Hochhaus mit zukunftsweisendem Energiekonzept

Das Gebäude erschließt sich über eine 6-geschossige Atrium-Glashalle. Diese stellt das Bindeglied zwischen dem Hochhaus mit seinen 32 Obergeschossen und dem Flachbau mit einer denkmalgeschützten repräsentativen Sandsteinfassade, im Stil der Neorenaissance, und 7 Obergeschossen dar.

Der Flachbau erhielt die ursprüngliche Naturstein-Fassade der ehemaligen Bebauung in originalgetreuer Rekonstruktion wieder. Im Foyer werden auf einer Fläche von 1500 m² Einkaufs- und Gastronomieläden angesiedelt. Das Gebäude zeichnet sich durch ein hohes Maß an Transparenz nach außen, wie im inneren aus.

Das markante Erkennungszeichen des Eurotheums ist der ausgelagerte, gläserne Aufzugsturm mit 6 Panoramaaufzügen. Die Funktionen im Hochhaus sind horizontal gegliedert. Das Erdgeschoß stellt einen erweiterten Stadtraum dar, mit Gastronomie und Einzelhandelsflächen. Zwischen dem 1. und 21. Obergeschoß liegen die Büroebenen für die Europäische Zentralbank. Vom 23. bis 29. Obergeschoß verfügt das sogenannte „Doorman-House“ über 74 erstklassig möblierte Appartement inklusive einen Sauna-/Fitnessbereich. Als Bindeglied zwischen den Büro- und Wohnebenen ist im 22. Obergeschoß die „Eurolounge“ zwischengelagert – erkennbar an der zurückversetzten Fassade. Diese dient als Doorman-Rezeption mit Serviceangebot für die Mieter, Piano-Bar und Snack-Inn, einer Eurolobby und einem Business-Center mit Videokonferenzräumen.

Energie- und Klimakonzept

Es wurde ein zukunftweisendes und ganzheitlich betrachtetes Energie- und Klimakonzept realisiert. Der Leitgedanke war eine maximale Nutzung der natürlichen Energieressourcen aus Sonnen-strahlung, Tageslicht & Frischluft.

Unter folgenden Prämissen stand die Umsetzung:

• Minimierung der Betriebskosten
• Optimierung der nutzbaren Fläche (HNF)
• Einhaltung der thermischen, hygienischen und akustischen Behaglichkeit
• Zusammenwirken der verschiedenen Gewerke über ein Gebäudeautomationsbetrieb
• Wirtschaftlicher Betrieb über ein Facility-Management-Unternehmen

Bausteine des Energie- und Klimakonzepts

Die wichtigsten Parameter sind:

• Gebäudehülle mit Wärmeschutzverglasung
• Heizenergiebedarf auf Niedrigenergiehausstandard von < 60 kWh/ (m² *a)
• Doppelschalige Fassade mit integriertem Sonnen- und Blendschutz
• Optimale Tageslichtausnutzung durch verstellbare Jalousielamellen
• Kälteerzeugung durch „freien Kühlbetrieb“, ab tAT < 10° C, ohne Kältemaschinen
• Gewerkeübergreifendes Regelungs- u. Steuerkonzept der Energie-, Beleuchtungs- und Jalousie- anlagen

Die Grundphilosophie der Verknüpfung der Bausteine liegt darin, daß der Wärme- und Kältetransport über das Medium Wasser realisiert wird (Speicherinhalt gegenüber Luft um den Faktor 3400 größer), und die für das Wohlbefinden und zur Schadstoffabfuhr erforderliche Frischluftrate über Fensterlüftung sowie mechanische Lüftungsanlagen erfolgt. Durch die Kombination der Parameter kann der notwendige Primärenergiebedarf, insbesondere die elektrische Antriebsenergie für Ventilatoren, Kompressoren und Pumpen (KM) reduziert werden.

Es wurde ein zukunftweisendes und ganzheitlich betrachtetes Energie- und Klimakonzept realisiert.

Die Doppelfassade

Das Hochhaus besitzt eine zweischalige Glasfassade nach dem Kastenfenster-Prinzip. Die Doppelfassade besteht aus einer Außen- und Innenfassade mit einem ca. 35 cm tiefen Luftraum. Es erfolgt eine geschoßweise Abschottung. Die äußere Fassade besteht aus einer geschlossenen, rahmenlosen 1-Scheiben-VSG-Glas, mit einem U-Wert von 5,2 W/ (m² * K) und einem g-Wert von 0,9. Die Innenfassade als Hauptfassade ist als wärmegedämmte, zwischen den Hauptstützen elementierte Konstruktion aus thermisch getrennten LM-Profilen mit Dreh-Kipp-Flügel gefertigt. Die Wärmeschutzverglasung geht bis zum ca. 80 cm hohen Brüstungsbereich. Die Außenfassade ist als natürlich hinterlüftete, nahezu vollflächig verglaste LM-Konstruktion mit integrierten Zu- und Abluftschlitzen im Deckenkopfbereich und in den Lisenen hergestellt. Somit gelangt ständig Außenluft über einen ca. 10 cm breiten Vertikalschlitz und speziellen Düsen in den Fassadenzwischenraum.

Wird die Außenluft nicht über die Fensterlüftung genutzt, strömt die in dem Fassadenzwischenraum befindliche Luft infolge thermischen Auftriebs (bsw. solare Einstrahlung oder thermische Abstrahlung) aufwärts und verlässt den Fassadenzwischenraum über die Fortluftgitter. Die doppelschalige Fassade dient im Winter als „Wärmepuffer“ mit Wintergarteneffekt und im Sommer wird durch eine ständige Durchströmung des Fassadenzwischenraums mit Außenluft eine Überhitzung des Luftraums vermieden. Zwischen der Außen- und Innenfassade liegt der automatisch gesteuerte und sturmsichere Sonnen- und Blendschutz in Form von Lamellenjalousien Der Verschattungswert, z-Wert, beträgt 0,3. Die Wärmeschutzverglasung hat einen U-Wert von 1,3 W/ (m² * K) (Wärmeschutz), einen g-Wert von 0,5 (Energiedurchlässigkeit) und einen τ - Wert von 65 % (Lichtdurchlässigkeit). Daraus resultiert ein Gesamtenergiedurchlaßgrad von Fenster und Sonnenschutz von 0,15.

Doppelfassade für den Lärmschutz

Neben der gewünschten thermischen Wirkung bietet die zweischalige Fassade mit einem Schalldämm-Maß von ca. 10 - 12 dB auch einen Lärmschutz, daß, trotz des Verkehrslärms rund um das Gebäude, in den Büros bei Bedarf die Fenster geöffnet werden können. Die Witterungseinflüsse durch Wind, Regen und direkte Sonneneinstrahlung stören den Benutzer nicht mehr. Je Himmelsrichtung ist jede Fassadenseite mit Temperatur-, Solarstrahlungs- sowie Windgeschwindigkeitssensoren ausgestattet. Das Hochhaus ist mit einer Gesamtfläche von 12.000 m² Doppelfassade bestückt worden.

Technische Gebäudeausrüstung

Über je eine zentrale Voll-Klimaanlage für das Hochhaus (30. OG) und den Flachbau (6. OG) werden die einzelnen Nutzungsbereiche mit Außenluft versorgt. Die Fassadenkonstruktion bietet zusätzlich die Möglichkeit einer natürlichen Raumlüftung, auch in 100 m Höhe, durchzuführen, da die Fenster zu öffnen sind, sofern das individuelle Behaglichkeitsempfinden danach verlangt. Und zusätzlich werden die von außen eindringenden Schallemissionen zum Nutzer gedämpft. Die Luftaufbereitung umfaßt die Filterung, Erwärmung und Kühlung sowie die Be- und Entfeuchtung. Der aufbereitete Außenluftvolumenstrom beträgt für beide Anlagen zusammen V = 107.500 m³/h. Aus energetischen Gründen ist die Zentralanlage des Hochhauses (V = 92.200 m³/h) zusätzlich hinter dem Ventilator mit einem Diffusor ausgerüstet.

Durch Fensterkontakte wird dann die Luft- und Energieversorgung im betreffenden Raum unterbrochen.

Der Diffusor bewirkt gemäß dem Impulserhaltungsatz durch die Querschnittserweiterung eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit und erzielt dadurch einen Druckrückgewinn (hier wird kinetische Impulsenergie in statische Druckenergie umgewandelt), was die Betriebskosten für den Ventilatorantrieb reduziert. Die Außenluftrate pro Person beträgt 55 m³/h , was für die Büros einen zweifachen Luftwechsel in der Stunde bedeutet.

Hiermit wird eine spezifische Raumkühllast von 17 W/m² abgeführt. Der überwiegende Teil der Raumkühllast wird von der Kühldecke (stille Kühlung) übernommen. Die Transmissionswärmeverluste werden von den statischen Heizflächen an der Fassade gedeckt. Die Abluft der Büros im Hochhaus wird im 1. UG nachbehandelt und zur Klimatisierung des Aufzugsturms, zur Kühlung des darüberliegenden Aufzugsmaschinenraums, der Belüftung des Feuerwehraufzugs und dessen Maschinenraums und anschließend zur Verbesserung der Kältemaschinenkühlung den Kühltürmen zugeführt. Die Abluft der Büros im Flachbau wird auf gleiche Weise wieder aufbereitet und zur Kühlung der Halle im Sommer bzw. deren Erwärmung im Winter dort zugeführt. Die notwendige Belüftung der Lager und sonstigen Nebenräumen erfolgt ebenfalls als Überströmluft aus den Büros. Die Mehrfachausnutzung der Luft ersetzt nicht nur die sonst notwendigen separaten Luftaufbereitungsanlagen, sondern reduziert auch den notwendigen Energieeinsatz für die thermische Luftaufbereitung, hin zu einem nachhaltigen Versorgungssystem.

Kälteerzeugung

Die Kälteerzeugung wurde unter Berücksichtigung der Massenkopplung und der Gleichzeitigkeit des Kältebedarfs dimensioniert. Die Kälteversorgung des gesamten Objektes wird mit zwei Mehrkreis-Hubkolben-Kaltwassersätzen (30. OG) mit einer Gesamtleistung von Q0 = 1.700 kW erzeugt, die Kaltwasser für die RLT-Anlagen und die Kühldecken bereitstellen. Als Kältemittel wurde auf das umweltfreundliche Kältemittel R 1234ze umgestellt. Zur Kühlung der Kältemaschinen werden zwei geschlossene Rückkühlwerke mit je QC = 1.100 kW Leistung installiert (31. OG), mit denen im Winter über einen zusätzlichen Wärmeübertrager mit QC = 450 kW der Betrieb einer „Freien Kühlung“, ohne Einsatz der Kältemaschinen, möglich ist. Der „Freie Kühlbetrieb“ wird ab einer Außentemperatur von < 10° C betrieben. 22 Geschosse im Hochhaus und 5 Geschosse im Flachbau sind mit einer flächendeckenden Kühldecke ausgestattet. Die flächendeckende Kühlleistung beträgt qmin = 40 W/m². Die Wohnungen sind mit Umluftkühlgeräten ausgestattet. Sowohl die Kühldecken, als auch die Umluftkühlgeräte werden mit Kaltwasser VL/RL von 16 /19 °C, mit Taupunktregelung, versorgt.

Gebäudeautomation

Die Gebäudeleittechnik des Eurotheums wurde mit dem Interbus - System der Fa. Phoenix-Contact strukturiert vernetzt. Die Managementebene besteht aus PC-Rechner als Gebäudemaster, Monitoren und Druckern, als Bedien- und Beobachtungsstation, sowie einem Arbeitsplatz für Strukturierung, Parametrierung, Programmierung, Ferndiagnose und Fernbedienung der Automatisierungsebene (RFC’s) befindet sich in der Gebäudeleitzentrale im 31. OG & 2. UG. Ein externer Zugriff auf die Anlage ist per Fernzugriff von jedem Ort der Welt möglich. Für die Archivierung von „Historischen Daten“ steht ein Server zur Verfügung. In der darunterliegenden Automatisierungsebene befinden sich in den MSR-Schaltschränken die Interbus-Remote-Field-Controller (RFC’s). In der Feldebene erfolgt die Signalerfassung der Daten über angeschlossene Interbus-E/A-Module, die über die jeweiligen Ein- und Ausgänge digitale oder analoge Signale der Sensoren (Fühler, Thermostate) und Aktoren (Ventile, Motoren) verarbeiten. Gewerkeübergreifend sind via Interbus die tageslichtabhängige Regelung (Dimmung) der Beleuchtung, die Regelung der Raumtemperatur, die Luftversorgung, die Kälte- bzw. Wärmezufuhr, die Steuerung des Sonnenschutzes und der Verdunkelungsanlagen integriert. Ebenfalls erkennt die Gebäudeautomation, ob ein Raum belegt ist.

Der überwiegende Teil der Raumkühllast wird von der Kühldecke übernommen.

Je nach Belegung schaltet sie von der sparsamen Betriebsweise „stand-by“ in die Economyversorgung (bei nicht gedrücktem Präsenzschalter) oder in die Komfortversorgung (bei gedrücktem Präsenzschalter) um. Über das Raumbedientableau ist ein manuelles Übersteuern aller geregelten und gesteuerten Funktionen individuell möglich. Die vorgesehene Raumtemperaturregelung, die mit der Zuluft, den Heizkörpern und den Kühldecken (in den Büros) bzw. den Umluftkühlgeräten (in den Wohnungen) sowie dem Sonnenschutz die witterungsbedingten Störungen ausgleicht, wird nur durch das Öffnen der Fenster abgeschaltet.

Durch Fensterkontakte wird dann die Luft- und Energieversorgung im betreffenden Raum unterbrochen, um die Betriebskosten zu minimieren. Ferner liegt der motorbetriebene Sonnenschutz außerhalb der Wärmedämmebene, aber in der windsicheren Zwischenebene, was die externen Kühllasten minimiert. Die Remote-Field-Controller (RFC) kommunizieren miteinander über ein Ethernet-Netzwerk.

Strukturierte Verkabelung / Übertragungsnetz

Für die Daten-, Telekommunikation und Gebäudeautomation ist ein gemeinsames Leitungsnetz nach dem Prinzip der strukturierten Gebäudeverkabelung aufgebaut. Vom Gebäudehauptverteiler im 1. UG erfolgt die Verkabelung sternförmig zu den Etagenverteilern. Zu den Etagenverteilern wird in LWL (Lichtwellenleiter entspricht Glasfaserkabel) verlegt. Im Tertiärbereich, vom jeweiligen Etagenverteiler zu den Anschlußdosen, wird Kupferkabel (CAT 7) der Kategorie 7 verlegt. Als Anschlußdosen werden RJ-45 Doppeldosen für Daten und Telefonie eingesetzt. Die gesamte Kabelinstallation ist im flächendeckend aufnehmbaren Doppelboden verlegt worden. In jedem zweiten Achsenfeld ist, aus Flexibilitätsgründen, hierzu ein Fußbodentank mit 9 Anschlüssen gesetzt worden.

www.diekaelte.de

Fazit

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß das Büro- und Wohnhochhaus Eurotheum bestätigt, daß eine frühe Optimierungsphase und der Einsatz intelligenter Planungswerkzeuge eine integrale, architektonisch anspruchsvolle und wirtschaftliche Planung von Gebäuden ermöglicht und sich dieses Konzept auch über die Nutzeränderungen bewährt hat.

Olaf E. Pielke

Dipl.-Ing., Dipl.-Oec GA Sachverständige PartG mbB, GF