Peter Jordan Straße - TÜWI, Wettbewerb

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Architektur • Städtebau Das Volumen des Baukörpers bildet den Schlusspunkt zum relativ homogenen Ensemble der nördlichen Peter Jordanstraße. Es stellt ein Gleichgewicht zum aufgestockten Gründerzeitbau her. Der Neubau setzt einerseits die „Putzfassaden“ der östlichen Peter Jordanstraße fort, entfremdet aber andererseits auch die Putzfassade durch eine vorgesetzte Glasfassade. So fügt sich das Gebäude ein, spiegelt teilweise die Umgebung wider und zeichnet sich als zentraler Bau für den im öffentlichen Raum liegenden „Campus BOKU“ aus. Zum - in Relation zur Umgebung - fremden und überdimensionalen westlichen Bau (das „Modul“ mit großzügigem Grün) zeigt sich das Gebäude mit einer großen aber durch die Holzverkleidung sehr feingliedrigen und leicht wirkenden Fassade. Die Gebäudehöhe tritt hier reduziert in Erscheinung, da sich die Giebelfront (PV überdacht) anders als die sonstige Westfassade verfärben wird. Entsprechend der Bebauung an der Nedergasse wird hier mit Hilfe eines Pflanzen- und PV-Daches ein (offener) Baukörper geschaffen, der dem östlichen Gebäudevolumen entspricht. • Eingangsbereich / Allgemeiner Bereich Da die verkehrsdominierte sehr schnell befahrene Peter Jordanstraße in der Kreuzung mit der Dänenstraße für die Fußgänger gefährlich ist und viel Unruhe stiftet liegen die Gebäudeeingänge nicht direkt an diesem Kreuzungspunkt. Man betritt das Grundstück im westlichen Bereich von der Peter Jordanstraße oder aus der Dänenstraße und gelangt auf einen großen, geschützten und teilweise überdachten Vorplatz. Aus diesem Pufferbereich betritt man die rundum blickoffene Eingangshalle. Im östlichen Bereich der Peter Jordanstraße erfolgt der Zugang für Radfahrer und Fußgänger. Auch von hier gelangt man über eine überdachte Plattform in die Eingangshalle. Die Breite des niedrigen Bauvolumens bestimmt das gesamte Erdgeschoss. Im Eingangsbereich ist dieser Erdgeschossbau gläsern, offen und einladend. Nur zum Fahrradraum ist bis 1,2 m Höhe ein Sichtschutz gegeben. Der Innen- und Außenbereich der „Plattform - Eingangszone“ ist von innen nach außen mit dem gleichen Bodenbelag (Keramik) ausgestattet, so dass unter fast dem ganzen Bau an der Peter Jordanstraße eine einladende offene Plattform geschaffen wird: Raum für Ausstellungen, Informationen, Anzeigen und Kommunikation. Eingangsnah befinden sich hier auch die wichtigen Fahrradabstellplätze. Der verglaste Eingangsbereich dient als „Orientierungspunkt“ und öffentlicher Raum für alle Nutzer des Gebäudes. Von hier werden alle allgemeinen Räume erschlossen: Der Hörsaal im Untergeschoss, ÖH, Lehrmittelzentrum und Lernbereiche im 1.Obergeschoss und die Mensa im 2.Obergeschoss. Darüber, im 3.Obergeschoss und im Dachgeschoss befinden sich die Institute. Das Lokal „TÜWI“ ist getrennt davon zugänglich und orientiert sich zur Dänenstraße. Die vertikale Erschließung des Gebäudes erfolgt - als Teil des Nachhaltigkeitskonzeptes - vorrangig fußläufig. Auf eine Fluchtwegfunktion dieser Stiegenanlage wird zugunsten räumlicher Erlebnisqualitäten verzichtet. Die Mensa befindet sich im 2.Obergeschoss. Dadurch ist dieser Bereich vom Verkehrslärm der Peter Jordanstraße „abgehoben“, es kann ein freier Ausblick auf den Türkenschanzpark geboten werden und der „Gastgarten“ kann im Glashaus auch in den kälteren Jahreszeiten genutzt werden. Dieser Gastgarten setzt sich im Norden in Form einer Terrasse unter einer beschattenden (PV-Elemente und begrünten) Pergola fort. Aus dieser Ebene des Mensabereichs ergeben sich attraktive Ausblicke auf den Kahlenberg und den nördlichen Wienerwald • Flexibilität Das gesamte Gebäude ist auf einen 1,50 (Büro) Raster ausgelegt, sodass in allen Bereichen höchste Flexibilität gegeben ist. • Südfassade Durch die Zweischaligkeit wird die Dynamik und der Lärm der Peter Jordanstraße abgepuffert. Das Gebäude bleibt aber trotzdem transparent und offen. Mit Mikroalgen gefüllte Glaselemente sind semitransparent, verändern sich laufend (Sauerstoffblasen) und stehen so für die dynamische Zukunftsentwicklung der BOKU. Thermische Kollektoren (Absorberflächen) nutzen die für ihren Zweck ausreichende Umgebungswärme, um den Eisspeicher betreiben zu können. Die restlichen Flächen sind verglast. Die teilweise spiegelnden Oberflächen reflektieren die Umwelt und die Kompetenz der BOKU in Umweltfragen. • Gebäudehöhe, Gebäudevolumen Unter guter Ausnutzung der gesetzlichen Rahmenbedingungen kann ein zusätzliches Dachgeschoss ausgeführt werden. Die relativ niedrigen, aber allen gesetzlichen Anforderungen entsprechenden Räumlichkeiten sind trotzdem sehr attraktiv: sie sind sämtlich von 2 Seiten belichtet (Türen und Fenstertüren an den Außenfassaden und Oberlichten zum vertikalen Lichthof im hohen Gebäudeteil) und stets mit höchster Luftqualität (sauerstoffangereicherte Luft, die aus dem inneren Gartenbereich kommt) versorgt. • Solararchitektur Da die Südseite weitgehend vom Baumbestand (auch im Winter) beschattet wird, wird hier auf eine wenig effektive Nutzung der Solarstrahlung verzichtet und die Sonne am südlichen Schrägdach und am gesamten Dach effizient genutzt. Beschränkte Passivgewinne sind an der Südfassade und im Osten und Westen möglich. Dachflächen und südliche Dachschrägen werden auch im Winter kaum beschattet und daher voll für Solargewinne genutzt. • Glashaus Gewächshäuser sind ein wesentlicher Bestandteil der BOKU. So auch im TÜWI-Gebäude. Das Glashaus schafft ein besseres Klima für die Pflanzen und auch für die Nutzer des Gebäudes. Die reiche Bepflanzung produziert Sauerstoff. Im Glashaus wird das höchst mögliche Maß an Tageslicht geboten. Das Glashaus setzt sich im nördlichen Bereich ohne Verglasung fort (offenes Dach). Das Glashaus wird nicht beheizt. Energieeffizienz • Wärme- und Kältebewahrung Die Gebäudehülle entspricht der Passivbauqualität (Dämmwerte, Verglasungen, Details, Luftdichtigkeit). Die mechanische Belüftung entspricht ebenfalls den Passivhauskriterien. • Sonnenenergiegewinne Zur Energiegewinnung vor Ort dienen: Fenster an der Süd-, Ost- und Westfassade, (passive Gewinne), thermische Kollektoren an der Südfassade (die keiner direkten Bestrahlung bedürfen - Absorber für Eisspeicher), PV-Elemente sowie Bioreaktoren. Gewonnene Energie kann in einem Eisspeicher auch langfristig gespeichert werden (Kälte- sowie Wärmequelle über Wärmepumpe). Die produzierte Biomasse kann verwertet werden (Kosmetika und versuchsweis als Brennstoff). • Sauerstoffproduktion und Stickstoffverwertung Zahlreiche Pflanzen im Gebäude befeuchten und entstauben nicht nur die Luft sondern verbessern auch die Luftqualität. Die sehr reiche und sehr gut belichtete Bepflanzung im unbeheizten Glashaus liefert Sauerstoff und Feuchtigkeit für die Belüftung. Mikroalgen dienen als Bioreaktoren: sie verkonsumierenden Stickstoff und verarbeiten diesen und erzeugen mit Hilfe des Sonnenlichts Wärme, Biomasse und Sauerstoff, der die Frischluft anreichert. • Kühlung Energiesparende Geräte und technische Einrichtungen vermeiden unnötige sommerliche Erwärmung im Inneren. Sämtliche Fenster (außer nördlich) sind mit lichtlenkenden Außenjalousien ausgestattet. Das Glashaus kann im Sommer außenseitig beschattet werden. Die Gebäudemasse wird in der Nacht durch natürliche Belüftung gekühlt: Zuluft über EG, UG (über größeres Oberlicht im Hörsaal) sowie das Glashaus, Abluft über das Atrium, öffenbare Oberlichten im Dach des südlichen Baukörpers. Ein Eisspeicher ermöglicht es, Kühlenergie effektiv zu speichern und Kälte bei Bedarf abzugeben. Die Kälte wird über die Fußböden (schwimmende Estriche), Wände (Lehmputze), Betonkernaktivierung (im EG und UG) sowie über kombinierte Akustik- Deckenelemente - jeweils nach Nutzererfordernis optimiert - abgegeben. Die Zuluft kann für den Hörsaal und die Mensa sowie andere hochwertige Nutzungsbereiche vorgekühlt werden. • Belichtung Über einen Einschnitt in der Ostfassade des südlichen Bauteils und über ein Atrium im Zentrum dieses Bauteils (Oberlicht innerhalb der PV-Dachfläche) sowie ein großes Oberlicht im Dach des Hörsaales gewährleisten optimale Tageslichtverhältnisse. Das Glashaus kann als „Lichtquelle“ von allen Nutzern verwendet werden. • Heizung Zur Versorgung des Restwärmebedarfs sind eine Wärmepumpe mit EnergieEis-Speicher und ein Fernwärmeanschluss mit Pufferspeicher geplant. Die Wärmeabgabe erfolgt über Fußböden und Wandflächen. • Energiekennwerte Heizwärmebedarf 13 kWh/m2a nach PHPP Nutzkältebedarf 25 kWh/m2a nach Simulation Strom für Wärmepumpe / Heizfunktion 2,3 kWh/m2a Strom für Wärmepumpe / Kühlfunktion 6,3 kWh/m2a Strom für Lüftung 7,6 kWh/m2a Strom für Licht 6,0 kWh/m2a Strom andere 25,2 kWh/m2a (ohne Küche und Server) Gesamtstrombedarf (Summe) 47,4 kWh/m2a = 101,9 kWh/m²a PE Fernwärmebedarf 7 kWh/m2a = 1,4 kWh/m²a PE Eigenerzeugter PV-Strom 28 kWh/m2a = 96 kWh/m²a PE Bezogener PV-Strom 7 kWh/m2a = 24 kWh/m²a PE Plusenergiebilanz: Erzeugung > Verbrauch 110 kWh/m²a PE > 104 kWh/m²a PE Energieinhalt Eisspeicher: 80 MWh direkte Kühlenergie, 100 MWh als Wärmequelle für die Wärmepumpe, 20 MWh Umgebungswärme • Plusenergiekonzept Das Gebäude wird über die Wärmepumpe (Eisspeicherwärmepumpe) mit Kälte und Wärme versorgt. Die Fernwärme deckt nur besondere Leistungsspitzen ab. Insgesamt werden auf dem TüWi 1.167 m² Photovoltaikfläche mit einem Stromertrag von 125 MWh (Endenergie) vorgesehen plus 21 MWh Stromertrag vom Oskar-Simony-Haus. Damit ist die Primärenergiebilanz ohne Küche und Server positiv, der jährliche Überschuss beträgt ca 20.000 kWh Primärenergie Spezielle Technik • Eisspeicher "EnergieEis" Wegen des Eisenbahntunnels wären Tiefenbohrungen nicht nur riskant sondern auch wenig effektiv (permanente Durchlüftung des Erdreichs mit kühler Luft im Winter, warmer im Sommer). Daher wurde ein großer Eisspeicher geplant. Das EnergieEis-Konzept ermöglicht es, frei verfügbare thermische Energien aus der Umwelt und dem Gebäude einzusammeln und zeitlich schwankende Energieangebote mit hoher Effizienz in einem patentierten Eisspeicher zur gleichmäßigen Nutzung zu speichern. Der 1.100m³ große Speicherbehälter wird mit Leitungswasser als Speichermedium befüllt. Er speichert dann Wärme in Form von latenter Energie, indem er die hohe Kristallisationsenergie des Wassers ausnutzt, wenn dieses zu Eis gefriert. Beim Beladen bzw. Regenerieren des Speichers mit Wärmeenergie wird dem Speicher Wärme zugeführt, um vorhandenes Eis abzuschmelzen. Beim Entzug von Energie aus dem Speicher wird Eis gebildet und der Speicher wieder energetisch entleert. Für die Versorgung mit Heizwärme wird eine Kompressionswärmepumpen zum Entladen des Speichers eingesetzt, welche dem Eisspeicher die benötigte Energie entzieht und dem Gebäude bei 35°C zur Verfügung stellt. Im Winter wird die gespeicherte Wärme so lange dem Speicher entnommen bis sich 80% des Wassers darin zu Eis verwandelt hat. Dieser Vorgang wird immer wieder unterbrochen durch Phasen der Regeneration. Der mit Eiswasser durchströmte Absorber entnimmt der Umwelt regenerative Energie (Sonnenstrahlung und Wärme der Außenluft) und überführt das Eis im Speicher wieder in seinen flüssigen Aggregatzustand - und zwar auch, wenn die Sonne nicht scheint. Dann kann der Prozess der Entnahme von Wärme von neuem beginnen. Mit dem EnergieEis-System kann man die Kälte des Winters zum aktiven Kühlen im Sommer verwenden. Das als thermisches Nebenprodukt im Winterbetrieb erzeugte Eis dient im Sommer als kostenlose Kältequelle. Bei Überschüssen aus der Photovoltaikanlage kann der Speicher im Sommer durch die Wärmepumpe immer wieder mit Eis nachgeladen werden. • Mikroalgen Es wird ein hybrides Fassadensystem, das in Frankreich entwickelt wurde, vorgeschlagen. Dieses nutzt das Konzept der Symbiose von Gebäudesystemen und kontrollierter, regulierter Produktion von Mikroalgen. Dünne flache Paneele (Mikroalgen-Photo-Bioreaktoren) sind in einer Doppelfassade, in der die Luft- und Flüssigkeitszirkulation zwischen dem Gebäude und den Bioreaktoren optimiert wird, montiert. Dünne Photo-Bioreaktoren wurden zur Maximierung der Lichtausbeute entwickelt. Dank der Situierung in der südlichen Fassade und Dachfläche wird die Produktion der Mikroalgen optimiert. Gleichzeitig dienen die Algen als Sonnenschutz, da sie den Sonneneintrag absorbieren. Dank Doppelfassade kann die thermische Situation sowohl der Algen als auch des Gebäudes sehr einfach gesteuert werden. Das Fassaden - Mikroalgensystem hat den Vorteil, dass damit viel weniger Wasser und Energie verbraucht wird als in modernen Algen - Schlauchsystemen oder in höchst ineffizienten Fließkanälen. Neue Forschungen haben spezifische, hochwertige Mikroalgen identifiziert, die für ihr Wachstum ähnliche Temperaturen benötigen wie Menschen in Gebäuden. Damit kann eine „Symbiose“ zwischen Mensch und Algen optimiert werden. Diese Symbiose ermöglicht verschiedenste Umweltvorteile - wie z.B. die Reduktion der Hitze im städtischen Umfeld, CO2-Absorption, O2 -Produktion oder Photoremediation. Es wird vorgeschlagen, diese Technik im Rahmen der BOKU gemeinsam mit dem Verfasser und seinem französischen Partner zu testen und weiterzuentwickeln. Sollte dieser Vorschlag nicht akzeptabel sein, kann die Doppelfassade in diesem Bereich traditionell bepflanzt werden (mit ähnlichem Erscheinungsbild, aber reduzierten ökologischen Profiten). • PV gekühlt Die PV-Elemente sind am Dach und als Beschattungselemente über den nördlichen Dachfenstern optimal besonnt und belüftet. Die PV-Elemente über der offenen Terrasse im Norden werden zusätzlich dadurch gekühlt, dass sich darunter eine begrünte Pergola befindet. Die PV-Elemente sind dabei so positioniert, dass sie im Sommer Sonnenlicht erhalten, im Winter, wenn die Pflanzen dieses nicht benötigen, wird alle Sonne von den PV-Elementen genützt. Die PV, die in die besonnten Gewächshausverglasungen integriert ist, kann im Sommer durch Öffnen und Schließen dieser Elemente jeweils optimal zur Sonne orientiert werden. • Gleichstrom Es wird versucht, soweit möglich, den selbstproduzierten Strom auch im Gebäude zu verwenden: Ventilatoren, Pumpen, Ladegeräte und Solartankstellen für Fahrräder und Autos ermöglichen den direkten Verbrauch der gewonnenen Solarenergie vor Ort (Entlastung des Netzes und geringere Leitungsverluste). Baustoffe • Wiederverwertung des Bestandes Das bestehende Gebäude wird zu wesentlichen Teilen für den Neubau wiederverwendet: Das Ziegelmauerwerk wird in einer mobilen Brechanlage (im Bereich NÖ verfügbar) gebrochen und als Zuschlagstoff für die Betonteile (1. Und 2.UG sowie Sockelgeschoss und innere Fluchtstiege) verwendet (Ziegelsplittbeton). Das Brechen und Aufbereiten des Ziegelmaterials erfolgt im Transportbetonwerk. Sofern die Holzbalken der Decken nicht von Krankheiten befallen sind werden auch diese wiederverwertet (kontrolliert gesägt, für Holzbauteile mit besonders hohen Ansprüchen). • Einsatz von verschiedenen Baustoffen in der jeweils optimalen Form Die Untergeschosse und das Erdgeschoss werden aus Ziegelsplitt hergestellt (optimierte Trag- und Widerstandsfähigkeit, guter Wärme- und Kältespeicher). Darauf wird ein Holzmassivbau (Brettsperrholz) aufgesetzt. Die Bretter werden ökologisch und baubiologisch vorteilhaft mit lösungsmittel- und formaldehydfreiem Klebstoff verleimt. Die Wände dieser massiven Holzkonstruktion werden innenseitig mit Lehm-Maschinputz versehen und außenseitig mit Steinwolle gedämmt. Diese Dämmebene wird mit einer Holzschalung (Lärchenholz) geschützt (geteilt in Brandabschnitte). Die südseitige Außenwand ist hinter der glasebene mit einer Holzwolle Dreischichtplatte gedämmt und verputzt. Die Decken sind ebenfalls aus Brettsperrholz. Diese Holzmaterialien sind „Solarbaustoffe“, relativ leicht (geringe Umweltbelastung für den Transport), binden viel CO2 (in der Umwelt weniger Co2 nach dem Bau als zuvor) und können staubfrei und lärmarm verarbeitet werden (Vorfertigung in der Fabrik). Die Lehmputze im Inneren unterstützen den Feuchte- (und Geruchs-) Ausgleich und erlauben eine höhere Kälteabgabe (über das integrierte Heizsystem) als etwa Gipsplatten. • Recycling des Neubaus Die beschriebenen Bauteile sind untereinander nicht verklebt und daher leicht demontierbar (für Wartung und Recycling). Auch die Glashauskonstruktionen und die Doppelfassade sowie die Metallstiegen sind problemlos wiederverwertbar. • Schallschutz An der vielbefahrenen Peter Jordanstraße und in den Bereichen mit sehr viel Personen (Mensa, Lernbereich, Hörsaal) wurde die akustische Qualität optimiert, da Lärm biologischen Stress bedeuten würde: Die vorgesetzte Glasfassade ermöglicht trotz leichter Konstruktion und dem Einsatz von Fenstern mit Holzrahmen, die der ÖN B 8115 Teil2 entsprechen, einen guten Schallschutz. Die Estriche werden schwimmend (auf Naturbaustoffen) ausgeführt. Akustikdecken in allen Geschossen sowie vertikale Akustikelemente im Hörsaal gewährleisten eine Hörsamkeit entsprechend ÖN B 115 Teil5. • Bauchemie Neben den beschriebenen planerischen Maßnahmen wird eine bauchemische Begleitung der Baustelle vorgeschlagen. • Bauphysik Bauphysikalisch hochwertige Details und eine örtliche Bauaufsicht sind die Grundlage für geringe Wartungsarbeiten.
Projektnummer :295
Status :Projekte
Link :www.reinberg.net/295
Bauherr :BIG Bundesimmobiliengesellschaft m.b.H., Wien
Planung :Architekt Georg W. Reinberg, 2013 - 2014
MitarbeiterInnen :Georg W. Reinberg, Martha Enriquez-Reinberg, Carola Stagnotto, Marcello Turrini
Ort :Wien 1190, Wien
Typ :Neubau
Funktion :Öffentliche Bauten, Schule
Eigenschaften :Photovoltaik, Kollektor, Wärmerückgewinnung, Holzbau, Passive Solarnutzung, Passivhaus, Umweltfreundliche Bauführung, Behindertengerecht, Innovative Gebäudetechnik
Wettbewerb :2014
Gründstück :8500 m2
Nutzfläche :3810 m2