4 0,3

Konvektion

Wärmestrahlung

Verschattung

0,7 0,6

Isolation

Orientierung

0,8

0,5

diffuse Strahlung

0,2

Scheibe Absorber

0,1 Nutzleistung

Optimierung der Regelung

0 0 0,02

0,06

0,1

B 4.19

dabei durch eine spezielle Regelung jeweils nur so weit erwärmt, dass das Haus entsprechend der Außentemperaturen beheizt werden kann. Die Konstruktion stellt sicher, dass es zu keiner Taupunktunterschreitung im Kessel kommt, selbst bei Rücklauftemperaturen von 35 bis 40 °C. Brennwertkessel In Brennwertgeräten wird durch den Einbau zusätzlicher Wärmetauschflächen den Abgasen die sensible (fühlbare) und teilweise auch die latente (durch Kondensation freigesetzte) Wärme entzogen. Voraussetzung hierfür ist eine Rücklauftemperatur, die unter dem Taupunkt des Wasserdampfs in den Abgasen liegt. Da es hierbei zu einer gewollten Taupunktunterschreitung innerhalb des Geräts kommt, sind Brennwertgeräte mit einem Kondensatablauf versehen. Aufgrund der niedrigen Abgastemperaturen müssen die Abgase mittels eines Gebläses abgeführt werden. Als Brennstoff eignet sich vor allem Gas, da hier im Gegensatz zu Heizöl die Abgase weniger Schwefeldioxid enthalten und eine höhere Taupunkttemperatur haben. Solartechnische Anlagen

Im Gebäudebereich kommen prinzipiell zwei Arten solartechnischer Anlagen zum Einsatz: Solarthermische Anlagen dienen hierbei der Wärmegewinnung, Photovoltaik der Stromerzeugung (siehe Photovoltaik, S. 109). Bezeichnung

Prozesswärme

offener Absorber

0,14

0,18

Solarkollektoren Es gibt eine Reihe von Systemen zur solartechnischen Wärmeerzeugung, wobei derzeit am häufigsten Flachkollektoren zum Einsatz kommen (Abb. B 4.19). Vakuumröhrenkollektoren bringen im Vergleich zwar aufgrund sehr geringer thermischer Wärmeverluste und integrierter Spiegelflächen höhere Erträge, sind aber deutlich teurer. Daneben gibt es auch kostengünstigere offene Absorber und Luftkollektoren, die in der Praxis eine geringere Effizienz aufweisen, jedoch in Einzelfällen wie zur Erwärmung eines Schwimmbads im Sommer oder zur Luftvorerwärmung durchaus vorteilhaft sein können (Abb. B 4.20 und B 4.22). Im Kollektor erwärmt die eingefangene Sonnenstrahlung einen Wärmeträger, in der Regel ein Wasser-Glycol-Gemisch. Effizienz und Ertrag solarthermischer Kollektoren hängen ab vom Winkel zum Sonnenstand, der Orientierung, der Verschattung, der Umgebungstemperatur und der Qualität der Isolierung bzw. der Höhe der Verluste. Die gesamte Effizienz einer solarthermischen Anlage beruht zusätzlich in hohem Maße auf einer optimalen Regelung (Abb. B 4.21). Bei Anlagen zur Warmwasserbereitung versorgen bei einem erforderlichen Volumen des Brauchwarmwasserspeichers von 0,3 bis 0,4 m3 etwa 5 m2 Kollektorfläche ein Einfamilienhaus mit vier Bewohnern. Der Deckungsanteil, d. h. der solar gedeckte Anteil des Energieverbrauchs zur Brauchwarmwasserbereitung einer solchen Anlage erreicht

Luftkollektor

Flachkollektor

Qualität der Isolierung / Höhe der Verluste

0,22 (TAbs -Ta )/lg B 4.20

B 4.21

im Jahresdurchschnitt 50 – 60 %. In den Sommermonaten kann der Deckungsanteil je nach Witterung und Region nahezu 100 % erzielen. Besteht ganzjährig ein größerer Brauchwarmwasserbedarf, z. B. in Mehrfamilienhäusern, Krankenhäusern oder Hotels, sind Kollektoranlagen mit einer Größe bis zu mehreren hundert Quadratmetern und entsprechend große Speichervolumina erforderlich. Soll der Einsatz solarthermischer Kollektoren neben der Erzeugung von Brauchwarmwasser auch zur Heizungsunterstützung herangezogen werden, so sind wesentlich größere Kollektorflächen nötig. Als Faustregel kann etwa 1 m² Flachkollektorfläche pro 10 m² Wohnfläche veranschlagt werden. Bei Vakuumröhrenkollektoren reduziert sich dieser Wert auf 0,5 – 0,8 m² (Abb. B 4.23). Wärmepumpen und Kältemaschinen

Eine Wärmepumpe bzw. Kältemaschine ist ein System, bei dem Arbeit (z. B. Strom) zugeführt wird, um Wärme aus einer Quelle niedrigeren Temperaturniveaus zu entnehmen und diese auf einem höheren Temperaturniveau an eine Senke abzugeben. Wärmepumpe Die Funktionsweise von Wärmepumpen basiert auf der Tatsache, dass jeder Körper eine bestimmte Menge an Energie enthält. Mit einer Wärmepumpe kann (Umgebungs-) Wärme auf einem praktisch nicht nutzbaren Temperaturniveau (Anergie) nutzbar gemacht werden. Hier-

Vakuumröhrenkollektor

Querschnitt

Energieträgerfluss

B 4.19 B 4.20

B 4.21 B 4.22 Wirkungsgrad typische Betriebstemperatur typische Anwendung

40 % 30–40°C Freibadheizung Wärmepumpe

60–65 % 40–50 °C Luftheizung solare Kühlung

65–70 % 60–90 °C Trinkwassererwärmung Heizung, solare Kühlung

80–85 % 70–130 °C Trinkwassererwärmung Heizung, solare Kühlung, Prozesswärme

B 4.22

114

B 4.23 B 4.24 B 4.25

Funktionsweise eines Solarflachkollektors Wirkungsgrad verschiendener Kollektortypen in Abhängigkeit der Solareinstrahlung und Temperaturunterschied zwischen Absorber und Ambiente Einflussfaktoren auf den Kollektorwirkungsgrad typische Kollektortypen und Anwendungsgebiete Solarkombianlage Funktionsprinzip einer Wärmepumpe Nutzung unterschiedlicher Wärmequellen durch Wärmepumpensysteme

Energieversorgung

Sonnenkollektoren Elektrische Energie 2 Solarspeicher

1

Solarkreisstation

2 Nachheizung 3

Fußbodenheizung Verbraucher

4

Vorlauf

Das Kältemittel verdampft und entzieht dabei seiner Umgebung Wärme. Der Verdichter komprimiert das Kältemittel auf 12–22 bar, wodurch dessen Temperatur und der Kondensationspunkt ansteigen. Im Verflüssiger kondensiert das Kältemittel unter hohem Druck und gibt seine Wärme an einen Nutzkreislauf ab. Über das Expansionsventil kommt es zu einem Druckverlust und dabei zu einer Abkühlung des Kältemittels und der Absenkung des Verdampfungspunkts.

Vorlauf 3 Heizwärme

Umgebungswärme

1 Rücklauf

4

Rücklauf

B 4.24

B 4.23

für muss dem System mechanische Energie (Exergie) zugeführt werden (Abb. B 4.24). Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die sogenannte Arbeitszahl dargestellt. Diese beschreibt das Verhältnis zwischen der erzeugten Wärme, die über das Jahr an das Gebäude abgegeben wird, und der Antriebsenergie (meist Strom), die die Wärmepumpe verbraucht (Abb. B 4.26, S. 116). Je höher die Arbeitszahl, desto geringer ist die benötigte Strommenge im Verhältnis zur gewonnenen Wärme. Voraussetzung für eine hohe Arbeitszahl ist ein möglichst geringer Unterschied zwischen der Temperatur der Wärmequelle und der Temperatur des Heizungsvorlaufs. Somit ist es effizienter, Wärmepumpen im Zusammenhang mit Niedertemperaturwärmeverteilungssystemen einzusetzen. Aus einer äquivalenten Menge an Strom kann mittels Wärmepumpen je nach Wärmequelle bis zu viermal soviel Wärme erzeugt werden wie bei konventionellen Elektroheizungen. Da eine Wärmepumpe mit der entsprechenden technischen Ausstattung auch umgekehrt als Kältemaschine betrieben werden kann, ist prinzipiell auch eine Nutzung zur Raumkühlung möglich. Neben den heute üblichen, mechanisch betriebenen Wärmepumpen gibt es auch wärmebetriebene sogenannte Sorptionswärmepumpen. Kältemaschine Während man bei der Wärmepumpe die auf ein höheres Temperaturniveau gebrachte Wärme

Außenluft kompakt

zu Heizzwecken nutzt, entzieht die Kältemaschine bei tieferer Temperatur Wärme und dient so der Kühlung. Neben den konventionellen mit mechanischer Energie betriebenen Kältemaschinen bieten Adsorptions- und Absorptionsmaschinen zukunftweisende Einsatzmöglichkeiten. Ihr Antrieb erfolgt statt mit mechanischer Energie durch Wärme. Eine sinnvolle Nutzungsmöglichkeit von Sorptionskältemaschinen liegt daher in der solaren Kühlung. Diese bietet den Vorteil, dass das maximale Strahlungsangebot jahreszeitlich mit dem höchsten Kältebedarf zusammenfällt. Allerdings sollte die genutzte Wärme auf einem ausreichend hohen Temperaturniveau zur Verfügung stehen, da für den Betrieb von Absorptionskältemaschinen Temperaturen von mindestens 80 °C erforderlich sind. Höhere Temperaturen ermöglichen einen effizienteren Betrieb. Standorte mit hoher solarer Einstrahlung eignen sich daher besonders für diese Technologie. Die Praxistauglichkeit der Absorptionskältemaschinen hängt vom jeweiligen Stand der Technik ab. Bisher wurden aufgrund der relativ hohen Leistung von den am Markt verfügbaren Sorptionskältemaschinen solche Anlagen nur bei größeren Gebäuden bzw. für mehrere zusammen angeschlossene Gebäude eingesetzt. Die Entwicklung geht jedoch in die Richtung von Systemen mit geringerer Leistung, die sich ebenso für den Betrieb in kleineren Gebäuden eignen (siehe Solare Kühlung, S. 181). Die zum Betrieb von Sorptionskältemaschinen

Außenluft Splitgerät

benötigte Wärme kann auch durch Blockheizkraftwerke bereitgestellt werden. Damit erreichen diese Anlagen mit der zusätzlichen Wärmenutzung im Sommer längere Jahreslaufzeiten und einen höheren Wirkungsgrad. Alle Kältemaschinen benötigen zum Abführen der entzogenen Wärme sogenannte Rückkühlwerke. Bei niedrigen Außentemperaturen können sie Kälte auch direkt bereitstellen und ohne die Kältemaschine für Kühlzwecke herangezogen werden.

Energiespeicherung Bei manchen Energiequellen besteht sowohl eine tageszeitliche wie auch jahreszeitliche Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage. Am deutlichsten tritt diese Problematik bei der Solarenergienutzung auf. Die Lösung liegt in einer möglichst weitreichenden zeitlichen Entkopplung der nutzbaren von der verfügbaren Energie. Ermöglicht wird dies über die Speicherung von Energie. Warmwasserspeicher

Mittels gut gedämmter Warmwasserspeicher kann Wärme über begrenzte Zeiträume auf einem bestimmten Temperaturniveau gehalten werden. Je nachdem, ob die Anlage nur zur Brauchwarmwasserbereitung oder auch zur Heizungsunterstützung vorgesehen ist, ergeben sich unterschiedliche Größenanforderun-

Solarabsorber

WP

WP

WP

WP

Massivabsorber

Oberflächenwasser WP Erdkollektoren

WP Erdsonden

WP

Abwärme

WP

WP

Grundwasser

B 4.25

115

Arbeitszahl

Energieversorgung

5,0

4,5

Solarkollektoren Grundwasser

4,0 Heizzentrale Erdreich 3,5

3,0

Luft Wärmenetz

Solarnetz

2,5 30

35

40 45 50 maximale Vorlauftemperatur (°C) B 4.26

gen hinsichtlich des erforderlichen Speichervolumens. Im Fall der Solarthermie wirkt sich auch die zur Verfügung stehende Kollektorfläche maßgeblich auf die Dimensionierung der Speicher aus. Dies beeinflusst die Planung von Gebäuden und Innenräumen entscheidend. Für eine Wärmespeicherung über einige Tage veranschlagt man zur Brauchwarmwasserspeicherung den zweifachen Tagesverbrauch (ca. 45 l pro Person) als Speichervolumen. Zur Heizungsunterstützung ist bereits ein deutlich größerer Pufferspeicher erforderlich. So werden für die Heizwärmespeicherung ca. 50 l pro m² Kollektorfläche vorgesehen. Um die Diskrepanz zwischen saisonaler Verfügbarkeit und bestehendem Wärmebedarf über das ganze Jahr hinweg auszugleichen, bietet sich grundsätzlich auch die Langzeitwärmespeicherung über sehr große Speichervolumina an (saisonaler Speicher). Pro Megawattstunde jährlichem Heizwärmebedarf können dabei ca. 3 m3 Wasserspeichervolumen angesetzt werden. Die Möglichkeit der saisonalen Speicherung ist derzeit nur für Wohnsiedlungen wirtschaftlich denkbar, in denen mehrere Wohngebäude zusammen an einem zentralen Wärmeversorgungssystem mit Nahwärmenetz angeschlossen sind (Abb. B 4.27). Mit dem Ziel der Verlängerung der Speicherzeit bis hin zur saisonalen Speicherung werden derzeit auch andere Speichermaterialien erprobt, die gegenüber dem üblichen Speichermedium Wasser eine höhere volumenbezogene Speicherkapazität aufweisen.

Langzeitwärmespeicher B 4.27 Latentwärmespeicher

Latentwärmespeicher basieren auf dem Prinzip, dass Stoffe bei einem Phasenübergang von fest nach flüssig eine große Wärmemenge aufnehmen und diese wieder abgeben, wenn sie fest werden. Der Phasenwechsel erfolgt bei einer bestimmten Temperatur, die je nach Material unterschiedlich ist. Solche Stoffe werden daher als Phasenwechselmaterialien, englisch »Phase Change Material« (PCM) bezeichnet. Sie bieten den Vorteil, dass sie eine höhere Energiedichte als Wasser aufweisen. Somit kann eine größere Energiemenge im gleichen Volumen gespeichert werden. Zur Wärme- oder auch Kältespeicherung können unterschiedliche Stoffe eingesetzt werden, bei denen der Phasenübergang im Bereich zwischen 5 und 130 °C stattfindet. Meistens sind dies Paraffine oder Salzhydrate. Je nach Anwendung muss somit das Material mit der passenden Phasenwechseltemperatur ausgewählt werden. Latentwärmespeicher sind zurzeit noch nicht Stand der Technik, werden aber schon von einigen Speicherherstellern angeboten (siehe PCM – Phase Change Material, S. 181f.). Thermochemischer Speicher

Thermochemische Speicher bilden eine weitere Alternative zur Erhöhung der Energiedichte gegenüber Wasserspeichern. Das Prinzip solcher Speichermedien basiert auf reversiblen chemischen Reaktionen, die Wärme aufnehmen (endotherme Reaktionen) bzw. abgeben (exother-

me Reaktionen). Ein Beispiel dafür sind Sorptionsreaktionen. Die am häufigsten verwendeten Materialien sind Zeolithe und Silikagel. Neben einer sehr hohen Speicherkapazität haben thermochemische Speicher auch den Vorteil, dass sie nahezu keine Verluste aufweisen, was theoretisch eine Langzeitspeicherung erlauben würde. Allerdings benötigen sie dafür hohe Temperaturen. Insgesamt sind diese Systeme sehr komplex und befinden sich zurzeit noch in der Entwicklungsphase.

Energieinfrastrukturen Im Rahmen einer nachhaltigen Planung sollte auch darauf geachtet werden, welche energetischen Infrastrukturen bereits am Ort vorhanden oder geplant sind, vor allem eine Anschlussmöglichkeit an existierende oder geplante Nahoder Fernwärmenetze. Wärmenetze

Bei der Nah- oder Fernwärmeversorgung erfolgt die Energieerzeugung nicht direkt in den einzelnen Gebäuden, sondern in einer oder mehreren Heizzentralen. Die erzeugte Wärmeenergie wird dann über ein Rohrleitungsnetz zu den einzelnen Verbrauchern transportiert (Abb. B 4.29). Die Schaffung solcher Infrastrukturen ist in der Regel mit erheblichen Kosten und großem Aufwand verbunden. Wärmenetze bieten gegenüber der individuel-

Abgas Abgaswärmetauscher Speicherart / Speichermedium

Energiedichte/ Arbeitstemperatur

sensibel / Wasser

ca. 60 kWh /m3 < 100 °C

latent / Salzhydrate Paraffine

bis 120 kWh /m3 ca. 30 – 80 °C ca. 10 – 60 °C

thermochem./ Metallhydride Silikagele Zeolithe

200 – 500 kWh /m3 ca. 280 – 500 °C ca. 40 – 100 °C ca. 100 – 300 °C

Brennstoff (Gas, Öl) Motor Generator Heiznetz

Heizzentrale

B 4.28

116

Kühlwasserwärmetauscher

Nahwärmenetz

B 4.29

Elektrische Verbraucher B 4.30

Energieversorgung

len Wärmeversorgung von Gebäuden diverse Vorteile. Mehrere einzelne Verbraucher bilden zusammen einen großen Wärmeabnehmer. Dadurch kann Wärme mit Techniken erzeugt werden, die für kleine Anlagen technisch und/oder wirtschaftlich nicht denkbar wären. Für die Erschließung mancher Ressourcen sind Wärmenetze somit unverzichtbar. Besonders bei der Nutzung von Wärme aus Blockheizkraftwerken, Abwärme sowie bestimmten erneuerbaren Energien wie z. B. der Tiefengeothermie ist es meist unerlässlich, Wärmenetze zu schaffen. Zudem besitzen Wärmenetze generell den Vorteil, dass sie eine höhere Flexibilität bei Änderungen der Randbedingungen (z. B. Rohstoffkosten bzw. -verfügbarkeit) bieten als individuelle Lösungen zur Wärmeerzeugung. Sie ermöglichen auch die Kombination von mehreren Energiequellen. Die meisten existierenden oder aktuell geplanten Wärmenetze transportieren Wärme relativ hoher Temperaturen von 80 bis 90 °C und versorgen so möglichst viele Wärmeabnehmer mit jeweils unterschiedlichen Anforderungen an das Temperaturniveau (je nach Wärmeübertragungssystem). Für den Nutzer bietet die Nahoder Fernwärmeversorgung große Komfortvorteile. In den Gebäuden ist nur eine Station zur Wärmeübergabe erforderlich, die im Vergleich zu Feuerungsanlagen wenig wartungsaufwendig ist und einen geringen Platzbedarf aufweist. Außerdem sind weder Brennstofflager noch Kamine notwendig. Die Hausstation schafft die Verbindung zwischen Wärmenetz und Hausheizungsanlage und passt die Wärmelieferung den thermischen und hydraulischen Gegebenheiten der Hausanlage (benötigte Temperatur und Druck) an. Bei Gebäuden, die zum Heizen an ein Wärmenetz angeschlossen sind, kann die Brauchwarmwasserbereitung auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine Möglichkeit bildet die Einbindung eines Durchflusssystems, das das Brauchwasser direkt zum Bedarfszeitpunkt über einen Plattenwärmetauscher erwärmt. Diese Lösung ist hygienisch unproblematisch, der Platzbedarf sowie die Investitionskosten sind gering, allerdings benötigt sie hohe Leistungen. Brauchwarmwasser kann auch unabhängig vom Wärmenetz

durch dezentrale Geräte mittels Strom oder Gas erwärmt werden. Hinsichtlich einer energetisch effizienten und damit umweltfreundlichen Energieversorgung ist jedoch die Alternative der Brauchwarmwassererzeugung aus dem Wärmenetz zu bevorzugen. Die energetisch effizienteste Möglichkeit zur Brauchwarmwassererzeugung bildet die Einbindung von Niedertemperaturfrischwasserstationen. Dabei wird über einen Wärmetauscher direkt an der Verbrauchstelle das Brauchwasser über das Heizwasser auf ein für die übliche Nutzung ausreichendes Temperaturniveau (ca. 40 – 45 °C) erwärmt. Da keine Brauchwarmwasserspeicherung stattfindet, besteht keine Gefahr, dass sich Legionellen bilden. Außerdem wird dadurch Platz für den Speicher gespart. Blockheizkraftwerke (BHKW)

Blockheizkraftwerke (BHKW) erzeugen gleichzeitig Strom und thermische Energie (KraftWärme-Kopplung) (Abb. B 4.30). Als Brennstoffe für BHKW kommen vor allem Erdgas, Heizöl, Deponie-, Klär- oder Biogas zum Einsatz. Je größer die Anlage, desto höher ist der Wirkungsgrad und desto geringer sind die Schadstoffemissionen. Als »Abfallprodukt« der Stromproduktion wird eine große Menge an thermischer Energie produziert, die durch die Einspeisung in ein Wärmenetz zur Versorgung von Verbrauchern in einem weiteren Umkreis dient. Übliche BHKW erreichen ein Gesamtwirkungsgrad von 85 bis 95 %, wovon 30 – 40 % in Form von Strom und der Rest in Form von Wärme anfällt. Durch die Nutzung der erzeugten Wärme erhöht sich einerseits die Wirtschaftlichkeit der Anlage und andererseits ergeben sich gegenüber der getrennten Erzeugung der jeweils gleichen Menge Strom und Wärme erhebliche Primärenergie- und CO2-Einsparungen. Generell ist neben größeren Anlagen auch der Einsatz sogenannter Mikro-BHKW für Kleinverbraucher möglich. Die Leistung solcher Systeme wird in der Regel dem Wärmebedarf angepasst. Die Menge des erzeugten Stroms hängt somit vom Wärmebedarf ab, während große Anlagen aus wirtschaftlichen Gründen so ausgelegt sind, dass sie das ganze Jahr über eine maximale Strommenge erzeugen.

Wärmepumpe erforderlich

geeignete Vorlauftemperatur bei der Wärmeverteilung

Heizwärmespeicherung erforderlich

Kombination mit andere wichtige Wärmenetz Parameter

ja

niedrig

nein

selten

Umgebungsluft Biomassefeuerung

ja

niedrig

nein

nein

nein

niedrig bis hoch

ggf.

möglich

Solar

nein

niedrig

ja

möglich

Wärmequellen

oberflächennahe Geothermie

Abwärme Abwasser BHKW Tiefengeothermie

je nach Temperaturniveau ja nein

niedrig bis hoch

nein

fast immer

niedrig niedrig bis hoch

nein nein

fast immer fast immer

nein

niedrig bis hoch

nein

fast immer

Heizwerke

Heizwerke erzeugen Wärme aus der Verbrennung eines Brennstoffs in einer zentralen Anlage, wobei prinzipiell die gleichen Brennstoffe wie bei BHKW infrage kommen. Grundsätzlich sollte jedoch die Alternative der Kraft-WärmeKopplung bevorzugt werden, da sie aus dem eingesetzten Brennstoff neben der benötigten Wärme hochwertigere Energie (Strom) erzeugt. Bei Verwendung von holzartiger Biomasse zu Heizzwecken weisen Heizwerke mit Nahwärmenetzen gewisse Vorteile gegenüber individuellen Feuerungsanlagen auf. So werden bei Heizwerken fast ausschließlich Hackschnitzel eingesetzt, daher ist der Aufwand für die Aufbereitung des Brennstoffs geringer als bei individuellen Feuerungsanlagen z. B. mit Pellets. Auch der Platzbedarf lässt sich in der Regel leichter handhaben als bei einzelnen Gebäuden, und die Abgasreinigung (Partikel) ist mit geringerem Aufwand möglich. Übergeordnete Energiekonzepte

Im Hinblick auf eine zukunftsfähige, nachhaltige Energieversorgung ist es mehr und mehr erforderlich, über das einzelne Gebäude hinaus auf der Ebene ganzer Siedlungen, Kommunen und Regionen zu denken. Dabei gilt es, nicht nur einzelne Gebäude individuell zu optimieren und mit möglichst effizienten und regenerativen Energieversorgungsanlagen auszustatten, sondern vielmehr, ganzheitliche, übergreifende Energiekonzepte zu entwickeln. Energieverbrauch, Energieinfrastrukturen und Energiepotenziale können so optimal aufeinander abgestimmt werden. Übergeordnete Energiekonzepte ermöglichen darüber hinaus eine bessere räumliche wie auch zeitliche Verknüpfung zwischen Nachfrage und lokal verfügbarem Angebot an regenerativen Energien. Synergien und hohe Ausnutzungsgrade führen zu Energieeinsparung und Effizienzerhöhung. Gerade bei der Entwicklung von Wärmenetzen zur sicheren Energieversorgung mehrerer Verbraucher bilden übergeordnete Energiekonzepte eine wichtige Basis, um Aussagen zu Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit treffen zu können.

geringe Effizienz

Zusatzheizung erforderlich

B 4.26 B 4.27 B 4.28 B 4.29 B 4.30 B 4.31

Arbeitszahl einer Wärmepumpe je nach Wärmequelle Langzeitwärmespeicher physikalische Eigenschaften unterschiedlicher Speichermedien Nahwärmenetz Funktionsprinzip eines Blockheizkraftwerks Einfluss unterschiedlicher Wärmequellen auf die Planung haustechnischer Anlagen

B 4.31

117

Teil C

Innenausbau

1 Wandsysteme im Ausbau Konstruktionsprinzipien Ständerwandsysteme Wandelemente aus Formteilen Umsetzbare Trennwände Glastrennwandsysteme Baustoffe Baustoffe für die Unterkonstruktion Baustoffe für Beplankung und Oberfläche Dämmstoffe Bauphysikalische Anforderungen an Ausbauwände Brandschutz Schallschutz Feuchteschutz Wärmeschutz Anschlüsse und Details Bewegungsfugen Frei stehende Wandenden und -ecken Anschlüsse an angrenzende Bauteile Anschlüsse mit Schattenfugen Reduzieranschlüsse Gleitende Anschlüsse Integration von Stützen und Unterzügen Türen Oberlichter und Glasfelder Integration gebäudetechnischer Anlagen Flächenheizungen

Abb C

Ibere Camargo Foundation, Porto Alegre (BR) 1998, Alvaro Siza Architects

2 Deckensysteme im Ausbau Konstruktionsprinzipien Konstruktive Bauteile Fugenlose Deckensysteme Systeme mit gerasterter Deckenfläche Frei tragende Unterdecken Deckensysteme mit offener Deckenunterseite Baustoffe Baustoffe für die Unterkonstruktion Baustoffe für die Decklage Bauphysikalische Anforderungen an Deckensysteme Brandschutz Schallschutz Anschlüsse und Details Bewegungsfugen Wandanschlüsse

120 121 121 122 123 123 123 123

Höhenversatz Treppenförmige Eckausbildungen mit indirekter Beleuchtung Befestigung von Lasten an der Decklage Integration von Installationen im Deckenhohlraum Revisionsklappen

154

124 127

3 Bodensysteme im Ausbau Trockenunterböden Trockenschüttungen Materialien von Trockenunterböden Bauphysikalische Anforderungen Anschlüsse von Trockenunterböden Integration von Fußbodenheizungen in Trockenunterböden Systemböden Hohlraumbodensysteme Doppelbodensysteme Materialien von Doppelböden Bauphysikalische Anforderungen an Systemböden Anschlüsse und Details von Doppelböden Integration von gebäudetechnischen Einbauten in Doppelböden

156 156 157 158 158 159

4 Brandschutzbekleidungen Träger- und Stützenbekleidungen Trägerbekleidungen Stützenbekleidungen Lüftungs-, Kabelund Installationskanäle I-Kabelkanäle E-Kabelkanäle L-Kanäle

168 168 169 169

127 129 129 130 131 131 131 132 132 134 135 136 137 137 138 138 139 140 141 141 141 142 146

154 154 154 155

160 160 161 161 163 163 166 167

169 170 170 170

146 147 147 147 149 149 149 152 152 152

119

Wandsysteme im Ausbau Karsten Tichelmann, Bastian Ziegler

C 1.1

Wandsysteme im Ausbau sind nicht tragende Strukturen, die der Raumbildung dienen. Grundsätzlich werden sie nach ihrer Konstruktionsart in Wände in Massivbauweise (Mauerwerk- und Stahlbetonkonstruktionen) und Leichttrennwände (Ständerwandsysteme, Glastrennwände und umsetzbare Trennwandsysteme) unterschieden (siehe Elementbauweise, S. 64ff.). Je nach Einsatzbereich müssen die Wandsysteme unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Neben raumtrennenden Funktionen sowie Integration gebäudetechnischer Einbauten und Installationen resultieren diese Anforderungen aus gestalterischen und haptischen Ansprüchen oder auch aus dem Bedarf eines definierten Untergrunds für spezielle Oberflächenbeschichtungen und -applikationen. Außerdem müssen bauphysikalische Anforderungen hinsichtlich des Brand- und Schallschutzes von Bauteilen sowie der Raumakustik erfüllt werden. Vorhandene bauliche Situationen können durch Wandsysteme nachträglich eine bauphysikalische und gestalterische Verbesserung erfahren. Für besondere Anforderungen und Ausbausituationen sind unterschiedliche Systeme bzw. Konstruktionen möglich:

C 1.1 C 1.2 C 1.3 C 1.4 C 1.5

C 1.6

120

Bauzustand, Chirurgisches Klinikum Erfurt, Erfurt (D) 2000, Rossmann+Partner Architekten Endzustand, Chirurgisches Klinikum Erfurt Eigenschaften von Ständerwandsystemen Einfachständerwand mit Metallunterkonstruktion, einlagig beplankt Doppelständerwand mit Metallunterkonstruktion, zweilagig beplankt, Ständer durch weich federnde Zwischenlage getrennt Doppelständerwand mit Holzunterkonstruktion, zweilagig beplankt; Ständer können berührungsfrei einander gegenübergestellt oder für eine günstigere Elektroinstallation zueinander versetzt angeordnet werden

• Konstruktionen mit hohen Anforderungen an den Schall- und Brandschutz (z. B. Wohnungstrennwände, Gebäudeabschlusswände, Brandwände, Schachtwände) • Wandsysteme mit erhöhten statischen Anforderungen (z. B. bei Konsollasten, besonders hohen Wänden, tragenden und aussteifenden Wandsystemen, Oberflächenfestigkeit) • Wände für Bereiche mit hoher Feuchtigkeitsbelastung • Wände mit raumakustischen Aufgaben • grundflächenminimierte, schlanke Trennwände mit ausreichenden Schall- und Brandschutzeigenschaften • umsetzbare Trennwände, Systemtrennwände • Installationswände und Vorwandinstallationssysteme, technisch funktionale Wände • Wandsysteme mit integrierter Heizung/Kühlung • Wände als gestalterisches Element (frei formbare Systeme, Lichtintegration etc.)

• Sondersysteme wie Strahlenschutzwände, durchschusssichere Wände, Wandsysteme für Reinräume, feldfreie Räume etc. Die Ausbildung einer Wand zur Erfüllung der beschriebenen Anforderungen beruht auf konstruktiven Prinzipien, die auf alle Leichttrennwände übertragbar sind. Der Einbau von Türen, Verglasungen und Installationen sowie die Ausführung der Anschlussdetails erfordert eine sorgfältige Planung und Ausführung, da hier die systembedingten Schwachstellen hinsichtlich der konstruktiven und bauphysikalischen Leistungsfähigkeit liegen. Die wichtigsten Kriterien, die die Auswahl einer geeigneten Wandkonstruktion bestimmen, sind nachfolgend aufgezeigt: Systemeigenschaften • Wanddicke • Wandhöhe • Wandgewicht • Flexibilität, Umsetzbarkeit • Integration von Technik, Installationen • Belastbarkeit: Konsollasten, Schocksicherheit usw. • Integration von Fenstern, Türen, Durchführungen usw. • baubetriebliche Aspekte (Bauzeit, Wartezeit, Bauablauf) bauphysikalische Eigenschaften • Feuerwiderstand • Luftschalldämmung • Schall-Längsdämmung • Wärmedämmung Sonderanforderungen • Strahlenschutz • Reinraumwand • Durchschussfestigkeit usw. Gestaltung • fugenfrei oder elementiert • geschwungene und geneigte Formen • Oberflächenvarianz Kosten • Herstellungskosten

Wandsysteme im Ausbau

Eigenschaften von Ständerwandsystemen Wanddicken

7,5 –20 cm

Wandraster

125 cm fugenlos

Wandhöhe

bis 13 m

Wandlänge

unbegrenzt

Gewicht

je nach Aufbau zwischen 35 und 68 kg/m2

Schalldämmung R'W nach DIN 52210

3 – 67 dB (bei Wanddicken > 14 cm)

Brandschutz

F 0 bis F 180 / REI 90-M

C 1.2

C 1.3

me MDF- oder Gipsfaserplatten, ermöglichen auch runde oder gewölbte Konstruktionen. Die wesentlichen Eigenschaften von Ständerwandsystemen sind in Abb. C 1.3 dargestellt. Die Konstruktionsart von Ständerwänden kann grundsätzlich in zwei Varianten unterschieden werden. Einerseits die Einfachständerwand, die lediglich eine Reihe Ständerprofile enthält, andererseits die Doppelständerwand, die sich aus zwei zueinander parallelen Reihen von Ständerprofilen zusammensetzt.

Grundsätzlich bestehen Ständerwandsysteme aus einer Unterkonstruktion aus Metallprofilen oder Holzständern, die mit Plattenwerkstoffen bekleidet und kraftschlüssig verbunden werden. Der zwischen den Tragprofilen entstehende Hohlraum kann mit Dämmstoffen gefüllt und für Installationen genutzt werden. Die Randständer sowie ein an Boden oder

Decke befindliches Anschlussprofil werden an massiven Bauteilen befestigt. Mit einer Anschlussdichtung (Dämmstreifen, Trennkitt) werden Unebenheiten der angrenzenden Wand ausgeglichen. Die Ausführung des Anschlusses richtet sich nach den Verformungen, die für die angrenzenden Bauteile zu erwarten sind. Gleitende Anschlüsse können Verformungen im Anschlussbereich aufnehmen, starre Anschlüsse bei Bauteilbewegungen zur Rissbildung führen. Oberflächenbildende Plattenwerkstoffe sind Gipsplattenwerkstoffe, zementgebundene Platten, Holzwerkstoffplatten und mit Aluminium oder anderen Materialien beschichtete Platten. Die Werkstoffauswahl ist vielfältig und ihr werden nur durch bauphysikalische Anforderungen Grenzen gesetzt. Die plattenförmigen Werkstoffe können als Raumabschluss maßgeblich für die Oberflächengestaltung und das Raumklima verantwortlich sein. Um die Konstruktion und Ausführung von Wandsystemen zu vereinfachen, sind alle gängigen Plattenwerkstoffe auf ein einheitliches Plattenformat abgestimmt, aus welchem das Rastermaß von 62,5 cm für die Ständerprofile resultiert. Zwar sind auch abweichende Konstruktionsraster möglich, allerdings bedeutet das meist einen erhöhten Montageaufwand. Soll der Abstand zwischen den Ständerprofilen vergrößert werden, darf dieser die 50-fache Dicke des Beplankungsmaterials nicht überschreiten. Flexible Plattenwerkstoffe, z. B. dünne, biegsa-

C 1.4

C 1.5

C 1.6

• Entsorgungskosten • Kosten für Umsetzen der Wände • Kosten für nachträgliche Einbauten

Konstruktionsprinzipien Nicht tragende Trennwände im Ausbau werden überwiegend als Leichttrennwände ausgeführt, die z. T. ohne Eingriffe in die bestehende Bausubstanz errichtet werden können. Ständerwandsysteme und Wandelemente aus Formteilen werden direkt auf der Baustelle aus verschiedenen Elementen konstruiert. Umsetzbare Trennwände und Glastrennwandsysteme dagegen bestehen aus industriell vorgefertigten Wandelementen oder Wandteilen, die auf der Baustelle aufgestellt oder zusammengesetzt werden. Hinsichlich ihrer Anwendungsvielfalt bieten Ständerwandsysteme im Ausbau die meisten Möglichkeiten, weshalb sie im Folgenden vorrangig betrachtet werden. Ständerwandsysteme

Einfachständerwände Einfachständerwände sind leichte, nicht tragende Wandsysteme, deren Unterkonstruktion in einer Ebene angeordnet ist. Diese ist je nach Wandseite und brand- und schallschutztechnischen Anforderungen ein-, zwei- oder mehrlagig mit Plattenwerkstoffen bekleidet. Einfachständerwände sind aufgrund des geringeren Montageaufwands vorteilhaft, sofern keine besonderen Anforderungen an den Schallschutz gestellt werden. Abb. C 1.4 zeigt schematisch den Aufbau einer Einfachständerwand. Doppelständerwände Doppelständerwände bestehen aus zwei parallelen Ständerreihen, die mit einer, zwei oder auch mehreren Lagen Plattenwerkstoffen bekleidet sind (Abb. C 1.5 und C 1.6). Die Ständer können dabei entweder versetzt oder nebeneinander angeordnet sein. Dabei sind die Ständer zur Entkopplung über einen Dämm-

121

Wandsysteme im Ausbau

1 Deckenprofil 2 Akustikfüllung aus 60 mm starker Steinwolle 3 Fensterrahmenprofil 4 Dichtungsprofil 5 Verglasung 6 Bodenprofil

1 C 1.7

C 1.8

2 3 4 5

U-Profil für Wandanschluss Unterkonstruktion Klemmprofil

2 6 Elementwandschale Wandanschlussleiste

C 1.9 a

b

streifen miteinander verbunden oder stehen in geringem Abstand zueinander. Die Schallschutzeigenschaften von Doppelständerwänden sind aufgrund der getrennten Unterkonstruktion und der damit verbundenen Entkopplung der beiden Wandschalen besser als diejenigen von vergleichbaren Einfachständerwänden. Eine weitere Verbesserung der Schalldämmung wird durch die doppelte Beplankung auf beiden Seiten erreicht. Diese wird auch aus statischen Gesichtspunkten ausgeführt, da die beiden Ständerreihen, im Gegensatz zur Ständerreihe einer Einfachständerwand, jeweils nur einseitig beplankt sind. Bei besonders hohen Wandkonstruktionen kann die Stabilität einer Doppelständerwand erhöht werden, indem die gegenüberstehenden Profile der beiden Ständerreihen über Plattenstreifen miteinander verbunden werden (Abb. C 1.7). Zu beachten ist dabei, dass diese

direkte Verbindung der beiden Schalen die schalldämmenden Eigenschaften der Wand vermindert. Doppelständerwände, deren Hohlraum zur Integration von gebäudetechnischen Installationen genutzt wird, werden als Installationswände bezeichnet. Der Abstand der beiden Schalen der Wand ist so zu wählen, dass im Wandhohlraum ausreichend Platz für horizontal und vertikal verlaufende Installationen entsteht.

Wand im Hinblick auf den Brand-, Wärme- und Schallschutz gezielt verbessern. Im Hohlraum können Installationsleitungen geführt und zusätzliche Dämmung angebracht werden.

a

b

122

Vorsatzschalen und Schachtwände Vorsatzschalen und Schachtwandsysteme sind einseitig beplankte Einfachständerwände, deren Unterkonstruktion an einem rückseitigen Bauteil (z. B. der bestehenden Wand einer Rohbaukonstruktion) angebracht wird (Abb. C 1.8). Neben einer gestalterischen Bekleidung des dahinterliegenden Bauteils lassen sich die bauphysikalischen Eigenschaften der vorhandenen

C 1.11

C 1.10

Wandelemente aus Formteilen

Unter Formteilen werden Elemente aus vorgeformten oder gefalteten Platten, Unterkonstruktionen und Dämmstoffen verstanden. Formteile können in allen gebräuchlichen Wanddicken und Brandschutzklassen ausgeführt werden. Sie werden bevorzugt mit Gipsfaser- und Gipskartonplatten in einer Dicke von 10,0 und 12,5 mm angefertigt. Für runde Formteile werden ein- und zweilagige Viertel-, Halb- und Vollschalen industriell hergestellt. Die Dämmstoffart und dessen Schichtdicke leitet sich aus den schall- und brandschutztechnischen Anforderungen ab und entspricht dem Aufbau gerader Wandkonstruktionen (Abb. C 1.11).

C 1.12

Wandsysteme im Ausbau

C 1.7 C 1.8 C 1.9

C 1.10

C 1.11

C 1.12 C 1.13 C 1.14

Installationswand, Ständer sind durch Plattenstreifen als Laschen verbunden frei stehende Vorsatzschale mit Metallunterkonstruktion Schalenwand mit direkt in die Unterkonstruktion einklemmbaren Stahlblechschalen mit Gipskartoneinlage, Wandanschluss Glastrennwandsystem a Horizontalschnitt b Vertikalschnitt Zahnarztpraxis KU 64, Berlin (D) 2006, Graft Architekten a Bauzustand b Endzustand Glaskonstruktionen, Hartela Hauptverwaltung, Turku (FIN) 2002, Tiula Architects Ltd. Metallprofile (und ihre Benennung) optimierter Steg zur Verringerung der Wärmeverluste und der Schallübertragung

Beispiel für C-Wandprofil mit veschieden ausgebildeten Umbördelungen (Benennung CW)

Beispiel für ein U-Wandprofil (Benennung UW)

Beispiel für ein Wandaußeneckprofil (Benennung LWa)

C 1.13 Umsetzbare Trennwände

Unter umsetzbaren Trennwänden versteht man objektbezogene, industriell vorgefertigte Wandsysteme, die aufgrund ihres Aufbaus aus Standardelementen mit begrenztem Aufwand montiert, demontiert und remontiert werden können. Wie bei allen Fertigbauteilen ist dabei zu beachten, dass die maximale Abmessung der Elemente transport- und anlieferbedingt begrenzt ist. Vorgefertigte Wandsysteme bieten sich besonders dann an, wenn häufig wechselnde Raumstrukturen möglich sein sollen und nicht die freie Formgebung der Wände im Vordergrund steht. Umsetzbare Trennwände haben zumeist eine geringere bauphysikalische Leistungsfähigkeit (z. B. Schalldämmmaß) als vergleichbare Ständerwände. Dies resultiert unter anderem aus der demontierbar gestalteten Anschlussausbildung. Systeme, die einem Bandraster folgen, ermöglichen Anschlüsse in jedem Knotenpunkt. Sie bestehen aus einer Aneinanderreihung immer gleich großer Wand- und Knotenelemente und lassen sich baukastenartig aneinanderfügen. In Achs- oder Linienraster flexible Systeme weisen dagegen weniger Fugen auf und setzen sich aus unterschiedlich langen Wand- und Anpasselementen zusammen. Letztere werden benötigt, um die Abmessungen der Wand an die Rohbaumaße oder das Rohbauraster anzupassen. Die durch die Verwendung vorgefertigter Elemente bedingten Fugen müssen nach bauphysikalischen, montagetechnischen und gestalterischen Gesichtspunkten geplant und ausgeführt werden. Neben den Wandelementen in unterschiedlichen Rasterbreiten bieten die Systeme auch eine Vielzahl von Anschluss- und Abdeckprofilen, Türzargen, Türblättern und Verglasungen. Für die Wandschalen ist eine große Auswahl an Materialien für die Oberflächen verfügbar. Umsetzbare Trennwände unterscheidet man hinsichtlich Elementierung in Monoblock- und Schalenwände. Monoblockwände Monoblockwände sind fertige Wandelemente, die aus einer Unterkonstruktion und einer Beplankung bestehen und einschließlich eventuel-

ler Füllung zum Einbauort geliefert und dort aufgebaut werden. Das Anschluss- und Befestigungssystem ist dabei vom Systemanbieter abhängig. Ihre leichte und schnelle Montage macht auch das Umsetzen dieser Wände entsprechend einfach. Die Installationsführung ist auf die horizontalen Anschlussprofile, den Bandrasterbereich oder speziell vorgesehene Trassen beschränkt. Monoblockwände haben üblicherweise Wandschalen aus Stahlblech oder Holzplattenwerkstoffen. Melaminharzbeschichtete Spanplatten, mit Stahlblech oder maschinell mit Vinylfolien beschichtete Gipskartonplatten, Holzdekore, Echtholzfurniere und Vollkunststoffplatten können als Decklagen verwendet werden. Schalenwände Schalenwände bestehen aus einer Unterkonstruktion, Boden-, Wand- und Deckenanschlussprofilen, oberflächenfertigen Wandschalen und gegebenenfalls Dämmstoffen. Diese Elemente werden auf der Baustelle zur fertigen Wand zusammengesetzt (Abb. C 1.9). Die Vorteile von Schalenwänden gegenüber Monoblockwänden liegen im geringeren Transportgewicht der Einzelteile und in der einfacheren Installationsführung. Glastrennwandsysteme

Glastrennwandsysteme werden als oberflächenfertiges, umsetzbares System in Schalenbauweise oder als Monoblockelement mit wandbündiger Doppelverglasung ausgeführt. Die Verglasungen werden in der Regel mit 2 – 4 mm dickem Floatglas, je nach Schallschutzanforderungen auch mit einer Glasdicke von bis zu 7 mm ausgeführt (siehe Glastafeln, S. 66). Die Monoblockelemente werden bereits werkseitig verglast, sodass ein Verschmutzen im Verglasungshohlraum ausgeschlossen ist. Im Scheibenzwischenraum können Jalousien integriert werden (Abb C 1.10 und C 1.12).

C 1.14

Wandkonstruktion und das System zu prüfen. Da diese den Einsatz bestimmter Materialien eingrenzen können, ist beispielweise in brandschutztechnischer Hinsicht die Baustoffklasse ein Kriterium, das bei der Baustoffwahl zu beachten ist. Baustoffe für die Unterkonstruktion

Aufgrund des geringen Gewichts und der guten Verarbeitungsmöglichkeiten werden Metall- und Holzprofile verwendet. Metallprofile Die Unterkonstruktion in Ausbausystemen wie Vorsatzschalen, Ständerwänden, Deckenbekleidungen und Unterdecken kann mit Metallprofilen gebildet werden. Die Profile können mit allen gängigen Plattenwerkstoffen aus Gips und Holz kombiniert werden (Abb C 1.13). C-Ständerprofile für Wände (CW-Profile) CW-Profile werden als vertikales Tragelement in Wänden verwendet und weisen im Stegbereich gewöhnlich Ausstanzungen für die Durchführung von Installationsleitungen auf. Sie sind am Ende der Profilflansche gekantet, um die Stabilität zu erhöhen. Der Flansch der CW-Profile dient als Auflagefläche für die Plattenwerkstoffe und ist 50 mm breit, um die auf dem Flansch gestoßenen Platten befestigen zu können. Die Steghöhe des CW-Profils kann zwischen 28,8 und 98,8 mm betragen und ist damit etwas geringer als die Steghöhe des entsprechenden U-Anschlussprofil für Wände, damit es in dieses eingestellt werden kann. Die Blechdicke variiert zwischen 0,6 und 1,0 mm.

Baustoffe

U-Anschlussprofile für Wände (UW-Profile) UW-Profile sind das horizontale Konstruktionselement einer Ständerwandkonstruktion. Sie sind ohne Abkantung oben offen, damit CWProfile senkrecht in das an Boden oder Decke angebrachte UW-Profil eingestellt werden können. Die Steghöhe liegt zwischen 30 und 100 mm, die Flansche sind 40 mm breit und die Blechdicke beträgt 0,6 mm.

Vor der Baustoffauswahl sind unter anderem die bauphysikalischen Anforderungen an die

U-Aussteifungsprofile (UA-Profile) UA-Profile haben keine Abkantung und weisen

123

Wandsysteme im Ausbau

im Gegensatz zu UW-Profilen eine erhöhte Blechdicke von 2 mm auf. Sie werden zur Aussteifung von Wandöffnungen oder Türzargen verwendet. Die Abmessungen variieren zwischen 50 ≈ 40 mm bis 100 ≈ 40 mm. Wandinneneckprofil (LWi-Profile) Wandaußeneckprofil (LWa-Profile) LWi-/LWa-Profile sind L-förmige Profile zur Ausbildung von Ecken oder Wandabzweigungen. Sie unterscheiden sich dahingehend, dass die Flansche einmal nach innen (LWa-Profile) und einmal nach außen (LWi-Profile) abgekantet sind. Sie sind 60 mm breit und hoch, die Blechdicke beträgt 0,6 mm.

a

b

c

C 1.15

Vollholz Für Wandsysteme im Ausbau werden Vollhölzer mit Rechteckquerschnitt verarbeitet. Das verwendete Nadelholz muss der Sortierklasse S 10 nach DIN 4074-1, Schnittklasse S (scharfkantig), entsprechen. Das Holz sollte beim Einbau einen den späteren Randbedingungen entsprechenden Feuchtegehalt im Bereich von 15 % ± 3 % haben, um trocknungsbedingte Verformungen zu vermeiden. Baustoffe für Beplankung und Oberfläche

Die im Ausbau am weitesten verbreiteten Bekleidungselemente sind industriell gefertigte Plattenwerkstoffe, die fugenfrei miteinander verbunden werden können. Die Bekleidung bildet den raumseitigen Abschluss der Wandkonstruktion und kann mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden. Hochleistungsfähige Verbundwerkstoffe (z. B. Spezialbrandschutzplatten), leitfähige Plattenwerkstoffe, in Plattenwerkstoffe integrierte Flächenheiz- und Kühlsysteme (s. Seite 139) sowie mit Holz, Glas, Aluminium und anderen Materialien beschichtete Platten bieten eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten. Durch unterschiedliche, herstellerspezifische Zusammensetzungen und spezielle Additive können die Eigenschaften der Plattenwerkstoffe für bestimmte Einsatzgebiete verbessert werden. Dies betrifft beispielsweise die Festigkeit, die Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit oder das Brandverhalten. Mechanische Veränderungen wie Lochungen, Prägungen oder Fräsungen bieten die Möglichkeit der Verbesserung des Schallabsorptionsgrads. Aufgrund der großen Zahl verschiedener Materialien werden im Folgenden nur die am meisten verwendeten Plattenwerkstoffe vorgestellt (siehe auch Elementbauweise, S. 64ff.).

a

b

c

Gipshaltige Platten Gips besitzt einen hohen Porenanteil, aus dem die feuchteregulierende Eigenschaft von Gipsbauplatten resultiert. Die bei hoher Luftfeuchtigkeit aufgenommene Feuchtigkeit wird bei trockeneren Verhältnissen wieder abgegeben. Empfindlich sind Gipsbauplatten bei länger andauernder Feuchteeinwirkung, da dadurch ihre Struktur geschädigt werden kann.

d

e

124

C 1.16

Gipsplatten Gipsplatten bestehen aus einem Gipskern, der einschließlich der Längskanten mit Karton ummantelt ist, während die geschnittenen Querkanten den Gipskern zeigen. Der Karton ist mit dem Gipskern fest verbunden, bildet eine stabile Oberfläche und hat die Funktion einer Bewehrung, da Gips nur eine geringe Zugfestigkeit aufweist (Abb. C 1.15a). Für verschiedene Verwendungszwecke sind unterschiedliche Plattentypen verfügbar, die sich durch den äußeren Karton und Zusätze im Gipskern unterscheiden. Die Platten werden in den Dicken 10, 12,5, 15, 18, 20 und 25 mm hergestellt, die Regelbreite ist 1250 mm, ab einer Plattendicke von 20 mm beträgt die Breite 600 mm. Die Platten für unterschiedliche Anwendungsbereiche sind in Abb. C 1.17 dargestellt. Gipsfaserplatten Gipsfaserplatten bestehen aus einem Gemisch aus Gips, Zellulosefasern und weiteren Zusätzen. Die Zellulosefasern dienen dabei als Bewehrung der Platte. Das dichte Gefüge mit der Verstärkung durch die Zellulosefasern verleiht dem Werkstoff eine höhere Festigkeit und Zähigkeit verglichen mit herkömmlichen Gipskartonplatten (Abb. C 1.15c, C 1.18 und C 1.19). Spezialbrandschutzplatten auf Gipsbasis Spezialbrandschutzplatten bestehen wie Gipskartonplatten aus Stuckgips, Wasser und Zuschlagstoffen. Entscheidender Unterschied ist, dass anstatt Karton ein Glasfaservlies verwendet wird, das fest mit dem Gipskern verbunden ist. Je nach Gewebe (und Fabrikat) sind die Oberflächen zusätzlich mit Gips kaschiert. Die Platten besitzen neben einer hohen Biegezugfestigkeit auch eine große Widerstandsfähigkeit im Brandfall. Sie sind brandbeständiger als herkömmliche Gipskartonfeuerschutzplatten und etwas leichter als diese. Holzwerkstoffplatten Holzwerkstoffplatten haben gegenüber Vollholz eine homogenere Struktur. Die Platteneigenschaften sind dadurch besser, z. B. fällt das Quell- und Schwindverhalten geringer aus. Drei- und Fünfschichtplatten Drei- und Fünfschichtplatten bestehen aus drei bzw. fünf kreuzweise verklebten Lagen aus Nadelholz (Abb. C 1.16a). Furnierschichtholzplatten Furnierschichtholzplatten entstehen durch Verpressen und Verkleben von ca. 3 mm dicken Nadelholz-Schälfurnieren mit Phenolharz (Abb. C 1.16b). Formsperrholz Formsperrholz bietet die Möglichkeit, mit Holzwerkstoffen eine freie Schalenform zu bilden. In mehreren Lagen verleimte Furnierplatten werden unter der Einwirkung von Dampf in eine Negativform gepresst und erhalten dadurch deren Form.

Wandsysteme im Ausbau

Spanplatten Es gibt kunstharz- und mineralisch gebundene Spanplatten. Die Herstellung aus sehr kleinen Spänen führt zu einer dichten Oberfläche, die sich als Träger für unterschiedlichste Oberflächenapplikationen eignet (Abb. C 1.16c). OSB-Platten OSB-Platten bestehen aus etwa 75 mm langen, zusammengepressten Spänen und einem Bindemittel. Unter dünnen Beschichtungen bleibt die Struktur der Platte als eine lebhafte Oberfläche sichtbar (Abb. C 1.16d). Mitteldichte Faserplatten Mitteldichte Faserplatten sind aufgrund ihrer festen Struktur und glatten Oberfläche gut für Beschichtungen oder andere Oberflächenbehandlungen geeignet. Durch den Zusatz von Farbpigmenten können die Platten eingefärbt hergestellt und unbeschichtet für Oberflächen eingesetzt werden. Es ist ebenfalls möglich, die Platten zu verformen (Abb. C 1.16e). Weitere Plattenwerkstoffe Neben den Plattenwerkstoffen aus Gips und Holz existiert eine Vielzahl weiterer Platten, die aus dem Verbund verschiedener Materialien bestehen. Beispielsweise werden mineralische Stoffe mit Fasern oder Geweben verstärkt, um hohe Belastbarkeiten hinsichtlich brandschutztechnischer Eigenschaften zu erzielen. Aufgrund der hohen Anzahl verschiedener Plattenwerkstoffe, die sich zudem je nach Hersteller in ihren Eigenschaften unterscheiden, werden nachfolgend nur einige wichtige Plattenarten erläutert. Silikatplatten Silikatplatten bestehen aus dem Grundstoff Kalziumsilikat und weiteren mineralischen Füllstoffen. Die Platten sind mit unterschiedlichen Fasern (z. B. Zellstoff) armiert. Silikatplatten sind feuchteunempfindlich und eignen sich daher besonders für Feuchträume. Faserzementplatten Faserzementplatten bestehen aus Kunststoffoder Zellulosefasern, Zement und Wasser. Sie sind wasserundurchlässig, witterungsbeständig und nicht brennbar. Sie eignen sich besonders in Bereichen mit hoher Feuchteeinwirkung, da sie im Gegensatz zu gipshaltigen Werkstoffen feuchteunempfindlich sind (Abb. C 1.15b). Zementgebundene, glasfaserarmierte Bauplatten Diese rein mineralischen, nicht brennbaren und witterungsbeständigen Bauplatten werden für Nassräume und als Putzträgerplatten eingesetzt. Durch die Glasfaserarmierung ergeben sich flexible Bauplatten, die gekrümmte Formen ermöglichen. Zementbeschichtete Hartschaumplatten Diese Bauplatten bestehen aus extrudiertem

Unterschiedliche Gipskartonplatten und deren Anwendungsbereiche Plattenbezeichnung

Eigenschaften

Einsatzzweck / Anwendungsbereich

Bauplatten (GKB)

keine besonderen Eigenschaften

allgemein als Bekleidung und Beplankung von Wand- und Deckenkonstruktionen

Feuerschutzplatten (GKF)

verbesserter Feuerwiderstand

Brandschutz Anwendungsbereiche wie GKB, jedoch mit Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer der Bauteile

Bauplatten, imprägniert (GKBi)

verzögerte Wasseraufnahme

Feuchträume Anwendungsbereiche wie GKB für die Verwendung in Feuchträumen (Küchen, Bäder etc.) und im Außenbereich sowie als Untergrund für Verfliesungen

Feuerschutzplatten, imprägniert (GKFi)

verbesserter Feuerwiderstand, verzögerte Wasseraufnahme

Brandschutz, Feuchträume Anwendungsbereiche wie GKF, jedoch mit einer verzögerten Wasseraufnahme

Schallschutzplatte

erhöhte Schalldämmung

Schallschutz Anwendungsbereiche wie GKB, jedoch mit Anforderungen an den Schallschutz der Bauteile

Hartgipsplatten

schlagfest und widerstandsfähig

für öffentliche Gebäude oder Schulen

Gipskartonplatten mit Hartholzgranulat als Kernzuschlag

erhöhte Oberflächenhärte, Druck- und Biegezugsteifigkeit

Aufnahme von großen Konsollasten oder statische Anforderungen

gelochte Gipsplatten, Schlitzplatten oder Kassetten

erhöhter Schallabsorptionsgrad

Akustikdecken und als gestalterisches Element

Gipskartonverbundplatten

Verbund mit Wärmedämmung Wärmeschutz GK-Verbundplatten bestehen aus 9,5–12,5 cm dicken GK-Bauplatten, die mit Dämmstoffplatten (Polystyroloder Polyurethan-Hartschaum) oder Mineralfaserdämmstoffen verbunden sind

dünne Gipsbauplatten

flexibel und biegsam

Beplankung von Konstruktionen mit geschwungenen Formen

Gipskartonplatten mit Reliefprägung

keine besonderen Eigenschaften

Gestaltung von Wand, Brüstung und Decke (z. B. Wandvertäfelung)

werkseitig beschichtete Gipskartonplatten (feste Schichten, Folien)

keine besonderen Eigenschaften

Anwendungsbereiche wie GKB

C 1.17 Gipsfaserplatten Plattenbezeichnung

Einsatzbereich

Einsatzzweck / Anwendungsbereich

Gipsfaserplatte (GF)

allgemein, Brandschutz, Feuchträume, erhöhte Belastung, Trockenunterbodenplatte

als Bekleidung und Beplankung von Wand- und Deckenkonstruktionen, als aussteifende Beplankung im Holzbau gemäß Zulassung, bei Anforderungen an die Feuerwiderstandsdauer der Bauteile, bei Anforderungen an eine verzögerte Wasseraufnahme (Feuchtraum), bei höheren Festigkeitsanforderungen (höhere Festigkeitswerte als Gipsplatten), als Trockenunterbodenplatte (auch im Verbund mit Wärme- und Trittschalldämmstoff), als Platte für Hohlraum- und Doppelbodensysteme

hochverdichtete Gipsfaserplatte

allgemein

bei erhöhten Beanspruchungen

Gipsfaserverbundplatten Wärmeschutz

mit Dämmstoffplatten (Polystyrol- oder Polyurethan-Hartschaum, Mineralwolle) verbundene Gipsfaserplatten C 1.18

Abmessungen und Plattendicken von Gipsfaserplatten mögliche Plattendicken (in mm) 10

12,5

15

18

Standardformate (in cm) 62,5 ≈ 200 125 ≈ 200 125 ≈ 260

62,5 ≈ 260 125 ≈ 250 125 ≈ 275

100 ≈ 150 125 ≈ 254 125 ≈ 300

C 1.15 mineralisch gebundene Platten a Gipsplatte Typ A b Faserzementplatte c Gipsfaserplatte C 1.16 plattenfömige Holzwerkstoffe a Dreischichtplatte b Furnierschichtholzplatte (FSH) c Spanplatte (P) d OSB-Platte e mitteldichte Faserplatte C 1.17 Gipsplatten nach DIN 18180 sowie darüber hinausgehende Anwendungen C 1.18 Einsatzbereiche von Gipsfaserplatten C 1.19 Abmessungen und Plattendicken von Gipsfaserplatten

C 1.19

125

Wandsysteme im Ausbau

Plattenwerkstoff

Eigenschaften

Gipsfaserplatte

gipsgebundene Platten

Gipskartonplatten / Gipsplatten

Produktnorm

Baustoffklasse4

μ

λ (W/m²K)

fugenlos

BS

SS

RA

Feuchtraum

Tragfähigkeit

° °

° °

Gipskartonbauplatten GKF

680 – 750

++

°

+

•

Gipskartonfeuerschutzplatten

800 – 950

++

+

+

•

++

°

+

•

+

°

++

+

+

•

+

°

° ° °

°

Gipskartonbauplatten imprägniert GKBi Gipskartonfeuerschutzplatten imprägniert GKFi

DIN 18800, EN 520

680 – 800 A 2-s 1, d 0 25 (A 2)

4 / 10

800 – 950

Gipskartonschallschutzplatten

800 – 900

++

+

++

•

Gipskartonhartgipsplatten

800 – 1050

++

+

++

•

10 – 203

++

+

++

•

30 / 50

+

+

++

•

°

++

Gipsfaserplatte hochverdichtete Gipsfaserplatte

0,2 – 0,383

Zulassung

950 – 1250

Zulassung

A 2-s 1, d 0 1350 – 1500 (A 2) 0,44

Spezialbrandschutzplatte auf Gipsbasis Holzwerkstoffplatten

Rohdichte

kunstharzgebundene Holzwerkstoffplatte

800 – 900

(A1)

600 – 700

D-s 2, d 0 (B 2)

1000 – 1200

mineral. Silikatplatten geb. Platten zementgebundene mineralische Platten zementbeschichtete Hartschaumplatte

450 – 900

++

++

+

•

°

°

0,13

•

•

°

•

•

++

B-s 1, d 0 (B 1, A 2)

0,23

30 / 50

•

–

°

•

–

++

(A1)

0,01 – 0,33

3 – 203

+

++

+

•

+

+

+

°

°

•

++

++

°

•

–

•

++

°

1000 – 1150 A1 30

B-s1 , d 0 (B 1)

0,17– 0,4

3

19 – 56

0,037

3

100

Bewertung: ++ sehr gut geeignet, spezieller Einsatzbereich + gut geeignet, üblicher Einsatzbereich geeignet, unüblicher Einsatzbereich – i.d.R. nicht geeignet • absolut ungeeignet Einsatzbereiche: BS: Brandschutz, SS: Schallschutz, RA: Raumakustik 1 Spanplatte 2OSB-Platte 3abhängig von Produkt, Hersteller, Rohdichte 4Baustoffklasse: Werte nach DIN EN 13501-1, Werte in Klammern nach DIN 4102-2 (national)

°

Dämmstoff

mineralische Dämmstoffe

Fasern

Schaumstoffe

Schaumstoffe

λ (W/m²K)

μ

EN 13162 (DIN 18165)

A 1, A 2, B 1

0,035 – 0,04

1

Schaumglas (CG)

EN 13167 (DIN 18174)

A1

0,045 – 0,06

Holzfaser (WF)

EN 13171 (DIN 68755)

B2

0,04 – 0,055

5 /10

Kokosfaser

(DIN 18165)

B2

0,04 – 0,055

1

Zellulosefaser

Zulassung

B2

0,04 – 0,045

1 /2

Baumwolle, Schafswolle, Flachs, Hanf

Zulassung

B2

0,04

1/2

Polyesterfaser

Zulassung

B2

expandierter PolystyrolHartschaum (EPS)

EN 13163 (DIN 18164)

B1

0,035 – 0,04

20 /50 – 40 /100

extrudierter PolystyrolHartschaum (XPS)

EN 13164 (DIN 18164)

B1

0,03 – 0,04

PolyurethanHartschaum (PUR)

EN 13165 (DIN 18164)

B 1, B 2

0,025 – 0,035

PhenolharzHartschaum (PF)

EN 13166 (DIN 18164)

Melaminharzschaum sonstige

Holzwolleleichtbauplatten (WW)

EN 13168 (DIN 1101,

Mehrschichtleichtbauplatten (WW-C)

DIN 1102)

expandierter Kork (ICB)

EN 13170 (DIN 18161)

BS

SS

RA

WS

+

++

++

+

++

++

++

+

+

–

•

°

° ° ° °

++

+

++

+

++

+

++

+

° ° ° °

–

+

+

•

•

•

+

80 /250

•

•

•

+

30 /100

•

•

•

++

•

•

•

+

•

°

++

+

B 1, B 2

0,03 – 0,045

B2

0,034

B 1, B 2

0,09 – 0,15

2 /5

+

–

+

–

0,035 – 0,045

1, 20 /50

–

+

+

0,045 – 0,055

5 /10

° °

•

•

B2

Bewertung: ++ sehr gut geeignet, spezieller Einsatzbereich + gut geeignet, üblicher Einsatzbereich geeignet, unüblicher Einsatzbereich – i.d.R. nicht geeignet • absolut ungeeignet BS: Brandschutz, SS: Schallschutz / Hohlraumdämmung, RA: Raumakustik / Schallabsorption, WS: Wärmeschutz 1 Baustoffklasse: Werte nach DIN 4102-2 (national)

°

126

C 1.20

Eigenschaften Baustoffklasse1

Mineralwolle (MW) Steinwolle

Fasern

organische Dämmstoffe

Produktnorm

Mineralwolle (MW) Glaswolle

+

50/1001 200 /3002

EN 13986 mineralisch gebundene Holzwerkstoffplatte

+

° C 1.21

Wandsysteme im Ausbau

Polystyrolhartschaum, der beidseitig mit Glasfasergewebe verstärkt und mit kunststoffvergütetem Mörtel beschichtet ist. Wegen ihrer Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit wird dieser Plattentyp bevorzugt in Feuchtbereichen eingesetzt. Die dickeren Platten sind auch ohne Unterkonstruktion als selbsttragendes Element, z. B. für Waschtische oder Wannenbekleidungen, einsetzbar. Eine Übersicht über die Eigenschaften unterschiedlicher Plattenwerkstoffe gibt Abb. C 1.20. Maßgebende Kriterien und mögliche Anforderungen bei der Auswahl des geeigneten Plattenwerkstoffs (Beplankung) sind im Folgenden aufgeführt: mechanische Eigenschaften • mechanische Festigkeit (Biegefestigkeit) • Stoßfestigkeit • Oberflächenhärte, Druckfestigkeit bauphysikalische Eigenschaften • Baustoffklasse (Brandschutz) • Feuchteempfindlichkeit • Diffusionsoffenheit, Sorptionsfähigkeit • Maßhaltigkeit, Dehnungsverhalten

Oberfläche • Material • Art der Reinigung • Beschichtbarkeit (streichen, verputzen, tapezieren usw.) Handhabung • Verarbeitung, Formbarkeit • Gewicht (Transport) • Abmessungen (Dicke, Länge, Breite) • Verbindungsmittel, Verfugung Dämmstoffe

Dämmstoffe können neben der wärmedämmenden Wirkung auch positive Eigenschaften hinsichtlich des Schall- und Brandschutzes haben. Deshalb ist die Auswahl eines Dämmstoffs zumeist von schall- und brandschutztechnischen Kriterien abhängig. Sie werden aufgrund ihrer Struktur sowie ihrer Bestandteile aus organischen oder mineralischen Stoffen unterteilt. Die Struktur ist für die schalltechnischen Eigenschaften verantwortlich. Faserdämmstoffe eignen sich dabei beispielsweise besser als geschlossenporige Schaumstoffe für den Schallschutz, da sie durch ihren faserigen und offenporigen Aufbau einen hohen Strömungswider-

A A

B

B

A

B

F (xx) –B Die Ständer bestehen aus Holz; Beplankung und Dämmstoff gehören mindestens der Baustoffklasse B2 an.

B

A B

A

A

B

B

B

A

B

F (xx) –AB Die Ständer bestehen aus Metall; je Seite eine Beplankungslage A2, alle anderen Plattenlagen und der Dämmstoff gehören mindestens der Baustoffklasse B2 an.

K (xx) Die Ständer bestehen aus Holz; bauteilabschließende, nicht brennbare Bekleidung ist brandschutztechnisch wirksam.

C 1.22

(xx): entsprechend Feuerwiderstandsklasse

Feuerwiderstände exemplarischer dickenoptimierter Metallständerwände Beschreibung

Bei raumabschließenden Ausbauwänden, z. B. Trennwänden zwischen zwei Wohnräumen oder Büronutzungseinheiten, Treppenraumund Flurtrennwänden, werden in der Regel sowohl Brand- als auch Schallschutzanforderungen gestellt. In einem wirtschaftlichen Rahmen können Ständerwände mit Gipsplattenbekleidung je nach Konstruktion Feuerwiderstands-

B

F (xx) –A Die Ständer bestehen aus Metall; Plattenwerkstoff (Beplankung) und Dämmstoff gehören ebenfalls mindestens der Baustoffklasse A2 an. A

Bauphysikalische Anforderungen an Ausbauwände

B A

B

A

stand besitzen, der eine Reduktion der Schallweiterleitung in Hohlräumen von Innenwänden, Vorsatzschalen oder auch abgehängten Decken ermöglicht. Schaumstoffe sind hingegen von Vorteil, wenn druckfestes Material gefordert wird oder eine Feuchtebeanspruchung nicht ausgeschlossen werden kann. Die Brennbarkeit von organischem Material führt dazu, dass mineralische Dämmstoffe bessere brandschutztechnische Eigenschaften als strukturell vergleichbare organische Materialien aufweisen. In Abb. C 1.21 sind die gängigen Dämmstoffe mit den wichtigsten Eigenschaften aufgeführt (siehe auch Dämmstoffe, S. 67f.).

Ständer

Beplankung (mm)

Dämmstoff Dicke / Dichte

C 1.20 Plattenwerkstoffe im Ausbau, Übersicht über die Eigenschaften und Einsatzbereiche C 1.21 Dämmstoffe im Ausbau, Übersicht über die Eigenschaften und Einsatzbereiche C 1.22 Klassifizierung von Ständerwandsystemen C 1.23 Feuerwiderstände exemplarischer dickenoptimierter Metallständerwände (Ständerprofil CW 50). C 1.24 brandschutztechnische Abschottung von Rohrleitungen und Kabelkanälen bei der Durchführung durch brandschutztechnisch klassifizierte Trennwände 1 Brandschutzspachtelmasse 2 Brandschutzbeschichtung 3 Rohrmanschette für brennbare Rohre

1 2 3 Dicke

Masse

(mm)

(kg / m2)

Brandschutzklasse

CW 50

12,5 GKF

MW 40 / ≥ 30

75

25

F 30

CW 50

12,5 GF

MW 40 / 20

75

34

F 30

CW 50

2 ≈ 12,5 GKF

MW 40 / 40

100

49

F 60

CW 50

2 ≈ 12,5 GKF

MW 40 / 100

100

49

F 90

CW 50

2 ≈ 12,5 GF

MW 50 / 50

100

64

F 90

CW 50

3 ≈ 12,5 GKF

MW 40 / 40

125

75

F 120

C 1.23

C 1.24

127

Wandsysteme im Ausbau

akustische Eigenschaften von Wandaufbauten in Trockenbauweise im Vergleich zum Massivbau Konstruktion

Bauteildicke (mm)

flächenbezogenes Gewicht (kg / m2)

bewertetes Schalldämmmaß Rw, R (dB)

Brandschutz

Einfachständerwand einfache Beplankung mit GF, GKB

75 –125

35 – 45

40 – 54

F 30 –A

Einfachständerwand doppelte Beplankung mit GF, GKB

100 –150

45 – 65

47 – 60

F 60 –A bis F 90 –A

Einfachständerwand mit Federschiene und doppelte Beplankung mit GF, GKB

ca. 155

ca. 52

ca. 61

F 60 –A bis F 90 –A

Doppelständerwand doppelter Beplankung mit GF, GKB

175 – 275

65 – 80

59 – 65

F 90 –A bis F120 –A

massive Ziegel- und Kalksandsteinwand 11,5 cm, verputzt

145

160 – 240

42 – 47

F 90 –A bis F120 –A

massive Ziegel- und Kalksandsteinwand 24,0 cm, verputzt

270

260 – 500

48 – 55

F180 –A; BW

C 1.25

Systembestandteil

physikalischer Einflussfaktor

praktischer Einflussfaktor mit positiver Wirkung auf die Schalldämmung

Beplankung (Einzelschale)

Biegesteifigkeit

• • • • •

flächenbezogene Masse

Unterkonstruktion, Verbindungselemente

Dämmstoff

1

2

C 1.26

C 1.26 C 1.27 C 1.28

akustische Eigenschaften von leichten Wandaufbauten im Vergleich zum Massivbau Beispiele für Schallschutzsonderprofile Einflussfaktoren auf die Schalldämmung von Ständerwandsystemen Systemkomponenten mit Einfluss auf das schalltechnische Verhalten von leichten Trennwänden

Entkoppelung der Schalen

• akustisch optimierte Ständer (Z. B. sind spezielle federnde Metallständerprofile akustisch besser als CW-Ständerprofile, diese sind wiederum besser als Holzständer.) • großer Ständerabstand • großer Schalenabstand (Bauteildicke) • getrennte Unterkonstruktion (z. B. Doppelständerwand) • Zwischenelemente (z. B. Querlattung, Dämmstreifen oder Federelemente) • Befestigung der Beplankung (z. B. Verbindungsmittelabstand, Art der Befestigung)

Schallabsorption im Hohlraum

• Füllgrad 80 % des Hohlraums • Art und Eigenschaften des Dämmstoffs (z. B. Strömungswiderstand)

Beispiel für biegeweiche Beplankungen sind Gispkartonplatten (12,5 –15 mm), Gipsfaserplatten (10 –15 mm), Holzwerkstoffplatten (13–16 mm) Spezielle Gipskartonschallschutzplatten weisen gegenüber herkömmlichen Gipskartonplatten eine geringere Biegesteifigkeit auf. C 1.27 1

C 1.25

Begrenzung der Plattendicke1 Plattenstruktur, Plattenwerkstoff2 Mehrlagigkeit der Beplankung Rohdichte des Plattenwerkstoffs Beschwerung der Beplankung

A

2

B

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 A B

Baustoff Beschwerung Dämmstoffdicke Dicke und Lagigkeit der Beplankung Art des Ständers Verbindung, eventuelle Querlattung Abstand Schalenabstand C 1.28

128

Wandsysteme im Ausbau

klassen bis F 180 und Schalldämmmaße bis 67 dB erreichen. Damit die Trennwand den Anforderungen hinsichtlich Brand- und Schallschutz genügt, müssen auch alle Fugen und Bauteilanschlüsse die Anforderungen an den Raumabschluss erfüllen. Kombinationen von Bauteilen müssen als Einheit den geforderten Feuerwiderstand oder Schallschutz erbringen. Aufgrund dessen ist bei der Wandmontage besondere Sorgfalt erforderlich bei: • vertikalen und horizontalen Stößen der Einzelelemente • Wand- und Deckenanschlüssen • Einbau von lichtdurchlässigen Elementen • Einbau von Türen • Durchführung von Installationen Für die fachgerechte Ausführung hinsichtlich Brand- und Schallschutz sind folgende Grundsatzanforderungen zu erfüllen: • • • •

Dichtigkeit durch Abschottung Dichtigkeit von Anschlüssen Dichtigkeit von Stoß- und Montagefugen Mehrlagigkeit der Beplankung bei hohen Anforderungen an Schall- oder Brandschutz

Brandschutz

Der Feuerwiderstand von Ausbauwänden ist maßgeblich von der Art und Dicke der Plattenwerkstoffe und des Dämmstoffs im Wandhohlraum abhängig. Brandschutztechnisch klassifizierte Wandaufbauten sind in DIN 4102-4 aufgeführt. Zahlreiche weitere Konstruktionen sind von den jeweiligen Platten- und Dämmstoffherstellern über allgemeine bauaufsichtliche Prüfzeugnisse (AbP) nachgewiesen (Abb. C 1.23, Seite 127). Da mit Leichtbauwänden bei geringeren Wanddicken die gleichen brandschutztechnischen Eigenschaften erreicht werden wie mit massiven Wänden, kann sich dadurch die Wohnund Nutzfläche eines Gebäudes vergrößern. Besondere Beachtung in der Planung und Ausführung bedürfen Wanddurchdringungen von Installationen, da diese eine Schwachstelle der Wand darstellen und oftmals Undichtigkeiten aufweisen. Die brandschutztechnischen Schottsysteme des Massivbaus können bei Leichtbauwänden nicht angewendet werden. Die Eignung in Ständerwandsystemen ist durch Prüfzeugnisse und Zulassungen zu erbringen (Abb. C 1.24, Seite 127). Bauteile werden nach DIN 4102 bauordnungsrechtlich nach den Feuerwiderstandsklassen F 30, F 60 (bauaufsichtliche Benennung »feuerhemmend«) und F 90 (bauaufsichtliche Benennung »feuerbeständig«) klassifiziert. Des Weiteren werden die Bauteile zusätzlich nach dem Brandverhalten der für das Bauteil verwendeten Baustoffe in die vier Gruppen A, B, AB und K eingeteilt (Abb. C 1.22, Seite 127). Die Zusatzbezeichnung A bedeutet, dass das Bauteil aus nicht brennbaren Baustoffen be-

steht. Bauteile, die sich überwiegend aus brennbaren Baustoffen zusammensetzen, werden der Klasse B zugeordnet. Die Mischklasse AB bezeichnet Bauteile, deren wesentliche Teile aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen. Bei raumabschließenden Bauteilen gehört dazu auch eine in Bauteilebene durchgehende nicht brennbare Schicht; für die übrigen Bestandteile können dann brennbare Baustoffe verwendet werden. Besondere Bedeutung kommt der Konstruktionsweise mit feuerwiderstandsfähigen Oberflächen zu. Sogenannte Bauteile in K-Bauweise (Bauteile mit einem Kapselkriterium nach DIN EN 13501-2, auch BA-Bauweise genannt) ermöglichen es, im Bauteilinneren brennbare Baustoffe einzusetzen, wenn die Werkstoffe der Beplankung der Baustoffklasse A »nicht brennbar« angehören. Bei diesem Prinzip kapselt die sogenannte brandschutztechnisch wirksame Bekleidung die Brandlasten z. B. der Holzkonstruktion über einen definierten Zeitraum. Eine Entzündung der brennbaren Baustoffe im Inneren sowie die unkontrollierte Brandweiterleitung in Hohlraumkonstruktionen wird dadurch je nach Klassifizierung um einen bestimmten Zeitraum verzögert. Als feuerwiderstandsfähige Bekleidung können beispielsweise Gipsbauplatten oder Spezialbrandschutzplatten verwendet werden. Grundsätzlich zeichnen sich Bauteile in K-Bauweise durch folgende Konstruktionskriterien aus: • brennbare Tragkonstruktion (Baustoffklasse B) und nicht brennbare Bekleidung/Beplankung (Baustoffklasse A) oder • brennbare Beplankung (Baustoffklasse B) und abdeckende nicht brennbare Bekleidung (Baustoffklasse A) Schallschutz

Der Schallschutz von massiven Innenwänden wird hauptsächlich durch das flächenbezogene Gewicht der Wand bestimmt. Eine größere Masse bedeutet dabei eine größere Schalldämmung. Ein ausreichender Schallschutz ist bei massiven Bauteilen nur durch zusätzliches Gewicht zu erreichen. Bei der Sanierung von Altbauten mit leichten Massivwänden ist folglich eine Massenerhöhung der Wände notwendig, um den Schallschutz zu verbessern. Dies kann zum Problem werden, wenn die unnötige Mehrbelastung die Reserven des Tragsystems übersteigt. Mit Ausbauwänden aus Ständerkonstruktionen sind trotz des um ein Vielfaches geringeren Gewichts gleichwertige oder bessere Schalldämmeigenschaften erreichbar als mit massiven Wänden, da sie aus bauakustischer Sicht zweischalige Bauteile darstellen (Abb. C 1.25). Im Gegensatz zu einer massiven Wand handelt es sich bei Ständerwänden um ein komplexes System von zwei gekoppelten Schalen, das sich aus mehreren Einzelkomponenten (Platten,

Unterkonstruktion, Dämmstoff, Verbindungsmittel etc.) zusammensetzt. Im Wesentlichen wird die Schalldämmung von den Eigenschaften der beiden Einzelschalen (Plattenwerkstoff, Plattendicke und Anzahl der Plattenlagen, Biegesteifigkeit), der Verbindung der beiden Schalen (Unterkonstruktion und Verbindungsmittel) und dem Dämmstoff im Hohlraum bestimmt. Die Verbindung der beiden Schalen kann beispielsweise durch Schallschutzsonderprofile, deren Steg federnde Eigenschaften besitzt, optimiert werden. Die federnde Wirkung wird durch eine spezielle Formung des Profilstegs erreicht. In einigen Sonderprofilen sind bereits Öffnungen für Kabeldurchführungen integriert. Abb. C 1.26 zeigt zwei exemplarische Beispiele. Den Plattenwerkstoff betreffend sind biegeweiche Platten wie Gipskarton- oder Gipsfaserplatten mit einer Stärke bis 15 mm und Holzwerkstoffplatten mit einer Stärke bis 16 mm vorteilhaft. Verbesserungen des Schalldämmmaßes zwischen 5 und 10 dB sind außerdem durch Beschweren der Schalen mit Gummi, Bleiblech oder Bitumenbahnen möglich. Das Anheften oder Ankleben von Gipsbauplatten oder Hartfaserplatten ist ebenso möglich, sofern diese die Biegesteifigkeit der Schale nicht erhöhen. Abb. C 1.27 nennt die wichtigsten Parameter hinsichtlich der Schalldämmung von Ständerwandsystemen, die in Abb. C 1.28 schematisch dargestellt sind. Die Schalldämmmaße von Ständerwänden ist den Prüfzeugnissen oder auch DIN 4109, Beiblatt 1 zu entnehmen. Neben dem Wandaufbau bestimmen nicht nur die Eigenschaften der Einzelkomponenten, sondern auch die Ausführungsqualität auf der Baustelle die resultierende Schalldämmung der Trennwand. Eine meist negative Wirkung auf die Schalldämmwirkung einer Wand haben Unterbrechungen im durchgängigen Wandaufbau, dazu gehören z. B.: • Einbauten wie Steckdosen, Revisionsklappen, Einbauleuchten • Türen, Oberlichter, Verglasungen • Schwächungen im Anschlussbereich und bei Übergängen (z. B. Schattenfugen, Reduzieranschlüsse an die Fassade, Fassadenschwerter, wandflächenbündige Sockelleisten, gleitende Deckenanschlüsse) Wesentlichen Einfluss auf die Schalldämmung haben außerdem die flankierenden Bauteile (Decke/Unterdecke, Fassade/Flurwand, Estrich/Bodensysteme), Nebenwege (z. B. Kabelkanäle und Installationen) und die Anschlussausbildung der Trennwände an diese Bauteile. Beim Anschluss von Trennwänden an Massivbauteile ist die Schalllängsleitung von der flächenbezogenen Masse der flankierenden massiven Bauteile abhängig, bei flankierenden Ständerwänden ist vor allem die Ausbildung und der Anschluss der Oberflächenbekleidung maßgebend, da diese den Schall größtenteils

129

Wandsysteme im Ausbau

überträgt. Eine geringe Schalllängsleitung wird mit den im Folgenden aufgeführten Maßnahmen erreicht, die Wirkung nimmt mit der Reihenfolge der Aufzählung zu. Bodenanschluss: • Aufschneiden des schwimmenden Estrichs in Achsrichtung der Trennwand • vollständige Unterbrechung des Estrichs durch die Trennwand (Trennwand wird auf Rohfußboden aufgestellt) Wandanschluss (bei flankierenden Ständerwänden): • Dämmung des Hohlraums der flankierenden Wand • mehrlagige Beplankung der flankierenden Wand • Unterbrechung der Beplankung im Anschlussbereich der Trennwand durch eine Fuge (Abb. C 1.31) • Unterbrechung der Beplankung im Anschlussbereich der Trennwand über die gesamte Trennwandtiefe (Abb. C 1.32)

Deckenanschluss (bei abgehängten oder bekleideten Decken): • Faserdämmstoffauflage (Mineralwolle) auf der Unterdecke • mehrlagige Bekleidung bei flankierenden Decken mit durchgehender Fläche • Unterbrechung der Deckenbekleidung im Anschlussbereich der Trennwand durch eine Fuge • Unterbrechung der Deckenbekleidung im Anschlussbereich der Trennwand über die gesamte Trennwandtiefe • vollständige Abschottung des Deckenhohlraums im Anschlussbereich der Trennwand durch ein Absorberschott, Plattenschott oder durch Führen der Trennwand bis an die Rohdecke (Abb. C 2.43 und C 2.44, S. 150) Feuchteschutz

Der Feuchteschutz spielt vor allem im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit einer Konstruktion eine entscheidende Rolle, da eine Vielzahl von Baustoffen feuchtempfindlich ist, wie z. B. Gipswerkstoffe, deren Struktur bei lang anhaltender

Feuchteeinwirkung zerstört werden kann. Zudem ist auf feuchten Untergründen generell Schimmelpilzbildung möglich. Daher ist es wichtig, die Tragkonstruktion sowie alle feuchteempfindlichen Materialien vor anhaltender Feuchteeinwirkung zu schützen. Die Feuchtebeanspruchungsklassen werden je nach Nutzung in 7 weitere Klassen unterteilt, das zu wählende Abdichtungssystem ist von der jeweiligen Feuchtebeanspruchungsklasse abhängig. Die Beanspruchungsklassen 0, A 01 und A 02 decken dabei wohnübliche Nutzungen wie Badezimmer oder Küchen mit nur zeitweiser und kurzfristiger Beanspruchung durch Spritzwasser ab. Die Beanspruchungsklasse 0 steht dabei für Wand- und Bodenflächen mit geringer Beanspruchung, die Klasse A01 bezeichnet mäßig beanspruchte Wandflächen und A 02 mäßig beanspruchte Bodenflächen. Die Beanspruchungsklassen A 1, A 2, B und C decken hohe Beanspruchungen ab, wie beispielsweise den Bereich öffentlicher Duschen und Schwimmbecken.

Feuchtigkeitsbeanspruchungsklasse Wand

Schalllängsleitung von Anschlüssen »Wand an Wand« (T-Stöße) Anschlussausbildung der flankierenden Wände an die Trennwand

Schalllängsdämmmaß RL, w, R der flankierenden Wände (dB)

Schalldämmmaß Rw, R der Trennwand (dB)

resultierendes Schalldämmmaß R’w, R (dB)1

1

53 nach DIN 4109, GKB

42 GKB 2

57 Prüfzeugnis, GF

52 Prüfzeugnis, GF

57 nach DIN 4109, GKB

52 GKB 2

62 Prüfzeugnis, GF

57 Prüfzeugnis, GF

54

75 in Anlehnung an DIN 4109, GKB

54 GKB 2

54

75 in Anlehnung an Prüfzeugnis GF

60 GF 2

59

75 nach DIN 4109, GKB

60 GKB 2

59

75 Prüfzeugnis, GF

64 Prüfzeugnis, GF

63

ca. 76 in Anlehnung an DIN 4109, GKB

64 GKB 2

63

ca. 76 in Anlehnung an Prüfzeugnis GF

68 GF 2

66

300 kg 17,5 cm KS-1,8

960 kg π 42 cm Stahlbeton

63

400 kg 24 cm KS-1,8

810 kg π 35 cm Stahlbeton

63

600 kg 30 cm KS-1,8

600 kg π 26 cm Stahlbeton

63

41

Gipsplatten¹ Gipsfaserplatten

0 gering

A01 mäßig

° °

•

° ° ° ° °

•

•

sonstige Gipsbauplatten, 49

z. B. Spezialfeuerschutzplatten Gipsputze

2

3

4

5

Vergleichskonstruktion zu 4

1 2

49

zementgebundene Bauplatten

Schallübertragung über die Trennwand und zwei gleichartige flankierende Wände [dB], entsprechend der Abbildung Mittelwert für die dargestellte Konstruktion, ermittelt in einer Messreihe der Gipskartonplatten-Industrie für Gipskartonmetallständerwände C 1.29

130

Kalkzementputze

zementbeschichtete Hartschaumplatten²

23

• •

° °

¹ Anwendung nach DIN 18181 ² Herstellerangaben beachten ³ ausgenommen zementgebundene Bauplatten mit organischen Zuschlägen (z. B. zementgebundene Spanplatten) Bereich ohne zwingend erforderliche Abdichtung (abzudichten, wenn vom Auftraggeber oder Planer für erforderlich gehalten und beauftragt wird) • Abdichtung erforderlich C 1.30

°

C 1.29 Schalldämmmaß der Anschlüsse »Wand an Wand« (T-Stöße) von Ständerwänden im Vergleich zum Massivbau C 1.30 Untergründe für Abdichtungen und keramische Beläge in Abhängigkeit von der Feuchtigkeitsbeanspruchungsklasse C 1.31 T-Stoß mit Trennfuge C 1.32 T-Stoß mit ausgesparter Beplankung, Unterkonstruktion CW-Profile C 1.33 Bewegungsfuge a Fugenprofil b Bewegungsfuge F 30, x=Fugenbreite c Bewegungsfuge F 30 in Flurwand, Fuge innenseitig durch Trennwandanschluss verdeckt (gegen Trennstreifen gespachtelt oder elastisch verfugt) C 1.34 Einfachständerwand, Eckausbildung a mit CW-Profilen, geschraubte Variante b mit CW-Profilen, geklammerte Variante c mit LW-Profilen

Wandsysteme im Ausbau

Abdichtungssysteme für den Ausbau Abdichtungssysteme für Bereiche mit hohen Feuchtebeanspruchungen (Beanspruchungsklasse A 1, A 2, B und C) benötigen ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (AbP) und müssen mit dem Übereinstimmungszeichen gekennzeichnet sein. Abdichtungssysteme in Bereichen mit geringer und mäßiger Feuchtebeanspruchung (Beanspruchungsklasse 0, A 01 und A 02) sind dagegen bauaufsichtlich nicht geregelt. Grundsätzlich können hier alle Abdichtungssysteme verwendet werden, die bei hoher Feuchtebeanspruchung zugelassen sind (z. B. Abdichtungsbahnen). In gering und mäßig feuchtebeanspruchten Bereichen bieten sich Systeme an, die im Verbund mit Bekleidungen und Belägen aus Fliesen und Platten hergestellt werden (z. B. Flüssigfolien, Dichtbänder und Dünnbettmörtel). Die Beschaffenheit des Untergrunds ist für das ordnungsgemäße Verarbeiten und damit die Wirksamkeit des eingesetzten Abdichtungssystems von großer Bedeutung. Daraus resultieren folgende Anforderungen an den Untergrund:

• ebenflächig • ausreichend tragfähig und trocken • maßhaltig und begrenzt verformbar innerhalb der von dem Belag (z. B. Fliesen) aufnehmbaren Toleranzen • frei von durchgehenden Rissen, Öl und Fett, losen Bestandteilen und Staub

prinzipien wie bei Außenwänden. Die Verbesserung des Wärmeschutzes einer Außenwand durch eine innenseitig angebrachte Vorsatzschale mit Wärmedämmung ist meist mit Tauwasserproblemen verbunden und bedarf in jedem Fall der vorherigen Überprüfung.

Die für Wände (Beanspruchungsklassen 0 und A 01) geeigneten Baustoffe und die Erfordernisse eines Abdichtungssystems sind in Abb. C 1.30 dargestellt.

Anschlüsse und Details

Wärmeschutz

Da an Innenwände zwischen beheizten Räumen keine Wärmeschutzanforderungen gestellt werden, resultiert der Wandaufbau aus brandund schallschutztechnischen Anforderungen. Bei Innenwänden, die eine beheizte von einer unbeheizten Zone mit niedrigerer Innentemperatur trennen, müssen Wärmeverluste und niedrige Oberflächentemperaturen durch den Einbau von Wärmedämmstoffen verhindert werden. Hier gelten die gleichen Konstruktions-

Anschlüssen und Details kommt in der Planung und Ausführung besondere Bedeutung zu, da sie die bauphysikalische und optische Qualität maßgeblich beeinflussen. Risse in den Ecken beispielsweise sehen nicht nur unschön aus, sondern sie fördern die Schall- und gegebenenfalls Rauchübertragung in den Nachbarraum. Deshalb ist eine durchdachte, auf Dauerhaftigkeit ausgelegte Planung und eine hochwertige Ausführung unverzichtbar. Bewegungsfugen

Vorhandene Bewegungsfugen im Baukörper sind an gleicher Stelle auch in den Ausbau-

Aluminium-Trägerprofil mit elastischer Einlage

a

a

C 1.31 b

x

x

b

x x

c

C 1.32

c

C 1.33

C 1.34

131

Wandsysteme im Ausbau

1

C 1.35

C 1.36

C 1.38

wandkonstruktionen einzuplanen, damit diese nicht durch unerwartete Zug- oder Druckkräfte beschädigt werden. Lange Wände müssen generell durch Bewegungsfugen in Abschnitte unterteilt werden. Die Lage und Anzahl der Fugen richten sich dabei nach den baulichen Gegebenheiten. Der Abstand zwischen den Dehnungsfugen sollte bei Gipskartonplatten ca. 15 m und bei Gipsfaserplatten ca. 8 m nicht überschreiten. Bei Anforderungen an den Schall- und Brandschutz ist die Ausbildung der Bewegungsfugen auf diese abzustimmen, um die Eigenschaften der Wand nicht durch die Fugenausbildung zu schwächen. Nach DIN 4102-4 sind die Feuerwiderstandsklassen mit klassifizierten Bewegungsfugen von F 30 bis F 90 erreicht, sofern die konstruktiven Brandschutzbedingungen hinsichtlich Bekleidung und Dämmstoff eingehalten werden (Abb. C 1.33, Seite 131). Frei stehende Wandenden und -ecken

Bei Wandhöhen über 2,60 m ist für das frei stehende Wandende ein 2 mm dickes UA-Profil in der Unterkonstruktion zu verwenden (Abb. C 1.35). Die Konstruktion der Wandecken kann mit CWProfilen (Abb. C 1.34a und b, Seite 131) oder mit LW-Eckprofilen (Abb. C 1.34c, Seite 131) ausgeführt werden. Beliebige Winkel sind mit entsprechend geformten Winkelprofilen möglich. Um Beschädigungen der Außenecke zu

132

C 1.39

vermeiden, sollte die Beplankung mit eingespachtelten Kantenschutzprofilen versehen werden. Anschlüsse an angrenzende Bauteile

Da Verformungen der angrenzenden Bauteile, beispielsweise eine Durchbiegung der Rohdecke, oftmals Schäden oder Risse an Ausbauwänden verursachen können, erfolgt der Anschluss im Allgemeinen elastisch oder gleitend. Bei minimaler Verformung der angrenzenden Bauteile kann ein starrer Anschluss ausgebildet werden. Die unterschiedlichen Anschlussarten werden wie folgt ausgeführt: • Starre Anschlüsse: z. B. Anschlussprofil unter Verwendung von Dübel, Anker oder Stahleinlagen • Gleitende Anschlüsse: durch Anordnung der Profile in und an den angrenzenden Bauteile (siehe auch Gleitende Anschlüsse, S. 136f. ). Ein Gleiten der Trennwände kann durch ineinandergreifende Metallprofile oder durch an der Beplankung zurückversetzt angebrachte Profile gewährleistet werden (Abb C 1.33b und c, Seite 131). • Elastische Anschlüsse: z. B. durch elastische Materialien wie Silikon oder die Befestigung der Anschlussprofile durch Spannschrauben mit Federn

C 1.37

C 1.40

Ständerwand an Ständerwand (T-Anschluss) Eine Ständerwand wird an einer flankierenden Ständerwand befestigt, indem die Unterkonstruktionen der Trennwand und der flankierenden Wand verschraubt werden (Abb. C 1.36). Falls die Trennwand nachträglich angebracht werden soll, kann die Befestigung an Gipskartonplatten mittels Hohlwanddübel erfolgen (Abb. C 1.37), an Gipsfaserplatten auch durch Verschraubung. Durch die Verwendung spezieller Innen- und Außenwinkelprofile ist es möglich, den Wandanschluss auch stumpfwinklig mit variierenden Winkelabmessungen herzustellen (Abb. C 1.38). Die Oberflächenbekleidung aus Gipskartonoder Gipsfaserplatten kann beim Anschluss einer einlagig beplankten Ständerwand an die flankierende Wand gegen einen Trennstreifen verspachtelt oder mit einem Bewehrungsstreifen über Eck gespachtelt werden. Bei Konstruktionen mit zweilagiger Beplankung wird die innere Lage stumpf gegen einen Dämmstreifen gestoßen und die äußere Lage mit einer Spachtelfuge mit Trennstreifen ausgebildet. Abb. C 1.40 zeigt den Anschluss einer zweilagigen Beplankung. Ständerwand an Massivwand (T-Anschluss) Ständerwände werden an einer massiven Rohbaukonstruktion befestigt, indem das Wandanschlussprofil der Unterkonstruktion fest mit der Rohbauwand verbunden wird. Für den Anschluss der Oberflächenbekleidung

Wandsysteme im Ausbau

a

b

C 1.41

1

a

b

an die Massivwand gibt es zwei Möglichkeiten. Erfolgt der Trennwandanschluss an einer Rohwand, so ist am Wandanschluss ein einseitig selbstklebender Trennstreifen auf die Beplankung aufzubringen, der einerseits die Platte vor Durchfeuchtung schützt und andererseits für eine geradlinig verlaufende Trennung zwischen dem abgebundenen Nassputz und der Ständerwand sorgt, da der Putz keinen direkten Kontakt zur Oberflächenbekleidung hat. Nach dem Austrocknen des Nassputzes ist der Trennstreifen oberflächenbündig abzuschneiden. Eine direkte Verbindung zwischen Oberflächenbekleidung und Putz wird bewusst vermieden, um ein späteres unkontrolliertes Aufreißen der Fuge zu unterbinden, stattdessen entsteht am Trennstreifen ein Haarriss (Abb. C 1.41a). Wird die Ständerwand an ein Bauteil mit bereits fertiger Oberfläche angeschlossen (z. B. verputzte Massivwand, Sichtbetonwand), so wird entweder gegen einen hinterlegten Trennstreifen gespachtelt und dieser nach dem Aushärten der Spachtelmasse bündig zur Beplankung abgeschnitten oder der Anschluss mit elastoplastischem Material verfugt (Abb. C 1.41b). In jedem Fall ist eine bewusst herbeigeführte saubere und geradlinig verlaufende Trennung der unterschiedlichen Materialien die dauerhafteste Lösung.

dämmung) angeschlossen, hängt die Anschlussausbildung von den bauphysikalischen Anforderungen an die Vorsatzschale bzw. den Trockenputz und an die Trennwand ab. Befindet sich die Vorsatzschale bzw. der Trockenputz dagegen an einer Innenwand und werden an diese keine bauphysikalischen Anforderungen gestellt, so kann die Trennwand direkt an die Massivwand angeschlossen werden (Abb. C 1.39). Eine Vorsatzschale ist allerdings meist aus Gründen des Wärme- und Feuchteschutzes an Außenbauteilen angebracht. Sofern die Trennwand keine besonderen Brand- und Schallschutzanforderungen erfüllen muss, sollte sie an der Vorsatzschale angeschlossen werden, um die Wärmedämmung und eine evtl. vorhandene Dampfsperre nicht zu unterbrechen. Bei Schall- oder Brandschutzanforderungen an die Trennwand (z. B. Wohnungstrennwand) muss die Vorsatzschale im Bereich der Trennwand unterbrochen werden. Dabei ist es nötig, dass die vorgesehene Dampfsperre auch im Anschlussbereich der Trennwand durchläuft. Hierzu muss entweder eine Trennfuge in der Vorsatzschale ausgeführt werden, die anschließend diffusionsdicht abgedichtet wird (Abb. C 1.42a), oder die Beplankung der Trennwand muss, unterbrochen durch die Dampfsperre, bis zur Rohwand durchlaufen (Abb. C 1.42b). Diese Konstruktionen gewährleisten eine durchgehende Dampfsperre bei nur geringer Unterbrechung der Dämmschicht.

Ständerwand an Massivwand mit Vorsatzschale Werden Trennwände an Massivwände mit Vorsatzschalen oder Verbundplatten (z. B. Innen-

C 1.42

C 1.35 frei stehendes Wandende C 1.36 Verschraubung der Unterkonstruktion einer Trennwand mit der flankierenden Wand C 1.37 T-Stoß mit durchlaufender Beplankung und Hohlraumdübel (1) bei nachträglichem Anschluss einer Wand (Bei Konstruktionen mit Gipsfaserplatten können statt des Hohlraumdübels Schnellbauschrauben verwendet werden.) C 1.38 schräger Wandanschluss von zwei Einfachständerwänden mit abgewinkelten Profilen C 1.39 Trennwandanschluss an Massivwand mit frei stehender Vorsatzschale C 1.40 T-Stoß mit durchlaufender Beplankung, Anschlussausbildung bei Konstruktionen mit Gipsfaserplatten C 1.41 Anschluss Trennwand an a Massivwand, Nassputz getrennt b verputzte Massivwand bzw. Sichtbetonwand C 1.42 Anschluss einer Wohnungstrennwand an eine Außenwand mit a Gipsfaserverbundplatte mit Dampfbremse bekleidet b Vorsatzschale mit Dampfbremse (1) bekleidet C 1.43 Trennwandanschluss an Decke mit Formteilen C 1.44 gebogener Wandanschluss am Boden

C 1.43

C 1.44

133

Wandsysteme im Ausbau

C 1.45

C 1.50

C 1.46

C 1.47

1 2 3 4

C 1.48

C 1.49

134

Ständerwand an Decke und Boden Da die Schalllleitung über Undichtigkeiten Einfluss auf das resultierende Schalldämmmaß der Trennwand hat, ist ein luftdichter Anschluss zwischen Trennwand und Boden für die Erfüllung von Schallschutzanforderungen unerlässlich. Dieser kann mit einer Anschlussdichtung erreicht werden, z. B. durch Unterlegen eines Dämmstreifens. Damit die Anschlussdichtungen zudem Brandschutzanforderungen erfüllen, muss das verwendete Material der Baustoffklasse A angehören (z. B. Mineralwollstreifen). Wird auf dem massiven Rohboden ein Verbundestrich aufgebracht, so wird dieser Aufbau in akustischer Hinsicht als ein massives Bauteil bewertet. Die Schalllängsdämmung der Decke ist also nur von der resultierenden flächenbezogenen Masse der Rohdecke zusammen mit dem Verbundestrich abhängig. Eine konstruktive Reduzierung der Schalllängsleitung ist nicht möglich (Abb. C 1.45). Ein durchlaufender schwimmender Estrich führt zu einer sehr hohen Schalllängsleitung, sodass ein Aufstellen der Trennwand auf dem Estrich bei bestehenden Schallschutzanforderungen an die Trennwand unbefriedigend ist. Ein Vorteil besteht dabei allerdings darin, dass die Wand ohne Bearbeitung des Bodens umsetzbar ist. Eine Verbesserung des Schallschutzes ist durch eine Unterbrechung des Estrichs unter der Wand zu erreichen. Diese konstruktive Unterbrechung kann z. B. durch eine Trennfuge unter der Trennwand erfolgen, falls diese auf dem Estrich aufsteht (Abb. C 1.46 und C 1.47). Durch das direkte Aufstellen der Trennwand auf die Rohdecke wird ein noch höheres Schalldämmmaß erzielt (Abb. C 1.48). In diesem Fall ist zwischen Trennwand und Estrich ein Dämmstreifen einzufügen, um die Trittschallübertragung zu verringern. Sollen Bodenbeläge an der Wand hochgeführt werden oder um flächenbündige Sockelleisten zu ermöglichen, kann die Dicke der Trennwand im Sockelbereich durch Aussparen einer Beplankungslage reduziert werden (Abb. C 1.49). Diese Konstruktion stellt in den Wandschalen

allerdings eine Schwachstelle dar, die den Schall- und Brandschutz der Wand mindert. Der starre Anschluss von Ständerwänden an eine Massivdecke funktioniert analog dem Anschluss an Massivwände, ist jedoch nur zu empfehlen, falls keine Bewegungen der Decke zu erwarten sind. Ansonsten sollte ein gleitender Deckenanschluss ausgeführt werden (siehe Gleitende Anschlüsse, Seite 136f.). Wird die Ständerwand nicht bis an die Rohdecke geführt, so müssen abhängig von der Belastung und der Länge der Trennwand zugund druckfeste Aussteifungen an der Rohdecke vorgenommen werden (Abb. C 1.50). Zum Anschluss an abgehängte Decken siehe Kapitel Deckensysteme, Seite 152. Anschlüsse mit Schattenfugen

Schattenfugen werden besonders häufig beim Wandanschluss an Massivwänden oder an Massivdecken eingeplant. Der Schattenfuge liegt die Idee zugrunde, einen dauerhaft »sauberen« Anschluss zu bilden und die eigentliche Anschlussfuge zwischen zwei Bauteilen zu verbergen, damit eventuell auftretende Risse das Erscheinungsbild nicht stören. Eine Schattenfuge entsteht, indem die äußerste Beplankungslage nicht direkt bis an das angeschlossene Bauteil geführt wird. Bei einer Trennwand mit nur einlagiger Beplankung im Anschlussbereich kann sich diese Anschlussart brand- und schallschutzmindernd auf die Wand auswirken, sofern keine weiteren konstruktiven Maßnahmen ergriffen werden. So können beispielsweise Minderungen des Schalldämmmaßes um bis zu 7 dB auftreten. Durch ein inneres »Aufdoppeln« der Bekleidung in diesem Bereich kann z. B. der reduzierte Schallschutz und ungenügende Brandschutz ausgeglichen werden (Abb. C 1.51). Eine weitere Möglichkeit ist das Anbringen von zwei Plattenstreifen zwischen Trennwand und angeschlossenem Bauteil. Der erste Plattenstreifen ist als seitlicher Abschluss der Trennwand oberflächenbündig mit der Beplankung anzubringen, der zweite Plattenstreifen muss etwas schmaler als die Trennwanddicke sein (Abb. C 1.52).

Wandsysteme im Ausbau

C 1.45 C 1.46 C 1.47 C 1.48

C 1.49 C 1.50 C 1.51

Trennwand auf Verbundestrich Trennwand auf schwimmendem Estrich mit Trennfuge Doppelständertrennwand auf Estrich mit Trennfuge schwimmender Estrich, von Doppelständerwand unterbrochen 1 Randdämmstreifen 2 schwimmender Estrich 3 Abdeckfolie 4 Trittschalldämmung zurückgesetzter Sockelanschluss Trennwandaussteifung gegen die Rohdecke mit einem Noniusabhänger inneres Aufdoppeln zur Sicherstellung des Schall- und Brandschutzes im Bereich einer Schattenfuge

C 1.52 Anschluss Trennwand an Massivwand mit Schattenfuge ohne Anforderungen C 1.53 Fassadenanschluss einer Trennwand mit Schallund Brandschutzanforderungen mittels Wandschwertanschluss 1 Trennwandkitt 2 Plattenwerkstoff 3 U-Profil 4 verzinktes Stahlblech 5 Mineralwolle 6 L-Profil 7 Fugenspachtel/Fugendeckstreifen 8 Plattenstreifen C 1.54 Reduzieranschluss Einfachständer »Wand in Wand« C 1.55 Reduzieranschluss Doppelständer »Wand an Wand« mit Bleifolieneinlage (1) im Reduzierbereich

C 1.51

C 1.52

Bei einem Wandanschluss mit Schattenfuge an geputzte Massiv- oder Sichtbetonwände sollte grundsätzlich die jeweils innere durchgehende, an die Wand stoßende Plattenlage mit elastoplastischer Spachtelmasse abgedichtet werden. Reduzieranschlüsse

Um leichte Ausbauwände an Stützen und Fassaden anzuschließen, muss oft die Dicke der Wand auf das Maß der Stütze oder des Fassadenprofils reduziert werden. Da die Wanddicke im Reduzierbereich verringert ist, sinkt der Schalldämmwert der gesamten Wand. Um den geringeren Schalldämmwert der dünneren Wand dem Niveau der Trennwand anzugleichen, können in diesem Bereich als Beplankung bleifolienkaschierte Platten verwendet oder eine Bleifolie ein- oder beidseitig angebracht werden. Die damit verbundene Massenerhöhung der Beplankung steigert das Schalldämmaß dieses Zwischenelements. Um die resultierenden Schallschutzminderungen der Trennwand durch einen Reduzieranschluss zu begrenzen, sollte die Breite des reduzierten Wandstücks möglichst gering gehalten werden. Die brandschutztechnische Qualität einer Trennwand kann trotz Reduzieranschluss bestehen bleiben, wenn die Beplankungsdicke und Mineralwolleinlage wie im übrigen Wandbereich beibehalten werden. Reduzieranschluss »Wand in Wand« Ist nur eine geringfügige Verringerung der Wanddicke notwendig, so bietet sich ein Reduzieranschluss nach dem Prinzip »Wand in Wand« an (Abb. C 1.54). Zwischen der auskragenden Beplankung der Trennwand und der Stütze ist eine zweite, mit kleineren Profilen ausgeführte Wand gesetzt, die an die Stütze angeschlossen wird. Der Fassadenanschluss in Abb. C 1.53 zeigt, dass selbst bei einem besonders schlanken Reduzieranschluss eine Verminderung des Schalldämmwerts bei Ausbauwänden mit einem bewerteten Schalldämmmaß Rw ≤ 50 dB verhindert werden kann. Bei einem Wert Rw ≥ 50 dB der Grundtrennwand reduziert sich der Schalldämmwert bei diesem Anschluss lediglich um 1 dB.

≥ 25 mm 1

7 8

2

3

4

5

6

≤ 625 mm

C 1.53

1 C 1.54

C 1.55

135

Wandsysteme im Ausbau

x

x

Reduzieranschluss »Wand an Wand« Bei einer deutlichen Verringerung der Wanddicke erfolgt der Reduzieranschluss als »Wand an Wand«-Konstruktion. Dabei wird der Trennwandkopf vor der Stütze oder Fassade ähnlich einem Wandende mit dem Bekleidungswerkstoff versehen. An dieses Wandende wird nun eine Zwischenwand mit einer der Stütze entsprechenden Dicke angeschlossen (Abb. C 1.55, S. 135).

x

Gleitende Anschlüsse 1

C 1.56

C 1.59 C 1.60

1

C 1.62

136

C 1.58

a

C 1.59

b

Gleitender Wandanschluss Ein gleitender Wandanschluss wird ausgebildet, indem auf eine direkte Befestigung der Trennwand mit Verbindungsmitteln an der Stütze oder Fassade verzichtet wird. Stattdessen wird die Beplankung der Trennwand lose über ein Zwischenelement geführt, sodass relative Bewegungen gegeneinander ermöglicht werden. Das Zwischenelement kann beispielsweise aus einem Profil bestehen, das mit schmalen, abgetreppten Plattenstreifen beplankt ist (Abb. C 1.56). Bei gleichzeitiger Reduzierung der Wanddicke wird der gleitende Wandanschluss mittels Plattenstreifen im Anschlussbereich ausgeführt. Dabei besteht das Zwischenelement aus verschraubten Plattenstreifen, über die die Beplankung der reduzierten Trennwand übergeschoben wird (Abb. C 1.57). Gleitender Deckenanschluss Die Ausführung eines gleitenden Anschlusses der Trennwand an die Decke ist erforderlich, falls mit einer Deckendurchbiegung infolge Lasteinwirkung oder Kriechen von mehr als 10 mm zu rechnen ist. In diesen Fällen muss eine Bewegungsfuge vorgesehen werden, deren Maß (mindestens) der zu erwartenden Deckendurchbiegung entspricht. Hierzu sind die Ständerprofile und die Bekleidung der Trennwand um das Maß der Bewegungsfuge zu kürzen, sodass eine Fuge zwischen den Ständerprofilen und dem Steg des Anschlussprofils sowie zwischen Bekleidung und Rohdecke entsteht. Da das Ständerprofil noch mindestens 15 –20 mm in das Deckenanschlussprofil eingreifen muss, ist bei einer Flanschhöhe des Anschlussprofils von 40 mm eine Bewegungsfuge bis zu 25 mm möglich. Da das Anschlussprofil zwischen Trennwandständer und Trennwandbeplankung gleitet, darf die Verschraubung der Trennwandbeplankung nur in den Ständerprofilen und nicht im Deckenanschlussprofil erfolgen. Dabei sollte ein Mindestabstand von 20 mm zwischen der Verschraubung und der Unterkante des Anschlussprofilflanschs eingehalten werden. An den freien Kanten der Beplankung kann ein Kantenschutzprofil befestigt und flächeneben eingespachtelt werden.

x+5

2

C 1.61

a Einfachständerwand b Doppelständerwand Einbau verschiedener Zargen in eine Ständerwand a Stahlzarge b Aluminiumzarge c Fertigzarge d Holzzarge in Holzständerwand Anordnung von Ständern und Beplankung, Plattenstöße auf der Rückseite bzw. zweite Plattenlage gestrichelt dargestellt

20 x

C 1.57 C 1.58

gleitender Wandanschluss einer Trennwand an leichtes Außenwandelement »Wand in Wand« gleitender Reduzieranschluss »Wand an Wand« gleitender Deckenanschluss x ≤ 20 mm bei Wänden mit Brandschutzanforderungen 1 Plattenstreifen 2 Oberkante Ständer vollständige und teilweise Integration eines Unterzugs in eine Trennwand einseitige Integration eines Unterzugs in eine Trennwand

C 1.57

x

C 1.56

Gleitende Anschlüsse sind erforderlich, wenn mit einer Bewegung des Anschlussbauteils, z. B. bei einem leichten Fassadenelement infolge auftretender Windlast, gerechnet wird.

C 1.60

Wandsysteme im Ausbau

Falls Brandschutzanforderungen an die Wand gestellt werden, ist das Deckenanschlussprofil mit Plattenstreifen zu hinterfüttern (Abb. C 1.58). In diesem Fall darf die Bewegungsfuge 20 mm nicht überschreiten. Die Breite (b) der Plattenstreifen muss der Stegbreite des oberen Anschlussprofils der Ständerwand entsprechen. Die Brandschutznorm schreibt in Abhängigkeit von der Feuerwiderstandsklasse Mindestbreiten (b) der Plattenstreifen vor: • F 30 bis F 90: b ≥ 50 mm • F 120: b ≥ 75 mm • F 180: b ≥ 150 mm Die erforderliche Gesamthöhe der Plattenstreifen addiert sich aus dem Maß der zu erwartenden Deckendurchbiegung, der zulässigen Bewegungsfuge (bei Brandschutzanforderungen ≤ 20 mm) und der seitlichen Überdeckung der Trennwandbeplankung von mindestens 20 mm. Die sich ergebende Schallschutzabminderung durch den dargestellten gleitenden Deckenanschlusses beträgt bis zu 3 dB. Die konstruktive Ausbildung des gleitenden Deckenanschlusses von Einfachständerwänden ist auf Doppelständerwände übertragbar. Sind Deckendurchbiegungen zu erwarten, die kleiner als 10 mm sind, so kann auf einen gleitenden Deckenanschluss verzichtet werden. In diesem Fall sind lediglich die Ständerprofile um ca. 20 mm verkürzt in das Deckenanschlussprofil einzustellen. Die Beplankung ist gleichfalls verkürzt auszubilden. Die verbleibende Bewegungsfuge zur Rohdecke kann entweder als Schattenfuge ausgebildet oder mit einem elasto-plastischen Material geschlossen werden.

a

c

b

d C 1.61

Integration von Stützen und Unterzügen

Bei Ausbaukonstruktionen mit Hohlraum können Stützen und Unterzüge integriert werden. Die Beplankung der Ausbauwände wird ohne Unterbrechung an Stützen bzw. Unterzügen vorbeigeführt, ohne die Ständer an der Stütze befestigen zu müssen. Die Wanddicke kann durch die flexible Breite des Hohlraums den Maßen der Stützen oder Unterzüge angepasst werden (Abb. C 1.59). Ist eine vollständige Einbindung von Stützen oder Unterzügen in die Trennwand nicht möglich, so kann zumindest eine Seite der Wandbekleidung an der Stütze bzw. dem Unterzug vorbeigeführt werden (Abb. C 1.60). Türen

Die Türzarge ist das Bindeglied zwischen Wand und Türblatt und bestimmt so die Einbausituation der Tür und die Art des Anschlusses. Neben den üblichen Türzargen aus Stahl, Aluminium oder Holz können auch Fertigzargen oder Spezialzargen mit erhöhtem Schall- oder Brandschutz eingesetzt werden. Darüber hinaus sind auch raumhohe Türzargen, beispielsweise mit Kämpfer für ein Oberlicht, und Zargen für Schiebetüren erhältlich. C 1.62

137

Wandsysteme im Ausbau

Durchgangsbreite

1

2 4

5

3

Türblatthöhe

Durchgangshöhe

Box

Anschlag

4

5 modulare Breite

a

b

Der Anschluss verschiedener Zargen an eine Ständerwand ist in Abb. C 1.61 dargestellt. Um eine spätere Rissbildung entlang des Plattenstoßes zu vermeiden, ist es wichtig, dass die Plattenstöße beim Anbringen der Beplankung nicht auf dem seitlichen Randständer der Tür, sondern oberhalb des Türsturzes liegen. Des Weiteren werden die Plattenstöße der beiden Wandseiten gegeneinander versetzt, damit diese sich nicht gegenüberliegen. Bei zweilagiger Oberflächenbekleidung werden die Fugen der beiden Plattenlagen gegeneinander versetzt angeordnet (Abb. C 1.62, S. 137). Besonders platzsparend ist die Integration von Schiebetüren in Leichtbauwände, da diese komplett in der Wand versenkt werden können. Hierzu ist ein entsprechendes Führungsschie-

nensystem erforderlich, zudem spezielle Metallständerprofile, die den verbleibenden Restquerschnitt der Wand im Einschubbereich stabilisieren (Abb C 1.63). Um Brandschutzanforderungen zu erfüllen, sind generell Türen zu verwenden, die als »Brandschutztür« zugelassen sind. Dabei ist zu beachten, dass sich die Zulassung der Tür auf die Anforderungen der entsprechenden Wand bezieht, in die sie eingebaut werden soll. Da es bei Brandschutztüren auf das einwandfreie Zusammenwirken der einzelnen Komponenten wie Türblatt, Zarge und Schließmechanismus ankommt, werden diese bereits im Werk zusammengesetzt und das Türelement als Ganzes geliefert. Durch Tür- oder Fensteröffnungen wird die re-

C 1.63

C 1.64

C 1.64

138

a

C 1.63

Schiebetür mit Holztürblatt und gekanteten Gipsplatten; horizontaler Schnitt (a), vertikaler Schnitt (b) 1 Sturzblende 2 Passblende 3 Wartungsblende 4 Laibungsblende Türbox 5 Laibungsblende Anschlag Anschluss von Festverglasung in einer Ständerwand (Brandschutzverglasung F 30)

sultierende Schalldämmung einer Trennwand ungünstig beeinflusst, da diese Flächen meist ein geringeres Schalldämmmaß als die Trennwand aufweisen. Der Einfluss von Flächen mit geringerer Schalldämmung auf die resultierende Luftschalldämmung einer Trennwand kann durch ein im Beiblatt 1 zu DIN 4109, Abschnitt 11 dargestelltes Rechenverfahren abgeschätzt werden. Die resultierende Schalldämmung hängt dabei sowohl von der Schalldämmung des Türblatts als auch von der Qualität der Falzdichtungen ab, insbesondere von der Dichtung der unteren Türfuge. Oberlichter und Glasfelder

Der Einbau von Oberlichtern und Glasfeldern in Ständerwände wird dadurch begrenzt, dass im

C 1.65 Trennwand mit Oberlichtern a Unterkonstruktion b nach Fertigstellung C 1.66 Wandflächenheizung in Kombination mit einem function-channel (neben Beleuchtung auch Aufnahme der Vor- und Rücklaufrohre der Flächenheizung) C 1.67 isometrische Darstellung einer in die Wand integrierten Kapillarrohrmatte

b

C 1.65

Wandsysteme im Ausbau

Bereich einer Fensteröffnung nicht mehr als ein Profil unterbrochen werden darf. Jeder zweite Ständer muss bis zur Rohdecke durchlaufen, damit die Stabilität der Wand nicht beeinträchtigt wird. Daraus ergibt sich eine maximale Breite von 125 cm je Glasfeld. Die horizontalen Laibungen der Fensteröffnungen sind mit UW-Profilen zu umkleiden, die auf die senkrechten Ständerwandprofile aufgeschoben werden (Abb C 1.64). Die Beplankung ist im Laibungsbereich grundsätzlich mit den UW-Profilen zu verschrauben. Die Montage der Glasfelder erfolgt erst, nachdem die oberflächenbildenden Plattenwerkstoffe angebracht und verspachtelt worden sind (Abb C 1.65).

Integration gebäudetechnischer Anlagen Neben der Möglichkeit der Integration von Installationsleitungen im Wandhohlraum können Ausbauwände auch raumklimatische Funktionen übernehmen (siehe Flächenheizungen, S. 176). Flächenheizungen

Bei niedrigen Temperaturen der Wandoberfläche bedarf es höherer Raumtemperaturen, damit sich beim Nutzer ein Gefühl der Behaglichkeit einstellt. Bei Verwendung von Flächenheizsystemen geschieht dies gegenüber Heizkörpern bereits bei 2 – 3 °C niedrigeren Raumlufttemperaturen (siehe Luft- und Oberflächentemperatur, S. 36).

C 1.66

Die üblichen Wandflächenheizungen bestehen aus Kunststoff- oder Kupferrohrregistern sowie Kapillarrohrmatten aus Kunststoff. Die Installation der Heizregister erfolgt auf der Rückseite mineralischer Platten, z. B. Gipsfaser- oder Gipskartonplatten (Abb C 1.66 und C 1.67). Als flexible Systeme sind sie einfach in den Ständerwänden zu montieren und passen sich auch gekrümmten Flächen an. Für Standardsysteme beträgt der Abstand zwischen den Tragprofilen 420 mm. Vorteile von Flächenheizungssystemen: • niedrige Vorlauftemperatur (maximal 35 °C) • dünner Wandaufbau (Gesamtaufbauhöhe 20 – 40 mm) • gleichmäßige Wärmeverteilung • schnelle Abgabe der Strahlungswärme Das durch die Rohre oder Kapillaren strömende erwärmte Wasser gibt seine Wärme gleichmäßig an die dicht anliegenden Gipsfaser-/ Gipskartonplatten ab. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Plattenwerkstoffs begünstigt dabei eine hohe Wärmeübertragung und geringe Anheizzeit. Neben den Kapillarrohrsystemen gibt es auch Systeme aus geschlossenen, vorgefertigten Elementen. Hierbei werden Rohrregister oder Kapillarrohre auf Gipsbauplatten kaschiert oder während der Plattenherstellung mit eingegossen. Die geschlossenen Systeme können direkt an Wandständerprofilen befestigt werden.

C 1.67

139

Deckensysteme im Ausbau Karsten Tichelmann, Bastian Ziegler

C 2.1

Als oberer Abschluss des Raums bieten Deckensysteme im Ausbau unterschiedlichste Möglichkeiten, um gestalterische und funktionale Anforderungen zu erfüllen. Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Systeme werden im Folgenden nur die Standardsysteme und einige Ausführungsbeispiele vorgestellt, die Grundlage für zahlreiche Konstruktionsvarianten sind. Grundsätzlich werden die Deckensysteme nach der Art der Oberfläche in Systeme mit fugenfreier und solche mit gerasterter Decklage unterteilt. Die weiteren Unterscheidungen sind in Abb. C 2.3 dargestellt.

C 2.1 C 2.2

C 2.3 C 2.4

C 2.5

Coens Galerie, Grevenbroich (D) 2002, Chapman Taylor Architekten Deckenbekleidung mit Unterkonstruktion aus Holzlatten (Maße x, y und L nach Herstellerangaben) a Isometrie 1 Befestigung an der Rohdecke 2 Grundlatte 3 Beplankung 4 Traglatte x Abstand der Befestigungspunkte y Abstand der Grundlatten L Abstand der Traglatten b Schnitt Systemübersicht Deckensysteme abgehängte Deckensysteme mit Grund- und Tragprofilen aus Metall- und Schnellabhängern (Maße x, y und L nach Herstellerangaben) a Isometrie 1 Befestigung an der Rohdecke 2 Grundlatte 3 Beplankung 4 Traglatte x Abstand der Befestigungspunkte y Abstand der Grundlatten L Abstand der Traglatten b Schnitt Terminologie für Unterdecken 1 Rohdecke 2 Verankerungselement 3 Bekleidungswerkstoff 4 Verbindungselement 5 Verbindungsmittel (Schraube, Dübel) 6 Abhänger 7 Unterkonstruktion (Grundprofil) 8 Unterkonstruktion (Tragprofil)

Neben den raumbildenden, gestalterischen und installationstechnischen Anforderungen können Deckensysteme im Ausbau bauphysikalische Funktionen übernehmen. Nachträglich angebrachte Deckensysteme können raumakustische sowie schall- und brandschutztechnische Verbesserungen der vorhandenen Rohdecke bewirken. Bei der Entscheidung für ein Deckensystem sind neben der Bauart der tragenden Rohdecke und gestalterischen Aspekten folgende Kriterien zu berücksichtigen: technische Anforderungen • Flexibilität, Anpassungsfähigkeit, Erweiterbarkeit • Revisionsmöglichkeit, Zugang zum Deckenhohlraum

• Integration von Beleuchtung, Lüftung und Technik • nachträglicher Anschluß von Trennwänden an die Decke • Austauschbarkeit einzelner Deckenelemente • Ballwurfsicherheit • Langlebigkeit, Empfindlichkeit, Reinigungsmöglichkeiten bauphysikalische Anforderungen • Feuerwiderstand des Deckensystems oder in Verbindung mit der Rohdecke • Baustoffklasse der Materialien • Luft- und Trittschalldämmung in Verbindung mit der Rohdecke • Schalllängsdämmung • Schallabsorption • Feuchteverhalten, Korrosionsverhalten • Wärmeleitfähigkeit Im Hinblick auf die Raumgestaltung bieten Deckensysteme vielfältige Möglichkeiten. Die Gestaltungsbreite reicht von ebenen Decken bis hin zu komplexen, frei gestaltbaren Formen: • fugenfrei oder gerastert • Rechteckplatten, Kassetten, Paneele, Gitter, Waben, Lamellen • Unterkonstruktion sichtbar oder verdeckt • Lichtdecken Da die Betrachtung der gesamten Lebenszykluskosten eines Gebäudes einen wichtigen Fak-

x 1 2 4 3

L a

y b C 2.2

140

Deckensysteme im Ausbau

Deckensysteme

Decklage fugenfrei

Spanndecken

Decklage gerastert

Plattendecken

Kunststofffolien

Paneeldecken

Gipsbauplatten • geschlossen • gelocht • frei geformt Putzträgerplatten weitere Plattenwerkstoffe

Metall Holz und Holzwerkstoffe Kunststoff

Kassetten und Langfeldplatten (Bandraster)

offene Decklage

Mineralfaserplatten Metall Gipsbauplatten Holzwerkstoffplatten Glas / Plexiglas (Lichtdecken)

Gitterdecken Kunststoff Metall Waben- und Lamellendecken Mineralfaserplatten Akustikelemente C 2.3

tor bei Investitionsplanungen darstellt, sind die folgenden ökonomischen Gesichtspunkte nicht zu vernachlässigen (siehe Material, S. 75ff.):

• Unterkonstruktion aus verschiedenen Profilen • Verbindungsmittel • Decklagen

• Herstellungskosten • Entsorgungskosten • Aufwand bei Änderungen und Nachinstallationen

Speziell bei Unterdecken ist darauf zu achten, dass Elemente von verschiedenen, geprüften Unterkonstruktionssystemen nicht miteinander kombiniert werden. Es darf stets nur ein System verwendet werden, da beispielsweise die zulässigen Belastungen immer am Gesamtsystem ermittelt werden.

Konstruktionsprinzipien Als nicht tragende Konstruktionen werden Deckensysteme an tragenden Rohdecken oder Dachkonstruktionen befestigt oder als frei tragende Systeme zwischen Wänden eingesetzt. Dabei werden zwei Befestigungsvarianten unterschieden: • Deckenbekleidungen: Die Holz- oder Metallunterkonstruktion ist direkt an der Rohdecke befestigt (Abb. C 2.2). • Unterdecken: Die Holz- oder Metallunterkonstruktion wird an der Rohdecke abgehängt oder von Wand zu Wand gespannt (Abb. C 2.4). Konstruktive Bauteile

Unterdecken und Deckenbekleidungen bestehen aus folgenden Bauteilen (Abb. C 2.5): • Verankerungselemente • Abhängelement (nur bei Unterdecken)

1

Verankerungselemente Verankerungselemente stellen die kraftschlüssige Verbindung mit der tragenden Rohdecke her. Die Anzahl der Verankerungen wird so bemessen, dass die zulässige Tragkraft der Verankerungselemente sowie die zulässige Verformung der Unterkonstruktion der Decke nicht überschritten werden. Es ist mindestens eine Verankerung je 1,5 m² Deckenfläche vorzusehen. Verankerungselemente sind z. B. einbetonierte Halterungen, Dübel und Setzbolzen. Abhängelemente Über Abhängelemente wird die Unterkonstruktion mit den Verankerungselementen verbunden. Sie besitzen in der Regel eine Vorrichtung zur Höhenjustierung, um auch bei Höhendifferenzen der Rohdecke eine ebene Unterdecke ausbilden zu können. Man unterscheidet unter anderem in Schnellabhänger, Noniusabhänger und Direktabhänger (Abb. C 2.7, S. 142).

Unterkonstruktion Die Unterkonstruktion besteht aus in zwei Ebenen übereinander angebrachten Grund- und Tragprofilen sowie den entsprechenden Verbindungselementen. An den raumseitig liegenden Tragprofilen wird die Oberflächenbekleidung befestigt (Abb C 2.4). Verbindungselemente Die Verbindungselemente verbinden die Einzelelemente der Konstruktion miteinander. Es werden unter anderem Dübel, Schrauben, Schellen und Profilverbinder verwendet. Die Elemente unterscheiden sich je nach Deckensystem. Decklage Die Decklage kann im Hinblick auf Material, Form und Gestaltung unterschiedlich ausgebildet werden: • • • •

Platten für fugenfreie Deckenflächen Rasterplatten Paneele Gitter-, Waben- und Lamellenkonstruktionen

Fugenlose Deckensysteme

Die am weitesten verbreiteten fugenlosen Deckensysteme bestehen aus einer Unterkonstruktion in Verbindung mit einer Oberflächenbekleidung aus Gipsplattenwerkstoffen. Die Unterkonstruktion ist dabei aus Holz oder Metall und wird direkt oder über Abhängelemente an der Rohdecke befestigt. Beispielhafte Unter-

x

1 2

5 6 7

2 4 3

L a

y

3

4

8

b C 2.4

C 2.5

141

Deckensysteme im Ausbau

C 2.6 C 2.7

C 2.8 C 2.9 C 2.10 C 2.11

C 2.12 C 2.13

Unterkonstruktion einer einachsig gewölbten Deckenfläche übliche Abhängelemente a Schnellabhänger b Noniusabhänger c Direktabhänger Befestigung der Traglattung aus Holz mittels Direktabhänger Unterkonstruktion mit Grund- und Tragprofilen aus Holz, Abhängung mit Schnellabhängern Stirnkantenstoß von Gipskartonplatten, Plattenkanten angefast gerasterte Deckenfläche mit integrierten Beleuchtungselementen und sichtbarer Unterkonstruktion geschwungene Metallkassettendecke Unterkonstruktion einer ebenen Deckenfläche

C 2.14

Rasterdecke mit verdeckter Konstruktion im Z-System, Standardausführung 1 Abhänger 2 t- oder c-förmiges Grundprofil 3 Verbindungselement für Grundprofil 4 Tragprofil mit z-ähnlichem Querschnitt (Z-Profile) 5 Verbindungselement Grundprofil/Tragprofil 6 Verbindungselement für Tragprofil 7 t-förmiges Aussteifungsprofil (nur für weiche Platten, z. B. Mineralfaserplatten) 8 Wandanschluss mit Winkelprofil 9 Wandfeder a Isometrie b Schnitt in Querrichtung c Schnitt in Längsrichtung C 2.6

a C 2.8

Befestigungsseite wechseln

b

C 2.9 2.9 C

konstruktionen aus Holz sind in den Abb. C 2.8 und C 2.9 dargestellt. Die Oberflächenbekleidung wird direkt mit der Unterkonstruktion verschraubt. Die Verbindungsmittel und die Fugen zwischen den Platten werden anschließend verspachtelt, sodass eine fugenlose Oberfläche entsteht (Abb. C 2.10). Aus Gipsplattenwerkstoffen, die wegen ihrer vielfältigen gestalterischen und bauphysikalischen Eigenschaften meistens Verwendung finden, können brand- und schallschutztechnisch klassifizierte Deckenkonstruktionen erstellt werden. Die Nachweise erfolgen über die DIN 4102 und DIN 4109 oder über Prüfzeugnisse der Systemgeber. Gewölbte Deckenformen lassen sich durch die Verwendung von biegsamen Gipsplattenwerkstoffen bei entsprechender Ausbildung der Unterkonstruktion realisieren. Beispielsweise kann eine einachsig gewölbte Deckenform gebildet werden, indem auf gebogenen Grundprofilen gerade Tragprofile angebracht werden (Abb. C 2.6). Bei der Planung eines fugenlosen Deckensystems ist zu berücksichtigen, dass Einbauten in der Unterdecke (z. B. Einbauleuchten, Revisionsklappen) in der Regel eine Auswechslung der Unterkonstruktion erfordern und zusätzliche Abhänger angeordnet werden müssen. Bei frühzeitiger Festlegung der Lage von Einbauten ist der handwerkliche Aufwand für die Anpassung der Unterkonstruktion gering. Eine nachträgliche Integration von Einbauten ist dagegen aufwendig und mit größeren Eingriffen in die Unterdecke verbunden. Systeme mit gerasterter Deckenfläche

c

C 2.7 C 2.10

142

Bei Systemen mit gerasterter Deckenfläche entsteht die Struktur der Decke dadurch, dass die einzelnen, in die Unterkonstruktion eingelegten oder eingeklemmten Deckenplatten als solche durch das entstehende Fugenbild erkennbar sind. Diese Rasterung kann dadurch verstärkt werden, dass die Tragprofile, die in den Fugen zwischen den Platten verlaufen, sichtbar bleiben (Abb. C 2.11). Als Rastermaß, das durch das Format der eingesetzten Platten vorgegeben ist, haben sich überwiegend Abmessungen von 60 ≈ 60 cm

Deckensysteme im Ausbau

C 2.11

C 2.12

und 62,5 ≈ 62,5 cm durchgesetzt. Die Verwendung des halben oder doppelten Rastermaßes, auch in Verbindung mit rechteckigen Platten, ist aber ebenso üblich (Abb. C 2.12). Die Tragprofile der Unterkonstruktion sind im Abstand des Rastermaßes angebracht, sodass ein exaktes Einlegen oder Einklemmen der Deckenplatten möglich ist. Die einbaufertigen Platten werden nur dann bearbeitet oder zugeschnitten, wenn es sich um Randplatten handelt, die im Anschlussbereich von Wänden und Stützen angepasst werden müssen. Die verfügbaren Platten unterscheiden sich in Bezug auf Material, Oberfläche, Kantenform und auch im Hinblick auf ihre bauphysikalischen Eigenschaften (siehe Baustoffe für Beplankung und Oberfläche, S. 124ff.). Einbauelemente wie Beleuchtungskörper, Lüftungsauslässe und Revisionsklappen sind auf das Deckenraster abgestimmt und können anstelle einer Platte einsetzt werden. Derartige Elemente sind für alle Standardraster lieferbar. Ihre Ränder sind so ausgebildet, dass sie sich exakt in die Konstruktion einfügen und das Fugenbild unverändert bleibt. Für die Verwendung andersformatiger Einbauelemente wird in der Deckenfläche ein entsprechend großes Feld ausgespart. In dieses wird das Element dann eingefügt, indem es mit den angeschnittenen Kanten der Deckenplatten und den gegebenenfalls unterbrochenen Profilen fest verbunden wird. Ein höheres Gewicht der Einbauelemente im Vergleich zu den Deckenplatten kann zusätzliche Abhängungen erfordern.

Z-Systeme Als Z-Systeme werden Deckensysteme bezeichnet, bei denen die Tragprofile eine z-ähnliche Form haben (Abb. C 2.14). Konstruktives Merkmal ist die Anordnung der Metallkonstruktion in zwei Ebenen. Die obere Ebene wird von Grundprofilen gebildet, an welchen die untere Ebene aus z-förmigen Tragprofilen befestigt wird. Da die Grundprofile nicht in direkter Verbindung mit den Deckenplatten stehen, ist ihr Abstand untereinander nicht an ein bestimmtes Rastermaß gebunden und kann beliebig verändert werden (Abb. C 2.13). Dadurch ist es möglich, die Verankerungen und Abhängungen dort anzubringen, wo sich die tragende Konstruktion dazu anbietet und keine Installationen oder andere Einbauten die Befestigung behindern. Für den Abstand der Grundprofile untereinander besteht allerdings ein systemspezifischer Höchstabstand, der aus der maximalen Tragfähigkeit der Tragprofile resultiert. Die Platten sind an den z-förmigen Tragprofilen befestigt, der Abstand der Profile zueinander wird durch das Plattenformat bestimmt. Lage und Abstand der Z-Profile entsprechen dem Fugenverlauf der eingesetzten Deckenplatten. Bei weichen Platten (z. B. Mineralfaserplatten) werden zusätzlich t-förmige Aussteifungsprofile eingesetzt, die die Plattenstirnkanten aufnehmen und so die Durchbiegung verringern. Die Enden dieser Profile liegen auf den Flanschen

C 2.13

der Tragprofile auf. Als Wandanschluss dienen Winkelprofile zur Aufnahme der freien Kanten der zugeschnittenen Randplatten. Besondere Merkmale des Systems sind: • Das System ist für jede Plattenbreite und -länge und auch für Sonderformate geeignet. • Die Lage der Abhängungen und Grundprofile ist unabhängig vom Fugenverlauf der Decke und kann sich deshalb nach den Gegebenheiten vor Ort richten. • Bei Verwendung von Platten mit unterschiedlichen Kantenformen lassen sich mit der gleichen Unterkonstruktion verschiedene Varianten, z. B. mit sichtbarer Unterkonstruktion oder herausnehmbaren Platten, realisieren (Abb. 2.14). Die Abb. C 2.16 und C 2.17 (S. 144) zeigen einige beispielhafte Varianten für die Befestigung von Mineralfaserplatten an Z-Profilen. T-Systeme Bei T-Systemen ist die gesamte Metallunterkonstruktion im Gegensatz zu Z-Systemen in einer Ebene angeordnet. Alle Profile in diesem System haben einen T-förmigen Querschnitt, die Längs- und Querprofile sind hier fest miteinander verbunden (Abb. C 2.15, S. 144). Die Tragprofile werden im Abstand des einfachen oder doppelten Rastermaßes, das üblicherweise 60 oder 62,5 cm beträgt, mit Abhängern an der 1

Um Revisionsöffnungen in gerasterten Unterdecken zu integrieren, bieten sich folgende Möglichkeiten:

5 1

• alle Platten im Deckensystem sind herausnehmbar • einzelne, demontierbare Platten in Systemen mit fest eingebauten Platten • Verwendung von Revisionsklappen

4

5 7

8

b

6 4

Bezüglich der Konstruktion von Unterdecken werden verschiedene Systeme unterschieden, die vor allem im Hinblick auf die Tragprofile variieren. Die gängigsten Standardvarianten werden im Folgenden vorgestellt.

2

9

1

2 3

a

5

4

2

7

c

C 2.14

143

Deckensysteme im Ausbau

1

2

4

2

3

5 2

C 2.15

Decke angebracht. Zwischen diese Tragprofile werden nun, falls der Abstand dem doppelten Rastermaß entspricht, Querprofile eingesetzt. Anschließend kann ein quadratisches Raster durch den Einsatz von Verbindungsprofilen zwischen den Querprofilen hergestellt werden. Ohne die Verbindungsprofile ergibt sich ein rechteckiges Raster. Sind die Tragprofile im Abstand des einfachen Rastermaßes angebracht, können Verbindungsprofile anstatt der Querprofile verwendet werden. Allerdings wird bei dieser Variante eine größere Anzahl von Tragprofilen verbaut, womit wiederum der Aufwand für die Ausrichtung und Befestigung an der Rohdecke steigt.

Ob die Unterkonstruktion sichtbar oder verdeckt ist, hängt von den verwendeten Platten und deren Befestigung ab. Je nach Ausbildung der Plattenkante kann das Fugenbild unterschiedlich ausfallen. Beispielhafte Konstruktionsvarianten des Plattenanschlusses von Mineralfaserplatten in einem T-System sind in Abb. C 2.18 dargestellt. Bei sichtbaren Konstruktionen werden die Platten lediglich von oben auf die Profile aufgelegt und somit die unteren Flansche des Profilrasters nicht durch die Bekleidung verdeckt. Vorteil dieser Variante ist, dass die Platten durch einfaches Anheben demontiert werden können und der Deckenhohlraum dadurch an jeder Stelle zugänglich ist. Bei der Planung ist darauf

zu achten, dass zum Einlegen und Herausheben der Platten über den Profilen eine freie Höhe von ca. 8 cm erforderlich ist. Klemmsysteme Konstruktionen für Metalldecken können mit Klemmsystemen ausgeführt werden. Hierzu wird zunächst die Unterkonstruktion wie bei Zoder T-Systemen in einer oder zwei Ebenen erstellt. Die unterste Ebene, die die Decklage aufnimmt, besteht dabei aus Klemmschienen. Die Metalldeckenplatten haben einen auf diese Klemmschienen abgestimmten Rand, dessen seitliche Kassettenstege Dornen enthalten. Beim Einschieben der Kassettenstege von unten in die Klemmschiene rastet der Klemm-

C 2.15 a

C 2.16

b

C 2.17 a

C 2.18 c

C 2.16 1 C 2.19 C 2.20 3

2 C 2.21

4 C 2.22 C 2.23 C 2.24

b C 2.17

144

C 2.18

Rasterdecke im T-System, Standardausführung 1 Abhänger 2 t-förmige Tragprofile 3 Querprofile 4 Verbindungsprofil 5 Wandanschluss mit Winkelprofilen Konstruktionsvarianten mit Mineralfaserplatten im Z-System (jeweils Längs- und Querschnitt) a verdeckte Konstruktion mit Schattenfugen b verdeckte Konstruktion mit Nut-und-FederPlatten c halbverdeckte Konstruktion Z-System mit herausnehmbaren Mineralfaserplatten und verdeckter Unterkonstruktion 1 Abhänger 2 t- oder c-förmige Grundprofile 3 Verbindungselemente für Grundprofile 4 Tragprofile mit z-ähnlichem Querschnitt (Z-Profile) 5 Verbindungselement Grundprofil/Tragprofil Konstruktionsvarianten mit Mineralfaserplatten im T-System (jeweils Längs- und Querschnitt) a halbverdeckte Konstruktion mit oder ohne Schattenfuge b verdeckte Konstruktion Mineralfaserdecke als Bandrasterdecke Bandraster in kreuzweiser Anordnung mit quadratischen Metallkassetten, Flughafen Terminal 2, München (D) 2003, K+P Architekten Klemmprofil und Kassettenstege mit Klemmdornen (Schema) 1 Klemmprofil 2 Klemmkassette abklappbare Fensterkassette Klappmechanismus verschiedene Bandrasterprofile

Deckensysteme im Ausbau

3

4

1

1 2 3 4

drucksteife Abhänger Bandrasterprofile Schrägaussteifung Verbindungselemente für Bandrasterprofile 5 t- oder z-förmige Aussteifungsprofile 6 L-Profile (für herausnehmbare Platten werden zwei L-Profile eingesetzt)

5

2 6

dorn im Inneren der Tragschiene oberhalb ihres Druckpunkts ein, wobei ein eventueller zweiter Klemmdorn unter dem Druckpunkt liegen bleiben kann. Die Kassette ist somit fest fixiert (Abb. C 2.21). Bei entsprechender Ausbildung der Metallkassette ist es möglich, einzelne Elemente im Deckenfeld aufzuklappen, ohne sie vollständig aus der Unterkonstruktion zu lösen oder andere Kassetten zu bewegen. Dies erleichtert gelegentliche Arbeiten im Deckenhohlraum. Hierzu wird der Klemmsteg an zwei Seiten verlängert und an diesen ein weiterer Dorn angebracht, der beim Herausziehen der Platte in der Klemmschiene verbleibt und als Gelenk dient (Abb. C 2.22 und C 2.23).

C 2.19

C 2.20

Bandrasterdecken Bandrasterdecken werden dann eingeplant, wenn leichte oder versetzbare Trennwände nicht bis zur Rohdecke durchgehen sollen, sondern nur bis zur Unterdecke reichen und dort fest und sicher verankert werden müssen. Die Unterkonstruktion entspricht dabei der von T-Systemen mit dem Unterschied, dass die Tragprofile in bestimmten Abständen aus besonders stabilen und sichtbar bleibenden Profilen bestehen, den Bandrasterprofilen (Abb. C 2.19). Der Abstand dieser Profile ergibt sich aus dem gewählten Ausbauraster, welches sich üblicherweise aus den Rohbauabmessungen herleitet. Die Profile werden entweder in parallelen Achsen oder auch kreuzweise

eingebaut, je nachdem in welchen Achsen der Einbau von Trennwänden erforderlich ist (Abb. C 2.20). Die Bandrasterprofile sind zwischen 50 und 150 mm breit und dienen als Auflager für die Deckenplatten und gleichzeitig als Befestigungsmöglichkeit für die Trennwände. Um horizontale Kräfte aus einer Belastung der Wand (z. B. durch Türen) in die tragende Rohdecke ableiten zu können, sind zusätzliche konstruktive Aussteifungen im Deckenhohlraum nötig. Da die Unterdecke beim Montieren und Demontieren eines Trennwandelements nicht entfernt werden muss, ist das Umsetzen einer Trennwand mit wenig Aufwand verbunden. Zudem können Installationen frei und ungehindert über die gesamte Geschossfläche geführt werden und deren Lage hat keine Einschränkung bei einem nachträglichen Einbau von Trennwänden. Bandraster eignen sich daher gut für die Integration von Beleuchtung, Lüftungselementen und Stromschienen. Die Integration von Beleuchtungselementen ist möglich, indem die Bandrasterprofile gegen Bandrasterleuchten ausgetauscht oder Langfeldleuchten in die Deckenfelder zwischen den Bandrasterprofilen eingesetzt werden. Darüber hinaus besteht weiterhin die Möglichkeit, Installationen in die Deckenplatten zu integrieren. Verschiedene Bandrasterprofile in Kombination mit Metalldeckenplatten sind in Abb. C 2.24 dargestellt.

1 2

C 2.21

C 2.22

C 2.23

C 2.24

Paneeldecken Paneeldecken bestehen aus plattenartigen Metallelementen aus Aluminium oder Stahl, welche in Tragschienen eingeschoben oder eingeklemmt werden (Abb. C 2.25, S. 146). Die Tragschienen sind über Abhänger an der Rohdecke befestigt und weisen an ihrer Unterseite in regelmäßigen Abständen Halterungen auf, in die die Stege der Metallelemente greifen. Der Abstand der Halterungen und die Breite der Metallelementen müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass die Paneelbreite immer einem ganzzahligen Vielfachen des Halterabstands entspricht (Abb. C 2.26, S. 146). Die Integration von Beleuchtung, Klima, Lüftung und anderen Einbauten ist auch in Paneel-

145

Deckensysteme im Ausbau

34

34

84

134

184

234 C 2.25

4 1

2

3

3

C 2.26

C 2.27

decken möglich. Die Paneele sind in verschiedenen Oberflächen und Farben lieferbar. Gestaltungsmöglichkeiten hat man u. a. durch die Anordnung verschiedener Paneelbreiten, die Verlegerichtungen oder der Fugenausbildung. Metallpaneelsysteme sind in der Regel auch für Feuchträume geeignet.

etwaiger Einbauten. Sie sind größer dimensioniert als übliche Wandanschlussprofile. Frei tragende Unterdecken ohne Unterkonstruktion können beispielsweise aus u-förmig gefalteten Platten bestehen, die zulässige Spannweite ist dabei von deren Steghöhe abhängig. Die Faltung erhöht die Steifigkeit und Tragfähigkeit der Gipsplatten. In der Regel sind diese frei tragenden Decken als brandschutztechnisch selbstständige Decken bei Brandbeanspruchung von oben und unten klassifiziert. Da die angrenzenden Wände die gesamte Eigenlast der Unterdecke aufnehmen und auch im Brandfall tragen müssen, benötigen sie die gleiche Feuerwiderstandsklasse wie die Unterdecke (Abb. C 2.28).

Frei tragende Unterdecken

5

1

6

C 2.28

C 2.25 C 2.26 C 2.27 C 2.28

C 2.29

C 2.30

C 2.31

C 2.32 C 2.33

146

Paneeldecke mit einsetzbaren Paneelbreiten Tragschiene im Modul 50 und einsetzbare Paneelbreiten schematische Darstellung eines Gitterplattenelements frei tragende Flurdecke (Spezialbrandschutzplatten mit unterseitiger Metallkassette), Auflagerung auf Randfries, F 90 – AB bei Brandbeanspruchung von oben nach unten 1 Spezialbrandschutzplatte 2 Blähpapierstreifen 3 Mineralwollstreifen 4 Gewindestange 5 Metallkassette 6 Wandwinkel Schema einer Lamellendecke 1 Abhänger 2 t-förmige Tragprofile 3 Verbindungskupplungen für Tragprofile 4 Deckenlamellen Wabendecke im Quadrat-/Rechtecksystem 1 spezielle Abhänger 2 Tragprofile 3 Querprofile Knotenpunkt einer Dreieckwabendecke 1 Knotenblech 2 Tragprofil 3 Knotenprofil gestalterische Varianten von Wabendecken Pinakothek der Moderne, München (D) 2003, Stefan Braunfels

Unter frei tragenden Deckensystemen werden Konstruktionen verstanden, die nicht an der Rohdecke abgehängt sind, sondern von Wand zu Wand spannen. Die Überbrückung erfolgt entweder durch eine Tragkonstruktion, die an der Deckenplatte befestigt ist, oder durch selbsttragende Deckenplatten, die durch innere Aussteifung oder eine Kastenform eine hohe Tragfähigkeit erlangen. Freie Spannweiten von bis zu 5 m sind in Abhängigkeit vom gewählten System möglich. Frei tragende Unterdecken werden unter folgenden Bedingungen eingesetzt: • bei eingeschränkter Zugänglichkeit der tragenden Rohdecke für die Befestigung von Abhängern infolge einer hohen Installationsdichte • in Fluren, deren Decklage für Wartungs- und Reparaturarbeiten häufig demontiert werden muss • bei nicht ausreichend tragfähigen Rohdecken, wie es beim Bauen im Gebäudebestand vorkommen kann Die Decken können in der Regel keine weiteren Lasten aufnehmen, die Möglichkeit zur Integration von Leuchten oder anderen Einbauten ist daher systemabhängig und im Prüfzeugnis des Deckensystems geregelt. Die Deckenplatten sind entweder selbsttragend und benötigen keine separate Unterkonstruktion oder sie werden an Tragkonstruktionen befestigt oder darauf aufgelegt. Einige Systeme umfassen einzeln demontierbare oder abklappbare Deckenelemente, um eine einfache Zugänglichkeit des Deckenhohlraums zu gewährleisten. Die selbsttragenden Deckenplatten oder die Tragkonstruktionen werden von Wand zu Wand gespannt. Die Wandanschlussprofile tragen die Last der Decke und

Deckensysteme mit offener Deckenunterseite

Deckensystemen mit offener Deckenunterseite bilden keine geschlossene Fläche, über der Unterdecke verlegte Installationen sind somit frei zugänglich. Damit diese nicht das Erscheinungsbild des Raums beeinträchtigen, werden die Installationen meist in dunklen Farben gehalten und sind dadurch kaum wahrnehmbar. Lichtrasterdecken Lichtrasterdecken bestehen aus abgehängten Gitterplatten aus Kunststoff, Aluminium oder Stahl mit verschiedenen Beschichtungen. Diese können in der Untersicht beispielsweise quadratisch, kreis- oder wabenförmig sein, die Höhe des Stegs ist dabei variabel (Abb. C 2.27). Die Gitterplatten werden entweder auf T-Profile aufgelegt oder untereinander nahtlos verbunden und direkt abgehängt. Über den Gitterplatten werden üblicherweise Beleuchtungskörper angeordnet, sodass eine indirekte Beleuchtung für den darunter befindlichen Raum durch Reflexionen an den Gitterplatten entsteht. Diese Art der Beleuchtung ist besonders geeignet, wenn Anforderungen an die Blendungsbegrenzung bestehen. Durch entsprechend schräg gestellte Stege des Gitters ist die gezielt Beleuchtung einzelner Raumzonen möglich. Die Größe der einzelnen Öffnungen und die Höhe der Stege richtet sich nach den Anforderungen an die Beleuchtung und nach architektonisch-optischen Gründen.

Deckensysteme im Ausbau

3

1 2

3

1

4 2

2

3 C 2.29

Waben- und Lamellendecken Als Waben- und Lamellendecken werden Unterdecken bezeichnet, die aus senkrecht stehenden Deckenplatten – üblicherweise Mineralfaserplatten – bestehen (Abb. C 2.29 und C 2.30). Die Beleuchtung liegt oberhalb der Unterdecke, da senkrecht stehende Deckenplatten ähnlich den Gitterplatten den Lichteinfall nicht behindern, gleichzeitig jedoch einen guten Blendschutz bieten. Die senkrechte Anordnung der Platten erhöht gegenüber waagrecht angebrachten die Schallabsorptionsfläche an der Decke und ist somit auch für die nachträgliche Verbesserung der Raumakustik geeignet, sofern die Raumhöhe eine Installation zulässt (Abb. C 2.31 bis C 2.33).

Baustoffe Die Oberflächenbekleidung bestimmt maßgeblich die Eigenschaften eines Deckensystems, besonders hinsichtlich bauphysikalischer Anforderungen. Bei der Auswahl der zu verwendenden Baustoffe ist daher nicht nur auf deren Raumwirkung zu achten, sondern auch gerade auf deren Beschaffenheit. Baustoffe für die Unterkonstruktion

Metallprofile eignen sich als Unterkonstruktion für unterschiedlichste Plattenwerkstoffe wie Gips- und Holzwerkstoffplatten. Für den Einsatz in Unterdecken werden speziell die im Folgenden aufgeführten Profile verwendet (siehe Elementbauweise, S. 64ff.). C-Profile für Decken (CD-Profile) Um Abhänger befestigen zu können, sind CDProfile am Ende der Profilflansche umgebogen oder abgeknickt (Abb. C 2.4, Seite 141). Die Stegbreite beträgt mindestens 48 mm, um auf dem Profil gestoßene Platten mit einer ausreichenden Auflagerfläche befestigen zu können. Für gewölbte Deckenformen werden gebogene Deckenprofile eingesetzt. U-Anschlussprofile für Decken (UD-Profile) UD-Profile werden an den Wänden befestigt und sind ohne Abkantung offen, damit die CDProfile eingesteckt werden können.

1 C 2.30

C 2.31

T- und Z-Profile, Klemmschienen und Bandrasterprofile Diese speziell für den Einsatz in Unterdecken konzipierten Profile sind zwar in ihrer prinzipiellen Form immer ähnlich, sie unterscheiden sich allerdings je nach Systemanbieter (siehe Beschreibung der Systembeispiele, S. 143ff.). Baustoffe für die Decklage

Als Materialien für die Decklage werden beispielsweise Mineralfaser- und Gipswerkstoffplatten, Holzwerkstoffe und Metallelemente eingesetzt. Die Decklage wird systemabhängig entweder mit der Unterkonstruktion verschraubt, verklemmt oder darin eingelegt. Fugenlose Systeme mit Plattenbeplankung und deren Verspachtelung können zwar auch Anforderungen an die Raumakustik erfüllen, der Montageaufwand ist für diese Systeme bisher allerdings noch sehr hoch. Gelochte oder geschlitzte Platten sowie Paneele und Kassetten hingegen weisen ähnliche Schallabsorptionsgrade auf, bestimmen aber durch ihre Struktur maßgeblich die Optik der Deckenoberfläche.

C 2.32

Gipswerkstoffplatten Gipswerkstoffplatten weisen viele bauphysikalisch positive Eigenschaften auf, weshalb sie in Unterdeckensystemen häufig verwendet werden. Sie sind besonders für die Erfüllung von Brandschutzanforderungen an das Deckensystem geeignet, da sie der Baustoffklasse A angehören und sich wegen des chemisch gebundenen Kristallwassers im Brandfall günstig verhalten. Aufgrund der zum Hohlraum hin offenen Plattenstruktur gilt dies allerdings nicht für gelochte Platten. Der Einsatz von Gipswerkstoffen in feuchtebeanspruchten Bereichen ist nur in Kombination mit einem wirkungsvollen Flächenabdichtungssystem möglich, da der Gipswerkstoff sehr empfindlich auf Durchfeuchtung reagiert und die Struktur geschädigt werden kann. Um eine Deckenheizung oder -kühlung in die Unterdecke zu integrieren, können Gipsplatten verwendet werden, die bereits Kühl- bzw. Heizregister im Gipskern enthalten (siehe Abb. C 2.35 und Kühldeckensysteme, S. 155). Die Platten weisen in diesem Fall zwei RohranC 2.33

147

Deckensysteme im Ausbau

genutet, gefast und hinterschnitten für verdeckte Konstruktionen

genutet, überfalzt und gefast für demontierbare Decken

genutet, gefalzt und gefast für Schattenfugen

genutet und gefalzt für Schattenfugen

unbehandelt, scharfkantig für sichtbare Konstruktionen

rechtwinklig gefalzt für deckenbündige Konstruktionen

schräg gefalzt für Schattenfugen

rechtwinklig gefalzt für Schattenfugen

genutet und überfalzt für Nut-und-Feder-Platten

genutet, überfalzt und gefast für Nut-und-Feder-Platten C 2.34

C 2.34 Kantenformen von Mineralfaserdeckplatten C 2.35 Kühldeckensystem mit integriertem Kupfermäander C 2.36 Schutz des Deckenhohlraums durch eine brandschutztechnisch selbstständige Unterdecke C 2.37 Schutz eines Raums bei Brand im Deckenhohlraum durch eine brandschutztechnisch selbstständige Unterdecke C 2.38 Beispiel für den Einbau einer Deckenleuchte in einer Unterdecke mit Brandschutzanforderungen 1 Gewindestange 2 CD-Profil eingeschitten und umgebogen 3 Winkelprofil

C 2.39

C 2.40

Detailausführung der Lüftungsöffnung 1 Stahlblechwinkel 2 Gewindestange 3 Polystyrolwürfel Anschluss mit Schattenfuge und Brandschutzanforderungen 1 Anschlussdichtung (alternativ) 2 Anschlussprofil 3 Kantenprofil o. Ä. (alternativ) 4 Gipsplattenstreifen 5 Gipsplatte 6 Metallunterkonstruktion

C 2.35

148

schlüsse an der Plattenrückseite auf, an die ein Warm- oder Kaltwasserkreislauf angeschlossen wird. Es ist jedoch ebenfalls möglich, Heizoder Kühlrohre auf der Rückseite der Platten entlangzuführen. In diesem Fall sind Platten zu wählen, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Diese Eigenschaft wird durch eine hohe Rohdichte oder den Zusatz von Grafitpartikeln erreicht. Hinter den Rohrleitungen sollte eine zusätzliche Wärmedämmung angebracht werden, damit die Wärme nicht in den Deckenhohlraum übertragen wird. Metalldeckenelemente Da Metalle eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, eignen sich Metalldeckenelemente im Ausbau besonders gut für den Einsatz in Verbindung mit Heiz- oder Kühlelementen. Ein beispielhaftes Kühlsystem ist in Abb. C 2.63, S.154 dargestellt. Im Brandfall wiederum ist die hohe Wärmeleitfähigkeit eine negative Eigenschaft, sodass zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit Einlagen aus mineralischen Plattenwerkstoffen oder Mineralwolledämmstoffen in Metallkassetten verwendet werden. Die Optimierung der Raumakustik ist möglich, indem der Schallabsorptionsgrad durch Lochung der Deckenelemente erhöht wird. Mineralfaserplatten Mineralfaserplatten werden mit den unterschiedlichsten Oberflächenvarianten angeboten. Die Gestaltungsvielfalt reicht von glatten Oberflächen über Prägungen und Strukturierungen bis hin zu Lochungen. Überdies sind die Platten auch farbig erhältlich oder mit Metall- oder Kunststofffolien, Glasvlies oder Textilgewebe kaschiert. Je nach System sind die Kanten von Mineralfaserplatten genutet oder gefalzt, um das gewünschte Fugenbild zu erreichen (Abb. 2.34). Holzwerkstoffe Holzwerkstoffe können in Form von Brettern oder Platten als Deckenbekleidung verwendet werden. Bei Sichtschalungen ist die Kontrolle der Einbaufeuchte des Holzes besonders wichtig, um Verformungen und Rissbildungen im eingebauten Zustand durch Quellen oder Schwinden zu begrenzen. Wenn Holzwerkstoffplatten als Decklage für Unterkonstruktionen verwendet werden, so handelt es sich überwiegend um gelochte Platten mit einem dahinterliegenden gedämpften Hohlraum, sodass die Oberfläche einen hohen Schallabsorptionsgrad aufweist. Bei der Verwendung von Schüttungen oder Dämmstoffen oberhalb von Holzschalungen muss ein Rieselschutz aus Folie oder Pappe eingesetzt werden, um das Durchrieseln von Staub oder Fasern aus dem Deckenhohlraum zu verhindern.

Deckensysteme im Ausbau

Bauphysikalische Anforderungen an Deckensysteme Deckensysteme im Ausbau bieten die Möglichkeit, die bauphysikalischen Eigenschaften von Rohdecken im Hinblick auf den Brand- und Schallschutz zu verbessern. Zu beachten ist jedoch, dass sich die entstehenden Hohlräume auch nachteilig auswirken können, z. B. falls eine Unterdecke über einer Trennwand durchläuft. Aus diesem Grund sind der Deckenaufbau und die Schnittpunkte mit Wänden so zu konstruieren, dass die bauphysikalischen Anforderungen des Deckensystems auch im Anschluss an angrenzende Bauteile erfüllt werden. C 2.36

C 2.37

Brandschutz

Bei der Beurteilung des Brandschutzes von Unterdecken sind zwei Fälle zu unterscheiden. Einerseits gibt es Unterdecken, die im Zusammenwirken mit der Rohdecke in eine Feuerwiderstandsklasse eingeordnet werden können. Der Feuerwiderstand ist dabei von der Bauart der Rohdecke abhängig und in DIN 4102 geregelt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Holzbalkendecke handeln, die eine Unterdecke mit einer Gipsplattenbekleidung erhält. Andererseits gibt es Unterdecken, die eigenständig einen Feuerwiderstand aufweisen. Dies sind Systeme, deren Feuerwiderstandsdauer in einem »Allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnis« seitens der Hersteller nachgewiesen wurde. Sie werden als brandschutztechnisch selbstständige Unterdecken bezeichnet. Diese schützen auch Installationen im Deckenhohlraum vor einem Brand im darunterliegenden Raum (Abb. C 2.36). Eine brandschutztechnisch selbstständige Unterdecke, die auch für die Beflammung von der Oberseite in eine Feuerwiderstandsklasse eingeordnet werden kann, schützt den darunterliegenden Raum vor einem Brand im Deckenhohlraum (Abb. C 2.37). In Unterdecken und Deckenbekleidungen, die Brandschutzanforderungen erfüllen müssen, sind Einbauten (z. B. Leuchten, klimatechnische Geräte oder andere Bauteile) nach DIN 4102-4 nicht zulässig. Sollen dennoch Einbauten in eine Unterdecke integriert werden, so ist die Ausführung über Prüfzeugnisse nachzuweisen. Ein Beispiel hierzu ist die Ummantelung von Einbauleuchten mit einem Brandschutzkoffer, der in Material und Dicke der Decklage entspricht (Abb. C 2.38). Ist eine Lüftung zur Wärmeabfuhr der Einbauleuchten erforderlich, so wird die Abdeckung des Brandschutzkoffers separat von der Laibung abgehängt, sodass eine Lüftungsöffnung zwischen Laibung und Abdeckung entsteht (Abb. C 2.39). Die Abdeckung liegt dabei auf Materialien, die bei Hitzeentwicklung schmelzen (z. B. Polystyrolwürfel) und dadurch im Brandfall ein Schließen der Abdeckung ermöglichen. Anschlussausbildungen zu angrenzenden Bauteilen müssen die gleiche Feuerwiderstands-

1

2 3

C 2.38

1

1

2

2

3

3

C 2.39

dauer wie die Deckenfläche aufweisen. Hierzu muss beispielsweise die Decklage im Wandanschlussbereich durch Anschlussprofile, Steinwolle oder Plattenstreifen hinterlegt sein. Die Aussparungen von Schattenfugen sind in gleicher Plattendicke von hinten aufzufüttern, um auch im Anschlussbereich die gleiche Materialstärke zu gewährleisten (Abb. C 2.40). Werden selbstständige Brandschutzunterdecken an Montagewände angeschlossen, so ist dieser Anschluss brandschutztechnisch nachzuweisen. Schallschutz

Im Hinblick auf den Schallschutz werden an Deckensysteme zwei grundsätzliche Anforde-

4

5

6

C 2.40

rungen gestellt. Zum einen die Verringerung der Schallübertragung in einen angrenzenden Raum durch die Erhöhung der Schalldämmung, zum anderen die Verbesserung der Raumakustik durch die Erhöhung der äquivalenten Schallabsorptionsfläche. Schalldämmung Ergänzend zu Schallschutzmaßnahmen auf der Rohdecke (z. B. schwimmender Estrich) lässt sich der Luft- und Trittschallschutz einer Decke durch den Einsatz von Unterdecken z. T. erheblich verbessern. Da Decken in leichten Bauweisen (Holzbalkendecken, Profilleichtbaudecken) meist nur geringe Schalldämmwerte aufweisen, werden in den meisten Fällen Unterdecken zur

149

Deckensysteme im Ausbau

1

C 2.41 Wege der Schalllängsleitung bei Unterdecken 1 über die Beplankung 2 über den Deckenhohlraum C 2.42 Trennwandanschluss an Unterdecke, Decklage mit Fuge C 2.43 Absorberschott im Deckenhohlraum über einer Trennwand C 2.44 Plattenschott über einem Bandrasterprofil C 2.45 Trennung der Decklage und Unterkonstruktion der Unterdecke C 2.46 gleichmäßige Schallverteilung durch gezielte Reflexionen an speziellen Deckengeometrien C 2.47 Schallabsorptionsgrad verschiedener Deckensysteme in Abhängigkeit von der Schallfrequenz C 2.48 Optimierung der Formgebung der Decken- und Wandoberflächen im Hinblick auf die Raumakustik, Konzert- und Veranstaltungshaus Nikolaisaal, Potsdam (D) 2000, Hegger + Hegger + Schleif in Zusammenarbeit mit Rudy Ricciotti

2

C 2.41

C 2.42

1

C 2.43

C 2.44

Verbesserung eingeplant. Besonders wirksam sind dabei geschlossene Deckenflächen mit doppelter Bekleidung aus dünnen Gipsbauplatten und Dämmstoffauflage, die federnd abgehängt sind (siehe Dämmstoffe, S. 67f.). Diese Abhängung kann bei Unterdecken mit Akustikabhängern und bei der Deckenbekleidung mit Federschienen ausgeführt werden. Bei massiven Rohbaudecken mit geringem Eigengewicht oder bei durchlaufenden Deckenbalken oder -profilen kann es zu einer zu hohen Schalllängsübertragung über die Rohdecke zwischen zwei Räumen oder Wohnungen kommen. Eine nachträglich eingebaute Unterdecke oder Deckenbekleidung, die durch die Raumbzw. Wohnungstrennwand unterbrochen ist, trägt in diesem Fall zur Reduzierung der Schalllängsleitung bei. Wird die Trennwand zwischen zwei Räumen an der Unterdecke befestigt, beispielsweise an einer Bandrasterdecke, so ist die Schalllängsleitung über den Deckenhohlraum entsprechend zu begrenzen (Abb. C 2.41). Dies ist möglich durch eine geschlossene Oberfläche mit aufgelegtem, offenporigem Dämmstoff, die im Anschluss an die Trennwand durch eine Fuge unterbrochen wird (Abb. C 2.42).

Bei höheren Schallschutzanforderungen wird der Einbau von Absorber- oder Plattenschotts (Abb. C 2.43 und C 2.44) empfohlen, die über den Trennwänden im Deckenhohlraum angeordnet werden. Kann der Deckenhohlraum aufgrund von vorhandenen Installationsleitungen über der Trennwand nicht komplett verschlossen werden, so ist es möglich, die Trennwandbekleidung etwa 10 cm oberhalb der Unterdecke enden zu lassen. Die Wandunterkonstruktion wird jedoch bis zur Rohdecke geführt. Bei dieser Ausführung ergibt sich für die Wand ein geringerer Schallschutz als bei vollständiger Abschottung des Deckenhohlraums. Um den Schallschutz zu verbessern, kann die Unterdecke vollflächig mit Faserdämmstoff belegt werden, der über die Wandbeplankung geführt wird (Abb. C 2.45).

150

Raumakustik Um eine besondere Raumakustik zu erzielen, bedarf es einer dementsprechend optimierten Planung. Dies umfasst vor allem die Form des Raums und die Oberflächenbeschaffenheit der Umschließungsflächen. Konzert- oder Vortragssäle, die vor allem für ein großes Publikum geplant werden, erhalten

ca.100

300

b

40-50

2

C 2.45

durch die Geometrie des Raums eine verbesserte Schallausbreitung, indem der Schall durch Reflexion an geneigten Flächen und die Raumform entsprechend geleitet wird. Der Schall wird dadurch gleichmäßiger im Raum verteilt und störende Echos können vermieden werden (Abb. C 2.46 und C 2.48). In Räumen, die nicht speziell für Darbietungen vorgesehen sind, ist eine nachträgliche Einflussnahme auf die Raumakustik fast ausschließlich über die Ausbildung der Decke möglich. Deckensysteme mit einem hohen Schallabsorptionsgrad eignen sich, um Eigenschaften wie den Schallpegel, die Verständlichkeit von Sprache und Musik und die Halligkeit in einem Raum zu regulieren, da diese von der Schallabsorptionsfläche des Raums abhängen. Einflussgrößen auf die schallabsorbierenden Eigenschaften eines Deckensystems sind: • Material und Dicke der Decklage • Oberfläche der Decklage • schallabsorbierende Auflagen, Beschichtungen und Putze • Abhängehöhe • räumliche Anordnung der Decklage

Absorptionsgrad αs

Deckensysteme im Ausbau

1,0 a

c

0,5 b

e

d

0 100

1000

5000 Frequenz [FHz]

C 2.46

a Schallabsorber

b Schallabsorber mit perforierter Abdeckung

d Plattenresonator

e Helmholtzresonator

c Akustikplatte

C 2.47

Da der Schallabsorptionsgrad eines Deckensystems nicht bei allen Frequenzen gleich ist, sollte der Aufbau so gewählt sein, dass sein maximaler Schallabsorptionsgrad bei der Frequenz des überwiegend auftretenden Schalls liegt. In Abb. C 2.47 ist die Schallabsorption in Abhängigkeit von der Frequenz für gängige Absorptionssysteme dargestellt: • schallabsorbierende Baustoffe (a) • perforierte Deckenbekleidungen mit hinterlegtem, offenporigem Dämmstoff (b) • Verwendung von Akustikplatten (c) • Plattenresonator aus Plattenwerkstoffen und Holzunterkonstruktion (d) • Helmholtzresonator aus einer Deckenbekleidung mit Öffnungen und dahinterliegendem Hohlraum (e) Generell führen Perforationen oder Löcher in einer Oberfläche zu einer Erhöhung der Schallabsorption, sofern dahinter ein Hohlraum liegt. Durch Variieren der Abhängehöhe und der Plattenlochung lässt sich der maximale Absorptionsgrad einer Unterdecke gezielt in den gewünschten Frequenzbereich verschieben. Abb. C 2.49 zeigt, wie sich die Abhängehöhe C 2.48

151

Deckensysteme im Ausbau

C 2.49

C 2.50

C 2.51

C 2.52 C 2.53

Schallabsorptionsgrad αs in Abhängigkeit von der Frequenz a Platte ohne Lochung, h = 50 mm b Lochplatte, h = 50 mm c Lochplatte, h = 200 mm Bewegungsfuge mit Profilabdeckung und Trennung der Unterkonstruktion parallel zur Fuge 1 C-Deckenprofilverbinder Ausbildung einer Bewegungsfuge mit Brandschutzanforderung 1 ggf. Kantenschutz 2 100 mm Plattenstreifen Anschluss mit Schattenfuge über UD-Profil, Tragprofil in das UD-Profil lose eingeschoben verspachtelter Anschluss über ein Winkelprofil (bei größeren Deckenflächen und bei Beplankung mit Gipsfaserplatten keine Befestigung der Platten am Winkelprofil)

C 2.54 C 2.55 C 2.56 C 2.57 C 2.58

C 2.59

Anschluss mit Schattenfugenprofil verspachtelter Anschluss an eine Wand elastisch abgedichteter Anschluss berührungsfreier Wandanschluss mit Sichtfuge Schattenfuge mit einfacher Beplankung (gleitend) 1 Anschlussdichtung (alternativ) 2 Anschlussprofil 3 Kantenprofil o. Ä. (alternativ) 4 Gipsplatte 5 Metallunterkonstruktion Schattenfuge mit doppelter Beplankung 1 Anschlussdichtung (alternativ) 2 Anschlussprofil 3 Kantenprofil o. Ä. (alternativ) 4 Gipsplatte 5 Metallunterkonstruktion

1

150

150 15-20

Absorptionsgrad αs

C 2.50 1,4 1,2 1,0 0,8

(h) und die Lochung der Oberfläche auf den Schallabsorptionsgrad αs einer abgehängten Gipsplattenbekleidung auswirken. Zusätzliche offenporige Dämmstoffe im Hohlraum können positiven Einfluss auf die Schallabsorption der Decke nehmen.

cken mit Nischen und Einsprüngen auftreten. Bei Brandschutzanforderungen an die Unterdecke muss der Bereich der Bewegungsfuge mit einem Plattenstreifen hinterlegt werden, der genauso dick wie die Beplankung der Decke ist. Der Plattenstreifen wird dabei einseitig mit der Beplankung verbunden (Abb. C 2.51).

Anschlüsse und Details

Wandanschlüsse

0,6 0,4 0,2

0

Absorptionsgrad αs

a

125

250

500

1k

2k 4k Frequenz (FHz)

125

250

500

1k

2k 4k Frequenz (FHz)

1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

0

Absorptionsgrad αs

b

1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2

c

0

125

250

500

1k

2k 4k Frequenz (FHz) C 2.49

152

Anschlüsse von Decken an angrenzende Bauteile und Veränderungen in der durchgehenden Deckenfläche erfordern eine sorgfältige konstruktive Ausbildung, damit das Deckensystem dauerhaft die Anforderungen in Bezug auf ein fehlerfreies Erscheinungsbild und die bauphysikalischen Kriterien erfüllen kann. Schäden an Deckensystemen treten beispielsweise vorwiegend in Form von Rissen an Plattenstößen und an Anschlüssen zu angrenzenden Bauteilen auf. Das Rissrisiko dieser Anschlüsse kann jedoch stark reduziert werden, wenn die Konstruktion unter Beachtung der Einbaubedingungen und möglicher Relativbewegungen zwischen verschiedenen Bauteilen entwickelt wird. Die aufgeführten Details sollen beispielhafte Lösungen und Konstruktionsprinzipien aufzeigen, auf deren Grundlage ein funktionierendes Deckensystem konstruiert werden kann. Bewegungsfugen

Bewegungsfugen in der Deckenbekleidung bzw. Unterdecke sind an gleicher Stelle wie im Rohbau einzuplanen. Darüber hinaus müssen diese bei fugenlosen Systemen im Abstand von etwa 15 m bei Beplankungen mit Gipskartonplatten und etwa 8 m bei Gipsfaserplatten angeordnet werden (Abb. C 2.50). Eine Bewegungsfuge wird gebildet, indem in Unterkonstruktion und Decklage eine gleitende Verbindung hergestellt wird. Dies bedeutet, dass nicht beide Platten eines Stoßes am gleichen Tragprofil befestigt werden dürfen. Des Weiteren sind Bewegungsfugen immer dann sinnvoll, wenn eine Deckenfläche an verschiedene Bauteile angrenzt, die sich relativ zueinander verschieben können. Letzteres kann bei einspringenden Wänden, Unterdecken mit eingebundenen Stützen sowie Flurde-

In der Praxis hat sich der Wandanschluss über geeignete Profile wie UD-Profile (Abb. C 2.52), Winkel (Abb. C 2.53) oder Schattenfugenprofile (Abb C 2.54) durchgesetzt. Die Profile dienen dabei der Fixierung der Deckenbeplankung an der Wand. Bei Verwendung eines UD-Anschlussprofils wird das Tragprofil lose in dieses eingeschoben (Abb. C 2.52). In diesem Fall dürfen Gipsfaserplatten nicht kraftschlüssig mit einem an der Wand befestigten Profil verbunden werden. Dies gilt auch für Gipskartonplatten, wenn mit Deckenbewegungen zu rechnen ist oder Dehnungsfugen in der Decke vorgesehen sind. Je nach Bauweise der Wand und Material der Decklage sind verschiedene Arten der Anschlussausbildung möglich, um rissfreie Konstruktionen zu gewährleisten. Dabei unterscheidet man prinzipiell vier Möglichkeiten: • • • •

starre, angespachtelte Anschlüsse elastoplastisch verfugte Anschlüsse gleitende Anschlüsse offene Anschlussfuge (Schattenfuge)

Starrer Anschluss Für die Ausbildung eines starren Anschlusses wird empfohlen, auf das Wandbauteil im Bereich des Deckenanschlusses vor dem Verspachteln einen Trennstreifen (selbstklebendes Malerband) aufzukleben. Nach dem Aushärten der Spachtelmasse wird der Trennstreifen plattenbündig abgeschnitten. Es entsteht ein »kontrollierter« gerader Haarriss im Nutzungszustand, der kaum wahrnehmbar ist (Abb. C 2.55). Beim Anschluss von Gipskartonplatten an Montagewände gleichen Materials kann alternativ ein Bewehrungsstreifen übereck eingespachtelt oder mit entsprechendem Fugenspachtel ohne Bewehrungsstreifen verspachtelt werden.

Deckensysteme im Ausbau

max. 250 UD-Profil 20

x 1

20

100

x x 2

Keine Verschraubung mit UD-Profil

500

ggf. Kantenschutz

C 2.52

C 2.51

Elasto-plastisch verfugter Anschluss Bei elasto-plastischer Anschlussausbildung zwischen Decke und Wand (z. B. Acrylfuge) ist die Anschlussfuge in einer Breite von 5 bis 7 mm auszubilden, die Plattenkanten sind vor dem Verfüllen der Fuge zu grundieren, um eine ausreichende Haftung zu garantieren (Abb. C 2.56). Kommt das Fugenmaterial mit einer dritten Fläche in Berührung (z. B. bei Hinterfütterung durch einen weiteren Plattenwerkstoff), so ist vorab ein Trennstreifen auszulegen, um die Dehnung des Fugenmaterials zu gewährleisten. Verformungen von 10 bis 15 % (ca. 1 mm) der Fugenbreite können schadfrei aufgenommen werden (siehe Dichtstoffe, S. 73).

50

Verspachtelung Trennstreifen 500 mm

C 2.54

Gleitender Anschluss Auch bei erforderlichen Eckverspachtelungen zwischen Decke und Wand (z. B. bei Anforderungen an die Keimfreiheit im Krankenhausbau) können gleitende Anschlüsse in vertikaler Richtung ausgeführt werden. Die Unterdecke ist mit der Wand über Profile verbunden, die nächsten Abhänger der Unterdecke müssen aber in einem horizontalen Abstand zur Wand von etwa 1 m (zulässigen Abhängerabstand beachten) angeordnet sein. Da die Deckenbekleidung nun nicht direkt mit der Rohdecke verbunden ist, kann sich die Unterdecke gering vertikal verformen, ohne dass es zu Rissbildungen kommt. Ein horizontal gleitender Anschluss wird ausgebildet, indem die Decklage von unten an ein Widerlager (z. B. Anschlussprofil, siehe Abb. C 2.58) gestoßen wird, ohne sie mit diesem fest zu verbinden. Anschluss mit Schattenfuge Anschlüsse mit Schattenfuge haben den Vorteil, dass mögliche auftretende Risse im Anschlussbereich der Bekleidung gestalterisch durch die Schattenfuge verdeckt werden können (Abb. C 2.59). Eine gleitende Schattenfuge kann durch Verwendung eines UD- oder Winkelanschlussprofils bei frei auskragender Decklage konstruiert werden, wenn keine feste Verbindung zwischen Decklage und Anschlussprofil erfolgt (Abb. C 2.58). Frei auskragende Plattenlängen sind auf 150 mm zu begrenzen. An freien Plattenkanten

C 2.53

C 2.55

elasto-plastischer Anschluss

ggf. Kantenschutz

150

150

C 2.56

1

2

3

C 2.57

1

4

5

2

6 3

C 2.58

4

5

6

C 2.59

153

Deckensysteme im Ausbau

C 2.60

kann zusätzlich ein Kantenschutz angebracht werden (Abb. C 2.57, S. 153).

Gipskartonplatte und anschließendes Umknicken gebildet.

Höhenversatz

Befestigung von Lasten an der Decklage

Sind in einem Raum unterschiedliche Abhanghöhen vorgesehen, so muss ein Höhenversatz ausgeführt werden (Abb. C 2.63). In diesem Bereich (maximale Höhendifferenz 125 cm) sind zusätzliche Abhänger anzuordnen, die die Last aus dem vertikalen Bereich aufnehmen. Die senkrechte Konstruktion wird wie eine einseitig beplankte Montagewand mit UW-und CW-Ständerprofilen ausgeführt, wobei Ständerabstand und Bekleidung sowie eventuelle Hohlraumdämpfung dem abgehängten Teil der Deckenkonstruktion entsprechen (Abb C 2.68).

Leichte Ausbauelemente wie Vorhangleisten oder Beleuchtungskörper können mit verschiedenen Hinterschnittdübeln direkt an der Beplankung angebracht werden. Bei höheren Lasten über 6 kg muss auch eine direkte Befestigung an der Unterkonstruktion vorgesehen werden. In diesem Fall ist die zusätzliche Belastung von Abhäng- und Verankerungselementen zu berücksichtigen. Gegenstände, die die zulässige Beanspruchbarkeit der Unterkonstruktion überschreiten, müssen direkt an der Rohdecke befestigt sein oder an einer Hilfskonstruktion angeschlossen werden, die die Last in die Rohdecke überträgt. Bei Brandschutzanforderungen an die Unterdecke ist keine Befestigung von Lasten an der Beplankung bzw. Unterkonstruktion möglich, in diesem Fall sind die Lasten ebenfalls direkt an der Rohdecke zu befestigen.

Treppenförmige Eckausbildung mit indirekter Beleuchtung

Integration von Installationen im Deckenhohlraum

Im Deckenhohlraum zwischen der Rohdecke und der Unterdecke bzw. Deckenbekleidung können sämtliche Installationsleitungen (Lüftungs- und Klimaanlagen, Sprinkler-, Elektro-, Daten- und Sanitärleitungen etc.) eingeplant werden. Diese führen entweder zu bestimmten Räumen, Wänden oder den entsprechenden

Kühldeckensysteme Aufgrund zusätzlicher Wärmequellen wie Kopierer, Computer und Beleuchtungskörper werden vor allem in Verwaltungsgebäuden Unterdecken zunehmend auch für raumklimatische Aufgaben konzipiert. Die Verwendung von Kühldecken anstelle von konventionellen Klimaanlagen, die erhebliche

1250

Die Gestaltung eines Raums mit stufigen oder gewölbten Flächen erfordert eine entsprechende Ausbildung der Unterkonstruktion. Als Beispiele sollen die Konstruktionen stufiger WandDecken-Anschlüsse mit integrierter indirekter Beleuchtung dienen (Abb. C 2.61 und C 2.62). Die einzelnen Deckenebenen werden durch die unterschiedliche Abhanghöhe der Unterkonstruktion erreicht. Die Wölbung entsteht dadurch, dass die Oberflächenbekleidung auf einem gewölbten Fertigteil montiert wird. Die Vorderkante der einzelnen Ebenen wird durch Einfräsung eines 90°-Winkels in eine

Einbauten in der Decke (siehe Installationssysteme in der Decke, S. 190). Die Leitungen, Rohre und Auslässe der gebäudetechnischen Anlagen lassen sich sehr einfach, je nach System auch nachträglich, in den Deckenhohlraum integrieren und sind dort für Wartungsarbeiten zugänglich. Im Rahmen von Altbausanierungen ist im Besonderen die Integration von Sanitärinstallationen im Deckenhohlraum sinnvoll, wenn eine abgehängte Unterdecke aufgrund der schlechten Akustik eingeplant und bei großen Raumhöhen gut zu realisieren ist. Sanitärleitungen in der Decke sind einfacher revisionierbar als in Fußböden (ausgenommen Doppelböden) und Schäden (z. B. Rohrbruch) können schneller erkannt und meist unproblematischer behoben werden. Hinsichtlich der Optik eröffnen sich durch die Möglichkeit der flächenbündigen Integration von Lampen, Lautsprechern und Lüftungselementen in der Decke mehr Spielräume für hochwertige Raumgestaltung (siehe Raumkonditionierung, S 174ff.).

150 C 2.61

154

C 2.62

C 2.63

Deckensysteme im Ausbau

Raumluftbewegungen und damit auch unangenehme Zuglufterscheinungen und Strömungsgeräusche erzeugen, ermöglicht eine großflächige Abführung von Wärmeenergie ohne die genannten Nachteile (siehe Büro- und Verwaltungsgebäude, S. 94f.). Eine Kühldecke befindet sich im Strahlungsaustausch mit den im Raum befindlichen Wärmequellen und kühlt die Raumluft durch Wärmeleitung. Je nach Aufbau des Kühldeckensystems und der vorhandenen Luftbewegung im Raum können die Anteile von Strahlung und Wärmeleitung variieren (siehe Flächenkühlung, S. 178). Kühldeckensysteme sind in der Regel mit Deckenbekleidungen aus Gipsbauplatten oder

C 2.60 Installationsleitungen im Deckenhohlraum über einer brandschutztechnisch selbstständigen Unterdecke C 2.61 mehrfache Abtreppung mit Lichtöffnungen C 2.62 Deckenversatz mit indirekter Beleuchtung C 2.63 Höhenversatz von Brandschutzunterdecken C 2.64 Revisionsklappe C 2.65 Beispiel für die Ausführung der Unterkonstruktion bei einer Revisionsklappe C 2.66 Klimadecke als geschlossene Gipskartondecke C 2.67 Klimadecke als Metallkassettendecke C 2.68 Höhenversatz in einer abgehängten Unterdecke C 2.69 Verlegung von Heiz- und Kühlelementen in einer Deckenfläche C 2.70 Installationsleitungen über einer in Montage befindlichen Paneeldecke

C 2.68

C 2.64

C 2.65

Metall konstruiert, da diese eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen und somit einen hohen Wärmeaustausch ermöglichen. Die Kühlung der Decke erfolgt dabei üblicherweise über geschlossene Wasserkreisläufe, die auf der Unterdeckenbekleidung installiert werden. Die Verwendung dieses Deckensystems als Flächenheizung ist ebenso möglich, allerdings sind zu hohe Temperaturdifferenzen zu vermeiden, um Schäden durch thermische Längenänderungen zu verhinden (Abb. C 2.66, C 2.67 und C 2.69).

C 2.64 und C 2.65). Gängige Elemente, die auch Brandschutzanforderungen erfüllen können, bestehen aus einer Metallkonstruktion mit mineralischen Einlagen (beispielsweise Gips) oder aus einer Unterkonstruktion, die mit Gipsplatten beplankt ist. Die Ausführung und der Anschluss ist stark system- und herstellerabhängig. Es muss besonders darauf geachtet werden, für welche Deckensysteme und Brandbeanspruchungen (von unten/von oben) die Revisionsklappen zugelassen sind.

Revisionsklappen

Revisionsklappen sind in Abmessungen von 20 ≈ 20 cm bis 80 ≈ 80 cm verfügbar (Abb.

C 2.66

C 2.67

C 2.69

C 2.70

155

Bodensysteme im Ausbau Karsten Tichelmann, Bastian Ziegler

C 3.1

Im Ausbau bilden Bodensysteme als tragende Strukturen den unteren Raumabschluss. In dieser Funktion werden an sie neben gestalterischen auch bauphysikalische und technologische Anforderungen, beispielsweise für die Integration von haustechnischen Anlagen, gestellt. Die brand- und schallschutztechnischen Eigenschaften von Bodensystemen ermöglichen die bauphysikalische Verbesserung bestehender Deckenkonstruktionen mit geringem Aufwand. Bei der Wahl des Bodensystems sind folgende Kriterien zu berücksichtigen: • Optik • Geometrie (Ebenheit, Verformungen) • Oberfläche (Abriebfestigkeit, Rutschfestigkeit, Reinigungsmöglichkeiten) • Tragfähigkeit und Steifigkeit des Bodens • Schallschutzeigenschaften hinsichtlich Trittschall, Luftschall und Schalllängsleitung • brandschutztechnische Eigenschaften in Bezug auf Brennbarkeit und Feuerwiderstandsklasse • wärmeschutztechnische Eigenschaften im Hinblick auf Wärmeableitung aus einem Raum • Widerstand gegen Feuchteeinwirkung, vor allem in Feuchträumen • elektrostatische Eigenschaften (Leitfähigkeit) • Integration von gebäudetechnischen Verund Entsorgungsleitungen • Bauart und Eigenschaften der Rohdecke Anhand ihres Aufbaus werden Bodensysteme in hohlraumbildend und hohlraumfrei unterschieden und im Hinblick auf ihre Konstruktion in drei Gruppen unterteilt:

C 3.1 C 3.2 C 3.3 C 3.4

156

Doppelbodensystem während des Aufbaus Eigenschaften und Einsatzbereiche von Bodensystemen im Trockenbau Austrocknungszeiten und Feuchteeintrag von Estrichen Materialien zum Ausgleich von Unebenheiten des Rohbodens

• Trockenunterbodensysteme (hohlraumfrei) • Hohlraumböden (hohlraumbildend bis zu 20 cm) • Doppelböden: (hohlraumbildend mit Bodenplatten auf bis zu 125 cm hohen Stützenfüßen) Eine Übersicht über die unterschiedlichen Bodensysteme sowie ihre Einsatzbereiche und die verwendeten Werkstoffe gibt Abb C 3.2.

Trockenunterböden Als Trockenunterböden werden alle hohlraumfreien, trocken und flächig verlegten, tragfähigen Bodenbekleidungen bezeichnet, auf die der entsprechende Bodenbelag aufgebracht wird. Hierzu zählen: • Bodenbeplankungen auf Holzbalkendecken oder Lagerhölzern • Trockenestrichsysteme aus Plattenwerkstoffen (in der Regel schwimmend verlegt) Vorteile von Trockenunterböden sind: • • • • •

Vermeidung von Baufeuchte schnelle Belast- und Nutzbarkeit geringes Eigengewicht geringe Bauhöhe leichte Anpassbarkeit

Aufgrund des geringen Eigengewicht, der niedrigen Einbauhöhe und des Einbaus ohne Feuchteeintrag eignen sich Trockenunterböden vor allem für Sanierungen und Renovierungen. In Abb. C 3.3 sind die Aufbauhöhen und Austrocknungszeiten von üblichen Nassestrichen und einem Trockenestrichsystem einander gegenübergestellt. Die einzelnen Unterbodensysteme unterscheiden sich hauptsächlich durch die verwendeten Plattenwerkstoffe, die sich durch den Einsatzbereich, die Anforderungen aus der Nutzung und den vorgesehenen Bodenbelag ergeben. Beispielsweise eignen sich gipshaltige Werkstoffe nicht in Feuchträumen, Holzwerkstoffplatten können aufgrund der Baustoffklasse ungeeignet sein. Da sich die spezifischen Eigenschaften von Platten eines Baustoffs auch herstellerbedingt unterscheiden können, sind allgemeingültige Aussagen zu bestimmten Anwendungseignungen nicht möglich. Um Feuchteeinwirkungen auf den Boden auszuschließen, müssen nicht unterkellerte Rohbodenflächen (Kellerboden) entsprechend der Beanspruchungsgruppe gegen das Erdreich oder die Außenluft abgedichtet werden. Ebenso sind Stahlbetondecken wegen der häufig noch vorhandenen Restfeuchte mit diffusions-

Bodensysteme im Ausbau

dichten Materialien vollflächig abzudecken. Auf Holzbalkendecken, besonders bei Dielenböden, werden als Rieselschutz diffusionsoffene Materialien wie Wellpapier, Kartonpapier oder Folienwerkstoffe verwendet. Da Trockenunterbodenplatten eine geringe Biegesteifigkeit aufweisen, müssen sie vollflächig auf einem druckfesten Baustoff aufliegen. Bei unebenen Flächen ist daher ein Höhenausgleich erforderlich, der je nach Unebenheit mit dem entsprechenden Material erreicht werden kann. Abb. C 3.4 zeigt geeignete Maßnahmen in Abhängigkeit von den Höhendifferenzen. Die Verwendung von Dämmstoffen als Trittschalldämmung erfordert ein genügend steifes Material, da ansonsten Schwingungen auf Ein-

richtungsgegenstände übertragen werden können. Gegebenenfalls ist unter der Dämmung eine Lastverteilungsplatte zu verlegen, wenn eine Schüttung den Untergrund bildet. Bei harten Bodenbelägen wie Fliesen und Stein besteht durch eine zu weiche Bettung der Trockenunterbodenplatten eine erhöhte Rissgefahr. Wenn genügend steife Bodenbeplankungen oder Plattenwerkstoffe verwendet werden, können diese auch auf parallel auf dem Rohboden befestigten Lagerhölzern aufgebracht werden. Der Abstand der Lagerhölzer richtet sich dabei nach der Tragfähigkeit und Steifigkeit der Tragschicht und kann bis zu 60 cm ausmachen.

Trockenschüttungen (Ausgleichsschüttungen)

Bei Gefälle und Unebenheiten von mehr als 10 mm werden Trockenschüttungen verwendet, die zudem die Deckenkonstruktion hinsichtlich Wärmedämmung und Trittschallschutz verbessern (Abb C 3.5 und C 3.6, S. 158). Die Schüttungen werden direkt auf die vorbereitete Rohdecke aufgebracht. An undichten Stellen, z. B. Fugen in Holzdielen oder Astlöchern, wird ein Rieselschutz ausgelegt und an den umfassenden Wänden hochgezogen. Um eine ausreichende Verdichtung und Tragfähigkeit des Schüttmaterials zu erzielen, sind Mindestschütthöhen von 15 bis 20 mm einzuhalten, generell gilt dabei mindestens das ca. Fünffache des maximalen Korndurchmessers.

Bodensysteme

Beschreibung

Einsatzbereiche

Werkstoffe

Brandschutz

Trockenunterböden (Trockenestriche)

• bestehen je nach Anforderung aus einer Ausgleichsschüttung, Trittschalldämmung und TrockenestrichBodenplatten oder Unterplatte

Modernisierung, Sanierung, Wohnungs-, Büro- und Dachgeschossausbau; besonders gut geeignet für Fußbödenaufbauten oberhalb von Holzbalkendecken

Bodenplatten aus Gipskarton-, Gipsfaser-, Kalziumsilikat- oder Holzwerkstoffplatten

F 30 – F 120

Büro- und Flurbereiche mit hoher Installationsdichte, EDV-Räume, Werkstätten und Hallen mit normalen Anforderungen an die Flexibilität und Revisionierbarkeit

Gewölbe- bzw. Tragfüße aus Kunststoff, Metall oder Stein, verlorene Schalung aus Gipskarton-, Gipsfaseroder Stahlplatten, EstrichNivelliermasse aus Fließestrich

F 30 – F 90

Büro- und Flurbereiche mit hoher Installationsdichte und / oder Anforderungen an die Veränderbarkeit von Grundrissen, Computerräume, Schalträume, Funk- und Fernsehstudios, Labors, Werkstätten und Reinräume mit hohen Anforderungen an die Flexibilität und Revisionierbarkeit

Holzwerkstoff, Stahl, Aluminium (Metallwannen mit mineralischen Füllungen, armierter Leichtbeton oder Betonausfüllung), Gipsfaser, Kalziumsilikat

F 30 – F 60

• als Verbundsystem oder als Einzelplattensystem (Verklebung der Platten auf Baustelle) • Aufbauhöhe: ab 45 mm

Hohlraumböden

• Estrichboden mit fugenloser Oberfläche über einem Hohlraum und verlorener Schalung • Hohlraum (25 –187 mm) bietet Platz für Installationen • Abstand der Tragfüße 200 – 300 mm • Gesamtaufbauhöhen 70 – 232 mm, besonders für hohe Lasten geeignet

Doppelböden

• flexible Bodensysteme aus einzelnen Platten im Regelrastermaß 600 ≈ 600 mm auf Stützen aufgeständert • je nach Nutzung verschiedene Höhenniveaus (60 –1200 mm und höher) • Platten an jeder Stelle austauschbar

C 3.2

Estrichart

Trockenestrich

Mindestdicken der Bodenplatte ab 20 mm

Gussasphaltestrich

40 mm

Anhydritestrich

35 mm

Zementestrich

40 mm

Austrocknungszeiten

belastbar nach

Feuchteeintrag

≤ 24 h

1 Tag

≤ 0,01 l / m2

36 h

½ Tag

0,3 l / m2

3 Tagen

0,8 l / m2

≥ 24 Tage ≥ 26 Tage

2 Wochen

0,5 l / m

Unebenheiten

Materialien zum Ausgleich

≤ 2 mm

Hartschaum- oder Faserdämmstoffplatten

≤ 5 mm

Weichschaummatten (z. B. aus Polyethylen)

≤ 10 mm

selbstnivellierende Fließspachtelmassen Ansetzbinder

10 – 20 mm

Fließspachtelmassen mit kleinkörnigen Zuschlägen im Verhältnis 1: 2 (z. B. mit gewaschenem Sand, Sieblinie 0 – 2,0 mm)

10 – 25 mm

Zement-Sand-Gemische im Verhältnis 1: 5

>10 mm

Trockenausgleichsschüttungen

2

C 3.3

C 3.4

157

Bodensysteme im Ausbau

1

2

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a

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b C 3.5

C 3.6

C 3.7

Einige Trockenschüttungen ermöglichen eine Reduzierung der Einbauhöhe bis auf 0 cm, sodass bei schräg abfallendem Boden ein gleichmäßiger Übergang am Rand erreicht werden kann. Je nach Material erfordern Schütthöhen ab etwa 40 mm eine Nachverdichtung. Bei Höhendifferenzen über 60 mm können Bau- oder Dämmstoffplatten als Grobausgleich ausgelegt werden, um die Schütthöhe zu begrenzen. Installationsleitungen wie Kalt- und Warmwasser, Abwasser und Elektrik können direkt überschüttet werden. Dabei ist je nach Schüttmaterial eine Mindestüberdeckung von 10 bis 20 mm ab der Oberkante der Installationsebene notwendig. Die Installationen müssen auf der Rohdecke mechanisch befestigt sein, damit dynamische Bewegungen nicht zur Unterwanderung der Installationsleitungen mit Schüttgut (»Aufschwimmen«) führen. Die Trockenunterbodenplatten werden vor Ort mit Stufenfalz, Nut-und-Feder-Systemen oder stumpfgestoßen im Verband verlegt und durch Verkleben und anschließendes mechanisches Verbinden kraftschlüssig aneinandergefügt. Bei Trockenunterbodensystemen mit Nut-undFeder-Verbindungen auf Schüttungen ist eine Abdeckung durch eine Folie vorzusehen, um das Eindringen von Schüttgut in den Stoßbereich zu verhindern (Abb. C 3.7 und C 3.8).

falz, Gesamtdicke ca. 25 mm • Spanplatte mit umlaufender Nut und Feder: in Abhängigkeit vom Unterstützungsabstand (Abstand der Lagerhölzer) darf die Mindestdicke 19 mm, bei schwimmender Verlegung 25 mm nicht unterschreiten • zementgebundene Holzspanplatten, einoder mehrlagig verlegt • mineralische Platten (zementgebunden, keramisch), ein- oder mehrlagig verlegt

sein, um dauerhaft Schäden im Unterboden zu vermeiden. Parkettbeläge werden aufgrund des verwandten Quell- und Schwindverhaltens bevorzugt auf Holzwerkstoffplatten verlegt. Ob sich der jeweilige Parkettbelag in Kombination mit einem bestimmten mineralischen Untergrund eignet, ist den Herstellerangaben zu entnehmen. Je nach Parkett sind Dehnungsfugen im Abstand von 10 bis 15 m vorzusehen. Die notwendigen Randdehnungsfugen zwischen Wand und Unterboden bzw. zwischen Wand und Parkettbelag müssen mindestens 10 mm betragen (siehe Boden- und Wandbeläge, S. 70ff.).

Materialien von Trockenunterböden

Trockenunterböden können prinzipiell mit allen tragfähigen Plattenwerkstoffen konstruiert werden. Verbreitet sind speziell entwickelte Platten, die auf die Erfordernisse eines tragfähigen Bodens abgestimmt sind. Plattenwerkstoffe für Trockenunterböden Die folgenden Plattenwerkstoffe werden vorzugsweise als Trockenunterboden verwendet: • 12,5 mm Gipskarton- oder Gipsfaserplatten, die vor Ort verleimt werden • hochverdichtete Gipsfaserplatten mit eingefrästem Stufenfalz bzw. einrastendem Klickprofil • 2≈ 12,5 mm Gipsfaserplatten werkseitig verklebt mit umlaufendem Stufenfalz • drei Lagen Spezialgipskartonplatten, längsseits mit Nut und Feder, stirnseits mit Stufen-

158

Viele Trockenunterböden werden auch als Verbundelemente hergestellt. Dabei sind die Plattenwerkstoffe bereits rückseitig mit Mineralfaser-, Holzfaser- oder Polystyrol-Hartschaumdämmstoffen als Trittschalldämmung kaschiert, sodass der Arbeitsgang der separaten Dämmstoffverlegung entfällt. Beläge von Trockenunterböden Die Beläge werden nach dem Aushärten der Plattenverklebungen auf den Trockenunterböden aufgebracht. Dabei können elastische Beläge (PVC, Linoleum), Textilbeläge (Teppichböden) und auch Hartbeläge (keramische Fliesen, Parkett und Laminat) verwendet werden. Bahnenwaren wie Teppich- und PVC-Beläge erfordern je nach Dicke eine vollflächige Abspachtelung der Platten, um eine Abzeichnung der Fugen im Belag zu vermeiden. Ebenso ist bei Anforderungen an die Stuhlrollenfestigkeit bei den meisten Plattenwerkstoffen eine vollflächige Abspachtelung von mindestens 2 mm notwendig. Keramische Fliesen und Steinbeläge sollten die Abmessungen von 300 ≈ 300 mm nicht überschreiten, damit die Platten nicht durch Biegung beansprucht werden und brechen. Die Verklebung auf dem Trockenunterboden erfolgt im Dünnbettverfahren ohne vorheriges Abspachteln. Als Untergründe für den Fliesenbelag sind mineralisch gebundene Platten (z. B. Gipswerkstoffplatten) zu verwenden. Holzwerkstoffplatten eignen sich aufgrund ihres Schwind- und Quellverhaltens in diesem Fall nicht. Im Bereich von Feuchträumen sind Trockenestrichflächen mit einer Flächenabdichtung wie beispielsweise Flüssigfolien zu versehen. Trockenestrich, Abdichtungsstoff und Fliesenkleber müssen aufeinander abgestimmt

Bauphysikalische Anforderungen

Die schall- und brandschutztechnische Verbesserung, die durch einen Trockenunterboden erzielt werden kann, ist wesentlich von der bereits vorhandenen Rohdecke abhängig. Herstellerangaben geben Aufschluss über den Einfluss auf verschiedene Konstruktionen. Schallschutz Zur Trittschallverbesserung können Trockenunterböden schwimmend auf Massiv- und Holzbalkendecken verlegt werden. Die erzielbaren Trittschallverbesserungsmaße hängen wesentlich von der Bauweise der Rohdecke, dem Aufbau des Trockenunterbodens und der dynamischen Steifigkeit des Dämmstoffs ab. In der Regel wird mit dem gleichen Trockenestrich auf einem leichten Deckensystem wie z. B. Holzbalkendecken nur etwa ein Drittel des Trittschallverbesserungsmaßes gegenüber einer massiven Rohdecke erreicht. Da sich das genormte Messverfahren zur Bestimmung des Trittschallverbesserungsmaßes von Fußbodenaufbauten im Prüfstand ausschließlich auf Massivdecken bezieht, ist die Angabe eines allgemeingültigen Trittschallverbesserungsmaßes für leichte Deckensysteme nicht möglich. Die auf Massivdecken ermittelten Werte können daher nicht auf leichte Deckensysteme übertragen werden, sondern dienen lediglich als vergleichende Orientierungswerte für die akustische Qualität unterschiedlicher Trockenestrichsysteme. Das Trittschallverbesserungsmaß von Trockenestrichsystemen auf massiven Rohdecken kann

Bodensysteme im Ausbau

C 3.5

Trockenunterboden mit Ausgleichsschüttung über Leitungen (Lastverteilungsplatte oberhalb der Schüttung je nach System) Holzbalkendeckensanierung mit schwimmendem Estrich, Niveauausgleich mittels Schüttung und abgehängter Decke 1 Grobausgleich Porenbetonplatte 2 Ausgleichsschüttung 3 Einschub 4 Spanplatten oder Hobeldielen 5 Blindboden 6 Trittschalldämmung 7 schwimmender Trockenunterboden 8 Deckenbekleidung 9 Traglattung

C 3.6

10 Grundlattung 11 Abhängung C 3.7 Elementstoß von Trockenunterbodenplatten a mit Stufenfalz b mit Nut-und-Feder-Verbindung C 3.8 Verlegung eines Trockenestrichs mit Stufenfalz auf einer Dämmebene mit integrierter Fußbodenheizung C 3.9 Beispiel für eine Holzbalkendecke mit verbessertem Schallschutz C 3.10 Anschluss an Nassestrich, Unterfütterung mit einer Holzwerkstoffplatte im Randbereich C 3.11 Anschluss an Nassestrich a mit Winkelschiene b mit Lagerholz

C 3.8

bis zu 28 dB betragen. Auf Holzbalkendecken können je nach Aufbau Werte bis 17 dB erreicht werden. Abb. C 3.9 zeigt ein Trockenunterbodensystem aus Gipsfaserelementen mit einer Kombination von Trittschalldämmplatten aus Faserdämmstoff und einer Schüttung in Pappwaben. Die unterseitige Deckenbekleidung ist über Federschienen befestigt. Brandschutz Durch Trockenestrichsysteme oder Trockenunterböden kann eine raumabschließende Wohnungstrenndecke aus Holzbalken in die Feuerwiderstandsklassen F 30 oder F 60 eingeordnet werden. Sie schützen die tragende Plattenlage, auf die das Bodensystem aufgebracht wird, im Brandfall gegen zu frühes Versagen und verhindern u. a. deren Durchbrechen. Für andere Plattenwerkstoffe, abweichende Konstruktionen und bei höheren Brandschutzanforderungen von F 90 bis F 120 müssen die Nachweise über Prüfzeugnisse erbracht werden. Feuchteschutz Die Abdichtung in feuchtebeanspruchten Bereichen wird nicht vom Trockenunterboden, sondern einem darauf aufgebrachten Abdich-

tungssystem gewährleistet. Für das Abdichtungssystem gelten die im Kapitel Feuchteschutz (S. 130f.) aufgeführten Hinweise.

ven Verformungen zwischen den Oberkanten der Böden aufgrund unterschiedlicher Elastizität gering zu halten (Abb. C 3.10).

Anschlüsse von Trockenunterböden

Bewegungsfuge Bewegungsfugen werden gebildet, indem ein Stufenfalz ohne Verklebung ausgeführt wird. Die Platten werden dabei mit Fugen verlegt und diese mit elastischem Material ausgefüllt. Dabei sollte das Fugenmaterial nur an den beiden Stirnkanten der Platten haften, um eine gleichmäßige Dehnung desselben zu gewährleisten und ein Abreißen am Rand zu verhindern (Abb. C 3.13, S. 160). Wenn der Trockenunterboden auf einer Schüttung aufgebracht ist, so ist der Stoßbereich mit einem Lagerholz und einem T-Profil zu unterfüttern.

Um den Unterboden von den angrenzenden aufgehenden Bauteilen wie Wänden und Stützen schalltechnisch zu entkoppeln, werden Randdämmstreifen mit einer Dicke von ca. 10 mm verwendet. Bodenanschluss Anschlüsse an Massivböden, Plattenbeläge aus Naturstein, Fliesen oder Hohlraumböden werden mit Winkelschienen unterfangen oder mit Lagerhölzern ausgebildet (Abb. C 3.10 und C 3.11). Stöße von Trockenunterbodenelementen im Türbereich sind mithilfe eines Holzbretts oder mit Plattenstreifen kraftschlüssig zu hinterfüttern. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Hinterfütterung ebenfalls auf einem Dämmstreifen aufliegt, damit diese nicht als Schallbrücke wirkt (Abb. C 3.12, S. 160) Wenn der Anschluss an einen Nassestrich erfolgt, so ist der Randbereich des Trockenunterbodens ebenfalls zu unterfüttern, um die relati-

1 2 3 4 5 6 7

1

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Wandanschluss Beim Wandanschluss von Trockenunterböden ist auf eine Entkopplung von Boden und Wand zu achten, um die Schallweiterleitung zu minimieren. Dies geschieht durch den Einbau eines Dämmstreifens zwischen Trockenunterbodenplatte und Wand (Abb. C 3.15 und C 3.16, S. 160).

Körperschallentkopplung

9

Winkelschiene

a

Ausgleichschüttung

1 2 3 4 5 6 7

GF-Trockenestrichelement Holzweichfaserdämmplatte Pappwaben mit Sandfüllung Holzspanplatte Holzbalken Federschiene Gipsfaserplatte

C 3.9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Bodenbelag (Trockenestrich) Trockenestrich Schüttung Holzwerkstoff Dämmstreifen Abdichtungsbahn Bodenbelag (Nassestrich) Nassestrich Rohfußboden

C 3.10

b

C 3.11

159

Bodensysteme im Ausbau

Integration von Fußbodenheizungen in Trockenunterböden

Zur Integration von Fußbodenheizungselementen in Trockenunterböden können Dämmelemente mit vorgeformten Leitungsbahnen verwendet werden. Zwischen der Heizebene und dem Unterbodenelement angeordnete Wärmeleitbleche verbessern die Wärmeabgabe an den Fußboden (Abb. C 3.17 und C 3.18, siehe auch Flächenheizungen, S. 176ff.). Um bei niedriger Vorlauftemperatur eine ausreichende und gleichmäßige Oberflächentemperatur des Fußbodenbelags zu erreichen, sollte der Abstand der Heizrohre nicht größer als 150 mm sein. Die Temperatur an den Wärmeleitblechen darf 45 °C nicht dauerhaft überschreiten, um

eine Dehydrierung des Gipses und damit einhergehende Gefügeveränderungen zu vermeiden. Dementsprechend wird die Vorlauftemperatur nach Möglichkeit auf 45 °C begrenzt.

Systemböden Systemböden werden als Doppel- oder Hohlraumböden überwiegend in Gebäuden eingesetzt, bei denen die Raumnutzung flexibel sein soll, diese zum Zeitpunkt des Bodeneinbaus noch nicht feststeht oder wenn Installationsleitungen revisionierbar im Boden verlegt werden sollen. Dies ist meist in Büro- und Verwaltungsbauten oder Krankenhäusern der Fall, wo auf100

ca. 100 55

45 1

5 10 5 1 a

grund von Großraumbüros, EDV-Räumen oder Laboren eine flexible und veränderbare Leitungsführung erforderlich ist (siehe auch Installationen im Boden: Elektro, S. 190f. und Sanitär, S. 203). Weiterhin eignen sich Systemböden zur Verwendung in Erschließungsflächen, da diese zumeist eine große Anzahl von Installationsleitungen aufzunehmen haben, die von dort aus in die abgehenden Räume verteilt werden. Der wesentliche Unterschied zwischen Doppelböden und Hohlraumböden besteht darin, dass Hohlraumböden nur an geplanten Öffnungen revisionierbar sind, bei Doppelböden dagegen ist der Zugang zum Hohlraum an jeder beliebigen Stelle durch das Entnehmen von einzelnen Bodenplatten möglich.

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C 3.15 C 3.16 C 3.17

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C 3.14

C 3.15

C 3.16

C 3.17

stumpfer Stoß im Türbereich a mit elastischer Verfugung b auf Schüttung Ausbildung einer Bewegungsfuge 1 elastische Verfugung 2 Lagerholz Ausbildung einer Bewegungsfuge bei Verlegung auf Schüttung 1 elastische Verfugung 2 Lagerholz Wandanschluss an eine massive Wand Integration einer Leichtbauwand in einen schwimmenden Trockenunterboden Trockenunterboden mit Fußbodenheizung und Trockenschüttung

C 3.18 C 3.19

C 3.20

C 3.21

in Dämmschicht eingelegte Fußbodenheizung mit Wärmeleitblechen Hohlraumbodensystem mit Fließestrich, GK/GFSchalungselementen und PVC-Schraubfüßen 1 Fließestrich 2 GK-/GF-Schalungselement 3 PVC-Schraubfüße ausgegossen mit Anhydritestrich Hohlraumbodensystem in Trockenbauweise aus hochverdichteten Gipsfaserplatten und Metallstützenfüßen 1 Verklebung 2 hochdichte Gipsfaserplatte 3 Verzahnung, Verklebung Hohlraumboden mit Revisionsöffnung C 3.18

160

Bodensysteme im Ausbau

Hohlraumbodensysteme

Unter Hohlraumbodensystemen versteht man Bodensysteme mit integrierten Hohlräumen von bis zu 20 cm zur Leitungsführung. Sie finden primär in Gebäudebereichen Verwendung, in denen herkömmliche Anforderungen an die Revisionierbarkeit gegeben sind und keine übermäßigen Installationsquerschnitte im Boden integriert werden müssen. Aufgrund der einzelnen Revisionsöffnungen erfolgt die Leitungsführung im Hohlraum in festgelegten Kabeltrassen. Den Zugang zum Hohlraum gewährleisten planmäßig vorgesehene oder nachträglich eingebrachte Öffnungen in der Bodenebene (Elektranten).

1

2

C 3.19

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• niedrige Einbauhöhe • hohe Tragfähigkeit • vorteilhafte brandschutztechnische Eigenschaften • fugenfreie, geschlossene Oberfläche

600 C 3.20

• wesentlich geringerer Eintrag von Baufeuchte, keine Austrocknungszeiten • schnelle Belastbarkeit und Weiterbearbeitbarkeit (z. B. Bodenbeläge) • niedrige Belastung der Rohdecke durch geringes Eigengewicht der Hohlraumbodenkonstruktion Doppelbodensysteme

Hohlraumböden mit Nassestrich Die Tragschicht dieser Hohlraumböden bildet ein Estrich auf verlorener Schalung. Vorzugsweise wird selbstnivellierender Fließestrich verwendet, aber auch Zementestrich oder Trockenestrich ist möglich. Die verlorene Schalung besteht beispielsweise aus folgenden Werkstoffen: • tiefgezogenes PVC-Material als Bahnenware • elastische Formplatten mit werkseitig angeformten Füßen aus Estrichmaterial oder Kunststoff • werkseitig vorgestanzte Gipswerkstoffplatten, in deren Ausstanzungen PVC-Schraubfüße eingesetzt werden, die eine Höhenjustierung des Bodens ermöglichen (Abb. C 3.19)

3

312,5

1

Hohlraumböden weisen folgende Systemeigenschaften auf:

Nach dem Aushärten des Estrichs übernimmt dieser die Tragfunktion, die während des Bauzustands noch von der Schalung ausgeübt wurde. Die nachträgliche Installation von Zugängen in den Hohlraum kann durch Bohrungen erfolgen. Hohlraumböden in Trockenbauweise Hohlraumböden in Trockenbauweise können mit den gleichen Schalungselementen wie Nassestrichsysteme erstellt werden, sofern diese eine ebene Oberfläche aufweisen. Alternativ kann die Unterkonstruktion entweder aus metallischen Stützenfüßen oder Linienauflagern aus Metallvierkantprofilen bestehen. Das Standardstützenraster für Metallfüße beträgt 60 ≈ 60 cm (Abb. C 3.21). Die Tragschicht besteht in der Regel aus hochverdichteten Gipsfaserplatten mit Plattendicken zwischen 25 und 40 mm. Die Platten werden über eine umlaufende Nut-und-Feder-Profilierung stirnseitig verklebt (Abb. C 3.20). Für sehr hohe Lasten kann eine zweilagige Verlegung im Verband erfolgen. Die Art und Anordnung der Stützenfüße (z. B. Stützenabstand, Auflagerfläche) bzw. die Spannweite der Platten auf den Linienauflagern bestimmen die aufnehmbare Last. Die Belastbarkeit kann durch einen geringeren Stützenabstand oder zwischen den Stützenfüßen eingesetzte Rasterstäbe, die als zusätzliches Auflager dienen, erhöht werden. Vor allem der statisch schwächere Randbereich (Randfeld eines Durchlaufträgers) wird in der Regel durch ein halbiertes Stützenraster oder Rasterstäbe verstärkt. Hohlraumböden in Trockenbauweise bieten folgende Vorteile gegenüber einem Aufbau mit Nassestrich:

Doppelbodensysteme werden bei großer Installationsdichte im Bodenbereich mit hohen Anforderungen an die Revisionierbarkeit und Nachinstallation eingesetzt, wie z. B. bei EDVRäumen, Transformationsstationen, Bürofluren und Computerzentralen (Abb. C 3.22 und C 3.23, S. 162). Sie bestehen aus industriell vorfabrizierten Bodenplatten mit fertiger Oberfläche (Standardabmessungen 60 ≈ 60 cm), die auf bis zu 125 cm hohen Stützenfüßen verlegt werden. Die Platten liegen frei auf den Stützen und bieten somit an jeder beliebigen Stelle im Boden Zugang zum Hohlraum. Im Bodenhohlraum können Wasser-, Abwasser-, Elektro- und Druckluftleitungen sowie Zuluft- und Abluftrohre, Rohrpost und zentrale Staubsauganlagen untergebracht werden. Zudem kann der Hohlraum klimatechnische Funktionen, beispielsweise in einem offenen Lüftungssystem, übernehmen. Je nach Bodenkonstruktion und mechanischer Leistungsfähigkeit der Trägerplatte, gegebenenfalls unter Verwendung zusätzlicher Verstärkungsmaßnahmen (z. B. Aufkleben von Stahlblechen an der Plattenunterseite), lassen sich die Anforderungen für Büroräume, Computerzentralen und Räume mit höheren Lasten erfüllen. Diese zusätzliche Aussteifung der Unterkonstruktion kann sogar leichten Gabelstaplerbetrieb ermöglichen. Die Doppelbodenplatten liegen an den vier Eckpunkten auf höhenverstellbaren, meist metallischen Stützen auf. Diese werden an der Rohdecke mit mechanischen Verbindungsmitteln oder durch Verkleben befestigt (Erstbelastung nach etwa 20 Stunden, endgültige Aushärtung nach 1–2 Wochen). Zwischen Stützenkopf und Platte befindet sich ein dämpfendes Kunststoffelement, das die Positionierung der Plattenecken erleichtert (Abb. C 3.25). Bei hohen Traglasten, horizontalen Belastungen (z. B. durch Gabelstapler) und Höhen des Doppelbodens über 70 cm ist eine Stabilisierung der Stützen erforderlich. Diese wird durch Auskreuzungen und Abspannungen der Stützenfüße mit Rasterstäben oder Stahlseilen erreicht. Um die aufnehmbaren Lasten der Bodenplatten zu erhöhen, können Rasterstäbe als zusätzliches Linienauflager zwischen den Stützenfüßen eingesetzt werden. Bei der Planung des Plattenrasters in einem Raum sind kleine, schmale Randplatten zu vermeiden, damit sich die Stützenfüße weder berühren oder überschneiden, noch die Statik der Bodenplatte verändert wird, wie z. B. durch ungewollten einachsigen Lastabtrag der Platten oder auch ungünstig durchtrennte Verstärkungen beim Zuschneiden der Platten.

C 3.21

161

Bodensysteme im Ausbau

C 3.22

Parallel zur Wand laufende Rohrleitungen und Lüftungskanäle sollten in einem lichten Mindestabstand von 10 cm zu den aufgehenden Wänden verlegt werden, um genügend Aufstellfläche für die Stützenfüße zu gewährleisten. Nachfolgend sind Systemeigenschaften aufgeführt, die bei Ausschreibungen oder Konstruktionsvergleichen zu beachten sind. Die genannten Eigenschaften können dabei vom Hersteller angegeben oder aber auch vom Planer als Mindestwerte vorgeschrieben werden.

C 3.23

• Verstellmöglichkeit bis (mm) • Plattengewicht ohne Belag (kg) Material • Plattenmaterial • Kantenschutz • Beschichtung Unterseite • Beschichtung Oberseite • mögliche Bodenbeläge • Stützen

Schallschutz • Normtrittschallpegel Ln,w (dB) • Trittschallschutzmaß TSM (dB) • Schalllängsdämmung RL,w (dB) Elektrostatik • Erdableitwiderstand (Ω)

Tragfähigkeit (nach Prüfvorschrift RAL 62941) • Punktlast bei 1/300 (kN) • Punktlast bei zweifacher Sicherheit (kN) • Bruchlast (kN)

Geometrie/Gewicht • Plattendicke (mm) • Plattenraster (mm) • Mindestaufbauhöhe OKF (mm)

C 3.24

Brandschutz • Baustoffklasse • Feuerwiderstandsklasse

1

2

3

Kosten (€/m²) Überbrückungsprofile Kann eine Doppelbodenstütze aus konstruktiven Gründen oder wegen vorhandenen Installationen, die die Breite des Stützenrasters überschreiten, nicht eingebaut werden, wird ein Überbrückungsprofil als Ersatz für das fehlende Auflager zwischen den benachbarten Stützen gespannt. Da das Überbrückungsprofil auf den benachbarten Doppelbodenstützen lagert, ist deren Mehrbelastung zu berücksichtigen (Abb. C 3.24). Installationen, die die Breite des Bodenrasters überschreiten oder den Boden im Auflagerbereich einer Stütze bedecken, erfordern ebenfalls den Einsatz von Überbrückungsprofilen.

C 3.26

C 3.22 – C3.23

4

C 3.24

C 3.25

5

C 3.26 C 3.27 C 3.28 C 3.25

162

C 3.27

Doppelboden aus Stahlblechwanne mit Anhydritestrichfüllung. Integration der Kommunikations- und Haustechnik sowie der Fußbodenheizung in der Eingangshalle, Bürogebäude der Firma Bayer, Leverkusen (D) 2002, Helmut Jahn Hohlraumboden aus hochverdichteten Gipsfaserplatten Baustoffklasse A 1, Highlight Towers, München (D) 2004, Helmut Jahn Beispiel für den Aufbau eines DoppelbodensStützenfußes 1 Trägerplatte 2 Schalldämmauflage 3 Ausgleichsplättchen (Montagehilfe) 4 Gewindesicherung 5 Rohbodenverklebung Traversensystem für Elektro- und Versorgungsleitungen Zwischenboden Übersicht über gängige Doppelbodenträgerplatten und ihre Eigenschaften

Bodensysteme im Ausbau

gängige Doppelbodenträgerplatten und ihre Eigenschaften Platte FestigGewicht Feuerkeit widerstand Holzwerkstoffplatte unterseitig mit 1 1 ++ – Aluminiumfolie Holzwerkstoffplatte unterseitig mit 1 1 + + + Stahlblech

°

faserverstärkte Kalziumsulfatplatte

+2 2

Brennbarkeit

Schallschutz

Quellen / GehSchwin- komfort den

°

2

°

–

1

+2

+

–

++

++

+2

++

2

++

° °

1

° ° °

1

++

1

2

+

++

++

+

1

+2

++

++

+2

++

° ° ° °

° ° ° °

Leichtbetonplatte

+

mineralisch verfüllte Stahlwanne

+2

geschlossene, leere Metallkassette

–

++

–

++

–

mineralisch verfüllte, geschlossene Metallkassette

°

°

°

++

Aluminiumdruckgussplatte

+

+

–

++

Stahlprofilrahmenplatte

+2

°

–

++

° ° °

++ sehr gut + gut zufriedenstellend – nicht geeignet / nicht befriedigende Eigenschaften

° 1

2

Eigenschaft abhängig von der tatsächlichen Dichte der Trägerplatte Eigenschaft abhängig von komplexen Einflüssen aus der Zusammensetzung und Verarbeitung C 3.28

Zwischenböden Bei einer hohen Installationsdichte im Doppelboden kann eine zusätzliche Installationsfläche in Form von Zwischenböden eingesetzt werden. Sie bestehen aus Stahlblechkassetten, die in die an den Doppelbodenstützen befestigten Auflager eingehängt werden. Begehbare Ausführungen des Zwischenbodens sind möglich (Abb. C 3.27).

Sowohl Holzwerkstoffplatten als auch mineralische Platten lassen sich relativ gut vor Ort an die Gebäudekonturen anpassen, da sie leicht zu bearbeiten sind. Die Integration von Lüftungseinlässen und Elektroanschlüssen ist ebenso problemlos möglich. Die Schnittkanten dieser Platten werden in der Regel mit Kunststoffumleimern bedeckt, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.

Kabelträger Kabelträger bestehen aus an den Stützen befestigten Metallprofilen und darüber gespannten Kabelpritschen, welche die vorhandenen Installationsleitungen aufnehmen können. Eingesetzt werden Kabelträger bei langen, geraden Installationsführungen (z. B. in Fluren) und bei Aufbauhöhen über 70 cm. Neben der erhöhten Übersichtlichkeit bieten Kabelträger den Vorteil, dass die Versorgungsleitungen beim Auslösen der Sprinkleranlage nicht im Wasser liegen und somit vor Kurzschlüssen geschützt sind (Abb. C 3.26).

Aluminiumbodenplatten Hinsichtlich des geringen Gewichts, der kleinen Maßtoleranzen und der Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit sind Aluminiumbodenplatten von Vorteil. Nachteilig sind allerdings der hohe Preis, die relativ lauten Geräusche beim Begehen und die schwierige Anpassung an unterschiedliche Geometrien wegen der aufwendigen Materialbearbeitung. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Materials erfolgt eine hohe Wärmeübertragung aus und in den Bodenhohlraum. Bei niedrigen Temperaturen im Bodenhohlraum kann daraus eine niedrige Oberflächentemperatur resultieren und sich negativ auf die Behaglichkeit auswirken. Obwohl Aluminium nicht brennbar ist, versagt es wegen seines niedrigen Schmelzpunkts (ca. 500 °C) im Brandfall sehr schnell, sodass bisher keine Einordnung von Aluminiumträgerplatten in die Feuerwiderstandsklasse F 30 erfolgen konnte.

Materialien von Doppelböden

Trägerplatten in Doppelbodensystemen bestehen überwiegend aus Holz, Stahl, Aluminium oder mineralischen Stoffen mit Faserverstärkung (Abb. C 3.28). Holzwerkstoffplatten Platten aus Holzwerkstoffen werden vorzugsweise als hochverdichtete Spanplatten (Flachpressplatten, Furnierplatten) mit einer Rohdichte von 680 bis 750 kg/m³ als Trägermaterial eingesetzt. Die Platten sind in der Regel mit Aluminiumfeinblech oder Folien auf der Plattenunterseite beschichtet, um den Holzwerkstoff vor Feuchtigkeit zu schützen. Generell ist aber bei der Verwendung von Holzwerkstoffplatten das feuchteabhängige Schwinden und Quellen sowie die Brennbarkeit des Werkstoffs zu berücksichtigen. Mineralische, faserverstärkte Platten Platten wie hochverdichtete Gipsfaserplatten oder faserverstärkte Kalziumsulfatplatten sind nicht brennbar und erzielen Feuerwiderstandsklassen bis F 60.

Stahlbodenplatten Es gibt zwei verschiedene Arten von Stahlbodenplatten, die hinsichtlich ihrer Verwendung äquivalent sind. Dabei ist das Deckblech entweder auf einer Schweißkonstruktion oder einem tiefgezogenen Unterteil (Wanne) aufgeheftet. Doppelbodenplatten in Form von Verbundkonstruktionen aus Stahl mit mineralischen Stoffen haben ein hohes Gewicht und sind nur mit großem Aufwand an unterschiedliche Konturen anpassbar. Die Platten sind zwar nicht brennbar, erreichen jedoch aus Gründen der Tragfähigkeit im Brandfall maximale Feuerwiderstandsdauern von 30 Minuten. Stahlplatten ohne Füllstoffe weisen ähnliche Eigenschaften wie Aluminiumplatten auf, sind je-

doch schwerer, von höherer Festigkeit und müssen gegen Korrosion geschützt werden. Die Beläge aller Plattentypen werden in der Regel direkt bei der Plattenherstellung aufgebracht, womit die Platten nach dem Einbau bereits über den fertigen Fußboden verfügen. Bauphysikalische Anforderungen an Systemböden

Systemböden können zur bauphysikalischen Verbesserung der vorhandenen Rohdecke führen, allerdings können sie bei aufgesetzten Trennwänden auch eine Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund des unter der Wand durchgehenden Hohlraums bewirken. Schallschutz Die schalldämmenden Eigenschaften (Trittschall-, Luftschalldämmung) bezüglich der vertikalen Schallübertragung zwischen zwei Geschossen ergeben sich aus der Kombination von Systemboden und Rohdecke (Abb. C 3.29, S. 164). Eine Verbesserung der Luftschalldämmung kann durch Plattenmaterialien mit einem hohen Flächengewicht sowie schwere Beläge aus Keramik oder Stein erreicht werden, die die flächenbezogene Masse der Decke erhöhen. Elastische oder textile Beläge nehmen keinen nennenswerten Einfluss auf die Luftschalldämmung. Das Maß der Trittschalldämmung hängt bei Doppelbodensystemen hauptsächlich vom Trittschallverbesserungsmaß (ΔLw,R) der Beläge, der Auflagerausbildung der Doppelbodenplatten auf den Stützenköpfen (z. B. über Kunststoffdämmplatten) und der Befestigung der Stützenfüße auf der Rohdecke (Verklebung über Dämmstreifen) ab. Bei der Verwendung eines elastischen Belag mit einem Trittschallverbesserungsmaß ΔLw,R = 4 dB verbessert sich der Wert durch den Doppelboden auf 10 dB. Bei Teppichbodenbelägen mit einem Trittschallverbesserungsmaß von 18 bis 20 dB kann keine Verbesserung durch einen Doppelboden erzielt werden. Abb C 3.31 (S. 164) zeigt beispielhaft die Verbesserung der Schalldämmung einer Massivdecke durch den Einbau eines Doppelbodens mit Nadelvliesbelag.

163

Bodensysteme im Ausbau

a

b

c

d C 3.29

Auf die Schalldämmung zwischen benachbarten Räumen bei aufgesetzten Trennwänden nimmt die Rohdecke keinen Einfluss, vielmehr ist die Schalllängsdämmung des Systembodens maßgebend. Dabei ist die Schalllängsübertragung über die aus einzelnen Platten aufgebauten Doppelböden geringer als über Hohlraumböden mit durchlaufender Bodenscheibe. Bei Hohlraumböden kann jedoch die Schalllängsleitung durch die Unterbrechung der Bodenscheibe unter der Trennwand vermindert werden. Hierzu eignet sich eine durchlaufende Trennfuge. Der maßgebliche Anteil des Schalls wird ähnlich wie bei Unterdecken über den Hohlraum übertragen (Abb C 3.29).

Durch Verwendung von Absorberschotts im Hohlraum von Systemböden kann die Luft- und Trittschalllängsdämmung erhöht werden (Abb. C 3.30). Sie bestehen aus 200 mm breiten Mineralwollstreifen mit einem Raumgewicht von mindestens 40 kg/m3, die komprimiert im Hohlraum aufgestellt sind. Durch die Absorberschotts verbesserte Schalldämmwerte zeigen die Abbildungen C 3.32 und C 3.33. Da die Werte der Systemböden meist besser sind als die Schalldämmmaße der aufgesetzten Trennwand, bewirken sie keine Verschlechterung der Schalldämmung.

lich auswirken. Aus Vergleichsmessungen hat sich ergeben, dass dieses Gewicht unerheblich für die Luftschalllängsdämmung ist. Für die horizontale Trittschalldämmung hingegen eignen sich schwere mineralische Doppelbodenplatten besser als leichte Platten aus Holzwerkstoffen oder Metall, da bei der Schallübertragung von Platte zu Platte durch ein höheres Plattengewicht mehr Schallenergie vernichtet wird. Um den Trittschalleintrag in den Boden zu dämpfen, können Bodenbeläge mit einem hohen Trittschallverbesserungsmaß eingesetzt werden.

In Bezug auf die Schallleitung eines Doppelbodens kann sich das Eigengewicht unterschied-

Brandschutz Die Anforderungen an den baulichen Brand-

C 3.29

bewertetes Schalldämmmaß

C 3.30 C 3.31

C 3.32

C 3.33

C 3.34

die vier Wege der Schallübertragung bei Systemböden a Luftschallübertragung b Trittschallübertragung c Luftschalllängsleitung d Trittschalllängsleitung Schallschutzabschottung im Hohlraum eines Doppelbodens (Absorberschott) Luft- und Trittschalldämmung bei vertikaler Schallübertragung für Doppelböden mit Nadelvliesbelag Luftschall- und Trittschalllängsdämmung bei horizontaler Schallübertragung für Doppelböden mit Nadelvliesbelag erreichbare Luft- und Trittschalldämmung für Hohlraumböden bei vertikaler und horizontaler Schallübertragung Installation eines Rauchmelders im Bodenhohlraum

R’w, P

bewerteter Normtrittschallpegel

L’n, w, P

Trittschallverbesserungsmaß

Rohdecke allein

48 dB

mit Doppelboden

53 dB

Rohdecke allein

81 dB

mit Doppelboden

61 dB 20 dB

ΔLw, P

Ergebnisse aus Messungen im Prüfstand mit einer 180 mm Leichtbetonmassivdecke, flächenbezogene Masse ca. 240 kg/m²

C 3.31

Bauhöhe 200 mm 500 mm bewertetes Schalllängsdämmmaß

R’w, P

bewerteter Normtrittschallpegel bei horizontaler Übertragung

L’n, w, P

ohne Absorberschott

43 dB

46 dB

mit Absorberschott

54 dB

58 dB

ohne Absorberschott

62 dB

56 dB

mit Absorberschott

53 dB

44 dB

Ergebnisse aus Messungen im nebenwegfreien Prüfstand

C 3.32

Ständerwand (leichte Trennwand)

Luftschalldämmung Trägerplatte

Schallweg horizontal vertikal Ln, w [dB] ΔLw [dB]

monolithischer Aufbau

42 – 55 49 – 551

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10 – 28

mehrschichtiger Aufbau

42 – 57 50 – 571

55 – 562

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Konstruktion

Stütze

Trittschalldämmung

Schallweg horizontal vertikal RL, w [dB] Rw [dB]

1

mit Schnittfugen mit 15 cm Rohdecke Die angegebenen Werte sind Laborwerte und gelten ohne Bodenbelag.

2

C 3.30

164

C 3.33

Bodensysteme im Ausbau

C 3.34

schutz resultieren aus der hohen Installationsdichte in den Hohlräumen von Systemböden, die z. T. nicht unerhebliche Brandlasten darstellen, und den vorhandenen Öffnungen und Lüftungsaustritten. Das heißt, dass die Baustoffe und Bauteile bestimmten Kriterien in Bezug auf ihr brandschutztechnisches Verhalten genügen müssen. Hierzu zählen vor allem die Baustoffklasse und das Brandverhalten sowie die Feuerwiderstandsklasse der Bauteile. Das Brandschutzverhalten von Systemböden kann nicht generell wie bei anderen Bauteilen beurteilt werden, da im Hohlraum aufgrund des geringen Raumvolumens in Verbindung mit den ungünstigen Ventilationsverhältnissen kein voll entfachter Brand, wie ihn der Normbrand darstellt, entstehen kann. Die spezifischen Anforderungen an den baulichen Brandschutz von Hohlraum- und Doppelböden sind daher in der »Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Systemböden« festgelegt [1]. Sie gilt für Systemböden, deren Hohlräume Installationen aufnehmen können (z. B. Elektroleitungen oder Leitungen für Heizung und Lüftung). Doppelböden werden in der Richtlinie als vorgefertigte Systeme definiert, die aus Tragplatten und Ständern bestehen. Systeme mit fugenloser, gegossener Tragschicht aus Estrich mit einem Hohlraum bis zu einer lichten Höhe von 20 cm werden als Hohlböden bezeichnet, Böden mit einer lichten Höhe über 20 cm oder in Trockenbauweise erstellte Systeme (d. h. nicht fugenlos) als Doppelböden. Systemböden in Fluchtwegen Die Musterrichtlinie stellt zunächst folgende generelle Anforderungen an Systemböden bei Fluchtwegen (z. B. notwendige Treppenräume und Flure): • Alle Teile des Systembodens müssen aus nicht brennbaren Baustoffen bestehen. • Anschlussfugen müssen mit nicht brennbaren Baustoffen verschlossen sein. • Tragschicht und Tragplatten dürfen keine Öffnungen haben (z. B. Lüftungsöffnungen). Zusätzlich werden je nach System weitere Anforderungen festgelegt: Hohlböden müssen

einen Estrich mit mindestens 30 mm Dicke haben und verlorene Schalungen dürfen aus normalentflammbaren Baustoffen bestehen, wenn sie keine Tragfunktion übernehmen. Zudem sind die Zahl und Größe von Revisionszugängen zu minimieren und sie müssen dichtschließende Verschlüsse aus nicht brennbaren Baustoffen besitzen. Für Doppelböden gilt, dass die Tragplatten dicht verlegt sein müssen (mindestens stumpf gestoßen), Umleimer und Auflagerplättchen dürfen aus brennbaren Stoffen bestehen, sofern sie Dicken von 0,6 bzw. 3 mm nicht überschreiten. Doppelböden mit einem Hohlraum von mehr als 20 cm müssen zudem als tragende und raumabschließende Bauteile bei Brandbeanspruchung von unten feuerhemmend (F 30) sein. Systemböden in anderen Räumen In Räumen, die nicht zu Fluchtwegen gehören, muss die Tragkonstruktion (Tragplatte einschließlich Ständer) von Doppelböden über 50 cm Höhe bei Brandbeanspruchung von unten feuerhemmend sein. Das Versagenskriterium bezieht sich dabei nur auf die Tragfähigkeit. Systemböden, deren Hohlräume auch der Raumlüftung dienen und die unter mehreren Räumen durchlaufen, müssen in den Hohlräumen oder im Bereich des Luftaustritts Brandmelder haben, die auf Rauch reagieren. Im Brandfall müssen diese Melder die Abschaltung der Lüftungsanlage auslösen (Abb. C 3.34). Wände auf Systemböden Brandwände, Wände von Fluchtwegen, Wände notwendiger Flure, die Nutzungseinheiten trennen, und Trennwände zwischen zwei Nutzungseinheiten sowie zwischen einer Nutzungseinheit und einem anders genutzten Raum dürfen nicht von Systemböden aus hochgeführt werden. Wände notwendiger Flure innerhalb einer Nutzungseinheit können über Systemböden mit einer maximalen lichten Hohlraumhöhe von 20 cm errichtet werden, Doppelböden müssen hierbei jedoch bei Brandbeanspruchung von unten mindestens feuerhemmend sein.

Sonstige raumabschließende Wände, für die eine Feuerwiderstandsfähigkeit vorgeschrieben ist, dürfen von Systemböden hochgeführt werden, wenn diese zusammen mit dem Systemboden auf die für die Wand erforderliche Feuerwiderstandsklasse geprüft sind. Die Prüfung muss sich dabei auf die raumabschließende Wirkung beziehen. Thermische und hygrische Anforderungen Systemböden sind generell bei Klimabedingungen mit Temperaturen von 15 bis 30 °C und einer relativen Luftfeuchte im Bereich von 40 bis 60 % geeignet. Klimainstallationen im Hohlraumbereich müssen daher so geregelt werden, dass extreme Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen im Bodenhohlraum vermieden werden. So können auftretende Mängel, beispielsweise aufgrund von thermischen oder hygrischen Längenänderungen, meist auf ungeeignete klimatische Bedingungen während der Bauphase zurückgeführt werden. Holzwerkstoffe können wegen ihrer Materialeigenschaften besonders hygrische Verformungen aufweisen, bei mineralischen und metallischen Platten ist das Verhalten bei thermischen Schwankungen zu beachten, beispielsweise dehnen sich Bodenplatten aus Metall bei einer Temperaturerhöhung gegenüber der Einbautemperatur aus. In großen Räumen kann dies dazu führen, dass die Randplatten gegen die Oberflächen der angrenzenden Wände drücken und diese beschädigen. Elektrostatische Anforderungen Beim Begehen von Doppelböden können aufgrund der Reibung zwischen Schuh und Belag elektrostatische Ladungen entstehen. Diese sind zur Erde abzuleiten, um mögliche Folgen der statischen Elektrizität (Fehlfunktion oder Zerstörung elektronischer Bauteile, Entzündung brennbarer Stoffe durch Funkenüberschlag) zu vermeiden. Relevante Messgröße ist hierbei der Erdableitwiderstand RE, der zwischen Belagsoberfläche und Erdpotenzial in Ohm (Ω) gemessen wird. Bei einem Widerstand unter 10 8 Ω ist ein Boden ausreichend leitfähig, um Zündgefahren bei entzündbaren Stäuben und Gasen durch elektrostatische Aufladungen während des

165

Bodensysteme im Ausbau

a

b

c

Begehens zu verhindern. Unter 10 6 Ω ist ein Boden auch für Lagerungs- und Produktionsräume von Explosivstoffen geeignet. Da der Erdableitwiderstand eines Doppelbodens von den Komponenten Bodenbelag, Klebstoff, Doppelbodenplatten, Schalldämmauflageplättchen und Stützen abhängig ist, muss der Wert für das komplette Bodensystem ermittelt werden. Eine Belag mit einer hohen Leitfähigkeit bringt beispielsweise keine Vorteile, wenn nicht auch die übrigen Komponenten eine entsprechende Leitfähigkeit aufweisen.

den herzustellen, werden die Stützenfüße mithilfe von Metallseilen oder Rasterstäben senkrecht zur Fuge abgespannt (Abb. C 3.35).

nissen aus ein- oder mehrschalig beplankten Wandelementen oder auch aus einzelnen Baustoffen. Der Aufbau kann entsprechend einer Ständerwand mit den geforderten Eigenschaften gewählt werden. Verwendete Werkstoffe sind dabei beispielsweise Metallprofile, Mineralwolle und Gipswerkstoff- oder Kalziumsilikatplatten (Abb. C 3.38).

Anschlüsse und Details von Doppelböden

Bei Doppelböden ergeben sich viele verschiedene Anschlüsse und Details, die auf unterschiedlichste Arten gelöst werden können. Nachfolgend soll ein Überblick über mögliche Anschlüsse gegeben werden, die prinzipielle Konstruktionen zeigen, die die Grundlage für herstellerspezifische Systemlösungen darstellen. Dehnungsfugen Um spätere Schäden durch Verschiebungen zu vermeiden, müssen beim Einbau eines Doppelbodens bewegliche Fugen über den Dehnungsfugen in der Rohbaudecke ausgeführt werden. Hierzu sind zwischen den Platten eingepasste oder aufgesetzte Bewegungsfugenprofile (Dehnfugenprofile) zu verwenden. Um den horizontalen Kraftschluss mit dem Rohbo-

C 3.36

166

Randblenden Unterschiedliche Höhenniveaus eines Bodens sind im Bereich der Stufe durch Randblenden zu verschließen. Die Oberkanten der Blenden können dabei nach Bedarf mit Treppenkantenprofilen abgedeckt werden. Durch die Befestigung am Stützenfuß oder mittels Winkelschiene  m Rohboden und die Abspannung im oberen Bereich der Blende wird eine stabile Konstruktion hergestellt (Abb. C 3.36 und C 3.37). Die Randblende kann aus dem gleichen Plattenmaterial wie die Doppelbodenplatten bestehen. Abschottungen Abschottungen im Hohlraum des Doppelbodens werden eingesetzt zur: • Lüftungsabschottung • Brandschutzabschottung • Schallschutzabschottung (Absorberschott) Lüftungsabschottungen dienen dazu, ungewollte Luftströme in andere Gebäudebereiche zu vermeiden. Brandschutz- und Schallschutzabschottungen (Abb. C 3.30, S. 164) ergänzen zumeist die Abschottung einer auf dem Doppelboden stehenden Wand. Die Abschottungen bestehen je nach Erforder-

C 3.37

C 3.35

Integration von gebäudetechnischen Einbauten in Doppelböden

Neben der Aufnahme von Installationsleitungen können Doppelböden gebäudetechnische Funktionen übernehmen. Als Beispiel werden im Folgenden die Integration von Fußbodenheizungen und Lüftungssystemen dargestellt. Fußbodenheizung Bei Doppelbodenplatten mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit wie Gipsfaser-, Stahl- oder Betonplatten können unterhalb der Platten Fußbodenheizungselemente verlegt werden. Diese bestehen aus Dämmstoffformelementen mit einem oberseitigen Aluminiumkontaktblech, an dem mittels Klemmhalterungen die Heizungsrohre befestigt sind (Abb. C 3.39, siehe auch Flächenheizungen, S. 176). Lüftungssysteme in Doppelböden Integrierte Lüftungssysteme in Doppelböden ermöglichen eine Lufteinspeisung in darüberliegende Räume über gezielte Luftauslässe in den Bodenplatten. Die Zuluftführung im Dop-

C 3.38

Bodensysteme im Ausbau

1

2

3

4

5

6

7

C 3.39

pelbodenhohlraum zu den Luftauslässen in den Bodenplatten ist auf zwei verschiedene Arten möglich: • offene Lüftung: Luftführung über Doppelbodenhohlraum (Quelllüftung) • geschlossene Lüftung: Luftführung über Rohrleitungen oder Klimakanäle im Hohlraum (siehe Lüftung, S.174f.). Lufteinführung über Loch- bzw. Lüftungsplatten Bei einer offenen Lüftung können gelochte Lüftungsplatten im Boden verwendet werden. Durch den erzwungenen Überdruck im Bodenhohlraum strömt die Zuluft durch die Öffnungen in den Bodenplatten mit regelbarer Geschwindigkeit in den Raum. Durch entsprechende Anordnung der Lüftungsplatten können klimatisierte Zonen mit einem gleichmäßigen Luftaustausch geschaffen werden. Auf den Lüftungsplatten muss ein luftdurchlässiger Teppich verlegt werden, damit die Zuluft durch diesen hindurchströmen kann (Abb. C 3.40). Zu beachten ist dabei, dass gelochte Platten andere Tragfähigkeiten als ungelochte Platten aufweisen können. Lufteinführung über Bodenauslässe (Lüftungseinsätze) Bodenauslässe ermöglichen eine bessere Regulierung der Luftzufuhr als Lüftungsplatten. Die Lüftungseinsätze können über flexible Rohre direkt mit dem Klimakanalnetz verbun-

Luftauslass

C 3.40

den werden oder die Zuluft bei offener Lüftung über den Doppelbodenhohlraum erhalten. Lufteinführung über Gitter Lüftungsgitter ermöglichen das Einströmen relativ großer Luftmengen in einen Raum, wie sie beispielsweise in Computerzentralen benötigt werden. Aufgrund der relativ hohen Luftgeschwindigkeiten muss bei der Anordnung der Lüftungsflächen darauf geachtet werden, dass sich keine Arbeitsplätze im unmittelbar benachbarten Bereich befinden. Luftheizung Für die Beheizung von Räumen kann dem Doppelbodenhohlraum warme Luft zugeführt werden, die die Doppelbodenplatten von unten erwärmt. Die warme Luft gelangt überdies durch Luftauslässe direkt in den Raum (Abb. C 3.41). So entsteht eine Kombination aus einer Zuluftheizung in den Bereichen der Luftauslässe und einer Flächenheizung in allen übrigen Bereichen.

Anmerkungen [1] Muster-Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Systemböden (Muster-Systembödenrichtlinie – MSysBöR), Mitteilung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt), 2005

Strahlungswärme als Grundheizung

Konvektionswärme

Hypokausten-Luft-Fußbodenheizung, Lüftung durch den Hohlraum

C 3.41

C 3.35 Bewegungsfugenprofil a, b eingepasst c aufgesetzt C 3.36 Abspannung an der Randbekleidungsplatte/ Blende oder den Randstützen eines Doppelbodens, Befestigung am Rohboden mit Winkelprofil C 3.37 Randblende C 3.38 Abschottung im Doppelboden C 3.39 Beispiel für eine am Doppelboden abgehängte Fußbodenheizung 1 Oberbelag 2 Anhydritestrich 3 Heizregister 4 Wärmeleitbleche 5 Wärmedämmung 6 Auflageprofil 7 Stützenfuß C 3.40 gelochte Lüftungsplatte unter einem luftdurchlässigen Teppich C 3.41 offene Heizungs- und Lüftungsführung im Doppelboden

167

Brandschutzbekleidungen Karsten Tichelmann, Bastian Ziegler

C 4.1

Brandschutzbekleidungen im Trockenbau finden hauptsächlich Anwendung bei: • tragenden und aussteifenden Konstruktionen (z. B. Stützen und Träger) • Kabel- und Installationskanälen • Lüftungsleitungen • Rohrleitungen

Träger- und Stützenbekleidungen Um im Brandfall Fluchtwege möglichst lange zu sichern, sind vorbeugende Feuerschutzmaßnahmen an Stützen und Trägern aus Stahl (und eventuell aus Holz) notwendig, da Stahl bei einer Temperatur ab ca. 500 °C seine Tragfähigkeit verliert (kritische Stahltemperatur). Das bedeutet, dass unbekleidete Stahlbauteile in Abhängigkeit von der Brandbeanspruchung, den Bauteilabmessungen, der baulichen Ausbildung, vom statischen System und dem Ausnutzungsgrad ihre Tragfähigkeit nur durchschnittlich 8 – 15 Minuten behalten. Deshalb sind zum Erreichen der erforderlichen Feuerwiderstandsklasse F 30 bis F 180 geeignete Maßnahmen zu treffen, die die Tragfähigkeit des Stahls für die geforderte Feuerwiderstandsdauer sicherstellen. Neben dem Beschichten mit Putzen oder Dämmschichtbildnern können die Stahlbauteile in Trockenbauweise mit Brandschutzplatten bekleidet werden. In der Regel benötigen Stahlbauteile auch dann eine schützende Bekleidung, wenn sie durch eine Unterdecke oder durch das Einbinden in eine Wand gegen Brandeinwirkung bereits teilweise abgeschirmt sind.

C 4.1 C 4.2

C 4.3

168

Überprüfung der Feuerwiderstandsdauer anhand eines Brandversuchs Mindestbekleidungsdicke d a von Stahlträgern b von Stahlstützen kastenförmige Bekleidung bei a einseitiger Brandbeanspruchung b zweiseitiger Brandbeanspruchung c dreiseitiger Brandbeanspruchung d vierseitiger Brandbeanspruchung

Zur Bestimmung der erforderlichen Brandschutzbekleidung gibt es folgende Anforderungskriterien: • Art des zu bekleidenden Bauteils • erforderliche Feuerwiderstandsdauer • Brandbeanspruchung des Bauteils (ein-, zwei-, drei- oder vierseitig, Abb. C 4.3) • Plattentyp der Bekleidung, Bekleidungsdicke • Holz (Holzart, Querschnitt, Querschnittsverhältnis)

• Stahlprofile (Ermittlung des Profilfaktors, U/A-Verhältnis) • Brandschutznachweis (DIN 4102-4 oder Prüfzeugnis) Übersichten über bekleidete Stützen und Träger mit Gipskarton-Feuerschutzplatten (GKF) enthält DIN 4102-4. Des Weiteren gibt es eine Vielzahl von der Industrie angebotener und geprüfter Brandschutzbekleidungen, die gegenüber den Normkonstruktionen wirtschaftlicher oder brandschutztechnisch leistungsfähiger sein können. Die folgenden Plattentypen werden meist als Brandschutzbekleidungen verwendet: • • • •

Spezialgipsplatten zementgebundene Feuerschutzplatten Kalziumsilikatplatten Mineralfaserplatten

Aufgrund ihrer Festigkeit können manche Platten durch Schrauben oder Klammern in den Stirnkanten verbunden werden und kommen ohne Unterkonstruktion aus (Abb. C 4.3). Andere Platten werden auf einer Unterkonstruktion, meist aus Stahlprofilen, befestigt (Abb. C 4.8 und C 4.9, S. 171). Gedrungene Stahlprofile mit massiven Querschnitten verhalten sich brandschutztechnisch besser und benötigen weniger dicke Bekleidungen als schlanke, dünnwandige Profile. Aus dieser physikalischen Gesetzmäßigkeit hat sich ein Bemessungsverfahren entwickelt, welches den Umfang (U) der Ummantelung (bei Plattenbekleidung kastenförmig) zur Querschnittsfläche (A) des Profils ins Verhältnis setzt. Für die klassifizierten Stahlbauteile ist die erforderliche Bekleidungsdicke in Abhängigkeit des U/A-Verhältnisses aus den jeweiligen Tabellen der Plattenhersteller zu entnehmen. Bei allen klassifizierten Stahlbauteilen ist der U/A-Wert auf ≤ 300 m -1 begrenzt. Sofern Stahlbauteile mit U/A-Werten > 300 m -1 zu beurteilen sind, werden zur Klassifizierung Prüfungen nach DIN 4102-2 notwendig. Werden tragende oder nicht tragende Stahl-

Brandschutzbekleidungen

Mindestbekleidungsdicke d (in mm) von Stahlträgern mit U/A ≤ 300 m -1 mit einer Bekleidung aus Gipskarton-Feuerschutzplatten (GKF) nach DIN 18180 mit geschlossener Fläche Feuerwiderstandsklasse-Benennung d

d

F 30-A 12,5

F 60-A 12,5 + 9,5

F 90-A 2 ≈ 15

1

F 120-A 1

2 ≈ 15 + 9,5

Die raumseitige, 9,5 mm dicke Bekleidungsschale darf auch aus Gipskarton-Bauplatten (GKB) nach DIN 18180 bestehen

d d a Mindestbekleidungsdicke d (in mm) von Stahlstützen mit U/A ≤ 300 m -1 mit einer Bekleidung aus Gipskarton-Feuerschutzplatten (GKF) nach DIN 18180 mit geschlossener Fläche Feuerwiderstandsklasse-Benennung

d F 30-A 1

12,5

b

F 60-A

F 90-A

F 120-A

F 180-A

12,5 + 9,5

3 ≈ 15

4 ≈ 15

5 ≈ 15

1

Ersetzbar durch ≥ 18 mm dicke Gipskarton-Bauplatten (GKB) nach DIN 18180 C 4.2

bauteile, bei denen ein bestimmter Feuerwiderstand gefordert ist, an Stahlbauteile angeschlossen, die keiner Feuerwiderstandsklasse angehören müssen, so sind sowohl die Anschlüsse als auch die angrenzenden Stahlteile zu bekleiden. Die Länge der Bekleidung ist in Abhängigkeit der Feuerwiderstandsklassen und des U/A-Werts der anzuschließenden Stahlbauteile gefordert: • bei F 30 bis F 90 auf einer Länge von mindestens 30 cm • bei F 120 bis F 180 auf einer Länge von mindestens 60 cm Trägerbekleidungen

Eine dreiseitige Brandbeanspruchung eines Biegeträgers liegt vor, wenn beispielsweise die Oberseite des Trägers durch die Betonrohdecke geschützt ist. In diesen Fällen ist eine dreiseitige Ummantelung der Deckenträger oder Unterzüge notwendig und die Bekleidung muss zudem dicht an die Deckenplatte angeschlossen werden (Abb. C 4.7, S. 171).

Die nach DIN 4102-4 klassifizierten Bekleidungen aus Gipskartonplatten (GKF) und durch Prüferfahrungen den GKF-Platten brandschutztechnisch gleichgestellten Gipsfaserplatten müssen hinsichtlich der Konstruktionsausbildung folgende Bedingungen erfüllen: • Für die Befestigung der Bekleidung auf der Unterkonstruktion beträgt die zulässige Spannweite (d. h. Abstände der Tragprofile) ≤ 400 mm. • Fugen einlagiger Bekleidungen sind mit Gipskarton- oder Gipsfaserplattenstreifen zu hinterfüttern. • Bei mehrlagiger Beplankung muss jede Beplankungslage einzeln befestigt sowie verspachtelt werden, die Fugen sind um mindestens 400 mm zu versetzen und ebenso einzeln zu verspachteln.

Rohdecke, auf ganzer Stützenlänge bis zur Unterkante der Rohdecke geführt werden. Hinsichtlich der Konstruktionsausbildung gelten die für Trägerbekleidungen angegebenen Bedingungen (Abb. C 4.7). Alternativ zur Anordnung auf einer Unterkonstruktion dürfen die Gipsbauplatten auch unmittelbar an den Stützen angesetzt werden. In derartigen Fällen ist jede Bekleidungslage durch Stahlbänder oder Rödeldrähte im Abstand ≤ 400 mm zu befestigen.

Lüftungs-, Kabel- und Installationskanäle

Die Stützenbekleidungen müssen allseitig von der Oberkante des Fußbodens, bei Fußböden der Baustoffklasse B von der Oberkante der

Brandlasten, z. B. durch Isolierschichten von Kabeln und Rohren, sind in Flucht- und Rettungswegen, in allgemein zugänglichen Fluren und Treppenräumen (einschließlich deren Ausgängen ins Freie) nicht erlaubt. Somit wird eine Kapselung dieser Brandlasten durch Trockenbaukonstruktionen erforderlich, um Rauchfreiheit innerhalb der Flucht- und Rettungswege zu gewährleisten.

c

d

Stützenbekleidungen

> _ 50 mm a

b

C 4.3

169

Brandschutzbekleidungen

Brandlasten können gekapselt werden durch:

Beispielhafte Mindestdicke von Holz-Balkenbekleidungen Bekleidungsmaterial

Feuerwiderstandsklasse F 30

F 60

F 90

Gipsfaserplatten (GF)1

10 mm

2 ≈ 10 mm

–

Spezial-Gipsbrandschutzplatten

15 mm

15 mm

25 mm

8 mm

12 + 10 mm

20 + 15 mm

1

Kalziumsilikat-Platten 1

je nach Verwendbarkeitsnachweis des entsprechenden Herstellers

• brandschutztechnisch bemessene Unterdecken • Systemböden • Installationsschächte und -kanäle

C 4.4

Mindestdicken für bekleidete Balken, Stützen und Zugglieder aus Voll- oder Brettschichtholz Balken, Stützen und Zuggliedern (Ausführung bei 3-seitiger Bekleidung) a 1-lagige Bekleidung

d

Stützen (Ausführung bei 4-seitiger Bekleidung)

b 2-lagige Bekleidung

I-Kabelkanäle

Bei einem Kabelbrand beispielsweise verhindern I-Kabelkanäle (I = intern) die Brandübertragung von innen nach außen und schützen Flucht- und Rettungswege vor dessen Auswirkungen. Das Feuer bleibt im Kanal eingeschlossen, der Brand kann nicht auf den Deckenhohlraum übergreifen. Installationskanäle werden nach DIN 4102-11 geprüft und erhalten eine I-Klassifizierung von I 30 bis I 120. Die maximal geprüften Innenabmessungen von I-Kanälen betragen für die Breite b ≤ 1000 mm bzw. für die Höhe h ≤ 500 mm (Abb. C 4.10 und C 4.11).

c 1-lagige Bekleidung

d d

d

d

Lüftungs-, Kabel- und Installationskanäle sind dabei in ihrer Grundkonstruktion vergleichbar. Rettungswege, Flure und anliegende Räume werden durch die Kapselung der Brandlasten im Rahmen ihrer Feuerwiderstandsdauer vor Feuer geschützt. Die Bekleidungen der Kanäle bestehen entsprechend der geforderten Feuerwiderstandsklasse aus unterschiedlich dicken, ein- oder mehrlagigen Platten. Der erforderliche Nachweis wird über eine brandschutztechnische Prüfung geführt.

d Gipskarton-Feuerschutzplatten (GKF) nach DIN 18180 mit geschlossener Fläche, Holzwerkstoffplatten oder Bretter

E-Kabelkanäle Feuerwiderstandklasse-Benennung F 30-B

F 60-B

a + b Balken, Stützen, Zuggliedern bei Verwendung von • Gipskarton-Feuerschutzplatten (GKF) nach DIN 18180 • Sperrholz nach DIN 68705 Teil 3¹ • Sperrholz nach DIN 68705 Teil 5¹ • Spanplatten nach DIN 68763¹ • gespundeten Brettern aus Nadelholz nach DIN 4072

12,5 19 15 19 24

2 ≈ 12,5

c Stützen bei Verwendung von • Wandbauplatten aus Gips mit Rohdichten von ≥ 0,6 kg /dm³

50

Mindestdicke d der Bekleidung (mm)

50

¹Bei Holzwerkstoffplatten der Baustoffklasse B1 darf die Mindestdicke um 10 % verringert werden C 4.5

Bei einem von außen einwirkenden Brand sichern E-Kabelkanäle (E = extern) den Funktionserhalt der im Inneren des Kabelkanals verlegten Leitungen und schützen diese vor den Auswirkungen eines Umgebungsbrands. Diese Kabelkanäle werden nach DIN 4102-12 geprüft und erhalten die Klassifikation E von E 30 bis E 90. Hierbei wird die Zeitdauer bis zum Funktionsverlust elektrischer Kabelanlagen auf Basis eines Kurzschlusses bzw. eines Leiterbruchs nachgewiesen. Als maximal geprüfte Abmessungen für E-Kanäle sind b ≤ 600 mm und h ≤ 250 mm zulässig (Abb. C 4.12). Sicherheitsrelevante gebäudetechnische Anlagen wie beispielsweise Brandmeldeanlagen, Sicherheitsbeleuchtung, Sprinkleranlagen, Notstrom-/Notbeleuchtungsanlagen, Rauch- und Wärmeabzugseinrichtungen müssen im Brandfall ihre Funktionsfähigkeit über die geforderte Feuerwiderstandsdauer aufrechterhalten. L-Kanäle (selbstständige Lüftungsleitungen)

Selbstständige Lüftungsleitungen mit Feuerwiderstandsklassifizierungen von L 30 bis L 120 müssen während der Feuerwiderstandsdauer die Be- oder Entlüftung sicherstellen. An Lüftungsleitungen werden Anforderungen bezüglich der Dichtigkeit und Temperaturbeständigkeit gestellt. Ihre Prüfung erfolgt nach nach DIN 4102-6. Am wirtschaftlichsten können diese Systeme a

170

b

C 4.6

Brandschutzbekleidungen

Sobald Kabelkanäle durch Wände mit Brandschutzanforderungen geführt werden sollen, unterscheidet sich der Einbau von I- und E-Kanälen entsprechend ihrer Funktion. E-Kanäle werden ohne Unterbrechung durch die Wände hindurchgeführt, während bei I-Kanälen eine Sollbruchstelle in der Wand eingeplant werden muss.

d

30

d

d

C 4.7

d C 4.7

C 4.8

d

C 4.6

Spezialbrandschutzplatten, Verklammerung der Platten C 4.8 Trägerbekleidung mit Metallunterkonstruktion, d = Bekleidungsdicke C 4.9 zweilagige Stützenbekleidung mit Unterkonstruktion, d = Bekleidungsdicke C 4.10 Beispiel für dreiseitigen I-Kanal C 4.11 I-Kanal auf Wandtraverse C 4.12 Beispiel für dreiseitigen E-Kanal

30

C 4.5

Mindestdicke von Holz-Balkenbekleidungen nach vorhandenen gutachterlichen Stellungnahmen oder Prüfzeugnissen Mindestdicken für bekleidete Balken, Stützen und Zugglieder Brandschutzbekleidung a einer Stahlstütze b eines Stahlunterzugs Trägerbekleidung ohne Unterkonstruktion mit

30

C 4.4

d

ausgeführt werden, indem sie lediglich aus einem Plattenkanal, bei dem die Plattenmaterialien ohne Unterkonstruktion miteinander verbunden sind, bestehen. Als Verbindungsmittel der Platten untereinander können in Abhängigkeit vom Material Schnellbauschrauben oder Stahlklammern verwendet werden. Eine nachträgliche Verspachtelung ist brandschutztechnisch meist nicht erforderlich. Man unterscheidet zwischen zwei-, drei- und vierseitigen Kanälen. Während bei zwei- oder dreiseitigen Kanälen Wand und Decke Teile des Kanals sind, muss ein vierseitiger Kanal entweder auf Wand- bzw. Deckenauslegern (Konsolen), an Hängestielen oder auf Tragprofilen, die mittels Gewindestangen an der Rohdecke abgehängt sind, aufgelegt werden. Bei dieser Abhängung sind besondere Randbedingungen zu beachten: Die verwendeten Dübel müssen über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung verfügen, generell handelt es sich um Stahlspreizdübel ≥ M 8. Der Einbau in die Decke/Wand muss doppelt so tief erfolgen, wie in der Zulassung angegeben, mindestens jedoch 6 cm. Für den Spannungsnachweis der Gewindestäbe ist für den Brandfall eine reduzierte zulässige Stahlspannung von 6 N/mm 2 anzusetzen. Zur fachgerechten Planung sind nicht nur die Maße des Kabelkanals festzulegen, sondern es muss auch die Belegungsdichte der Installation in kg/m bekannt sein. Das Gewicht möglicher Nachinstallationen sollte bei der Planung bereits berücksichtigt werden. Die Verwendung von Kabeltrassen hängt von der Kabelbelegung ab. Kabeltrassen müssen in jedem Fall eingesetzt werden, wenn sie Teil einer nachweislichen Prüfung sind. Revisionsöffnungen werden meist als lose aufgelegte Deckel ausgebildet, um nachträgliche Änderungen, Nachrüstungen und Reparaturen im Kanal schnell und einfach zu realisieren. Die Plattenanzahl bzw. -dicken ergeben sich aus den Querschnittsabmessungen und der erforderlichen Feuerwiderstandsdauer. Seitliche Revisionsöffnungsverschlüsse sind mit mechanischen Verbindungsmitteln (z. B. Schrauben) zu sichern.

C 4.9

C 4.10

C 4.11

C 4.12

171

Teil D

Abb D

Versorgungsleitungen für ein Gewerbe- und Verwaltungsgebäude

Haustechnik

1 Raumkonditionierung Lüftung Natürliche Lüftung Abluftanlagen Zu-/Abluftanlagen Mischlüftung Quelllüftung Verdrängungslüftung Heizung Konvektion / Strahlung Wärmeübergabesysteme Kühlung Kälteübergabesysteme Sonnenschutz Passive Kühlung Technik und Technologien Dezentrale Lüftungssysteme Zentrale Lüftungssysteme Wärmerückgewinnung (WRG) Solare Kühlung PCM – Phase Change Materials

174 174 174 174 174 174 174 174 176 176 176 178 178 178 178 180 180 180 181 181 181

2 Elektroplanung Strombedarf und -versorgung Hauptstromversorgungssystem Kennwerte Stromverbrauch Verbraucherkategorisierungen Ausstattung und Installation Ausstattungsumfang Installationszonen in Wohngebäuden Installationszonen in Nichtwohngebäuden Interdisziplinäre Planung Installationssysteme Anforderungen an die Ausbauflexibilität Gebäudeautomation Aufgaben der Gebäudeautomation Struktur von Automationssystemen Raumautomation Beleuchtungssteuerung, Sonnenund Blendschutzsteuerung Lüftungsanlagen und Heiz-/Kühlsysteme Bussysteme Übertragungstechniken Genormte Systeme und Kommunikationsprotokolle

186 186 186 186 187 187 187 188 189 189 190

3 Sanitärplanung Raum Raumtypologie und Nutzungen Nutzer Raumklima und Behaglichkeit Sanitäre Einrichtung und Raumbedarf Raumflächen, Abdichtung und Anschlüsse Installationsführung im Raum Optimierung im Entwurf Schallschutz Brandschutz Frostschutz Trinkwasserversorgung Erhaltung der Trinkwasserhygiene Dämmung von Rohrleitungen Dimensionierung von Rohrleitungen Entwässerung von Schmutzwasser Rohrverlegung Schwerkraftentwässerung und Rückstauebene Be- und Entlüftung der Abwasseranlage Schachtgrößen Feuerlöschanlagen

196 196 196 197 198

4 Raumbedarf technischer Anlagen Lüftungszentralen Kältezentralen Heizungszentralen Sanitär- und Sprinklerzentralen Elektro- und Datenzentralen Technikintegration Vertikale Leitungsschächte

208 208 209 209 209 210 210 211

199 201 202 203 203 203 203 204 204 204 204 205 205 206 206 206 206

191 192 192 192 193 193 194 194 194 195

173

CO2 - Gehalt (%)

Friedemann Jung, Timm Rössel, Uta Steinwallner

L=1 L=12

Grenzwert 0,15 nach Pettenkoffer

0,4

0,3

0,2

0,1

Empfundene Luftqualität (%) Unzufridener (PD)

Luftwechsel L=0 L=4

Raumkonditionierung

60 50

40

30

20

10

0 0

15

30

45

60

75

90

105 120 Zeit (min) D 1.1

Um ein Gebäude mit den erforderlichen Mengen an Frischluft und Wärme zu versorgen und um im Sommer überschüssige Wärmelasten abzuführen, sind im Gebäude und in den einzelnen Räumen technische Systeme erforderlich. Diese unterscheiden sich in ihrem Erscheinungsbild im Raum, ihrer individuellen Regelbarkeit, ihrem Platz- und Installationsaufwand sowie in ihrer Integration in das gesamte technische Gebäudekonzept. Nur wenn Systeme zur Raumkonditionierung sowohl auf den Raum und den Nutzer als auch auf die Art und Weise der Energiebereitstellung, also letztlich auf den Gebäudestandort und dessen Umgebung abgestimmt sind, können energieeffiziente und regenerativ betriebene Gebäude entstehen (siehe Standortfaktoren, S. 100ff.).

Lüftung Die Notwendigkeit der Frischluftversorgung besteht in jedem von Menschen genutzten Gebäude. Um die Arbeits- und Konzentrationsfähigkeit sowie das gesundheitliche Wohlbefinden zu erhalten, benötigt der Mensch eine gute Luftqualität und eine ausreichende Versorgung mit Sauerstoff. Im Gebäude geben technische Geräte, verwendete Materialien und der Mensch selbst vielfältige Stoffe wie CO2, Ozon und organische Substanzen an die Raumluft ab. Ebenso kommt es zu internen Feuchtigkeitseinträgen sowohl durch den Menschen als auch durch Pflanzen, Sanitäreinrichtungen oder Küchen, die ebenfalls aus dem Gebäude abgeführt werden müssen (Abb. D 1.1 und D 1.2, siehe auch Raumluftfeuchte, S. 36f.) Natürliche Lüftung

D 1.1

CO2-Gehalt bei verschiedenen Luftwechseln in einem Klassenraum D 1.2 Einfluss der Lüftungsrate auf die Luftqualität im Gebäude D 1.3 – D 1.8 unterschiedliche Lüftungskonzepte

174

Die natürliche Lüftung bewirkt über Fenster oder Lüftungsklappen einen direkten Austausch zwischen Raum- und Außenluft. Die Lüftungsintensität ist vom Nutzerverhalten abhängig und wird bestimmt von den Druckverhältnissen in und um das Gebäude. Dadurch ist die Luftwechselrate schwer regelbar und durch die Größe der Öffnungen begrenzt. Durch die Zufuhr von unkonditionierter Außenluft kann es zu unerwünschten Kälte- und Wärmeeinträgen im Raum kommen. Die natürliche Lüftung ist je-

0

5

10

15

20

25

30 l/s je Standart-Person (olf) Lüftungsrate (q) in M3/h D 1.2

doch die einfachste und für den Nutzer nachvollziehbarste Art der Belüftung von Räumen (Abb. D 1.3). Abluftanlagen

Bei Abluftanlagen wird die Luft mechanisch aus dem Gebäude abgeführt. Die Zuluft strömt natürlich über die Fassade nach. Die Regelbarkeit und Steuerung ist durch einen definierten Abluftvolumenstrom im Gegensatz zur natürlichen Lüftung verbessert (Abb. D 1.4). Zu-/Abluftanlagen

Mit Zu- und Abluftanlagen wird die Luft dem Gebäude mechanisch zu- bzw. abgeführt. Die Zuluft kann in diesem System voll konditioniert werden und auch eine Wärmerückgewinnung ist integrierbar. Allerdings ist der Installationsaufwand für Kanäle und Schächte deutlich höher und die Einflussnahme und Nachvollziehbarkeit ist für den Nutzer eingeschränkt (Abb. D 1.5). Mischlüftung

Bei einer Mischlüftung wird die konditionierte Zuluft schnell mit der Raumluft vermischt. Dies kann über Drallauslässe, Induktion oder über eine weite Eindringtiefe der Zuluft erfolgen. Die Zuluft kann hierbei über verhältnismäßig kleine Luftauslässe mit hoher Geschwindigkeit in den Raum eingebracht werden. Auch eine große Bandbreite an Zulufttemperaturen ist ohne Behaglichkeitseinbußen gewährleistet (Abb. D 1.6). Quelllüftung

Die Einbringung der konditionierten Zuluft erfolgt bei der Quelllüftung über große Luftauslässe in Bodennähe mit relativ geringen Luftgeschwindigkeiten (siehe Lüftungssysteme, S. 166). So entsteht im Aufenthaltsbereich des Nutzers durch einen Frischluftsee die höchste Raumluftqualität. Um die Behaglichkeitskriterien einhalten zu können, darf die Temperatur der Zuluft nur geringfügig unter der Raumlufttemperatur liegen (Abb. D 1.7). Verdrängungslüftung

Die Zuluft wird bei der Verdrängungslüftung mit hohen Geschwindigkeiten über sehr großflächige Luftauslässe im Bereich der Decken einge-

Raumkonditionierung

D 1.3 Natürliche Lüftung Anordnung im Raum: Öffnungen in der Fassade, evtl. Öffnungsflügel störend im Raum Hinweise: direkter Außenbezug und individuelle Nachvollziehbarkeit, minimalster Wartungsaufwand, Lüftungsintensität individuell regelbar, direkte kalte Zuluft kann zu Unbehaglichkeiten führen, Energieverluste aufgrund fehlender Möglichkeit der Wärmerückgewinnung, Eintrag von Lärm und Schadstoffen möglich häufige Anwendungen: Büros, Wohnen, Schulen D 1.3

D 1.4 Abluftanlagen Anordnung im Raum: Zuluft über Fassadenöffnungen, Abluftöffnungen im oberen Raumbereich Hinweise: Luftführung im Gebäude durch Überströmöffnungen möglich, Eintrag von Lärm und Schadstoffen möglich, leicht eingeschränkte Raum- und Grundrissgestaltung häufige Anwendungen: innen liegende Sanitärbereiche, Wohnen, Küche

D 1.4

D 1.5 Zu- und Abluftanlagen Anordnung im Raum: Zu- und Abluftführung über Boden, Decke und Wand möglich, Luftöffnungen müssen in die Raumgestaltung mit integriert werden Hinweise: sehr aufwendige Installationen notwendig, Platzbedarf für Luftkanäle erforderlich, eingeschränkte Raum- und Grundrissgestaltung, Vermeidung von Lärmund Schadstoffbelastung, Möglichkeit der Wärmerückgewinnung häufige Anwendungen: Büros, Kaufhäuser, Sonderbauten D 1.5

D 1.6 Mischlüftung Anordnung im Raum: Drallauslässe im Deckenbereich, Weitwurfdüsen im oberen Wandbereich Hinweise: Auslässe relativ klein, hohe Luftgeschwindigkeiten im Raum, direkter Luftstrom kann zu Unbehaglichkeit führen, hoher Luftwechsel möglich, geringere Luftqualität im Aufenthaltsbereich häufige Anwendungen: Büros, Veranstaltungsräume, Gastronomie

D 1.6

D 1.7 Quelllüftung Anordnung im Raum: große Zuluftauslässe im unteren Raumbereich (evtl. auch sehr viele kleine Öffnungen möglich), Abluftöffnungen oben Hinweise: geringe Luftgeschwindigkeiten und Luftwechsel, hohe Luftqualität im Aufenthaltsbereich durch Frischluftsee sowie behagliche Luftgeschwindigkeiten und Temperaturen häufige Anwendungen: Hörsäle, Büros, Besprechungszimmer D 1.7 D 1.8 Verdrängungslüftung Anordnung im Raum: große Zuluftöffnungen in abgehängter Decke, Abluftöffnungen im unteren Raumbereich Hinweise: bei großem Luftwechsel, definierte laminare (turbulenzarme) Luftströmung, höchste Anforderung an Luftqualität im ganzen Raum, Mindestluftgeschwindigkeit erforderlich, sehr hoher Installationsaufwand häufige Anwendungen: Operationssäle, Reinräume, Labore

D 1.8

175

Raumkonditionierung

bracht. Im Bodenbereich wird die Luft abgesaugt und hohe Luftgeschwindigkeiten ermöglichen eine laminare (turbulenzarme) Strömung. Im gesamten Raum kann dadurch eine sehr hohe definierte Luftqualität z. B. für Operationssäle gewährleistet werden (Abb. D 1.8, S. 175).

Heizung Die Anforderungen an den Wärmedämmstandard von Gebäuden wurden innerhalb der letzten Jahre stetig angehoben. Dies hat zu einer deutlichen Reduzierung des Energiebedarfs zur Gebäudebeheizung geführt. Die Notwendigkeit zur Beheizung bleibt jedoch in den gemäßigten Klimazonen weiterhin bestehen. Das Temperaturniveau der Übergabesysteme ist gemeinhin gesunken, sodass Flächenheizsysteme und Betonkernaktivierung vermehrt Einsatz finden. Die benötigten niedrigen Temperaturniveaus können leichter durch regenerative Energiequellen bereitgestellt werden (siehe Energiequellen, S. 109ff.). Konvektion / Strahlung

Die einzelnen Wärmeübergabesysteme der Gebäudeheizung unterscheiden sich neben der Gestaltung auch in der Art der Übergabe. Grundsätzlich wird die Wärmeübertragung in Wärmestrahlung, Konvektion und Wärmeleitung unterschieden, wobei bei den Wärmeübergabesystemen letztere nicht von Bedeutung ist. Die Wärmestrahlung, die der Mensch als besonders behaglich empfindet, ist der Wärmetransport über elektromagnetische Wellen, deren Effekt besonders bei Flächenheizungen auftritt. Die Konvektion beschreibt den Wärmetransport mittels eines bewegten Mediums, das bei der Gebäudeheizung die Raumluft ist. Der Mensch empfindet im Allgemeinen eine operative Raumtemperatur, d. h. eine Kombination aus der Strahlungstemperatur der umgebenden Flächen und aus der Lufttemperatur zwischen 20 und 26 °C als behaglich (siehe Thermische Behaglichkeit, S. 34ff.). Wärmeübergabesysteme

Wärmeübergabesysteme dienen der Raumkonditionierung und decken einen anfallenden spezifische Leistung (W/m2)

Vorlauftemperatur (°C)

Fußbodenheizung

40 – 50

30 – 35

Deckenheizung

30 – 60

30 – 35

Wärmebedarf. Bis auf einige Ausnahmen wie Einzelfeuerstätten werden sie zentral mit einem Wärmeträgermedium versorgt und müssen in das Raumkonzept integriert werden. Für unterschiedliche Nutzungs- und Gestaltungsvorhaben stehen verschiedene Übergabesysteme zur Auswahl. Sie unterscheiden sich in der Art der Wärmeübertragung, der Regelbarkeit und in der geforderten Vorlauftemperatur (Abb. D 1.9). Flachheizkörper Die Wärmeabgabe von Flachheizkörpern erfolgt über einen relativ hohen Wärmestrahlungsanteil. Flachheizkörper sind schnell und einzeln regelbar. Bereits bei mittleren Vorlauftemperaturen gewährleisten sie hohe spezifische Leistungen (Abb. D 1.10). Radiatoren Radiatoren sind Übergabesysteme, die je nach Bauart über ein relativ ausgeglichenes Verhältnis von Konvektion zu Wärmestrahlung verfügen. Für den Konvektionsanteil ist die Bautiefe ausschlaggebend. Die Regelung der Wärmeübergabe und die Vorlauftemperaturen verhalten sich analog zu den Flachheizkörpern. Radiatoren und Flachheizkörper können als individuell regelbare Zusatzheizsysteme zu Flächenheizungen und thermoaktiven Decken verwendet werden (Abb. D 1.10). Konvektoren Konvektoren übertragen die Wärme weitestgehend über Konvektion an die Raumluft. Die Regelung kann sehr direkt und schnell erfolgen. Durch die geringere Baugröße ist die Ausführung von Konvektoren auch als Unterflursystem möglich. Eine verbesserte Luftführung kann durch Ventilatoren erreicht werden. Um das gewünschte spezifische Leistungsniveau von Flachheizkörpern oder Radiatoren zu erreichen, sind höhere Vorlauftemperaturen nötig. Zudem neigen die Zwischenräume der Konvektorbleche zu Verschmutzungen, was z. B. Staubverschwelungen nach sich ziehen kann. Durch die hohen Luftbewegungen im Raum sind Unbehaglichkeiten und unhygienische Staubaufwirbelungen möglich (Abb. D 1.11).

Regelbar- Strahlung/ keit Konvektion gering

90 / 10

Niedrigenergiesysteme

Hinweise

+

Kaltluftabfall möglich

gut

100 / 0

+

ggf. unbehaglich

gering

90 / 10

++

Selbstregeleffekt

80 –120

gut

100 / 0

--

75

35 – 55

gut

70 / 30

o

75

45 – 65

gut

50 / 50

-

Konvektoren

75

60 – 90

gut

20 / 80

--

ggf. Hygieneprobleme

Induktionsgeräte

75

30 – 60

gut

0 / 100

-

ggf. Hygieneprobleme

Luftheizungen

50

30 – 40

gut

0 / 100

-

nur im Passivhaus

thermoaktive Decke

40

Deckenstrahlplatten

80

Flachheizkörper Radiatoren

25

Betonkernaktivierung Bei thermisch aktivierten Decken sind Rohrleitungen in die tragende Konstruktion integriert. Dadurch wirkt das gesamte Bauteil thermisch aktiv. Aufgrund von Flexibilität der Grundrissorganisation und Möblierung sind Wände dazu eher ungeeignet. Durch die große wärmeübertragende Fläche können nur sehr niedrige Vorlauftemperaturen erzielt werden. Die Regelbarkeit sowie die spezifische Leistung sind vergleichsweise gering. Beim Einsatz von thermoaktiven Decken muss bei der Raumgestaltung auf eine uneingeschränkte Wärmeübergabe (z. B. Verbauungen vermeiden) geachtet werden. Zudem können eventuell Probleme mit der Raumakustik durch die großen schallharten Flächen auftreten (siehe akustische Behaglichkeit, S. 39ff.). Ein Vorteil der Bauteilaktivierung liegt in ihrer Selbstregelung, die Heizleistung steigt bei niedriger Raumtemperatur und nimmt ab, je weiter sich die Raumtemperatur der Deckentemperatur annähert (Abb. D 1.13). Deckenstrahlplatte Die Wärmeübertragung von Deckenstrahlplatten erfolgt gänzlich über Wärmestrahlung. Dieses Wärmeübertragungssystem wird waagrecht unter der Decke angebracht, benötigt sehr hohe Vorlauftemperaturen und kann eine hohe spezifische Leistung erreichen. Es wird in großen Räumen und Hallen eingesetzt, um nicht das ganze Raumluftvolumen beheizen zu müssen, sondern nur gezielt dort, wo die Wärme benötigt wird (Abb. D 1.14, siehe auch Sporthallen, S. 93). Luftheizung Bei Luftheizungen wird erwärmte Luft in die gewünschten Gebäudebereiche eingebracht. Die Erwärmung kann zentral oder individuell für

für Hallen

D 1.9

176

Flächenheizungen Flächenheizungen sind meist in Fußböden, seltener in Wänden oder Decken integriert und übertragen die Wärme größtenteils über Strahlung (siehe Flächenheizungen, S. 139 und Fussbodenheizung, S. 166). Durch die großen Flächen reichen niedrige Vorlauftemperaturen aus, um die gewünschte Leistung zu erbringen. Aufgrund der Trägheit ist das Gesamttemperaturniveau von Flächenheizsystemen schwerer regelbar. Um dem Kaltluftabfall an Außenbauteilen entgegenzuwirken, lässt sich in diesen Bereichen der Rohrabstand verringern und somit die spezifische Leistung vergrößern. Bei Fußbodenheizungen ist auf einen geeigneten Bodenbelag zu achten, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und leicht gereinigt werden kann. Besonders bei Teppichböden kommt es zu unerwünschten thermischen Staubaufwirbelungen (Abb. D 1.12).

D 1.9 Eigenschaften verschiedener Wärmeübergabesysteme D 1.10 – D 1.15 unterschiedliche Wärmeübergabesysteme

Raumkonditionierung

D 1.10 Radiatoren und Flachheizkörper Anordnung im Raum: Anbringung unterhalb von Verglasungen, um einem möglichen Kaltluftabfall entgegenzuwirken, bei hochwärmegedämmten Fassaden auch in Fensternähe Hinweise: eingeschränkte Fassadengestaltung, Fassadentiefe erforderlich, müssen in die Raumgestaltung integriert werden häufige Anwendugen: Büros, Schulen, Wohnen

D 1.10

D 1.11 Konvektor Anordnung im Raum: Anbringung unterhalb von Verglasungen, Unterflurkonvektoren in Fassadennähe in den Boden eingelassen Hinweise: auf gute Luftzirkulation achten, direkt vor Verglasungen auf Strahlungsschutz nach außen achten, Integration in Möbel/Ausbau möglich, erhöhte Anforderungen an Reinigung und Hygiene, da unhygienische Staubverwirbelungen in der Luft häufige Anwendungen: Wohnen, Schulen, Büros D 1.11

D 1.12 Flächenheizungen Anordnung im Raum: Integration in Estrich, Konzentration der Rohrschlangen im Fassadenbereich, nicht direkt sichtbar Hinweise: gute Wärmedämmung der Fassade erforderlich, freie Fassadengestaltung, freie Grundrissgestaltung (auf Zonierung durch Heizkreise achten), Leistung kann durch Verstellen mit Möbeln, Teppich etc. verringert werden häufige Anwendungen: Wohnen, Büros D 1.12 D 1.13 Betonkernaktivierung Anordnung im Raum: Integration in tragende Konstruktion der Decken, nicht direkt sichtbar, Verkleidung der Decke nicht möglich, Deckengestaltung eingeschränkt Hinweise: sehr gute Wärmedämmung der Fassade erforderlich, freie Fassaden- und Grundrissgestaltung, auf Zonierung durch Heizkreise achten, evtl. Probleme mit der Raumakustik, selbstregelnd (bei geringer Temperaturdifferenz), ggf. mit weiterem Heizsystem kombinieren häufige Anwendungen: Büros D 1.13 D 1.14 Deckenstrahlplatten Anordnung im Raum: abgehängt unterhalb der Decke, Konzentration in Bereichen, in denen Wärme direkt benötigt wird Hinweise: Verwendung in hohen Räumen (nicht das gesamte Luftvolumen wird beheizt), freie Fassadengestaltung, sehr geringe Luftbewebungen im Raum, keine Staubaufwirbelungen, Integration in Deckengestaltung (Akustikelemente etc.) möglich häufige Anwendungen: Industriehallen, Sportstätten D 1.14 D 1.15 Luftheizung Anordnung im Raum: Zulufteinbringung über Boden, Decke und Wand möglich, Zuluftöffnungen müssen in die Raumgestaltung integriert werden Hinweise: sehr aufwendige Zu- und Abluftinstallationen notwendig, Platzbedarf für Luftkanäle erforderlich, hohe Luftbewegung im Raum, freie Fassadengestaltung, eingeschränkte Raum- und Grundrissgestaltung, unbedingt auf Lufthygiene achten häufige Anwendungen: Kirchen, Passivhäuser D 1.15

177

Raumkonditionierung

einzelne Räume über Heizregister erfolgen. Dieses Übergabesystem ist schnell regelbar. Um den Heizwärmebedarf zu decken, sind hohe Luftvolumenströme notwendig, was zusätzlich zu einer großen Luftbewegung im Raum führt. Generell ist dieses System nur in Passivhäusern sinnvoll anwendbar (Abb. D 1.15).

der Decke, eine Einbringung in abgehängte Decken oder als Kühlsegel unter der Decke. Die Regelbarkeit von Kühldecken ist sehr hoch, jedoch muss eine Taupunktunterschreitung stets vermieden werden. Die Kälteabgabe erfolgt je nach Ausführung weitestgehend über Strahlung, die Vorlauftemperaturen liegen je nach Leistungsanforderung und Taupunktregelung im Bereich von 10 bis 18 °C (Abb. D 1.17).

Kühlung Aufgrund der gestiegenen internen Wärmelasten durch technische Geräte und hoher solarer Einstrahlungen durch stark vergrößerte transparente Flächen steigt die Nachfrage nach Kühlsystemen. Zudem haben sich die Anforderungen der Nutzer an die individuelle Behaglichkeit erhöht (siehe thermische Behaglichkeit, S. 35ff.). Dies betrifft vor allem im Nichtwohnungsbau die Übertemperaturstunden (Anzahl der Stunden eines Jahres, in denen die Temperaturen über der Behaglichkeitsgrenze liegen) sowie die maximale Lufttemperatur und Feuchtigkeit im Sommer. Die entstehenden Wärmelasten sollten primär möglichst gering gehalten werden und lassen sich durch verschiedene Übergabesysteme aus dem Gebäude abführen. Kälteübergabesysteme

Kälteübergabesysteme unterscheiden sich vor allem in der Art der Übergabe und der erforderlichen Vorlauftemperatur. Relativ hohe Vorlauftemperaturen sind im Kühlfall energetisch leichter bereitzustellen. Bei sehr geringen Vorlauf- und damit Oberflächentemperaturen der Kühlsysteme ist eine Taupunktunterschreitung zu vermeiden, damit kein Kondenswasser entsteht. Dies kann durch Reduktion der Kühlleistung (Anheben der Oberflächentemperatur) oder zusätzliche Entfeuchtung der Raumluft erfolgen, wobei Letzteres einen erheblichen technischen Aufwand und häufig einen immensen Energieverbrauch darstellt (Abb. D 1.16). Kühldecke Mittels Kühldecken lassen sich große spezifische Wärmelasten abführen. Kühldecken unterscheiden sich in ihrer Ausführung und in der Integration in die Raumgestaltung. Üblich sind ein Einputzen von Rohrmatten in die Unterseite

Betonkernaktivierung Bei thermisch aktivierten Decken werden Rohrleitungen in die massive Konstruktion integriert. Durch die hohe Wärmespeicherkapazität der Bauteile und die damit verbundene Trägheit des Systems ist eine direkte und schnelle Regelung nicht möglich, allerdings regelt sich die Kühlleistung weitgehend selbst. Die relativ hohen Vorlauftemperaturen eignen sich besonders für den Einsatz passiver Kältebereitstellung. Jedoch können thermoaktive Decken nur vergleichsweise geringe spezifische Leistungen abführen (Abb. D 1.18). Flächenkühlung Zur Wärmeabfuhr ist auch die Verwendung von im Fußboden- oder Wandaufbau integrierten Flächenkühlsystemen möglich (siehe Kühldeckensysteme, S. 155). Zu niedrige Fußbodentemperaturen führen schnell zu Unbehaglichkeit, weshalb die Oberflächentemperatur 19 °C nicht unterschreiten sollte. Die spezifische Kühlleistung ist dadurch in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur begrenzt. Deckenkonvektoren/Fallstromkühlung In Deckennähe angeordnete Konvektoren führen die Wärme der umgebenden Raumluft ab. Hierzu werden niedrige Vorlauftemperaturen verwendet, sodass auf eine mögliche Kondensatableitung zu achten ist. Die spezifische Kühlleistung ist relativ hoch und die Regelung kann raumweise erfolgen (Abb. D 1.19). Induktionsgeräte Induktionsgeräte kombinieren zentral vorkonditionierte Zuluft mit einer dezentralen Umluftkühlung. Neben der Nutzung zur Luftkühlung ist auch eine Heizfunktion möglich. Aufgrund niedriger Vorlauftemperaturen ist möglicherweise

Kühlleistung (W/m2)

Vorlauftemperatur (°C)

Regelbarkeit

Kälteabgabe

passive / regenerative Kälte

Hinweise

80 –120

10 –18

sehr gut

Strahlung

+

Taupunktregelung

~50

16 –20

gering

Strahlung

++

keine abgehängte Decke

Flächenkühlung

30 – 40

16 –20

gering

Strahlung

++

evtl. Unbehaglichkeit

Fallstromkühlung

60 –100

6 –10

gut

Konvektion

-

ggf. Kondensatableitung

Induktionsgeräte

60 –100

6 –10

gut

Konvektion

-

ggf. Kondensatableitung

Umluftkühlgeräte

80 –120

6 –10

sehr gut

Konvektion

--

ggf. Kondensatableitung

Klimaanlagen

80 –120

6 –10

gut

Konvektion

--

hoher Installationsaufwand

Kühldecke thermoaktive Decke

D 1.16

178

eine Kondensatabführung notwendig. Der Zuluftvolumenstrom kann aufgrund der dezentralen Raumluftkonditionierung auf den hygienisch notwendigen Außenluftvolumenstrom minimiert werden. Das System ist gut raumweise regelbar (Abb. D 1.20). Umluftkühlung Umluftkühlgeräte können hohe Kühllasten abführen. Bei diesem System wird die Raumluft angesaugt, durch ein Kühlregister geführt und abgekühlt. Die konditionierte Raumluft wird direkt wieder dem Raum zugeführt. Daher ersetzt ein Umluftkühlgerät keinesfalls den hygienisch notwendigen Mindestaußenluftvolumenstrom. Diese Systeme lassen sich sehr gut und direkt regeln, benötigen jedoch niedrige Vorlauftemperaturen (Abb. D 1.21). Klimaanlagen/Luftkühlung In Klimaanlagen wird die Luft zentral konditioniert und in die jeweiligen Räume oder Gebäudezonen geleitet. Die Konditionierung der Zuluft kann hygrisch und thermisch erfolgen. Um große Kühllasten abführen zu können, sind jedoch hohe Luftvolumenströme und niedrige Vorlauftemperaturen erforderlich. Dabei müssen die Luftführung im Raum und die Ausführung der Luftkanäle und Schächte entsprechend berücksichtigt werden (Abb. D 1.22). Sonnenschutz

Hohe transparente Fassadenanteile führen zu großen solaren Wärmeeinträgen im Gebäude. Um den Kühlbedarf zu minimieren, ist daher zwingend ein Sonnenschutzsystem notwendig. Besonders bei Systemen mit geringeren Kühlleistungen, wie z. B. einer Betonkernaktivierung ohne aktive Kältebereitstellung muss ein entsprechender sommerlicher Wärmeschutz gewährleistet sein. Die Ausführung des Sonnenschutzes kann dabei in die Gestaltung der Fassade integriert werden. Grundsätzlich ist bei Sonnenschutzsystemen auf die Einflussnahme des Nutzers und eine gleichzeitige gute Tageslichtversorgung zu achten. Passive Kühlung

Die in diesem Kapitel dargestellten Kälteübergabesysteme werden weitestgehend von einer aktiven Kältebereitstellung versorgt. Energetisch sinnvoll sind auch einfache passive Systeme zur Wärmeabfuhr, deren Kühlleistungen jedoch meist geringer sind. Eine einfache Möglichkeit zur passiven Wärmeabfuhr ist die Nachtlüftung, die sowohl über Fenster als auch über eine mechanische Lüftungsanlage erfolgen kann. Hierzu sind große massive, frei liegende Speichermassen erforderlich (siehe Außentemperatur, S. 102). Die Zuluft eines Gebäudes kann ebenfalls passiv gekühlt werden.

D 1.16

typische Eigenschaften von Kälteübergabesystemen D 1.17 – D 1.22 unterschiedliche Kälteübergabesysteme

Raumkonditionierung

D 1.17 Kühldecke Anordnung im Raum: als Kühlsegel, in abgehängter Decke oder als Rohrschlangen im Putz, Anordnung in Bereichen, in denen verstärkt Wärme abgeführt werden soll Hinweise: Integration in Deckengestaltung erforderlich, freie Fassadengestaltung, Taupunktregelung notwendig (aufwendige Luftentfeuchtung, Leistungsreduktion) häufige Anwendungen: Büros, Besprechungsräume

D 1.17 D 1.18 Betonkernaktivierung Anordnung im Raum: Integration in tragende Konstruktion der Decken, nicht direkt sichtbar Hinweise: Reduktion der Wärmelasten erforderlich, kurzzeitige Schwankungen (durch direkte solare Einstrahlung) der Wärmelasten vermeiden, Kühlung im Fußboden kann Wärme direkt dort aufnehmen, wo sie entsteht, freie Fassaden- und Grundrissgestaltung, evtl. Probleme mit der Raumakustik, Selbstregelung häufige Anwendungen: Büros, Schulen

D 1.18 D 1.19 Deckenkonvektoren/Fallstromkühlung Anordnung im Raum: in Deckennähe angebrachte Konvektoren Hinweise: Integration in Raumgestaltung erforderlich, Integration der Beleuchtung möglich, Luftstrom kann zu Verschmutzung der Leuchten führen, ggf. Kondensatableitung erforderlich, freie Fassadengestaltung, direkter kalter Fallstrom kann zu Unbehaglichkeiten führen häufige Anwendungen: Büros

D 1.19 D 1.20 Induktionsgeräte Anordnung im Raum: im unteren Fassadenbereich, in der Decke oder im Fußboden Hinweise: Integration in Raumgestaltung erforderlich, Platzbedarf für Installationsführung von Kälte und Lüftungskanälen, Lüftungskanäle können kleiner sein als bei reiner Kühlung mit Luft häufige Anwendungen: Büros, Verkaufsräume

D 1.20 D 1.21 Umluftkühlung Anordnung im Raum: im oberen Raumbereich, Integration in abgehängte Decke möglich, Anordnung direkt dort, wo Wäme abgeführt werden muss Hinweise: kalter Luftstrom kann zu Unbehaglichkeiten führen, geeignet zur Kühlung ohne hygienisch erforderlichen Luftwechsel, nachträgliche Installation möglich, Kälte kann sowohl zentral als auch dezentral bereitgestellt werden häufige Anwendungen: Serverräume, Verkaufsräume, Hotelzimmer D 1.21 D 1.22 Klimaanlagen /Luftkühlung Anordnung im Raum: Zulufteinbringung über Boden, Decke und Wand möglich, Zuluftöffnungen müssen in die Raumgestaltung integriert werden Hinweise: sehr aufwendige Zu- und Abluftinstallationen notwendig, hohe Luftwechsel und hohe Luftbewegung im Raum, eingeschränkte Raum- und Grundrissgestaltung, auf Lufthygiene achten, kalte Luftströme können zu Unbehaglichkeiten führen häufige Anwendungen: Büros, Verkaufsräume, Hotels D 1.22

179

Raumkonditionierung

2 m/s 6 m/s

dezentrale Lüftungssysteme Nachteile

Einsparung von Schächten

hoher Wartungsaufwand

niedrige Geschosshöhe

höhere Ansaugtemperatur vor der Fassade

Kanalquerschnitt (m 2 )

Vorteile

4 m/s 8 m/s

14 12

Wärmerückgewinnungssysteme 10

Rückwärmzahl (ohne Kondensation) (%)

Zusammenführung der Luftkanäle

Plattenwärmeübertrager

45 – 65

ja

Rotationswärmeübertrager

65 – 80

ja

Kreislaufverbundsystem

40 –70

nein

8

nachrüstbar

Windeinfluss auf die Lüftungsfunktion

gute Regelbarkeit

geringere Effizienz

4

individueller Nutzereinfluss

begrenzte Leistung

2

nachvollziehbarer Luftweg

ggf. Kondensatableitung

6

0 0

10.000

20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000

Volumenstrom (m 3/h) D 1.24

D 1.23

Hierzu wird eine adiabate Kühlung (Verdunstungskühlung) verwendet. Diese Luftbefeuchtung kann sowohl im Abluftstrang mit einer Wärmerückgewinnung als auch im Zuluftstrang stattfinden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Außenlufttemperatur in einem Erdkanal leicht abzusenken. Wassergeführte Systeme wie z. B. eine Bauteilaktivierung können ebenfalls passiv Wärme aus dem Gebäude abführen. Hierzu ist eine Rückkühlung des Fluids notwendig. Dies kann im Erdreich, über Erdsonden oder Erdreichwärmetauscher, im Grundwasser oder über Rückkühlwerke erfolgen.

Technik und Technologien Um die hohen Wärmeschutzanforderungen von Gebäuden erfüllen zu können, kann es notwendig sein, die Lüftungswärmeverluste zu minimieren. Der Einsatz von Lüftungssystemen mit einer Wärmerückgewinnung weist hierbei einen hohen Vorteil auf. Jedoch ist besonders bei zentralen Lüftungssystemen die Einflussnahme und der direkte Außenbezug des Nutzers nur bedingt gegeben. Dezentrale Lüftungssysteme

Mit dezentralen Systemen wird die Zuluft mechanisch direkt über die Fassade eingebracht. Somit ist der Luftwechsel zonen- oder raumweise individuell regelbar und die eingebrachte Zuluft ist gegenüber der freien Lüftung konditio-

nierbar. Dezentrale Geräte können mit einer Heiz- und/oder Kühlmöglichkeit sowie mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet sein. Bei großen Kühlleistungen wird eine Kondensatableitung erforderlich, die mit einem erhöhten Installationsaufwand verbunden ist. Bei der Raumgestaltung ist auf die Anordnung im Fassadenbereich und auf die jeweiligen Anschlüsse zur Luftkonditionierung (Heizen und Kühlen) zu achten. Ein besonderer Vorteil von dezentralen Systemen ist der verminderte Platzbedarf für Luftkanäle. Die Schachtgröße kann bei dieser Raumluftkonditionierung auf die wasserführenden Leitungen reduziert werden. Jedoch muss der Platzbedarf der einzelnen Lüftungsgeräte im Fassadenbereich bei der Planung Berücksichtigung finden. Dezentrale Systeme zeichnen sich durch eine hohe Nutzerflexibilität aus. Sie sind direkt vom Nutzer regelbar und besser als zentrale Anlagen auf persönliche Bedürfnisse einzustellen. Die Funktionsweise ist für den Nutzer gut nachvollziehbar. Die Heiz- und Kühlleistungen sowie die Luftvolumenströme können über die Anzahl der Geräte vergrößert werden. Zudem ist es möglich, auf nachträgliche Änderungen der Anforderungen durch eine Nachrüstung von weiteren Geräten einzugehen. Hierzu sind jedoch entsprechende Fassadenöffnungen und der Platzbedarf der zu installierenden Geräte in der Planung bereits zu berücksichtigen. Der Wartungsaufwand von dezentralen Systemen ist deutlich höher als bei zentralen Anla-

D 1.25

gen, da sämtliche Einzelgeräte gewartet werden müssen. Des Weiteren können die Druckverhältnisse an der Fassadenaußenseite den Volumenstrom beeinflussen (Abb. D 1.23). Zentrale Lüftungssysteme

In zentralen raumlufttechnischen (RLT)-Anlagen wird die Außenluft konditioniert und in die jeweiligen Gebäudebereiche geleitet. Es ist möglich, modular sämtliche Luftkonditionierungsmöglichkeiten (Heizen, Kühlen, Befeuchten, Entfeuchten, Wärmerückgewinnung, Filter) in einem Lüftungsgerät anzuordnen. Bei der Raumgestaltung müssen die im Raum notwendigen Zu- und Abluftöffnungen sowie der deutlich erhöhte Platzbedarf für Lüftungskanäle Beachtung finden (Abb. D 1.24). Die Führung der Lüftungskanäle kann hierbei in abgehängten Decken, Doppelböden oder festen Installationswänden erfolgen (siehe Technikintegration, S. 210f.). Darüber hinaus sind bei der Planung die Vorgaben der Lüftungsanlagen-Richtlinie (MLüAR) und der Systemböden-Richtlinie (MSysBöR) zu beachten. Bei einer Reduzierung des Volumenstroms auf den hygienisch notwendigen Luftwechsel können die Systeme kleiner ausgelegt werden. Dann ist jedoch meist ein weiteres Raumkonditionierungssystem notwendig, um die durch Kühlung oder Heizung entstehenden Lasten zu decken. Eine individuelle Regelbarkeit ist bei zentralen Lüftungsanlagen begrenzt und nur zonal über eine Volumenstromregelung möglich. Die Nachvollziehbarkeit für den einzelnen Nutzer ist ein-

NachHeizung NachHeizung

Warmwasserspeicher

AKM

FO Warmwasserspeicher

Rückkühlwerk

AU

9

8 1 Sorbtionsrotor

D 1.26

180

7

6

5

2

3

4

AB ZU

WRG D 1.27

1200

Solarstrahlung Heizlast Kühlast

1000

190

kw

W/m 2

Raumkonditionierung

170

150 800 120

110 600 90

400

70

60 200 30

10

0 Jan

Feb

März

April

Mai

Juni

Juli

Aug

Sept

Okt

Nov

Dez

D 1.23 Vor- und Nachteile von dezentralen Lüftungssystemen D 1.24 benötigte Luftkanalquerschnitte bei verschiedenen Volumenströmen und Luftgeschwindigkeiten D 1.25 Kennwerte verschiedener Wärmerückgewinnungssysteme D 1.26 Funktionsschema solares Kühlen mit einer Absorptionskältemaschine und Kühldecke (geschlossenes Sorptionsverfahren) D 1.27 Funktionsschema solares Kühlen mit Sorptionsrotor und Verdunstungskühlung (offenes Sorptionsverfahren) D 1.28 Darstellung der solaren Einstrahlung des Kühlund Heizbedarfs im Jahresverlauf

D 1.28

geschränkt, da er die Temperaturen nicht direkt regeln kann. Um den Hilfsenergiebedarf der Ventilatoren gering zu halten, ist es wichtig, bei der Planung auf eine Minimierung der Druckverluste zu achten. Dies ist durch eine Reduzierung der Komponenten auf das Notwendige und eine intelligente Luftkanalführung erreichbar. Besondere Beachtung müssen auch die hygienischen Aspekte einer raumlufttechnischen Anlage finden. Gerade bei einer Be- und Entfeuchtung muss auf die Reinheit der Komponenten geachtet werden. Zudem darf das Luftkanalnetz nicht verschmutzen und erfordert bei Bedarf eine aufwendige Reinigung. Wärmerückgewinnung (WRG)

Gegenwärtig ist der Wärmeschutzstandard von Neubauten auf einem hohen Niveau und die Anforderungen an die Fassade werden zukünftig noch weiter angehoben. Dies hat zur Folge, dass der Anteil der Lüftungswärmeverluste an den gesamten Wärmeverlusten des Gebäudes wächst. Um die Lüftungswärmeverluste ebenfalls zu minimieren, werden Wärmerückgewinnungssysteme in die Gebäudelüftung integriert (Abb. D 1.25). Grundsätzlich findet eine Unterteilung der Systeme zur Wärmerückgewinnung in zwei Klassen statt, je nach Art des wärmeübertragenden Mediums. Bei Luft/Luft-Systemen muss die Abluft an der Zuluft vorbeigeführt werden, was eine doppelte Kanalführung im Gebäude erfordert. Diese Systeme werden zusätzlich nach der Art der Wärmeübergabe unterteilt. Zum einen gibt es Plattenwärmeübertrager, deren Luftführung zwischen den einzelnen Aluminiumplatten in der Regel als Kreuz- oder Gegenstromübertrager erfolgt. Zum anderen werden Rotationswärmeübertrager verwendet, die während der langsamen Drehung eines Rotors die Wärme der Abluft aufnehmen und an die Zuluft übertragen. In zentralen Lüftungsgeräten sind oft Luft/Luft-geführte Wärmerückgewinnungssysteme integriert. Der große Unterschied der Luft/Wasser-Systeme ist der Platzbedarf der Luftkanäle. Bei diesen Systemen ist es nicht zwingend notwendig, die Abluft zurück zu einem zentralen Lüftungsgerät zu führen. In diesen Kreislaufverbundsystemen

(KVS) wird je ein wasserdurchflossener Wärmeübertrager in der Ab- und Zuluft installiert. Die wassergeführte Verbindung zwischen Zu- und Abluftkanal ist deutlich kleiner als ein Luftkanal, wodurch bei der Planung der Zu- und Abluftführung größere Freiheiten entstehen. Um hohe Wirkungsgrade zu erreichen, müssen die Wärmeübertrager in den Zu- und Abluftkanälen sehr groß dimensioniert werden. Solare Kühlung

Für die Kühlung von Gebäuden ist der Einsatz von Kompressionskältemaschinen in der Praxis sehr verbreitet. Diese werden jedoch fast ausschließlich mit Strom betrieben und verursachen damit einen hohen Verbrauch fossiler Energieträger. Neben den mechanisch angetriebenen Kompressionskältemaschinen bilden thermisch angetriebene Kältemaschinen eine interessante Alternative. Außer der aktiven Kältebereitstellung mittels Ab- oder Adsorptionskältemaschinen sind auch passive solare Kühlmethoden möglich. Im Gegensatz zur solaren Heizungsunterstützung liegt bei solaren Kühlmethoden eine Gleichzeitigkeit von solarer Einstrahlung und Kältebedarf im Gebäude vor (Abb. D 1.28). Eine Kältemaschine entzieht einem Medium Wärmeenergie und kühlt dieses ab. Dazu wird ein Kältemittel verwendet, dass auf einem niedrigen Temperatur- und Druckniveau verdampft. Bei einer thermisch angetrieben Kältemaschine kann auf einen Kompressor verzichtet werden und die Druckerhöhung entsteht infolge eines Sorptionsprozesses. Auch die Integration in ein Solarsystem ist möglich (Abb. D 1.26). Ein Wärmespeicher wird hierbei entweder von einem Solarsystem oder einer anderen Wärmequelle erhitzt. Diese Wärme wird benötigt, um die Sorptionskältemaschine im Betrieb zu regenerieren bzw. das Kältemittel wieder aus dem Sorptionsmittel auszutreiben. Der Primärkreislauf wird abgekühlt und über einen Rückkühlkreis wird sowohl die Wärme aus dem Gebäude als auch die Wärme zum Antrieb der Kältemaschine abgeführt. Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung von Solarstrahlung zur Klimatisierung sind offene Sorptionsprozesse in Verbindung mit adiabater Kühlung wie Abb. D 1.27 zeigt: Die warme und relativ feuchte Luft wird dabei in einem Sorptionsro-

tor (1) entfeuchtet und nimmt dabei teilweise frei werdende Kondensations- und Bindungswärme auf. In der Wärmerückgewinnung (2) wird die Wärme an die adiabat gekühlte Abluft abgegeben. Die trockene, etwas abgekühlte Zuluft wird anschließend ebenfalls über einen Verdunstungskühler (3) gekühlt und dem Gebäude zugeführt (4). Die erwärmte Abluft wird abgesaugt, befeuchtet und nach der Wärmerückgewinnung weiter erhitzt (5 – 8), um die Feuchtigkeit auf dem Sorptionsrotor wieder auszutreiben (9). Die notwendige Wärme kann analog zu den geschlossenen Systemen ein Kollektorfeld oder eine andere Wärmequelle bereitstellen. Bei der praktischen Umsetzung eines solaren Kühlsystems sind große Kollektorflächen notwendig. Zudem benötigt der Betrieb einer thermisch angetriebenen Kältemaschine oder eines Sorptionsrotors ein hohes Temperaturniveau, was die Effizienz der Kollektoren negativ beeinflusst. Bei der Verwendung einer fossilen Nachheizung ist auf eine ausreichend hohe solare Deckungsrate zu achten, da ansonsten aufgrund der geringen Effizienz der thermisch angetriebenen Kühlsysteme keine Primärenergieeinsparung gegenüber einem elektrisch angetriebenen Referenzsystem gewährleistet werden kann. Eine sinnvolle Kombinationsmöglichkeit bietet die solare Heizungsunterstützung, sodass ganzjährig eine Nutzbarkeit des Solarertrags gegeben ist. PCM – Phase Change Materials

Grundsätzlich lassen sich zwei Arten der Wärmespeicherung unterscheiden. Unter latenter Wärme versteht man die Wärmemenge, die beim Phasenübergang aufgenommen oder abgegeben wird. Latent, also versteckt, heißt sie, weil diese Aufnahme bzw. Abgabe nicht zu einer Temperaturänderung des Stoffs führt. Im Gegensatz dazu ist die sensible Wärme fühlbar und kann durch die Temperaturänderung des Stoffs nachgewiesen werden (Abb. D 1.31, S. 182). »Phase Change Materials« sind Salzhydrate oder Paraffine, die als latente Wärmespeicher eingesetzt werden (Abb. D 1.30, S. 182). Sie besitzen die Eigenschaft, ab einem bestimmten Temperaturniveau Wärme zu speichern, ohne dass sich die Temperatur des PCMs verändert.

181

Raumkonditionierung

Baustoff

Beschreibung

PCM

Anwendung

Schmelzenergie, -temperatur

Maße, Gewicht

Innenputz

Gips-Maschinenputz; einlagige Verarbeitung an Innenwänden

mikroverkapselte Paraffine

passiv: großflächige, dünne Wandoder Deckenbeschichtung aktiv: als Flächenkühlsystem auf Kapillarrohrmatten

100 kJ/kg

–

Gipsplatten

glasfaservliesummantelte Gipsbauplatten

mikroverkapselte Paraffine

330 kJ/m2 passiv: im Verbund mit einer nicht brennbaren Gipsbauplatte an Innenwänden und Decken 23 – 26 °C

Granulat

Wärmespeichergranulat in Form von Schüttgut

in Silikatmineral gebundene Paraffine

passiv: in Hohlräumen oder als Luftspeicher aktiv: unter Trockenestrich als Teil einer Fußbodenspeicherheizung

72 kJ/kg

Wärmespeicher in Beuteln

Makroverkapseltes Salzhydrat

passiv: auf Metallkassetten in abgehängen Deckensystemen

158 kJ/kg,

AluminiumBeutel

24 – 26° C

ca. 28 °C

22 – 28 °C

15 ≈ 2000 ≈ 1250 mm, 11,5 kg 0,75 kg/l, 1–3 mm Korngröße Beutel 300 ≈ 600 mm, 8 –10 kg/m2 D 1.29

PCM Gipskartonplatten σ = d = 1,5 cm

A = 10,22 m2

m= 0,05 t

Beton bewehrt Stahl (2%) σ = 16,9 cm D 1.30

A = 3,13 m2

Temperatur

sensibler Wärmespeicher

m = 0,9 t

Temperatur des Phasenübergangs

Ziegelmauerwerk σ = 8,8 cm

latenter Speicher A = 10,74 m2

eingespeicherte Wärmemenge D 1.31

Diese Wärmeenergie wird für den Wechsel des Aggregatzustands (von fest zu flüssig) benötigt. Der Schmelzpunkt der im Baubereich eingesetzten PCMs liegt zwischen 20 und 26 °C (Komfortbereich). Wenn der Phasenwechsel komplett vollzogen ist, steigt auch die Temperatur des PCM weiter an. Dieser Vorgang ist komplett reversibel. Unterhalb des Schmelzpunkts gibt das PCM die Wärmeenergie wieder ab. Dadurch kann die am Tag gespeicherte Energie nachts durch eine Nachtlüftung oder andere passive Kühlmethoden aus dem Gebäude abgeführt werden. Reichen diese passiven Kühlmöglichkeiten nicht aus, ist die Integration einer aktiven Rückkühlung erforderlich. Die Verwendung von PCM dient dem Abfangen von Last- bzw. Temperaturspitzen. Gerade bei Gebäuden in Leichtbauweise oder in Sanierungsfällen kann die Wärmespeicherfähigkeit erhöht und damit der sommerliche Wärmeschutz verbessert werden. Dabei kann schon eine dünne Schicht aus PCM die Wärmespeicherfähigkeit einer üblichen Mauerwerkswand erreichen (Abb. D 1.32). Bei der Integration in das Gebäude muss eine hohe Wärmeübertragung zwischen Raum und PCM stattfinden. Daher sollte das PCM in Materialen mit hohen Wärmeleitfähigkeiten eingebaut und eine große wärmeübertragende Fläche gewährleistet werden. Bei Paraffinen ist aufgrund der Brennbarkeit besonders auf den Brandschutz im Gebäude zu achten. Das PCM kann direkt in Baustoffe, beispielsweise als Zusatz für Putze und Mörtel, beigegeben oder in Form von Aluminiumbeuteln (Abb. D 1.30) in den Raum integriert werden. Letzteres ist in abgehängten Decken, in Kühlsegeln oder in anderen Raumbestandteilen möglich (Abb. D 1.29). Des Weiteren kann man das PCM direkt in Verglasungen einbringen, sodass der Schmelzpunkt bei Sonneneinstrahlung erreicht wird. Durch die transluzente Eigenschaft gelangt weiterhin ausreichend diffuses Tageslicht in das Gebäude. Das PCM kann als Sonderform auch als Absorber in Zwischenspeichern von überschüssiger Solarenergie vorkommen. Dies erfolgt zumeist mittels wasserdurchströmter Latentwärmespeicher bzw. in Kombination mit einer Fußbodenheizung.

m = 1,07 t D 1.29 D 1.30 D 1.31

Massivholz σ = 5,8 cm

A = 19,3 m2

m = 0,33 t

D 1.32 D 1.32

182

Eigenschaften und Anwendungsbereiche verschiedener PCM makroverkapseltes PCM in Aluminiumbeuteln Wärmespeicherung von sensiblen und latenten Speichern: Wasser ist das bekannteste PCMMaterial. Um 1 kg gefrorenes (kristallisiertes) Wasser bei 0 °C zu schmelzen, benötigt man einen Energieaufwand von ca. 333 kJ. Da sich die Wassertemperatur bei diesem Wechsel des Aggregatzustands (engl. phase change) kaum ändert, wird der Vorgang als latente (versteckte) Wärmespeicherung bezeichnet. Mit derselben Energiemenge kann 1 °C kaltes Wasser auf ca. 80 °C erhitzt werden, dabei liegt eine fühlbare Wärmespeicherung vor. Vergleich der Speicherkapazität verschiedener

Baustoffe: In den jeweils dem Raum zugewandten Flächen können die Materialien der Wände eine Kühllast von 1 kWh bei einer Temperaturerhöhung von 4 K als Wärmeenergie speichern. Unter Berücksichtigung der Wärmeeindringtiefe σ benötigt jedes Material dafür eine bestimmte Oberfläche A und eine Masse m. Als Periode wurde ein Tag-Nacht-Zyklus von 24 Stunden angesetzt. Die Werte der PCM gelten für eine Temperaturerhöhung zwischen 21 und 25 °C. D 1.33 Auswahlgrafik für Raumkonditionierungssysteme: Einsatzmöglichkeiten von unterschiedlichen Raumkonditionierungssystemen bei verschiedenen Anforderungen der Umgebung sowie die Auswirkungen auf den Energie- und Technikeinsatz im Gebäude

Raumkonditionierung

Raumkonditionierungskonzept

Kühlen

Heizen

Lüften

Gegebenheiten/ Standort/ Anforderungen

unbelasteter Standort

natürliche Lüftung

Schallbelastung

schallgeschützte Fensterlüftung

hohe Belegungsdichte

mechanische Zu- und Abluft

hohe interne Luftverunreinigung

natürliche Zuluft Abluft mechanisch

stark erhöhte Windgeschwindigkeiten

Dezentrale Lüftung

individuelle Regelung

Radiator/Konvektor

sehr große Glasfassaden

Luftheizung

flexible Belegungszeiten

Flächenheizung

definierte Belegungszeiten

Betonkernaktivierung

große Räume, Hallen

Deckenstrahlplatten

individuelle Regelung

Kühldecke

erhöhter solarer Eintrag

Deckenkonvektoren

sehr hohe Behaglichkeitsanforderungen

Betonkernaktivierung

sehr hohe technische Kühllasten

Umluftkühlung

große Räume, Hallen

Klimaanlage/Luftkühlung

schwere Bauweise

Nachtlüftung

gute Regelbarkeit

geringer Platzbedarf

Wärme rückgewinnung

regenerativer Energieeinsatz

geringer technischer Aufwand

Fußbodenkühlung

trifft zu

trifft teilweise zu

trifft nicht zu D 1.33

183

Raumkonditionierung

Bürogebäude Gilching, 2007

Architekten: BARTHARCHITEKTEN, Gauting Friedrich Barth, Andreas Barth Gebäudetechnik: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

a

b

Wärmepumpe 400 kW

Biomasse 2≈ 440 kW

maximal 40 kW

Grundwasserbrunnen 1 300 kW

Redundanz

Dank eines ganzheitlichen und innovativen Gebäudekonzepts ist das Forschungs- und Entwicklungszentrum in Gilching rechnerisch ein CO2-neutrales Gebäude. Die Gebäudeheizung ist in zwei verschiedene Temperaturkreise unterteilt. Eine Grundwasserwärmepumpe speist das Niedertemperatursystem. Es gibt Wärme sowohl über Fußbodenheizungen als auch über thermoaktive Decken (TAD) ab, die für eine Grundtemperierung sorgen. Zwei Holzhackschnitzel-Heizkessel bedienen einen Hochtemperaturkreis, an den Heizregister, Heizkörper und Deckenstrahlplatten angeschlossen sind. Eine Fußbodenheizung temperiert Atrium und Eingangshalle, die im Sommer auch zur Wärmeabfuhr dient. Alle übrigen Räume lassen sich zusätzlich zur TAD individuell über Heizkörper erwärmen, die an das Hochtemperatursystem angeschlossen sind. Die Besprechungsräume temperiert eine kombinierte Heiz- und Kühldecke. Im Erdgeschoss erfolgt die Beheizung der Bereiche der Hebebühnen und der Fahrstraßen über Deckenstrahlplatten. Mittels Grundwasser kühlt die thermoaktive Decke im Sommer das Gebäude. Zusätzlich erhöht eine Quelllüftung in den Großraumbüros die Kühlleistung. Die Konditionierung der Zuluft wird ebenfalls über das Grundwasser gewährleistet. Auch die innen liegenden Besprechungsbereiche sind mit einer Zu-/Abluftanlage ausgestattet, jedoch dient diese nicht der Klimatisierung, sondern kühlt die Zuluft lediglich auf 1 K unterhalb der Raumluft, um eine definierte Strömung sicherzustellen. Ebenfalls mechanisch belüftet werden die Versuchsbereiche im Erd- und Untergeschoss, in denen zusätzlich zur Zu- und Abluftanlage separate Absauganlagen für bei Versuchen entstehende Gase installiert sind. Das Kaltwassernetz der Versuchsbereiche und Serverräume ist zudem mit der Wärmepumpe verbunden, um die Abwärme der Versuchseinrichtungen nutzen zu können. Das semitransparente Photovaltaikdach des Atriums (1200 m2) dient als Sonnenschutz und als indirekter Stromlieferant für die Wärmepumpe. Zudem reflektiert die silberfarbene Unterseite der Dünnschichtmodule die Beleuchtung im dritten Obergeschoss.

Wärmerückgewinnung

D 1.34

Kältetechnik: Klimakammern, Versuchsbereiche, Serverraumkühlung RLT-Geräte thermoaktive Decke, Fußbodenheizung

Heiztechnik Niedertemperatur: thermoaktive Decke Fußbodenheizung Heizdecke

Heiztechnik Hochtemperatur: Heizkörper RLT-Geräte Deckenstrahlplatten Aufheizung Bushalle

D 1.35

184

Raumkonditionierung

Bürogebäude Weiden 2003

Architekten: SHL Architekten, Weiden Emil Lehner, Stefan Kunnert Gebäudetechnik: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

D 1.34

D 1.35 D 1.36

D 1.37

Das dreigeschossige Verwaltungsgebäude in Weiden ist in drei Bürozonen und zwei Atrien gegliedert. Diese Atrien haben eine wichtige Funktion bei der Raumkonditionierung, da das gesamte Lüftungskonzept auf ihnen basiert. Die Gebäudebelüftung ist in drei Stufen geregelt. Unterhalb von 18 °C Außenlufttemperatur wird erwärmte Zuluft hochinduktiv in drei verschiedenen Höhen in die Atrien eingeblasen. Dadurch lässt sich ein Temperaturgradient mit steigender Höhe weitgehend vermeiden. Einzige Ausnahme ist ein erhöhtes Temperaturpolster direkt unterhalb des Glasdachs. Schiebefenster gewährleisten den Luftwechsel der innen liegenden Bürobereiche über das Atrium. Ab 18 °C Außenlufttemperatur wird die aktive Belüftung abgeschaltet und die benötigte Außenluft über Zuluftklappen natürlich zugeführt. Die Abluft strömt in allen Fällen über Öffnungen im oberen Bereich der Atrien ab. Ab einer Atrien- oder Außenlufttemperatur von 28 °C wird auf Sommerbetrieb geschaltet. Dies bedeutet, dass die auf ca. 18 °C gekühlte Zuluft über die Atrien eingebracht wird und von dort in die Bürobereiche strömt. Neben der Einbringung von über einen Erdkanal vorkonditionierter Zuluft in den Sommer- und Wintermonaten sichern weitere Übergabesysteme das gewünschte Behaglichkeitsniveau. Die Büroräume werden über eine thermoaktive Decke (TAD) beheizt und gekühlt. Die verwendeten Systemtemperaturen liegen zwischen 19 und 25 °C. Ein Vorteil der TAD ist ihre Selbstregulierung, während hingegen schnelle Raumtemperaturveränderungen nicht möglich sind. Zudem kann der Nutzer in diesem Gebäude durch einen kleinen Heizkörper die Raumluft individuell temperieren. Im Winter hält eine Fußbodenheizung die Atrien auf einem gewünschten Temperaturniveau und durch eine Fassadenheizung wird ein Kaltluftabfall vermieden. In den Sommermonaten wird in den Bürobereichen die Wärme über die TAD abgeführt. In den Besprechungsräumen gewährleisten Kühldecken eine Grundkühlung und bei Leistungsspitzen ist es möglich, Umluftgeräte hinzuzuschalten.

Raumkonditionierungskonzept, Bürogebäude, Gilching (D) 2007, BARTHARCHITEKTEN a Lastfall Winter b Lastfall Sommer System der Gebäudetechnik, Bürogebäude in Gilching Lüftungskonzept, Bürogebäude, Weiden (D), SHL Architekten a Winter b Übergangszeit c Sommer Zuluftöffnungen mit gläsernen Luftkanälen, Bürogebäude in Weiden

a

b

c

D 1.36

D 1.37

185

Elektroplanung Johanne Friederich, Sebastian Wissel

D 2.1

Je besser die Elektroinstallation eines Gebäudes gelöst ist, desto weniger bemerkbar und umso flexibler nutzbar ist sie. Doch wie lassen sich umfangreiche Elektroinstallationen und Raumästhetik miteinander verbinden? Ist der heutige Ausbaustandard zukunftsfähig? Durch neue und komfortable Informations- und Kommunikationstechnologien steigt der Bedarf an elektrischen Geräten in Gebäuden. Der technologische Entwicklungsstand reicht von der energieeffizienten Strom- und Wärmeerzeugung durch ein dezentrales Energiemanagementsystem (DEMS) über den personalisierten Zugang zum Gebäude bis hin zur Visualisierung der Verbrauchsdaten. Doch dieser neue, zukünftige Standard bedarf schon in der frühen Phase des Gebäudeentwurfs eines hohen Planungsaufwands.

Strombedarf und -versorgung Durch die steigenden Anforderungen an einen komfortablen Lebensstandard steigt auch der Strombedarf stetig an. Die wachsende Installationsdichte und Technologisierung muss mit der Optimierung der stromverbrauchenden Bereiche einhergehen. Dies gilt in Bezug auf Kälte- und Klimaanlagen, energieeffiziente Haushaltsgeräte, eine differenzierte und effiziente Beleuchtung, den Verzicht auf StandbyBetrieb, die Informations- und Kommunikationstechnik, moderne Stromzähler und Transparenz

für den Nutzer. Alle Leitungsabschnitte des Stromversorgungssystems im Gebäude müssen schon bei der Planung ausreichend dimensioniert werden, um eine Überbelastung der Leitungen zu verhindern. Bei der Planung sind die Vorgaben der entsprechenden Vorschriften (VDE-Normen, Leitungsanlagen-Richtlinie MLAR u. a.) zu beachten. Hauptstromversorgungssystem

Jedes Gebäude wird über die Hausanschlussleitung vom öffentlichen Stromversorgungsnetz versorgt. Das Hauptstromversorgungssystem führt vom Hausanschlusskasten zu den einzelnen Zählern und von dort über das Verteilsystem zum Stromkreisverteiler. Dieser ist in den meisten Fällen zentral im Gebäude angeordnet (bei Wohnungen z. B. im Flur). Am Stromkreisverteiler (zugleich Sicherungs- und Schaltkasten) verteilen sich die einzelnen Stromkreise zu den Endverbrauchern (Abb. D 2.7). Kennwerte Stromverbrauch

Der Stromverbrauch nimmt einen Anteil von ca. 20 % am Endenergieverbrauch eines Wohngebäudes ein, bei Nichtwohngebäuden variiert dieser Anteil je nach Nutzung sehr stark. Bei einem Bürogebäude liegt der Stromverbrauch, inklusive des Hilfsstroms und des Stroms für die Betriebseinrichtung, bei ca. 40 %. Deshalb kommt der Reduzierung des Verbrauchs große Bedeutung zu. [1] Typische Kennwerte des Stromverbrauchs könStromverbrauchskennwerte nach Gebäudegruppen Nutzung

D 2.1 D 2.2 D 2.3 D 2.4 D 2.5

D 2.6

D 2.7 D 2.8

Haustechnische Installation als Kunstinstallation im Café der Kunsthal in Rotterdam (NL), OMA Stromverbrauchskennwerte für Wohnungen nach Haushaltsgrößen Stromverbrauchskennwerte nach Gebäudegruppen physikalische und technische Grundgrößen Gegenüberstellung der Energieverbräuche von Wohngebäuden nach EnEV 2007 zu einem Passivhaus (in KWh/m2EBF a) Gegenüberstellung der Stromverbräuche von konventionellen und optimierten Bürogebäuden (in KWh/m2NGF a) Hauptstromversorgungssystem Struktur des Stromverbrauchs nach Sektoren in Prozent

Haushaltsgröße

mittl. Verbrauch spez. Verbrauch Strom Strom kWh/a kWh/a

1 Person 2 Personen 3 Personen 4 Personen > 4 Personen

2018 3533 4182 4618 5830

30,7 36,4 38,5 39,1 44,3

Mittel

3617

36,4

186

Verwaltungsgebäude Krankenhäuser1 Schulen gesamt  mit/ohne Turnhalle Schulen gesamt mit Schwimmbad Kindertagesstätte Kindergarten Sportanlagen, -plätze, -zentren Turn- / Sporthallen Feuerwehr Ausstellungsgebäude Veranstaltungsgebäude Wohnheime Wohnungsnutzung 1

D 2.2

spez. Verbrauch Strom, Median kWh /m2BGFa 23 151 11 21 19 13 28 20 14 17 20 26 18

45 m2 pro Bett D 2.3

Elektroplanung

Größe Formelzeichen

Bezeichnung Zusammenhang

Einheit Abkürzung

elektrische Leistung P = U ≈ I

Spannung ≈ Stromstärke

Watt W

elektrische Arbeit W = P ≈ t

Leistung ≈ Zeit

Wattstunde Wh

elektrischer Widerstand R = U / I

Spannung Stromstärke

Ohm Ω

Spannung U = I ≈ R

Stromstärke x Widerstand

Volt V D 2.4

nen für Nichtwohngebäude (Abb. D 2.3 und D 2.6), für Wohngebäude (Abb. D 2.2 und D 2.5) und für verschiedene Sektoren (Abb. D. 2.8) angenommen werden. Verbraucherkategorisierungen

Die wesentlichen Stromverbraucher eines zu versorgenden Gebäudes lassen sich folgendermaßen kategorisieren [2]: • Steckdosenverbraucher wie z.B. Haartrockner, Staubsauger, Kaffeemaschine oder Computer werden bei Netzspannung von 230 V betrieben. Bei großen Bauobjekten machen sie nur einen kleinen Teil des Gesamtstromverbrauchs aus. • Beleuchtungsanlagen dagegen verbrauchen einen großen Anteil am Gesamtstrom. Elektronische Vorschaltgeräte (EVGs) sowie diverse Zündgeräte ermöglichen den Einsatz der künstlichen Lichtquellen für normale Sehaufgaben bei einer Netzspannung von 230 V. Mit 8 –12 W/m² kann eine überschlagsmäßige Berechnung der Anschlussleistung erstellt werden. Für eine energetisch sparsame Beleuchtung können 6 –10 W/m² Anschlussleistung angenommen werden (siehe Künstliche Lichtquellen, S. 52ff.). • Aufzugs- und Förderanlagen haben Motoren mit einer Anschlussleistung von 5 bis 30 kW. Sie benötigen eine Spannung von mindestens 400 V. Zu beachten ist der hohe Anlaufstrom beim Anfahren des Aufzugs.

• Küchengeräte in Großküchen werden bei 400 V betrieben und machen einen hohen Prozentsatz des Stromverbrauchs aus, was in der Planung schon frühzeitig einbezogen werden muss. Für 750 Essen wird bei elektrisch beheizten Küchen mit ca. 400 kW als Anschlusswert gerechnet. Die kurzzeitigen Lastspitzen sind massiv, können aber mit zyklischem Zu- und Abschalten verschiedener Geräte verringert werden. • Motoren z. B. für Klimatisierungseinheiten gelten als Großverbraucher. Werden große Verbraucher geplant, sind diese frühzeitig zu definieren, da sie auf das örtliche Energieversorgungsnetz Auswirkungen haben können. Sie werden bei Spannungen von mindestens 400 V betrieben.

öffentliches Stromversorgungsnetz

Trafo

Gebäudeinstallation

Hausanschlusskasten

Hauptstromversorgungssystem

Zähler

Ausstattung und Installation

Verteilsystem

Der Planer muss entscheiden, wo – je nach Nutzungsbereich – Steckdosen und Auslässe in der geforderten Anzahl benötigt werden. Da der Nutzer im Mittelpunkt einer ganzheitlichen Planung steht, wurden Normen festgelegt, um einen Mindeststandard bei der Elektroausstattung in verschiedenen Nutzungsbereichen sicherzustellen (Abb. D 2.9, S. 186).

Stromkreisverteiler

Endverbraucher

Ausstattungsumfang

DIN 18 015-2 legt Art und Umfang der Mindestausstattung von elektrischen Anlagen in Wohn-

Starkstrom 400 V

Kleinverbraucher 230 V D 2.7

kWh/m 2 EBF a

kWh/m 2NGF a

Beleuchtung Strom für Lüftung

160

Haushaltsstrom

180

140

Strom für Lüftung

160

Warmwasser

140

zentrale Einrichtung

120

Betriebseinrichtung Heizung

120

Heizung

100

100 80

Industrie Gewerbe Handel Haushalt 26,7 %

42,8 %

Verkehr

80

60

60

40

40

20

20

0

3,1 %

Strom für Kälte (Kompressionskälte) diverse Technik

Wohnnutzung EnEV 2007

0

Wohnnutzung PH D 2.5

27,4 %

Verwaltungsgebäude

Verwaltungsgebäude optimiert D 2.6

D 2.8

187

Elektroplanung

gebäuden fest. Die Richtlinie RAL-RG 678 »Elektrische Anlagen in Wohngebäuden« gibt Ausstattungswerte vor, nach denen Elektroinstallationen allgemein verbindlich bewertet werden können. Mithilfe dieses Systems kann der Nutzer seinen Anspruch an die Ausstattung definieren. Büroausstattungen werden allgemein nach Arbeitsplätzen festgelegt. So sind für einen Arbeitsplatz mindestens zwei Steckdosen pro Computer und mindestens zwei weitere Steckdosen für allgemeine Verbraucher wie Arbeitsplatzbeleuchtung sowie Kleingeräten vorzusehen. Die steigende Zahl an Kleingeräten macht heute immer mehr Steckdosen erforderlich. Unabhängig von den Arbeitsplätzen sind wei-

tere Steckdosen für Drucker, Kopierer, Faxgeräte usw. einzuplanen. Die Arbeitsplatzanbindung erfolgt über Fußbodensteckdosen, Brüstungskanäle, Wandsteckdosen oder Sockelleistenkanäle. Bei Kanalsystemen von Raum zu Raum im Bereich der Wandübergänge ist auf Brandschutzanforderungen und Schallschutzmaßnahmen mit Schalldämmeinsätzen zu achten. [3] Installationszonen in Wohngebäuden

In der Nutzungsphase des Gebäudes soll verhindert werden, dass durch Bohrungen oder Nägel Leitungen verletzt werden. Da die Elektroinstallationen eine Brandgefahr darstellen, müssen sie abgesichert werden. Um den Nut-

RAL-RG 678 Mindestausstattung

zer zu schützen, regelt die DIN 18015-3 »Elektrische Anlagen in Wohngebäuden: Leitungsführung und Anordnung der Betriebsmittel« die Installationszonen in Wohngebäuden. Die Leitungsführung muss in diesen Zonen senkrecht bzw. waagrecht erfolgen, die Leitungswege dürfen nicht schräg bzw. quer abgekürzt werden. Somit ist eine Transparenz in der Führung der nicht sichtbar verlegten Leitungen gegeben. Daraus resultieren folgende Vorzugsmaße (Achse der Installationszonen) für die Leitungsverlegung in der Wand: in der Waagrechten ein Abstand zur fertigen Deckenfläche von 30 cm, zum fertigen Fußboden von 30 oder 100 cm, bei den senkrechten Installationszonen ein Abstand von 15 cm zu den Rohbaukanten oder

Normalausstattung

gehobene Ausstattung

DIN 18015-2

Stromkreise

Ausstattung

Licht- und Steckdosenstromkreis

zusätzliche Gerätestromkreise, je einer für

Steckdose

Leuchte

Steckdose

Leuchte

Steckdose

Leuchte

Steckdose

Leuchte

Flur/Eingangsbereich Länge bis 3 m Länge ab 3 m

1 1

1 1

1 2

2 2

1 3

3 3

1 1

1 2

1

–

Schlafen/Wohnen bis 12 m² 12–20 m² über 20 m²

3 4 5

1 1 2

5 7 9

2 2 3

7 9 11

3 3 4

3 4 5

1 1 2

1–2

–

Kochnische/Küche

5 7

2 2

7 9

2 3

8 11

2 3

3 5

2 2

1

Bad

3

2

4

3

5

3

2

2

1

–

WC

1

1

2

1

2

2

1

1

1

–

Abstellbereich

1

1

2

1

2

1

1

1

1

Arbeitszimmer*

2+2*

1*

–

–

–

–

2+2*

1*

1

–

4

1

7

2

9

3

3

1

1

Waschmaschine, Wäschetrockner, Bügelmaschine

1

1 Steckdosenstromkreis; evtl. gemeinsam mit Eingang, Flur, WC

–

Hausarbeitsraum

Hobbyraum

3

1

5

2

7

2

3

Herd, Backofen, Mikrowelle, Geschirrspüler

DIN 18015-2 Wohnfläche

Hörfunk und Fernsehempfangssystem

Verstärker

Telefonanlage; Anzahl der Steckdosen

1 Telefonsteckdose

Anlagen der Gebäude- Gong kommunikation elektr. Türöffner

2 Antennensteckdosen

Verstärker

4 Antennensteckdosen

3 Telefonsteckdosen

Gegensprechstelle

Gong elektr. Türöffner

Verstärker

7 Antennensteckdosen

5 Telefonsteckdosen

Gegensprechstelle

Gong elektr. Türöffner

Stromkreise TelekommuniSteckdosen kationsanBeleuchtung schlussleitung (TAE)

Antennensteckdosen

bis 50 m² 50 –75 m²

3 4

1 2

2 3

75 –100 m²

5

3

4

100 –125 m²

6

3

4

2

7

4

5

über 125 m Gegensprechstelle, Gefahrenmeldeanlage

* nicht nach RAL-RG 678 und DIN 18015-2, sondern Vergleichswerte eines Einzelbüros. Es sind zusätzlich noch Steckdosen unabhängig vom Arbeitsplatz für Peripheriegeräte vorzusehen. D 2.9

188

Elektroplanung

Installationszonen in Nichtwohngebäuden

Für den Nichtwohnbereich (Abb. D 2.13, S. 190) gibt es keine allgemeine Ausstattungsnorm. Die Anforderungen sind grundlegend verschieden, sodass die Installationen auf das jeweilige Gebäude mit dessen Nutzung abgestimmt sind. So liegt z. B. der Schwerpunkt in Kaufhäusern auf der Beleuchtung von Objekten.

Interdisziplinäre Planung

Gerade bei der Installationsverlegung von Heizung und Strom im Bodenaufbau kommt es häufig zu Schwierigkeiten mit dem Platz im Bereich von Leitungskreuzungen. Aus den Vorgaben des Bebauungsplans resultiert eine Regelgeschosshöhe von 2,75 m und eine zu

Leitungen Decke

+ erfüllt möglich

•

(Leer-) Rohr

Steigleitung Verteilleitung Dämmung

+ +

Einbau in Rohbau Einbau in Ausbau Optimierung Gewerke

+ +

Grundrissflexibilität zusätzl. Anschlüsse zusätzl. Leitungen Austausch ganz zerstörungsfrei zugänglich

Deckenkanal

+

abgehängte Decke

+

Wand

Boden

Hohlraum- Fußleisten- unter/auf Brüstungs- Putz wand/ kanal Wandkanal

Unterflurkanal

+

+

+

+

+

+ +

•+

+ + +

+

+

Brandschutz Schallschutz

• •

+ +

•+ +

•

• •

•

+ +

+

2 6 D 2.9

Ausstattungsumfang für typische Räume und Wohngebäude gesamt nach RAL-RG 678 und DIN 18015-2 D 2.10 minimaler Bodenaufbau für maximale Bestückung der Haustechnik, Kreuzungspunkt Maßstab 1:10 1 Fußbodenheizung 2 Heizungsrohr  32 mm 3 Elektroleitung  20 mm D 2.11 Installationssysteme im Überblick

Elemente

Hohlraum-/ Installationsboden

in der Konstruktion

+

+

+ + +

+

+

•+ +

• +

+

+

• •+

+ + +

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technikintegrierte Fassade

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• •

+ +

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Produktion Montage beim Installateur

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•

beim Baumeister/ Trockenbauer

•

Einbau durch eine Person

+

+

•

Hauptnutzraum

•

•

•

•

Nebennutzraum

•

•

•

•

wirtschaftlich ab 1 Einheit

+

+

+

+

+

+

+

+

+

wirtschaftlich ab 10 gleichen Einheiten

+

+

+

+

+

+

+

+

+

wirtschaftlich ab 20 gleichen Einheiten

+

+

+

+

+

+

+

+

+

•

•

• +

technikintegrierte Türzarge

Dopppelboden

+ +

Neubau Sanierung

+

3

D 2.10

• •

2

6

1

Die Wahl eines Verlegesystems sollte frühzeitig mit den Raumkonditionierungsmaßnahmen abgestimmt werden, besonders wenn raumbegrenzende Bauteile und Flächen zur thermischen Aktivierung herangezogen werden sollen (siehe Heizung, S. 176f. und Kühlung, S. 178f.). Abb. D 2.11 zeigt mögliche Verlegearten und deren Eigenschaften.

-ecken (Abb. D 2.12, S. 190). Diese Norm gilt nur für die Leitungsverlegung in der Wand. Für Decke und Boden gibt es keine Vorschriften. In Kücheneinbauten sind spezielle Installationsbereiche zu beachten. Von Vorteil ist die Planung einer Vorwandinstallation, die zu einer größeren Flexibilität führt. [4]

+

+

•

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+

•

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•

•

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•

•

•

+

•

•

+

+

D 2.11

189

Elektroplanung

3

2 20 15

30

15 4

1

30

105

10

30

5

7

D 2.12

erreichende lichte Raumhöhe von 2,40 bis 2,45 m, was einen minimalen Bodenaufbau bedeutet. Dieser muss jedoch mit einer entsprechenden Höhe geplant sein, damit sich Leitungen in der Dämmschicht kreuzen können. Dies wird in den meisten Fällen nicht berücksichtigt. Zusätzlich muss die Maßtoleranz des Bauwerks im Bodenaufbau einkalkuliert werden (DIN 18 202, Tab. 3). Die Minimallösung für eine maximale Leitungsbestückung ist ein Bodenaufbau von 14 cm mit 8 cm Dämmung. Dabei werden die Leitungen in der Dämmschicht verlegt, wobei nach der EnEV (siehe EnEV 2009, S. 106) eine Mindestdämmstärke unter den Heizungsrohren zur Rohdecke gleich der Nenndicke des Rohrs einzuhalten ist. Bei Kreuzungspunkten darf mit der halben Dämmstärke gerechnet werden. Auf eine durchgehende Dämmschicht von 2 cm wird der Estrich verlegt, dessen Stärke mit Fußbodenheizung 6 cm, ohne Fußbodenheizung 4 cm beträgt. In der Praxis sollten die Elektroleitungen in den Kreuzungspunkten in die Rohdecke eingelassen verlegt werden. Die Heizungsrohre können dann ohne Probleme darübergeführt werden (Abb. D 2.10). Diese Vorgehensweise ist allerdings nur möglich, wenn frühzeitig eine interdisziplinäre Planung mit Architekt und Haustechniker erfolgt und im Rahmen der Elektroprojektierung eine Tieferlegungen berücksichtigt wird. Der Elektriker muss auf der Baustelle wissen, wo es zu Kreuzungen kommt, da er die Elektroarbeiten meist vor den Heizungsarbeiten ausführt.

D 2.14

190

6

Vorzugsmaße für elektrische Leitungen Vorzugshöhe für Schalter und Steckdosen Instalationszonen 8

Installationssysteme

Die (Leer-)Rohrinstallation wird vorwiegend im Wohnungsbau angewandt. Hierbei handelt es sich um flexible Kunstsoffisolierrohre. Sie ermöglichen es, Installationen nachträglich auszuwechseln oder zu erweitern, allerdings beschränkt auf die verlegten Leerrohre. Zu beachten ist die frühzeitig notwendige Planung für die Schlitze bzw. das Eingießen der Rohre.

8

9

D 2.13

die Konstruktion schalltechnisch von den Leitungsgeräuschen zu entkoppeln. [5]

Decke Deckenkanäle werden in die Deckenkonstruktion integriert, dabei nehmen Hohlräume in der Decke Rohre und Leitungen auf. Eine weitere Möglichkeit bieten frei bleibende Hohlräume zwischen einzelnen Deckenelementen. Die Leitungen können in Spannrichtung der Decke verlegt werden. Die Zugänglichkeit der Leitungen ist später nicht mehr gegeben, wenn die Kanäle in der neutralen Mitte der Deckenkonstruktion liegen, dagegen bleiben die Leitungen bei Führung nahe der Deckenuntersicht zugänglich. Die abgehängte Decke ist in hoch installierten Büro- und Verwaltungsgebäuden die am häufigsten verwendete Installationsform, da sie viele Technikkomponenten wie z. B. Teile der Heizung, der Lüftung und der Sanitärinstallation aufnehmen kann (siehe Deckensysteme im Ausbau, S. 140ff.). Ein Nachteil ist, dass ihr Platzbedarf die lichte Raumhöhe reduziert; einen Vorteil bietet die gute Zugänglichkeit der Installationen (Abb. D 2.14). Wichtig ist dabei,

Wand In Hohlraumwänden und in Wandkanälen können die Verteilleitungen flexibel verlegt und nachträglich mit zusätzlichen Anschlüssen und Leitungen ergänzt werden (Abb. D 2.15). Für die Winddichtigkeit sind spezielle winddichte Hohlwanddosen in Verbindung mit Dichtungsfolien zu verwenden. Alternativ sind auch leitungsführende Kanäle in der Wand eine flexible Lösung, da die Öffenbarkeit des Schachts und damit die Erreichbarkeit der Leitungen bestehen bleibt. Die Leitungsführung im Fußleisten- und Brüstungskanal ist eine einfache Art, horizontale Verteilleitung zu verlegen, bei der auch Steckdosen integriert werden können. Diese Form der Leitungsverlegung wird häufig in der Altbausanierung eingesetzt. Möglich ist der wandbündige Einbau (Neubau) wie auch das Aufsetzen von Leisten (Altbausanierung). In der Leitungsführung werden Telefon-, Antennen-, Haussprech-, Klingelanlagen sowie Kabel für Steckdosenverbraucher und dergleichen mit zusätzlicher Reserve verlegt. Diese Art der Verlegung bietet eine hohe Flexibilität, doch stellt die Aufwandinstallation gestalterisch eine Herausforderung dar. Mittlerweile ist auch die gemeinsame Verlegung von Elektroinstallation und Heizungsrohren mit thermischer Trennung in der Fußleiste möglich. Verlegungen auf Putz finden nur in Nebenräumen Anwendung. Unter Putz werden Rohrin-

D 2.15

D 2.16

Elektroplanung

stallationen in gefrästen waagrechten oder senkrechten Mauerschlitzen unter Beachtung der DIN 1053-1 verlegt. Diese Art der Installation wird heute im Wohnungsbau und in Gebäuden ohne Nachinstallation vorgenommen. [6] Boden Beim Unterflurkanalsystem werden Kanäle entweder direkt auf der Rohdecke estrichüberdeckt oder estrichbündig, d. h. die Oberkante des Kanals entspricht der Oberkante des Estrichs, verlegt. Bei estrichbündiger Verlegung kann der Kanal auf der gesamten Länge geöffnet werden, dies ist somit das flexiblere System. Anschlussdosen müssen mit der Lage der Kanäle und dem Ausbau- und Möblierungsraster abgestimmt werden, sodass eine flexible Raumaufteilung möglich bleibt. Die Anwendung ist vor allem bei hoch installierten Nichtwohngebäuden mit großen Raumtiefen und Nutzungsänderungen sinnvoll (Abb. D 2.16). Estrichhohlrauminstallationsböden kommen vorwiegend in Gebäuden mit sehr umfangreicher, sich oft ändernder Elektroinstallation vor, z. B. in Rechenzentren oder Verwaltungsgebäuden (siehe Hohlraumbodensysteme, S. 161). Von der Flexibilität her liegen sie zwischen dem Unterflurkanal- und dem Doppelbodensystem. Beim Estrichhohlraumboden ist der Bodenaufbau relativ gering. Seine gesamte Konstruktionshöhe beträgt je nach Fabrikat zwischen 80 und 1000 mm. Durch den Estrich und dessen Flächenwirkung kann der Boden sehr hohe Verkehrslasten (bis zu 100 kN/m²) aufnehmen. [7] Die Elektroleitungsverlegung in der Bodenkonstruktion findet vorwiegend Anwendung beim Montagebau. Für das nachträgliche Einziehen von Leitungen werden Leerrohre eingelegt. Die Verbindung der Leitungen von Platte zu Platte wird mittels flexibler Rohrstücke vorgenommen. Die Leitungsverlegung in der Konstruktion ist zwar die ideale Verlegungsart, doch leider ist hierbei der Planungs- und Bauablauf in der Praxis ein Problem. Erst wenn die gesamte Elektroplanung abgeschossen ist, kann mit dem Rohbau begonnen werden, was eine immense Zeitverschiebung im Bauablauf mit sich bringt, damit kostenspielig ist und in der Praxis nicht ausgeführt wird. [8] Doppelbodensysteme kommen vor allem im hoch installierten Nichtwohnungsbereich zum Einsatz. Ihre Konstruktion besteht aus höhenverstellbaren Stützen mit trittschallentkoppelten Füßen und einer daraufliegenden Bodenplatte mit Fußbodenbelag (siehe Doppelbodensysteme, S. 161ff.). Der Hohlraum ist für Rohre und Leitungen flexibel nutzbar. Die Zugänglichkeit der Leitungen ist durch die abnehmbare Bodenplatte gegeben. Die Baukosten liegen ungefähr ein Drittel höher als vergleichbare Fußböden mit integrierter Leitungsführung. Die Belastbarkeit ist mit 10–50 kN/m² sehr hoch. Die Höhe des Installationshohlraums liegt zwischen 80 und 2000 mm. [9] Elemente im Raum Türen und Fassadenelemente mit integrierten

dezentralen Technikkomponenten erhöhen die Flexibilität des Grundrisses. In Türrahmen kann die Schaltung der dezentralen Lüftungsanlage, Heizungs- und Kühlungskomponenten sowie Elektro- und Dateninstallationen eingebaut werden. Anwendung findet die Leitungsverlegung in der Türzarge vor allem bei Sichtmauerwerk. Bei technikintegrierten Fassaden kommen Schaltfunktionen wie Sonnenschutz, Tageslichtlenkung und Kunstlichtbeleuchtung hinzu (Abb. D 2.17). Anforderungen an die Ausbauflexibilität

Die Anforderungen an die Flexibilität sind hoch. Sie umfassen die Möglichkeit der Neuordnung von Nutzungsbereichen, die Änderung der Nutzungsart sowie der Miet- und Besitzverhältnisse. Dies bringt einige Probleme bei der Elektroinstallation mit sich [10]:

D 2.12 Installationszonen im Raum D 2.13 Prinzipdarstellung alternativer Verlegesysteme in einem Büroraum mit zwei Arbeitsplätzen 1 Pendelleuchte 2 ELT-Kabeltrasse 3 Zwischendecke 4 Einbauleuchte 5 Brüstungskanal 6 Installationssäule 7 Doppelboden 8 Fußbodentank 9 Unterflurkanal D 2.14 abgehängte Decke D 2.15 Hohlraumwand D 2.16 Doppelboden D 2.17 technikintegrierte Fassade D 2.18 mögliche Elektroführung in der Küche

• im Vorfeld Festlegung der Verteilerbereiche • keine Verlegung von Kabeln zwischen fremden Nutzungsbereichen möglich • schwer umorganisierbare Zählerbereiche • Änderung der unter Putz verlaufenden Leitungen im Altbau nur unter hohem Aufwand möglich Nachfolgend sind einige Lösungsansätze genannt [11]: • Nutzungsbereiche sind von Beginn an so kleinteilig zu planen, dass eine modulare Verwendung möglich ist. Jeder Bereich wird einzeln über eine Steigleitung für die Elektroinstallation versorgt. • In Wohnungen sollte eine dreiphasige Verkabelung (Drehstrom, bestehend aus drei Leitern) verlegt werden, sodass eine nachträgliche Erweiterung der Elektroinstallation möglich ist. Durch entsprechendes Anklemmen der verschiedenen Leiter kann für die unterschiedlichen Geräte eine Spannung von 230 V (Kleinverbraucher) oder 400 V (Starkstrom) abgenommen werden. • Unter Putz verlegte Leitungen sind bei Sanierung stillzulegen und z. B. durch Aufputzkanalverlegesysteme zu ersetzen. • Kernbereiche sollten in Nichtwohngebäuden zuerst erstellt werden (Treppenhaus, Hauptflure, Sanitärbereiche) und in allen weiteren Nutzungseinheiten die Installationsbereiche bis auf die zentralen Versorgungsleitungen hohl gelassen werden. Eine Einteilung der Verteilerbereiche sollte erst durchgeführt werden, wenn die gewünschte Nutzung feststeht. • Eine weitere Möglichkeit, die Ausbauflexibilität zu erhalten, stellt die Platzierung frei zugänglicher Versorgungsschächte in unmittelbarer Nähe der Nutzungsbereiche dar (siehe Technikintegration, S. 210f.). Diese Variante ist allerdings mit einem erhöhten Platzbedarf und gegebenenfalls mit Brandschutzproblemen zwischen unterschiedlichen Nutzungsbereichen verbunden und wird deshalb nur in Gebäudetypen mit häufigen Nutzungsänderungen angewandt (z. B. Einkaufscenter, Hochhäuser).

D 2.17

D 2.18

191

Elektroplanung

Gebäudeautomation Um den gestiegenen Komfortansprüchen der Nutzer in modernen Gebäuden gerecht zu werden und gleichzeitig einen energie- und ressourceneffizienten Betrieb der immer komplexeren Anlagentechnik zu gewährleisten, gewinnt die Automatisierung der Gebäudetechnik immer mehr an Bedeutung. Die Einrichtungen zur selbsttätigen Steuerung, Regelung, Überwachung, Optimierung sowie die Einrichtungen zur Bedienung und Management der technischen Anlagen sind unter dem Begriff Gebäudeautomation (GA) zusammengefasst. [12] Aufgaben der Gebäudeautomation

Durch die intelligente Vernetzung aller installierten technischen Anlagen zu funktionalen Einheiten wird eine zentrale Steuerung und Überwachung des Gesamtgebäudes ermöglicht. Eine vereinfachte Kontrolle der Betriebszustände wird durch die automatisierte Erfassung von Betriebs- und Störmeldungen erreicht. Die automatisierte Steuerung und Regelung der Anlagentechnik kann die gewünschten Behaglichkeitskriterien sicherstellen und nutzerseitige Fehlbedienungen hinsichtlich energetischer Aspekte minimieren. [13] Folgende Gewerke können in eine Gebäudeautomation integriert werden [14]: • Versorgungstechnik (z. B. Heizungs-, Klima-, Lüftungs- und Sanitäranlagen)

• Fördertechnik (z. B. Aufzüge, Fahrtreppen, Warentransportanlagen, Fassadenreinigungsanlagen) • Starkstromtechnik (z. B. Mittel- oder Niederspannungsschalt- und -installationsanlagen, Beleuchtungs-, Eigenstromversorgungs- und unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen) • nutzungsspezifische Anlagen (z. B. Küchentechnik, Labortechnik, medizinische Gasversorgung und Druckluft, Prozesskältetechnik, Entsorgungsanlagen) • Sicherheitstechnik (z. B. Zutrittskontrolle, Fluchtwegüberwachung, Einbruch- und Überfallmeldeanlagen, Brandmeldeanlagen einschließlich zugehöriger Löschanlagen, Panik- und Notbeleuchtung) • Informations- und Kommunikationstechnik (z. B. Übertragungsnetze für Telefon und LAN, Betriebsfunk, Computerräume) • Rauminstallation (z. B. Einzelraumregelung, Raumthermostate, Heizkörperventile, Raumluftsensoren, Beleuchtungsanlagen, Melder, Schalter, Zeitsteuerungen, Fernbedienungen und Sonnenschutzanlagen) Struktur von Automationssystemen

Gebäudeautomationssysteme lassen sich grundsätzlich in drei Funktionsebenen unterteilen, welche jeweils unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Diese bezeichnet man als Feld-, Automations- und Managementebene (Abb. D 2.19).

Datenbankserver Datenspeicherung

Bedienplatz

Schnittstelle zu: Intranet, Telefonnetz, Internet

Externer Bedienplatz

Feldebene Auf der Feldebene erfolgt der Betrieb der technischen Anlagen mittels Sensoren und Aktoren. [15] Die Sensoren erfassen technisch messbare Werte wie beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit und wandeln diese Informationen in ein elektrisches Signal um. Die Aktoren empfangen elektrische Signale und führen dann Aktionen aus, wie z. B. das Schließen eines Kontakts. Automationsebene Die Automationsebene fungiert als Schnittstelle zwischen der übergeordneten Managementebene und der untergeordneten Feldebene. Die Automationsstationen übernehmen die Aufgabe der Steuerung und Regelung der technischen Anlagen auf Grundlage der aus der Feldebene gelieferten Daten und den Vorgaben aus der Managementebene. Dem technischen Entwicklungsstand entsprechend, werden heutzutage nahezu ausschließlich digitale Regler verwendet. Managementebene Auf der Managementebene werden die nutzerseitigen Vorgaben für alle automatisiert ablaufenden Prozesse der Gebäude- und Anlagentechnik eingegeben bzw. im laufenden Betrieb nach Bedarf angepasst. Ferner werden alle anlagentechnischen Prozesse zentral überwacht und können grafisch dargestellt werden. Bei auftretenden Störungen, die einen Nutzerein-

Managementebene Störmeldungsüberwachung, Betriebsführung, Energeimanagement

Netzwerk Protokoll z. B. BACnet / IP

Systeme für besondere Anwendungen z. B. Brandmeldezentrale

Automationsebene Mess-, Steuer-, Regelprozesse

Netzwerk Protokoll z. B. BACnet / IP

Automationsstation / Kommunikationseinheit

Feldbus z. B. LON, KNX (BATibus, EIB, EHS)

Leuchte

Elektroantrieb

Schalter

Automationsstation

Feldebene Messen, Stellen, Zählen

konventionelle Verkabelung

Bewegungs- Raumbedienmelder gerät

Pumpe

Ventilator

Ventil D 2.19

192

Elektroplanung

D 2.19 Struktur eines Gebäudeautomationssystems D 2.20 Bedienfeld mit Touchdisplay für die Kontrolle und Steuerung der gesamten Gebäudetechnik D 2.21 Bedienfeld im Wohnbereich D 2.20

D 2.21

griff erfordern, werden Fehlerprotokolle erzeugt und Alarmmeldungen ausgegeben. Weitere Aufgaben sind die Protokollierung und Auswertung der Betriebszustände aller angeschlossenen technischen Anlagen sowie das Speichern von Informationen zum Energieverbrauch. Mit einer entsprechenden Datengrundlage ist auch das Erfassen und Verfolgen der laufenden Energieverbrauchskosten möglich.

Möglichkeit haben, aktiv in die Regulierung des Raumklimas einzugreifen. Der Eingriff des Nutzers erfolgt über die Raumbediengeräte (Abb. D 2.20 und D 2.21). In gemeinschaftlich genutzten Räumen wie Bibliotheken, Theatern, Verkaufsräumen und im Bereich von Verkehrsflächen sind die Behaglichkeitsanforderungen des »Durchschnittsnutzers« sowie die Anforderungen, die sich aus der jeweiligen Nutzung ergeben, für die Raumkonditionierung ausschlaggebend (siehe Nutzungstypologien, S. 82). In Zweckräumen, zu denen Technikräume, Lager und Produktionsstätten zählen, werden die Funktionen der Raumautomation an die jeweiligen spezifischen Aufgaben und Prozesse angepasst. [16]

Raumautomation

Sollen die vorgenannten Automations- und Steuerungsaufgaben der Gebäudeautomation interdisziplinär bei einzelnen Räumen innerhalb eines Gebäudes zur Anwendung kommen, so spricht man von Raumautomation. Ziel der Raumautomation ist es, die Behaglichkeit im Raum und damit den Komfort für den Nutzer zu gewährleisten und gleichzeitig bzw. trotzdem eine energieeffiziente Betriebsweise sicherzustellen. Es ist möglich, energieeffiziente Betriebsweisen durch die Reduzierung von unnötigem Energieverbrauch bzw. Energieeintrag zu erreichen, die durch falsches Nutzerverhalten entstehen. Dazu gehören unnötige oder sogar kontraproduktive Kühlung oder Beheizung von Räumen bei geöffneten Fenstern, der permanenten Klimatisierung von ungenutzten Räumen oder der Nutzung von Kunstlicht trotz ausreichend vorhandenem Tageslicht. Hierfür werden in den jeweiligen Räumen alle relevanten und messbaren Daten wie z. B. Temperatur, Luftqualität, Helligkeit und Fensterstellung in bestimmten zeitlichen Intervallen erfasst und anhand der festgelegten Vorgaben ausgewertet. Daraufhin werden die angeschlossenen technischen Systeme wie Heizung, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung und ggf. auch Sonnenschutz aufeinander abgestimmt und entsprechend der Zielvorgabe optimal geregelt bzw. gesteuert. Das sich dadurch einstellende Raumklima akzeptieren jedoch nicht grundsätzlich alle Nutzer, was auf das individuelle und subjektive Behaglichkeitsempfinden des Menschen zurückzuführen ist (siehe messbare und erfahrbare Bedingungen, S. 32f.). Daher sollte bei einer individuellen Nutzung von Räumen wie z. B. Wohnräumen oder Einzel- und Gruppenbüros der Nutzer stets die

Beleuchtungssteuerung, Sonnen- und Blendschutzsteuerung

Die automatische Steuerung der Beleuchtung sowie des Sonnen- und Blendschutzes bietet neben einem erhöhten Komfort vor allem große Energieeinsparpotenziale. Konstantlichtregelung Bei einer Konstantlichtregelung werden Räume mit Sensoren zur Erfassung der Beleuchtungsstärke ausgerüstet, um die Raumhelligkeit messen und bewerten zu können. Dimmbare Beleuchtungssysteme sorgen dann für eine automatische Anpassung der künstlichen Beleuchtung des Raums an das benötigte Helligkeitsniveau. Bei ausreichender Tageslichtversorgung wird das Kunstlicht ganz abgeschaltet. Mit einer Konstantlichtregelung können große Einsparungen erreicht werden, wenn die damit ausgestatteten Räume eine gute Tageslichtversorgung aufweisen, z. B. durch große Fensterflächenanteile oder lichtlenkende Tageslichtsysteme (siehe Tageslichtsysteme, S. 47f.). Bei der Steuerung des Kunstlichts in Abhängigkeit von der Helligkeit im Raum müssen der Strombedarf und die Verkürzung der Lebensdauer durch häufiges Ein- und Ausschalten z. B. von Entladungslampen beachtet werden. (siehe künstliche Lichtquellen, S. 52ff.). Die schnelle Reaktionszeit von Sensoren stellt hierbei ein Problem dar. So kann beispielsweise das kurzzeitige Vorbeiziehen einer Wolke zum Auf- und Abdimmen der künstlichen Beleuch-

tung führen. Abhilfe hierbei schafft eine zeitliche Reaktionsverzögerung der Anlagensteuerung auf den auslösenden Parameter. Helligkeitsabhängiges Automatiklicht Diese Funktion ist der Konstantlichtregelung grundsätzlich ähnlich, allerdings ist hier durch den Einsatz von nicht dimmbaren Beleuchtungssystemen keine exakte Anpassung des Beleuchtungsniveaus möglich. Je nach Helligkeitsniveau im Raum werden einzelne Leuchten bzw. gruppierte Leuchtenfelder hinzu- oder abgeschaltet. Bei ausreichender Tageslichtversorgung wird das Kunstlicht komplett deaktiviert. Bei dieser Variante ergibt sich ein relativ hohes Energieeinsparpotenzial gegenüber konventionell beleuchteten Räumen, insbesondere wenn keine besonderen Anforderungen zur gleichmäßigen oder stufenlos einstellbaren Ausleuchtung bestehen. Automatiklicht Bei Räumlichkeiten ohne ausreichende natürliche Belichtung, die vorwiegend temporär genutzt werden, z. B. Flure oder Sanitärbereiche, lässt sich ebenfalls Energie einsparen, indem die Beleuchtung nur bei Anwesenheit von Nutzern eingeschaltet wird. Installierte Sensoren zur Präsenzerkennung wie Bewegungsmelder liefern die hierfür erforderlichen Daten und ermöglichen die automatische Einschaltung der Beleuchtung. Die Abschaltung erfolgt automatisch, sobald beispielsweise ein festgelegtes Zeitintervall ohne erneute Präsenzmeldung des Sensors verstrichen ist (Abb. D 2.22a). Sonnenschutz-/Blendschutzsteuerung Mithilfe von Globalstrahlungs- bzw. Beleuchtungsstärkesensoren lassen sich motorisch betriebene Sonnenschutz- bzw. Blendschutzsysteme bedarfsorientiert automatisch steuern. Einfache Systeme wie beispielsweise Rollläden oder Markisen können so jeweils in Abhängigkeit der auftreffenden solaren Einstrahlung oder der vorhandenen Beleuchtungsstärke ein- oder ausgefahren werden. Auf diese Weise wird die Tageslichtversorgung im Vergleich zu manuell steuerbaren Sonnenschutz- bzw. Blendschutzsystemen in der Regel verbessert. Komplexere Sonnenschutz- bzw. Blendschutzsysteme mit

193

Elektroplanung

S S

Türschloss

S

Bewegung

S S

Schalt- und Dimmaktor

Wind

S

Helligkeit

S

Innentemperatur

S

Fensterkontakt Regen Innentemperatur

Aktor Fenster

Aktor Jalousie

A

A

A

Control Panel

Control Panel

Control Panel

a

b

c

verstellbaren Lamellen oder integrierten Lichtlenkfunktionen, z. B. Jalousien, können die Tageslichtnutzung durch die automatische Nachführung der Lamellenwinkel unter Berücksichtigung des Sonnenstands weiter optimieren. Allerdings sinkt die Nutzerakzeptanz mit der Häufigkeit der – oftmals nicht geräuschlosen – Regulierung der Jalousien (siehe Tageslichtsysteme, S. 47f.). Durch die automatisierte Steuerung von Sonnenschutzsystemen in unbelegten oder temporär genutzten Räumen kann eine Überhitzung im Sommer vermieden werden. [17]

von Möbeln, Teppichen oder Farbanstrichen. In Abhängigkeit von der ermittelten Raumluftqualität wird die erforderliche Luftwechselrate ermittelt und die zuzuführende Luftmenge gesteuert. Damit ist eine dauerhaft gleichmäßige Luftqualität im Raum sichergestellt (siehe Lüftung, S. 174ff.). Durch den bedarfsgerechten Luftwechsel werden gleichzeitig unnötige Lüftungsenergieverluste vermieden. [18]

Überwachen der technischen Anlagen in digitaler Form überträgt. Bussysteme werden oft dezentral strukturiert. Die dafür benötigten Funktionen zur Steuerung und Regelung sind in Geräten wie Sensoren und Aktoren integrierbar. Bei der Raumautomation werden Bussysteme beispielweise zur Steuerung der Beleuchtungsoder Sonnenschutzanlagen eingesetzt. Dazu erfassen Sensoren messbare Daten, wie z. B. Beleuchtungsstärke, Temperatur etc. und leiten diese Informationen über die Busleitung an die Aktoren weiter. Diese führen daraufhin die gewünschte Aktion aus, wie das Einschalten des Kunstlichts oder das Herabfahren des Sonnenschutzes. [20] Bei Bedarf lassen sich Bussysteme nahezu beliebig erweitern oder anpassen. Bei veränderter Raumnutzung oder Raumaufteilung können die vorhandenen Sensoren und Aktoren entsprechend der neu zugewiesenen Aufgaben umprogrammiert werden, wodurch die Verlegung neuer Kabel entfallen kann (Abb. D 2.23 bis D 2.25).

Lüftungsanlagen und Heiz- / Kühlsysteme

Lüftungsanlagen sowie Heiz- und Kühlsysteme haben einen großen Einfluss auf den Energiebedarf eines Gebäudes. Aus energetischen Gründen empfiehlt sich deshalb eine bedarfsabhängige Steuerung aller Systeme. Betriebsartenumschaltung Durch die Definition von unterschiedlichen Betriebsarten für die Heiz-, Kühl- oder Lüftungssysteme in einem Raum mit der Möglichkeit der bedarfsorientierten Umschaltung zwischen diesen Betriebsarten mit eigenen Sollwerten (z. B. Komfort- oder Ökonomiebetrieb) wird eine energieeffiziente Anlagennutzung gewährleistet. Die Umschaltung zwischen den Betriebsarten ist über Zeitprogramme, manuelle Bedientaster oder die Präsenzerkennung möglich. Raumlüftung Eine mechanische Lüftung bietet die Möglichkeit, die Luftzufuhr in einem Raum in Abhängigkeit von der Anwesenheit der Nutzer bedarfsgerecht zu regeln. Eine einfache Form der Regulierung kann z. B. durch die zeitliche Festlegung der gewöhnlichen Nutzungsphasen oder durch den Einsatz von installierten Präsenzmeldern erreicht werden. Für eine exaktere bedarfsabhängige Regulierung kann die aktuell erforderliche Luftwechselrate im Raum mittels Bewertung der aktuellen Raumluftqualität durch CO2- oder Mischgassensoren ermittelt werden. Während CO2-Sensoren lediglich den CO2-Anteil in der Raumluft erfassen, erkennen Mischgassensoren unterschiedliche Gase und Dämpfe wie Körpergeruch, Ausdünstungen

194

Fensterüberwachung Durch den Einsatz von Stellungskontakten kann der Öffnungsstatus von Fenstern überwacht werden. Hierdurch kann die Wärme- oder Kältezufuhr in den Raum oder dessen Be- und Entlüftung bedarfsorientiert geregelt und gesteuert werden, z. B. durch die automatische Abschaltung der Raumkonditionierungssysteme bei geöffneten Fenstern. Somit lassen sich unnötige Energieverluste gezielt vermeiden (Abb. D 2.22c). Nachtlüftung Bei einer Nachtlüftung wird die kältere Außenluft zum Abkühlen eines Raums genutzt, um die  Energie für Raumkühlungssysteme einzusparen. Dieses Prinzip kann mithilfe von im Gebäude installierten Lüftungsanlagen oder mittels Verwendung von automatisch betriebenen Fenster- bzw. Nachströmöffnungen durch natürliche Lüftung realisiert werden (siehe Außentemperatur, S. 102 und passive Kühlung, S. 178ff.). Bussysteme

Bei herkömmlichen Elektroinstallationen wird meist eine Vielzahl von separaten Netzen und Steuerleitungen für den Betrieb der einzelnen technischen Anlagen benötigt, was zu einem erheblichen Verkabelungsaufwand führt. Durch die Verwendung von Bussystemen kann die Anzahl der erforderlichen Einzelnetze und damit der Verkabelungsaufwand erheblich reduziert werden. Mittels Bussystemen ist es möglich, dass alle angeschlossenen Komponenten über eine einzige Leitung kommunizieren. [19] Dazu werden die zugehörigen Komponenten wie Sensoren und Aktoren an eine Busleitung angeschlossen, die alle betriebstechnischen Signale zum Steuern, Regeln und

D 2.22

Übertragungstechniken

Für Bussysteme existieren unterschiedliche Techniken zur Datenübertragung, welche untereinander auch kombinierbar sind. Die Datenübertragung kann dabei über unterschiedliche Medien erfolgen, von denen eine Auswahl nachfolgend vorgestellt wird. Zweidrahtleitung Bei dieser Übertragungstechnik werden verdrillte, zweiadrige Kupferleitungen (Twisted Pair) eingesetzt, über die sowohl die Datenübertragung als auch die Spannungsversorgung der daran angeschlossenen Sensoren und Aktoren möglich ist. Die Verlegung der Busleitungen erfolgt mit den anderen elektrischen Leitungen. Funk Bei einem Funkbussystem werden die Informationen zwischen den einzelnen Busteilnehmern über eine Funkstrecke übertragen. Da keine Kabel verlegt werden müssen, eignen sich diese Systeme vor allem für die Nachrüstung in Bestandsgebäuden bzw. in Gebäuden, wo es bauseitig nicht möglich ist, nachträglich Busleitungen zu verlegen.

Elektroplanung

Türkontakt

Bewegungsmelder

Windwächter

IR-Fernbedienung

Thermostat

Glasbruchmelder

Heizung

Alarmleuchte

Helligkeitsfühler

Helligkeitsfühler

Leuchte

Zeitschaltuhr

Schalter

Zeitschaltuhr Maximumwächter

Lüfter

Leuchte

Schalter

Elektroantrieb

Jalousie

Blockschloß der Alarmzentrale

Alarmanlage Beleuchtungssteuerung Energie- und Lastmanagement Heizung/Klima/Lüftung Jalousien- und Rolladensteuerung

Powerline-Technik Bei Powerline-Systemen werden die normalen Stromleitungen (230 V bzw. 400 V) gleichzeitig zur Übertragung von Daten verwendet. Daher eignen sich Powerline-Systeme ebenfalls zur Nachrüstung in Bestandsgebäuden, ohne dass die gesonderte Verlegung von Busleitungen nötig ist. Genormte Systeme und Kommunikationsprotokolle

Trotz der teilweise vorgenommenen Normierung existiert nach wie vor eine Vielzahl von unterschiedlichen, herstellerspezifischen Lösungen und Systemen. Dies birgt den Nachteil, dass für erforderliche Erweiterungen oder bei Teilersatz der verwendeten Komponenten ausschließlich Produkte desselben Herstellers eingesetzt werden können. Um eine zukünftige problemlose Erweiterbarkeit sicherzustellen, sollten Bedien-, Management- und Automationseinrichtungen offen für die Integierbarkeit verschiedener Systeme unterschiedlicher Hersteller sein. Dies kann durch den Einsatz von offenen und genormten Kommunikationsschnittstellen und -methoden erreicht werden. KNX (Konnex-Bussysteme) Der Konnex-Standard entstand durch die Zusammenführung der zuvor unabhängig voneinander entwickelten Systeme EIB (European Installation Bus), BatiBUS (Bâtiment Bus) und EHS (European Home Systems) und ist ein genormter Standard nach DIN EN 50090. Dadurch Türkontakt

Bewegungsmelder

Windwächter

Zeitschaltuhr

Helligkeitsfühler

Maximumwächter

D 2.23

D 2.24

wird der Einsatz von Komponenten aller Hersteller möglich, deren Produkte dem KNX-Standard entsprechen. Dieses Bussystem wird vorwiegend zur dezentralen Steuerung und Regelung technischer Anlagen eingesetzt.

BACnet erlaubt die Verwendung verschiedener Datenübertragungsmethoden, da das Protokoll hardwareunabhängig konzipiert ist. Es ermöglicht die Interoperabilität von unterschiedlichen Geräten und Systemen innerhalb von Gebäudeautomationssystemen.

LON (Local Operating Network) Das LON-Bussystem wurde von der Firma Echolon entwickelt und ist ein genormter Standard nach DIN EN 14908. Alle Komponenten des LON-BUS kommunizieren über das sogenannte LONTalk-Protokoll. Dieses Bussystem wird zur dezentralen Steuerung und Regelung von Anlagen verwendet. M-BUS (Metering Bus) Der M-Bus ist nach DIN EN 13757 genormt und wird hauptsächlich zur Fernauslesung von Verbrauchszählern (Wärme, Wasser, Gas, Elektro) eingesetzt. Das System kann über Schnittstellen mit anderen Bussystemen der Gebäudeautomation kombiniert werden. [21] BACnet (Building Automation and Control Networks) BACnet ist ein herstellerneutraler Übertragungsstandard für Gebäudeautomationssysteme, der vom US-amerikanischen Ingenieurverein ASHRAE entwickelt wurde und nach DIN EN ISO 16484-5 weltweit genormt ist. Das Kommunikationsprotokoll BACnet kann sowohl für die Managementebene, die Automationsebene und die Feldebene eingesetzt werden. Thermostat

Schalter

Block- IR-Fernbedieschloß nung der Alarmzentrale

Glasbruchmelder Sensoren (Befehlsempfänger)

Anmerkungen: [1] BMU (Hrsg.): Neues Denken – neue Energie, Roadmap Energiepolitik 2020. Berlin 2009, S. 20 [2] Daniels, Klaus: Gebäudetechnik. Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure. München/Zürich 2000, S. 316f. [3] Krimmling, Jörn: Atlas Gebäudetechnik. Grundlagen, Konstruktionen, Details. Köln 2008, S. 298 [4] Laasch, Thomas; Laasch, Erhard: Haustechnik, Grundlagen – Planung – Ausführung. Wiesbaden 2005, S. 362 [5] Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik. 1. Sanitär/Elektro/Förderanlagen. Planungsgrundlagen und Beispiele. Köln 2007, S. E56 [6] ebd. [5], S. E58ff. [7] ebd. [5], S. E63f. [8] ebd. [4], S. 383 [9] ebd. [5], S. E64 [10] ebd. [3], S. 299f. [11] ebd., S. 299f. [12] VDI 3814 Blatt 1 Systemgrundlagen. 2005 [13] ebd. [3], S. 388 [14] Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV): Hinweise für Planung, Ausführung und Betrieb der Gebäudeautomation in öffentlichen Gebäuden. Berlin 2005, S. 12 [15] ebd. [14], S. 13ff. [16] Staub, Richard; Kranz, Hans R. : Raumautomation im Bürogebäude. Moderne Gebäudeautomation als Voraussetzung für Produktivität und Behaglichkeit. Landsberg/Lech 2001; S. 51 [17] Infoblatt LonMark Deutschland e.V.: Energieeffizienz automatisieren. Aachen 6/2007 [18] VDI 3813 Blatt 1 Raumautomation. 2007 [19] Wellpot, Edwin, Bohne, Dirk: Technischer Ausbau von Gebäuden. Stuttgart 2006, S. 573 [20] ebd. [3], S. 389 [21] ebd. [14], S. 25ff.

Installationsbus 230 V/AC

Aktoren (Befehlsempfänger)

Leuchte

ElektroJalousie antrieb

Lüfter

Leuchte Heizung

Alarmleuchte

D 2. 22 Raumautomation a Beleuchtung b Sonnenschutz c Lüftung D 2.23 konventionelle Elektroinstallation D 2.24 Schaltaktoren D 2.25 getrennte Übertragung von Energie und Information

D 2.25

195

Sanitärplanung Martin Ehlers, Tobias Wagner, Peter Springl

D 3.1

Bedeutung und Vielseitigkeit sanitärer Einrichtungen in der Architektur haben sich im Laufe der Zeit stark gewandelt. Während es in der Vergangenheit etwas Besonderes war, über fließendes Wasser innerhalb von Gebäuden zu verfügen, gehören komfortable Bäder und Küchen heute längst zur Standardausstattung im Wohnungsbau. Bevor Installationssysteme eine Selbstverständlichkeit wurden, waren Waschschüssel und Wasserkrug die ersten Sanitärgegenstände im Wohngebäude. Zwar gab es neben öffentlichen Badeanstalten bereits in der Antike private Bäder, für breite Bevölkerungsschichten blieb dies jedoch bis ins 20. Jahrhundert hinein ein nicht verfügbarer Luxus. Ein Wannenbad in den eigenen vier Wänden war nur mit großem Aufwand möglich. Bei alledem muss man sich heute mehr denn je bewusst machen, dass die Ressource Wasser, ähnlich wie Energieträger, kostbar ist. Zeitgemäße Sanitärplanungen müssen neben dem Anspruch nach größtmöglicher Behaglichkeit deshalb auch diesem Aspekt zunehmend gerecht werden. Grau- und Regenwassernutzungssysteme gewinnen immer größere Bedeutung. Fast die Hälfte des täglichen Trinkwasserverbrauchs kann durch Regenwasser ersetzt werden. Ein gutes Zusammenspiel von Architektur und Technik, Architekten und Fachingenieuren kann maßgeblich zu einem bewussten Umgang mit Wasser beitragen.

Raum

D 3.1 Versorgungsleitungen D 3.2 Badezimmer, Wohnhaus R, Schondorf (D) 2008, Bembé Dellinger Architekten D 3.3 Badezimmer, Wohnbebauung, Laachen (D) 2007, Bembé Dellinger Architekten D 3.4 Küche, Haus CC, München (D) 2008, lynx architecture, Küchenplanung Wiedemann Küchen

196

Je nach Gebäudetyp und Nutzung stellen sich ganz unterschiedliche Anforderungen an die jeweiligen Sanitärräume. Einerseits erhöhen sich die rein gestalterischen Ansprüche an schöne Bäder bei der Sanitärplanung, andererseits müssen diese Räume unterschiedlichste funktionsbedingte und technische Anforderungen erfüllen. Zwar bedeutet Sanitärplanung in erster Linie Wasserver- und Abwasserentsorgung, jedoch hat kaum ein anderes Gewerk mehr Schnittstellen mit anderen Gewerken. Dabei unterliegt die Sanitärplanung vielfältigen, teilweise schwer vereinbaren Anforderungen wie Funktion und Nutzen, Design, Hygiene, Betriebssicherheit, Wirtschaftlichkeit, Brand- und Schallschutz.

Raumtypologie und Nutzungen

Im Wesentlichen betrifft die Sanitärplanung Bad, WC und Küche. Die Verknüpfungen zwischen diesen verschiedenen Nutzungen mit ihren gerade die Hygiene betreffend sehr unterschiedlichen Anforderungen haben sich im Laufe der Zeit ständig gewandelt. Noch bis in das 20. Jahrhundert hinein war das Baden vor allem in ländlichen Regionen wegen der Warmwasserbereitung eng an den Küchenraum gebunden, später folgte zunehmend die Zuordnung der Bäder zu den Schlafräumen. Auch die Zweckmäßigkeit eines separaten WCs wurde erkannt. Generell gilt, dass die Sanitärräume bei der Grundrissplanung innerhalb einer Wohneinheit bzw. eines Gebäudes bevorzugt aneinander bzw. übereinander angeordnet werden sollten. Allerdings gestaltet sich dies aufgrund des zunehmenden Wunschs nach Variabilität nicht immer einfach. Bad, Dusche und WC Bad, Dusche und WC bilden in der Regel den zentralen Bereich der Sanitärplanung. Die Planung dieser Räume ist heute stark geprägt vom Wunsch nach größtmöglicher Individualität und Selbstbestimmung. Der eine genießt Entspannung in seiner Wellnessoase, der andere möchte Bad und Entertainment verbinden und für den Dritten ist das Bad nur ein Zweckraum ohne große gestalterische und räumliche Ansprüche. Die Frage nach Bad oder Dusche hat dabei an Bedeutung verloren, da es einerseits gute Kombinationen aus beidem gibt und andererseits die Austauschbarkeit beider Einrichtungen aufgrund veränderlicher Lebenssituationen angestrebt wird. Gerade die Planung minimierter Zweckbäder bildet eine anspruchsvolle Aufgabe, da es hierbei gilt, den vorhandenen Platz optimal auszunutzen. Zusätzlich erschwert wird dies, wenn gleichzeitig Anforderungen an Barrierefreiheit zu erfüllen sind. Im Allgemeinen sind in Bädern an der Wand hängende Sanitärgegenstände sinnvoll, da sie einfacher zu reinigen sind und speziell in kleinen Bädern einen großzügigeren Raumeindruck entstehen lassen. Die Wandunterkonstruktion muss dafür entsprechend dimensioniert werden und eine sichere Verankerung von – besonders in behindertengerechten

Sanitärplanung

Bädern notwendigen – Griffen und Hilfsmitteln gewährleistet sein. Die beste Lösung bei schmalen Badräumen liegt meist darin, alle Sanitärobjekte an einer Wand aufzureihen, was sich auch hinsichtlich der Installationsführung als gute und kostengünstige Lösung erweist. Eine Abgrenzung zwischen Toilette, Badewanne und Waschbereich kann ggf. durch halbhohe Wände oder andere raumteilende Elemente erfolgen. Schiebetüren stellen bei kleinen Bädern eine gute Alternative zu sich nach innen öffnenden Türen dar. Gerade minimierte Bäder sind auch in Form von vorgefertigten, voll ausgestatteten Sanitärfertigzellen erhältlich, die in Rohbauten integriert werden können. Rechtliche Grundlagen für die Ausstattung von Bädern bilden die jeweiligen Landesbauordnungen, basierend auf der Musterbauordnung (MBO). Über minimale, rein hygienische Funktionen hinaus wird das Bad heute von vielen Menschen als zusätzlicher Wohnraum empfunden. Gerade unter diesem Aspekt ist bei Haushalten mit mehreren Personen die Anordnung eines separaten WCs zweckmäßig, auch zur Nutzung als Gästetoilette. Beim Wellnessbad wird das Bad zum Ort der Ruhe und Entspannung, des Abschaltens von der Hektik des Alltags. Nicht mehr nur der Körper wird gepflegt, sondern auch Geist und Sinne. Ein wesentliches Entwurfskriterium für Wellnessbäder ist der damit verbundene stark erhöhte Raumbedarf. Dieser ergibt sich vor allem durch die gegenüber normalen Bädern umfangreichere Ausstattung und den Anspruch nach mehr Bewegungsfläche (Abb. D 3.3). Zu bedenken ist auch, dass große Wannen und Whirlpools sehr viel Wasser fassen und daher mit der Statik des Gebäudes abzustimmen sind. Zusätzliche Anschlüsse für Einrichtungen wie Sauna oder Dampfbad müssen Beachtung finden. Beim Einsatz von Massagedüsen oder Hydrotherapie-Geräten ist der erforderliche hohe Wasserdruck u. U. mittels druckerhöhenden Maßnahmen herzustellen.

der Sanitärplanung. Auch hier haben sich die Ansprüche an Funktionalität und Gestaltung deutlich gesteigert, und individuelle Lösungen sind gefragt (Abb. D 3.4). In Wohnungsküchen werden dennoch überwiegend Einbaumöbel in standardisierten Koordinationsmaßen verwendet. Unterschränke und Unterbaugeräte lassen sich so flexibel kombinieren. Das Spülbecken gehört sanitärtechnisch zu den wichtigsten Einrichtungen von Küchen. Geschirrspüler werden wegen der erforderlichen Wasser- und Abwasseranschlüsse in der Regel in unmittelbarer Nähe dazu angeordnet. In Hauswirtschaftsräumen können alle für die Hausarbeit benötigten Geräte und Einrichtungen sinnvoll zusammengefasst werden. Waschmaschinen sollten aus hygienischen Gründen nicht in der Küche stehen. Eine gute Lösung stellt ein separater Waschraum in der Nähe einer Trockenmöglichkeit im Freien oder mit angeschlossenem, gut belüftbaren Trockenraum dar. In Wohnblöcken oder Wohnanlagen erweisen sich gemeinschaftliche Waschräume mit Waschmaschinen und Trocknern als sinnvoll.

Küche und Hauswirtschaft Neben Bad, Dusche und WC bilden Küche und Hauswirtschaft den zweiten wichtigen Bereich

Öffentliche Bauten und Sonderanlagen Weitgehend andere Anforderungen an die Sanitärplanung als im privaten Bereich stellen sich bei öffentlichen Gebäuden wie Versammlungsstätten, Kaufhäusern, Kindergärten, Schulen, Universitäten, Produktionsstätten, Bürogebäuden oder Sportstätten. Die Sanitärräume sind hier meist auch im Zusammenhang mit der Gebäudeerschließung von großer Bedeutung und müssen weitgehend funktionalen Aspekten gerecht werden. Bauten für Nutzung durch einen größeren Personenkreis sind generell mit einer ausreichenden Zahl von Toiletten auszustatten. Für bestimmte Anlagen wie Krankenhäuser, Gaststätten, Arbeitsstätten und Campingplätze ist die notwendige Mindestzahl von Toiletten in besonderen Verordnungen oder Richtlinien festgelegt. In den einzelnen Bundesländern bestehen für Gaststätten hinsichtlich der Ausführung jeweils eigene Verordnungen. Die Lösung der vielfältigen formalen, funktionellen, konstruktiven und wirtschaftlichen Anforderungen bei öffentlichen Bauten stellt eine wichtige Entwurfs-

D 3.2

D 3.3

aufgabe für den planenden Architekten dar. Schwimmbäder, sowohl im privaten als auch öffentlichen Bereich, bilden einen Sonderfall innerhalb der Sanitärplanung und erfordern daher eine Zusammenarbeit mit entsprechenden Fachplanern und Handwerkern. Nutzer

Für die Planung von Sanitärräumen spielt der Nutzer mit seinen individuellen Bedürfnissen eine entscheidende Rolle. In der Praxis hat man es meist nicht mit einem festen, spezifischen Einzelnutzer zu tun, sondern vielmehr mit in sich heterogenen Nutzergruppen, die sich über den Lebenszyklus von Gebäuden hinweg verändern können. Zu berücksichtigen ist dabei auch die Benutzungsfrequenz sowie die Frage, ob es sich um Planungen in privatem oder öffentlichem Umfeld handelt. Nutzergruppen und Variabilität Ein Familienbad ist prinzipiell anders strukturiert als ein reines Singlebad oder ein solches für Senioren. Das Familienbad muss verschiedenen Nutzern aus unterschiedlichen Generationen gleichzeitig gerecht werden, daher müssen bei der Planung die verschiedenen Ansprüche und körperlichen Fähigkeiten berücksichtigt werden. Auch Engpässe zu den typischen Stoßzeiten in Bädern sollten einkalkuliert werden. Den Bedürfnissen kleiner Kinder kann in Familienbädern durch zusätzliche Hilfseinrichtungen wie entsprechende WC-Aufsätze und Schemel Rechnung getragen werden. Dabei ist das Familienleben einem ständigen Wandel unterworfen: Die Kinder wachsen heran, die Eltern möchten im Alter ihre Wohnung seniorengerecht nutzen können (Abb. D 3.5, S. 198). Damit ein Bad diese Veränderungen mitmachen kann, muss es möglichst variabel sein. Gerade weil Sanitärinstallationen im privaten Haushalt eine langfristige Investition darstellen, sollte immer auch die Frage nach der zukünftigen, zu erwartenden Familiensituation Berücksichtigung finden. Barrierefreiheit Im Zusammenhang mit der Nutzergerechtigkeit spielt vor allem der Aspekt barrierefreier

D 3.4

197

Single

Paar

Familie

Single Wochenendfamilie

Patchworkfamilie

Paar Rentner

Single verwitwet

behindert, pflegebedürftig, alt

getrennter Wohnund Arbeitsbereich

getrennte Kinderzimmer

Einraum

viele einzelne Kinderzimmer

Rückzugsbereich für jeden Partner

Einraum

barrierefreie Wohnung

Haushaltsform

Einraum

Sanitärplanung

Raumbedürfnisse

Wohnungsgröße

groß

D 3.5 Beispielhafte Veränderungen der Haushaltsformen und Lebensumstände und ihr Einfluss auf die Wohnsituation D 3.6 Bewegungsflächen nach DIN 18025 D 3.7 Stellflächen von Einrichtungen in Bädern und WCs und seitliche Abstände von Stellflächen

klein Aufenthalt in der Wohnung

viel

Arbeit von zu Hause 70

150 150

Erlebnis, Wellness

mehrere Badezimmer

Wellness

Zweckbad

behindertengerechtes Bad

150

Zweckbad

150

150

Wellness

95

Badwünsche Erlebnis, Wellness

30

wenig

20

typischer Wohnungswechsel

150

Räume eine wesentliche Rolle, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer alternden Bevölkerung im Zug des demografischen Wandels. Eine erwachsene Person nimmt beim Gehen bereits eine Bewegungsfläche von 60 cm Breite ein. Beim Drehen um die eigene Achse entspricht dies einer Fläche von 60 ≈ 60 cm. Personen mit Gehhilfen oder blinde Menschen benötigen eine Bewegungsfläche von 120 ≈ 120 cm, Rollstuhlfahrer 150 ≈ 150 cm. Sanitärräume stellen einen der intimsten Lebensbereich des Menschen dar. Aus diesem Grund ist es gerade dort besonders wichtig, dass alte oder behinderte Menschen möglichst uneingeschränkt bzw. lang ohne fremde Hilfe zurechtkommen. Als barrierefrei gelten Bereiche, Produkte oder Systeme, wenn diese für einen Menschen mit Behinderung in der allgemein üblichen Weise ohne besondere Erschwernis und grundsätzlich ohne fremde Hilfe zugänglich und nutzbar sind. Konventionelle Bäder und WCs können diese Anforderungen in der Regel nicht erfüllen. Eine besondere Planung und Ausstattung, die den Belangen älterer und behinderter Menschen gerecht wird, ist daher notwendig. Auch bestehende, alte Bäder genügen den Anforderungen hinsichtlich Barrierefreiheit meist nicht und lassen sich nur mit erheblichem Aufwand entsprechend anpassen. Bei Umbauten von Räumen, die vorher nicht als Sanitärräume genutzt waren, müssen zunächst die Anschlussmöglichkeiten an vorhandene Leitungssysteme sowie die Statik unter-

198

D 3.5

D 3.6

sucht werden. Entscheidend damit verbunden ist auch die Frage des möglichen oder erforderlichen Bodenaufbaus. Beschrieben sind die baulichen Anforderungen an das barrierefreie Wohnen für behinderte und ältere Menschen in DIN 18 024 und DIN 18 025. Für rollstuhlgerechte Wohnungen ist darin u. a. vorgegeben, dass die Türen eine lichte Breite von mindestens 90 cm aufweisen müssen. Außerdem ist eine Bewegungsfläche von 150 ≈ 150 cm vor WCs, Waschbecken, Badewannen und Duschen einzuhalten (Abb. D 3.6), wobei sich die Flächen gegenseitig überlagern dürfen. Bei der Nutzung durch mehr als drei Personen ist in Wohnungen für Rollstuhlfahrer ein zusätzlicher Sanitärraum mit WC und Waschbecken erforderlich. Um auch in Notsituationen einen schnellen Zugang zu gewährleisten, müssen sich die Badezimmertüren nach außen hin öffnen. Notruf- oder Notsignalschalter stellen zudem sicher, dass der Betroffene im Fall einer Notsituation auf sich aufmerksam machen kann. In öffentlich zugänglichen Gebäuden ist mindestens eine für Rollstuhlbenutzer geeignete Toilettenkabine einzuplanen.

durch. Hinsichtlich der Behaglichkeit ist in allen Fällen eine natürliche Belichtung und Belüftung vorzuziehen.

Raumklima und Behaglichkeit

Traditionell werden Bad und WC innerhalb des Gebäudes vorzugsweise nach Norden orientiert. Im Zug der Entwicklung der Bäder von reinen Zweckräumen hin zu Aufenthaltsbereichen setzt sich allerdings mehr und mehr auch die Orientierung zu anderen Himmelsrichtungen

Lüftung Das Thema Lüftung ist bei Sanitärräumen von besonderer Bedeutung. Um Tauwasser- und Schimmelbildung sowie störende Geruchsbelästigung zu vermeiden, muss die feuchte oder geruchsbelastete Luft möglichst schnell und wirksam abgeführt werden können. Im Fall von privaten Sanitärräumen lässt sich dies am leichtesten über natürliche Belüftung erzielen. Außen liegende Bäder und WCs lassen sich in der Praxis allerdings nicht immer realisieren, vor allem im Geschosswohnungsbau oder in öffentlichen Bauten. Laut Musterbauordnung (MBO) sind fensterlose Bäder und Toilettenräume nur zulässig, wenn eine wirksame maschinelle Abluftführung gewährleistet ist. Ihre Realisierung erfordert jedoch einen höheren Kostenaufwand. Im Hinblick auf die Behaglichkeit für den Nutzer ist dabei auf Zugfreiheit zu achten. Für Badlüfter gibt es verschiedene Steuerungsmöglichkeiten wie z. B. über das Licht, Feuchte- oder Bewegungssensoren, Türkontakte, programmierten Zeitnachlauf, Einschaltverzögerung oder einstellbare Intervallschaltung (Siehe Lüftung, S. 174ff.). Heizung Die DIN EN 12831 fordert bei der Auslegung der Heizung im privaten Bereich für Bäder eine

Sanitärplanung

Badmöbel

Seitenwand1

siehe Herstellerunterlagen

Waschmaschine Wäschetrockner

60

Urinal

60

43 – 60 55 – 60

Klosettbecken mit Spülkasten oder Druckspüler vor der Wand und für Wandeinbau

70 140

55 –120 94 –130

Badewanne

Einbauwaschtisch mit 1 Becken und Unterschrank Einbauwaschtisch mit 2 Becken und Unterschrank Handwaschbecken Sitzwaschbecken (Bidet), bodenstehend oder wandhängend

handelsübliche Modelle b t

Duschwanne

nach VDI 6000-1 b t Einrichtungen Waschtisch, Hand- und Sitzwaschbecken Einzelwaschtisch 60 55 Doppelwaschtisch 120 55

seitliche Abstände von Stellflächen Sitzwaschbecken (Bidet), bodenstehend oder wandhängend

Stellflächen von Einrichtungen in Bädern und WCs in cm

Handwaschbecken

3

Einbauwaschtisch mit 1 + 2 Becken und Unterschrank

auch bei Duschabtrennungen Abstand bis auf 0 verringerbar bei Wänden auf beiden Seiten 4 nicht empfehlenswert 5 bei Anordnung der Versorgungsarmaturen in der Trennwand 2

Einzelwaschtisch Doppelwaschtisch

1

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–

–

25

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20

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0

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20

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0

0 153

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35

40 – 55

32 – 42

–

–

–

25

20

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20

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20

20

20

40

60

35 – 40

57 – 66

25

25

25

–

25

25

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254

25

25

25

≥ 80 (90) ≥ 170

≥ 80 (90) ≥75

80 – 120 160 – 200

75 – 90 70 –120

202 202

152 152

20 20

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20 20

20 20

0 0

0 0

0 0

Klosettbecken mit Spülkasten oder Druckspüler vor der Wand Klosettbecken mit Spülkasten oder Druckspüler für Wandeinbau

40

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35 – 40

53 – 60 20

20

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–

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40

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35 – 40

66 –75

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Urinal

40

40

29 – 40

21 – 40

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–

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37,5 – 40

60 60

60 60

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0

0

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0

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0

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20 20 253

0

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3

3

–

Wannen Duschwanne Badewanne Klosettbecken und Urinale

– 0, 155 0,15 –

Wäschepflegegeräte Waschmaschine Wäschetrockner Badmöbel Seitenwand1

Kompaktmodelle siehe Herstellerunterlagen

20

D 3.7

Raumtemperatur von 24 °C, für WCs und Küchen 20 °C. Für die empfundene Temperatur sind die Raumluft- sowie die Oberflächentemperatur der raumumschließenden Flächen gleichermaßen entscheidend. Vor allem ein fußwarmer Bodenbelag im Bad als Barfußbereich empfiehlt sich im Hinblick auf das wärmephysiologische Empfinden. Der Einsatz einer Fußbodenheizung in Bädern bildet daher den heute üblichen Standard. Sie ist platzsparend und energetisch günstig. Als weitere Flächenheizsysteme können Wandund Deckenheizungen eingesetzt werden. Neben Warmwasserheizsystemen gibt es auch elektrische Flächenheizungen, die geringere Einbauhöhen erfordern. Nachteile elektrischer Systeme sind der Unterhalt bei steigenden Stromkosten und die ungünstige CO2-Bilanz. In der Praxis werden diese Flächenheizungen mit Zusatzheizsystemen wie Handtuchwärmekörpern mit und ohne elektrische Heizpatrone, ggf. auch als Raumteiler kombiniert (siehe Heizung, S. 176f.). Sanitäre Einrichtung und Raumbedarf

Anzahl, Größe und Ausstattung sanitärer Räume sind immer im Zusammenhang mit der Anzahl der Nutzer zu sehen. Schon in der frühen Planungsphase gilt es, die jeweiligen spezifischen Eigenschaften und Voraussetzungen hinsichtlich Platzbedarf und geometrischer Anordnung von sanitären Einrichtungsgegenständen zu beachten. Eine ausreichende Bewe-

gungsfreiheit für die Nutzer trägt maßgeblich zum Wohlbefinden bei. Außerdem ist die sinnvolle Konstellation der Funktionsbereiche von großer Wichtigkeit. Einzuhaltende Abstände zwischen den Sanitärgegenständen, Badmöbeln oder Einrichtungen wie Waschmaschinen, Trocknern oder Heizungen untereinander bzw. zur Wand waren bis 2007 durch die DIN 18 022 geregelt. Seither finden sich weniger ausführliche Angaben zu Abständen für Bad- und Küchenmöbel in der DIN 68 935. Eine Grundlage für Abstandsflächen im Wohnungsbau bildet die VDI 6000-1. Die Richtlinie gibt Hinweise für Planung, Bemessung und Ausstattung von Sanitärräumen wie Bad, Gäste-WC, Küche, Waschküche und Hausarbeitsräume in Wohnungen (Abb. D 3.7). Sie gilt für Miet- und Eigentumswohnungen sowie Apartments in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Häufig werden in der Praxis die sanitären Einrichtungsgegenstände anders gewünscht als ursprünglich geplant. Daraus ergeben sich Probleme hinsichtlich der erforderlichen Anschluss- und Befestigungshöhen sowie Abstands- und Bewegungsflächen. Daher sollte die Auswahl in enger Abstimmung mit dem Bauherrn erfolgen. WC, Urinal und Bidet Toiletten haben ohne Spülkasten Standardabmessungen von etwa 40 ≈ 60 cm und werden mit einer Sitzhöhe von ca. 40 cm montiert. Beim

Einbau unter Dachschrägen ist zu beachten, dass die Deckenhöhe an der Stelle der Sitzposition mindestens 200 cm betragen sollte. Für eine ausreichende Bewegungsfreiheit bei Toiletten sollte ein seitlicher Mindestabstand von 20 cm bis zur nächsten Wand oder zum benachbarten Sanitärobjekt eingehalten werden. Als Bewegungsfläche vor Toiletten sind laut VDI 6000-1 mindestens 60 cm vorzusehen, wobei größere Abstände aus praktischen Gründen anzustreben sind. Bei barrierefreien Toiletten muss die Bewegungsfläche links oder rechts neben dem WC-Becken mindestens 95 cm breit und 70 cm tief sein. Die Sitzhöhe sollte einschließlich Sitz 48 cm betragen. Auf der anderen Seite muss ein Abstand zur Wand oder zum nächsten Einrichtungsgegenstand von mindestens 30 cm eingehalten werden. Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass ausreichend auf die individuellen Belange des Nutzers ausgerichtete Haltevorrichtungen vorhanden sind. Es gibt Toiletten, welche eine Höhenverstellbarkeit bis hin zur Unterstützung beim Wechseln vom Rollstuhl auf das WC ermöglichen. Entscheidend für die Planung des WC-Bereichs ist die optimale Integration des Spülsystems. Gängig sind Spülkästen, die entweder auf das WC-Becken aufgesetzt sind oder, heute üblicher, in die Wand eingebaut werden. Bei räumlicher Knappheit hinter dem WCBecken besteht die Möglichkeit, spezielle flache Spülkästen zu verwenden. Um einen

199

Sanitärplanung

sparsamen Umgang mit Wasser zu ermöglichen, sind Spülsysteme mit verschiedenartigen Spülmengen auf dem Markt. Berührungslose Steuerungstechnologien können Spülsysteme in öffentlichen oder barrierefreien Bereichen sinnvoll ergänzen. Urinalbecken beanspruchen gegenüber WCBecken weniger Platz und Wasser. Neben dem einzelnen Urinalbecken finden sich auch sogenannte Urinalstände (Einzelstand) und Urinalrinnen (Reihung), die heute für den öffentlichen Bereich meist in Edelstahl gefertigt sind. Sie kommen in Sanitärräumen zur Anwendung, die nicht ständig kontrolliert bzw. gepflegt werden können sowie für einen hohen Publikumsverkehr ausgelegt sind. Bidetbecken werden bei Bedarf und vorhandenem Platz meist neben dem WC installiert. Badewanne Badewannen gibt es in Varianten für eine oder zwei Personen, als Einbau- oder frei stehendes Modell oder auch als Eckbadewanne. Sie sind meist als Liegewanne ausgelegt, dienen aber zusätzlich oft als Duschwanne. Bei wenig Platz finden auch Sitzwannen Anwendung. Für Menschen mit Behinderung gibt es Spezialwannen in körpergerechter Form mit Sitzbank, rutschfestem Boden und bequemem Ein- und Ausstieg. Der Einbau von Wannen erfolgt mittels speziell auf die Baukonstruktion des Gebäudes abgestimmter Wannenträger, die neben der Statik auch die Schall- und Wärmedämmung gewährleisten. Alternativ zum Wannenträger sind Fußgestelle oder die Aufstellung in Rohbaunischen möglich. Neben der normalen Aufstellung kommt auch die teilweise oder vollständige Versenkung im Boden infrage. Vor allem eine bodenbündige Ausführung ist baukonstruktiv allerdings mit erheblichem Aufwand verbunden und erfordert spezielle Lösungen hinsichtlich Schallschutz sowie Installationsführung. Allgemein üblich ist eine Wannenhöhe von ca. 60 cm. Vor Badewannen sind Bewegungsflächen von mindestens 90 cm Breite und 75 cm Tiefe vorzusehen. Dusche Im Wohnungsbau werden Duschen traditionell in Form von Duschwannen ausgeführt. Diese haben üblicherweise eine Grundfläche von ca. 80 × 80 cm. Duschwannen ermöglichen zwar keine Fortführung des Bodenbelags, sind dafür aber einfach zu montieren und abzudichten. Neben quadratischen sind auch eckrunde oder runde Duschwannen erhältlich. Vor der Duschwanne sollte eine Bewegungsfläche von 80 cm Breite und 75 cm Tiefe eingehalten werden. Um als rollstuhlgerecht zu gelten, muss der Duschbereich eine Mindestfläche von 150 ≈ 150 cm aufweisen und nahezu stufenlos begehbar bzw. befahrbar sein. Bodengleiche Duschen gehören daher in den Sanitärräumen öffentlicher Bereiche wie Sportstätten, Krankenhäusern oder Hotels schon lange zur Standardausstattung. Auch im privaten Wohnungsbau

200

werden sie immer häufiger eingesetzt, nicht zuletzt aus gestalterischen Gründen. Sie ermöglichen einen durchgehend homogenen Bodenbelag, wodurch der Duschbereich fließend in den Raum integriert wird. Kritische Planungsdetails für bodengleiche Duschen bilden die Gesamtaufbauhöhe und der Entwässerungsanschluss. Die Silikonfuge im Bodenbereich als Mauerwerksabdichtung stellt eine Wartungsfuge im laufenden Betrieb dar, weil durch Setzungsvorgänge mit einem Abriss der Silikonfuge stets zu rechnen ist. Eine gute Lösung um das anfallende Leckagewasser abzuleiten und präventiv Bauschäden zu vermeiden, ist der Einbau eines umlaufenden Rinnensystems (Abb. D 3.9 und D 3.10). Bei der Planung bodengleicher Duschen müssen daher möglichst schon in der Rohbauphase die erforderlichen Maßnahmen berücksichtigt werden. Ist die Duschwanne höher als der Fußbodenaufbau, wird eine Deckenaussparung notwendig. Die Höhe des Fußbodenaufbaus ist vom Gefälle der horizontalen Entwässerungsleitung abhängig. Um diese so gering wie möglich zu halten, sollte der Bodenablauf möglichst in der Nähe eines vertikalen Entwässerungsstrangs liegen. Die Entwässerung erfolgt entweder über punktuelle Bodeneinläufe oder bodenebene Duschrinnen (lineare Entwässerung). Bei einer bodengleichen Dusche mit Ablaufrinne wird ein Rinnenkörper flächenbündig in den Boden eingebaut. Meistens ist eine Aussparung für den Abwasseranschluss im Fußbodenaufbau vorzusehen. In bestimmten Fällen bietet sich auch eine Leitungsführung in den darunterliegenden Räumen bzw. abgehängten Decken an. Bei einer bodengleichen Dusche mit Unterbodenelement wird eine wasserdichte Platte mit integriertem Gefälle in den Estrich eingearbeitet (Abb. D 3.8a). Bei waagrechtem Ablauf beträgt dabei die Gesamteinbauhöhe je nach Hersteller mindestens 10 cm. Liegt ein senkrechter Ablauf vor, lässt sie sich auf ca. 5 cm reduzieren. Alternativ zu vorgefertigten Systemen kann der Fliesenleger das erforderliche Gefälle manuell einarbeiten (Abb. D 3.8b). Je nach Einsatzort und -zweck sind bei Duschen ein-, zwei-, drei- oder allseitige Abtrennungen notwendig. Die einfachste Lösung bildet ein Duschvorhang mit der entsprechenden Aufhängung. Hochwertige Alternativen sind Einscheibensicherheitsglas in verschiedenen Ausführungen, Acrylglas oder massive Bauteile wie z. B. gemauerte Schneckenduschen. Waschtisch und Waschbecken Die heute verfügbare Bandbreite an Waschtischen und Waschbecken hat sich aus der früher gebräuchlichen Kombination von Schüssel und Möbelstück entwickelt. Unterschieden werden Waschbecken und Handwaschbecken. Bei der Nutzung durch mehr als drei Personen empfiehlt sich ein zusätzlicher Waschtisch oder ein Doppelwaschtisch. Bei Letzterem sollte auf eine ausreichende Breite geachtet werden (>120 cm), da ansonsten bei der gleichzeitigen

Benutzung durch zwei Personen die Bewegungsfreiheit zu gering ist. In der Regel werden Waschbecken wandhängend mithilfe zweier Schrauben oder anderer Montagesysteme angebracht. Säulen oder Halbsäulen können hierbei den Siphon verdecken. Möbelwaschtische bieten dafür oft elegantere Lösungen und ermöglichen den Einsatz unterschiedlichster Beckenformen. Bei Waschtischen mit Unterbau ist darauf zu achten, dass sich die Front nicht bis zum Boden hin durchzieht, da dies das Herantreten erschwert. Als Richtwert für die Oberkante von Waschtischen gilt eine Höhe von 85 cm. Bei barrierefreien Waschtischen sollte auf eine Unterfahrbarkeit durch Rollstuhlfahrer (Beinraum) geachtet werden. Flachaufsitz- bzw. Unterputzsiphons können dies gewährleisten. Außerdem sollten die zum Waschplatz zugehörigen Spiegel eine Einsicht sowohl aus der stehenden als auch aus der Sitzposition heraus ermöglichen (Unterkante ca. 100 cm). Dies stellen u. a. kippbare Spiegel sicher. Die Oberkante des Waschtischs selbst darf bei höchstens 80 cm liegen. Andere Sanitärgegenstände Andere gängige sanitäre Einrichtungsgegenstände finden sich zum größten Teil in den Bereichen Küche und Hauswirtschaft. Bei Spülbereichen kommen in der Regel Einbecken- oder Zweibeckenspülen zum Einsatz. Hierbei kann man wiederum zwischen Auflagespültischen und Einbauspülen unterscheiden, jeweils entweder mit oder ohne seitliche Abtropffläche. Letztere werden in durchgängige Arbeitsplatten integriert und stellen den heute üblichen Standard dar. Ausgussbecken werden vor allem in Hauswirtschaftsräumen benötigt. Sie müssen sehr stabil, robust und pflegeleicht sein sowie über einen Spritzschutz an der Rückwand und einen Klapprost zum Aufstellen von Wassereimern und Behältern verfügen. Armaturen und Zubehör Die Industrie bietet eine Fülle unterschiedlicher Armaturtypen für den Sanitärbereich an. Prinzipiell unterscheidet man dabei zwischen Zulaufarmaturen (Versorgung) und Ablaufarmaturen (Entsorgung). Zulaufarmaturen werden in Form einfacher Zapfhähne bzw. Kaltwasserventile oder als komfortable Mischbatterien angeboten. Diese bilden seit langem den Standard bei der Versorgung mit Kalt- und Warmwasser und eignen sich für Waschtische, Handwaschbecken, Spülen, Wannen, Duschen sowie Bidets. Neben Zweigriffarmaturen, Einhandhebelmischern und Thermostatbatterien sind auch infrarotgesteuerte Mischbatterien verfügbar, welche sich vor allem für den Einsatz in barrierefreien Bereichen anbieten. Die Befestigung der Zulaufarmaturen erfolgt entweder an der Wand (Wandarmatur) oder auf dem Sanitärobjekt selbst (Standarmatur). Wandarmaturen sind hierbei grundsätzlich pflegeleichter als Standarmaturen, da der Wasch-

Sanitärplanung

tisch frei bleibt und sich keine Ablagerungen bilden können. Zur Installation der Standarmaturen sind in der Regel entsprechende Löcher im Sanitärobjekt erforderlich. Zulaufarmaturen bei Duschen bestehen standardmäßig aus einer an einem Schlauch befestigten Handbrause oder fest installierten Brauseköpfen. Die Duschköpfe lassen sich zur Erzeugung unterschiedlicher Wasserstrahlformen meist verstellen. Seit einigen Jahren kommen immer öfter auch vorgefertigte Duschpaneele zum Einsatz. Der geringe Installationsaufwand begünstigt ihre Verwendung auch bei Renovierungen. Durch die zunehmende Tendenz zum Wellnessbad können auch mehrere feste Brauseköpfe, abgestimmt auf die Körperregionen, installiert werden. Solche Massageduschen benötigen einen bestimmten Wasserdruck, der nicht überall vorhanden ist und gegebenenfalls durch Druckerhöhunganlagen bereitgestellt werden muss. Der Wasserverbrauch beim Duschen hängt von der Konstruktionsart des Duschkopfs ab. Zu den Zulaufarmaturen gehören auch die sogenannten Eckventile zum Anschluss an die Wasserleitungen. Sie ermöglichen eine Wasserabsperrung für notwendige Installationsoder Wartungsarbeiten. Jeder Wasserentnahmestelle im Gebäude ist grundsätzlich auch ein Ablauf (Ablaufarmatur) zuzuordnen. Verschließbare Ablaufstellen wie bei Waschtischen, Badewannen oder Küchenspülen benötigen dabei zusätzlich einen Überlauf, der in der Regel in die Ablaufarmatur integriert ist. Teil der Ablaufarmaturen sind außerdem die Geruchsverschlüsse, entweder als Rohr- oder als Flaschengeruchsverschluss. Bei Wannen sind flache Rohrgeruchsverschlüsse erforderlich. Bei Duschen werden sie je nach Ausführung oberhalb der Fußbodenebene angeordnet bzw. in den Bodenaufbau integriert. Zusätzlich zu den verschiedenen Armaturen ist für den Sanitärbereich eine kaum zu überblickende Vielfalt an Zubehör erhältlich. Dazu gehören unter anderem Spiegel, Spiegelleuchten, Ablageflächen, Seifenspender, Seifenablagen, Händetrockner, Haartrockner, Handtuchhalter, Handtuchspender, Kosmetiktuchspender, Haken und Hakenleisten. Materialien Materialien für Sanitärgegenstände müssen Temperaturschwankungen, der Einwirkung von Badchemikalien und mechanischer Belastung standhalten können sowie kratzfest und alterungsbeständig sein. Bei Badewannen ist auch die Wärmeleitfähigkeit hinsichtlich der Behaglichkeit von großer Bedeutung. Gängige Materialien für die verschiedenen sanitären Einrichtungsgegenstände sind Sanitärporzellan, Sanitäracryl, emaillierter Stahl, Edelstahl und Glas. Durch spezielle Verfahren veredelte Oberflächen lassen Kalk- und Schmutzpartikel abperlen und verringern dadurch den Reinigungsaufwand. Acrylwanneneinsätze finden oft in der Sanierung Verwendung, sind aber nicht so kratzbeständig wie emaillierte Oberflächen.

Spülen werden in erster Linie aus Edelstahl gefertigt, daneben auch aus farbig emailliertem Stahl, Keramik, Naturstein und Kunststoff. Armaturenkörper und Ventiloberteile werden aus Messing, Rotguss, Kupferlegierungen, Metall-Kunststoff-Kombinationen, Zinklegierungen oder kunststoffverchromten Teilen hergestellt. Eine galvanische Verchromung sorgt bei den meisten Sanitärarmaturen für eine farbneutrale Erscheinung, Korrosionsschutz, glatte und pflegeleichte Oberflächen sowie eine große Oberflächenhärte. Als Sonderformen sind Matt- und Schwarzchrom im Handel. Edelstahlarmaturen bilden eine hochwertige, aber teure Alternative zu den Chromvarianten. Die neuartigen Aluminiumoberflächen mancher Hersteller setzen sich nur langsam durch.

D 3.8

bodengleicher Duschablauf mit Unterbodenelement (a) und mit bauseitig erstelltem Gefälle (b) 1 Naturstein 2 Duschelement 3 Ablauf 4 Estrich 5 Wärmedämmung 6 Stahlbetondecke 7 Verbundabdichtung 8 Gefälleestrich 9 Aufstockelement 10 Ablaufgehäuse D 3.9 Aufbau einer bodengleichen Dusche D 3.10 Ausführungsbeispiel einer bodengleichen Dusche 1 2 3

Raumflächen, Abdichtung und Anschlüsse

Angesichts der Angebotsvielfalt ist der Architekt als Gestalter gerade bei Sanitärbereichen besonders gefragt. Neben funktionalen Aspekten wie Hygiene oder Rutschfestigkeit ist die Atmosphäre, die im Raum erzeugt werden soll, entscheidend für die Wahl der Materialien. Dabei muss generell die fachgerechte Ausführung von Abdichtung und Anschlüssen sichergestellt sein. Raumflächen Traditionell spielen Wand- und Bodenkeramik mit ihrem geometrischen Raster eine große Rolle in Sanitärräumen. Das Fliesenraster ergibt sich aus Fliesengröße und Fugenbreite. Galt früher herstellungsbedingt ein Fliesenmaß von 10 ≈ 15 cm als Standardabmessung, sind heute Feinsteinzeugfliesen von 90 ≈ 90 cm oder 60 ≈ 120 cm möglich. Durch diese großflächigen Formate reduziert sich die Fugenfläche, auf der sich Schimmelpilze festsetzen können. Eine Sonderform sind Mosaikfliesen aus Glas oder Emaille, die in besonders kleinen Formaten zwischen 10 ≈ 10 und 20 ≈ 20 mm hergestellt werden. Bei gefliesten Wänden ist möglichst auf eine fliesengerechte Installation zu achten, d. h. eine Ausrichtung der Sanitäreinrichtungsgegenstände an Fliesenfuge oder Fliesenmitte. Bei der Vielzahl der unterschiedlichen Fliesenabmessungen ist es jedoch geradezu unmöglich, alle Anschlüsse auf das Fliesenkreuz oder die Fliesenmitte zu legen. Eine Vereinfachung ist die Anordnung der Mittelachsen der sanitären Einrichtungsgegenstände auf entweder eine horizontale oder eine vertikale Fliesenfuge. Keramische Wandbeläge erfordern generell bewegungsfreie Untergründe. Bei Leichtbauwänden empfiehlt sich deshalb eine doppelte Beplankung oder eine Reduzierung des Ständerabstands. Neben der mehr oder weniger stark gerasterten Keramik gibt es heute verschiedene Alternativen für die Ausführung von Wand- und Bodenflächen in Sanitärbereichen. So sind z.B. Kombinationen aus Fliesen und Putzflächen sowie spezielle Tapeten möglich. Profilbretter und Paneele aus speziellen bzw. nachbehan-

4 5 6 a 7 8 4 9 10 5 6 b

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Sanitärplanung

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delten Hölzern oder Holz-Kunststoff-Verbundmaterialien eignen sich gut als Wandverkleidung, für den Fußboden kommt Linoleum, Vinyl, Kork oder Gummi infrage. Geschliffener Estrich muss während der Ausbauphase gut geschützt werden, um nach der Versiegelung fleckenlos zu erscheinen. Auch Holz findet mittlerweile in verstärktem Maß Anwendung in Nassbereichen, da es eine warme Atmosphäre und eine hohe Behaglichkeit schafft (Abb. D 3.11). Bei barrierefreien Räumen müssen rutschsichere Bodenbeläge verwendet werden, die keine scharfkantigen, rohen oder unlasierten Oberflächenstrukturen aufweisen. In Sanitärräumen für sehbehinderte Menschen erleichtern Kontraste und Farbakzente die Orientierung (siehe Boden- und Wandbeläge, S. 70ff.). Abdichtungen und Anschlüsse Die Abdichtung von Sanitärräumen schützt die dahinterliegende Konstruktion vor Feuchtigkeit von innen. Eingedrungenes Wasser würde ansonsten je nach Bauart und Baustoff des Untergrunds von diesem aufgenommen oder in Richtung Fußboden abgeleitet werden, wo es sich stauen und den Fußbodenaufbau durchnässen würde. Holzbalkendecken, besonders in Sanierungsobjekten, wären dadurch in ihrer Statik gefährdet. Über längere Zeit gesehen würde das Sickerwasser schließlich über Undichtigkeiten der Decke nach unten austreten und evtl. angrenzendes Mauerwerk durchfeuchten. Die Rückdiffusion von einmal eingedrungenem Wasser findet dabei je nach Oberfläche extrem langsam statt. Obwohl die Oberflächenmaterialien in Sanitärräumen selbst in der Regel feuchtigkeitsbeständig und wasserabweisend sind, kann die Gesamtkonstruktion wegen des mehr oder weniger großen Fugenanteils nicht als wasserundurchlässig bezeichnet werden. In Duschen, Bädern und anderen Nassräumen sind daher auch unter keramischen Belägen entsprechende Abdichtungen erforderlich. Bei haushaltsüblicher Nutzung werden Wand- und Bodenflächen meist nur zeitweise und kurzfristig mit Spritzwasser beansprucht. Verbundabdichtungen mit Fliesen- und Plattenbelägen im Dünnbett sind hier ausreichend. Aktueller Stand der Technik sind streich- und spachtelfähige Ab-

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dichtungsmassen, auf die keramische Beläge im Dünnbett unmittelbar ohne weitere Abdichtungsmaßnahmen aufgebracht werden können. In hoch beanspruchten Nassräumen, z. B. bei Sportstätten, wird unter dem Wand- und Bodenbelag eine Fußbodenentwässerung benötigt. Deshalb werden sowohl die Dichtschichten unter dem Bodenbelag als auch der Bodenbelag selbst im Gefälle verlegt und die Bodenabläufe in die Dichtschichten eingebunden. Beachtet werden muss ebenfalls der Feuchteschutz der Wandplatten im Leichtbau (siehe Feuchteschuzt, S. 130f.). Nach einer Imprägnierung der Plattenoberfläche ist eine wasserdichte Ausführung der Rohrdurchdringungen mittels Wandabdichtungsscheiben an den Wandplatten notwendig. Neben der Flächenabdichtung werden für Bewegungs- und Randfugen sowie Durchdringungen Maßnahmen im Detail getroffen, deren Ausführung nach DIN 18 195 Teil 5 erfolgt (siehe Anschlüsse und Details, S. 131ff.). Installationsführung im Raum

Unter Installationen versteht man im Allgemeinen Rohre, Leitungen und Kabel, die alle Arten von ver- und entsorgenden Medien führen. Für den Sanitärbereich sind vor allem die wasserführenden Installationen von Bedeutung. Aus trinkwasserhygienscher Sicht ist stets darauf zu achten, dass die Installationsführung auf kürzestem Weg zum Verbraucher erfolgt und ein regelmäßiger Wasserdurchfluss gegeben ist. In der Vergangenheit war es oft üblich, Sanitärinstallationen nachträglich in massiven bzw. tragenden Gebäudeteilen unterzubringen. Mit der Einführung der DIN 1053 sind Mauerschlitze in der nötigen Abmessung für Installationsleitungen in tragenden und aussteifenden Wänden ohne besonderen statischen Nachweis praktisch nicht mehr möglich. Auch im Hinblick auf Vorfertigungsmöglichkeiten, Wartungsmöglichkeit und Betriebssicherheit entspricht die Leitungsführung in massiven Gebäudebestandteilen heute nicht mehr dem Stand der Technik. Zeitgemäße Installationssysteme unterliegen außerdem mehr denn je der Erwartung, ohne erheblichen Aufwand auf sich ändernde Anforderungen und Nutzungsmöglichkeiten reagieren zu können.

Aufputz-Installation Bei einer Aufputz-Installation werden Rohrleitungen sichtbar auf Wänden und Decken verlegt. Die Vorteile dieser Installationsführung liegen in der einfachen, schnellen und preisgünstigen Montage, der Revisionierbarkeit der Installation sowie der effizienten Störungsbeseitigung und großen Flexibilität hinsichtlich Nutzungsänderungen. In der Praxis finden Aufputz-Installationen jedoch nur noch in untergeordneten Nutzungsräumen, Technikräumen und in industriellen Räumen Anwendung, da die sichtbare Technik nicht immer erwünscht ist. Vorwandinstallation/Installationswand Im Grunde genommen ist die Vorwandinstallation eine Aufputz-Installation, die verkleidet und in der Regel mit wandhängenden Sanitäreinrichtungen kombiniert ist. Die gesamte Installationstechnik eines Raums wird dabei an bzw. vor einer Wand montiert. Die Art der WC-Spülvorrichtung und die Dimension der größten Abwasseranschlussleitung bestimmen die Abmessungen einer Vorwandinstallation. Auch Installationsschächte sind für die Dimensionierung entscheidend, wenn sie in die Vorwand integriert sind. Grundsätzlich lassen sich zwei Prinzipien der Vorwandinstallation unterscheiden: Die konventionelle Variante ist eine aus- oder vorgemauerte Vorwand. Heute sind allerdings verkleidete, d. h. mit einer Beplankung versehene Vorwandinstallationen üblich (siehe Vorsatzschalen und Schachtwände, S. 122). Vorwandinstallationen können sowohl vor Ort erstellt als auch in Form von Installationselementen oder -systemen mehr oder weniger vorgefertigt werden. Damit eine Vorwandinstallation problemlos errichtet werden kann, sind die Voraussetzungen dafür bereits bei der Planung des Gebäudes bzw. der Sanitärräume zu schaffen. Der Flächenbedarf für Vorwände und Schächte muss beim architektonischen Entwurf frühzeitig berücksichtigt werden, um Platzprobleme bei der späteren Bauausführung zu vermeiden. Dies hat letztlich Auswirkungen auf die tatsächliche Wohn- bzw. Nutzfläche. Bei ausreichender Dicke ist auch eine Leichtbauwand zur Aufnahme von Installationsleitun-

Sanitärplanung

D 3.11 Bad und Schlafzimmer, Wohnhaus H, Stockdorf (D) 2005, Bembé Dellinger Architekten D 3.12 bauakustisch ungünstiger Grundriss D 3.13 bauakustisch günstiger Grundriss D 3.14 Brandschutzmanschette D 3.15 Deckenverschlusssystem D 3.14

gen geeignet. Senkrechte Abwasserleitungen, z. B. DN 100 ohne Rohrkreuzungen, erfordern einen Wandhohlraum von mindestens 17 cm (Wanddicke ≥ 22 cm). Tragständer und Installationsbausteine nehmen wandhängende Lasten auf, ebenso die von den Sanitäreinrichtungen auf die Wand ausgeübten Druckkräfte. Sind die benötigten Wanddicken nicht möglich und/oder Schalldämmwerte einer Wand zu gewährleisten, empfiehlt es sich, auch Leichtbauwände mit Vorwandinstallationen auszurüsten. Vorgefertigte Wandsysteme werden wie bei Massivwänden vor den Leichtbauwänden montiert und mit den Platten der Leichtbauwand verkleidet. Die Ausführung der Vorwandinstallation kann raumhoch oder halbhoch erfolgen. Installationsführung im Boden Die Installationsführung im Bodenaufbau ist grundsätzlich möglich. Die Rohrleitungsführung sollte rechtwinklig und im Bereich der Türöffnungen mittig erfolgen. Die Integration der Leitungen in den Bodenaufbau muss so ausgeführt werden, dass zum einen keine Körperschallübertragung stattfindet und zum anderen die auftretenden Verkehrslasten sicher abgetragen werden. Die Rohrführung kann im Bodenaufbau, in einem Bodenkanal oder in einem Hohlraumboden erfolgen. Das Verziehen von Abwasserleitungen sollte nicht in Bodenaufbauten integriert werden, da Probleme mit der Schallübertragung zu erwarten sind. Die Mindesthöhe des Hohlraumbodens wird durch die Dimension, die Länge sowie das installierte Gefälle der Abwasserleitung bestimmt. In Hinblick auf Nutzungsänderungen eignen sich Hohlraumböden besonders, da Veränderungen bzw. Erweiterungen und ggf. auch Reparaturarbeiten relativ einfach vorgenommen werden können (siehe Systemböden, S. 160ff.). Vorgefertigte Installationen In Reihen- und Mehrfamilienhäusern oder Hotelbauten werden häufig vorgefertigte Installationsblöcke oder ganze Zellen mit bereits montierten Leitungen und Objekten installiert. Auch Kompaktzellen mit unveränderlichen Abmessungen finden Verwendung.

D 3.15

Optimierung im Entwurf

Als schutzbedürftige Räume gelten:

Bereits im Entwurf eines Gebäudes sind Optimierungsansätze zum Schall-, Brand- und Frostschutz zu berücksichtigen.

• • • •

Wohn- und Schlafräume Kinderzimmer Arbeitsräume und Büros Unterrichts- und Seminarräume

Schallschutz

Die Schallausbreitung erfolgt durch Körperund Luftschall. Unter Luftschall versteht man die Ausbreitung von Schallwellen in der Luft. Durch massive Bauteile wie Wände und Decken kann die Ausbreitung von Schallwellen erheblich reduziert werden. Allgemein gilt, je massiver die Bauteile ausgeführt werden, desto günstiger wird der Luftschallausbreitung entgegengewirkt. Der Körperschall dagegen breitet sich ausschließlich über feste Stoffe aus und kann nur durch Entkopplung der verschiedenen Bauteile vermieden werden. Bei der Installation muss daher die Trennung von Rohrleitungen und Einrichtungen gegenüber der Befestigungsstelle berücksichtigt werden. Als Befestigungen werden Rohrschellen eingesetzt, die eine entsprechend dicke Gummieinlage aufweisen. Beim Vergießen von z. B. Deckendurchbrüchen mit Beton müssen die Rohre gegen Eindringen von Betonmilch geschützt werden. Die DIN 4109 »Schallschutz im Hochbau« und die VDI 4100 »Schallschutz in Wohnanlagen« schreiben vor, dass einschalige Wände, an denen Armaturen, Wasser- und Abwasserleitungen befestigt werden, ein Flächengewicht von mindestens 220 kg/m² aufweisen müssen (siehe Akustische Behaglichkeit, S. 39f., sowie Schallschutz für Wandsysteme S. 129f., für Deckensysteme S. 149ff. und für Bodensysteme S. 158f.). Maßnahmen zum Schallschutz: • Vorwandinstallation statt Leitungsverlegung in Wandschlitzen • Dusch- und Badewannen mit Wannenträger ausführen • schwimmender Estrich mit Randdämmstreifen • Schallbrücken durch Mörtel beim Vergießen vermeiden • Rohrschellen mit Gummieinlagen

Bei allen Ausführungen sollte immer vertraglich festgehalten sein, nach welcher Vorschrift der Schallschutz eingehalten werden soll. Generell gilt, dass die nachträgliche Behebung von Schallmängeln eine sehr kostspielige Angelegenheit ist und meistens nur als Kompromisslösung betrachtet werden kann. Bauakustisch günstige Grundrisse erkennt man daran, dass schutzbedürftige Räume nicht an eine Installationswand angrenzen (Abb. D 3.13). Brandschutz

Der Brandschutz im Gebäude soll verhindern, dass Feuer und Rauch auf benachbarte Nutzungseinheiten übergreifen kann. Daher ist bei allen Installationsgegenständen, die verschiedene Brandabschnitte durchqueren, der Brandschutz zu beachten (siehe Lüftungs-, Kabel- und Installationskanäle, S. 169ff.). Die Rohrdurchführung durch die Brandabschnitte erfolgt in der Regel mit Brandschutzmanschetten (Abb. D 3.14 und D 3.15). Frostschutz

Wasserführende Rohrleitungen in frostgefährdeten Bereichen können platzen, wenn deren Inhalt gefriert. Da das undefinierte Austreten von Wasser zu eminenten Bauschäden führen kann, müssen die Leitungen geschützt werden. In frostgefährdeten Bereiche wie z. B. Tiefgaragen geschieht dies durch die Ausstattung mit einem elektrischen Begleitheizband, falls auf eine ganzjährige Nutzung nicht verzichtet werden kann. Die Rohre lediglich stärker zu dämmen stellt keinen ausreichenden Frostschutz dar. Wasserführende Leitungen in Gebäuden, die nicht ganzjährig genutzt werden, sind aus trinkwasserhygienischen Gründen vollständig zu entleeren. Sie müssen demzufolge in entsprechendem Gefälle verlegt werden.

203

Sanitärplanung

Trinkwasser ist ein Lebensmittel, das nicht gedankenlos verschwendet werden darf und dessen Lebensmittelqualität geschützt werden muss. Erhaltung der Trinkwasserhygiene

Es ist Aufgabe des zuständigen Wasserversorgers, die Güte des Wassers vom Ort der Gewinnung bis hin zum Hauswasserzähler zu gewährleisten. Ab dem Hausanschluss obliegt es zunächst dem Fachplaner bzw. Installateur, die Trinkwasserleitungen so zu installieren, dass die Wasserqualität erhalten bleibt. Darüber hinaus ist im laufenden Betrieb nach der Trinkwasserverordnung der Anlagenbetreiber dafür verantwortlich, dass das Wasser in den Rohrleitungen und Apparaten der Trinkwasseranlage seine Qualität als Lebensmittel nicht verliert. Als Hauptursache für Qualitätseinbußen kommen die Stagnation und das Zurückfließen von verunreinigtem Wasser in Betracht. Bei Stagnation kann ab bereits einer Temperatur von 25 °C bis ca. 45 °C ein erhöhtes Bakterienwachstum festgestellt werden, das zum Verlust des ursprünglich zugesicherten Lebensmittelcharakters führt. Durch die Inhalation von kontaminierten, wasserdampfförmigen Aerosolen, überwiegend beim Duschen, kann der Nutzer eine Legionelleninfektion erleiden, die lebensbedrohliche Umstände zur Folge haben kann. Dämmung von Rohrleitungen

Die Dämmung von Rohrleitungen ist aus ener-

Kaltwasser

getischen und akustischen Gründen erforderlich. Zudem sind insbesondere kaltwasserführende Trinkwasserleitungen, die Wasser als Lebensmittel transportieren, vor Erwärmung zu schützen. Trinkwarmwasserleitungen sind nach Energieeinsparverordnung (EnEV) zu dämmen. Bis zu einem Innendurchmesser von 22 mm werden 20 mm umlaufende Dämmstärke benötigt, bis 35 mm Innendurchmesser 30 mm und bis 100 mm Innendurchmesser die gleiche Dämmschichtdicke wie der Innendurchmesser. Ab einer Dimension von DN 100 wird eine Dämmstärke mit 100 mm erforderlich. Die nach EnEV vorgeschriebenen Dämmschichtstärken beziehen sich auf eine Wärmeleitfähigkeit des Dämmmaterials von ¬=0,035 W/mK. Sofern Materialien mit abweichender Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, ist die erforderliche Dämmstärke explizit zu ermitteln. Kaltwasserführende Rohrleitungen werden zur Vermeidung von Körperschallbrücken und Schwitzwasserbildung gedämmt. In der Regel ist die ausgeführte Dämmstärke dünner als bei warmwasserführenden Trinkwasserleitungen nach EnEV. Um die Trinkwassergüte sicher zu stellen, sind kaltwasserführende Rohrleitungen grundsätzlich vor Erwärmung zu schützen. Demzufolge empfiehlt es sich, diese Rohrleitungen ebenfalls nach EnEV-Standard zu dämmen. Abwasserrohrleitungen erfordern eine ausreichende Dämmung gegen die Ausbreitung von Körperschall. In der Praxis werden meist 4 mm starke Dämmschläuche verwendet. Regenwas-

Warmwasser

serleitungen, die innerhalb eines Gebäudes verlegt werden, sind gegen unerwünschte Schwitzwasserbildung und Körperschall zu dämmen. Grundsätzlich ist bei allen Dämmarbeiten auf eine vollflächige und stoßbündige Anbringung der Isolierung zu achten, die zusätzlich an den Stoßenden mit Isolierband dauerhaft wasserdampfdiffusionsdicht abgeklebt werden sollen. Dimensionierung von Rohrleitungen

Eine falsche Dimensionierung von Rohrleitungen führt zu einer eingeschränkten Nutzung der Anlage. Deshalb muss sie sorgfältig nach den anerkannten Regeln der Technik durchgeführt werden. Sind Leitungen zu groß dimensioniert, ist nicht sichergestellt, dass z. B. ein ausreichender Wasserwechsel stattfindet. Die Gefahr der Legionellenvermehrung nimmt gegebenenfalls zu. Bei zu kleiner Leitungsdimensionierung werden angeschlossene Verbraucher nicht ausreichend mit Wasser versorgt. Höhere Strömungsgeschwindigkeiten mit unerwünschten Strömungsgeräuschen sind meistens die Folge. Werden Abwasserrohre falsch bemessen und installiert, kann es zum so genannten hydraulischen Abschluss kommen. Dabei werden die Geruchsverschlüsse leergesaugt und Kanalgase treten in die Räume ein. Deshalb soll die Dimensionierung von wasserführenden Rohrleitungen nach dem Planungsansatz »so groß wie nötig, so klein wie möglich« erfolgen. Eine sorgfältige Dimensionierung stellt sicher, dass jede Zapfstelle der Trinkwasseranlage mit genügend Wasser

Abwasser

Einheiten

Dimension

Einheiten

Dimension

Einheiten

Dimension

Wohnung 1 Badewanne 1 Dusche 1 WC 2 Waschbecken

1 2–3 4 –7 8 –23 24 –30

DN 15 DN 20 DN 25 DN 32 DN 40

1 2– 4 5–9 10 – 30

DN 15 DN 20 DN 25 DN 32

1–13 14–29 30

DN 100 DN 125 DN 150

Bürogebäude 2 Waschbecken 5 Druckspülurinale

1–2 3 –7 8 –12 13 –20

DN 25 DN 32 DN 40 DN 50

1 2–4 5 –13 14 –20

DN 10 DN 15 DN 20 DN 25

1–5 6 –12 13 –20

DN 100 DN 125 DN 150

Schule/Hotel 2 Waschbecken 5 Druckspülurinale

1–2 3–5 6–9 10 –17 18 –20

DN 25 DN 32 DN 40 DN 50 DN 65

1 2–4 5 –11 12 –20

DN 10 DN 15 DN 20 DN 25

1 1– 3 4 –20

DN 100 DN 125 DN 150

mind. 2m

Trinkwasserversorgung

2

1 mind.1m

3

mind.1m

D 3.17

Die Bemessung der Schmutzwasseranlage erfolgt nach DIN 1986-100 (2008-05) und der DIN EN 12056. D 3.16 D 3.21 D 3.22

D 3.23

Anwendungsbeispiel von Rückstauverschlüssen korrekte Ausführung der Anschlussleitungen nach DIN 1986-100 (2008-05) 6 Fallleitung 7 Abzweige Ausführung Abwasserhebeanlage 8 Druckleitung 9 Rückstauschleife 10 Entlüftung 11 örtlich festgelegte Rückstauebene 12 zum Kanal 13 Zulauf 14 Abwasserhebeanlage

45°

4

5

mind.1m

Dimensionierung von Rohrleitungen anschlussfreie Leitungsteile bei Verziehung ohne Umgebung nach DIN 1986-100 (2008-05) 1 zulaufseitiger Boden 2 abluftseitiger Boden 3 Anschlussstrecke/Fallleitungsverziehung D 3.18 Fallleitungsverziehung < 22 m mit Umgehungsleitung nach DIN 1986-100 (2008-05) 4 Fallleitungsverziehung 5 Umgehungsleitung D 3.19 Übergang in eine liegende Leitung D 3.20 Anordnung von Abzweigen in Fallleitungen bei Anschluss von Klosettbecken

mind.2m

D 3.16 D 3.17

< 2m D 3.18

204

Sanitärplanung

und mit ausreichendem Druck versorgt und der Abfluss gewährleistet wird. Die Abbildung D 3.16 zeigt überschlägig die Dimensionierungen der Trink- und Abwasserrohrleitungen in Wohnungen, Bürogebäuden, Schulen und Hotels mit übereinanderliegenden Sanitärräumen. Damit unmittelbar bei Wasserentnahme warmes Wasser fließt, wird eine Zirkulationsleitung vorgesehen. Diese bildet zusammen mit der Warmwasserleitung aus dem Trinkwasserspeicher einen Kreislauf. Zirkulationsleitungen können überschlägig für kleine Gebäude mit einer Rohrnennweite von DN 15 ausgeführt werden, für größere Gebäude mit DN 20.

der angeschlossenen Geruchsverschlüsse (Siphons) bewirken würde. In Deutschland muss dazu eine Entlüftungsleitung mit mindestens der größten im Gebäude verwendeten Rohrnennweite über Dach geführt werden. Rohrverlegung

Die Entwässerung sanitärer Einrichtungsgegenstände erfordert eine fachgerechte Ausführung der Rohrverlegung. Die Grundleitung wird unterhalb der Bodenplatte eines Gebäudes im Erdreich verlegt. Anschlussleitungen von Sanitärgegenständen münden in eine Fallleitung, die vertikal durch ein Gebäude führt. Mehrere Fallleitungen werden im unteren Mündungsbereich in eine Sammelleitung eingebunden.

Entwässerung von Schmutzwasser Liegende Leitungen Entwässerungsanlagen sind nach dem Prinzip der Schwerkraftentwässerung geplant und ausgeführt. Deshalb sind alle Leitungen im Gefälle zu verlegen und müssen komplett leerlaufen können. Der durch das Gefälle bedingte Höhenunterschied im Leitungsverlauf ist stets zu berücksichtigen und mit möglichen Kolissionsbereichen (Türen, Kellerfenster) abzustimmen. Grundleitungen unterhalb von Gebäudesohlplatten sollten soweit wie möglich vermieden werden. Die Schmutzwasserleitungen, die von oben als Fallleitungen in das Kellergeschoss führen, sind im Bereich unterhalb der Kellerdecke als Sammelleitungen zu verlegen. Somit kann auf Grundleitungen verzichtet werden. Sofern Grundleitungen verlegt werden müssen,

Neben häuslichem Schmutzwasser fallen auch gewerblich hochbelastete Schmutzwässer an. Bei der Entwässerung ist zu beachten, dass das Abwasser über ein natürliches Gefälle abgeleitet wird. Dieses ist vom Rohrdurchmesser und von der Abflussmenge abhängig. Als optimales Gefälle sind 2 cm/m vorzusehen. Es besteht die Möglichkeit, das Gefälle zu variieren, wobei 0,5 cm/m mindestens bzw. 5 cm/m maximal eingehalten werden müssen. Gefälle und Rohrdurchmesser sind so zu bemessen, dass in genutzten Sanitärräumen keine Geruchsbelästigung durch Kanalgase auftritt. Deshalb muss eine ausreichende Belüftung der Entwässerungsanlage sichergestellt sein, damit kein Unterdruck entsteht, der ein Leersaugen

sind diese geradlinig und auf kürzestem Weg unter der Sohlplatte herauszuführen. Fallleitungen Fallleitungen sind ohne Nennweitenänderung geradlinig durch alle Geschosse vom Dach bis zur Grundleitung zu führen. Das Verziehen der Fall- oder Sammelleitungen auf der Rohbetondecke sollte aus schallschutztechnischer Sicht vermieden werden. Nach DIN 1986-100 sind Fallleitungen bis 10 m im Umlenkungsbereich in die Sammelleitung mit einem Bogen von 88 ° (± 2 °) auszuführen. Bei Fallleitungen über 10 bis 22 m sind Maßnahmen nach Abb. D 3.17 oder D 3.18 erforderlich. Dabei ist oberhalb des zulaufseitigen Bogens einer Verziehung eine Höhe von mindestens 2 m von Anschlüssen freizuhalten. Ausgenommen sind Fallleitungsverziehungen mit Richtungsänderungen von 45 °. Anschlüsse im Bereich einer Verziehung sind mit einem Mindestabstand von 1 m hinter dem zulaufsowie 1 m vor oder hinter dem ablaufseitigen Bogen an die liegende Leitung zu führen (Abb. D 3.17). Ist die Fallleitungsverziehung kleiner als 2 m, muss eine Umgehungsleitung eingebaut werden (Abb. D 3.18). Mit dieser sind die Einzelanschlussleitungen zu verbinden. Bei einer Verziehung der Fallleitung sind die zulauf- und ablaufseitigen Bögen mit einem Zwischenstück von 250 mm Länge aufzulösen (Abb. D 3.19). Bei Einbau einer Umgehungsleitung kann auf dieses Zwischenstück verzichtet werden. Die Umgehungsleitung ist mindestens 2 m ober-

0 25

≥ 0 mm

m

> 200 mm

m

Rückstauebene

α ≤ 180°

α ≤ 90° D 3.19

D 3.21

D 3.20

9 11 8 6

h ≥ DN

DN 7 h ≥ DN

12

10

α

DN

D 3.22

13

14

D 3.23

205

Sanitärplanung

D 3.24

D 3.25 D 2.26

a

Dachentwässerungsmöglichkeiten a Freispiegelentwässerung über senkrechte Leitungen b Druckentwässerung über waagrechte Leitungen Schema einer Sprinkleranlage Grundrissbeispiele und Schachtgrößen a Badezimmer mit Wand-WC b Gäste-WC c Badezimmer mit Wand-WC und Waschmaschine

b

D 3.24

halb des zulaufseitigen und 1 m unterhalb des ablaufseitigen Bogens abzuschließen (Abb. D 3.18, S. 205). Anschlussleitungen Anschlussleitungen für WCs, Badabläufe sowie Bade- und Duschwannen werden mindestens mit einem Höhenversatz in Nennweite der Fallleitung in diese eingeführt. Bei benachbarten Anschlussleitungen ist eine Versetzung von 90 ° nötig oder bei einer Versetzung von 180 ° ein Höhenversatz von mindestens 200 mm (Abb. D 3.20 und D 3.22, S. 205). Schwerkraftentwässerung und Rückstauebene

Die Rückstauebene ist die höchste Ebene bis zu der das Abwasser in einer Entwässerungsanlage steigen kann. Sie wird von der örtlichen Behörde festgelegt. Falls keine Angaben dazu vorliegen, gilt stets die Höhe der Straßenoberkante inklusive Gehweg an der Anschlussstelle. Unter Rückstau versteht man das Zurückdrücken von Schmutzwasser aus dem öffentlichen Kanal in die Schmutzwasseranschlussleitung des Gebäudes. Um einen Rückstau und die daraus resultierenden Schäden an Gebäuden zu vermeiden, sichern Hebeanlagen oder Rückstauverschlüsse alle unterhalb der Rückstauebene liegenden Entwässerungsgegenstände. Die effizienteste Sicherung gegen Rückstau erfolgt mittels einer Abwasserhebeanlage. Dabei können je nach Funktion folgende Anlagen unterschieden werden: • Hebeanlagen für fäkalienfreies Abwasser • Hebeanlagen für fäkalienhaltiges Abwasser • Fäkalienhebeanlagen zur begrenzten Verwendung (Abb. D 3.23, S. 205) Darüber hinaus kann auch ein sogenannter Rückstauverschluss eingesetzt werden (Abb. D 3.21, S. 205). Dieser darf jedoch nur dann eingebaut werden, wenn • Räume von untergeordneter Nutzung vorliegen • ein Gefälle zum Kanal besteht • der Benutzerkreis klein ist und diesen ein WC oberhalb der Rückstauebene zur Verfügung steht

206

• bei Rückstau auf die betroffene Ablaufstelle verzichtet werden kann Im Gegensatz zur Hebeanlage ist bei Ansprechen des Rückstauverschlusses keine Entwässerungsmöglichkeit mehr gegeben. Alle Entwässerungsgegenstände, die über der Rückstauebene liegen, sind im natürlichen Gefälle zu entwässern und dürfen nicht über eine Hebeanlage oder einen Rückstauverschluss entwässert werden. Dachentwässerung Niederschlagswasser auf Sattel- und Flachdächer wird bei einer Freispiegelentwässerung über natürliches Gefälle (Schwerkraftentwässerung) abgeleitet. Dabei kann bei einer Dachfläche bis 150 m² überschlägig eine Entwässerungsleitung DN 100 verwendet werden. Mit einer Entwässerungsleitung von DN 150 können ca. 270 m² entwässert werden. Optional ist die Entwässerung von Flachdächern mittels Druckentwässerung möglich. Hierbei können über eine waagrecht geführte Entwässerungsleitung der Nennweite DN 50 überschlägig 200 m² und mit einer Rohrleitung DN 70 ca. 400 m² entwässert werden. Im Gegensatz zur Freispiegelentwässerung erfolgt die Druckentwässerung mit planmäßig vollgefüllten Leitungen. Die Abflussleistung der Druckentwässerung ist höher als die der Freispiegelentwässerung. Die Druckentwässerung erfordert weniger Fallleitungen, was den Aufwand für Tiefbauarbeiten zum Verlegen der Grundleitungen reduziert (Abb. D 3.24). In Abhängigkeit zur Größe der zu entwässernden Dachfläche kann sich eine Druckentwässerungsanlage als wirtschaftlichere Lösung erweisen. Jede Art der Dachentwässerung benötigt einen Notüberlauf, der nicht verbaut oder verstellt werden darf. Hierzu können Öffnungen in die Attika integriert sein oder es kann über zusätzliche Fallrohre definiert auf eine vorgesehene Überflutungsfläche entwässert werden. Zugänglichkeit für Wartung und Inspektion Bei der Planung sind immer Reinigungsöffnungen vorzusehen, die leicht zugänglich für Mensch und Maschine sind. Diese sind kurz

vor Austritt einer Entwässerungsleitung aus dem Gebäude, bei Richtungsänderungen von mehr als 90 ° und beim Übergang von Fallleitungen in die Sammel- bzw. Grundleitung nötig.

Be- und Entlüftung der Abwasseranlage Die optimale Funktion der Entwässerungsanlage und der öffentlichen Kanäle muss durch eine ausreichende Lüftung sichergestellt werden. Grundsätzlich muss jede Fallleitung als Lüftungsleitung bis über das Dach geführt werden. Der Querschnitt der Lüftungsrohrleitungen wird durch den Querschnitt der größten Schmutzwasserleitung vorgegeben. Die Leitungen sollten möglichst geradlinig und lotrecht geführt sein und mindestens 15 cm über der Dachoberkante münden.

Schachtgrößen Schächte müssen bereits bei der Planung vorgesehen werden und ausreichend Platz zur Integration der beabsichtigten Installation aufweisen. Dabei ist es möglich, die Schächte im Nass- oder Trockenbau auszuführen. Beide Varianten müssen die Anforderungen für den Brand- und Schallschutz erfüllen. Außerdem ist besonders darauf zu achten, dass die Ausführung und das anschließende Vergießen der Durchbrüche aus platztechnischer Sicht möglich ist. Einige Hersteller bieten Systeme an, die diese Anforderungen erfüllen, und können entsprechende Zulassungszeugnisse vorlegen.

Feuerlöschanlagen Feuerlöschanlagen werden allgemein in zwei Klassen unterteilt – in Sprinkleranlagen (Abb. D 3.26) und Hydrantenanlagen. Eine Sprinkleranlage ist eine automatische Feuerlöschanlage mit fest verlegten Rohrleitungen, an die in regelmäßigen Abständen geschlossene Düsen (Sprinkler) angebracht sind (siehe Sanitär- und Sprinklerzentralen, S. 209f.). Sprinkleranlagen können auch als Trockenan-

Sanitärplanung

Trinkwasser (TW) = DN 32

25

Schachtbelegung1: Abwasser, Trinkwasser, Heizung, Lüftung, Montageelement für Wand-WC und Waschtisch

Trinkwasser warm (TWW) = DN 32

Trinkwasser Zirkulation (TWZ) = DN 15 Heizungsvorlauf (HVL) = DN 25 Heizungsrücklauf (HRL) = DN 25 Schmutzwasser (SW) = DN 100

a

Lüftung (L) = DN 110

b

Schachtbelegung1: Abwasser, Trinkwasser, Heizung, Lüftung, Montageelement für Wand-WC, Waschtisch und Badewanne/Dusche

1

32

lagen ausgeführt werden. Diese werden vor allem in frostgefährdeten Bereichen wie Vordächer und Tiefgaragen eingesetzt, da sie durch Frosteinwirkung keine Schäden nehmen. Der notwendige Abstand zwischen den Sprinklern ist abhängig von der Brandgefahr im zu schützendem Objekt. Bei niedriger Brandgefahr kann ein größerer Abstand gewählt werden, bei hoher Brandgefahr müssen die Sprinkler enger angeordnet sein. Als Standardwert für erste Platzermittlungen kann ein Abstand von 4 m angenommen werden. Die Löschwassermenge richtet sich nach der Brandgefahr und kann von 50 bis über 1000 m3 betragen. Dieses Löschwasser muss im oder nahe am Gebäude als Vorrat gespeichert sein. Der entsprechende Platzbedarf ist bei der Erstellung des Brandschutzkonzepts zu berücksichtigen. Die zweite Gruppe von Löschanlagen innerhalb eines Gebäudes stellen die Hydrantenanlagen dar. Sie können entweder an die Trinkwasseranlage angeschlossen oder von außerhalb des Gebäudes mit Wasser gespeist werden. Sie dienen zur sofortigen Brandbekämpfung durch anwesende Personen und müssen so installiert werden, dass alle Hydranten jederzeit ohne Schwierigkeiten bedient werden können. Um die Gefahr der Trinkwasserkontamination auszuschließen, werden sogenannte Trockenanlagen installiert, bei denen nur im Brandfall Wasser in die Anlage gelangt.

28

Schachtbelegung1: Abwasser, Trinkwasser, Heizung, Lüftung, Montageelement für Waschtisch und Wand-WC

Die tatsächliche Schachtbreite ist abhängig von den Abmessungen und Mindestabstandsmaßen vom Wand-WC und Waschtisch

c D 3.25

5 6

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Löschwasserbehälter Sprinklerpumpe Trockenalarmventilstation Nassalarmventilstation Sprinkler-Trockenrohrnetz (stehende Sprinkler, frei liegendes Rohrnetz Sprinklernassrohrnetz (hängende Sprinkler, verdecktes Rohrnetz Druckluftwasserbehälter Pumpenfestleitung mit Maßeinrichtung Einspeiseleitung der Feuerwehr Behälterfüllpumpe Kompressor mechanische Alarmglocken Brandmeldezentrale Alarmdruckschalter Druckschalter für Pumpenstart elektrischer Schaltschrank

3

4

14

9

14 15 8

7

1

16 13 2

11

10

D 3.26

207

Raumbedarf technischer Anlagen Robert Fröhler, Christian Huber

D 4.1

In Wohngebäuden, Schulen, Sporthallen sowie Büro- und Verwaltungsgebäuden werden technische Komponenten der Gewerke Heizung, Sanitär und Elektro in Zentralen zusammengefasst. Je nach Bedarf sind auch Lüftungs- und Kältezentralen erforderlich. Durch den hohen Platzbedarf und die bedarfsgerechte Anordnung im Gebäude, z. B. durch Zuordnung zu bestimmten Räumen, ist die Integration von Lüftungszentralen mit dem Gebäudekonzept abzustimmen. Deshalb ist bereits in der Entwurfsphase darauf zu achten, ausreichend Raum für die Gebäudetechnik vorzusehen. Der Platzbedarf für Technikschächte der vertikalen Leitungsführung beträgt in der Regel 1–2 % der Bruttogeschossfläche. Neben der Vorhaltung des Platzbedarfs gibt es weitere Anforderungen an die Technikintegration. Dabei spielen Zugänglichkeit, Einbringmöglichkeiten, Brandschutz, Schallschutz sowie möglichst kurze Leitungswege zur Verbesserung der Kostenund Energieeffizienz eine wesentliche Rolle. Lüftungszentralen

D 4.1 D 4.2 D 4.3 D 4.4 D 4.5

208

Trassenführung aller Medien in einem Büro- und Verwaltungsgebäude Dachzentrale zur Aufstellung eines Lüftungsgerätes im Freien auf dem Dach Luftverteilung in der Zentrale Lüftungsgerät in einer Zentrale innerhalb des Gebäudes Serverraum in der Nutzungszone

Die Positionierung von Lüftungszentralen orientiert sich an den Anforderungen der Lüftungsanlagen bzw. des Lüftungskonzepts, der städtebaulichen Lage des Gebäudes, z. B. an einer stark frequentierten Straße, und der entsprechenden Lage der Außen- und Fortluftauslässe (siehe Wind, S. 102f. und Lüftung, S. 174ff.). Unter dem Lüftungskonzept versteht man die Art der Lüftungsanlage. Bei einer reinen Abluftanlage strömt die Frischluft über dezentrale Elemente in der Fassade nach, sodass sich der Fortluftauslass und somit auch die Lüftungszentrale idealerweise auf dem Dach befinden. Reine Abluftanlagen benötigen im Vergleich die geringsten Schachtflächen. Da aber die dezentral eingebrachte Außenluft nicht behandelt (z. B. erwärmt) wird, ist bei der Positionierung der Lüftungsöffnungen großes Augenmerk auf die Behaglichkeit zu legen (siehe Luftbewegung im Raum, S. 37). Lüftungskonzepte mit getrennter Zu- und Abluftanlage führen zu geringeren Schachtflächen als Anlagen mit gemeinsamer Zu- und Abluftführung auf einer Ebene. Je eine Zentrale ist im Keller und auf dem Dach platziert. Die Kanalquerschnitte verjüngen sich gegenläufig der

zu transportierenden Luft, dabei sind die großen Querschnitte an der jeweiligen Zentrale. Bei diesem Anlagenkonzept besteht die einzige Möglichkeit zur Wärmerückgewinnung über ein Kreislaufverbundsystem. Dieses hat gegenüber anderen Systemen zur Wärmerückgewinnung einen geringeren Wirkungsgrad und benötigt ebenfalls Schachtfläche für die Wärmeleitungen. Die besten Wärmerückgewinnungsgrade erzielen Lüftungsanlagen, die Zu- und Abluft im selben Gerät vereinigen. Die hierzu nötigen Lüftungszentralen haben im Vergleich den größten Schachtflächenbedarf, erreichen aber die höchste Energieeffizienz. Prinzipiell besteht die Möglichkeit, die Zentralen im Keller, auf dem Dach, aber auch in Zwischengeschossen unterzubringen. Eine Aufstellung im Keller wird in der Regel bevorzugt, wenn die Zuluft im unteren Bereich des Gebäudes angesaugt oder beispielsweise über einen Erdreichwärmetauscher vorkonditioniert wird. Bei Lüftungszentralen im Keller ist neben der reinen Raumgröße auch auf ausreichende Möglichkeiten zur Einund Ausbringung der Anlagenteile zu achten. Dies hat im späteren Betrieb Auswirkungen auf die Betriebs- bzw. Wartungskosten. Der Einbau auf dem Dach installierter Lüftungsanlagen erfolgt meist von außen über einen Autokran. In der Regel kann auf eine bauliche Zentrale verzichtet werden, da die meisten Lüftungsgeräte in einer wetterfesten Ausführung erhältlich und damit für eine Aufstellung im Freien geeignet sind. In höheren Gebäuden wirkt sich die Anordnung der Lüftungszentrale in einem Zwischengeschoss vorteilhaft aus, da sich der Schachtflächenbedarf durch die Reduktion der zu erschließenden Stockwerksanzahl verringert. Wegen der gegenüber einem Normalgeschoss erforderlichen größeren Raumhöhe einer Lüftungszentrale sind die Technikgeschosse häufig auch von außen ablesbar. Bei der Unterbringung von Lüftungszentralen in Zwischengeschossen ist zudem auf die Einbringmöglichkeit und den Schallschutz zu achten. Die Außen- und Fortluftführung sollte hier über gegenüberliegende Fassaden, zumindest aber über Eck erfolgen. Bei der Wahl der Position der Lüftungsöffnun-

Raumbedarf technischer Anlagen

gen ist immer darauf zu achten, dass es nicht zu einer Rückströmung der Fortluft in den Bereich der Außenansaugung kommt und so ein Kurzschluss entsteht, indem die Fortluft wieder angesaugt wird. Hier spielen neben der Geometrie auch die Hauptwindrichtung sowie der thermische Auftrieb eine Rolle. Zudem können städtebauliche Gegebenheiten wie z. B. Luftverschmutzung durch hohe Verkehrsbelastung die Positionierung der Lüftungsansaugung beeinflussen. Kältezentralen

Der Einsatz von Kältemaschinen ist in der Regel mit Vibrationen und Lärmemissionen verbunden. Dies hat bei der Planung Einfluss auf die Lage im Gebäude von Kältezentralen. Zudem müssen Maßnahmen an der Konstruktion vorgesehen werden, damit es nicht zu einer Beeinflussung der Nutzräume kommt. Das enorme Gewicht der Kältemaschinen ist besonders bei der Planung von Zentralen, die oberhalb der untersten Etage liegen, statisch zu berücksichtigen. Die bei der Kälteerzeugung anfallende Wärme muss von der Kältemaschine an die Umwelt abgeführt werden. Sieht das Kältekonzept ein Abführen der Wärme an das Erdreich oder das Grundwasser vor, so bietet sich die Positionierung der Kältezentrale im Keller an. Bei Abführung der Wärme an die Außenluft sind größere Wärmetauscherflächen verbunden mit einem großen Luftwechsel notwendig. Diese bezeichnet man als Rückkühlwerke oder auch Kühltürme. Solche Rückkühlwerke werden meist auf dem Dach platziert, da die hierzu benötigten hohen Luftmengen innerhalb des Gebäudes schwer zu transportieren sind und durch den so entstehenden Druckverlust zu einem höheren Energieverbrauch führen. Für den Einbau, aber auch für die Wartung und den Ersatz im Betrieb ist bei der Planung von Kältezentralen auf ausreichende Einbringöffnungen zu achten. Bei Kältekonzepten, die ein höheres Kaltwassertemperaturniveau zulassen, wie beispielsweise die thermische Aktivierung der Bauteile, kann auf den Einsatz von Kältemaschinen und die damit verbundene Rückkühlung verzichtet werden. Das System wird über einen Wärmetauscher direkt mit der Kälte aus dem Grundwasser oder dem Erdreich versorgt. Ein solches Kältekonzept führt einerseits zu einem geringeren Raumbedarf für die Kältezentrale, andererseits kommt es durch seine Leistungsbeschränkung zu Einschränkungen bei der Anwendung in der Raumluftkonditionierung. Heizungszentralen

In den meisten Fällen ist der Keller aus logistischen Gründen der ideale Standort für eine Heizungszentrale. In der Regel wird hier das Brennstofflager geplant. Im Fall einer leitungsgebundenen Energieversorgung erfolgt im Keller der Anschluss an das Erdgas- oder Fernwärmenetz. Bei Verbrennungsanlagen wird immer eine wirksame Schornsteinhöhe benötigt, die sich idealerweise über die gesamte

Gebäudehöhe erstreckt. Sieht das Energiekonzept die Nutzung von Umweltwärme über eine Wärmepumpenanlage vor, gibt es im Keller einen Anschluss an die Grundwasserbrunnen oder die Erdwärmekollektoren. Die Anordnung der Heizzentrale im oder auf dem Dach eignet sich nur für Wärmepumpenanlagen, welche die Umweltwärme aus der Umgebungsluft verwenden, da sehr hohe Luftwechselraten benötigt werden. Aufgrund der Strömungsgeräusche ist auf einen ausreichenden Schallschutz zur Nachbarbebauung zu achten. Eine intensive Nutzung von Solarwärme erfordert zusätzlichen Platzbedarf für die Aufstellung großer Wärmespeicher. Werden diese im gut gedämmten Dachgeschoss in der Nähe der Kollektoren platziert, reduziert sich der Bedarf an Schachtfläche. Die Effizienz der Anlage steigert sich aufgrund geringerer Wärmeverluste durch verkürzte Leitungslängen (siehe Energiespeicherung, S. 115f.).

D 4.2

Sanitär- und Sprinklerzentralen

Die Anschlüsse an das Trink- und Abwassernetz können nur im Kellergeschoss erfolgen. Demnach sind auch hier die Hausanschlussräume einzuplanen. Die Abwasserleitungen werden im Keller mit einem Mindestgefälle von 1 cm/m von den Schächten zum Anschlusspunkt geführt. Deshalb ist auf kurze Leitungswege und ausreichende Raumhöhen im Keller zu achten. Für die Überwindung größerer Distanzen können die Abwasserleitungen an den Wänden entlanggeführt werden. Die maximale Leitungslänge im freien Gefälle richtet sich nach der Höhe des Anschlusspunkts an die Kanalisation. Reicht das Gefälle für diese Art der Verlegung nicht aus oder liegen sanitäre Einrichtungsgegenstände unterhalb des Straßenniveaus, also der Rückstauebene, wird der Einbau einer Hebeanlage erforderlich. Diese befindet sich meist in einem Schacht, welcher in die Bodenplatte integriert ist. Eine Hebeanlage führt im Betrieb zu Geräuschemissionen und erfordert somit bauliche Schallschutzmaßnahmen. Neben dem Anschluss an das öffentliche Kanalnetz erfolgt in der Sanitärzentrale der Anschluss an das öffentliche Trinkwassernetz. Um die kalte Trinkwasserleitung vor Erwärmung zu schützen und so den Hygieneanforderungen zu genügen, ist eine räumliche Trennung des Trinkwassergebäudeanschlusses und der Heizzentrale zwingend vorgeschrieben. Bei einem hohen Grad der Wasserhärte kann innerhalb der Sanitärzentrale ein zusätzlicher Raumbedarf für eine Trinkwasserenthärtungsanlage entstehen. Diese werden eingesetzt, um Leitungen in Wohngebäuden vor Verkalkung zu schützen. In Nichtwohngebäuden führt der Einsatz zur Minderung der Betriebskosten für die Reinigung sanitärer Einrichtungsgegenstände durch Reduzierung der Kalkablagerungen. Wegen neuer Hygienevorschriften stellen die Wasserversorger heute nicht mehr die Trinkwassermengen zur Verfügung, die für eine aus-

D 4.3

D 4.4

D 4.5

209

m²

Raumbedarf technischer Anlagen

200

ELT - Zentrale AV

150 100 50 0 3

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11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

a

Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

reichende Funktion der Sprinkleranlage erforderlich wäre. Deshalb muss diese Wassermenge im Gebäude bevorratet werden. Dafür eignet sich aus statischer und räumlicher Sicht sowie aus Gründen der Abdichtung in der Regel nur der Keller (siehe Trinkwasserversorgung, S. 204f. und Feuerlöschanlagen, S. 206f.).

m²

Elektro- und Datenzentralen 200

Sprinkler Gebäudehöhe > 45 m

150 100

Sprinkler Gebäudehöhe > 45 m

50

Sanitärzentrale

0 3

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m²

b

Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

200 Heizzentrale

150 100 50 0 3

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Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

200

Kältezentrale

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11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

m²

d

Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

Der Bereich Elektro ist zweigeteilt in die Hauptverteilung (HV) und die Unterverteilung (UV). Unter der Hauptverteilung versteht man den Hausanschluss, welcher sich immer im Keller befindet, sowie die Verteilung auf die einzelnen Nutzungsbereiche. Diese kann sich im Keller oder auch auf dem Dach befinden. Eine Verteilung über das Dach bzw. Dachgeschoss hat den Vorteil, dass die als Brandlast eingestuften Leitungen nicht durch Nutzungsbereiche oder Fluchtwege im Kellergeschoss geführt werden und entsprechend keine brandschutztechnische Behandlung erfordern. Die Unterverteilung versorgt die Nutzungseinheiten mit Strom und beinhaltet den Schaltschrank mit Sicherungen und Zähler. Dafür wird in den einzelnen Nutzungsbereichen ein Raum vorgesehen (siehe Strombedarf und -versorgung, S. 186ff.). Im Bereich der Datenzentralen gibt es eine ähnliche Zweiteilung in Haupt- und Unterverteilung. Die Anschlüsse im Keller betreffen Telefon- und Datenleitung. Diese Leitungen werden dann auf die einzelnen Nutzungsbereiche verteilt, wobei hier auf einen ausreichenden Abstand zur Elektroverteilung zu achten ist, um eine Störung des Datensignals durch die Stromleitung zu vermeiden. In den Nutzungsbereichen sind dann entsprechende Serverräume vorgesehen. Diese haben in der Regel hohe Wärmelasten, welche meist durch eine Kälteversorgung abzuführen sind (siehe Gebäudeautomation, S. 192ff.).

800 750

Technikintegration

700 650 600 550 RLT Zentrale 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 3 e

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11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Bruttogrundfläche BGF in 1000 m² D 4.6

210

Neben der ausreichenden räumlichen Einbindung der Technikzentralen ist die Integration weiterer technischer Komponenten wie die Leitungsführung erforderlich. Die Leitungsführung erfolgt in vertikalen Schächten, horizontalen Verteilungen und Installationszonen im Raum. In Büro- und Verwaltungsgebäuden muss die Integration von Technikkomponenten zusätzlich ein hohes Maß an Flexibilität aufweisen, da die Veränderungen in der Arbeitswelt zu häufigen Nutzungs- und Raumänderungen führen. Bei der Planung von Grundrissen ist zu berücksichtigen, dass in den vertikalen Schächten Versprünge nur bedingt und nur innerhalb einer Etage möglich sind und einen hohen Raumbedarf erfordern. Bei der Schachtdimensionierung ist zum Platzbedarf des Kanals für die Leitungsführung ein zusätzlicher Raum zum Einbau und für die spätere Wartung von Brandschutzklappen einzuplanen. Leitungen für Wärme, Kälte, Wasser, Abwasser sowie Strom und Daten, die in Schächten vertikal geführt werden, müssen an den Anschlusspunkten in

Raumbedarf technischer Anlagen

den Geschossen gut zugänglich sein. Die horizontale Verteilung im Gebäude erfolgt in Form von Trassen, welche zu den Schächten führen. In den jeweiligen Geschossen werden die einzelnen Räume meist über die Flurbereiche angebunden. Auf eine ausreichende Geschosshöhe für die Integration der Trassen ist zu achten. Der erforderliche Platzbedarf für die horizontale Verteilung der Leitungen nimmt mit der Anzahl der zu versorgenden Räume zu. Die Anordnung zusätzlicher Schächte kann zur Einsparung bei der Geschosshöhe führen (siehe Integration von Installationen im Deckenhohlraum, S. 154f., Abb. C 3.4, S. 157 und Systemböden, S. 160ff.). Vertikale Leitungsschächte

Neue Erkenntnisse und Veränderungen der Arbeitsprozesse führen bei Bürogebäuden zu neuen Organisationsformen und stellen neue Anforderungen an das Klima in den Räumen. Eine wesentliche Voraussetzung für die Errichtung dauerhafter Gebäude ist also deren Variabilität in Bezug auf Architektur und Technik. So sollte auch die Installationsführung unter diesen Aspekten geplant werden (siehe Büro- und Verwaltungsgebäude, S. 94ff.). Die Erschließung eines Gebäudes mit allen Leitungen zur Ver- und Entsorgung erfolgt über vertikale Steigschächte. Die Landesbauordnungen schreiben hierzu bei der Durchführung von Leitungen durch raumabschließende Bauteile mit Feuerwiderstandsdauer – in diesem Fall durch Geschossdecken – Vorkehrungen gegen eine Brandausbreitung vor. Von dieser Regelung sind die Decken in Gebäuden der Gebäudeklassen 1 (z. B. Einfamilienhaus) und 2 (z. B. Doppelhaus) ausgenommen, außerdem die Decken innerhalb von Wohnungen und innerhalb einer Nutzungseinheit mit weniger als 400 m² auf maximal zwei Geschossen. Genaue Vorgaben bezüglich der Ausführung von Leitungsanlagen jeglicher Art (elektrische Leitungen und Rohrleitungen mit dazugehörigen Bestandteilen) sind in der Leitungsanlagenrichtlinie (M-LAR) enthalten und müssen bei der Planung beachtet werden.

D 4.6

D 4.7

D 4.8

Sanitär Kühlung

Heizung Lüftung

Strom Sprinkler

Daten D 4.7

Diagramme zur überschlägigen Flächenermittlung für Technikzentralen in Verwaltungsgebäuden. Die x-Achse bezeichnet die Bruttorundfläche des Gebäudes. Über die Kurven kann dann auf der yAchse die Grundfläche der entsprechenden Zentrale abgelesen werden. Zwischen den Kurven spannt sich ein Bereich auf, der die Bandbreite des erforderlichen Raumbedarfs zeigt. Prinzipiell begrenzt die obere Kurve Zentralen mit einem hohen und die untere Kurve Zentralen mit einem niedrigen technischen Ausstattungsgrad. a Elektronikzentrale b Sprinklerzentrale c Heizungszentrale d Kältezentrale e Lüftungszentrale Positionierung der Technikzentralen im Gebäude a Standardvarianten für strukturelle Anordnung der Technikzentralen b Ausnahmemöglichkeit Sanitärzentrale D 4.8

211

Teil E

Gebaute Beispiele im Detail

01

sam architekten, Kunsthaus in Zürich (CH)

02

Tony Fretton Architects, Museum in Lolland (DK)

03

C 18 Architekten, Kirche in Herbrechtingen (D)

04

Wandel Hoefer Lorch, Synagoge in München (D)

05

UN Studio, Theater in Lelystad (NL)

06

Busmann + Haberer, Konzertsaal in Köthenn (D)

07

Jesús Marino Pascual y asociados, Weinkellerei in Logrono (ES)

08

office dA, Restaurant in Boston (USA)

09

Regula Harder und Jürg Spreryermann, Gästehaus in Ittingen (CH)

10

Gassmann Architekten, Dachgeschoss in München (D)

11

lynx architecture, Wohnhaus in München (D)

12

Kohlmayer Oberst Architekten, Universität in Brixen (I)

13

Diözesanbauamt Eichstätt, Dreifachturnhalle in Ingolstadt (D)

14

Hochbauamt Frankfurt, Universitätsbibliothek in Frankfurt (D)

15

Lichtblau Architekten, Werkstätte in Lindenberg (D)

16

Paul de Ruiter, Hauptverwaltung in Middelburg (NL)

17

Staab Architekten, Plenarsaal in München (D)

18

Florian Hausladen, Büro in Heimstetten (D)

19

Koeberl Architekten, Klinikum in Altötting (D)

20

Landau + Kindelbacher, Arztpraxis in Mindelheim (D)

Farbcodierung zu den Schemazeichnungen siehe Anhang S. 282

Abb. E

Holzlamellen, Restaurant, Boston (USA) 2008, Office dA

Beispiel 01

Grundrisse Erdgeschoss Obergeschoss Maßstab 1:2000 Schnitt Bührlesaal ohne Maßstab

Kunsthaus Zürich Zürich, CH 2005 Architekten (Gesamtsanierung): SAM Architekten und Partner, Zürich Projektleitung: Tobias Ammann, Dorette Birker, Kai Konopacki, Markus Meili, Bruno Schulthess, Martin Stettler, Sacha Wiesner Haustechnik: Brunner Haustechnik, Wallisellen (HLKS) Amstein & Walthert, Zürich (Elektro); Riesen Elektroplanung, Zürich (Sicherheit); Institut für Tageslichttechnik Stuttgart (Tageslicht); Lichtdesign Ingenieurgesellschaft, Köln (Kunstlicht) Um höchste Anforderungen an Raumlufttechnik, Innenraumbeleuchtung und Sicherheitstechnologie mit internationalem Standard zu erfüllen, bedurfte es einer Erneuerung der kompletten Haustechnik des seit 1910 immer wieder erweiterten Museums. Die Architekten brachten alle Ausstellungsflächen auf den neuesten Stand und sanierten die Räume unter denkmalpflegerischen Gesichtspunkten; strukturell änderte sich neben einer Neugestaltung des Erdgeschosses wenig. Je nach Personenfrequentierung wird die Lüftung so reguliert, dass stets konstante Raumklimabedingungen herrschen. Die Programmierung dieser Gebäudeautomatisierung berücksichtigt mittels angesteuerter Lichtkästen und Metalllamellen sowohl jahreszeitliche Veränderungen als auch den tageszeitlichen Sonnenstandsverlauf. Tageslichtsensoren überwachen die Helligkeit im Raum und schalten bei Bedarf künstliches Licht dazu. Dank dieser Automatisierung sind Schwankungen der Sonneneinstrahlung und der äußeren Lichtverhältnisse in den Ausstellungsräumen kaum wahrnehmbar. Sämtliche lüftungstechnische Anlagen, die zuvor in den Dachräumen untergebracht waren und den Tageslichteinfall verringerten, befinden sich nun im Untergeschoss. Nach der Umstellung der Energieversorgung auf Erdgas fanden haustechnische Geräte in den ehemaligen Tankräumen Platz. Wärme, die bei der Außenluftaufbereitung entsteht, und Abluftwärme werden mithilfe einer Wärmerückgewinnung genutzt und so die Energiekosten gesenkt. Steigt die Außentemperatur über 5 °C arbeitet auch die Kältemaschine als Wärmepumpe. Über Quellluftauslässe im Sockel- oder Brüstungsbereich strömt aufbereitete Zuluft in die Ausstellungsräume und wird im Deckenbereich wieder abgesaugt. Hier wurden von Raum zu Raum individuelle Lösungen gefunden, um sowohl optimal auf die ausstellungstechnischen räumlichen Verhältnisse als auch auf die architektonischen und denkmalpflegerischen Anliegen zu reagieren. • Sanierung der Haustechnik • Gebäudeautomation (Raumluftfeuchte, Temperatur und Beleuchtung) • Quelllüftung mit Wärmerückgewinnung

214

1 2 3 4 5

Eingang Kasse / Café Garderobe / Shop Giacometti-Stiftung Bührlesaal

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1

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Dachraumentlüftung permanent Dachraumentlüftung angesteuert natürliche Lüftung permanent natürliche Lüftung angesteuert

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Sammelkanal Abluft / Rauch- und Wärmeabzug Isolierverglasung Zuluftverteiler Staubdecke: Luftaustausch / Objektbeleuchtung

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Kunsthaus Zürich

Horizontalschnitt Vertikalschnitt Maßstab 1:20

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15 16

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Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Unterkonstruktion Aluminiumprofil fi 75/50 mm Mauerwerk (Bestand) Unterkonstruktion Aluminium Hutprofil 15/98mm Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Holzwerkstoff 40 mm, mit Polyurethanlack gespritzt Bodenbelag Teppich 5 mm Mörtel (Bestand) 20 mm

17 18 19 20 21

Stahlbetondecke (Bestand) ca. 160 mm Akustikplatte abgehängt 40 mm Reflexionsfläche Gipskartonplatte biegbar 5 mm Leuchtstoffröhre Gipskartonplatte abgehängt 18 mm Abluftkanal 300/100 mm Bodenbelag Naturstein 20 mm, in Klebmörtel 5 mm Ausgleichsschicht Mörtel 20 mm Stahlbeton mind. 120 mm

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b

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c

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215

Beispiel 02

Museum Fuglsang Lolland, DK 2007 Architekten: Tony Fretton Architects, London ausführende Architekten: BBP Arkitekter A/S, Copenhagen Mitarbeiter: Jim McKinney, Donald Matheson, Guy Derwent, Annika Rabi, Sandy Rendel, Matt Barton, Michael Lee, Nina Lundvall, Simon Jones, Martin Nässén, Gus Brown

º

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12 13

Foyer Café Leseraum Veranstaltungssaal Ticket-/ Buchverkauf

Wechselausstellung moderne Kunst Ruhezone Ausstellungsraum Kunst 19. Jahrhundert Büro Terrasse Bibliothek aa

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11

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c

• Metallgitter als abgehängte Decke • natürliche Belichtung über Oberlichter

Schnitte • Grundrisse Maßstab 1:750

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Mit seiner Tradition im Gutshof Fuglsang seit 1869 Maler, Schriftsteller und Musiker zu beherbergen, bot das Anwesen inmitten flacher Landschaft den idealen Standort für ein Kunstmuseum. Im Gegensatz zu den anderen Teilnehmern des 2004 ausgeschriebenen Wettbewerbs schloss der Architekt in seinem Entwurf mit weiß getünchter Ziegelfassade den Innenhof, den die bestehenden Bauten aus dem 19. Jahrhundert bilden, sondern verlängerte die Achse des Hauptgebäudes und richtet so den Blick auf die Landschaft. Ebendiese ist Thema eines großen Teils der ausgestellten dänischen Kunst vom Ende des 18. Jahrhunderts bis heute. Dabei ist jedem der Räume eine andere Epoche zugeordnet. Südlich des langen Korridors, der auch als Ausstellungsraum genutzt werden kann, reihen sich drei kleine Räume aneinander, in die das Licht über diagonal aufgesetzte Oberlichter Licht einfällt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Flurs befinden sich zwei große Räume; der eine beherbergt moderne Kunst, der andere kann in mehrere kleine Räume unterteilt werden und dient der Unterbringung von wechselnden Ausstellungen. Die unterschiedlichen Belichtungssituationen machen den Reiz der einzelnen Räume aus. Nahezu alle werden über Oberlichter erhellt. Während sie in machen Räumen von unten sichtbar sind, zerstreuen in den großen Sälen abgehängte Metallgitter die Lichtstrahlen diffus. Jede Intensitäts- und Farbänderung der natürlichen Stahlung wird so indirekt im Innernen spürbar. Schwenkbare Rahmen mit verstellbaren Lamellen schützen die Kunstwerke vor zu starker Sonneneinstrahlung.

a

b

b 3

7

4 6

Bauwelt 23/2008 1 2

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Museum Fuglsang

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Vertikalschnitt Maßstab 1:20 14 15 19 15

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Abdeckung Aluminium pulverbeschichtet 3 mm Backstein 108 mm Mineralfaserplatte 15 mm Wärmedämmung Hartschaum 25 mm Wärmedämmung Mineralfaser 150 mm Dampfsperre Unterkonstruktion Holz 160/80 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Isolierverglasung ESG 8 mm + 16 mm SZR + ESG 12 mm Zugmechanismus Leuchtstoffröhre Sonnenschutz schwenkbar, im Stahlrahmen

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Beispiel 02

1

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A

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Museum Fuglsang

Vertikalschnitte Maßstab 1:20 1 2 3 4 5

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Isolierverglasung VSG 3≈ 12 mm + SZR 15 mm + ESG 8 mm Zugmechanismus verstellbarer Sonnenschutz Akustikplatte Mineralfaser 50 mm Abdichtung Wärmedämmung 200 mm Dampfsperre Stahlbeton 75 mm Stahlbeton Kofferdecke 75 mm Akustikplatte Mineralfaser 50 mm abgehängte Metalldecke 38 mm Backstein hinterlüftet 108 mm Wärmedämmung Mineralwolle 200 mm Dampfbremse Stahlbeton 200 mm Deckenschlitzauslass Parkett Eiche 20,5 mm Estrich 120 mm Stahlbeton 120 mm Wärmedämmung 150 mm Sauberkeitsschicht 150 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Unterkonstruktion Holz 2≈ 150 mm Stahlbeton gestrichen 200 mm Entwässerungsschicht Wärmedämmung Mineralfaser 250 mm Dampfsperre Stahlbeton 300 mm Gipskartonplatte abgehängt 12,5 mm Isolierverglasung ESG 8 mm + SZR 10 mm + ESG 12 mm

B

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Beispiel 03

Kirche St. Bonifatius Herbrechtingen, D 2007 Architekten: C18 Architekten, Stuttgart Marcus Kaestle, Andreas Ocker, Michel Roeder Trockenbau: Baumann & Sohn, Heubach Haustechnik: Heidel Haustechnik, Gundremmingen

Für die Sanierung der 1959 erbauten Kirche stand den Architekten nur ein begrenztes Budget zur Verfügung. Ziel war es, nicht nur bauliche Mängel zu beheben, sondern auch den Kirchenraum sowohl liturgisch als auch künstlerisch umzugestalten. Die räumlich größte Veränderung ist die Unterteilung in einen großen Raum für 300 Personen und einen kleinen Andachtsraum, der als Werktagskapelle ca. 50 Besucher fasst. Raumbildendes Element ist die halbkreisförmige Wandschale zwischen Kirchenraum und Kapelle mit einer Unterkonstruktion aus Holz und standardisierten Trockenbauprofilen. Diese wurden dem Radius entsprechend mit vorgefertigten Formteilen aus Gipskarton doppellagig beplankt. Ein in die Wand eingeschnittenes Kreuz stellt eine Verbindung zwischen diesen Bereichen her und ist das einzige sakrale Gestaltungsmerkmal. Sämtliche Wände und Decken sind glatt verputzt und mineralisch gestrichen – auf Farbe wurde gänzlich verzichtet. Auch der fugenlose, hoch belastbare Betonboden fügt sich in das homogene Farbkonzept ein. Die oberste Schicht aus Weißzement bedurfte keiner weiteren Beschichtung oder Versiegelung. Zusammen mit Fachplanern entwickelten die Architekten ein Beleuchtungskonzept, das bewusst auf jegliche Akzentuierung verzichtet. Ohne dass Leuchtkörper zu sehen sind, ist die Beleuchtung gleichmäßig und flächig. Der vorhandene Deckenfries bot sich hierbei zu deren Unterbringung an. Die Unterkonstruktion der Altarrückwand ist in den Bereichen der Lichtvouten 10,5 cm breit, damit zwei dimmbare Leuchtstoffröhren nebeneinanderliegen können. Durch eine versetzte Anordnung zeichnen sich die Stöße der einzelnen Röhren nicht ab und erzeugen so einen homogenen »Heiligenschein«. In den Bereichen ohne Bestückung mit Leuchtmitteln ist die Unterkonstruktion nur 5 cm breit. Ein Gasbrennwertkessel versorgt die Fußbodenheizung mit Energie, Geothermie ist hier wegen eines zu geringen Wasserflusses nicht möglich. Unsichtbar angebrachte Photovoltaikmodule mit einer Fläche von ca. 250 m2 erreichen eine Gesamtleistung von 16,5 kWp. • raumbildende, halbkreisförmige Wandschale • indirektes Beleuchtungskonzept

220

1

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Lageplan Maßstab 1:2500 6 Grundriss Maßstab 1:500

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e

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A

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Pfarramt Gemeinde Pfarrhaus Eingang Kirchenraum Kapelle

Kirche St. Bonifatius

Horizontalschnitt Vertikalschnitt oberer Wandanschluss Maßstab 1:20 7

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Filzputz Rotkalk fein 2 mm Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Unterkonstruktion Aluminiumprofile fi 85 mm Stütze Nadelholz 100/240 mm, Abstand ca. 1250 mm Hohlblockstein Bestand 365 mm Innenputz Bestand 15 mm Wärmedämmung Mineralwolle 40 mm Innenputz 15 mm Anstrich mineralisch weiß Festverglasung ESG 12 mm

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Bretterboden (Bestand) 24 mm Kantholz 80/200 mm (Bestand) Wärmedämmung Mineralwolle 120 mm Dampfbremse Unterkonstruktion Aluminiumprofile fi 30 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Plattenstreifen Baufurniersperrholz im Radius 240 ≈ 30 mm Plattenstreifen Baufurniersperrholz im Radius 140 ≈ 35 mm Stütze Nadelholz 100/240 mm, reduziert auf 100/140 mm, Abstand ca. 1250 mm Leuchtstoffröhre Plattenstreifen Baufurniersperrholz im Radius 260/35 mm

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8

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Beispiel 03

Vertikalschnitte • Horizontalschnitte Empore Eingangsbereich Maßstab 1:20

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Kirche St. Bonifatius

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8

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Brüstungspaneel Holzwerkstoffplatte 25 mm Stahlprofil fi 35/40 mm (Bestand) Stahlrohr (Bestand) Bodenbelag Nadelfilz Dielen Nadelholz (Bestand) Kreuzlager (Bestand) Stahlbeton 150 mm Stahlbeton 280 mm Wärmedämmung Polystyrol 50 mm Innenputz 5 mm Isolierfestverglasung Stahlbeton 280 mm Wärmedämmung Polystyrol 40 + 10 mm Innenputz 5 mm Außenputz 20 mm Mauerwerk Hohlblockstein 240 mm Innenputz (Bestand) 15 mm Wärmedämmung Mineralwolle 40 mm Innenputz 15 mm Leuchtstoffröhre

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Stahlblech gekantet pulverbeschichtet Terrazzo 70 mm Fußbodenheizung, Trennschicht Trittschalldämmung 20 mm Wärmedämmung Hartschaum 60 mm Abdichtung Bitumenschweißbahn 10 mm Stahlbetonbodenplatte (Bestand) 100 mm Stahlbetondecke (Bestand) Gipskartonplatten 12,5 mm auf Unterkonstruktion Winkelstufen Fertigteil Terrazzo 50 mm, Mörtelbett Treppe Stahlbeton (Bestand) Bodenbelag Terrazzo 50 mm Weißzement 30 – 90 mm Stahlbetonbodenplatte (Bestand) Außenputz (Bestand) 20 mm Mauerwerk Hohlblockstein (Bestand) 365 mm Innenputz (Bestand) Wärmedämmung Mineralfaser 90 mm Gipskartonplatte 12,5 mm, Putz 3 mm Handlauf Stahlprofil Ø 40 mm

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Beispiel 04

Synagoge München, D 2007 Architekten: Wandel Hoefer Lorch, Saarbrücken Rena Wandel-Hoefer, Wolfgang Lorch, Andrea Wandel Haustechnik: Konrad Huber, München

1 2 3

Eine Folge von Plätzen und Wegen umgibt das Jüdische Zentrum am St. Jakobsplatz inmitten der Altstadt Münchens. Die Synagoge steht als wichtigstes Gebäude nach Osten ausgerichtet frei im Platz, in ausbalancierter Beziehung zum Jüdischen Museum und dem Gemeindezentrum. Ihr geschlossener, natursteinverkleideter Sockel umgibt schützend den Gebetsraum und verweist auf den Tempel Salomons. Darüber erhebt sich quaderförmig die filigrane, von einem Bronzegewebe umhüllte Stahlkonstruktion der Kuppel, durch die das Licht in den Innenraum fällt. Im Inneren umgeben Zedernholz und Naturstein aus Israel den Gebetsraum, dessen räumliche Organisation vom zentralen, erhöhten Almemor als geistiger Mitte sowie der Längsachse zwischen Zugang und Thoraschrein an der Ostwand bestimmt wird. Ein großes Tor schützt die Thoranische, die bei Tag über eine Dachverglasung natürliches Licht von oben erhält. Auf den Emporen entlang der Längswände sind die Frauenplätze getrennt angeordnet, räumlich jedoch großzügig in den Gottesdienst einbezogen. In einem Erdkanal vorkonditionierte Außenluft stömt im Fußbereich der Empore in den Gebetsraum. Bei Bedarf senkt ein grundwassergespeister Nachkühler die Temperatur der Zuluft weiter ab. Über einen Zwischenraum im Übergang von Stahlkonstruktion zu hölzerner Wandverkleidung saugt eine Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung die Luft wieder ab. Bei Bedarf erwärmt eine von Fernwärme versorgte Fußbodenheizung die Synagoge. Im Sommer werden durch eine Kühlung mittels Grundwasser ebenfalls über die Fußbodenheizung behagliche Temperaturen erreicht. • Grundwassernutzung zur Bauteiltemperierung und für die Teilklimaanlage • mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung • Betonerdkanal zur Nutzung von Erdwärme und Kühlung • Fernwärme zur Versorgung der Fußbodenheizung º

224

Baumeister 02/2007

5 a

a

6

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Synagoge

13

Lageplan Maßstab 1:2500 Grundriss • Schnitt Maßstab 1:500 Vertikalschnitt Maßstab 1:20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

14 15 16 17 18 19 20 21 22

Gemeindezentrum Synagoge Jüdisches Museum Almemor (Lesepult) Aron Hakodesch (Thoraschrein) Frauenempore Erdkanal Fernwärme Wärmerückgewinnung Nachkühler Schluckbrunnen Saugbrunnen

23

Travertin-Krustenplatte 80 –120 mm Luftzwischenraum 50 mm Wärmedämmung 120 mm Stahlbeton 300 mm Lattung 80/100 mm Mehrschichtplatte Zedernholz 19 mm Dreischichtplatte Zedernholz 22 mm Kantholz 40/40 mm Stahlprofil ∑ 120/80/8 mm Träger Holzdiele mit Filzstreifen 160/40 mm Stahlprofil IPE 120 Bohrung für Lüftung Stahlrohr ¡ 100/60/5,6 mm Lesepult Dreischichtplatte Zedernholz Brüstung Bronzegewebe zwischen Bronzeprofilen ¡ 40/10 mm Bodenbelag Naturstein 20 mm, Dünnbett 5 mm Anhydritestrich 72 mm, PE-Folie Fußbodenheizungssystem 33 mm Wärmedämmung 20 mm

13

22

21

14

15

19 16 17

18

18 20

23

A

225

Beispiel 05

Theater Agora Lelystad, NL 2007 Architekten: UNStudio, Amsterdam Ben van Berkel, Gerard Loozekoot Jacques van Wijk ausführende Architekten: B+M, Den Haag Akustikplanung / Brandschutzkonzept: DGMR, Arnhem Haustechnik: Valstar Simones, Apeldoorn

Kräftige Farben und freie Formen bestimmen das neue kulturelle Zentrum, das Agora Theater, in der niederländischen Stadt Lelystad. Sowohl tagsüber als auch nachts fällt der orange »Kristall« dank seiner leuchtenden Farbe und der durchschimmernden Beleuchtung auf und wird so zum Orientierungspunkt. Die Vielseitigkeit an Farben und Oberflächen soll beim Besucher das Interesse wecken, die frei geformte Hülle zu umrunden und alle Facetten des Gebäudes zu betrachten. Neben dem Auditorium mit dem dazugehörenden Bühnenturm bekleidet die Metallhaut einen kleinen Saal mit angrenzenden Multifunktionsräumen und Gastronomieflächen für mögliche Kongressnutzungen sowie Funktionsflächen. Das Gebäude zieht den Besucher durch den gläsernen Einschnitt in das Foyer, wo die Farbe in kräftiges Rosa wechselt und auch im Inneren eine einladende Atmosphäre erzeugt. Der vertikale Treppenraum öffnet sich mit einem dreieckigen Oberlicht zum Himmel. Darunter windet sich die Treppe, ebenfalls in Pink, empor. Schräge und gebogene Flächen verstärken diese Dynamik. Die Treppenuntersicht aus rechteckigen Aluminiumlamellen und die Brüstungsinnenseite sind in neutralem Weiß gehalten. Betritt man den Zuschauerraum, setzt sich das Farberlebnis fort. Alle Flächen des Raums sind ohne Ausnahme in ein kräftiges Rot getaucht – Wände, Decke, Teppichboden genauso wie die 753 Sitzplätze. Der tiefrote weiche Teppich des Hauptsaals kontrastiert mit dem hellen glatten Parkett aus Bambus, das sich durch Foyer und Treppenraum zieht. Die roten Polster der Bestuhlung verstärken die Stimmung. Durch die Wandgestaltung wird der Kontrast verstärkt: während die glatten Wände des Foyers mit einer hellen, mit Blasen bedruckten Tapete bekleidet sind, wird im Saal wird das Thema der geknickten Gebäudehülle wieder aufgegriffen. Profilierte MDF-Akustikpaneele im Wechsel mit glattem Gipskarton falten sich dem Zuschauer entgegen und lösen so die Saalwand auf. • gefaltete Wände • Akustikpaneele º

226

AIT 05/2007

8 11

9

b

b 7 4

8

12

10 6

a

5

9

7

Grundrisse 2. Obergeschoss Erdgeschoss Schnitt Maßstab 1: 800 1

1 2

2 4

6

3

8 a

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Ticketschalter Rezeption / Kongressbüro Garderobe Foyer Café Umkleideraum Hauptsaal Lager Bar kleiner Saal Mehrzwecksaal Küche

Theater Agora

Detailschnitt Empore Maßstab 1:10

13 14 15 16

17

aa

18

19

20

21

22

13 14 15 16 17

18 19

20 21 22

13

bb Stahlprofil ∑ 3/50/100 mm MDF 30 mm Folie pink auf Gipskartonplatte gelocht 2≈ 12,5 mm akustische Verkleidung gelocht MDF 20 mm Holzrahmen 96/146 mm dazwischen Wärmedämmung Steinwolle gepresst 140 mm Sockelleiste MDF 20/100 mm Bodenbelag Parkett Bambus 15 mm Estrich 35 mm Druckschicht Vergussbeton 60 mm Spannbeton-Hohldecke vorgefertigt 200 mm Verkleidung Gipskarton feuerhemmend 12,5 mm Stahlprofil HEA 500 Deckenlamellen Aluminium gekantet 30/39/0,5 mm Sichtschutz Viskosevlies schwarz feuerhemmend Unterkonstruktion Aluminiumprofil dazwischen Wärmedämmung Mineralwolle 50 mm

227

Beispiel 06

Konzertsaal Köthen, D 2008 Architekten: BUSMANN + HABERER, Berlin Busmann, Haberer, Bohl, Vennes, Tebroke Mitarbeiter: Andree Helm, Thomas Wolter, Anja Borchard, Bernd Jäger, Jonas Köhler Haustechnik: skm-haustechnik, München Akustik: Müller BBM, Planegg Lichtplanung: Studio dinnebier, Berlin Herzstück des sanierten Ensembles aus Mehrzwecksälen, Probenräumen und einem Café ist der neue Konzertsaal des Köthener Schlosses. Aus dem alten Baubestand der einstigen Reithalle erhebt er sich als ein mit Faserzementplatten verkleideter Stahlbetonquader. Der für ca. 400 Zuschauer konzipierte Konzertsaal ist auch für Theateraufführungen oder andere Veranstaltungen geeignet. Bestimmendes Gestaltungsmerkmal im Saal ist eine innere Schale aus Zedernholz, die entkoppelt von der äußeren Stahlbetonschale ein hohes Maß an Schalldämmung gewährleistet. Im unteren Bereich geschlossen und in Sägezahnfaltung ausgeführt, löst sich die Wandverkleidung nach oben hin und vor den bestehenen Rundbogenfenstern in filigrane Lamellen auf, sodass auch Tageslicht den Raum erhellt. Außerdem erhöhen diese Lamellen die akustische Diffusität im Raum, was sich wiederum günstig auf die Klangdurchmischung auswirkt.Hinter der hölzernen Verkleidung verbergen sich im unteren Wandberereich Konvektoren, die den Saal mithilfe einer Wärmepumpe – versorgt über ein Flachsondensystem – beheizen. An der Decke setzt sich das Materialkonzept mit wellenförmig angeordneten Akustikelementen fort. Vier Abluftgeräte mit Wärmerückgewinnung saugen Luft, die über Quellluftauslässe an den Stirnseiten der beiden Hubpodien in den Saal strömt, über die Zwischenräume der Elemente ab. In einem Thermolabyrinth unter dem Rasen kühlt die Luft im Sommer um 2 K ab, während sie sich im Winter um 3 K erwärmt. Die Zuluft hat konstant eine Temperatur von 20 °C und eine relative Feuchte von 45 %. Da sich die gesamte Haustechnik im Geschoss direkt unter dem Konzertsaal befindet, mussten hier strenge akustische Anforderungen eingehalten werden, um die Aufführungen nicht durch Nebengeräusche zu stören. • • • •

Quelllüftung mit Wärmerückgewinnung Flachsondensystem mit Wärmepumpe erhöhte Schalldämmung von außen akustische Diffusität im Konzertsaal

º

228

Baumeister 07 / 2008

1

2

aa

70 dB (A) max. Schalldruckpegel vor Fassade

65 dB B

65 dB

Schnitte • Grundriss Maßstab 1:750 110 dB(A)

60 dB

1 2 3 4 5

A

Mehrzwecksaal Probenraum Werkstatt Büro Instrumentenlager

6 7 8 9 10

Stuhllager Konzertsaal Schleuse Foyer Bistro

bb

b

3 a

5

3 4

10 7

8

6

a 9

b

Konzertsaal

Horizontalschnitt • Vertikalschnitt Maßstab 1:20

12 11

13

14

cc 11

12 13 14 15 16 17 18 19

Putz 5 mm, Mauerwerk Bestand Wärmedämmung druckfest 50 –120 mm, Gleitfolie Stahlbeton wasserundurchlässig 300 mm Verkleidung in Sägezahnfaltung Holzwerkstoffplatten, Sichtseite Furnier Zeder geölt 2≈ 30 mm Stahlstütze HEM 240 mm Stahlprofil ¡ 70 / 50 /5 mm Lamelle Zeder massiv geölt 25 / 25 mm, auf eingenuteter Aluminiumrahmenkonstruktion Lamelle Zeder massiv geölt 90 / 40 mm Unterseite schräg Leuchte Kabelkanal Holzwerkstoff Oberfläche Furnier Zeder geölt 20 mm Stabparkett 22 mm, Kunstharzkleber 3 mm Zementestrich 80 mm, Trennlage, Trittschalldämmung Mineralfaser 30 mm Leichtbauplatten Holzwolle 25 mm, Abdichtung Stahlbeton wasserundurchlässig 270 mm Perimeterdämmung EPS 80 mm Sauberkeitsschicht Magerbeton 50 mm

15

17

16

11

c

c

18

19

A

229

Beispiel 06

d

5 6

1

6

2 3 3

4

4

7

8

8

B 9

Horizontalschnitte Maßstab 1:20 1 2 3 4 5 6

10

230

dd

d

Gitterrost 30 mm Stahlprofil fi 160 mm Stahlhohlprofil schwarz gestrichen ¡ 60 / 80 mm Abluftfuge / Entrauchung 120 mm Aufhängung Pendelleuchte Stahlprofil Å 200 mm

7 8 9

10

Werkstoffplatte gebogen Furnier Zeder 50 mm Pendelleuchte Faserzementplatten 12 mm Aluminiumhohlprofil | 60 / 60 mm Wärmedämmung 100 mm Stahlbeton 300 mm Unterkonstruktion Holz 65 / 65 mm Holzfaserplatten Furnier Zeder geölt 2≈ 30 mm Vorhang schallabsorbierend

Weinkellerei

Weinkellerei Logroño, E 2007 Architekten: J. M. P. y asociados, Logroño Jesús Marino Pascual

Kantig wie die Steine der Umgebung – so präsentiert sich das in Spaniens Weinanbaugebiet La Rioja gelegene Weingut. Der Besucher nähert sich der Gebäudeskulptur über weitläufige Terrassen. In mehreren verschachtelten Ebenen stapeln sich die Volumina übereinander. Der größte Teil des Baus – also die Räume, in denen der Wein gekeltert wird, reift und lagert – liegt jedoch im Untergeschoss verborgen. Fast überall sind die Wände und Decken mit Gipskarton verkleidet, wobei Platten unterschiedlicher Qualitäten zum Einsatz kamen. Das repräsentative Foyer mit seinem großzügig angelegten Treppenaufgang fungiert gleichzeitig als eine Art Museum. Stufen vor den umlaufenden Wänden bieten dabei die Ausstellungsfläche. Diese bestehen aus einer Unterkonstruktion aus Metallprofilen und weiß gestrichenen hochfesten Hartgipsplatten mit einer höheren Rohdichte. In den Räumen mit einem gesteigerten Anspruch an die akustische Qualität sind die Gipskartonplatten perforiert. Für die Herstellung und Lagerung des Weins herrschen in den Kellerräumen auch ohne Klimatisierung optimale Bedingungen, da das umgebende Erdreich eine ausreichende Kühlung gewährleistet und über die Oberlichter ein Luftaustausch stattfindet. In den anderen, den Besuchern zugänglichen Bereichen wie dem Foyer, dem Restaurant, dem Weinverkostungsund dem Tagungsraum, sorgen mechanische Lüftung und Klimatisierung für angenehme Verhältnisse. Im Medienraum besteht zudem die Möglichkeit, die Luftzufuhr und die Temperatur individuell anzupassen. Muss im Winter geheizt werden, so geschieht dies ebenfalls über die Lüftungsanlage – die Luft wird mithilfe von Erdgas erwärmt. Die Leitungen und Auslässe zur Klimatisierung befinden sich überall im Gebäude in Installationskoffern oder in den Zwischenräumen der abgehängten Decke. • Verwendung verschiedener Gipskartonplatten entsprechend den Anforderungen • Fortführung der skulpturalen Formen auch im Gebäudeinneren

Schnitte Grundriss Erdgeschoss Maßstab 1:1000

B A

1 2 3 4 5 6 7

Fassreifung Haupteingang Foyer Medienram Weinverkostung Ausstellung Terrasse

aa

1

bb

b

a

6

4 3

a

2

7 b

231

Beispiel 07

Vertikalschnitte Decke Medienraum Maßstab 1:20 1

2

3

Filterbeton 2≈ 30 mm Abdichtung PVC 1,8 mm Trennlage Wärmedämmung Polystyrol extrudiert 30 mm Trennlage, Aufbeton 50 mm Hohlkastendecke 250 mm Stahlbeton 300 mm Wärmedämmung Glaswolle 30 mm Unterkonstruktion Stahl verzinkt 46 mm Gipskartonplatte 12,5 mm mit Anstrich Bodenbelag Granit 40 mm

4 5 6

7

Schutzschicht Mörtel 30 – 40 mm PE-Folie Wärmedämmung Polystyrol extrudiert 40 mm Abdichtung PVC 1,8 mm Aufbeton 100 mm Hohlkastendecke 250 mm Leuchtstoffröhre Gipskartonplatte mit Anstrich 12,5 mm Epoxidharzbeschichtung 3 mm Estrich 100 mm PE-Folie Aufbeton 50 mm Hohlkastendecke 250 mm Stahlbeton 300 mm

8 9 10 11

12 13 14

Weitwurfdüse Unterkonstruktion Stahl verzinkt 46 mm Gipskartonplatten perforiert 2≈ 12,5 mm? Parkett Eiche 20 mm Estrich 100 mm Trennlage Stahlbeton 300 mm Isolierverglasung VSG 2≈ 4 + 8 SZR + ESG 6 mm Gipskartonplatte weiß gestrichen 12,5 mm Unterkonstruktion Stahlprofil verzinkt 46 mm Stahlbeton 300 mm Wärmedämmung Polystyrol 30 mm Unterkonstruktion Stahlprofil verzinkt 46 mm Gipskartonplatte 12,5 mm weiß gestrichen

7

3

1

4

5

2

8

3 6

A

232

Weinkellerei

12

14 9

10 13

13

12

11

14

9

10

B

233

Beispiel 08

Restaurant Boston, USA 2008 Architekten: Office dA, Boston Nader Tehrani, Monica Ponce de Leon Mitarbeiter: Dan Gallagher, Catie Newell, Brandon Clifford, Harry Lowd, Richard Lee, Lisa Huang, Remon Alberts, Janghwan Cheon, Jumanah Jamal, Aishah Al Sager

aa

Schnitte • Grundriss Maßstab 1:400 1 2 3 4

Ein spannendes Spiel zwischen Verbergen und Durchblicken charakterisiert ein Restaurant in Boston. Untergebracht in einem ehemaligen Bankgebäude von 1917, erinnert nichts mehr an die damalige Nutzung. Es scheint, als sei eine Holzkapsel in die Halle eingeschoben. Bar und Lounge orientieren sich zur Straße hin, im großen Bereich dahinter wird gegessen. Der Gast sitzt unter bzw. inmitten einer »Landschaft« aus Birkenholz. Rippen aus furniertem Sperrholz hängen an der bestehenden Tragstruktur, die mit ihrem schwarzen Brandschutzanstrich kaum sichtbar ist, und überspannen so den ganzen Raum. Je nach Blickwinkel variiert die Deckenansicht von geschlossen zu durchlässig und gibt dann den Blick frei auf die darüberliegende Haustechnik und Beleuchtung. In der Mitte des Restaurants befindet sich ein Raum, der sowohl zur Aufbewahrung als auch zur Präsentation von Weinflaschen dient. Hier und an allen Stützen scheint die geschwungene Konstruktion der abgehängten Decke förmlich herabzutropfen – stets sind die Übergänge zu anderen Bauteilen und Einbauten fließend. Je nachdem was sich über der abgehängten Decke befindet, wölbt sich die Form nach oben oder unten. Wie bei einem Puzzle nimmt jedes einzigartig geformte Bauteil einen bestimmten Platz ein. Zwischen den einzelnen Rippen, die die Stützen verkleiden, ist eine indirekte Beleuchtung integriert. Sowohl der Boden als auch die Sitzbänke und Tische sind mit dem gleichen Bambusholz belegt und verstärken mit ihrer Oberfläche den homogenen Raumeindruck. Zur Bar hin sind in den Bankrücklehnen Schränke integriert, die zusätzlichen Stauraum für Weinflaschen bieten. Unter den Sitzflächen versteckt sind teilweise Heizköper untergebracht. • Holzlamellen als raumbildendes Element • multifunktionale Sitzmöblierung

234

Restaurant Weinlager Bar Lounge

bb

b

2 d a

1 e A

b

d 3 e

a 4

Restaurant

Horizontalschnitt • Vertikalschnitt Multifunktionales Mobiliar Horizontalschnitte • Vertikalschnitte Anschlüsse Holzlamellen Maßstab 1:20 5 6 7 8 9 10

Edelstahlblech spiegelnd auf Sperrholzplatte 19 mm Holz 89/38 mm Sicherheitsglas eisenarm mit Blickschutzfolie 12,7 mm Holzplatte Bambus 19 mm Polsterung bezogen Sperrholz 19 mm Bodenbelag Massivdielen Bambus 15 mm

11 12 13 14 15 16 17 18

Estrich (Bestand) Lichtband LED Acrylglas transluzent 9,5 mm Leuchte »Hauptträger« Sperrholz matt schwarz 152,4/19 mm »Nebenträger« Furniersperrholz Buche 152,4/19 mm Holzwerkstoffplatte 19 mm Leuchtstoffröhre Furniersperrholz Buche 19 mm

5

5

6 14

15

ff f cc

7

5

14

8

11 c

c

c

5

12

13

c

15

f

16 17 hh 9

h

15

16 18 10 dd

ee

A h

235

Beispiel 08

g 1

Horizontalschnitt Vertikalschnitt Maßstab 1:20

2

1

3

2 g

4 B

5

6

7

2

9 8

gg

236

Furniersperrholz Buche 19 mm Gipskartonplatte 16 mm Metallständer 92 mm dazwischen Wärmedämmung Mineralfaser 89 mm Gipskartonplatte 16 mm Isolierglas ESG 3 mm + SZR 13 mm + ESG 3 mm

3 4 5

6 7 8

9

Aluminiumpfosten 51/102 Furniersperrholz Buche 152,4/19 mm Wärmedämmung Mineralfaser 92 mm Gipskartonplatte 16 mm Leuchtstoffröhre grün beschichtet Regalboden Sperrholz 32 mm Bodenbelag Estrich poliert beschichtet 50 mm Stahlbeton (Bestand) Leuchte

Gästehaus

Gästehaus Ittingen, CH 2004 Architekten: Harder Spreyermann, Zürich Regula Harder und Jürg Spreyermann Mitarbeiter: Samuel Sieber (Projekt- und Bauleitung), Serge Schoemaker, Benjamin Schmücking, Douwe Wieërs, Daniel Frei Kunst am Bau: Harald F. Müller, Öhningen Ernst Thoma, Stein am Rhein

Die im Jahr 1150 gegründete Klosteranlage des ehemaligen Kartäuserordens liegt eingebettet in eine idyllische Landschaft. Über ihre lange Geschichte hinweg durchlebte sie einige bauliche und auch inhaltliche Veränderungen. Derzeit dient sie als Ort der Begegnung, der die Werte der Kartäusermönche weitertragen soll. Es gibt ein Schulungs- und Tagungszentrum, ein Gut mit Käserei und Weinbau und einige soziale und kulturelle Einrichtungen. Das untere Gästehaus war ursprünglich ein Landwirtschaftsgebäude, das in den 1980er-Jahren zur Herberge umgenutzt wurde. Mit dem erneuten Umbau sollte es dem oberen Gästehaus, einem Hotel, in Komfort und Atmosphäre näherkommen. So wurden die Einbauten aus den 1980er-Jahren entfernt und damit Raum für eine große Halle gewonnen, in der eine offene, skulpturale Treppe einen räumlichen Zusammenhang schafft. Zwei Künstler konzipierten die Halle in gestalterischer Anlehnung an die Geschichte der Karthause als Klang- und Farbraum, deren Seitenwand in kräftiges Rot getaucht ist, während die Stirnwand des Foyers türkis leuchtet. Das Licht bricht sich an den Farbflächen, die weißen Decken und Wände reflektieren die Farben. Die neuen Gästezimmer im Südtrakt sind als einfache weiße Räume gestaltet und damit von den ehemaligen Kartäuserzellen inspiriert. Als Kontrast dazu ist der Hartbetonboden über dem Estrich mit Fußbodenheizung beigegrau eingefärbt. Die Möblierung besteht lediglich aus einem Bett und einem Stuhl aus massivem, geöltem Ulmenholz. Ein in den Raum gestellter hölzerner Kubus, der Dusche, WC, Waschbecken, Garderobe und Minibar aufnimmt, zoniert die Zimmer. Zusätzlich lassen sich ein Flachbildfernseher und eine Tischplatte herausklappen. Der minimalistische Würfel vereint alle wichtigen Funktionen, die ein Hotelzimmer bieten soll und integriert diese kunstvoll. Alles in allem erzeugt die Reduktion Ruhe und erlaubt es dem Gast, die Konzentration und Einsamkeit der Kartäuser für eine kurze Zeit nachzuleben.

aa

Schnitt Grundrisse Maßstab 1:500

1 2 3

4 5 6

Wäscherei Küche Technik

Eingangshalle Klosterladen Aula

6

1

3

3

3

1 1

2 a

a

1

4

5

• frei stehender Multifunktionskubus aus Holz º

db 03 / 2007

237

Beispiel 09

3 1

9

7

9 6

6

1

2

11

4 8

5

10

15 19

16 17

20

18

A

238

bb

Gästehaus

c

Multifunktionskubus Grundriss Maßstab 1:50 Axonometrien ohne Maßstab Vertikalschnitt Maßstab 1:20 Detailschnitte Lichtkanal Maßstab 1:5

1

7

6

2

12 11

4 5

8

9

9

9

3 c

10

B

14

13

10 b A

b

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

22 21 23

25 24

13

14

Waschbecken Arbeitsnische Fernseher Arbeitsplatte Kofferschublade Dusche Abfalleinwurf Minibar Garderobe Schublade WC Schacht Tischlerplatte 16 –19 mm Furnier Ulme 0,9 mm sichtbare Kanten mit Umleimer 5 mm Spiegel

15

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

cc

Bodenbelag Hartstoffestrich 20 –30 mm Heizestrich 80 mm, PE-Folie Trittschalldämmung 20 mm Hartschaumplatte EPS 30 mm, zur Leitungsführung Montagesockel BSH 20 mm Wanne Mineral-Acryl-Polymer auf Gummistreifen 20/4 mm Schalldämmung 100 mm Formteil Mineral-Acryl-Polymer Holz 48/25 mm Acrylglas satiniert 3 mm Klemmverbindung Leuchtstoffröhre Gummidichtung Metallwinkel

B

239

Beispiel 10

Dachgeschossneubau München, D 2006 Architekten: Erich Gassmann Architekten, München Mitarbeiter: Ursula Krissen Trockenbau: Trockenbau 3000, Poing

A b b

aa

Ein niedriges, dunkles Notdach ersetzte bis vor wenigen Jahren den im Krieg zerstörten Dachstuhl eines Jugendstilgebäudes im Münchner Stadteil Schwabing. Ein Ausbau dieses Speichers wäre nicht rentabel gewesen, folglich musste der Bestand weichen. Der Architekt baute auf die verbleibenden vier Etagen zwei neue Dachgeschosse – ganz im Sinne des Denkmalschutzes in der urspünglichen hohen Dachform. Einer der beiden Dachwohnungen wurde zusätzlich ein Teil der dritten Etage zugeschlagen, sie reicht nun über drei Geschosse. Gerundete, weiß gestrichene Wände lenken das Licht, das über die Dachflächenfenster einfällt, auch in die inneren Bereiche der Wohnungen. Fließend gehen Wand- in Deckenflächen über, aus der Bodenuntersicht der Galerie wölbt sich die Brüstung. Während die innere Schicht der Außenwand bzw. des Dachs lediglich die gestalterische Funktion hat, den Raum abzuschließen, übernimmt die davon getrennte äußere Schicht sämtliche bauphysikalischen Aufgaben – gewährt Brand- und Wärmeschutz sowie Luftdichtheit. Dazwischen bleibt genügend Platz für sämtliche haustechnische Installationen. Durchdringungen der inneren Schicht sind unproblematisch, da die beiden Konstruktionen voneinander getrennt funktionieren. Die äußere luftdichte Schicht bleibt also unangetastet, egal ob nachträglich im Innenraum Steckdosen oder Leuchten eingebaut werden. Um einen homogenen Raumeindruck zu schaffen, galt es zunächst, die Kontur des Dachs auf Spanplatten zu übertragen. Direktabhänger, die an deren Vorderkanten montiert sind, halten eingeschnittene UD-Stahlblechprofile. An diesen sind wiederum über Kreuz CD-Schienen als Unterkonstruktion für die Beplankung befestigt. Da die Wand im Dachbereich einen engeren Radius beschreibt, haben die in zwei Lagen aufgebrachten Gipskartonplatten hier nur eine Dicke von 6,5 cm, während sie im unteren Bereich 9,5 cm messen. • Innenverkleidung als stufenloser Übergang zwischen Wand und Decke • Hohlraum für nachträgliche Installationen hinter raumabschließender Schicht

240

2. Dachgeschoss

a

1

2

a 3. Obergeschoss

1. Dachgeschoss

Dachgeschossneubau

Schnitt Grundrisse Maßstab 1:400 Vertikalschnitte Horizontalschnitt Galerie Maßstab 1:20 1 2

Zugang Wohnung 1 Zugang Wohnung 2

3

6 7

8 c

c 9

A

4

8 cc 3 4

5

5

Verglasung ESG 6 mm + SZR 12 mm + VSG 2≈ 3 mm Dachdeckung Rundschnittbiber Lattung 30/50 mm Konterlattung 30 mm Unterspannbahn säurebeständig OSB-Platte 19 mm Wärmedämmung Mineralfaser 200 mm zwischen Holzbalken 100/200 mm, Dampfbremse OSB-Platte 19 mm Feuerschutzplatte 25 mm Spanden Holzwerkstoffplatte 19 mm CD-Profil 60/27 mm Gipskartonplatten 2≈ 9,5 mm Bodenbelag Parkett 22 mm Asphaltestrich 37 mm Rippenpappe 3 mm

6 7 8

9

Hartfaserholzplatte 8 mm Trittschalldämmung 22/20 mm OSB-Platte 25 mm Rundstahl Ø 40 mm Flachstahl ¡ 40/10 mm Gipskartonplatten 2≈ 9,5 mm CD-Profile 60/27 mm Spanden Holzwerkstoffplatte 22 mm Kanthölzer |100/100 mm Gipskartonplatten 2≈ 9,5 mm Galerie: Bodenbelag Parkett 22 mm Asphaltestrich 37 mm Rippenpappe 3 mm Hartfaserholzplatte 8 mm Trittschalldämmung 10 mm Brettstapeldecke 140 mm Wärmedämmung Mineralwolle 30 mm Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm

bb

241

Beispiel 11

Wohnhaus München, D 2008 Architekten: lynx architecture, München Susanne Muhr, Volker Petereit Mitarbeiter: Dirk Härle Haustechnik: Ingenieurbüro Haff-Lyssoudis, München Küchenplanung: Wiedemann Werkstätten, München

Das Einfamilienhaus, das inmitten eines großen Gartens steht, spielt mit dem Wechsel zwischen introvertierter und extrovertierter Erscheinung. Die Verschalung aus vorgegrauten Lärchenlatten kann über große, elektrisch betriebene Faltschiebeläden fast vollständig geöffnet bzw. geschlossen werden. Es ist so möglich, den Einfall von Solarstrahlung auf allen der Sonne ausgesetzten Seiten individuell zu steuern. Großzügige Terrassen rund um das Haus machen es möglich, das Wohnen ins Freie auszudehnen. Im U-förmigen Erdgeschoss befinden sich die Gemeinschaftsräume wie etwa Wohnzimmer, Küche und Essbereich, während im L-förmigen Obergeschoss die Schlafräume und Bäder der Eltern und Kinder untergebracht sind. Ein Luftraum schafft zwischen beiden Geschossen eine Verbindung und belichtet den Kochbereich über ein Oberlicht. Ein flächenbündig in die Decke eingelassener Dunstabzug verhindert, dass unangenehme Gerüche vom Herd in die Schlafbereiche strömen. Ein nach Osten flachwinklig abterrassierter Tiefhof sorgt im Souterrain für eine großzügige Belichtung und Belüftung des Gästeapartments und Wellnessbereichs. Versorgt wird das Wohnhaus mit einer Heizlast von 27 kW über eine grundwassergestützte Wärmepumpe. Zusätzlich erwärmt eine 17 m2 große Sonnenkollektorfläche auf dem Dach den Pool im Garten. Vor seiner Nutzung wird das Brauchwasser im Hausanschlussraum im Untergeschoss entkalkt. Eine einzelraumgeregelte Fussbodenheizung erwärmt sämtliche Räume des Wohnhauses. In den bauteilaktivierten Sichtbetondecken befinden sich die Leitungen für die kontrollierte Wohnraumlüftung, die außerdem mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet ist. Vor Verteilung der angesaugten Frischluft entfernt ein Pollenfilter die allergieauslösende Partikel. Ein BUS-System regelt die gesamte Haustechnik. • • • •

Grundwasserwärmepumpe thermoaktive Decke Fußbodenheizung kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung • Solarkollektoren

242

1 2

3

4

aa

bb

Schnitte Schema Lüftung (bb) Schema Heizen /Kühlen (cc) Grundrisse Maßstab 1:400 1 Frischluft 2 Fortluft 3 Pollenfilter 4 Lüftungsanlage mit WRG 5 Saugbrunnen 6 Wärmepumpe 7 Kühltauscher 8 Schluckbrunnen

6

7

5

8 cc

a

14 d c

c 13

9 d

b

b 12

11

10

a

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Küche / Essen Wohnen Medienraum Kind Büro Garage Gast Fitness Sauna Pooltechnik Hobbyraum Haustechnik Waschraum

15

20

21

16 A

19

17 18

Wohnhaus

22

23

24

25

26

27

Vertikalschnitt • Maßstab 1:20 22

23

Lattung sibirische Lärche sägerau, imprägniert 20/60 mm Konterlattung Lärche rhombisch, schwarz gestrichen 35/80 mm Winddichtung, diffusionsoffen Wärmedämmung Holzfaser 140 mm Stahlbeton 150 mm Bodenbelag Dreischichtparkett 22 mm Anhydrit-Fließestrich 58 mm

24 25 26 27 28

28 Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Stahlbetondecke mit Betonkernaktivierung 250 mm Flachkanal 8/75 mm Filterelement Edelstahlplatte auf Z-Winkeln eingehängt, weich gelagert Schlitzauslass Abluft MDF furniert Eiche 19 mm

23

dd

243

Beispiel 11

Vertikalschnitte Horizontalschnitt Maßstab 1:20

1

2

1

2

3 4 5

3

6 7 8 9

10 11 12

4

13

14

5

15

6

16 7

ee

244

Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Kaminstein Stahlbeton 150 mm, Mörtelbett 5 mm Naturstein Basalt geschliffen 20 mm Bodenbelag Dreischichtparkett 22 mm Anhydrit-Fließestrich 58 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Stahlbeton mit Betonkernaktivierung 250 mm Kaminbekleidung Gipskartonplatte 12,5 mm Glaskeramik transparent 4 mm Bodenbelag Dreischichtparkett 22 mm Anhydrit-Fließestrich 58 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Stahlbeton mit Betonkernaktivierung 200 mm Gipskartonfeuchtraumplatte abgehängt 12,5 mm Schlitzauslass Abluft Installationskoffer Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Isolierverglasung 20 mm Naturstein Basalt geschliffen 20 mm Mörtelbett 5 mm, Stahlbeton 150 mm Gipskartonkoffer 2≈ 12,5 mm, Mörtelbett 5 mm Naturstein Basalt geschliffen 20 mm Natursteinplatte Basalt abnehmbar, magnetisch gehalten 20 mm Reinigungsklappe Gipskartonplatte 2≈ 12,5 mm Dämmmaterial weich federnd 50 mm Gipskartonplatte 2≈ 12,5 mm Hinterlüftung 50 mm Saunapaneel Feinspanplatte 15 mm Mineralwolle in Holzrahmen 70 mm Dampfsperre Aluminiumfolie Wandbekleidung Tanne 15 mm Bodenbelag Naturstein Basalt 20 mm Mörtelbett 5 mm Anhydrit-Fließestrich 60 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Minteralfaser 10 mm Wärmedämmung 50 mm, Abdichtung Stahlbeton 300 mm Kaminbank elektrisch beheizt Feinspachtel, Heizmatte Spachtelung zur Nivellierung Leichtbetonstein Bodenbelag Parkett 12 mm Anhydrit-Fließestrich 60 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung 50 mm, Abdichtung Stahlbetonboden 300 mm

Wohnhaus

f

e

9

8

10 11

f

e

f

e

A

12 8

13

15

14

16

ff

245

Beispiel 12

Universitätsgebäude Brixen, I 2004 Architekten: Kohlmayer Oberst, Stuttgart Regina Kohlmayer, Jens Oberst Haustechnik: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

5 1 7

3 4

6

2

Insgesamt vier Raumvolumina beherbergt der quadratische Gebäudekomplex der Universität Brixen. Ein aufgeständerter dreigeschossiger Ring umfasst den inneren viergeschossigen Bereich. Mithilfe einer thermischen Gebäudesimulation legten die Planer die Glasqualitäten und die Sonnenschutzeinrichtungen der Fassade fest. Als Ergebnis ist die außen bündige Scheibe der Fenster transluzent verglast, während die zurückgesetzte transparente Scheibe ungehinderten Blick nach draußen erlaubt. Der außen angebrachte rollbare und hoch reflektierende Sonnenschutz erlaubt dank seiner Profilgeometrie selbst heruntergefahren fast vollständigen Durchblick. Eine Besonderheit der vor- und zurückspringenden Fassade sind die Ausstellelemente in den Rücksprüngen, die eine natürliche Lüftung der dahinterliegenden Räume bei jeder Witterung ermöglichen. Auch die Kernbereiche wie die Aula Magna werden über Oberlichter natürlich be- und entlüftet. Aufgrund der hohen inneren thermischen Belastungen wird sie jedoch zusätzlich mechanisch unterstützt. Ein Erdkanal entfeuchtet und heizt bzw. kühlt die angesaugte Luft je nach Jahreszeit. CO2-Sensoren ermitteln die Luftqualität und steuern in Abhängigkeit von der Personenzahl je nach Bedarf den Volumenstrom der vorkonditionierten Luft. Die Beheizung erfolgt im ganzen Gebäude über eine einzelraumgeregelte Fußbodenheizung. Fallen die Außentemperaturen unter - 5 °C, schaltet sich unterstützend eine Bauteilaktivierung zu. Herrschen Temperaturen von über 18 °C, läuft sie im konstanten Kühlbetrieb von 16 °C mit Kälteenergie, die das Grundwasser bereithält. Die Trennwände in den einzelnen Seminarräumen sind so ausgebildet, dass auf jeder Seite ein Schrank integriert ist, in dessen oberen Bereich sich die Haustechnikkomponenten befinden. Die für den Brandschutz erforderlichen Schläuche sind in die beleuchteten Glastrennwände zum Flur hin integriert. • • • •

Grundwassernutzung zur Bauteilaktivierung Fußbodenheizung Erdkanal zur Luftkonditionierung CO2-Sensoren

4 5 6 7 8 9 10

Haustechnikschema Hörsaal Schnitt Grundrisse EG und 2. OG Maßstab 1:1500 1 Zuluft 2 Erdkanal 3 Kühlregister aa

10

8

8

a

a

b

9

9

246

db 02 / 2005

f f

e e

º

Heizregister Abluftgitter Abluft Fortluft Hörsaal Bibliothek Seminarraum

b

Universitätsgebäude

11 Horizontalschnitt Vertikalschnitt Maßstab 1:20 12

11 12

16

13 14 15 16

13

Abdeckung Aluminiumblech gekantet 3 mm Aluminiumblech 3 mm, Abdichtung Wärmedämmung Hartschaum extrudiert 80 mm Isolierverglasung VSG 8 + 6 + SZR 16 + ESG 10 mm Ausstellflügel zur Lüftung 3200 ≈ 250 mm Aluminumblech 3 mm, zweiteilig obere Abdeckung geschlitzt Sonnenschutz: Edelstahlbänder 6 mm breit, Abstand 150 mm, mit aufgenieteten Edelstahllamellen, Antrieb mit integriertem Rohrmotor

17 18 19 20 21

Stahlschwert für Trennwandanschluss Aluminiumblech 4 mm, begehbar Leuchtkasten Stahlblech 350 ≈ 180 ≈ 1280 mm, mit Kaltlichtreflektoren Isolierverglasung ESG 10 + SZR 16 + VSG 6 + 8 mm Bodenbelag Linoleum 2,5 mm Anhydrit-Fließestrich 75 mm Trennlage PE-Folie Trittschalldämmung 20 mm Wärmedämmung 100 mm Stahlbeton mit Bauteilaktivierung 300 mm

14 15 15

16

20 17

c

c

19

18

13

15

13 13

21 bb

15

18

14

20

cc

247

Beispiel 12

Horizontalschnitt Vertikalschnitte Maßstab 1:20

13

8

3

11

10

12

2

7

1 2

5

8 1 2 3 4

3

5 6 7 8

d

9

d

10

11 12

13 14 15

6 4

9 16

ee

248

dd

Stahlprofil fi feuerverzinkt 59/50 mm Verglasung transluzent rahmenlos, ESG 10 mm Schlauchhaspel Bodenbelag Flur: Trennlage Terrazzo-Estrich geschliffen 75 mm PE-Folie Trittschalldämmung 20 mm Wärmedämmung 100 mm Stahlbeton mit Bauteilaktivierung 300 mm Reflektorblech Leuchtenkasten Stahlprofil fi feuerverzinkt 84/50 mm Verglasung transluzent, ESG 8 mm in Aluminiumrahmen Bodenbelag Seminarraum: Linoleum eingelassen 3 mm Anhydrit-Fließestrich 75 mm, Trennlage PE-Folie Trittschalldämmung 20 mm Wärmedämmung 100 mm Stahlbeton mit Bauteilaktivierung 300 mm Laibungstür gekantetes Stahlblech Gipskartonplatte 12,5 mm Wärmedämmung Mineralwolle 20 mm Systemständer Stahlprofil vertikales Trägerprofil Lochblech Aluminium, sandgestrahlt naturmatt eloxiert 1 mm, mit innenseitig eingeklebtem Faservlies Wärmedämmung Mineralwolle 50 mm Trennwandelement für Fassadenanschluss zur akustischen Trennung Kompaktverteiler thermoaktive Decke Wandaufbau Seminarraum: Wollfilz 2 mm Akustik-Holzfaserplatte 18 mm Lattung Holz 30 mm Gipskarton-Schallschutzplatten 2≈ 12,5 mm Wärmedämmung Mineralfaser, zwischen Ständerkonstruktion 75 mm Gipskarton-Schallschutzplatten 2≈ 12,5 mm MDF 16 mm MDF 21 mm Wollfilz 2 mm Elektrobodenkanal 300/50 mm

14

15

9

16

ff

Dreifachturnhalle

Dreifachturnhalle Ingolstadt, D 2006 Architekten: Diözesanbauamt Eichstätt Karl Frey Mitarbeiter: Richard Breitenhuber, Robert Fürsich, Clemens Bittl, Winfried Glasmann, Roland Seidl Haustechnik: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

Die auf einer städtischen Tiefgarage erbaute Dreifachturnhalle steht mitten in der Altstadt, im Hof eines ehemaligen Jesuitenkollegs. Durch die Fassade aus gelochten Aluminiumblechen schimmern bunte Linien und geben einen dezenten Hinweis auf die Nutzung des Gebäudes. Neben einer benachbarten Schule nutzen auch diverse Vereine und soziale Einrichtungen die Räumlichkeiten. Im Erdgeschoss befinden sich die Umkleiden, Dusch- und WC-Räume der Sportlehrer sowie die Geräteräume. Auf einer verglasten Galerie mit Blick auf die Altstadt sind im Obergeschoss die Umkleiden und Duschen der Sportler zugänglich. Um die Fundamente und Stützen der Halle wärmetechnisch zu entkoppeln, ist der Boden angehoben und gedämmt. Im verbleibenden Zwischenraum nehmen Bodenkanäle Leitungen, Kabel und Rohre auf, während ein wärmedämmendes Leichtbetongemisch die ungenutzen Bereiche füllt. Eine im Schwingboden untergebrachte Flächenheizung ist für jede Einzelhalle getrennt regelbar. Die Zuluft strömt über Quellauslässe im Sockelbereich der Halle ein – im Winter und in der Übergangszeit hat sie eine konstante Temperatur, im Sommer hängt sie von der Außentemperatur ab. Die Abluft gelangt über schallgedämmte Elemente in die Umkleidekabinen und wird von dort über die Waschräume abgesaugt. Im Sommer lässt sich die Halle außerdem über Lamellenfenster in der Fassade und vertikale Öffnungselemente in den Oberlichtern natürlich be- und entlüften und kann über Nacht auskühlen. Verglast sind die Oberlichter horizontal mit ballwurfsicherem Sonnenschutzisolierglas, in das eine hellmatte Folie eingelegt ist, die das Tageslicht streut und die Blendung reduziert. Durch einen erhöhten Reflexionsgrad des Bodens ist die Tageslichtversorgung zusätzlich verbessert. Insgesamt war das Ziel der Baumaßnahme, mit einem Minimum an Energie ein Maximum an Behaglichkeit für die Nutzer der Turnhalle zu erreichen. • Installationsführung im Doppelboden • Fußbodenheizung • mechanische und natürliche Lüftung º

Bauwelt 10 / 2007

aa

A B

bb

1 2

1

2

1

1

1

2

1

a b b

4 Schnitte Grundrisse Maßstab 1:750

3

5

6

6

5

6

5

1 2 3 4 5 6

Umkleiden Waschraum Technik Halle Geräteraum Sportlehrerraum

a

249

Beispiel 13

1

2

3

5 6

A

250

Dreifachturnhalle

3

7

8

Vertikalschnitte Horizontalschnitt Maßstab 1:20 1

2 3

4 5 6 7 8 9

10 11

12 13

Sonnenschutzverglasung U-Wert 1,1 ESG 8 mm + SZR 16 mm + VSG 2≈ 6 mm, mit hellmatter Folie Lüftungflügel Sandwichpaneel, Aluminium mit Polyurethankern 80 mm Profiltafeln Aluminium 1 mm Dämmfilz Steinwolle komprimierbar 100 – 120 mm Wärmedämmung Steinwolle druckfest 100 mm Dampfsperre Elastomerbitumen Mehrschichtplatte, Unterseite Fichte Sichtqualität 40 mm Brettschichtholz 80/200 – 340 mm Leuchtstoffröhre Vorhang zur Unterteilung der Halle Stahlprofil konisch geschweißt 10 mm Aluminiumfenster mit Isolierfestverglasung VSG 12 mm + SZR 14 mm + Float 10 mm Lochblech Aluminium 2 mm Aluminiumrohr | 30/30/3 mm Flachstahl ¡ 60/40/4 mm Dreischichtplatte Lärche weiß lasiert 19 mm Klimamembran Vertikalriegel Holz 240/70 mm Wärmedämmung Mineralwolle 70 mm Wärmedämmung Mineralwolle 100 mm zwischen Horizontalriegel Holz 100/100 mm Dampfbremse Traglattung Fichte massiv 100/100 mm Schwinglattung Holzfaser Birke 60/18 mm Schraublattung Holzfaser Birke 60/18 mm Akustikvlies Verkleidung Holzbretter Fichte 93/19 mm Quellauslassband Lochblech Stahl verzinkt, ballwurfsicher 2 mm Bodenbelag Linoleum 4 mm Furniersperrholzplatte 12 mm, PE-Folie Blindboden Fichte 15 mm Doppelschwingträger mit integrierter Fußbodenheizung 54 mm Wärmedämmung Polystyrol 40 mm Dampfsperre Bitumen Stahlbetonabdeckung 60 mm Installationsschacht Wärmedämmung Polystyrol 60 mm Stahlbeton 200 mm (Bestand) Ständer Holz 80/240 mm Stahlprofil HEA 160

9

9

c

c

12 13

cc 10

11

B

251

Beispiel 14

Umbau der Stadt- und Universitätsbibliothek Frankfurt am Main, D 2004 Architekten: Hochbauamt Frankfurt am Main Mitarbeiter: Helmut Sachwitz, Stefanie Rook, Harald Leisinger

In Bibliotheken erfolgt das Recherchieren und Arbeiten mittlerweile nicht mehr analog über Handapparat oder Zettelkasten, sondern per PC und Internet. Diese Anpassung an den technischen Fortschritt war für die von Ferdinand Kramer in den 1960er-Jahren errichtete Stadt- und Universitätsbibliothek in Frankfurt unausweichlich und erforderte ein neues Innenraumkonzept: Die nüchterne und großräumige, denkmalgeschützte Gebäudesubstanz wurde saniert und mit rückbaubaren, möbelartigen Einbauten ergänzt. Frei in den Raum gestellte Boxen und Sitzecken gliedern das Foyer in Aufenthalts- und Rechercheeinheiten. Das wiederkehrende Element der Lichtwand aus hinterleuchteten opaken Doppelstegplatten auf einer Stahlkonstruktion dient der Verteilung von Kabeltrassen und zoniert den Raum. Im Lesesaal bieten »Kombikisten«, die begehbares Bücherregal und Lesedeck zugleich sind, Bereiche zum Arbeiten und Schmökern auf zwei Ebenen. Mehr Privatheit erzeugen zwei mäandrierende Holzwände entlang der Fensterfront – »Separees« zum ungestörten Arbeiten nebeneinander. Die kostengünstig konstruierten Möblierungen aus schwarz durchgefärbtem MDF verdichten den ursprünglich weiten Lesesaal. Dass das Ziel, eine zeitgemäße und angenehme Arbeitsatmosphäre zu schaffen, erfüllt wurde, zeigt der Besucherandrang auf »Separees« und »Kombikisten«.

5 6 7 8 9 10 11 12

Grundriss EG Foyer • Lesesaal Maßstab 1:500 1 2 3 4

Eingang Foyer Information Café

»Buchbox« Leseecke Recherchetheke Lesesaal Arbeitstische »Kombikiste« »Separees« Magazin (Bestand)

9

8

11

12

10

• Verteilung von Kabeltrassen in Lichtmöbeln • möbelartige Einbauten e

e

7

7

c

c

6

f

b

f 4 2 3 5

1

252

b

8

Umbau der Stadt- und Universitätsbibliothek

Horizontalschnitt • Vertikalschnitt Leseecke Foyer Maßstab 1:20

13 14 15 16 17 18 19

20 21 22 23

14

13

13

Doppelstegplatte Polycarbonat milchweiß transluzent 10 mm Bücherregal MDF 350/300/25 mm Stahlrohr geschweißt weiß grundiert | 40/40/2 mm Sitzlehne Leseecke MDF 25 mm Sitzbank Leseecke MDF 2≈ 25 m Unterkonstruktion MDF 2≈ 25 mm Podest Buchecke MDF 2≈ 25 mm Randleiste Aluminium eloxiert 2 mm Unterkonstruktion Kantholz 50/40 mm Eckwinkel Aluminium eloxiert ∑ 25/25 mm Blech Aluminium eloxiert 2 mm MDF silberfarben lackiert 30 mm Leuchtstoffröhre horizontal mit MDF-Blenden weiß 5 mm Furniersperrholz Birke 30 mm

15

16 18

18

17 15 14

19

20 21 aa 20 21

a

a

13 15 22 23

14

16

13 23

17

19

bb

253

Beispiel 15

1

2 3

4 5

Brüstung MDF schwarz durchgefärbt, matt lackiert 25/900 mm Beplankung beidseitig, Innenseite angeschrägt und verschraubt Abstandsholz 60/40 mm Tisch MDF 2≈ 25 mm verleimt Auflager Kantholz 30/30 mm Bodenbelag Linoleum 5 mm auf Spanplatte 20 mm, vollflächig verklebt, Balkenlage Nadelholz 120/80 mm Untersicht MDF 25 mm Downlights Holzständerkonstruktion 70 / 70 mm Verkabelung im Zwischenraum Beplankung beidseitig MDF 25 mm

Vertikalschnitt »Kombikiste« Maßstab 1:20 Horizontalschnitt • Vertikalschnitte Recherchetheke Maßstab 1:20

1

1 2

3

4 5

6

10

9 2

7 8

cc

254

Umbau der Stadt- und Universitätsbibliothek

6

7 8 9 10 11 12

Buchregal MDF 25 mm, Regalboden seitlich genutet und auf Stahlbügel geschoben Tischbein Stahlrohr | 40/40/2 mm Treppe mit integrierten Fächern Unterkonstruktion MDF 25 mm Tritt- und Setzstufe MDF 25 mm, auf Gehrung geschnitten und verleimt Nut- und Feder-Verbindung geleimt, bei MDF-Platten über Eck Eckwinkel Aluminium eloxiert ∑ 25/25 mm Randabschluss Aluminiumblech eloxiert 2 mm MDF silberfarben lackiert 8 mm

13 14 15 16 17 18 19 20 21

11 12

Stahlrohr geschweißt, weiß grundiert | 60/60/2 mm Doppelstegplatte Polycarbonat milchweiß transluzent 10 mm Klemmleiste Aluminium 40/3 mm auf Massivholzleiste weiß 40/40 mm Leuchtstoffröhre horizontal mit MDF-Blenden weiß 5 mm Theke MDF schwarz durchgefärbt, matt lackiert 830/25 mm Ausschnitt Kabelführung Ø 80 mm Trennstege MDF 2≈ 12,5 mm an Aluminiumwinkel ∑ 100/40/4 mm Standfuß Stahlrohr Ø 20/2 mm Bücherregal MDF 25 mm

13

14

15 16

17

18

d

d

14 13 19 18

17

20

15

16 20 dd

ee

11 12

13 14

16

17

20

18

21

ff

255

Beispiel 15

Werkstätte und Verwaltung Lindenberg, D 2005 Architekten: Lichtblau Architekten, München Florian Lichtblau, Wendelin Lichtblau Mitarbeiter: Alexander Reichmann, Christoph Rein, Elmar Bäuml Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

Die Werkstätten, die bis zu 140 behinderten Menschen Arbeitsplätze mit unterschiedlichen Anforderungen bieten, liegen in der Stadt Lindenberg oberhalb des Bodensees. Das Klima zeichnet sich durch eine hohe solare Einstrahlung und im Durchschnitt kühle Temperaturen aus. Eine Verwendung ökologischer Baustoffe, die Nutzung regenerativer Energien und niedrige Investitions- und Betriebskosten waren fester Bestandteil des Modellprojekts, welches das Ministerium für Wirtschaft im Rahmen des SolarBau-Programmes gefördert hat. Die hochgedämmte Gebäudehülle und das Tragwerk bestehen größtenteils aus CO2-neutralen Baustoffen wie Holz und Zellulose. Die Brüstungselemente sind mit Vakuumisolationspaneelen gedämmt. Im Süden ist eine Zweischeiben-, ansonsten eine Dreischeibenverglasung eingesetzt. Einen weitereren Schwerpunkt des Ausbaus bildet die Tageslichtversorgung. Über den Fenstern streuen Glaspaneele mit transluzenter Wärmedämmung das Licht in die Tiefe der Räume, spezielle Lichtkamine spiegeln diffuses Nordlicht über das Dach bis in die Werkstätten im Erdgeschoss. Über eine direkte Grundwassernutzung werden im Estrich verlegte Rohre beheizt oder gekühlt. Im Werkstattbereich wäre die Belastung für den Heizestrich zu hoch, deshalb ist dort eine Deckenstrahlungsheizung installiert. Ein Holzpelletkessel, der sämtliche Verbrauchsspitzen deckt, versorgt diese mit den notwendigen höheren Vorlauftemperaturen. Eine mechanische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung sorgt für den hygienisch notwendigen Luftaustausch. Dabei strömt die Zuluft über die Werkstätten durch verstellbare Schiebeöffnungen in die ungeheizte Werkstraße, erwärmt sich dort solar und wird per Wärmetauscher an die Außenluft abgegeben. Sie strömt ebenfalls in die Lüftungsloggien der darüberliegenden Büros und kann über Türen als vorgewärmte Zuluft genutzt oder durch Lamellen nach außen geführt werden. • • • •

Grundwassernutzung Fußbodenheizung mechanische Lüftungsanlage Lichtkamine

1 2 3 4 5

Südostansicht Grundrisse Maßstab 1:1000 Schnitt Energiekonzept Maßstab 1:250

6 7 8 9 10

Technik Küche Cafeteria Verwaltung Wohnung

10 9

6

9

a 6

7 8

3

4

5

2

1

1

1

a

256

Werkstätten Werkstraße Anlieferung Lager Metallwerkstatt

Werkstätte und Verwaltung

20 21 22 B A 19 19

21

20

19

12 11

17

23

18 16 21

15

15

14

13

aa

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Ansaugung Außenluft Lüftungsgerät mit doppelter Wärmerückgewinnung Wärmepumpe mit direkter Grundwassernutzung Holzpelletkessel Heiz-/Kühlestrich Deckenstrahlplatten Lüftungsloggia Absaugung Fortluft über zentralen Kanal solare Gewinne Photovoltaikelement Tageslichtführung Fortluft öffentliches Stromnetz

26 25 24

27

28

29

29 Vertikalschnitt Oberlicht Maßstab 1:20 24 25 26

27 28 29

30 31 32

Photovoltaikpaneel Abdichtung Fertigelement Holzwerkstoffplatte 25 mm Sparren BSH 300/120 mm, dazwischen Wärmedämmung Zellulose 300 mm Holzwerkstoffplatte 16 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Wärmeschutzverglasung ESG 6 + SZR 16 + VSG 8 mm Mehrschichtplatte 30 mm Anstrich schwedenrot, lichtreflektierende Folie Verglasung ESG Weißglas entspiegelt 6 mm Verglasung VSG 2≈ 4 mm Schalldämmung 100 mm

30

31

32

A

257

Beispiel 15

Vertikalschnitt Abdichtung Maßstab 1:20 1

2 3 4 5

6

Substrat 80 mm, Drainage 60 mm Wurzelschutzfolie, Abdichtung EPDM Holzwerkstoffplatte OSB 25 mm Träger BSH 60/300 mm Wärmedämmung Zellulose 300 mm Dampfbremse Holzwerkstoffplatte DWD 16 mm Holzweichfaserplatte 40 mm Glasdach Werkstraße ESG 12 + SZR 16 + VSG 16 mm Träger BSH 80/360 mm Holzleimbinder 150/400 mm Schalung Lärche 30 mm Lattung 30 mm Holzwerkstoffplatte DWD 16 mm Wärmedämmung Zellulose 240 mm Holzwerkstoffplatte OSB 15 mm Verglasung Werkstatt geätzt ESG 6 + SZR 16 + ESG 6 mm

7 8 9 10 11 12 13

14

15 16 17

1

Lüftungslamelle Loggia ESG 4 + SZR 16 + ESG 4 mm fest stehender Sonnenschutz Photovoltaikpaneel Verglasung Loggia transparent ESG 6 + SZR 16 + ESG 6 mm Pfosten BSH 60/240 mm Stütze BSH Ø 300 mm Holzlamelle Lärche fest stehend 150/20 mm Bodenbelag Holzdielen Lärche 140/25 mm Lattung 80/120 mm Wärmedämmung Mineralfaser 100 mm Magnesitestrich 20 mm Zementheizestrich 80 mm, PE-Folie Trittschalldämmung 25 mm Schüttung 25 mm, Rieselschutzpapier Brettstapeldecke 180 mm Zugseil mit Zugwagen Tragseil 8 textiler Sonnenschutz

7

9 10

11

9

12 2

13

14

3

4 5

15

16 6

17 B

258

Hauptverwaltung Rijkswaterstaat

Hauptverwaltung Rijkswaterstaat Middelburg in Zeeland, NL 2004 Architekten: Paul de Ruiter, Amsterdam Mitarbeiter: Dieter Blok, Monique Verhoef, Willeke Smit, Helga Traksel, Michael Noordam, Sander van Veen, Emma Franks, Melanie Go, Florent Rougemont, Jeroen Quanjier, Nicolle Flagiello Haustechnik: Halmos bv, Den Haag

Als klarer Gebäuderiegel markiert die neue Zentrale der niederländischen Gewässeraufsicht in Zeeland die Stadtkante von Middelburg. Auf etwa 12 000 m2 Geschossfläche befindet sich ein Krisenzentrum, von dem aus im Notfall alle Schleusentore Zeelands gesteuert werden können, sowie ein staatliches Archiv, ein Restaurant, ein Konferenzbereich und ein Fitnesscenter. Konstruktions- und Ausbauraster erlauben eine flexible Nutzung von traditionellen Einzelbüros über eine Arbeitsplatzverteilung nach Bedarf bis hin zur Abtrennung vermietbarer Flächen. Telefon, Datenleitungen und Stromversorgung sind im Fassadenraster von 1,20 m überall im Gebäude zugänglich. Zu den eingesetzten ressourcenschonenden Maßnahmen gehören passive Solarenergienutzung, Wärme- und Kältespeicherung im Erdreich sowie Bauteilaktivierung. Daneben wurde auf die Umweltverträglichkeit der eingesetzten Materialien und Techniken geachtet. Die Bauteilaktivierung erfolgt über wasserführende Leitungen, die neben Lüftungsverteilung und Elektro- und Datenleitungen in die Fertigteildeckenelemente aus Beton integriert sind. In den Büros entstehende Wärme kann so über Durchspülung des Betons mit kühlem Wasser abgeführt werden. Da so für die Installationsführung überwiegend auf abgehängte Decken verzichtet werden konnte, sind größere Raumhöhen und damit eine bessere Tageslichtausnutzung möglich. Über außen liegende Lichtlenklamellen und Oberlichter an der Südfassade dringt das Licht tief in die Räume. Zusammen mit der Ganzglasfassade im Norden reduziert dies den Bedarf an künstlicher Beleuchtung deutlich. Im Winter wird Kälte in etwa 65 m Tiefe im Grundwasser eingespeichert, die im Sommer zur Kühlung dient. An anderer Stelle im Erdreich wird Wärme, die dem Gebäude im Sommer entzogen wird, eingelagert und im Winter über Wärmepumpen zur Beheizung eingesetzt. • • • •

Bauteilaktivierung Installationsführung in Betonfertigteilen Lichtlenklamellen Wärme- und Kältespeicherung im Erdreich

Schnitt • Grundrisse Maßstab 1:1500

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12 13 14

Parkplätze Magazin Möbel Magazin Restaurant Küche

Essensausgabe Eingangshalle Rezeption Kurzzeitarbeitsplätze Besprechungsraum Konferenzraum Atrium flexibel einteilbare Bürofläche Zone mit niedriger Decke für Installationsführung

aa

9

12

13

13

9

14 13

2

3

13

6 5

4

7 8

9

10 11

c

a

1

a

c

259

Beispiel 16

3

1

3

4

5

2

bb

11

4 b

b

5 6 7

8

A

260

Hauptverwaltung Rijkswaterstaat

Vertikalschnitte Horizontalschnitte Maßstab 1:20 Schnitt mit Energiekonzept Maßstab 1:750 B: Lichtkonzept C: Kühlungskonzept Maßstab 1:100

d 12

13 d A

D

7

8

14

9

4 Wärmepumpe 11

Winter Sommer cc

dd 15 10

1 2

3 4 5 B

6 7 8 9 10 11 12 13 14

15

C

Aluminiumblech gefaltet eloxiert Abdichtung zweilagig Gefälledämmung Steinwolleplatten mindestens 80 mm Leichtbeton 160 mm Fertigteil-Deckenelement Stahlbeton 100 mm Untersicht gespachtelt und gestrichen Vertikallamellen als Deckleiste extrudiertes Aluminiumprofil eloxiert Klappflügel verdeckt liegender Aluminiumprofilrahmen mit Isolierverglasung Isolierverglasung ESG 8 + SZR 14 + VSG 12 mm U = 1,1 W/m2K Bodenbelag 3 mm Anhydritverbundestrich 50 mm Leichtbetonverguss 160 mm Fertigteil-Deckenelement Stahlbeton 100 mm Lüftungsrohr Revisionsöffnung Installationskanal Wasserführung Bauteilaktivierung Sonnenschutz- / Lichtlenklamelle extrudiertes Aluminiumprofil eloxiert Isolierverglasung mit Sonnenschutzbeschichtung TVG 8 + SZR 20 + Float 6 mm Faserzementplatten silbergrau auf Deckleisten geklebt 8 mm Hinterlüftung 26 mm Paneel Stahlblech 1 mm mit Wärmedämmung Steinwolle 140 mm U = 0,29 W/m2K Wärmedämmung Steinwolle 45 mm Fertigteil-Brüstungselement Stahlbeton 220 mm D

261

Beispiel 17

Plenarsaal München, D 2005 Architekten: Staab Architekten, Berlin Volker Staab, Alfred Nieuwenhuizen Mitarbeiter: Thomas Schmidt, Jens Achtermann, Ulf Theenhausen, Dirk Brändlin, Jürgen Rustler Haustechnik: Karl Pitscheider Ingenieurbüro, München Planung Glas: R + R Fuchs, München Akustikplanung: Müller BBM, Planegg Mehr Platz, mehr Licht, mehr Farbe und mehr Flexibilität – so lässt sich der Plenarsaal des Bayerischen Landtags nach der Sanierung charakterisieren. Der deutlich veränderte nun barrierefreie Innenraum erfüllt mit brandsicherer Elektroinstallation und moderner Medientechnik die zeitgemäßen und funktionalen Anforderungen eines Sitzungssaals. Eine neu eingezogene Zentraltribüne auf der westlichen Längsseite bietet Platz für 133 Besucher. Die Arbeitsplätze der Abgeordneten sind in konzentrischen Sitzreihen angeordnet. Auch hinter den Kulissen hat sich einiges getan. Im leicht ansteigenden Doppelboden, der aus einem vorkonfektionierten Stahlprofilsystem mit nicht brennbaren Gipsfaserplatte besteht, ist eine Teilklimaanlage untergebracht. Über die Vorderseite der Tische strömt Luft in den Raum. Die Abluft wird durch Unterdruck im Zwischendeckenbereich über die Fugen zwischen den Glasfeldern abgesaugt. Das helle Eichenfurnier der Tischreihen und der zweiten Wandschale sowie die roten Ledersitze nehmen das ursprüngliche Farbkonzept wieder auf. Eine besondere Bedeutung bei der Sanierung kam der Lichtgestaltung zu. Der Plenarsaal ist als Tageslichtraum mit vollständig verglastem Dach konzipiert. Prismenplatten im Scheibenzwischenraum des 470 m2 großen Glasdachs reflektieren das direkte Sonnenlicht und verhindern somit Blendeffekte und eine temperaturbedingte Beeinträchtigung des Raumklimas. Sie lenken das intensive Zenitlicht und diffuses Tageslicht in den Innenraum. Je nach Intensität des natürlichen Lichts sorgt ein stufenlos zuschaltbares Kunstlicht für optimale Lichtverhältnisse. Zwischen dem Glasdach und der darunter abgehängten transluzenten Decke sind über 400 asymmetrisch strahlende Leuchten eingesetzt. Die beiden unabhängig voneinander dimmbaren Lampen ermöglichen es, den Raum in unterschiedlichen Lichtfarben und Helligkeitsstufen erscheinen zu lassen. Durch das satinierte Glas sind die Himmelsfarben noch erkennbar, die Gegenstände im Dachraum jedoch nur verschwommen wahrnehmbar.

B

aa

b

1

a

2

4

• Lichtdecke (Tages- / Kunstlicht) • Lüftungssytem im Doppelboden º

6

a

5 3

Baumeister 03/2006 b

262

1

6

Plenarsaal

Schnitte • Grundriss Maßstab 1:400 Vertikalschnitt • Horizontalschnitt Sitzreihen Plenarsaal Maßstab 1:5 1 2 3 4 5 6 7 8 9

A

Kabinett Präsidium Abgeordnete Hörfunkstudio BR Medien- und Elektrotechnik Zugang Galerie Tischplatte MDF furniert 39 mm Ablageblech Aluminium bronzefarben eloxiert 3 mm MDF Eiche furniert und gelocht 7 mm Glasvlies 0,2 mm Kabelkanal Hutprofil 20 /60 mm MDF furniert 19 mm

10 11 12

13 14 15 16 17

Fußstütze klappbar Stahlhohlprofil gebogen | 60/60/4 mm Fertigfußboden Parkett auf Trägerplatte 20 mm Gipsfaserplatte hochverdichtet 25 + 30 mm Tragprofil Doppelboden Stahl fi 60/40/4 mm Stuhlführungsschiene Unterkonstruktion Tisch Stahlhohlprofile 40/40/3 mm Anschluss und Fixierung Zuluftleitung Anschlusskasten Lüftung druckdicht Schieber zu Luftmengenbegrenzung

bb

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d

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16

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Beispiel 17

4 3

1

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9

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5

A

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8

Plenarsaal

Vertikalschnitte Dach Plenarsaal Maßstab 1:20

1 16

2 3 4 5 6 7 8

17 14

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9

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10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Verglasung ESG 8 mm + SZR 20 mm + 2≈ TVG 8 mm mit PVB-Folie Prismenplatten im SZR Stahlprofil ¡ 2≈ 60/30/5 mm Stahlprofil IPE 140 mm Stahlträger HEB 550 mm Holzwerkstoff furniert 19 mm Leuchtkörper Gewindestab Stahl Ø 8 mm Vertikalverglasung VSG Weißglas geätzt Floatglas 10 mm + 6 mm Lichtreflektionsebene Gipskartonplatten glatt gespachtelt 2≈ 12,5 mm auf Unterkonstruktion Stahlprofil Z 60/45/6 mm Abluft Verglasung VSG Weißglas geätzt TVG 12 mm + 10 mm Stahlproil fi 120 mm Stahlprofil fi 200 mm Wartungswagen Stahlrohr | 50/50/5 mm Zugstange Stahl Ø 10 mm Stahlprofil fi 200 mm Querjoch Stahlrohr | 40/40/4 mm Hinterschnitt-Punkthalter Vertikalverglasung Stahl Ø 18 mm Stahlrohr | 80/80/4 mm, Gipskartonplatte 12,5 mm

11

8

9

19

20

B

265

Beispiel 18

Büro Heimstetten, D 2008 Architekten: Udo Rieger, Isen Martina Thurner, München Tragwerksplanung: Barthel & Maus, München Energiekonzept: Florian Hausladen, Heimstetten

Nach einer behutsamen, nachhaltigen und energieoptimierten Sanierung beherbergt das ehemalige Wirtschaftsgebäude nun einen Getränkemarkt im Erdgeschoss und Büroräume im Dachgeschoss. Bei Erhalt der alten Kubatur galt es die Belichtung zu optimieren, die bisher lediglich durch seitliche Ausblicke gegeben war. Die Fenster lassen sich jetzt öffnen und bringen Frischluft in die Räume. Zusätzliche motorisch betriebene Dachflächenfenster sorgen für erheblich verbesserte Lichtverhältnisse. Durch Umbaumaßnahmen wie eine durch Innendämmung und Speichermasse energetisch optimierte Außenfassade und die großzügige Öffnung der Giebelseiten ließen sich effizient und kostengünstig neue Nutzungsqualitäten schaffen. Auf sichtbare technische Systeme zur Gebäudetemperierung wurde verzichtet, die Beheizung des Gebäudes erfolgt über eine Grundwasserwärmepumpe mit einer Gesamtheizleistung von 43 kW. Bedingt durch das niedrige Vorlauftemperaturniveau von maximal 30 °C erreicht diese bestmögliche Leistungszahlen. Bei einer Abkühlung um 3 K werden dem Grundwasser 35,8 kW Kälteleistung entzogen. Es genügt, lediglich 7,2 kW in Form elektrischer Antriebsenergie zuzuführen. Ganz entscheidend trägt die Bauteiltemperierung über den Fußboden zur Behaglichkeit in den Räumen bei. Über ihn wird die Heizwärme im Winter als Konvektions- und Strahlungswärme abgegeben. In den Sommermonaten wird dieser Effekt bewusst umgekehrt: Der Betonfußboden lässt sich mithilfe der Absenkung der Vorlauftemperatur durch das kühle Grundwasser als passives Kühlelement nutzen. Letztlich sind es viele Dinge, die das Projekt ausmachen: der Charme des Orts, die offene Bürostruktur, die zur Kommunikation einlädt, sowie durchdachte technische Lösungen. Entscheidend für das Wohlbefinden in den Büroräumen ist jedoch die Arbeitsplatzbehaglichkeit. Diese zu schaffen, war das Ziel.

1

3

A A

B

266

1

3

B

aa

Kühlfall Sommer: Über den Saugbrunnen wird das Grundwasser zum Wärmetauscher gepumpt. Das 14 °C kalte Grundwasser kühlt den Vorlaufkreis auf 15 °C ab. Über die Fußbodenkühlung wird dem Raum Wärme entzogen. Einströmende warme Außenluft wird angenehm gekühlt. Die Rücklauftemperatur am Wärmetauscher liegt dann bei 19 °C. Heizfall Winter: Dem 10 °C kalten Grundwasser werden 3 K entzogen. Vom Wärmetauscher aus wird über die Wärmepumpe die Vorlauftemperatur je nach Heizfall geregelt. Die Fußbodenheizung liefert bis zu 50 W/m2 Heizleistung.

Schnitte Grundriss 1. Obergeschoss Maßstab 1:400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Saugbrunnen Wärmetauscher Schluckbrunnen Wärmepumpe Empfang / Sekretariat Besprechungszimmer Büro, nach oben offen Büro, mit Deckenebene Büro Geschäftsleitung Fluchtbalkon Druckerzentrum Lagerraum Sanitärbereich Gemeinschaftsküche

a

6

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9 b b

5

• Grundwasserwärmepumpe • thermoaktive Decke • Fußbodenheizung

4 2

2

a

14

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Büro

Horizontalschnitt • Vertikalschnitt Maßstab 1:10 15

15

16 17 18 19 20 21

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25

Kalkzementputz 10 mm Mauerwerk Hochlochziegel 105 mm Kalkzementputz 10 mm Stütze Stahlrohr ¡ 200/100/6,3 mm Festverglasung ESG 8 mm Medienpaneel Beplankung Fichte 150/80 mm Tür Glas ESG 8 mm Geländer Flachstahl ¡ 50/10 mm Bodenbelag Galerie Estrich geschliffen 60 mm mit Fußbodenheizung Trittschalldämmung Mineralwolle 20 mm Stahlbetondecke 160 mm Verblendung Funiersperrholz Birke 15 mm Querriegel Funiersperrholz Birke 20 mm Bodenbelag Estrich geschliffen mit Fußbodenheizung 60 mm Trittschalldämmung Polystyrol 20 mm Wärmedämmung Polystyrol 40 mm Stahlbeton 160 mm Bodenbelag Holzdielen 28 mm OSB-Platte 12 mm Holzbalken 80 mm mit Aussparung für Elektrobodenkanal

16 17

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cc

20 21

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c

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Beispiel 19

Klinikum Altötting, D 2006 Architekt: Albert Koeberl, Passau Mitarbeiter: Andreas Gerlinger Trockenbau: Baierl+Demmelhuber, Töging

Schon von Weitem präsentiert sich die neue Strahlentherapieeinrichtung des Klinikums Altötting in leuchtendem Gelb. Diese im Innenraum vorherrschende Farbe verleiht dem Gebäude durch die verglasten Fassaden eine starke Außenwirkung. Frei stehende, geschwungene, gekippte und gewölbte Wände erzeugen einen einzigartigen Raumeindruck. Sie öffnen sich zu Sitznischen im Wartebereich, weiten sich zu Kojen, in denen die Umkleiden untergebracht sind, und umschließen die Anmeldung, in der Monitore und Tische integriert sind. Um diese komplexen, zuvor am PC als 3DModell entwickelten Wandgeometrien realisieren zu können, fertigte die Trockenbaufirma Schablonen aus Holzwerkstoff im Originalmaßstab an. Diese Schablonen bilden zusammen mit Metallhohlprofilen die Unterkonstruktion für die mit Gipskarton beplankten Ausbauelemente. Damit die Oberflächen auch bei Streiflicht völlig glatt erscheinen, waren nach einer Grundverspachtelung noch weitere Spachtelvorgänge nötig. Die oberste Schicht bildet hierbei eine Epoxidharzbeschichtung aus zwei Komponenten. Dieser Überzug findet sich auch auf dem Boden wieder, der fließend in die Wand übergeht. Die eigentlichen Therapieräume haben 1,8 m dicke Betonwände, die verhindern, dass Stahlung nach außen dringt. Im Inneren sind sie als abstrakte weiße Kapsel ausgestaltet, in deren Gipskartonhülle Schränke, Technik und Lüftung integriert sind. Zwischen der Rohdecke und einer transluzenten textilen Spanndecke verbergen sich drei farbige Leuchtstoffröhren, die nach dem RGB-Prinzip viele verschiedene Lichtfarben generieren können. Im Gegensatz zu herkömmlichen engen und dunklen Therapieräumen war hier das Konzept, die Atmosphäre hell und freundlich erscheinen zu lassen. • komplexe Wandgeometrien • hinterleuchtete Spanndecke º

DBZ 06 / 2007

aa

bb Schnitte • Grundriss Maßstab 1:400 1 2 3

4 5 6 7 8 9

Eingang Wartebereich Anmeldung

a

7 9 8 6 c

6 3

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5

2 b

b 2

2

1

a

268

Arztzimmer Besprechungsraum Therapieraum Technik Arbeitsplätze Personal

Klinikum

12

Axonometrie Vertikalschnitt Innenwand Maßstab 1:20 10 11

Schablone MDF 30 mm Beschichtung Epoxidfestharz auf Haftgrund Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Kanthölzer gehobelt 30/50 mm Wärmedämmung Mineralwolle maximal 180 mm Stahlstütze freistehend | 40/40/3 mm Gipskartonplatten beschichtet 2≈ 12,5 mm

13

14 15

Bodenbeschichtung Epoxidfestharz Anhydritheizestrich kugelgestrahlt 80 mm Trennlage PE-Folie Wärmedämmung Polystyrol 2≈ 60 mm Voranstrich 10 mm Stahlbeton 200 mm Tischdetails Holzfaserplatte 40 mm gelb lackiert Leuchtstoffröhre Befestigung Kantholz abgeschrägt

10

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10

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269

Beispiel 19

10

Vertikalschnitt • Maßstab 1:20 1 2 3 4 5 7 6 8 9

Stahlbeton 250 mm Abluftkanal Leiste MDF mit Ausfräsungen 40/70 mm Biegeplatten Holzfaser weiß lackiert 19 mm Spanplatte kunststoffbeschichtet 19 mm Stahlwinkel ∑ 60/30/6 mm Laser Zuluftkanal Lüftungsgitter Aluminiumblech mit Quadratlochung 1,5 mm

11 12 13 14

1 2

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3 12 4 5

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270

6

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Bodenbeschichtung Epoxidfestharz ableitfähig Anhydritheizestrich kugelgestrahlt 80 mm Trennlage PE-Folie Wärmedämmung Polystyrol 2≈ 60 mm Voranstrich 10 mm Bodenplatte Stahlbeton 420 mm Leuchtstoffröhren Spanndecke Textil weiß transluzent mit 64 % Lichtdurchlass Konsole Kederschiene Kunststoff

Kieferorthopädische Praxis

Kieferorthopädische Praxis Mindelheim, D 2007 Architekten: Landau + Kindelbacher, München Mitarbeiter: Christiane Kern Möbelbau: Engel Möbelwerkstätten, Stetten-Erisried

Grundriss Maßstab 1:400 5

4

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6

1 3 4

2

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1 2 3 4 5 6 7

Eingang Anmeldung Garderobe / Warten Behandlung Büro Labor Sozialraum / Teeküche

Gerade wenn es um Zähne geht, sollten Patieten sich rundum wohl und versorgt fühlen. Dieses Gefühl vermittelt die Kieferorthopädische Praxis, die das gesamte erste Geschoss in einem unter Ensembleschutz stehenden Gebäude einnimmt. Die Innenarchitekten schafften dabei einen loftartigen stützenfreien Grundriss. Ohne in die denkmalgeschützte Substanz einzugreifen, schaffen die Möbel mit ihrer organischen Formensprache ein Raumgefüge. Eine Art Bügel aus lackierten MDF-Platten umschließt die Anmeldung. Dort, wo der Patient herantritt, ist sie mit Leder bespannt ist und vermittelt so haptisch ein angenehmes Gefühl. Sitzinseln stehen zum Warten bereit, ein geschwungener Modellschrank trennt den Flur neben den abgeschlossenen Labor- und Büroräumen vom Behandlungsbereich. Dadurch, dass es im Patientenbereich kaum Türen gibt, gehen die Funktionen fließend ineinander über und garantieren einen optimalen Behandlungsablauf. In der raumübergreifenden Lichtdecke mit ihren Höhenversprüngen und den runden Ausschnitten setzt sich die Gestaltungsidee der Möbel fort. Das Lichtkonzept ist ideal auf die jeweiligen Arbeitssituationen abgestimmt und macht es möglich, mit verschiedenen Lichtfarben unterschiedliche Stimmungen zu erzeugen. Dass der Behandlungsbereich ohne die typischen Langfeldleuchten auskommt, nimmt ihm ein wenig den Charakter einer Arztpraxis. In der gesamten Praxis herrscht dank der abgehängten Decke eine angenehme Raumakustik. Die Gipskartonplatten mit einer durchgehenden Streulochung in drei verschiedenen Größen sind auf der Rückseite mit einem schallabsorbierenden Vlies kaschiert. Da auf Farbe bewusst verzichtet wurde, sorgt die Strukturierung der Decke für eine Auflockerung der Oberflächen. • raumbildende Möblierung • abgehängt Decke mit Höhenversprüngen • auf die Nutzung abgestimmtes Beleuchtungskonzept º

AIT 11 / 2007

271

Beispiel 20

1 2

b

b aa

5

4

3

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Horizontalschnitte Vertikalschnitte Maßstab 1:20 1

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2 3 4 5 6 7

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8

8

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9 10 2 11 12 13 14

4 10

15 16 bb

272

MDF-Platte seidenmatt lackiert 19 mm Kantholz 40/80 mm MDF-Platte 19 mm Kunstleder auf MDF-Platte 19 mm Akustikdecke 12,5 mm Leuchtstoffröhre Gipskartonplatte 12,5 mm Einbaustrahler Niedervolt Ø 12 mm MDF-Platte 19 mm Kantholz 70/200 mm MDF-Platte 19 mm Abdeckplatte Klarglas 8 mm MDF-Platte 25 mm Kantholz abgerundet 40/40 mm Bodenbelag Zementestrich 5 mm Estrich 115 mm mit Fußbodenheizung Stahlbeton (Bestand) MDF-Platte seidenmatt lackiert 19 mm Kantholz 35/80 mm Gewindestange Stahl Ø 20 mm Aluminiumprofil fi 27 mm MDF-Platte seidenmatt lackiert 12,5 mm Einbaudownlight Dibond Einlegeboard 5 mm in Aluminiumschiene 5 mm Arbeitsplatte und Waschbecken Mineralwerkstoff acrylgebunden 12 mm

Kieferorthopädische Praxis

d

11

12

11

d cc

3 13 4

14

15

16

c

c

10

dd

273

Verordnungen, Richtlinien, Normen

Verordnungen, Richtlinien, Normen Die EU hat für eine Anzahl von Produkten Richtlinien erlassen, um insbesondere Sicherheit und Gesundheit der Anwender zu gewährleisten. Diese Richtlinien müssen in den Mitgliedsstaaten in verbindliche Gesetze und Verordnungen umgesetzt werden. Die Richtlinien selbst enthalten keine technischen Details, sondern nur verbindliche grundlegende Anforderungen. Die technischen Werte dafür sind in zugeordneten technischen Regeln und in Form von europaweit harmonisierten Normen (EN-Normen) festgelegt. Allgemein stellen technische Regeln Arbeitshinweise und Hilfsmittel für den Arbeitsalltag dar. Sie sind keine Rechtsvorschriften, sondern geben Entscheidungshilfen, bilden eine Richtschnur für einwandfreies technisches Vorgehen und /oder konkretisieren Inhalte von Verordnungen. Grundsätzlich steht die Anwendung der technischen Regeln jedermann frei. Erst wenn diese in Gesetzen, Verordnungen oder Vorschriften vorgesehen sind, werden sie rechtsverbindlich (z. B. im Baurecht) – oder wenn vertraglich die Verbindlichkeit einzelner Normen zwischen den Vertragspartnern festgelegt wird. Zu den technischen Regeln gehören u. a. DIN-Normen, VDI-Richtlinien und die als Regeln der Technik bezeichneten Werke (z. B. Technische Regeln für Gefahrstoffe TRGS). Die Normen unterscheiden sich in Produkt-, Anwendungs- und Prüfnormen. Oftmals beziehen sie sich nur auf eine spezifische Material- oder Produktgruppe. Diesen Normen liegen entsprechende Prüf- und Rechenmethoden für die jeweiligen Materialien zugrunde. Grundsätzlich gilt immer die neueste Version einer Norm, die dem Stand der Technik entsprechen soll. Eine neue oder überarbeitete Norm wird in Form eines Normentwurfs öffentlich zur Diskussion gestellt, um später als Norm verabschiedet zu werden. Welchen Ursprung und Einflussbereich eine Norm hat, lässt sich aus ihrer Bezeichnung ersehen: DIN plus Zählnummer (z. B. DIN 4108) besitzt überwiegend nationale Bedeutung (Entwürfe werden mit »E« und Vornormen mit »V« gekennzeichnet). Bei DIN EN plus Zählnummer (z. B. DIN EN 335) handelt es sich um die deutsche Ausgabe einer europäischen Norm, die unverändert von der europäischen Normungsorganisation CEN übernommen wurde. Bei DIN EN ISO (z. B. DIN EN ISO 13 786) spiegelt sich der nationale, europäische und weltweite Einflussbereich wider. Auf Grundlage einer Norm der internationalen Normungsorganisation ISO wurde eine europäische Norm erarbeitet, die als DIN-Norm übernommen wurde. Bei DIN ISO (z. B. DIN ISO 2424) handelt es sich um eine unveränderte Übernahme einer Norm der ISO als nationale Norm. Die nachfolgende Zusammenstellung ist eine Auswahl von Verordnungen, Richtlinien und Normen, die den Stand der Technik wiedergibt (August 2008).

Teil A

Raum und Gestalt

Behaglichkeit DIN 1946 Wärmetechnisches Verhalten von Bauprodukten und Bauteilen – Technische Kriterien zur Begutachtung von Laboratorien bei der Durchführung der Messungen von Wärmeübertragungseigenschaften; Teil 2: Messung nach Verfahren mit dem Plattengerät. 1999-04 DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. 2003-07 DIN EN ISO 7730 Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit. 2006-05 Licht ASR 7/1 Sichtverbindung nach außen. 1976-04 DIN 5031 Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik

274

Teil 1: Größen, Formelzeichen und Einheiten der Strahlungsphysik. 1982-03 Teil 2: Strahlungsbewertung durch Empfänger. 1982-03 Teil 3: Größen, Formelzeichen und Einheiten der Lichttechnik. 1982-03 Teil 4: Wirkungsgrade. 1982-03 Teil 5: Temperaturbegriffe. 1982-03 Teil 6: Pupillen-Lichtstärke als Maß für die Netzhautbeleuchtung. 1982-03 Teil 7: Benennung der Wellenlängenbereiche. 1984-01 Teil 8: Strahlungsphysikalische Begriffe und Konstanten. 1982-03 Teil 9: Lumineszenz-Begriffe. 1982-03 Teil 10: Photobiologisch wirksame Strahlung, Größen, Kurzzeichen und Wirkungsspektren. 2000-03 DIN 5034 Tageslicht in Innenräumen Teil 1: Allgemeine Anforderungen. 1999-10 Teil 2: Grundlagen. 1985-02 Teil 3: Berechnung. 2007-02 DIN 5036 Strahlungsphysikalische und lichttechnische Eigenschaften von Materialien Teil 1: Begriffe, Kennzahlen. 1978-07 Teil 3: Meßverfahren für lichttechnische und spektrale strahlungsphysikalische Kennzahlen. 1979-11 Teil 4: Klasseneinteilung. 1977-08 DIN 6169 Farbwiedergabe Teil 1: Allgemeine Begriffe. 1976-01 Teil 2: Farbwiedergabe-Eigenschaften von Lichtquellen in der Beleuchtungstechnik. 1976-02 Teil 4: Verfahren zur Kennzeichnung der Farbwiedergabe in der Farbphotographie. 1976-05 Teil 5: Verfahren zur Kennzeichnung der objektbezogenen Farbwiedergabe im Mehrfarbendruck. 1976-01 Teil 6: Verfahren zur Kennzeichnung der Farbwiedergabe in der Farbfernsehtechnik mit Bildaufnahmegeräten. 1976-01 Teil 7: Verfahren zur Kennzeichnung der Farbwiedergabe bei der Fernseh-Farbfilmabtastung. 1976-09 Teil 8: Verfahren zur Kennzeichnung der farbbildbezogenen Farbwiedergabe im Mehrfarbendruck. 1976-09 DIN 67 507 Lichttransmissionsgrade, Strahlungstransmissionsgrade und Gesamtenergiedurchlassgrade von Verglasungen DIN EN 410 Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen. 1998-12 DIN EN 12 464 Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten. Teil 1: Arbeitsstätten in Innenräumen. 2003-03 Teil 2: Arbeitsplätze im Freien. 2007-10 Material DIN 276 Kosten im Bauwesen; Teil 1: Hochbau. 2008 DIN 1045 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton; Teil 1: Bemessung und Konstruktion. 2008-08 DIN 1053 Mauerwerk; Teil 1: Berechnung und Ausführung. 1996 DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Teil 1: Baustoffe; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen. 1998 DIN 18 960 Nutzungskosten im Hochbau. 2008 DIN 31 051 Grundlagen der Instandhaltung. 2003 DIN 68 364 Kennwerte von Holzarten – Rohdichte, Elastizitätsmodul und Festigkeiten. 2003 DIN EN 197 Zement; Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normalzement. 2004 DIN EN 206 Beton; Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. 2001 DIN EN 572 Glas im Bauwesen – Basiserzeugnisse aus Kalk-Natronsillicatglas; Teil 1: Definitionen und allgemeine physikalische und mechanische Eigenschaften. 2004 DIN EN 934 Zusatzmittel für Beton, Mörtel und Einpressmörte; Teil 2: Betonzusatzmittel – Definitionen, Anforderungen, Konformität, Kennzeichnung und Beschriftung. 2008 DIN EN 10 020 Begriffsbestimmung für die Einteilung der Stähle. 2000 DIN EN 12 620 Gesteinskörnungen für Beton. 2008

DIN EN 13 139 Gesteinskörnungen für Mörtel. 2002 DIN EN 13 318 Estrichmörtel und Estriche – Begriffe. 2000 DIN EN 13 501 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten; Teil 1: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Prüfungen zum Brandverhalten von Bauprodukten. 2007 DIN EN 13 813 Estrichmörtel und Estrichmasse – Eigenschaften und Anforderungen. 2003 DIN V 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte. 2007 Teil 10: Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe – Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe. 2008 DIN V 18 550 Putz und Putzsysteme – Ausführung. 2005 GEFMA 200 Kostenrechnung im Facility Management GEFMA Richtlinie 220-1 Lebenszykluskostenrechnung im FM; Einführung und Grundlagen. 2006-06

Teil B Integrale Planung Konzepte und Gebäudetypologien BINE Themeninfo Gebäude sanieren – Schulen. 01/2006 DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. 2003-07 Teil 6: Berechnung des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs. 2003-06 DIN 7730 Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit (ISO 7730: 2005). 2006-05 DIN EN 15 251 Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik; Deutsche Fassung EN 15251: 2007. 2007-08 DIN V 18 599 Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung. 2007-02 VDI 2050 Anforderungen an Technikzentralen Blatt 1 Anforderungen an Technikzentralen – Technische Grundlagen für Planung und Ausführung. 2006-12 VDI 3807 Verbrauchskennwerte Blatt 1: Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude – Grundlagen, 2007-03 Blatt 2: Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude – Heizenergie- und Stromverbrauchskennwerte, 1998-06 Blatt 4: Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude – Teilkennwerte elektrische Energie, 2008-08 Engergie und Gebäude DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden DIN V 4701 Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen; Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung. 2003-08 DIN V 18 599 Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung. 2007-04 EnEV Anlage 1, 2.1.1. 2009 EnEV §3, Abs1. 2009 EnEV §5 2009 Energieversorgnung DIN V 18 599-5 Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung Vornorm. 2007-02 DIN V 4701 Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen; Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung. 2003-08 Energieeinsparverordnung 2009 (EnEV)

Verordnungen, Richtilinien, Normen

Teil C

Innenausbau

Allgemein DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen DIN 4108 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden DIN 4109 Schallschutz im Hochbau. 1989-11; Beiblatt 1: Ausführungsbeispiele und Rechenverfahren DIN 18 180 Gipsplatten – Arten und Anforderungen. 2007 DIN 18 181 Gipsplatten im Hochbau – Verarbeitung. 2008 DIN 18 182 Zubehör für die Verarbeitung von Gipsplatten DIN 18 184 Gipskartonverbundplatten mit Polystyroloder Polyurethan-Hartschaum als Dämmstoff. 2008 DIN 68 127 Akustikbretter. 1970 DIN 68 740 Paneele; Teil 2: Furnier-Decklagen auf Holzwerkstoffen. 1999 DIN 68 762 Spanplatten für Sonderzwecke im Bauwesen; Begriffe, Anforderungen, Prüfung. 1982 DIN EN 520 Gipsplatten – Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren; Dt. EN 520: 2004 DIN EN 12 524 Baustoffe und -produkte – Wärme- und feuchteschutztechnische Eigenschaften – Tabellierte Bemessungswerte; Dt. EN 12 524: 2000 DIN EN 13 162 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) – Spezifikation; Dt. EN 13 162: 2001 DIN EN 13 163 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Polystyrolschaum (EPS) – Spezifikation; Dt. EN 13 163: 2001 DIN EN 13 164 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus extrudiertem Polystyrolschaum (XPS) – Spezifikation; Dt. EN 13 164: 2001 DIN EN 13 165 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus PolyurethanHartschaum (PUR) – Spezifikation; Dt. EN 13 165: 2001 DIN EN 13 166 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus PhenolharzHartschaum (PF) – Spezifikation; Dt. EN 13 166: 2001 DIN EN 13 167 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) – Spezifikation; Dt. EN 13 167: 2001 DIN EN 13 168 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzwolle (WW) – Spezifikation; Dt. EN 13 168: 2001 DIN EN 13 169 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Blähperlit (EPB) – Spezifikation; Dt. EN 13 169: 2001 DIN EN 13 170 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus expandiertem Kork (ICB) – Spezifikation; Dt. EN 13 170: 2001 DIN EN 13 171 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmäßig hergestellte Produkte aus Holzfasern (WF) – Spezifikation; Dt. EN 13 171: 2001 DIN EN 13 986 Holzwerkstoffe zur Verwendung im Bauwesen – Eigenschaften; Bewertung der Konformität und Kennzeichnung; Dt. EN 13 986: 2004 DIN EN 14 195 Metallprofile für Unterkonstruktionen von Gipsplattensystemen – Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren; Dt. EN 14195: 2005 DIN EN 14 322 Holzwerkstoffe – Melaminbeschichtete Platten zur Verwendung im Innenbereich – Definition, Anforderungen und Klassifizierung; Dt. EN 14322: 2004 DIN EN 14 566 Mechanische Befestigungsmittel für Gipsplattensysteme – Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren; Dt. PrEN 14 566: 2007 DIN EN ISO 354 Akustik – Messung der Schallabsorption in Hallräumen (ISO 354: 2003); Dt. EN ISO 354: 2003 DIN EN ISO 11 654 Akustik – Schallabsorber für die Anwendung in Gebäuden – Bewertung der Schallabsorption (ISO 11 654: 1997); Dt. EN ISO 11 654: 1997 VDI 4100 Schallschutz von Wohnungen. Kriterien für Planung und Beurteilung. 1994 Wandsysteme im Ausbau DIN 4103 Nichttragende innere Trennwände; Teil 1: Anforderungen, Nachweise. 1984-07 DIN 18 101 Türen; Türen für den Wohnungsbau; Türblattgrößen, Bandsitz und Schlosssitz; Gegenseitige Abhängigkeit der Maße. 1984

DIN 18 111 Türzargen – Stahlzargen. 1985 DIN 68 706 Innentüren aus Holz und Holzwerkstoffen. 2002 Deckensysteme im Ausbau DIN 18 168 Gipsplattendeckenbekleidungen und Unterdecken; Teil 1: Anforderungen an die Ausführung. 2007 DIN 18 168 Gipsplattendeckenbekleidungen und Unterdecken; Teil 2: Nachweis der Tragfähigkeit von Unterkonstruktionen und Abhängern aus Metall. 2008 DIN EN 13 964 Unterdecken – Anforderungen und Prüfverfahren; Dt. EN 13 964: 2004 + A1: 2006 Bodensysteme im Ausbau DIN EN 12 431 Wärmedämmstoffe für das Bauwesen – Bestimmung der Dicke von Dämmstoffen unter schwimmendem Estrich; Dt. EN 12 431: 1998 + A1: 2006 DIN EN 12 825 Doppelböden; Dt. EN 12 825: 2001 DIN EN 13 213 Hohlböden; Dt. EN 13 213: 2001

Teil D Haustechnik Raumkonditionierung: Heizen DIN 4703 Raumheizkörper. 1999-12 DIN 4726 Warmwasser-Flächenheizungen und Heizkörperanbindungen – Kunststoffrohr- und Verbundrohrleitungssysteme. 2008-10 DIN EN 215 Thermostatische Heizkörperventile – Anforderungen und Prüfung. 2007-11 DIN EN 442 Radiatoren und Konvektoren. 2003 -12 DIN EN 1264 Fußboden-Heizung – Systeme und Komponenten. 1997-11 DIN EN 14 037 Deckenstrahlplatten für Wasser mit einer Temperatur unter 120 °C. 2003 -08 DIN EN 15 316 Heizungsanlagen in Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen; Teil 2-1: Wärmeübergabesysteme für die Raumheizung. 2007-10 DIN V 18 599 Energetische Bewertung von Gebäuden – Berechnung des Nutz-, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung, Vornorm, 2007-02 VDI 2067 Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen Blatt 10: Energiebedarf beheizter und klimatisierter Gebäude. 1998-06 Blatt 11: Rechenverfahren zum Energiebedarf beheizter und klimatisierter Gebäude. 1998-06 VDI 3805 Produktdatenaustausch in der TGA; Blatt 2: Heizungsarmaturen. 2003-02 VDI 6030 Auslegung von freien Raumheizflächen – Grundlagen; Blatt 1: Auslegung von Raumheizkörpern. 2002-07 Raumkonditionierung: Lüftung DIN 1946 Raumlufttechnik; Teil 4: Raumlufttechnische Anlagen in Gebäuden und Räumen des Gesundheitswesens. 2008-12 DIN 1946 Raumlufttechnik; Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe /Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung. 2009-05 DIN 18 017 Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster; Teil 3: Lüftung mit Ventilatoren. 2009-07 DIN EN 12 097 Lüftung von Gebäuden – Luftleitungen – Anforderungen an Luftleitungsbauteile zur Wartung von Luftleitungssystemen. 2006-11 DIN EN 12 238 Lüftung von Gebäuden – Luftdurchlässe – Aerodynamische Prüfung und Bewertung für Anwendung bei Mischströmung. 2001-12 DIN EN 12 239 Lüftung von Gebäuden – Luftdurchlässe – Aerodynamische Prüfung und Bewertung für Anwendung bei Verdrängungsströmung. 2001-11 DIN EN 12 792 Lüftung von Gebäuden – Symbole, Terminologie und graphische Symbole. 2004-01 DIN EN 13 779 Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungsund Klimaanlagen und Raumkühlsysteme. 2007-09

DIN EN 14 240 Lüftung von Gebäuden – Kühldecken – Prüfung und Bewertung. 2004-04 DIN EN 15 251 Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik. 2007-08 DIN EN 15 665 Lüftung von Gebäuden – Bestimmung von Leistungskriterien für Lüftungssysteme in Wohngebäuden. 2009-07 DIN EN ISO 13 790 Energieeffizienz von Gebäuden – Berechnung des Energiebedarfs für Heizung und Kühlung (ISO 13 790: 2008). 2008-09 DIN V 4701 Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen; Teil 10: Heizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung. Vornorm, 2003-08 VDI 6035 Raumlufttechnik – Dezentrale Lüftungsgeräte – Fassadenlüftungsgeräte (VDI-Lüftungsregeln). 2008-05 Raumkonditionierung: Kühlung DIN EN 1264 Raumflächenintegrierte Heiz- und Kühlsysteme mit Wasserdurchströmung; Teil 5: Heiz- und Kühlflächen in Fußböden, Decken und Wänden – Bestimmung der Wärmeleistung und der Kühlleistung. 2009-01 DIN EN 14 240 Lüftung von Gebäuden – Kühldecken – Prüfung und Bewertung; Dt. EN 14 240: 2004-04 DIN EN 15 241 Lüftung von Gebäuden – Berechnungsverfahren für den Energieverlust aufgrund der Lüftung und Infiltration in Nichtwohngebäuden. 2007-09 DIN EN 15 316 Heizungsanlagen in Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen; Teil 4-3: Wärmeerzeugungssysteme, thermische Solaranlagen. 2007-10 DIN EN 15 377 Heizungsanlagen in Gebäuden – Planung von eingebetteten Flächenheiz- und Kühlsystemen mit Wasser als Arbeitsmedium Teil 1: Bestimmung der Auslegungs-Heiz- bzw. Kühlleistung. 2009-02 Teil 2: Planung, Auslegung und Installation. 2008-11 Teil 3: Optimierung für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen. 2007-12 Raumkonditionierung: Flächenheizungen DIN 4726 Warmwasser-Flächenheizungen und Heizkörperanbindungen – Kunststoffrohr- und Verbundrohrleitungssysteme. 2008-10 Raumkonditionierung: Induktionsgeräte DIN EN 12 589 Lüftung von Gebäuden – Luftdurchlasseinheiten – Aerodynamische Prüfung und Bewertung von Luftdurchlasseinheiten mit konstantem und variablem Luftvolumenstrom. 2002-01 Raumkonditionierung: Klimaanlage DIN 1946 Raumlufttechnik; Teil 6: Lüftung von Wohnungen – Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessung, Ausführung und Kennzeichnung, Übergabe /Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung. 2009-05 DIN EN 1886 Lüftung von Gebäuden – Zentrale raumlufttechnische Geräte – Mechanische Eigenschaften und Messverfahren. 2009-07 Raumkonditionierung: Sonnenschutz DIN EN 13 363 Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen – Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades Teil 1: Vereinfachtes Verfahren. 2007-09 Teil 2: Detailliertes Berechnungsverfahren. 2005-06 Raumkonditionierung: Passive Kühlung DIN EN 15 242 Lüftung von Gebäuden – Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Luftvolumenströme in Gebäuden einschließlich Infiltration. 2007-09 DIN EN ISO 13 791 Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Sommerliche Raumtemperaturen bei Gebäuden ohne Anlagentechnik – Allgemeine Kriterien und Validierungsverfahren (ISO 13 791: 2004). 2005-02 Raumkonditionierung: Heizlast DIN EN 12 831 Heizungsanlagen in Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast. 2003-08

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Verordnungen, Richtilinien, Normen

Raumkonditionierung: Kühllast VDI 2078 Blatt 1: Berechnung der Kühllast klimatisierter Gebäude bei Raumkühlung über gekühlte Raumumschließungsflächen. 2003-02 Raumkonditionierung: Allgemein DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. 2003-07 DIN V 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; Teil 6: Berechnung des Jahresheizwärmeund des Jahresheizenergiebedarfs. Vornorm, 2003-06 Elektroplanung VDI 3807 Verbrauchskennwerte für Gebäude Blatt 1: Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude – Grundlagen. 2007-03 Blatt 2: Energieverbrauchskennwerte für Gebäude – Heizenergie- und Stromverbrauchskennwerte. 1998-06 Blatt 3: Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude und Grundstücke. 2000-07 Blatt 4: Energie- und Wasserverbrauchskennwerte für Gebäude – Teilkennwerte elektrische Energie. 2008-08 Elektroplanung: elektrische Anlagen in Wohngebäuden DIN 18 015 Elektrische Anlagen im Wohngebäuden Teil 1: Planungsgrundlagen. 2007-09 Teil 2: Art und Umfang der Mindestausstattung. 2004-08 Teil 3: Leitungsführung und Anordnung der Betriebsmittel, Berichtigung 1. 2008-01 Elektroplanung: Symbole DIN EN 60 617 Grafische Symbole für Schaltpläne; Teil 1 bis 11. 1997-08 Elektroplanung: Schutztechnik/Schutzbereiche DIN VDE 0100-410 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag. 2007-06 DIN VDE 0105 Betrieb von elektrischen Anlagen; Teil 100: Allgemeine Festlegungen. 2005-06 Elektroplanung: Ausstattungsumfang RAL-RG 678 Elektrische Anlagen in Wohngebäuden – Anforderungen. 2004-09 Elektroplanung: Herstellung von Schlitzen im Mauerwerk DIN 1053 Mauerwerk; Teil 1: Berechnung und Ausführung. 1996-11 VOB /C ATV DIN 18 330 Mauerarbeiten. 2006-10 Elektroplanung: Brandschutz DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen. 1998-08 Elektroplanung: Gebäudeautomation DIN EN ISO 16 484 Systeme der Gebäudeautomation (GA) Teil 2: Hardware. 2004-10 Teil 3: Funktionen. 2005-12 Teil 5: Datenkommunikationsprotokoll. 2008-05 Teil 6: Datenübertragungsprotokoll – Konformitätsprüfung. 2006-04 VDI 3813 Raumautomation; Blatt 1: Grundlagen 2007-05 VDI 3814 Gebäudeautomation (GA) Blatt 1: Systemgrundlagen. 2005-05 Blatt 2: Gesetze, Verordnungen, Technische Regeln. 2009-07 Blatt 3: Hinweise für das Gebäudemanagement – Planung, Betrieb und Instandhaltung. 2007-06 Blatt 4: Datenpunktlisten und Funktionen – Beispiele. 2003-08 Blatt 5: Hinweise zur Systemintegration. 2000-01 VDI 6015 BUS-Systeme in der Gebäudeautomation – Anwendungsbeispiele. 2003-03 Sanitärplanung AVBWasserV Verordnung über Allgemeine Bedingungen

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für die Versorgung mit Wasser. 1980-06 DIN 1053 Mauerwerk; Teil 1: Berechnung und Ausführung, S. 19f. 1996-11 DIN 1986 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke Teil 3: Regeln für Betrieb und Wartung. 2004-11 Teil 4: Verwendungsbereiche von Abwasserrohren und -formstücken verschiedener Werkstoffe. 2003-02 Teil 30: Instandhaltung. 2003-02 Teil 100: Zusätzliche Bestimmungen zu DIN EN 752 und DIN EN 12 056. 2008-05 DIN 1988 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI) Teil 1: Allgemeines; Technische Regel des DVGW. 1988-12 Teil 2: Planung und Ausführung; Bauteile, Apparate, Werkstoffe; Technische Regel des DVGW. 1988-12 Teil 3: Ermittlung der Rohrdurchmesser; Technische Regel des DVGW. 1988-12 Teil 3, Beiblatt 1: Berechnungsbeispiele; Technische Regel des DVGW. 1988-12 Teil 4: Schutz des Trinkwassers, Erhaltung der Trinkwassergüte; Technische Regel des DVGW. 1988-12 Teil 6: Feuerlösch- und Brandschutzanlagen – Technische Regel des DVGW. 2002-05 Teil 7: Vermeidung von Korrosionsschäden und Steinbildung; Technische Regel des DVGW. 2004-12 Teil 8: Betrieb der Anlagen; Technische Regel des DVGW. 1988-12 DIN 1989 Regenwassernutzungsanlagen; Teil 1: Planung, Ausführung, Betrieb und Wartung. 2002-04 DIN 2000 Zentrale Trinkwasserversorgung – Leitsätze für Anforderungen an Trinkwasser, Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung der Versorgungsanlagen – Technische Regel des DVGW. 2000-10 DIN 2001 Trinkwasserversorgung aus Kleinanlagen und nicht ortsfesten Anlagen Teil 1: Kleinanlagen – Leitsätze für Anforderungen an Trinkwasser, Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung der Anlagen; Technische Regel des DVGW. 2007-05 Teil 2: Nicht ortsfeste Anlagen – Leitsätze für Anforderungen an Trinkwasser, Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung der Anlagen; Technische Regel des DVGW Entwurf. 2007-06 DIN 18 012 Haus-Anschlusseinrichtungen in Gebäuden – Raum- und Flächenbedarf – Planungsgrundlagen (2008-05) DIN 18 024 Barrierefreies Bauen Teil 1: Straßen, Plätze, Wege, öffentliche Verkehrs- und Grünanlagen sowie Spielplätze; Planungsgrundlagen. 1998-01 Teil 2: Öffentlich zugängige Gebäude und Arbeitsstätten, Planungsgrundlagen. 1996-11 DIN 18 025 Barrierefreie Wohnungen Teil 1: Wohnungen für Rollstuhlbenutzer; Planungsgrundlagen. 1992-12 Teil 2: Planungsgrundlagen. 1992-12 DIN 18 040 Entwurf Barrierefreies Bauen Planungsgrundlagen Teil 1: Öffentlich zugängliche Gebäude. 2009-02 Teil 2: Wohnungen. 2009-02 DIN 18 381 VOB Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen; Teil C: Allgemeine Technische VertragsbeDINgungen für Bauleistungen (ATV) – Gas-, Wasserund Entwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden. 2006-10 DIN 50 930 Korrosion der Metalle – Korrosion metallischer Werkstoffe im Innern von Rohrleitungen, Behältern und Apparaten bei Korrosionsbelastung durch Wässer; Teil 6: Beeinflussung der Trinkwasserbeschaffenheit. 2001-08 DIN 1988-5 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI); Druckerhöhung und Druckminderung; Technische Regel des DVGW. 1988-12 DIN EN 1717 Schutz des Trinkwassers vor Verunreinigungen in Trinkwasser-Installationen und allgemeine Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen zur Verhütung von Trinkwasserverunreinigungen durch Rückfließen – Technische Regel des DVGW; Dt. EN 1717: 2001-05 DIN EN 12 050 Abwasserhebeanlagen für Gebäude- und Grundstücksentwässerung – Bau- und Prüfgrundsätze;

Teil 3: Fäkalienhebeanlagen zur begrenzten Verwendung; Dt. EN 12 050-3: 2001-05 DIN EN 12 056 Schwerkraftentwässerungsanlagen innerhalb von Gebäuden Teil 1: Allgemeine und Ausführungsanforderungen; Dt. EN 12 056-1: 2001-01 Teil 2: Schmutzwasseranlagen, Planung und Berechnung; Dt. EN 12 056-2: 2001-01 Teil 3: Dachentwässerung, Planung und Bemessung; Dt. EN 12 056-3: 2001-01 Teil 4: Abwasserhebeanlagen; Planung und Bemessung; Dt. EN 12 056-4: 2001-01 Teil 5: Installation und Prüfung, Anleitung für Betrieb, Wartung und Gebrauch; Dt. EN 12 056-5: 2001-01 DIN EN 12 502 Korrosionsschutz metallischer Werkstoffe – Hinweise zur Abschätzung der Korrosionswahrscheinlichkeit in Wasserverteilungs- und speichersystemen Teil 1: Allgemeines; Dt. EN 12 502-1: 2005-03 Teil 2: Einflussfaktoren für Kupfer und Kupferlegierungen; Dt. EN 12 502-2: 2005-03 Teil 3: Einflussfaktoren für schmelztauchverzinkte Eisenwerkstoffe; Dt. EN 12502-3: 2005-03 Teil 4: Einflussfaktoren für nichtrostende Stähle; Dt. EN 12 502-4: 2005-03 Teil 5: Einflussfaktoren für Gusseisen, unlegierte und niedriglegierte Stähle; Dt. EN 12 502-5: 2005-03 DVGW W 551 Arbeitsblatt Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlagen; Technische Maßnahmen zur Verminderung des Legionellenwachstums; Planung, Errichtung, Betrieb und Sanierung von TrinkwasserInstallationen. 2004-04 DVGW W 553 Arbeitsblatt Bemessung von Zirkulationssystemen in zentralen Trinkwassererwärmungsanlagen. 1998 -12 DWA-A 138 Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser. 2005-04 DWA-M 153 Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Regenwasser. 2007-08 EnEV Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Anlage 5). 2007-07 TrinkwV Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch. 2001-05 VDI 4100 Schallschutz im Hochbau. 2007-08 VDI 6023 Technische Regel; Hygiene in TrinkwasserInstallationen; Blatt 1: Anforderungen an Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung 2006-07 VDI 6001 Technische Regel; Sanierung von sanitärtechnischen Anlagen; Blatt 1: Trinkwasser. 2004-07 VDI 6000 Technische Regel, Ausstattung von und mit Sanitärräumen Blatt 1: Wohnungen. 2008-02 Blatt 2: Arbeitsstätten und Arbeitsplätze. 2007-11 Blatt 3: Versammlungsstätten und Versammlungsräume. 2007-11 Blatt 4: Hotelzimmer. 2006-11 Blatt 5: Seniorenwohnungen, Seniorenheime, Seniorenpflegeheime. 2004-11 Blatt 6: Kindergärten, Kindertagesstätten, Schulen. 2006-11 ZVSHK Betriebsanleitung Trinkwasserinstallation. 2005-05 ZVSHK Betriebsanleitung Regenwassernutzungsanlage. 2005-09 ZVSHK Betriebsanleitung Entwässerungsanlage. 2005-05 ZVSHK Merkblatt Spülen, Desinfizieren und Inbetriebnahme von Trinkwasser-Installationen. 2004-10 ZVSHK Merkblatt Dichtheitsprüfungen von TrinkasserInstallationen. 2004 Raumbedarf technischer Anlagen VDI 2050 Blatt 1 Anforderungen an Technikzentralen – Technische Grundlagen für Planung und Ausführung. 2006-12 VDI 2050 Blatt 2 Heizzentralen – Freistehende Heizzentralen – Technische Grundsätze für Planung und Ausführung. 1995-09 VDI 2050 Blatt 5 Heizzentralen – Freistehende Heizzentralen – Technische Grundsätze für Planung und Ausführung. 2007-09

Literatur

Literatur Einführung Ausstellungskatalog zu Franz Singer und Fridl Dicker, Hochschule für Angewandte Kunst. Wien 1989 Ausstellungskatalog zu Leben unter dem Halbmond – Die Wohnkulturen der arabischen Welt. Weil am Rhein 2003 Bianca, Stefano: Hofhaus und Paradiesgarten. München 2001 Breitschmid, Markus: Die Bedeutung der Idee in der Architektur von Valerio Olgiati. Zürich 2008 Bock, Ralf: Adolf Loos, Works and Projects. Mailand 2007 Bösinger, Willy; Girsberger, Hans: Le Corbusier 1910-65. Zürich 1972 Bösinger, Willy; Stonorov, Oscar: Le Corbusier – Oevre complète. Basel 1999 Bohrer, Karl-Heinz: Großer Stil. München 2007 Brownlee, David B.; De Long, David G.: Louis I. Kahn. London 1997 El Croquis 127, 2005 El Croquis 120, 2006 Evers, Bernd; Thoenes, Christof: Architekturtheorie. Von der Renaissance bis zur Gegenwart. Köln 2003 Giurgola, Pomaldo; Jaimini, Mehta: Louis I. Kahn. Zürich 1975 Kollhoff, Hans: Hans Kollhoff. München 2002 Kollhoff, Hans: Architekturlehre – Hans Kollhoff. Zürich 2004 Kruft, Hanno-Walter: Geschichte der Architekturtheorie. München 1991 Lustenberger, Kurt: Adolf Loos. Zürich 1994 Moravanszky, Akos: Architekturtheorie im 20. Jahrhundert. Berlin 2003 Müller, Ulrich; Uwe Schröder – Bauwerk. Berlin 2006 Nerdinger, Winfried (Hrsg.): Leo von Klenze – Architekt zwischen Kunst und Hof. München 2000 Oliver, Paul: Dwellings. London 2003 Risselada, Max (Hrsg.): Raumplan versus plan libre. Rotterdam 2008 Rosa, Joseph: Kahn. Köln 2006 Rudofsky, Bernhard: Architektur ohne Architekten. Wien 1993 Sarnitz, August: Loos. Köln 2003 Sbriglio, Jacques: Le Corbusier The Villa Savoye. Zürich 2008 Schröder, Uwe: Der architektonische Raum. Tübingen 2007 Schwarz-Clauss, Mathias; von Vegesack, Alexander: Living in Motion. Weil am Rhein 2002 Steen, Bill u. a.: Buildt by Hand. Layton 2003 Stalder, Laurent: Valerio Olgiati. Köln 2008 Zimmerman, Claire: Mies van der Rohe. Köln 2006

Teil A

Raum und Gestalt

Behaglichkeit Baier, Franz Xaver, in: Der Architekt, 7/01, Geschmackssache. Kunst- und Ausstellungshalle der Bundesrepublik Deutschland. Göttingen 1994 Daidalos – Architektur, Kunst, Kultur 51/1994 Daniels, Klaus: Gebäudetechnik – Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure. München 2000 Dürr, Hans-Peter; Oesterreicher, Marianne: Wir erleben mehr als wir begreifen. Freiburg 2001 Feldenkrais, Moshe: Die Feldenkraismethode in Aktion. Paderborn. 1990 Hausladen, Gerhard; de Saldana, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2005 Hedgecoe, John: Die Kunst der Farbphotographie. München 1979 Hegger, Manfred u. a.: Energie Atlas. München/Basel 2007 Heller, Eva: Wie Farben wirken. Reinbeck 1989 Herzog, Thomas u. a.: Fassaden Atlas. München/Basel 2004

König, Holger: Wege zum gesunden Bauen. Staufen 1998 Oswald, Philip (Hrsg.); Rexroth, Susanne: Wohltemperierte Architektur – neue Techniken des energiesparenden Bauens. Heidelberg 1995 Schmidt, Thews: Physiologie des Menschen. Berlin / Heidelberg/New York 1980 Sheldrake, Rupert: Das Gedächtnis der Natur – Das Geheimnis der Entstehung der Formen in der Natur. Bern / München / Wien 2002 Silbernagel, Stefan: Taschenatlas der Physiologie. München 1979 Vester, Frederic: Denken, Lernen, Vergessen. München 1975 Licht Bartenbach, Christian; Gfeller Corthesy, Roland: Bartenbach LichtLabor. Bauen mit Tageslicht – Bauen mit Kunstlicht. Wiesbaden 1998 Bartenbach, Christian; Witting, Walter: Handbuch für Lichtgestaltung. Band 1: Lichttechnische und wahrnehmungspsychologische Grundlagen. Wien 2008 Ganslandt, Rüdiger; Hofmann, Harald: Handbuch der Lichtplanung. ERCO Edition. Braunschweig / Wiesbaden 1992 Krautter, Martin: greenbuilding – Viel Licht, wenig Strom. Berlin 2009 Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik. Köln 2007 Schielke, Thomas: ERCO Lichtbericht 86 – Farbtemperatur, Farbwiedergabe. Lüdenscheid 2008 Material Binggeli Corky: Materials for Interior Environments. Hoboken 2008 Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wonungswesen (Hrsg.): Leitfaden Nachhaltiges Bauen. 2001 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Verbesserung der Luftqualität in Innenräumen – Ausgewählte Handlungsschwerpunkte aus Sicht BMU. Berlin 2004 Cziesielski, Erich (Hrsg.): Bauphysik-Kalender 2005. Berlin 2005 Härig, Siegfried; Klausen, Dietmar; Hoscheid, Rudolf: Technologie der Baustoffe – Handbuch für Studium und Praxis. Heidelberg 2003 Hegger, Manfred u. a.: Baustoff Atlas. München 2005 Hugues, Theodor u. a.: Naturwerkstein. Gesteinsarten, Details, Vorkommen. München 2002 Innenraumlufthygiene-Kommission des Umweltbundesamtes (Hrsg.): Leitfaden für die Innenraumhygiene in Schulgebäuden. Berlin 2008 König, Holger: Wege zum gesunden Bauen – Wohnphysiologie, Baustoffe, Baukonstruktionen, Normen und Preise. Staufen 1997 Koordination der Bau- und Liegenschaftsorgane des Bundes (Hrsg.): Bodenbeläge im Bürobau – ein Vergleich über 50 Jahre. KBOB / IPB Empfehlung 2000/1 Lohmann, Ulf: Holz Handbuch. Leinfelden-Echterdingen 1998 Moryadas, Anita (Hrsg.): Material ConneXion – Innovative Materialien für Architekten, Künstler und Designer. München 2005 Mücke Wolfgang; Lemmen Christa: Bioaerosole und Gesundheit – Wirkungen biologischer Luftinhaltsstoffe und praktische Konsequenzen. Landsberg 2008 Nickl Peter (Hrsg.): Parkett – Historische Holzfußböden und zeitgenössische Parkettkultur. München 1995 Österreichisches Institut für Baubiologie und -ökologie (Hrsg.), Donau-Universität Krems – Zentrum für Bauen und Umwelt: Ökologie der Dämmstoffe – Grundlagen der Wärmedämmung, Lebenszyklusanalyse von Wärmedämmstoffen, optimale Dämmstandards. Wien 2000 Peukert Martin: Gebäudeausstattung – Systeme, Produkte, Materialien. München 2004 Rat von Sachverständigen für Umweltfragen (Hrsg.): Luftverunreinigungen in Innenräumen. Stuttgart 1987 Rothe Peter: Gesteine: Entstehung – Zerstörung – Umbildung. Darmstadt 2005

Sauer, Christine: Materialien und Oberflächen im Innenraum. In: Material im Innenraum. München/Basel 2008 Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein (Hrsg.): Dokumentation D 0200: SNARC – Systematik zur Beurteilung der Nachhaltigkeit von Architekturprojekten für den Bereich Umwelt. Zürich 2004 Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein (Hrsg.): SIA 480 Wirtschaftlichkeitsrechnung für Investitionen im Hochbau. 2004 Sedlacek, Gerhard; Blank, Kurt; Laufs, Wilfried; Güsgen, Joachim: Glas im Konstruktiven Ingenieurbau. Berlin 1999 Seifert, Bernd: Das Sick Building Syndrom. Öffentliches Gesundheitswesen 53. 1991 Volland, Karlheinz: Einblicke in die Baustoffkunde für Architekten. Düsseldorf 1999 Wagenführ, Rudi: Holzatlas. München 2007 Wilhide, Elizabeth: Fußböden. Die idealen Materialien für jeden Raum – Über 400 Beispiele. München 1998 Wilhide, Elizabeth: Materialien! Wände, Böden, Oberflächen – Das Handbuch zur innovativen Raumgestaltung. München 2008 Zwiener, Gerd; Mötzl, Hildegund: Ökologisches BaustoffLexikon – Bauprodukte, Chemikalien, Schadstoffe, Ökologie, Innenraum. Heidelberg 2006

Teil B

Integrale Planung

Konzepte und Gebäudetypologien Bayerisches Staatsministerium für Unterricht, Kultus, Wissenschaft und Kunst in Zusammenarbeit mit der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium der Finanzen: Schulbau in Bayern. München 1995 Berghofer, Ernest; Hausladen, Gerhard; Giertlova, Zuzanna; Sonntag, Rainer: Konzeptioneller Brandschutz; Strategien für ganzheitliche Gebäudeplanung. München 2004 Hausladen, Gerhard; de Saldana, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2004 Hausladen, Gerhard; De Saldanha, Michael, Liedl, Petra: ClimaSkin – Konzepte für Gebäudehüllen, die mit weniger Energie mehr leisten. München 2006 Eisele, Johann; Staniek, Bettina: Bürobau Atlas. München 2005 Engel, Heino: Methodik der Architektur-Planung. Berlin 2003 Fischer, Udo: Tageslichttechnik. Köln 1982 Fox-Kämper, Runrid; Grewe, Edmund: Planungshilfe Energiesparendes Bauen. Aachen 2003 Frommhold, Hanns; Hasenjäger, Siegfried; Fleischmann, Hans-Dieter; Schneider, Klaus-Jürgen; Schoch, Torsten; Wormuth, Rüdiger: Wohnungsbau-Normen Hellwig, Runa Tabea; Steiger, Simone; Hauser, Gerd; Holm, Andreas; Sedlbauer, Klaus: Kriterien des nachhaltigen Bauens: Bewertung des thermischen Raumklimas – ein Diskussionsbeitrag, in: Bauphysik Band 30 Heft 3, Sonderdruck. Berlin 2008 Hellwig, Runa Tabea; Steiger, Simone; Hauser; Holm, Andreas; Sedlbauer, Klaus: Kriterien des nachhaltigen Bauens. Bewertung des thermischen Raumklimas – ein Hirschberg, Rainer: Energieeffiziente Gebäude. Köln 2008 Voss, Karsten; Löhnert, Günter; Herkel, Sebastian; Wagner, Andreas; Wambsganß, Mathias: Bürogebäude mit Zukunft. Berlin 2007 Kornadt, Oliver: Gebäude von morgen. Düsseldorf 1997 Köster, Helmut: Tageslichtdynamische Architektur. Basel / Boston / Berlin 2004 Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Inneren (Hrsg.): Ökologischer Wohnungsbau. München 2006 Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Inneren (Hrsg.): Ausstellung Energieeffizientes Planen und Bauen. TU München, 2008 Rheinisch-Westfällisches Elektrizitätswerk Aktiengesellschaft (Hrsg.): RWE Bauhandbuch. Frankfurt a. M. 2008 Schittich, Christian: Solares Bauen. München/Basel 2003

277

Literatur

TAB – Technik am Bau Fachzeitschrift für Technische Gebäudeausrüstung. 3/2009 Voss, Karsten; Pfafferott, Jens: Energieeinsparung contra Behaglichkeit. Bonn 2007 Standort und Klima Hausladen, Gerhard; de Saldana, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2005 Hegger, Manfred u. a.: Energie Atlas, München / Basel 2007 Hupfer, Peter; Kuttler, Wilhelm (Hrsg.): Witterung und Klima. Wiesbaden 2005 Energie und Gebäude Richarz, Clemens: Energetische Sanierung, München / Basel 2006 Energieversorgung Baumann, Michael; Laue, Hans-Jürgen; Müller, Peter: Informationspaket Wärmepumpen Heizen mit Umweltenergie. Karlsruhe 2007 Bayerisches Landesamt für Umwelt (Hrsg.): Leitfaden zur Abwärmenutzung in Kommunen, Augsburg 2008 Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz/Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (Hrsg.): Oberflächennahe Geothermie. Heizen und Kühlen mit Energie aus dem Untergrund, München 2007 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Verkehr und Technologie (Hrsg.): Erneuerbare Energien in Bayern. München 2002 Beier, Carsten; Dötsch, Christian: Tagungsband Nahwärme-Forum Osnabrück 2004, UMSICHT-Schriftenreihe Band 49. Stuttgart 2004 Courgey, Samuel; Oliva, Jean-Pierre: La conception bioclimatique, des maisons confortables et économes. Mens (F) 2006 Dötsch, Christian; Taschenberger, Jan; Schönberg, Ingo: Leitfaden Nahwärme, UMSICHT-Schriftenreihe Band 6. Stuttgart 1998 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Leitfaden Bioenergie, Planung, Betrieb und Wirtschaftlichkeit von Bioenergieanlagen. Gülzow, 2000 Hadamovsky, Jonas: Solaranlagen. Würzburg 2000 Hartmann, Hans u. a.: Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen. Gülzow 2007 Hegger, Manfred u. a.: Energie Atlas. München / Basel 2007

Teil C

Innenausbau

Allgemein ARGEBAU – Fachkommision Bauaufsicht: Musterrichtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Systemböden (Muster-Systembödenrichtlinie , MSysBöR) Becker, Klausjürgen; Pfau, Jochen; Tichelmann, Karsten: Trockenbau-Atlas Teil I. Köln 2004 Becker, Klausjürgen; Pfau, Jochen; Tichelmann, Karsten: Trockenbau-Atlas Teil II. Köln 2005 Borsch-Laaks, Robert: Ökologie der Dämmstoffe. Springe-Eldagsen 1991 Bundesverband der Gips- und Gipsbauplattenindustrie e.V. (Hrsg.): Werkstoffe – Der richtige Kleister. Sonderveröffentlichung auf der Basis eines Artikels im Malerblatt 3/1999. Darmstadt Bundesverband der Gips- und Gipsbauplattenindustrie e.V. (Hrsg.): Gipsdatenbuch. Darmstadt 1995 Bundesverband Systemböden e.V. (Hrsg.): Allgemeine Technische Vertragsbedingungen für Hohlboden- und Doppelbodenarbeiten. Düsseldorf 2004 Daniels, Klaus: Gebäudetechnik. München 1992 Daniels, Klaus: Low-Tech Light-Tech High-Tech, Bauen in der Informationsgesellschaft. Basel / Boston / Berlin 1998 Tichelmann, Karsten; Lange, Jörg: Dokumentation 560, Häuser in Stahlleichtbauweise, Stahl-Informationszentrum (Hrsg.). Düsseldorf 2002

278

Pfau, Jochen; Tichelmann, Karsten; Ohl, René: Dokumentation 591, Bauen im Bestand – Lösungen in Stahlleichtbauweise, Stahl-Informationszentrum (Hrsg.). Düsseldorf 2007 Eisele, Staniek: Bürobauatlas. München 2005 Entwicklungsgemeinschaft Holzbau (EGH) in der DGfH (Hrsg.): Informationsdienst Holz, Holzbau Handbuch, Reihe 1, Entwurf und Konstruktion. Teil 14: Umbau / Modernisierung, Folge 3: Nachträglicher Dachgeschossausbau. München 1992 Entwicklungsgemeinschaft Holzbau (EGH) in der DGfH (Hrsg.): Informationsdienst Holz, Holzbau Handbuch, Reihe 3, Bauphysik. Teil 3: Schallschutz, Folge 3: Holzbalkendecken. Düsseldorf 1993 Fachkommission Bauaufsicht der ARGEBAU: Musterrichtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Systemböden (Muster-Systembödenrichtlinie – MSysBöR). Berlin 2005 Frikell, Eckhard; Hofmann, Olaf; Winkler, Karl-Heinz: Trockenbau Handbuch. München 1992 Bundesverband der Gipsindustrie e.V. (Hrsg.): Gipsdatenbuch des Bundesverbands der Gipsindustrie. Darmstadt 2006 Gösele, Karl; Schüle, Walter: Schall – Wärme – Feuchte. Wiesbaden / Berlin 1989 Gösele, Karl; Engel, Volker: Körperschalldämmung von Sanitärräumen. Bauforschung für die Praxis, Band 11. Stuttgart 1995 Hammer, Günter; Völker, Heino A.: Trockenbaupraxis – Angewandte Bauphysik. Köln 1984 Hanusch, Hellmut: Gipskartonplatten. Köln 1978 Hegger, Manfred u. a.: Baustoff Atlas. München 2005 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 1: Baustellenbedingungen. Darmstadt 2007 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 2: Verspachtelung von Gipsplatten – Oberflächengüten. Darmstadt 2007 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 3: Gipsplattenkonstruktionen Fugen und Anschlüsse. Darmstadt 2004 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 4: Regeldetails zum Wärmeschutz, Modernisierung mit Trockenbausystemen. Darmstadt 2006 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 5: Bäder und Feuchträume im Holz- und Trockenbau. Darmstadt 2006 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 6: Trockenbauflächen aus Gipsplatten zur weitergehenden Oberflächenbeschichtung bzw. -bekleidung. Darmstadt 2006 Bundesverband der Gipsindustrie (Hrsg.): IGG Merkblatt 7: CE-Kennzeichnung von Gipsplatten. Darmstadt 2006 Jungewelter, Norbert: Trockenbaupraxis mit Mineralfaserdecken. Köln 1983 Kordina, Karl; Meyer-Ottens, Klaus: Holz-BrandschutzHandbuch. Berlin 1995 Knauf Gips KG (Hrsg.); Krämer, Georg; Pfau, Jochen; Tichelmann, Karsten: Handbuch Sanierung. Iphoven 2002 Ljunggren, Sten: Kosteneffektive Lösungen zur Verbesserung der Schalldämmung. in: WKSB – Zeitschrift für Wärmeschutz, Kälteschutz, Schallschutz, Brandschutz 38/1996 Mayr, Josef: Brandschutzatlas. Eggenfelden 1995 Nüßle, Fritz: Heizen und Kühlen mit abgehängten Decken. in: IKZ-Haustechnik, 19/1998 Pfau, Jochen: Befestigungstechnik mit ballistischen Verbindungsmitteln. Berlin 2007 Pfau, Jochen: Flankenangriff des Schalls. in: Trockenbau Akustik 3/1995 Pfau, Jochen: Schallschutz mit Trockenbau-Konstruktionen, Alles über Bauprodukte – Trockenbau. Neustadt 1994 Rasmussen, Rindel: Wohnungen für die Zukunft. Das Konzept des akustischen Komforts und welcher Schallschutz von den Bewohnern als zufriedenstellend beurteilt wird. in: WKSB – Zeitschrift für Wärmeschutz, Kälteschutz, Schallschutz, Brandschutz, 38/1996

Pfau, Jochen; Tichelmann, Karsten; Ohl, René; StahlInformations-Zentrum (Hrsg.): Bauen im Bestand – Lösungen in Leichtbauweise. Düsseldorf 2007 Lange, Jörg; Naujoks, Bernd; Tichelmann, Karsten; Volkwein, Jürgen; Stahl-Informations-Zentrum (Hrsg.): Stahlleichtbau im Wohnungsbau. Düsseldorf 2002 Stark, Jochen; Teschner, Albrecht: Einfluß von feuchtebedingten Längenänderungen aud das Verhalten von Gipskartonplatten-Systemen. MFPA (Materialforschungs- und Prüfanstalt) Weimar 1993 VHT (Hrsg.): Tagungsbände zu den Darmstädter Trockenbautagen 1–10. Darmstadt 1991–1999 Tichelmann, Karsten: Tragverhalten von hybriden Systemen in Leichtbauweise mit Gipswerkstoffplatten, Kölner Wissenschaftsverlag, Köln 2006 Tichelmann, Karsten, Pfau, Jochen: Entwicklungswandel Wohnungsbau: Neue Gebäudekonzepte in Trockenund Leichtbauweise. Braunschweig/Wiesbaden 2000 Tichelmann, Karsten: Baulicher Brandschutz mit Trockenbausystemen. in: Trockenbau Akustik 8/1993 Tichelmann, Karsten; Ohl, René: Wärmebrückenatlas. Köln 2005 Tichelmann, Karsten; Pfau, Jochen: Trockenbau. München 2007 Weeber, Rotraut; Merkel, Horst; Rossbach-Lochmann, Heide; Buchta, Edmund; Gösele, Karl: Schallschutz in Mehrfamilienhäusern aus der Sicht der Bewohner. Stuttgart 1986 Wendehorst, Reinhard: Baustoffkunde. Hannover 1992

Teil D

Haustechnik

Raumkonditionierung Baumgarth, Siegried; Hörner, Berndt; Reeker, Josef: Handbuch der Klimatechnik. Heidelberg 2008 Buderus Heiztechnik GmbH (Hrsg.); Richter, Wolfgang: Handbuch für Heizungstechnik – Zahlen und Fakten, Arbeitshilfe für die tägliche Praxis. Berlin 2002 Daniels, Klaus: Gebäudetechnik – ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure. München/Zürich 2002 Hausladen, Gerhard; de Saldanha, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2005 Hausladen, Gerhard; De Saldanha, Michael, Liedl, Petra: ClimaSkin – Konzepte für Gebäudehüllen, die mit weniger Energie mehr leisten. München 2006 Hausladen, Gerhard; de Saldanha, Michael: Einführung in die Bauklimatik. Berlin 2003 Hausladen, Gerhard: Innovative Gebäude-, Technik- und Energiekonzepte. München 2001 Henning, Hans-Martin: Solar-Assisted Air Conditioning in Buildings – A Handbook for Planers. Wien 2003 Krause, Michael: Solares Kühlen von Büro- und Serverräumen. Kassel 2008 Laasch, Erhard; Vogler Karl: Haustechnik – Grundlagen, Planung, Ausführung. Stuttgart 1994 Nowotny, Siegfried; Feustel, Helmut E.: Lüftungs- und klimatechnische Gebäudeausrüstung. Wiesbaden/ Berlin 1996 Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik – Band 1: Sanitär, Elektro, Förderanlagen. Düsseldorf 2001 Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik – Band 2: Heizung, Lüftung, Energiesparen. Planungsgrundlagen und Beispiele. Neuwied 2005 Recknagel, Hermann; Sprenger, Eberhard; Schramek, Ernst-Rudolf: Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik. München 2005 Reeker, Josef: Haustechnik – Heizung, Raumlufttechnik. Düsseldorf 1994 Wellpott, Edwin: Technischer Ausbau von Gebäuden. Stuttgart / Berlin / Köln 2000 Elektroplanung AMEV – Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen: Gebäudeautomation. Berlin 2005 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Neues Denken – neue Energie, Roadmap Energiepolitik 2020. Berlin 2009

Literatur /Autoren

Daniels, Klaus: Gebäudetechnik. Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure. München 2000 Frondel, Manuel: Forschungsprojekt Nr. 61/04, Erhebung des Energieverbrauchs der privaten Haushalte für das Jahr 2003. Hrsg.: Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi). Berlin 2005 Infoblätter der LonMark Deutschland e.V.: http://www.lonmark.de (25.8.2009) Krimmling, Jörn: Atlas Gebäudetechnik, Grundlagen, Konstruktionen, Details. Köln 2008 Laasch, Thomas; Laasch, Erhard: Haustechnik, Grundlagen – Planung – Ausführung. Wiesbaden 2005 Schultke, Hans; Werner, Michael: ABC der Elektroinstallation. Frankfurt am Main 2005 Staub, Richard; Kranz, Hans Rudolf: Raumautomation im Bürogebäude: Moderne Gebäudeautomation als Voraussetzung für Produktivität und Behaglichkeit. Landsberg am Lech 2001 Zeine, Carl: Verbrauchskennwerte 2005, Energie- und Wasserverbrauchskennwerte in der Bundesrepublik Deutschland. Münster 2008 Sanitärplanung Conran, Terence: Die neuen Bäder. München 2004 Holfeld, Monika: Barrierefreie Lebensräume. Bauen und Wohnen ohne Hindernisse. Baden-Baden 2008 Husemann, Klaus W. (Hrsg.): Schwerpunkte neuzeitlicher Sanitärtechnik. München/Wien 1991 Peukert, Martin: Gebäudeausstattung. München 2004 Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik, Band 1: Allgemeines, Sanitär, Elektro, Gas. Planungsgrundlagen und Beipiele. Köln 2007 Stemshorn, Axel: Barrierefrei Bauen für Behinderte und Betagte. Leinfelden-Echterdingen 2003 Raumbedarf technischer Anlagen Hausladen, Gerhard; de Saldanha, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2005

Autoren Gerhard Hausladen Jahrgang 1947 Maschinenbaustudium an der Technischen Universität München und Promotion zum Dr.-Ing. an der Technischen Universität München 1992 – 2001 Professur für technische Gebäudeausrüstung an der Universität Kassel 1998 Gründung und Vorstand (1998 – 2001) des Zentrums für Umweltbewusstes Bauen e.V. an der Universität Kassel seit 1986 Ingenieurbüros für Haustechnik, Bauphysik und Energietechnik in Kirchheim bei München seit 2001 Ingenieurbüro für Bauklimatik, Kassel seit 2001 Ordinarius des Lehrstuhls für Bauklimatik und Haustechnik an der Technischen Universität München seit 2007 Vorstandsvorsitzender ClimaDesign e.V. Forschungsprojekte in den Bereichen Innovative Lüftungstechnik, Fassadenplanung, Energiekonzeptentwicklung für innovative Bauprojekte, Brandschutz, Tageslicht, Niedrigenergiehäuser; Mitglied im Energiebeirat der Stadt München; Mitarbeit in nationalen und internationalen Normenausschüssen

Karsten Tichelmann Jahrgang 1965 Studium der Ingenieurwissenschaften an der Technischen Universität Darmstadt und Promotion zum Dr.-Ing. an der Technischen Universität München seit 1993 Geschäftsführender Gesellschafter der VHT – Versuchsanstalt für Holz- und Trockenbau, Materialprüfanstalt, Darmstadt  seit 1994 Ingenieurgesellschaft für Tragwerksplanung und Bauphysik in Darmstadt (seit 2001 in Bochum) seit 1995 Lehrbeauftragter für das Fach »Leichtbauweisen – Konstruktion, Technologie und Bauphysik«, Technische Universität Darmstadt seit 2000 Geschäftsführender Gesellschafter des ITL – Institut für Trocken- und Leichtbau, gemeinnützige Forschungsgesellschaft an der Technischen Universität Darmstadt seit 2004 Professur für Tragwerkslehre und Tragwerksentwurf im FB Architektur der Hochschule Bochum seit 2009 Professor für Tragwerksentwicklung im Fachbereich für Architektur an der Technischen Universität Darmstadt Zahlreiche Forschungsprojekte in den Bereichen des Leichtbaus, der Ressourcenintensität von Trag- und Ausbaustrukturen, Brandschutz, Erdbebensicheres Bauen, Energetische Sanierung von Bestandsgebäuden; Zahlreiche Veröffentlichungen und Auszeichnungen im In- und Ausland; Mitglied im zahlreichen Fachausschüssen und Sachverständigenräten, Mitglied in Normenausschüssen

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Abbildungsnachweis

Abbildungsnachweis Allen, die durch Überlassung ihrer Bildvorlagen, durch Erteilung von Reproduktionserlaubnis und durch Auskünfte am Zustandekommen des Buches mitgewirkt haben, sagen die Autoren und der Verlag aufrichtigen Dank. Fotos, zu denen kein Fotograf genannt ist, sind Autorenbzw. Architektenaufnahmen, Werkfotos oder stammen aus dem Archiv der Zeitschrift DETAIL. Trotz intensiven Bemühens konnten wir einige Urheber der Abbildungen nicht ermitteln, die Urheberrechte sind jedoch gewahrt. Wir bitten in diesen Fällen um entsprechende Nachricht. Die Zahlen beziehen sich auf die Abbildungsnummern.

Einführung 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 a – d 10 e 10 f 10 g 10 h 11 a – d 12a 12 b 13a – b 14a – b

15 16 a – b 17a 17b 18 19 20a – b 21a 21b 22a – b 23a – b

Teil A

iStockphoto/Jeremy Edwards Oliver, Paul: Dwellings. London 2003, S. 23 siehe 2, S. 101 Rudofsky, Bernhard: Architektur ohne Architekten. Wien 1993, S. 115 Steen, Bill u. a.: Buildt by Hand. Layton 2003, S. 305 Yoshio Kamatsu, Tokio Bianca, Stefano: Hofhaus und Paradiesgarten. München 2001, S. 222 siehe 7, S. 69 Nerdinger, Winfried (Hrsg.): Leo von Klenze – Architekt zwischen Kunst und Hof. München 2000, S.383 Ralf Bock, Wien Albertina, Wien Philippe Ruault, Nantes Sarnitz, August: Loos. Köln 2003, S. 68 Philippe Ruault, Nantes Ralf Bock, Wien Albertina, Wien Sarnitz, August: Loos. Köln 2003, S. 74 © VG Bild-Kunst, Bonn 2009 Ausstellungskatalog zu Franz Singer und Fridl Dicker, Hochschule für Angewandte Kunst. Wien 1989, S. 94 © FLC/VG Bild-Kunst, Bonn 2009 © VG Bild-Kunst, Bonn 2009 Cornelia Hellstern, München; © VG Bild-Kunst, Bonn 2009 Zimmerman, Claire: Mies van der Rohe. Köln 2006, S. 43; © VG Bild-Kunst, Bonn 2009 Klaus Kinold, München Klaus Kinold, München Stefan Müller, Berlin Duccio Malagamba, Barcelona Christian Richters, Münster Hisao Suzuki, Barcelona Miguel Verme, Chur

Licht A 2.1 A 2.2 A 2.3 – 4 A 2.6 – 8 A 2.9 A 2.10 A 2.11

A 2.12 A 2.13

A 2.14 A 2.15a – c A 2.16 – 21 A 2.22 A 2.23 – 25 A 2.26

Raum und Gestalt

Behaglichkeit A Cornelia Hellstern, München; © ADAGP/FAAG, Paris/VG Bild-Kunst, Bonn 2009 A 1.1 Taschen, Angelika (Hrsg.): Living in Japan. Köln 2006, S. 87 A 1.2 Conrads, Ulrich: Programme und Manifeste zur Architektur des 20. Jahrhunderts, S. 35 A 1.3 Journal of the Association of Engineers & Architects, 1942 A 1.4 in Anlehnung an Frank, W.: Raumklima und thermische Behaglichkeit. In: Berichte aus der Bauforschung, Heft 104. Berlin 1975 A 1.5a –b Greco, Claudio: Pier Luigi Nervi. Luzern 2008, S. 124 A 1.6 McQuaid, Matilda: Visionen und Utopien. München 2003, S.151 A 1.7 István Kistelegdi, Ungarn A 1.8 Behling, Sophia; Behling, Stefan: Sol power. Die Evolution der solaren Architektur.

280

München/New York 1996, S. 37 Oswald, Philip (Hrsg.); Rexroth, Susanne: Wohltemperierte Architektur – neue Techniken des energiesparenden Bauens. Heidelberg, 1995 A 1.10 nach EN ISO 7730-2005 (D) A 1.11 nach EN ISO 7730-2005 und EN ISO 8996 A 1.12a–c Daniels, Klaus: Gebäudetechnik – Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure. München 2000, S. 24 A 1.13 nach DIN EN ISO 7730 A 1.14 –15 Hegger, Manfred; Fuchs, Matthias u.a.: Energie Atlas. München 2007, S. 58 A 1.16 –17 siehe A 1.14, S. 59 A 1.18 siehe A 1.12, Seite 29 A 1.19 siehe A 1.12, Seite 29 A 1.21 König, Holger: Wege zum gesunden Bauen, Ökobuch. Staufen bei Freiburg 1998, S. 15 A 1.23 Hausladen, Gerhard; de Saldanha, Michael; Liedl, Petra; Sager, Christina: ClimaDesign – Lösungen für Gebäude, die mit weniger Technik mehr können. München 2005, S. 25 A 1.24 siehe A 1.12, S. 32 A 1.25 Peter Bartenbach, München A 1.26 Shinkenshiku-sha, Tokio A 1.28 Lüchinger, Arnulf: Herman Hertzberger 1959 – 86. Bauten und Projekte. Den Haag 1987, S. 20 A 1.29 Brownlee, David B.: Louis I. Kahn: in the realm of architecture. New York 2005, S. 159 A 1.30 Daidalos 51/1994, S. 68 A 1.31 Deutsches Architektenblatt, 1/200, S. 46 A 1.33 Ulla Feinweber, München A 1.34 Zöllner, Frank: Vitruvs Proportionsfigur. Worms 1987 A 1.9

A 2.27

A 2.28 A 2.29 A 2.30 A 2.34 A 2.35 A 2.36 – 37 A 2.41a – b A 2.42 – 43 A 2.44 A 2.45 A 2.46 – 47 A 2.48 – 50

Ursprung, Philip: Studio Olafur Elliasson. Köln 2008 siehe A 1.14, S. 54 Peter Bartenbach, München Peter Bartenbach, München siehe A 1.14, S. 106 Neufert, Ernst; Kister, Johannes: Bauentwurfslehre. Wiesbaden 2005, S. 497 in Anlehnung an Balkow, Dieter; Schittich, Christian u.a.: Glasbau Atlas. München 1998 http://www.regiolux.de/cms/index.php?a_m_ id=521, Information Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik. Band 2: Heizung, Lüftung, Beleuchtung, Energiesparen. Planungsgrundlagen und Beispiele. Neuwied 2007, K7 Peter Bartenbach, München Markus Traub, München Christoph Matthias, München Autor, in Anlehnung an Erco, im Detail Style ERCO GmbH, Lüdenscheid in Anlehnung an Bayerische Landesamt für Umweltschutz (Hrsg.): Effiziente Lichtsysteme. Energie sparen. Klima schützen. Kosten senken! Augsburg 2004, S. 4 http://shop.strato.de/epages/61157087. sf/?ObjectPath=/Shops/61157087/ Products/%22osr%200335087%22&ViewActi on=ViewProductViaPortal&Locale=de_DE Christoph Matthias, München OSRAM, München ERCO GmbH, Lüdenscheid http://www.energie-bildung.de/download. phtml/Leuchtstofflampen, S. 4 OSRAM, München Andreas J. Focke / www.fockefoto.de Zooey Braun, Stuttgart Christoph Matthias, München ERCO GmbH, Lüdenscheid KAISER GmbH & Co. KG http: //www.rademacher-gmbh.de/hp/download /download.php?attachment=schutzart.pdf Christoph Matthias, München

Material A 3.1 A 3.4 A 3.5 A 3.6 A 3.7 A 3.8 A 3.10 A 3.11 A 3.12 A 3.13

Eckhardt Matthäus, Augsburg Zooey Braun/arthur, Köln Christian Richters, Münster Stefan Müller Naumann, München Shinkenchiku-sha, Tokio Kouji Okamoto/Techni Staff, Fukuoka Bruno Klomfar, Wien vigilius mountain resort, Lana Christoph Kraneburg, Köln Canizares, Christina G. (Hrsg.): Lofts. New York 2005, S.237 Tobias Hohenacker, Dietramaszell Stefan Müller-Naumann, München Jeroen Musch, Amsterdam Cañizares, Christina G. (Hrsg.): Lofts. New York 2005, S. 72 Stefan Müller-Naumann, München Florian Holzherr, München Cornelia Hellstern, München; © FLC/VG BildKunst, Bonn 2009 Christian Schittich, München Lukas Schaller, Wien Emanuel Raab, Wiesbaden Zooey Braun, Stuttgart Los, Sergio; Frahm, Klaus: Carlo Scarpa. Köln 1993, S.79 Michael Heinrich, München Shinkenchiku-sha, Tokio Markus Bredt, Berlin Wolfgang Dürr, Würzburg Françoise Morin/archipress, Paris Iwan Baan, Amsterdam Christiane Sauer, Berlin Eberhard Weible, Köln

A 3.14 A 3.15 A 3.16 A 3.17 A 3.18 A 3.19 A 3.22 A 3.23 A 3.24 A 3.25 A 3.26 A 3.28 A 3.29 A 3.30 A 3.31 A 3.32 A 3.34 A 3.38 A 3.39 A 3.40

Teil B

Integrale Planung

Konzepte und Gebäudetypologien B B 1.1 B 1.5 B 1.6 B 1.7 B 1.8 B 1.9 B 1.10 B 1.13 B 1.14a – b B 1.15a – b B 1.16a – b B 1.18 B 1.20 B 1.21 B 1.22 B 1.24 B 1.25 B 1.26a B 1.29 B 1.30 B 1.31b B 1.33 B 1.34 B 1.35 B 1.36

B 1.37 B 1.38

B 1.39 B 1.40a –b B 1.43 B 1.44a –b

Roger Frei, Zürich Jens Beckmann, Hamburg Moreno Maggi, Rom Christian Schittich, München Hisao Suzuki, Barcelona Florian Holzherr, München Autor nach DIN EN 15 251 (2007) Hellwig, Runa Tabea: Thermische Behaglichkeit. München 2005, S. 36 Valentin Jeck, CH-Uerikon Stefan Müller-Naumann, München Meltem Tekin, München Sebastian Schels + Simon Schels, München Florian Holzherr, München Fausto Pluchinotta, Genf Franz Rindlisbacher, Zürich Jan Schabert, München Leuphana Universität Lüneburg siehe A 1.23, S. 112 Michael Heinrich, München Margherita Spiluttini, Wien Jens Passoth, Berlin Stefan Müller-Naumann, München Hermann Rupp, Kempten/Allgäu Katsuhisa Kida, Tokio Eckhart Matthäus, Augsburg Voss, Karsten; Löhnert, Günter; Herkel, Sebastian; Wagner, Andreas; Wambsganß, Mathias: Bürogebäude mit Zukunft. Berlin 2007, S. 38 siehe A 1.23, S. 87 Beyerle, Thomas; DEGI (Hrsg.): Immobilienwirtschaftliche Trends, Nr. 3: Zukunftsorientierte Bürokonzepte – Eine Betrachtung aus Sicht der Immobilienentwicklung. Frankfurt am Main 2003 siehe A 1.23, S. 84 Stefan Müller-Naumann, München Hélène Binet, London Frank Kaltenbach, München

Abbildungsnachweis

Standortfaktoren B 2.1 Eva Schönbrunner, München B 2.3 Photovoltaic Geographical Information System, European Commission: Solar resource and photovoltaic electricity potential in Europe. Ispra 2006 B 2.4a – c siehe A 1.23, S. 183 B 2.5 Daniels, Klaus: Technologie des ökologischen Bauens. Grundlagen und Maßnahmen, Beispiele und Ideen. Basel / Berlin / Boston 1995 Energie und Gebäude B 3.1 http://www.grazer-ea.at/cms/ueber-uns/ unsere-leistungen/idart_259-content.html B 3.5a – c Alois Schärfl B 3.6 – 7 Michael Fischer B 3.8a Eva Schönbrunner, München Energieversorgung B 4.1 Pierre Tourre, Montpellier B 4.2 in Anlehnung an Kaltschmitt, Martin (Hrsg.): Regenerative Energieträger zur Stromerzeugung I+II. Stuttgart 2001 B 4.6 siehe A 1.14, S. 115 B 4.8a – c Jenni Engergietechnik AG, CH-Oberburg B 4.8d Westerwälder Holzpellets GmbH, Langenbach B 4.9 in Anlehnung an Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Leitfaden Bioenergie, Planung, Betrieb und Wirtschaftlichkeit von Bioenergieanlagen. Gülzow 2000 B 4.10 www.schmack-biogas.com/wDeutsch/img/ schema.jpg B 4.11 Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (Hrsg.): Oberflächennahe Geothermie, Heizen und Kühlen mit Energie aus dem Untergrund, München 2007 B 4.13 siehe A 1.14, S. 122 B 4.15 in Anlehnung an BINE Informationsdienst (Hrsg.): Basis Energie 10: Wärmepumpen. Bonn 2001, S. 2 B 4.17 Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V., Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Arbeitsgemeinschaft für sparsame Energie- und Wasserverwendung (ASEW) GbR im Verband kommunaler Unternehmen, Institut Energie in Infrastrukturanlagen (Hrsg.): Energierückgewinnung aus Abwasserkanälen, Heizen und Kühlen mit AbwasserBundesverbandWärmePumpe, Ratgeber für Bauherren und Kommunen, München 2005; / http://www. waermepumpe.de/fileadmin/user_upload/ pdf/abwasser.pdf B 4.18 www.santec-gmbh.de/sanierungstechnik/ rabtherm/image1.gif B 4.20 Wolfgang Streicher, Institut für Wärmetechnik, TU Graz, Sonnenenergienutzung; http://portal.tugraz.at/portal/page?_ pageid=75,3484902&_dad=portal&_ schema=PORTAL B 4.22 Fisch, Manfred Norbert: Manuskript zur Vorlesung Solartechnik I, ITW Uni Stuttgart. Stuttgart 2007 B 4.24 Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (Hrsg.): Oberflächennahe Geothermie, Heizen und Kühlen mit Energie aus dem Untergrund, München 2007 B 4.25 siehe A 1.14, S. 124 B 4.27 http://www.aee.at/publikationen/zeitung/ 2008-04/images/08_2.gif B 4.28 siehe A 1.23, S. 177 B 4.29 http://www.bioenergiedorf-lippertsreute.de/ media/bioenergie-Lippertsreute-infomappe_ 140808.pdf B 4.30 http://www.jowimat.at/pics/Funktionsprinzip_ BHKW.png

Teil C

Innenausbau

Wandsysteme im Ausbau C Fernando Guerra, Lissabon C 1.1 Bernhard Heinze, Vienenburg C 1.2 Bernhard Heinze, Vienenburg C 1.3 Tichelmann, Karsten; Pfau, Jochen: Trockenbau. München 2007, S. 23 C 1.4 – 5 siehe C 1.3, S. 22 C 1.6 – 8 siehe C 1.3, S. 23 C 1.9 siehe C 1.3, S. 24 C 1.10a – b siehe C 1.3, S. 25 C 1.11a Knauf Gips KG, Iphofen/Galanti, Berlin C 1.11b Knauf Gips KG, Iphofen/Hiepler und Brunier, Berlin C 1.13 siehe C 1.3, S. 11 C 1.14 Becker, Klausjürgen; Tichelmann, Karsten; Pfau, Jochen: Trockenbau Atlas I. Köln 2004, S.196 C 1.15a ARGE Holz, Düsseldorf C 1.15b Friedemann Zeitler, Penzberg C 1.15c Knauf Gips KG, Iphofen C 1.16a – e Holzabsatzfonds, Bonn C 1.17 Tichelmann, Karsten; Pfau, Jochen: Entwicklungswandel Wohnungsbau. Neue Gebäudekonzepte in Leicht- und Trockenbauweise. Wiesbaden 2000, S. 88 C 1.18 –19 siehe C 1.14, S.87 C 1.20 siehe C 1.17, S. 92 C 1.21 siehe C 1.17, S. 96 C 1.22 siehe C 1.17, S. 24 C 1.23 siehe C 1.3, S. 27 C 1.24 siehe C 1.3, S. 29 C 1.25 siehe C 1.3, S. 28 C 1.26 – 28 siehe C 1.3, S. 29 C 1.29 siehe C 1.3, S. 30 C 1.31 siehe C 1.3, S. 32 C 1.32 siehe C 1.3, S. 33 C 1.33a – c siehe C 1.3, S. 30 C 1.34a – c siehe C 1.3, S. 31 C 1.35 – 37 siehe C 1.3, S. 32 C 1.38 siehe C 1.14, S. 265 C 1.39 siehe C 1.3, S. 34 C 1.40 siehe C 1.3, S. 32 C 1.41a – b siehe C 1.3, S. 34 C 1.42a – b siehe C 1.3, S. 35 C 1.43 – 43 Saint-Gobain Rigips GmbH, Düsseldorf C 1.45 – 49 siehe C 1.3, S. 38 C 1.50 siehe C 1.3, S. 39 C 1.51 siehe C 1.14, S. 267 C 1.52 siehe C 1.3, S. 36 C 1.53 Trockenbau Akustik 1/2009, S. 28 C 1.54 – 55 siehe C 1.3, S. 36 C 1.56 siehe C 1.3, S. 37 C 1.57 siehe C 1.3, S. 36 C 1.58 siehe C 1.3, S. 39 C 1.59 siehe C 1.17, S. 117 C 1.60a siehe C 1.17, S. 117 C 1.60b siehe C 1.17, S. 118 C 1.61a – d siehe C 1.17, S. 125 C 1.62 siehe C 1.14, S. 276 C 1.63a – b Informationsheft: Knauf Schiebetür-System Krone – der Weg zu mehr Wohnraum 03/2007 C 1.64 Becker, Klausjürgen; Pfau, Jochen; Tichelmann, Karsten: Trockenbau-Atlas Teil II. Köln 2005, S. 59 C 1.65a Bernhard Heinze, Vienenburg C 1.66 – 67 siehe C 1.17, S. 79 Deckensysteme im Ausbau C 2.2a siehe C 1.3, S. 40 C 2.2b siehe C 1.17, S. 158 C 2.3 siehe C 1.3, S. 41 C 2.4a siehe C 1.3, S. 40 C 2.4b siehe C 1.3, S. 43 C 2.5 siehe C 1.3, S. 40 C 2.7a – c siehe C 1.3, S. 41 C 2.8 siehe C 1.17, S. 158 C 2.9 siehe C 1.14, S. 315 C 2.10 siehe C 1.14, S. 267 C 2.11 Knauf AMF GmbH & Co. KG, Grafenau

C 2.12

Suckow & Fischer Systeme GmbH & CO. KG, Biebesheim C 2.14 siehe C 1.3, S. 50 C 2.15 siehe C 1.3, S. 51 C 2.16a – c siehe C 1.3, S. 50 C 2.17 siehe C 1.3, S. 49 C 2.18a – b siehe C 1.3, S. 51 C 2.19 siehe C 1.3, S. 52 C 2.20 Suckow & Fischer Systeme GmbH & CO. KG, Biebesheim C 2.21 siehe C 1.3, S. 51 C 2.22 siehe C 1.14, S. 328 C 2.23 siehe C 1.14, S. 267 C 2.24 siehe C 1.3, S. 52 C 2.25 siehe C 1.3, S. 54 C 2.26 siehe C 1.14, S. 332 C 2.27 siehe C 1.14, S. 333 C 2.28 siehe C 1.3, S. 52 C 2.29 – 30 siehe C 1.3, S. 54 C 2.31 – 32 siehe C 1.14, S. 334 C 2.33 Jens Weber Foto-Design, München /Knauf Gips KG, Iphofen C 2.34 siehe C 1.14, S. 60 C 2.35 KME Germany AG, Osnabrück C 2.36 siehe C 1.14, S. 289 C 2.37 siehe C 1.14, S. 289 C 2.38 – 39 siehe C 1.3, S. 48 C 2.40 siehe C 1.3, S. 45 C 2.41 siehe C 1.3, S. 42 C 2.42 siehe C 1.3, S. 47 C 2.43 – 44 siehe C 1.3, S. 42 C 2.45 siehe C 1.3, S. 46 C 2.46 siehe C 1.14, S. 138 C 2.47 siehe C 1.14, S. 136 C 2.48 Saint-Gobain Rigips GmbH, Düsseldorf C 2.49 Knauf Raumakustik-Rechner: http://www.knauf.de C 2.50 – 51 siehe C 1.3, S. 44 C 2.52 – 53 siehe C 1.17, S. 159 C 2.54 siehe C 1.14, S. 318 C 2.55 – 57 siehe C 1.17, S. 159 C 2.58 – 59 siehe C 1.3, S. 45 C 2.60 siehe C 1.14, S. 295 C 2.61 siehe C 1.3, S. 80 C 2.62 siehe C 1.3, S. 85 C 2.63 siehe C 1.3, S. 47 C 2.64 siehe C 1.14, S. 324 C 2.65 siehe C 1.3, S. 48 C 2.66 – 67 siehe C 1.3, S. 55 Bodensysteme im Ausbau C 3.2 siehe C 1.3, S. 56 C 3.3 – 6 siehe C 1.3, S. 57 C 3.7a – b siehe C 1.3, S. 57 C 3.9 siehe C 1.3, S. 59 C 3.10 siehe C 1.3, S. 58 C 3.11a – b siehe C 1.3, S. 58 C 3.12 –14 siehe C 1.3, S. 58 C 3.15 siehe C 1.64, S. 14 C 3.16 siehe C 1.17, S. 179 C 3.17 siehe C 1.3, S. 60 C 3.19 –20 siehe C 1.3, S. 60 C 3.22 –24 MERO – TSK, Würzburg C 3.25 siehe C 1.3, S. 62 C 3.26 siehe C 1.3, S. 65 C 3.27 siehe C 1.64, S. 41 C 3.28 siehe C 1.3, S. 61 C 3.29 siehe C 1.3, S. 66 C 3.30 – 32 siehe C 1.3, S. 67 C 3.33 siehe C 1.3, S. 66 C 3.35a siehe C 1.3, S. 65 C 3.35b siehe C 1.64, S. 40 C 3.35c siehe C 1.3, S. 64 C 3.36 siehe C 1.3, S. 65 C 3.37– 38 siehe C 1.3, S. 64 C 3.39 siehe C 1.3, S. 65 C 3.40 siehe C 1.64, S. 38 C 3.41 siehe C 1.3, S. 63 Brandschutzbekleidungen C 4.2a –b nach DIN 18 180

281

Abbildungsnachweis

C 4.3a –d C 4.4 – 5 C 4.7– 8 C 4.9 –14

Teil D

siehe C 1.3, S. 69 nach DIN 18 180 siehe C 1.3, S. 70 siehe C 1.3, S. 71

Haustechnik

Raumkonditionierung D Eva Schönbrunner, München D 1.2 Olesen, Bjarne W.: Umweltbewusstes Bauen – Gefährdet das Raumklima unsere Gesundheit? Stuttgart 2008, S. 423 D 1.4 ZehnderGmbH, Lahr D 1.6 –7 TROX GmbH, Neukirchen-Vluyn D 1.8 Eggl & Lyra GmbH, Plattling D 1.9 siehe A 1.23, S. 157 D 1.11 AFG Arbonia-Forster-Riesa GmbH, Riesa D 1.14 Stefan Müller-Naumann, München D 1.15 VisionAIR Lüftungs- und Luftheiztechnik GmbH Deutschland, Ebersbach D 1.16 siehe A 1.23, S. 158 D 1.18 Zent-Frenger Gesellschaft für Gebäudetechnik, Heppenheim D 1.19 TROX GmbH, Neukirchen-Vluyn D 1.20 TROX GmbH, Neukirchen-Vluyn D 1.22 p_jp55, http://www.flickr.com D 1.23 XIA intelligente architektur 52/2005, S. 29 D 1.25 Recknagel, Hermann, Sprenger, Eberhard, Schramek, Ernst-Rudolf: Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik. München 2005, S. 1397 D 1.28 SolarNext AG, Rimsting/Dr. Uli Jakob D 1.29 Hausladen, Gerhard; De Saldanha, Michael, Liedl, Petra: ClimaSkin – Konzepte für Gebäudehüllen, die mit weniger Energie mehr leisten. München 2006, S. 131 D 1.30 siehe D 1.29, S. 132 D 1.31 siehe D 1.29, S. 130 D 1.32 siehe D 1.29, S. 131 D 1.36 siehe D 1.23, S. 38 Elektroplanung D 2.2 RWI/forsa (Hrsg.): Erhebung des Energieverbrauchs der privaten Haushalte für das Jahr 2003. Forschungsprojekt Nr. 61/04. Endbericht. Berlin 2005 D 2.3 Gesellschaft für Energieplanung und Systemanalyse ages GmbH, Münster D 2.9 Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik. Köln 2007, E30 D 2.12 in Anlehnung an: Schultke, Hans; Werner, Michael: ABC der Elektroinstallation. Frankfurt 2005, S. 50 D 2.13 Krimmling, Jörn: Atlas Gebäudetechnik, Grundlagen, Konstruktionen, Details. Köln 2008, S. 298 D 2.17 Thomas Ott, Mühltal D 2.18 EUBIQ Pte Ltd, Singapore D 2.19 in Anlehnung an Krimmling, Jörn: Atlas Gebäudetechnik, Grundlagen, Konstruktionen, Details. Köln 2008, S.372 D 2.20 –21 GIRA, Giersiepen GmbH & Co. KG, Radevormwald D 2.23 nach: Schultke, Hans; Werner, Michael: ABC der Elektroinstallation. Frankfurt 2005, S. 190 D 2.24 GIRA, Giersiepen GmbH & Co. KG, Radevormwald Sanitärplanung D 3.1 Cornelia Hellstern, München D 3.2 – 3 Thomas Drexel, Augsburg D 3.4 Gunther Bieringer, München D 3.6 Bay Architektenkammerbroschüre D 3.7 in Anlehnung an VDI 6000-1/ Geberit Vertriebs GmbH, Pfullendorf D 3.8a –b Dallmer GmbH & Co. KG, Arnsberg D 3.9 –10 Franz Kaldewei GmbH & Co. KG D 3.11 Thomas Drexel, Augsburg D 3.12 –13 Wilhelm Gienger München KG, Markt Schwaben

282

D 3.14 –15 Geberit Vertriebs GmbH, Pfullendorf D 3.17 –18 nach DIN 1986-100 (2008-05) D 3.20a – b siehe D 3.17 D 3.21 siehe D 3.17 D 3.22 siehe D 3.17 D 3.23 Kessel GmbH, Lenting D 3.24–25 Geberit Vertriebs GmbH, Pfullendorf D 3.26 http: //www2.hs-esslingen.de/fachbereiche/ vu /VU_aktuell/total.html Raumbedarf technischer Anlagen D 4.6a –e in Anlehnung an VDI 2050 D 4.7 siehe D 4.6

Teil E Gebaute Beispiele im Detail E John Horner, Somerville S. 214 unten Kai Konopacki, Zürich S. 215 Alexander Troehler, Zürich; © ADAGP/ FAAG, Paris/VG Bild-Kunst, Bonn 2009 S. 216 Klaus Bang, Kopenhagen S. 217–219 Hélène Binet, London S. 220–223 Brigida Gonzales, Stuttgart S. 224–225 Roland Halbe, München S. 226 Christian Richters, Münster S. 227 links Christian Richters, Münster S. 228–230 Werner Huthmacher, Berlin S. 231–233 Adriana Landaluce, Logroño La Rioja S. 234–236 John Horner, Somerville S. 238 links Walter Mair, Zürich S. 239 rechts Walter Mair, Zürich S. 239 Walter Mair, Zürich S. 240 Angelo Kaunat, Salzburg S. 242 – 245 Gunter Bieringer, München S. 246 Höller KG, Leifers S. 247–248 Günter Richard Wett, Innsbruck S. 249 –251 Magenta 4, Eichstätt S. 252 Christoph Kraneburg, Köln S. 253 oben Christoph Kraneburg, Köln S. 254 unten Christoph Kraneburg, Köln S. 254 –255 Christoph Kraneburg, Köln S. 257–258 Frank Kaltenbach, München S. 259 Pieter Kers, Amsterdam S. 260 Rob 't Hart, Rotterdam S. 262 Georg Wiesenzarter, Töging/Knauf Gips KG, Iphofen S. 263 –265 Werner Huthmacher, Berlin S. 268 –270 Stefan Müller-Naumann, München S. 271 –273 Christian Hacker, München

Farbcodierung und Symbolik Kapitel A, B, D und Projekte Wärme Kälte Abluft Zuluft Lichteinfall Solarthermie / Photovoltaik Grundwasser Kapitel D 1 (S. 177 und 179) Konvektion Strahlung Kapitel B 1 (Nutzungsverlaufsdiagramme S. 85, 88, 92, 94) ‡ Tagesverlauf ‡ Jahresverlauf

Personenregister

Personenregister 3deluxe ∫ 70 A-cero ∫ 67 Adjaye, David ∫ 26 Allmann Sattler Wappner ∫ 67, 83, 87, 92 Alvaro Siza Architects ∫ 118 Amstein & Walthert ∫ 214 Andreas Fuhrimann Gabriele Hächler Architekten ∫ 85 Archigram ∫ 32 Atelier Brückner ∫ 82 B+M ∫ 226 Baierl+Demmelhuber ∫ 268 Banham, Reyner ∫ 108 Bär Stadelmann Stöcker Architekten ∫ 91 Barth Architekten ∫ 97 BARTHARCHITEKTEN ∫ 184 Barthel & Maus ∫ 266 Baumann & Sohn ∫ 220 BBP Arkitekter A/S ∫ 216 Behles & Jochimsen ∫ 72 Behrens, Peter ∫ 22 Bembé Dellinger Architekten ∫ 62, 67, 197, 202 Bob Gysin + Partner ∫ 78 Borkner Feinweber Tellmann ∫ 66 Braunfels, Stefan ∫ 147 Brunner Haustechnik ∫ 214 Bugunani & Fortunato ∫ 66 BUSMANN + HABERER ∫ 228 C18 Architekten ∫ 220 Caruso, Adam ∫ 26 Chapman Taylor Architekten ∫ 140 Chipperfield, David ∫ 26f. Choi.Campagna Design ∫ 73 ck Loft ∫ 55 Coop Himmelb(l)au ∫ 69 Deppisch Architekten ∫ 87 Descartes, Rene ∫ 33 Devanthéry & Lamunière ∫ 88 DGMR ∫ 226 Dicker, Friedl ∫ 18ff. Dietrich und Unterrifallner Architekten ∫ 89 Diözesanbauamt Eichstätt ∫ 249 Doerner Institut ∫ 99 Durand, Jean-Nicolas-Louis ∫ 15, 25 Eliasson, Olafur ∫ 46 Engel Möbelwerkstätten ∫ 271 Eric van Egeraat arcitects ∫ 80 Erich Gassmann Architekten ∫ 240 FOBA ∫ 72 Frey, Karl ∫ 249 Gärtner, Friedrich von ∫ 16 Glaser Architekten ∫ 93 Goethe, Johann Wolfgang von ∫ 15, 42 Graft Architekten ∫ 122 Gropius, Walter ∫ 19 Halmos bv ∫ 259 Harder Spreyermann ∫ 237 Hauskeller, Michael ∫ 43 Hausladen, Florian ∫ 266 Hegger + Hegger + Schleif ∫ 151 Heidel Haustechnik ∫ 220 henke und schreieck Architekten ∫ 92 Herron, Ron ∫ 32 Hertzberger, Herman ∫ 40 Herzog & de Meuron ∫ 77 Herzog + Partner ∫ 49 hiendl_schineis ∫ 60, 95 Hochbauamt Frankfurt am Main ∫ 252 Ingenieurbüro Cohrs ∫ 87 Ingenieurbüro Haff-Lyssoudis ∫ 242

Ingenieurbüro Hausladen ∫ 86f., 91ff., 107, 184f., 246, 249, 256 Ingenieurbüro Kuder ∫ 99 Ingenieurbüro Vogt + Partner ∫ 87 Institut für Tageslichttechnik, Stuttgart ∫ 214 ippolitofleitz group ∫ 57 J.M.P. y asociados ∫ 231 Jahn, Helmut ∫ 162 Jakob+MacFarlane ∫ 73 Judd, Donald ∫ 27 K+P Architekten ∫ 145 Kahn, Louis I. ∫ 24, 40, 46 Karl Pitscheider Ingenieurbüro ∫ 262 Kaufmann, Hermann ∫ 65 Kleihues, Josef Paul ∫ 25 Klenze, Leo von ∫ 15f. Köberl, Rainer ∫ 70 Koch & Partner ∫ 66 Koeberl Architekten ∫ 268 Kohlmayer Oberst ∫ 246 Kollhoff, Hans ∫ 25 Königs Architekten ∫ 62 Konrad Huber ∫ 224 Krier, Rob ∫ 24f. KSP Engel und Zimmermann ∫ 107 Landau + Kindelbacher ∫ 271 Lautner, John ∫ 40 Le Corbusier ∫ 16, 19ff., 33, 47, 69 Ledoux, Claude-Nicolas ∫ 16 Léon Wohlhage Wernik Architekten ∫ 87 Lichtblau Architekten ∫ 256 Lichtdesign Ingenieurgesellschaft ∫ 214 Lichtlauf ∫ 50, 53ff. Lihotzky, Margarete ∫ 23 Loos, Adolf ∫ 17ff. lynx architecture ∫ 197, 242 Marinetti, Tommaso ∫ 33 Maucher + Höß ∫ 94 Maurer, Ingo ∫ 57ff. Meck, Andreas ∫ 71 Meyer en van Schooten ∫ 66 Meyer, Robert ∫ 72 Mies van der Rohe, Ludwig ∫ 19ff. Müller BBM ∫ 87, 228, 262 Müller, Harald F. ∫ 237

Scarpa, Carlo ∫ 71 Schinkel, Karl Friedrich ∫ 15f. Schneider und Partner ∫ 91 Schranner, Hans ∫ 91 Schröder, Uwe ∫ 25 Semper, Gottfried ∫ 15 SHL Architekten ∫ 185 Singer, Franz ∫ 18ff. Sitte, Camillo ∫ 25 skm-haustechnik ∫ 228 St John, Peter ∫ 26 Staab Architekten ∫ 262 Steidle und Partner Architekten ∫ 86 Studio dinnebier ∫ 228 Sullivan, Louis ∫ 16 Tamaki, Jun ∫ 40 Thoma, Ernst ∫ 237 Thun, Matteo ∫ 65 Thurner, Martina ∫ 266 Tiula Architects Ltd. ∫ 123 Tony Fretton Architects ∫ 216 Tourre, Pierre ∫ 108 Trockenbau 3000 ∫ 240 UN Studio ∫ 226 Ungers, Oswald Matthias ∫ 24f. Valstar Simones ∫ 226 van Berkel, Ben ∫ 226 van de Vele, Henry ∫ 43 van der Rohe, Ludwig Mies ∫ 19ff. Vester, Frederic ∫ 45 Volf, Miroslav ∫ 97 Wandel Hoefer Lorch ∫ 224 Watanabe, Akira ∫ 63 Wiedemann Werkstätten ∫ 242 Zevi, Bruno ∫ 32 zipherspaceworks ∫ 70 Zumthor, Peter ∫ 62, 98

Nervi, Pier Luigi ∫ 32 Nether, Ulrich ∫ 77 Newton, Isaac ∫ 33 Office dA ∫ 212, 234 Ohtani, Hiroaki ∫ 63 Olgiati, Valerio ∫ 28f. OMA ∫ 82, 186 Oswalt, Philipp ∫ 108 Paladio, Andrea ∫ 16 Pawson, John ∫ 26ff. pfarré lighting design ∫ 55ff. Posener, Julius ∫ 16 R+R Fuchs ∫ 262 Reichenbach-Klinke, Matthias ∫ 91 Renzo Piano Building Workshop ∫ 30, 82 Ricciotti, Rudy ∫ 151 Rieger, Udo ∫ 266 Riesen Elektroplanung ∫ 214 Rietfeld, Gerrit ∫ 19 Root, John Wellborn ∫ 16 Rossi, Aldo ∫ 24 Rössler, Huber ∫ 50 Rossmann+Partner Architekten ∫ 120f. Ruiter, Paul de ∫ 259 Sadar Vuga Arhitekti ∫ 83 SAM Architekten und Partner ∫ 214 Sant'Elia, Antonio ∫ 33 Sauerbruch Hutton ∫ 99

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Sachregister

Sachregister A Ab-/Adsorptionskältemaschinen ∫ 181 Abdichtung /Anschlüsse ∫ 202 Abdichtungsbahnen ∫ 131 Abdichtungssysteme ∫ 131 abgehängte Decke ∫ 190 Abhängeelemente ∫ 141 Abhanghöhen ∫ 154 Abluftanlagen ∫ 174f. Abschottungen (Doppelböden) ∫ 166 absolute Blendung ∫ 42, 49 absolute Luftfeuchtigkeit ∫ 36, 102 Absorberschotts ∫ 150, 164 Absorptionsmaschinen ∫ 115 Abwärme ∫ 103, 108, 112f. Abwasserentsorgung ∫ 196 Abwasserhebeanlage ∫ 206 Abwasserleitungen ∫ 209 Abwasserrohre ∫ 204f. Abwasserwärmenutzung ∫ 113 Adaptionsfähigkeit (Auge) ∫ 41 adaptives Komfortmodell ∫ 83 additive Farbmischung ∫ 51 adiabate Kühlung ∫ 178 Adsorptionsmaschinen ∫ 115 Aktoren ∫ 192 Akustikkonzepte ∫ Akustikkonzepte Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 95f. Schulen ∫ 90 akustische Behaglichkeit ∫ 39 Akzentlicht ∫ 55 Allgemeines bauaufsichtliches Prüfungszeugnis ∫ 149 Allgemeinlicht ∫ 50 Aluminium ∫ 67 Aluminiumbodenplatten (Doppelböden) ∫ 163 Aluminiumreflektor ∫ 53 ambient luminescence ∫ 50 Anergie ∫ 108, 114f. Anhydritestrich ∫ 69 Anschlussdichtung ∫ 134 Anschlüsse an angrenzende Bauteile elastisch ∫ 132 Ständerwand an Decke und Boden ∫ 134 an Massivwand ∫ 132f. an Massivwand mit Vorsatzschale ∫ 133 an Ständerwand ∫ 132 starrer Anschluss an Massivdecke ∫ 134 Decke an Wand ∫ 152f. Dehnungsfugen Doppelboden ∫ 166 elasto-plastisch verfugt ∫ 153 gleitend ∫ 132, 136f., 152f. luftdicht ∫ 134 mit Bewegungsfuge ∫ 159 mit Schattenfuge ∫ 134f., 153f. starr ∫ 132, 152f. Trockenunterböden ∫ 159 Trockenunterboden an Boden ∫ 159 Trockenunterboden an Nassestrich ∫ 159 Trockenunterboden an Wand ∫ 159 Aquifer ∫ 111 Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsprojekte (AGÖF) ∫ 75 Arbeitsplatzanbindung ∫ 188 Arbeitsstättenrichtlinien (ASR) ∫ 49 Arbeitsstättenverordnung (ArbStättV) ∫ 49 Arbeitszahl ∫ 115 Architekturbeleuchtung ∫ 50 Aufputzkanalverlegesysteme ∫ 191 Aufschwimmen ∫ 158

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Aufwandinstallation ∫ 190 Ausbauflexibilität ∫ 191 Ausgleichsschüttung ∫ 157f. Außentemperatur ∫ 100 Ausstattungsumfang ∫ 187 Automatiklicht ∫ 193 helligkeitsabhängig ∫ 193 Automationsebene ∫ 192 Automationssysteme ∫ 192 automatische Steuerung (Beleuchtung, Blendschutz, Sonnenschutz) ∫ 193f. B Baffeln ∫ 96 Bandraster ∫ 59 Bandrasterdecken ∫ 145 Bandrasterprofile ∫ 147 Bau- und Leistungsbeschreibung ∫ 81 Baugrund ∫ 103 Bauphysikalische Anforderungen Deckensysteme ∫ 149 Doppelböden ∫ 163f. Trockenunterböden ∫ 158f. Wandsysteme ∫ 127 Bauplatten, zementgebunden ∫ 125 Bauprozess ∫ 80 Baustoffe Beplankung Wand ∫ 124 Decklage ∫ 147f. Doppelböden ∫ 163 Trockenunterböden ∫ 158 Unterkonstruktion Decke ∫ 147 Unterkonstruktion Wand ∫ 123 Bauteilaktivierung ∫ 176f. Be-/Entlüftung der Abwasseranlage ∫ 206 Behaglichkeit akustisch ∫ 39 olfaktorisch ∫ 37f. thermisch ∫ 34 visuell ∫ 40 Behaglichkeitsfeld ∫ 37 Behaglichkeitskategorien ∫ 83 Bekleidungsisolationswert ∫ 35 Belegungsrate ∫ 38 Beleuchtungsanforderung ∫ 47 Beleuchtungsanlage ∫ 50, 58 Beleuchtungsqualitäten ∫ 50 Beleuchtungsstärke ∫ 41, 47, 49f. Beleuchtungsstärkeniveaus ∫ 46 Belichtung ∫ 41, 47 Bergrecht ∫ 112 Beschichtungen ∫ 70 Beschichtungen im Innenraum ∫ 68ff. Beschichtungsstoffe lösemittelverdünnbar ∫ 70 wasserverdünnbar ∫ 70 Beton Poren- ∫ 62 Sicht- ∫ 63 Stahl- ∫ 63 transluzent ∫ 77 Betonkernaktivierung (Heizen) ∫ 176f. Betonkernaktivierung (Kühlen) ∫ 178f. Betonplatten ∫ 66 Betonwerksteinfliesen ∫ 71 Betriebsartenumschaltung ∫ 194 Bewegungsfuge (Trockenunterboden) ∫ 131, 152, 159 Bewegungsfugenprofile ∫ 166 Bewehrungsstreifen ∫ 152 Bindemittel ∫ 70 Biogas ∫ 110 biogene Reststoffe ∫ 110 biogene Rohstoffe ∫ 110 Biomasse ∫ 109f. Biomass-to-liquid-Verfahren (BLT) ∫ 110 Blendung ∫ 41, 46, 49 absolut ∫ 49 relativ ∫ 49 Blockheizkraftwerke (BHKW) ∫ 117

Mikro- ∫ 117 pflanzenölbetrieben ∫ 111 BMVBS (Bundesministerium für Verkehr, bau und Stadtentwicklung) ∫ 107 Bodenbeläge ∫ 70ff. Bodenbeplankung ∫ 156 Bodensysteme ∫ 156ff. Brandbeanspruchung ∫ 168f. Brandlasten ∫ 169 Brandmelder ∫ 165 Brandschutz BA-Bauweise ∫ 129 Deckensysteme ∫ 149 Doppelböden ∫ 164f. sanitäre Einrichtungen ∫ 203 Stützenbekleidung ∫ 169 Systemböden in Fluchtwegen ∫ 165 Systemböden in Räumen ∫ 165 Trägerbekleidung ∫ 169 Trockenunterböden ∫ 159 Wände auf Systemböden ∫ 165 Wandsysteme ∫ 129 Brandschutzbekleidungen ∫ 65, 168 Brandschutzkoffer ∫ 149 Brandschutzkonzepte Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 96ff. Museen ∫ 99 Schulen ∫ 90 Sporthallen ∫ 93 Wohngebäude ∫ 86, 124, 168 brandschutztechnisch selbstständige Unterdecke ∫ 149 Brandschutztüren ∫ 138 Brauchwarmwasserspeicherung ∫ 116 BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assesment Method) ∫ 107 Brennstofflager ∫ 110 Brennwertkessel ∫ 114 Brettschichtholz ∫ 64 Building Automation and Control Networks (BACnet) ∫ 195 Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 94 Akustik ∫ 95f. Brandschutz ∫ 96 Licht ∫ 94f. Luft ∫ 95 Nutzung ∫ 94 Raumkonditionierung/Technikintegration ∫ 94 Sanierung ∫ 96 Wärme/Kälte ∫ 94f. Bussysteme ∫ 194 Building Automation and Control Networks (BACnet) ∫ 195 Konnex-Bussystem (KNX) ∫ 195 Local Operating Network (LON) ∫ 195 Metering BUS (M-Bus) ∫ 195 C Candela (Cd) ∫ 49 Chronic-Fatigue-Syndrom ∫ 73 CO2-Konzentration ∫ 89 CO2-neutrales Gebäude ∫ 184 C-Profile für Decken (CD-Profile) ∫ 147 C-Ständerprofile für Wände (CW-Profile) ∫ 123 D Dachentwässerung ∫ 206 Dämmstoffe ∫ 67, 127 Datenzentralen ∫ 210 Decke Abhängeelemente ∫ 141 Bekleidung ∫ 141 Deckenheizung /-kühlung ∫ 147f. gewölbte Formen ∫ 142 Konstruktionsprinzipien ∫ 141f. konstruktive Bauteile ∫ 141 Lastenbefestigung ∫ 154 Unter- ∫ 141

Unterkonstruktion ∫ 141 Verankerungselemente ∫ 141 Verbindungselemente ∫ 141 Deckenbekleidung ∫ 141 Deckendurchbiegung ∫ 136f. Deckenelemente, abklappbar ∫ 146 Deckenfluter ∫ 58 Deckenkanäle ∫ 190 Deckenkonvektoren ∫ 178f. Deckenstrahlplatte ∫ 176f. Deckensysteme ∫ 140ff. mit offener Deckenunterseite ∫ 145f. Bandrasterdecken ∫ 145 Einbauelemente ∫ 143 fugenlos ∫ 141f. Klemm- ∫ 144f. Lichtrasterdecken ∫ 146 mit gerasteter Deckenfläche ∫ 142f. Paneeldecken ∫ 145f. Rastermaß ∫ 142f. Raumakustik ∫ 150f. T-Systeme ∫ 143f. Verbindungsprofile ∫ 144 Waben-/Lamellendecken ∫ 147 Z-Systeme ∫ 143 Dehnungsfugen ∫ 132 Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) ∫ 106f. dezentrale Lüftungssysteme ∫ 180 dezentrale Technikkomponenten ∫ 191 Dezipol ∫ 39 DGNB-Gütesiegel ∫ 106f. Dichtstoffe ∫ 73 diffuses Allgemeinlicht ∫ 41, 58 Digital Adressable Lighting Interface (DALI) ∫ 56 Digital Multiplex (DMX) ∫ 56 DIN 1053 ∫ 62 DIN 18 180 ∫ 169 DIN 18 599 ∫ 106 DIN 4102-1 ∫ 61 DIN 4102-4 ∫ 168 DIN 4102-6 ∫ 170 DIN 4108 ∫ 44, 106 DIN EN 12 464 ∫ 50 DIN EN 13 501-1 ∫ 61 DIN EN 13 813 ∫ 69 DIN EN 15 251 ∫ 44 DIN EN 197-1 ∫ 63 DIN EN 206-1 ∫ 63 DIN ISO 7730 ∫ 36, 44 DIN V 18 550 ∫ 68 Direktabhänger ∫ 141f. Doppelböden ∫ 156, 160f. elektrostatische Anforderungen ∫ 165 Integration von Fußbodenheizungen ∫ 166f. Integration von Lüftungssystemen ∫ 166f. Kabelträger ∫ 163 Luftheizung ∫ 167 Materialien ∫ 163 Stabilisierung der Stützen ∫ 161 thermische/hygrische Anforderungen ∫ 165 Überbrückungsprofile ∫ 162 Zwischenböden ∫ 163 Doppelbodensysteme ∫ 161f., 191 Doppelständerwand ∫ 121 Downlight ∫ 58 Dreifarbensysteme ∫ 51 Dreischichtplatten ∫ 124 Druckentwässerung ∫ 206 DU-Profile ∫ 147 Durchflusssystem ∫ 117f Duroplaste ∫ 66 E Einbrennzeit ∫ 55 Einfachständerwand ∫ 121 Eingießgehäuse ∫ 58

Sachregister

E-Kabelkanäle ∫ 170 elastische Beläge ∫ 72f. Elastomere ∫ 66 elasto-plastische Spachtelmasse ∫ 135 Elektroausstattung ∫ 187 Elektranten ∫ 161 Elektroausstattung ∫ 187 Elektro-Hauptverteilung (HV) ∫ 210 Elektroinstallationen ∫ 187 Elektroleitungsverlegung ∫ 191 Elektronenstrom ∫ 54 Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) ∫ 187 Elektroplanung ∫ 186 Elektro-Unterverteilung (UV) ∫ 210 Elektroverteilung ∫ 210 Elektrozentralen ∫ 210 Elementbauweise ∫ 64 endotherme Reaktion ∫ 116 Energieausweis ∫ 106 Energiebilanz ∫ 104 Energieinfrastrukturen ∫ 116f. Energiekonzepte, übergeordnet ∫ 117 Energiepolitik ∫ 106 Energiequellen ∫ 109 Energiesparlampen ∫ 54 Energieeinsparverordnung (EnEV) ∫ 106 Energiespeicherung ∫ 115 Energieströme ∫ 104 Energieträger (flüssig) ∫ 110f. Energieträger (gasförmig) ∫ 110 Energieumwandlung ∫ 113ff. Energieverbrauch ∫ 108 Entladungslampen ∫ 53f., 55 Entlüftungsleitung ∫ 205 Entwässerung von Schmutzwasser ∫ 205f. Erdableitwiderstand (RE) ∫ 165f. Erdreichwärmetauscher ∫ 208 Erdwärmekollektoren ∫ 112 Erdwärmesonden ∫ 112 erneuerbare Energien ∫ 106 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) ∫ 106 Estrich ∫ 69 Estrichhohlrauminstallationsböden ∫ 191 europäische Chemikalienverordnung ∫ 75 Exergie ∫ 108, 115 exotherme Reaktion ∫ 116 F Fallleitungen ∫ 205 Fallstromkühlung ∫ 178f. Farbe ∫ 42 farbige Lichtquellen ∫ 51 farbiges Streulicht ∫ 50 Farbkonzept ∫ 42 Farbmischung (additiv) ∫ 51 Farbmischung (subtraktiv) ∫ 51 Farbpsychologie ∫ 42f. Farbsimulation ∫ 43 Farbstabilität ∫ 55 Farbtemperatur (K) ∫ 52 Farbwiedergabe ∫ 46, 49 Farbwiedergabeindex (Ra) ∫ 49 Farbwiedergabequalität ∫ 52 Farbwirkung ∫ 42f. Faserdämmstoffe 127 Faserzementplatten ∫ 65, 125 Feldebene ∫ 192 Fensterüberwachung ∫ 194 Fernwärmenetze ∫ 116f. Fernwärmeversorgung ∫ 116f. Festbrennstoffe ∫ 110 Feuchtebeanspruchung ∫ 131 Feuchtebeanspruchungsklassen (Wand) ∫ 130 Feuchteschutz ∫ 130 Trockenunterböden ∫ 159

Feuerlöschanlagen ∫ 206f. Hydranten ∫ 206f. Sprinkler ∫ 206f. Feuerungsanlagen ∫ 113 Feuerwiderstand Ausbauwände ∫ 129 Filter ∫ 59 Flächenabdichtungssystem ∫ 147f. Flächenheizungen ∫ 36, 139, 176f. Flächenkühlung ∫ 178f. Flachheizkörper ∫ 176f. flexible Plattenwerkstoffe ∫ 121 Fliesenraster ∫ 201 Fließestrich, selbstnivellierend ∫ 161 flüchtige organische Verbindungen (VOC) ∫ 65, 74 Summenkonzentration (TVOC) ∫ 75 flüssige Energieträger ∫ 110f. focal glow ∫ 50 fokussiertes Licht ∫ 50 Formsperrholz ∫ 124 Formteile ∫ 122 fossile Energieträger ∫ 109 frei stehende Wandenden /-ecken ∫ 132 frei tragende Unterdecken ∫ 146 Freispiegelentwässerung ∫ 206 Frequenz ∫ 39 Frischluftbedarf ∫ 38 Frischluftversorgung ∫ 174 Frostschutz sanitäre Einrichtungen ∫ 203 FSC-Label ∫ 64 fugenlose Deckensysteme ∫ 141f. Fugenverlauf ∫ 143 Fünfschichtplatten ∫ 124 Furnierschichtholzplatten ∫ 124 Furniersperrholz ∫ 64 Fußbodenentwässerung ∫ 202 Fußbodenheizung ∫ 176f. gasförmige Energieträger ∫ 110 G Gebäudeautomation ∫ 192 Gebäudebetrieb ∫ 81 Gebäudestandards ∫ 106 Gebäudetechnikraum ∫ 208 Gebäudetechnologien ∫ 180 Gebäudetypologie ∫ 81ff. Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 94 Museen ∫ 98 Schulen ∫ 88 Sporthallen ∫ 92 Wohngebäude ∫ 85 genormte Behaglichkeit ∫ 44 genormtes Globalspektrum ∫ 48 Geologie ∫ 103 geometrische Optimierung ∫ 47 gerichtetes Licht ∫ 41, 50 Geruchsemission ∫ 38 Geruchsintensität ∫ 38 Geruchsqualität ∫ 38f. Geruchswahrnehmung ∫ 38 Gesamtenergiedurchlassgrad ∫ 48 Gesichtsinn ∫ 40 Gesteinskörnung ∫ 63 Gewindestangen ∫ 171 gewölbte Deckenformen ∫ 142 Gipsfaserplatten ∫ 65, 124 gipshaltige Platten ∫ 124 Gipskartonfeuerschutzplatten (GKF) ∫ 124, 168 Gipskartonplatten ∫ 65 Gipsplatten ∫ 124 Gipsplatten mit Kühl-/Heizregister ∫ 147f. Gipsputze ∫ 68 Gipswerkstoffplatten ∫ 147f. Glasbeläge ∫ 73 Glasfaserarmierung ∫ 125 Glasfaservlies ∫ 124 Glasfelder ∫ 138f. Glastafeln ∫ 66

integrierte LED-Beleuchtung ∫ 66 Glastrennwandsysteme ∫ 123 Globalstrahlung ∫ 100, 102 Glühbirne Lichtausbeute ∫ 52f. Glühlampen ∫ 52f. Grundlicht farbig ∫ 51 Grundwasserpumpen ∫ 112 Grundwasserwärmepumpe ∫ 184 Gummibeläge ∫ 73 Gussasphaltestrich ∫ 69 Gussglas ∫ 66 Gütsiegel /Label ∫ 70, 76 H Haarriss ∫ 133 Halogenglühlampe ∫ 53 Halogen-Metalldampflampen ∫ 55 Hartfaserplatten ∫ 65 Hartschaumplatten, zementbeschichtet ∫ 126 Hauptstromversorgungssystem ∫ 186 Hausanschlusskasten ∫ 186 Hebeanlage ∫ 209 Heizregister ∫ 139 Heizsysteme ∫ 194 Heizung ∫ 176f., 198f. Heizungszentralen ∫ 209 Heizwärmebedarf QH ∫ 105 Heizwerke ∫ 117 Heizzentralen ∫ 116f. Helmholtzresonator ∫ 151 Hochleistungs-LED ∫ 56 Hochvolt-Halogenglühlampe ∫ 53 Höhenausgleich ∫ 157 Höhenjustierung ∫ 161 Höhenversatz ∫ 154 Hohlraumböden ∫ 156, 160f. in Trockenbauweise ∫ 161 mit Nassestrich ∫ 161 Unterkonstruktion ∫ 161 Hohlraumbodensysteme ∫ 161 Hohlraumdämmung ∫ 68 Hohlraumwände ∫ 190 Holzarten ∫ 63f. Holzbeläge ∫ 71 Holzdielen ∫ 71 Holzfaserdämmplatten ∫ 65 Holzfaserplatten ∫ 65 Holzwerkstoffe ∫ 64, 148 Holzwerkstoffplatten ∫ 124, 163 Holzwolleleichtbauplatten ∫ 65 I-Kabelkanäle ∫ 170 Imprägnierungen ∫ 70 indirekte Beleuchtung ∫ 154 Induktionsgeräte ∫ 178f. Innenraumklima ∫ 44 Innenraumluftbelastung ∫ 64 Installationen, wasserführend ∫ 202 Installationskanäle ∫ 169f. Installationsleitungen ∫ 154 Installationssysteme ∫ 84, 190f. Boden ∫ 191 Decke ∫ 190f. Wand ∫ 190f. Installationswände ∫ 122 Installationszonen ∫ 210 in Nichtwohngebäuden ∫ 189 in Wohngebäuden ∫ 188 Installationsführung im Raum ∫ 202f. Aufputzinstallation ∫ 202 im Bodenaufbau ∫ 203 Installationswand ∫ 202f. vorgefertigte Installationen ∫ 203 Vorwandinstallation ∫ 202f. integraler Planungsprozess ∫ 106 Integration gebäudetechnischer Anlagen (Wand) ∫ 139 Integration von gebäudetechnische Einbauten im Doppelboden ∫ 166f. Integration von Installationen im Deckenhohlraum ∫ 154f.

Integration von Stützen und Unterzügen ∫ 137 integrativer Planungsprozess ∫ 106 interdisziplinäre Planung ∫ 189f. interne Wärmequellen Qi ∫ 105 K Kabelkanäle ∫ 169f. Kabeltrassen ∫ 171 Kalkputze ∫ 68 Kalkzementputze ∫ 68 Kältemaschinen ∫ 114f., 181, 209 Kälteübergabesysteme ∫ 178 Kältezentralen ∫ 209 Kaltlichtreflektor ∫ 53 Kaltwasertemperaturniveau ∫ 209 Kantenschutzprofile ∫ 132 Kapselkriterium ∫ 129 Kapselung ∫ 169f. K-Bauweise ∫ 129 Kennwerte Stromverbrauch ∫ 186f. keramische Beläge ∫ 71 Klemmdorn ∫ 144f. Klemmschienen ∫ 147 Klemmsysteme ∫ 144f. Klimaanlagen / Luftkühlung ∫ 178f. Kommunikationsschnittstellen ∫ 195 Kommunikationssysteme ∫ 195 kompakte Leuchtstofflampen ∫ 54 Kompressionskältemaschinen ∫ 181 Konduktion ∫ 35 Konnex-Bussystem (KNX) ∫ 195 Konsolen ∫ 171 Konstantlichregelung ∫ 193 Kontrastverhältnisse ∫ 49 Konvektion ∫ 35, 176f. Konvektion / Strahlung ∫ 176f. Konvektoren ∫ 176f. Kork ∫ 73 Körperschall ∫ 39, 67 Kraft-Wärme-Kopplung ∫ 117 Kreislaufverbundsystem ∫ 208 Kühldecke ∫ 178f. Kühldeckensysteme ∫ 154f. Kühlenergiebedarf QC ∫ 105 Kühlsegel ∫ 178 Kühlsysteme ∫ 194 Kühltürme ∫ 209 Kühlung ∫ 178ff. künstliche Lichtquellen ∫ 52 Kunststeinbeläge ∫ 71 Kunststoffbeläge ∫ 73 Polyolefin (PO) ∫ 73 Polyurethan (PU) ∫ 73 Polyvinylchlorid (PVC) ∫ 73 Kunststoffestrich ∫ 69 Kunststoffisolierrohre ∫ 190 Kunststoffplatten ∫ 66 Kupfer ∫ 67 L Laminat ∫ 72 Langzeitwärmespeicherung ∫ 116 Lärmbelästigung ∫ 39 Lasuren ∫ 70 latente Wärmespeicher ∫ 181f. Latentwärmespeicher ∫ 116 Lebensdauer ∫ 52 LED ∫ 55f. LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) ∫ 107 Leerrohrinstallation ∫ 190 Lehmbauplatten ∫ 65 Lehmputze ∫ 69 Leichttrennwände ∫ 121 Leitungen Anschlussleitungen ∫ 206 Fallleitung ∫ 205f. Fallleitungsverziehungen ∫ 205 Grundleitungen ∫ 205 liegende ∫ 205 Sammelleitung ∫ 205

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Sachregister

Schmutzwasserleitungen ∫ 205 Umgehungsleitungen ∫ 205 Leitungsanlagenrichtlinie (M-LAR) ∫ 211 Leitungsdimensionierung ∫ 204 Leitungsführung Fußleisten-/ Brüstungskanal ∫ 190 Leitungslänge ∫ 209 Leuchtdichte ∫ 41, 49 Leuchtdichteunterschiede ∫ 49 Leuchtdichteverteilung ∫ 42, 46 Leuchtdioden ∫ 55f. Gleichstrom ∫ 56 Wärmemanagement ∫ 56 Leuchten ∫ 57 Aufbau ∫ 58f. Fassung ∫ 59 technische ∫ 58 -arten ∫ 57 Leuchtstofflampen ∫ 53f. kompakt ∫ 54 Licht ∫ 40 diffus ∫ 41 gerichtet ∫ 41 Lichtabstrahlcharakteristik ∫ 57 Lichtatmosphäre ∫ 50 Lichtausbeute ∫ 52 Lichtaustritt, gerichtet ∫ 58 Lichtbänder ∫ 92 Lichtbedarf ∫ 50 Lichteinfallsmenge ∫ 47 Lichtfarbe (künstliches Licht) ∫ 52 Lichtfarbe ∫ 49 Lichtkonzept ∫ 50 Büro-/Verwaltungsgebäude ∫ 94f. Museen ∫ 98f. Schulen ∫ 89 Sporthallen ∫ 92 Wohngebäude ∫ 86 Lichtmenge ∫ 47 Lichtobjekte ∫ 59 Lichtplanung ∫ 41, 50 Grundlagen ∫ 46 qualitativ ∫ 50 quantitativ ∫ 50 Lichtrasterdecken ∫ 146 Lichtrendering ∫ 51 Lichtskulpturen ∫ 59 Lichtspektrum ∫ 49, 52 Lichtstärke ∫ 41, 49 Lichtsteuerung ∫ 58 Lichtstimmung ∫ 51 Lichtstrom ∫ 41, ∫ 49 Lichtszenen ∫ 58 Lichtszenen, dynamisch ∫ 56 lichttechnische Berechnungsprogramme ∫ 52 lichttechnische Grundgrößen ∫ 49 Lichtvouten ∫ 54 limbisches System ∫ 37 Linoleum ∫ 73 Linsen ∫ 59 Skulpturen- ∫ 59 -systeme ∫ 59 L-Kabelkanäle ∫ 170f. Local Operating Network (LON) ∫ 195 lokale Energiequellen ∫ 108 Löschwasser ∫ 207 Lösungsmittelgehalt ∫ 70 Luft / Luft-Systeme ∫ 181 Luft / Wasser-Systeme ∫ 181 Luftauslässe ∫ 166 Luftbelastung ∫ 38 Luftbewegung im Raum ∫ 37 luftdichter Anschluss ∫ 134 Luftfeuchte ∫ 102 Luftgeschwindigkeit ∫ 37 Luftheizung ∫ 167, 176f. Luftproben-Rauchmeldesyteme ∫ 99 Luftqualität ∫ 174 Luftschadstoffe ∫ 38 Luftschall ∫ 67

286

Luftschallübertragung ∫ 39 Lufttemperatur ∫ 36 Lüftung ∫ 174ff., 198 über Boden, geschlossen ∫ 167 über Boden, offen ∫ 167 Lüftungsampel ∫ 89 Lüftungsanlagen ∫ 194 Lüftungsbedarf ∫ 38 Lüftungsintensität ∫ 174 Lüftungskanäle ∫ 169f. Lüftungskonzepte Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 95 Museen ∫ 98 Sporthallen ∫ 92 Wohngebäude ∫ 86 Lüftungsrohrleitungen ∫ 206 Lüftungssysteme (dezentral) ∫ 180 Lüftungssysteme (zentral) ∫ 180 Lüftungsvolumen ∫ 38 Lüftungswärmeverluste QL ∫ 104f. Lüftungszentralen ∫ 208f. Luftvolumenstrom ∫ 39 Luftwechsel ∫ 38 Luftwechselrate ∫ 38, 174, 194 Luftwechselzahl ∫ 38 Lux (lx) ∫ 49 Lwa-Profil ∫ 124 LWi-Profil ∫ 124 M Magnesiaestrich ∫ 69 Managementebene ∫ 192f. Massivholz ∫ 63f. Material, Lebenszyklus ∫ 62 Materialauswahl Anforderungen ∫ 74f. Lebenszyklusbetrachtung ∫ 76 Strategien ∫ 73f. Doppelböden ∫ 163 Trockenunterböden ∫ 158 Materialkennwerte ∫ 61 Mauerwerk ∫ 62 maximale Luftfeuchtigkeit ∫ 36 mechanische Lüftung ∫ 194 Mehrlinienspektrum ∫ 55 Metallbeläge ∫ 73 Metallbeschichtungen ∫ 67 Metalldecken ∫ 144f. Metalldeckenelemente ∫ 148 Metallgewebe ∫ 67 Metallpaneele ∫ 66f. Metallprofile ∫ 123 Metering BUS (M-Bus) ∫ 195 Mikro-BHKW ∫ 117 Mindestschütthöhen ∫ 157f. Mineralfaserplatten ∫ 148 mineralisch gebundene Platten ∫ 65 mineralische, faserverstärkte Platten (Doppelböden) ∫ 163 Mineralwerkstoffplatten ∫ 66 Mineralwolle ∫ 68 Mischfarben ∫ 51 Mischgassensoren ∫ 194 Mischlüftung ∫ 174f. mitteldichte Faserplatten ∫ 125 mitteldichte Holzfaserplatten (MDF) ∫ 65 mittlere Strahlungstemperatur ∫ 36 mittleres Votum (PMV) ∫ 44 Mollier-h-x-Diagramm ∫ 37 Monitoring ∫ 81 Monoblockwände ∫ 123 Mosaikfliesen ∫ 71 Museen ∫ 98f. Licht ∫ 98f. Nutzung ∫ 98 Raumkonditionierung ∫ 98 relative Luftfeuchtigkeit / Temperatur ∫ 98 Sicherheit ∫ 99 Muster-Schulbau-Richtlinie ∫ 90

N Nachhallzeit T ∫ 39 Nachströmelemente ∫ 93 Nachtbild ∫ 50 Nachtlüftung ∫ 194 Nahwärmenetz ∫ 116f. Nahwärmeversorgung ∫ 116f. Natural Color System ∫ 43 natürliche Belichtung ∫ 46 natürliche Lüftung ∫ 174f. natürliche Tageslichtversorgung ∫ 47 Natursteinbeläge ∫ 71 Natursteinfurniere ∫ 77 neue Technologien ∫ 77 Niederdruckentladungslampen ∫ 54 Niedertemperaturenergiequellen ∫ 108 Niedertemperaturfrischwasserstationen ∫ 117 Niedertemperaturkessel ∫ 113f. Niedertemperatursysteme ∫ 90, 184 Niedertemperaturverteilungssystem ∫ 115 Niedervolt-Halogenglühlampe ∫ 53 Noniusabhänger ∫ 141f. Notüberlauf ∫ 206 Nullenergiegebäude/Autarkhaus ∫ 107 Nutzenergiebedarf ∫ 106 Nutzeradaptiviät ∫ 82f. Nutzereingriff ∫ 48 Nutzungskonzepte Büro-/Verwaltungsgebäude ∫ 94 Museen ∫ 98 Schulen ∫ 88 Sporthallen ∫ 92 Nutzungskostenermittlung ∫ 76 Nutzungstypologien ∫ 82 O oberflächennahe Geothermie ∫ 111f. Oberflächenreflexion ∫ 50 Oberflächentemperatur ∫ 36 Oberlichter ∫ 138f. OLED ∫ 57 Olf ∫ 38 olfaktorische Behaglichkeit ∫ 37f. operative Innenraumtemperatur ∫ 36, 83 organische LEDs ∫ 57 Orientierungsleuchten ∫ 58 OSB-Platten ∫ 65, 125 P Paneeldecken ∫ 145f. Pappwaben ∫ 159 Parkett ∫ 72 passive Gebäudekomponenten ∫ 83 passive Kühlung ∫ 178 passive Solarenergiegewinne ∫ 100 passive Solarenergienutzung ∫ 100 Pettenkofer-Grenzwert ∫ 38 Phase Change Materials (PCM) ∫ 69, 77, 116, 181f. Phasenwechselmaterialien ∫ 116 Photovoltaik ∫ 109 physiologische Blendung ∫ 42 Plattenresonator ∫ 151 Plattenschotts ∫ 150 Plattenwärmetauscher ∫ 117 Plattenwärmeübertrager ∫ 181 Plattenwerkstoffe Format ∫ 121 Verbesserung der Eigenschaften ∫ 124 Platzbedarf Technikschächte ∫ 208 play of brillants ∫ 50 Polystyrol-Dämmplatten ∫ 68 expandiert (EPS) ∫ 68 extrudiert (XPS) ∫ 68 Polystyrolhartschaum ∫ 127 Porenbeton ∫ 62 Porzellankeramik ∫ 71

Predicted Mean Vote (PMV) ∫ 44 Predicted Percent of Dissatisfied (PPD) ∫ 44 primäre Biomasse ∫ 109 Primärenergiebedarf ∫ 106 Projektrealisierung ∫ 80 Prozentsatz von Unzufriedenen (PPD) ∫ 44 psychogene Farbwirkung ∫ 42 Pufferspeicher ∫ 116 Pulverbeschichtungen ∫ 70 punktförmige Lichtquelle ∫ 55 Putze ∫ 68 Putzgrund ∫ 69 Q Qualitätskontrolle ∫ 81 Qualitätsmanagement ∫ 80f. Quantenmechanik ∫ 33 Quecksilberdampf-Hochdrucklampen ∫ 55 Quelllüftung ∫ 174f. R Radiatoren ∫ 176f. RAL-Farbsystem ∫ 43 Randblenden ∫ 166 Randdämmstreifen ∫ 159 Rastermaß ∫ 142f. Rasterstäbe ∫ 161 Rauchübertragung ∫ 131 Rauigkeit ∫ 103 Raumakustik ∫ 9, 150f. Raumautomation ∫ 193 Raumbedarf sanitäre Einrichtungen ∫ 199 Ausgussbecken ∫ 200 Badewanne ∫ 200 barrierefreie Toiletten ∫ 199 Dusche ∫ 200 Spülsysteme ∫ 199f. Waschtisch/Waschbecken ∫ 200 WC/Urinal/Bidet ∫ 199f. Raumbedarf technischer Anlagen ∫ 208ff. Raumbediengeräte ∫ 193 Raumflächen im Sanitärbereich ∫ 201f. Raumklimabedingungen für Museen ∫ 98 Raumkonditionierung ∫ 174ff. Büro-/Verwaltungsgebäude ∫ 94 Museen ∫ 98 Schulen ∫ 88 Sporthallen ∫ 92 Wohngebäude ∫ 85 räumliche Wahrnehmung ∫ 41 Raumluftfeuchte ∫ 36 Raumluftmessungen ∫ 75 Raumluftqualität ∫ 38, 73 raumlufttechnische Anlagen (RLT-Anlagen) ∫ 180 Raumlüftung ∫ 194 Reduzieranschlüsse ∫ 135 Wand an Wand ∫ 136 Wand in Wand ∫ 135 Referenzgebäudeverfahren ∫ 106 Reflektorgeometrie ∫ 59 Reflektorlampen ∫ 53 Reflektormaterial ∫ 59 Reflexionsgrad ∫ 41 Reinigungsöffnungen ∫ 206 relative Blendung ∫ 49 relative Luftfeuchtigkeit ∫ 36, 102 Revisionsklappen ∫ 155 Revisionszugänge ∫ 165 Richtstrahler ∫ 58 Richtwerte, toxologisch abgeleitet ∫ 75 Rieselschutz ∫ 148, 157 Rissbildung ∫ 131 Rohrleitungen Abwasserrohre ∫ 204f.

Sachregister

Dämmung ∫ 204 Dimensionierung ∫ 204 kaltwasserführend ∫ 204 Regenwasserleitungen ∫ 204 Trinkwasserrohre ∫ 205 Zirkulationsleitung ∫ 205 Rohrverlegung ∫ 205f. Rotationswärmeübertrager ∫ 181 Rückkühlwerke ∫ 209 Rückstau ∫ 206 Rückstauebene ∫ 206, ∫ 209 Rückstauverschlüsse ∫ 206 S Sandwichelemente ∫ 67 Sanierungskonzept ∫ 81 Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 96 Schulen ∫ 90 Sporthallen ∫ 93 Wohngebäude ∫ 86 sanitäre Einrichtungen ∫ 199 Armaturen/Zubehör ∫ 200f. Sanitärgegenstände Acrylwanneneinsätze ∫ 201 Materialien ∫ 201 Sanitärplanung ∫ 196 Sanitärräume Bad / Dusche / WC ∫ 196f. Barrierefreiheit ∫ 197f. Küche / Hauswirtschaft ∫ 197 Nutzergruppen ∫ 197 öffentliche Bauten / Sonderanlagen ∫ 197 Raumklima / Behaglichkeit ∫ 198f. Schwimmbäder ∫ 197 Variabilität ∫ 197 Sanitärzentrale ∫ 209f. Sättigungsfeuchte ∫ 36, 102 Sauerstoffgehalt der Raumluft ∫ 38 Schachtdimensionierung ∫ 210 Schachtflächenbedarf ∫ 208 Schachtgrößen ∫ 206 Schachtwände ∫ 122 Schafwolle ∫ 68 Schalenform ∫ 124 Schalenwände ∫ 123 Schall ∫ 39 Schallabsorptionsgrad ∫ 68, 150f. Schalldämmeigenschaften Verbesserung ∫ 129 Schalldämmmaße Wandsysteme ∫ 129 Schalldämmung ∫ 39 Decke ∫ 149 Einflussfaktoren ∫ 129 Entkopplung ∫ 122 schalldämpfende Vorsatzschalen ∫ 67 Schalldruckpegel ∫ 39 schallexponierte Standorte ∫ 103 Schallintensität ∫ 39 Schalllängsleitung (Verringerung) ∫ 130 Schalllängsübertragung ∫ 164 Schallpegel ∫ 39 Schallschutz Deckensysteme ∫ 149 Doppelböden ∫ 163f. sanitäre Einrichtungen ∫ 203 Trockenunterböden ∫ 158f. Wandsysteme ∫ 129 Schallschutzsonderprofile ∫ 129 Schallschutzverbesserung Anschluss am Boden ∫ 134 bleifolienkaschierte Platten ∫ 135 durch Aufdoppeln ∫ 134 Schallübertragung ∫ 39 Schaltechnik ∫ 63 Schalungsmatrizen ∫ 63 Schattenfugen ∫ 134f. Schattenfugenprofile ∫ 152f. Schaumglas ∫ 68

Schaumstoffe ∫ 127 Schiebetüren ∫ 137f. Schmutzwasser Entwässerung ∫ 205f. -leitungen ∫ 206 Schnellabhänger ∫ 141f. Schulen ∫ 88ff. Akustik ∫ 90 Brandschutz ∫ 90 Licht ∫ 89 Luft ∫ 89 Nutzung ∫ 88 Raumkonditionierungssysteme ∫ 88 Sanierung ∫ 90 Wärme ∫ 89 Schwerkraftentwässerung ∫ 206 sekundäre Wärmeabgabe ∫ 48 selbstständige Lüftungsleitungen ∫ 170f. Sensoren ∫ 192 Serverräume ∫ 210 Sichtbeton ∫ 63 Sick-Building-Syndrom (SBS) ∫ 33, 73 Sieblinie ∫ 63 Silikatplatten ∫ 125 Simulationen mit Musterleuchten ∫ 52 Skulpturenlinsen ∫ 59 Snifftests ∫ 38 Sockelbereich ∫ 134 solare Einstrahlung QS ∫ 105, 109 solare Kühlung ∫ 181 Solarenergie ∫ 109 Solarkollektoren ∫ 114 Flachkollektoren ∫ 114 Luftkollektoren ∫ 114 offene Absorber ∫ 114 Vakuumröhrenkollektoren ∫ 114 Solarstrahlung ∫ 100 solartechnische Anlagen ∫ 114 Deckungsanteil ∫ 114 Solarthermie ∫ 109 Solarwärmenutzung ∫ 209 Sonderleuchten ∫ 59 Sonnenschutz ∫ 48, 178 Sonnenschutzgläser, metallisch bedampft ∫ 49 Sonnenschutzsysteme ∫ 48, 194 Sonnenverlaufsanalyse ∫ 47 Sorptionskältemaschinen ∫ 115, 181 Sorptionsrotor ∫ 181 Sorptionswärmepumpen ∫ 115 Spachtelfuge ∫ 132 Spanndeckensysteme ∫ 66 Spanplatten ∫ 65, 125 Sperrholz ∫ 64 Spezialbrandschutzplatten ∫ 124 spezifische Enthalphie ∫ 37 Spitzlicht ∫ 50 Sporthallen ∫ 92f. Brandschutz ∫ 93 Licht ∫ 92 Luft ∫ 92 Nutzung ∫ 92 Raumkonditionierung ∫ 92 Sanierung ∫ 93 Wärme ∫ 92 Sprinkleranlage ∫ 210 Sprinklerzentralen ∫ 209f. Stab- und Stäbchensperrholz ∫ 64 Stabilitätserhöhung ∫ 122 Stadtklima ∫ 103 Stahlbeton ∫ 63 Stahlblechkassetten ∫ 163 Stahlbodenplatten (Doppelböden) ∫ 163 Ständerwandsysteme ∫ 121 Unterkonstruktion ∫ 121 Standortfaktoren ∫ 100 statisches Komfortmodell ∫ 83 Steigschächte, vertikal ∫ 211 Steingut ∫ 71

Steinzeug ∫ 71 Stoffströme ∫ 104 Strahlungsasymmetrien ∫ 36 Strahlungsenergietransmission ∫ 48 Strahlungsintensität ∫ 48 Strahlungswärme ∫ 36 Strombedarf ∫ 186f. Stromerzeugung ∫ 108 Stromkreisverteiler ∫ 186 Stromverbraucher Aufzugs- und Förderanlagen ∫ 187 Beleuchtungsanlagen ∫ 187 Küchengeräte ∫ 187 Motoren ∫ 187 Steckdosen ∫ 187 Stromverbrauch, Kennwerte ∫ 186f. Stromversorgung ∫ 186f. Stromversorgungsnetz ∫ 186 Stromverteilersystem ∫ 186 Stützenfüße ∫ 161 subtraktive Farbmischung ∫ 51 synthetischer Kautschuk ∫ 73 Systemböden ∫ 160ff. Systeme im Achsraster ∫ 123 Systeme im Bandraster ∫ 123 Systeme im Konstruktionsraster ∫ 123 T TAD ∫ 90, 176f., 178f. Tageslichtautonomie ∫ 47 Tageslichtmangel ∫ 40 Tageslichtnutzung ∫ 46 Tageslichtoptimierung, geometrisch ∫ 47 Tageslichtplanung ∫ 46 Tageslichtquotient (TQ) ∫ 47 Tageslichtsysteme ∫ 47f. Tageslichtverlauf ∫ 47 Tageslichtversorgung ∫ 49 Taupunktunterschreitung ∫ 178 Tauwasserprobleme ∫ 131 Technikintegration ∫ 210 Technikzentrale ∫ 210 technische Leuchten ∫ 58 Temperaturgradient, horizontal ∫ 36 Temperaturstrahler ∫ 52 Temperaturverlauf vertikal ∫ 36 Temperaturverteilung horizontal ∫ 36 vertikal ∫ 36 Teppiche ∫ 72 Terrazzoböden ∫ 71 textile Beläge ∫ 72 textile Paneele ∫ 67 thermische Behaglichkeit ∫ 34 thermische Gebäudehülle ∫ 96 thermische/hygrische Anforderungen Doppelböden ∫ 165 thermischer Behaglichkeitsbereich ∫ 36f. thermoaktive Decke (TAD) ∫ 90, 176f., 178f. thermochemischer Speicher ∫ 116 thermochrome Beschichtungen ∫ 77 Thermoplaste ∫ 66 Tiefengeothermie ∫ 103, 111 T-Profile ∫ 147 Transmission QT ∫ 104 Trassen ∫ 211 Trennstreifen ∫ 133, 152 treppenförmige Eckausbildung ∫ 154 Trink- und Abwassernetzanschlüsse ∫ 209 Trinkwasserenthärtungsanlage ∫ 209 Trinkwasserhygiene ∫ 204 Trinkwasserleitungen ∫ 204 Trinkwasserverordnung ∫ 204 Trinkwasserversorgung ∫ 204f. Trinwassergebäudeanschluss ∫ 209 Trittschalldämmung ∫ 163 Trittschalleintrag ∫ 164 Trittschallverbesserungsmaß ∫ 163 Trockenanlagen ∫ 207

Trockenbauweise ∫ 64 Trockenestrich ∫ 69 Trockenestrichsysteme ∫ 156 Trockenschüttung ∫ 157f. Trockenunterböden ∫ 156ff. bauphysikalische Anforderungen ∫ 158f. Beläge ∫ 158 Integration von Fußbodenheizungen ∫ 160 Materialien ∫ 158 Verbundelemente ∫ 158 T-Systeme ∫ 143f. Turbulenzgrad der Luftströmung ∫ 37 Türen ∫ 137f. Brandschutz- ∫ 138 Schiebe- ∫ 137f. Zargen ∫ 137 Türzargen ∫ 137f. U U /A-Wert ∫ 168f. U-Anschlussprofile Decke (DU-Profile) ∫ 147 U-Anschlussprofile Wand (UW-Profile) ∫ 123 U-Aussteifungsprofile (UA-Profile) ∫ 123 Überbrückung ∫ 146 Überflutungsfläche ∫ 206 Übertragungstechnik Funk ∫ 194 Powerline-Technik ∫ 195 Zweidrahtleitung ∫ 194 Übertragungstechniken ∫ 194f. Umgebungsluft ∫ 112 Umgebungswärme ∫ 111 Umluftkühlung ∫ 178f. Ummantelung ∫ 168f. umsetzbare Trennwände ∫ 123 Unbehaglichkeit, akustisch ∫ 39 Unterbodensysteme ∫ 156 Unterdecke ∫ 141 brandschutztechnisch selbstständig ∫ 149 federnd abgehängt ∫ 150 frei tragend ∫ 146 Unterflurkanalsystem ∫ 191 Uplight ∫ 58 V Ventilatoren ∫ 176 Verbraucherkategorisierung ∫ 187 Verbrennungsanlagen ∫ 209 Verbundestrich ∫ 69 Verbundwerkstoffe ∫ 124 Verdrängungslüftung ∫ 174ff. Verdunstungskühler ∫ 181 Verdunstungskühlung ∫ 178 Verformungen ∫ 132 Verordnungen/Zertifizierungen ∫ 106f. Versammlungsstättenverordnung ∫ 61, 93, 96 Versiegelungen ∫ 70 Versorgungsschächte ∫ 191 Vertikale Leitungsschächte ∫ 210 Visualisierung ∫ 51 visuelle Behaglichkeit ∫ 40 visuelle Wahrnehmung ∫ 40 volatile organic compounds (VOC) ∫ 65, 74 Vollholz ∫ 124 vorgefertige Wandsysteme ∫ 123 vorgeformte Elemente ∫ 122 Vorsatzschalen ∫ 122 Vorschaltgeräte ∫ 54 W Waben-/Lamellendecken ∫ 147 Wandaußeneckprofil ∫ 124 Wandbeläge ∫ 70ff. Wanddurchdringungen ∫ 129

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Sachregister

Wandflächenheizungen ∫ 139 Wandfluter ∫ 58 Wandinneneckprofil ∫ 124 Wandkanäle ∫ 190 Wandsysteme ∫ 120 Wärmeabgabe, sekundär ∫ 48 Wärmedämmung ∫ 67 Wärmeeinheit der Luft ∫ 37 Wärmeeintrag ∫ 105 Wärmeenergie QS ∫ 104 Wärmekonzepte Büro-/ Verwaltungsgebäude ∫ 94f. Schulen ∫ 89 Sporthallen ∫ 92 Wohngebäude ∫ 85 Wärmelast ∫ 105 Wärmeleitung ∫ 35 Wärmenetze ∫ 111, 116f. Wärmeproduktion (durch körperliche Tätigkeit) ∫ 35 Wärmepumpe ∫ 111, 114f. Arbeitszahl ∫ 115 Wärmepumpenanlage ∫ 209 Wärmequelle (Abwasser) ∫ 113 Wärmequelle (Grundwasser) ∫ 112 Wärmerückgewinnung (WRG) ∫ 178, 181, 208 Wärmerückgewinnungssysteme ∫ 181 Wärmeschutz ∫ 131 Wärmeschutzanforderungen ∫ 131 Wärmeschutzverordnung (WSchV) ∫ 106 Wärmespeicherkapazität ∫ 93 Wärmestrahlung ∫ 35, 176f. Wärmeströme ∫ 35, 104 Wärmetauscher ∫ 113 Wärmeübergabestation ∫ 117 Wärmeübergabesysteme ∫ 176 großflächig ∫ 103 Warmwasserspeicher ∫ 115f. Waschtische ∫ 127 wasserführende Installationen ∫ 202 Wasserversorgung ∫ 196 Wasser-Zement-Wert ∫ 63 Wellnessbad ∫ 197 Wind ∫ 102f. Windgeschwindigkeit ∫ 102f. Winkelanschlussprofil ∫ 153 Wohngebäude ∫ 85ff. Brandschutz ∫ 86 Lüftung ∫ 86 Raumkonditionierung ∫ 85 Sanierung ∫ 86 Tageslicht ∫ 86 Wärme(versorgung) ∫ 85 Warmwasserbedarf /-versorgung ∫ 85 Z Zellstoffarmierung ∫ 125 Zellulosefaserflocken ∫ 68 Zellulosefasern ∫ 124 Zement ∫ 63 Zementbeschichtete Hartschaumplatten ∫ 126 Zementestrich ∫ 69, 71 zementgebundene Fliesen/Platten ∫ 71 Zementplatten ∫ 65 Zementputze ∫ 68 zentrale Lüftungsanlagen ∫ 180f. zentrale Lüftungsgeräte ∫ 181 zentrale Lüftungssysteme ∫ 180 Zertifizierungssysteme ∫ 107 Z-Profile ∫ 147 Z-Systeme ∫ 143 Zu-/Abluftanlagen ∫ 174f. Zugänglichkeitsmöglichkeiten ∫ 206 Zugerscheinung ∫ 37 Zweidrahtleitung ∫ 194

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