Masterarbeiten 2009

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Weiterbildender Masterstudiengang ClimaDesign (M.Sc.) Masterarbeiten im Sommersemester 2009

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Broschüre Masterarbeiten ClimaDesign 2009

Transcript of Masterarbeiten 2009

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

Masterarbeiten im Sommersemester 2009

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AnsprechpartnerStudiengangsleitung

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen Dipl.-Ing. Friedemann Jung Dipl.-Ing. Uta Steinwallner

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Einführung

Masterstudiengang ClimaDesign

Bannert Stefan Klimaszenarien der Zukunft und Anpassung von Gebäuden

Behr Horst Entwicklung eines Kriterienkatalogs für die Planung von nachhaltigen ForschungsgebäudenmitdemSchwerpunktEnergieeffizienz

Eberl Sebastian Vergleich des Deutschen Gütesigels Nachhaltiges Bauen mit dem ZertifizierungssystemLeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign

FranzkowiakStefanie Potentialanalysedessolarenergie-optimiertenStädtebaus-amBei- spielderRegionChiemgau-Inn-Salzach-BerchtesgadenerLand

Friederich Johanne Bewertung von Datenerhebungsmethoden für den Energiebedarf von Kommunen

Gärtner David Technische Machbarkeitsstudie für außenliegende Installationen

JarkaJohanna Promotingenergyefficiencyinexistingofficebuildings-casestudy Australia

KurzlechnerMichael LEO152-MultifunktionalitätundClimaDesign

LiangHuiwen GrundlagenundPrinzipienfürdieBeurteilungderNachhaltigkeitvon Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern

LiuYang Applicationofmembranestructuresforresidentialbuildingsinnorth China in regard to visual and thermal comfort

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

Penailillo Macarena Bauliche Maßnahmen zur Energieoptimierung im Sozialwohnungsbau in Chile

SchäferAlexander EntwicklungeinesKriterienkatalogsfürdiePlanungvonnachhaltigen ForschungsgebäudenmitdemSchwerpunktEnergieeffizienz

Schlüter Carmen Entwicklung von Nachhaltigkeitskriterien im Städtebau

Wagner Michael Klimaschutzkonzept für Wickrathberg - energetisches Sanierungspo- tential im Gebäudebestand

Wiesenmüller Nils Pequonnock River redevelopment plan, Bridgeport, Connecticut

YuYoung-Jae StrategiendernachhaltigenArchitekturindergemäßigtenKlimazone -Seoul,Tokyo,Shanghai-Korea,Japan,China

Impressionen

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Inhalt

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Entwerfen heißt unterschiedliche Aspekte zusammenführen. Die Rolle des Pla-ners ist in den letzten Jahrzehnten vor dem Hintergrund schwindender fossiler Energieträger und einer damit unumgänglichen Notwendigkeit des Energieein-sparens in der Gebäude- und Städteplanung sowie durch ein gewachsenes Umweltbewusstsein immer vielschichtiger geworden. Erst durch einen ganz-heitlichenEntwurfsprozess,angefangenbeiderAnalysederNutzungs-,Stand-ort- und Klimafaktoren über die Grundriss- und Fassadengestaltung bis hin zur Detailplanung im technischen Ausbau, können Gebäude- und Stadtstrukturen entstehen, die mit einem Minimum an Energie dem Nutzer ein hohes Maß an Behaglichkeit in seiner Umgebung schaffen. Der Herausforderung dieses viel-schichtigenPlanungsprozesseshatsichimOktober2007derersteJahrgangdes internationalen Masterstudiengangs ClimaDesign gestellt. Nach vier inten-sivenSemesternmitdenLehrendenderTUMundvielenexternenExpertenausunterschiedlichen Planungsdisziplinen präsentieren sich die ersten Absolventen mit ihrer Master`s Thesis in dieser Broschüre. Durch diese Arbeiten haben die Studierenden mitgeholfen den Studiengang ClimaDesign in der wissenschaftli-chenWeltderUniversitätenebensowieinderPlanungspraxiszuetablierenundzu einem vollen Erfolg zu führen. Die Vielfalt der unterschiedlichen Aufgaben-stellungen und das hohe wissenschaftliche Niveau der Ergebnisse spiegeln das interdisziplinär und international angelegte Studium wider. Das Themenspekt-rum reicht vom städtebaulichen Masterplan und Konzepten für eine übergeord-nete Energieversorgung von Kommunen bis hin zu detaillierten Fragestellungen des Gebäudeausbaus und der Installationen im Gebäude. Die Absolventen sind nuninderLageaufdemArbeitsmarktmitihremerweitertenWissenüberdiePlanung zukunftsfähige Konzepte für Gebäude und Stadtquartiere zu entwi-ckeln sowie durch die Fähigkeit der interdisziplinären Kommunikation als Bera-ter von Investoren und Bauherren zu agieren.

Ich gratuliere allen Absolventen zu den Ergebnissen ihrer Arbeiten und wünsche ihnenallesGutefürihrenweiterenberuflichenWeg.

München, Juli 2009Gerhard Hausladen

Vorwort

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ClimaDesign ist eine Planungsdisziplin, durch die Gebäude mit einem Mini-mumanEnergiedemNutzereinMaximumanBehaglichkeitbietenkönnen.Der Energieaufwand bezieht sich dabei nicht nur auf die Heizenergie, sondern auf alle am Gebäude relevanten Energie und Stoffströme. Mit Behaglichkeit ist nicht nur thermische Behaglichkeit gemeint, sondern ein allumfassendes WohlbefindendesMenschen.UmdiesesZielzuerreichen,isteinganzheitlicherPlanungsansatz erforderlich, Architektur und Technik dürfen nicht seriell geplant werden,sondernmüsseneinabgestimmtesGesamtsystembilden.AufdieseWeisekönnenmitderAktivierungvonSynergieeffektenleistungsfähigeGebäu-deentstehen,dieflexibelnutzbarsind.EinegenaueAnalysederNutzungs-undBehaglichkeits anforderungen ist Voraussetzung, um ein bedarfsgerechtes Ge-bäude mit dem geringst möglichen Aufwand zu errichten.

OftmalskönnendurchkritischesPrüfendereinzelnenAnforderungengroßeEinsparpotenziale aktiviert werden. Der Standort eines Gebäudes verfügt über Herausforderungen und Möglichkeiten, die es zu berücksichtigen gilt. Insbeson-dere die Gebäudestruktur und die Fassade sind darauf abzustimmen. Sind die baulichen Parameter optimiert, ist eine gute Basis geschaffen, um regenerative Energiesystemewirtschaftlicheinzusetzen.

Da bei ganzheitlich geplanten Gebäuden neben der Geometrie des Baukörpers weitere Dimensionen wie Temperatur, Energie, solare Strahlung oder Zeit mit einfließen,solltederPlanungsprozessvoneinemClimaDesignerbegleitetwer-den. Mit seinem fachübergreifenden Ansatz führt er die jeweiligen Spezialisten effizientzusammen.InsbesonderekannerberechenbaremitweichenFaktorenabstimmen.IdealerweiseistervonderKonzeptfindungbiszurInbetriebnahmeeinesGebäudesbeteiligt,uminallenPlanungsphasenOptimierungspotenzialezu erarbeiten. Dies erfolgt in der Regel durch Intuition, die sich auf Planungser-fahrungunddersystematischenAnalyserealisierterGebäudegründet,ergänztum den zielgerichteten Einsatz von Planungswerkzeugen. Insofern gehört zum Entwurf leistungsfähiger Gebäude der Zukunft auch ein kritischer Blick auf bereits Gebautes.

Studienschwerpunkt und Ziel des Masterstudiengangs ClimaDesign ist die interdisziplinäre Ausbildung für die Konzeption von energetisch und raumkli-matisch optimierten Gebäuden. Dabei werden die Themenbereiche Gestaltung, Energie und Technik zusammengeführt.

Weiterbildender Masterstudiengang ClimaDesign

ClimaDesign studieren

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ClimaDesigner Tragwerksplaner

Architekt

FassadeAerodynamik

Konstruktion

Grundriss Speichermasse

Lüftungskonzept

Tageslicht

Temperatur

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Klimakatastrophe – dieses Wort wurde von der Gesellschaft für deutsche Spra-chezumWortdesJahres2007gewählt.Begriffe wie Klimakatastrophe, Klimaveränderung, Klimaszenarien sind zu-nehmend in aller Munde. Nahezu jeder Mensch fühlt mittlerweile eine latente Bedrohung für sich und seine Umwelt, wenn es um das Thema Klima geht. Man fragt sich, wann kommt die Katastrophe, kommt sie überhaupt oder hat sie womöglich schon begonnen?Die Klimaforscher sind sich mittlerweile darüber einig, dass die zunehmende globale Erwärmung der Erde ein erschreckendes Ausmaß und vor allem eine dramatische Geschwindigkeit angenommen hat. Mitverursacher ist der Mensch, derdurchdiezunehmendenCO2-Emissionen seit Beginn der Industrialisierung dienatürlichzyklischbedingteWarmzeitdrastischverstärkthat.Diese Arbeit zeigt bereits beobachtete Auswirkungen der Klimaveränderung, erklärtdiephysikalischenZusammenhängeundgibteinenÜberblicküberdenderzeitigen Stand der Wissenschaft dieses Thema betreffend. Sie erklärt die Er-gebnisse verschiedener Klimaszenarien und vermittelt eine zeitliche Vorstellung darüber, wann mit welchen Klimaveränderungen global, aber auch detailliert in Deutschland zu rechnen ist.NacheinerAnalysedesderzeitigenGebäudebestandesinDeutschlandwerdeneine Reihe von Maßnahmen beschrieben, wie diese Gebäude angepasst wer-denkönnen.AußerdemwerdeneinigeÜberlegungenangeregt,dieineinemmehrdimensionalen Planungsprozess von Neubauten bereits zu einem frühen Zeitpunkt angestellt werden sollten, um der Klimaveränderung positiv entgegen zu wirken.

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Klimakatastrophe – dieses Wort wurde von der Gesellschaft für deutsche Spra-che zum Wort des Jahres 2007 gewählt. Begriffe wie Klimakatastrophe, Klimaveränderung, Klimaszenarien sind zu-nehmend in aller Munde. Nahezu jeder Mensch fühlt mittlerweile eine latente Bedrohung für sich und seine Umwelt, wenn es um das Thema Klima geht. Man fragt sich, wann kommt die Katastrophe, kommt sie überhaupt oder hat sie womöglich schon begonnen? Die Klimaforscher sind sich mittlerweile darüber einig, dass die zunehmende globale Erwärmung der Erde ein erschreckendes Ausmaß und vor allem eine dramatische Geschwindigkeit angenommen hat. Mitverursacher ist der Mensch, der durch die zunehmenden CO2-Emissionen seit Beginn der Industrialisierung die natürlich zyklisch bedingte Warmzeit drastisch verstärkt hat.Diese Arbeit zeigt bereits beobachtete Auswirkungen der Klimaveränderung, erklärt die physikalischen Zusammenhänge und gibt einen Überblick über den derzeitigen Stand der Wissenschaft dieses Thema betreffend. Sie erklärt die Er-gebnisse verschiedener Klimaszenarien und vermittelt eine zeitliche Vorstellung darüber, wann mit welchen Klimaveränderungen global, aber auch detailliert in Deutschland zu rechnen ist.Nach einer Analyse des derzeitigen Gebäudebestandes in Deutschland wer-den eine Reihe von Maßnahmen beschrieben, wie diese Gebäude angepasst werden können. Außerdem werden einige Überlegungen angeregt, die in einem mehrdimensionalen Planungsprozess von Neubauten bereits zu einem frühen Zeitpunkt angestellt werden sollten, um der Klimaveränderung positiv entgegen zu wirken.

Stefan Bannert

Klimaszenarien der Zu-kunft und Anpassung von Gebäuden

Klimaanalyse und Leitfa-den zur Anpassung von Gebäuden in Deutsch-land

Heute herrscht die höchste CO2-Konzent-

ration seit 650.000 Jahren

Temperatur °C

0,6

0,4

0,2

-0,2

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

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Entwicklung der weltweiten

Durchschnittstemperatur seit

1860

Verwüstungen nach Wirbelsturm „Hanna“

2008

Satelittenbild des Hurrican „Ike“ Sept.

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

Die zehn heißesten Jahre, die seit 1850, dem Beginn der kontinuierlichen Temperaturauf-

zeichnungen gemessen wurden, liegen in den letzten 14 Jahren

Stefan Bannert

Klimaszenarien der Zu-kunft und Anpassung von Gebäuden

KlimaanalyseundLeitfa-den zur Anpassung von Gebäuden in Deutsch-land

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Klimakatastrophe – dieses Wort wurde von der Gesellschaft für deutsche Spra-che zum Wort des Jahres 2007 gewählt. Begriffe wie Klimakatastrophe, Klimaveränderung, Klimaszenarien sind zu-nehmend in aller Munde. Nahezu jeder Mensch fühlt mittlerweile eine latente Bedrohung für sich und seine Umwelt, wenn es um das Thema Klima geht. Man fragt sich, wann kommt die Katastrophe, kommt sie überhaupt oder hat sie womöglich schon begonnen? Die Klimaforscher sind sich mittlerweile darüber einig, dass die zunehmende globale Erwärmung der Erde ein erschreckendes Ausmaß und vor allem eine dramatische Geschwindigkeit angenommen hat. Mitverursacher ist der Mensch, der durch die zunehmenden CO2-Emissionen seit Beginn der Industrialisierung die natürlich zyklisch bedingte Warmzeit drastisch verstärkt hat.Diese Arbeit zeigt bereits beobachtete Auswirkungen der Klimaveränderung, erklärt die physikalischen Zusammenhänge und gibt einen Überblick über den derzeitigen Stand der Wissenschaft dieses Thema betreffend. Sie erklärt die Er-gebnisse verschiedener Klimaszenarien und vermittelt eine zeitliche Vorstellung darüber, wann mit welchen Klimaveränderungen global, aber auch detailliert in Deutschland zu rechnen ist.Nach einer Analyse des derzeitigen Gebäudebestandes in Deutschland wer-den eine Reihe von Maßnahmen beschrieben, wie diese Gebäude angepasst werden können. Außerdem werden einige Überlegungen angeregt, die in einem mehrdimensionalen Planungsprozess von Neubauten bereits zu einem frühen Zeitpunkt angestellt werden sollten, um der Klimaveränderung positiv entgegen zu wirken.

Stefan Bannert

Klimaszenarien der Zu-kunft und Anpassung von Gebäuden

Klimaanalyse und Leitfa-den zur Anpassung von Gebäuden in Deutsch-land

Heute herrscht die höchste CO2-Konzent-

ration seit 650.000 Jahren

Temperatur °C

0,6

0,4

0,2

-0,2

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

-0,4

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Entwicklung der weltweiten

Durchschnittstemperatur seit

1860

Verwüstungen nach Wirbelsturm „Hanna“

2008

Satelittenbild des Hurrican „Ike“ Sept.

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

Die zehn heißesten Jahre, die seit 1850, dem Beginn der kontinuierlichen Temperaturauf-

zeichnungen gemessen wurden, liegen in den letzten 14 Jahren

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„Dem Anwenden muss das Erkennen vorausgehen.“ MaxPlanck(1919)

Forschungsgebäude sind Hochenergieverbraucher sowohl bei der Herstellung als auch während der Nutzung.KonkreteUntersuchungenundPraxisberichtehabengezeigt,dasseingroßesVerbesserungspotential vorhanden ist.AktuellenFragenderNachhaltigkeitundEnergieeffizienzmüssenkonkretundnachvollziehbar beantwortet werden.Dies gilt sowohl für Neubauten und für Bestandsanierungen.ErstmalserfolgteinekompletteDarstellungüberdengesamtenLebenszyklusmitdenwesentlichenNachhaltigkeitsaspekteninBezugaufdieEnergieeffizienzvon Forschungsgebäuden Zur Erzielung von herausragenden Ergebnissen im Bereich der Forschung und Entwicklung bildet das gesamte Umfeld der Forschungseinrichtungen eine wichtige Grundlage.Die Vielfalt der unterschiedlichsten Nutzungen und Funktionen der Gebäude, erfordern eine neuartige Vorgehensweise. Auf wechselnde Randbedingungen muss wirtschaftlich reagiert werden können. Der Schlüssel zum langfristigen Erfolg liegt in der umfassenden und profes-sionellen Vorbereitung, Planung und Abwicklung mit einem integrierten und gesamtheitlich ausgerichteten Projektmanagement.HochqualifizierteunderfahreneProjektleiterführendenGesamtprozessvonAnfang an im Team mit allen Fachleuten.Die wesentlichen Kriterien sind übersichtlich und nachvollziehbar in Checklis-tenzusammengefasstundaufderGrundlagederKostengruppenderDIN276gegliedert.Mit der übergeordneten und strukturierten Vorgehensweise ist die Minimierung der Gesamtkosten erreichbar. ZurEinführungeinesZertifizierungssystemskönnendieChecklistenalsBewer-tungsgrundlage herangezogen werden. MiteinemEDV-ToolisteineaussagefähigeÜbersichthinsichtlichderErfüllungs-grade möglich.Mit den vorliegenden Checklisten sind die Ziele in Bezug auf Nachhaltigkeit und Energieeffizienzeindeutigerundpräziserzuformulierenundzuerreichen.Forschungsgebäude erhalten somit eine verbesserte Qualität im gesamten Lebenszyklus.

HorstBehr,AlexanderSchäfer

Entwicklung eines Kri-terienkataloges für die Planung von nachhalti-gen Forschungsgebäu-den mit dem Schwer-punkt Energieeffizienz

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Integrale PlanungAbwasserwärmenutzung über au-ßenliegendem Schacht, Fa. Feka

Solaranlage zur Trinkwassererwär-mung und Heizungsunterstützung

KonzentrationdesSonnenlichtesaufhocheffizientenMehrfachsolarzellenQuelle: www.bmbf.de

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Die Welt lebt auf Pump. In der heutigen Zeit verschärften Klimawandels, sich verknappenderRessourcen,ökonomischerVerflechtungenundVerschuldungenspielt der Begriff „Nachhaltigkeit“ eine immer wichtigere Rolle. Auch im Bau-bereich mit seinem hohen Ressourcen- und Energieverbrauch und entsprechen-den Kosten ist Nachhaltigkeit in aller Munde; es gibt eine Vielfalt von Ansätzen und Methoden, wie man die Auswirkungen von Gebäuden auf die Umwelt erfassen, bewerten und steuern kann. Um ökologisches Bauen zu fördern, ent-standenindenvergangenenJahrenOrganisationen,dieUmsetzungsstrategieninFormvonZertifizierungssystemenentwickeln,welcheaufeinervarianten-reichen Basis von ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekten fußen.

InDeutschlandwurde2007dieDeutscheGesellschaftfürNachhaltigesBauene.V. (DGNB) gegründet, die Mitglied im World Green Building Council (WGBC) istunddasnochjungeZertifizierungssystemDGNB(DeutschesGütesiegelNachhaltigesBauen)anbietet.EssolldieLückenschließen,diebereitsbeste-hendeZertifizierungssystemewiedas1990eingeführteenglischeBREEAM(Buildings Research Establishment Environmental Assessment Method) oder dasseit1998angeboteneus-amerikanischeLEED(LeadershipinEnergyandEnvironmental Design) noch nicht abdecken. Vor allem zielt es auf die Betrach-tungdeskomplettenLebenszyklusvonGebäudenabundsolleinesobishernoch nicht umgesetzte gesamtheitliche Bewertung von Gebäuden und deren Auswirkungen auf Menschen und Umwelt ermöglichen.

In meiner Master’s Thesis werden Entstehung, Entwicklung, Aufbau und Zerti-fizierungsablaufbeimDGNBundLEEDvorgestelltundbeiderZertifizierungs-systememiteinanderverglichen.LEEDwurdealsVergleichssystemgewählt,daeseinesdermeistzitiertenSystemeistundimmerwiederalsVergleichsgrößeauftaucht, ohne dass bislang ein umfassender Vergleich publiziert worden wäre. DerAnalyse-Fokusliegtdarauf,allewesentlichenGemeinsamkeiten,Ähnlich-keitenundUnterschiedederBewertungskriterienbeiderSystemezuerfassenund im Direktvergleich deutlich zu machen, auf welchen Normen und Richtlinien sie beruhen, welche Ziele dahinterstehen, auf welchen Indikatoren das Haupt-gewichtliegtundwasvernachlässigtwird.ZudemsolleinÜberblickinkompri-mierter Form auch als schnelle Nachschlagemöglichkeit gegeben werden.

Die Aufgabenstellung war Teil eines Forschungsprojekts im Bereich Nachhalti-gesBauenamLehrstuhlfürBauphysik,Prof.Dr.-Ing.GerdHauser,FakultätfürBauingenieur- und Vermessungswesen, Technische Universität München.

Sebastian Eberl

Vergleich desDeutschen Gütesiegel Nachhaltiges Bauen mit demZertifizierungssystem Leadership inEnvironmental and Energy Design

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vs.DGNB LEED

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DieNutzungvonSolarenergiebirgtfüreineEnergieeffizienzsteigerungwieauchfür eine nachhaltige Energieversorgung von Wohngebäuden ein hohes Potential. Kreise und Kommunen werden sich immer mehr ihrer Verantwortung bewusst, dieUmsetzungderklimapolitischenZielevorOrtinAngriffnehmenzumüssenund wollen durch städtebauliche Vorgaben gute Voraussetzungen für energe-tisch nachhaltige Gebäudekonzepte schaffen. Die Bauleitplanung in der Region Chiemgau-Inn-Salzach-BerchtesgadenerLandsiehtsichdabeivordieAufgabegestellt,dieregionaltypischeBaustruktur,dieauchheutenocheinwichtigerIdentifikationsfaktorfürdieRegionist,mitdenAnforderungeneinersolarener-getisch optimierten Bauweise in Einklang zu bringen. Weite Dachüberstände undflachgeneigteDächersolleneinereffizientenSolarenergienutzungentge-genstehen.

Dahergilteszuuntersuchen,wiegroßderEinflussspeziellerPlanungsparame-ter auf die Nutzung von Solarenergie ist und in wie weit die traditionellen Bau-körperstrukturenderenErträgebeeinflussen.GibtesbaulicheParameter,dieeinenbesondershohenEinflussaufsolareGewinnebzw.Lastenhaben?Durchwelche Vorgaben zur Ausgestaltung welcher Parameter kann eine energieef-fizienteBauweisebegünstigtwerden?MussmanzugunsteneineroptimalensolarenAusbeutevonregionaltypischenBauformenabweichenoderlassensichnegativeEffektetraditionellerGebäudestrukturenaufdieEnergieeffizienzdurchgeeignete Maßnahmen kompensieren? Ist es möglich, durch eine verträgliche Weiterentwicklung der traditionellen Bauweise eine solare Architektur entstehen zulassen,diesichindieortstypischenSiedlungsstruktureneingliedertundnichtnur einen faulen Kompromiss darstellt?

Die Ergebnisse einer Gebäudesimulation auf Grundlage der regionalen Klimda-tenhabenergeben,dasstypischeBaustilelementeinsbesonderehorizontaleAuskragungenundgeringeDachneigungeneineeffizienteaktiveundpassiveSolarenergienutzung nicht generell ausschließen. Um deren Potentiale aus-schöpfen zu können, müssen jedoch gewisse Grenzwerte eingehalten und Wechselwirkungen mit anderen Parametern der Gebäudehülle beachtet werden. Hierzu bedarf es klarer Vorgaben durch die Bauleitplanung, aber auch einer frühzeitigen Beratung von Bauherren und Planern während des Planungspro-zesses. Sie müssen die Auswirkungen unterschiedlicher Baukörperanordnun-gen und -ausformungen auf die Gesamtenergiebilanz des Gebäudes kennen, um verschiedene Kompensationsmöglichkeiten abschätzen und ausnutzen zu können.

Stefanie Franzkowiak

Potentialanalyse des solarenergetisch optimierten Städtebaus — Am Beispiel der Region Chiemgau - Inn - Salzach -BerchtesgadenerLand

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0. 1000. 2000. 3000. 4000. 5000. 6000. 7000. 8000.Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

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

0.1000.2000.3000.4000.5000.6000.

[W]

S

ON

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Verschattungsfreiheit

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

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[W

Anforderungen solarer Gebäudekonzepte

traditionelle Baukörperstrukturen und kommunale Bauleitplanung

Parameter Dachüberstand: Abweichungen des Energiebedarfs

Wärmegewinne und -verluste über die Gebäudehülle, anfallender Heiz- bzw. Kühlenergiebedarf

-5,9

-3,5

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0 0,60 1,20 1,80

[kWh/m²NGFa]

[kWh/m²NGFa]

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DerLandkreisMünchenhatsichimRahmeneinerEnergie-VisiondasZielgesetzt,biszumJahr205060%desheutigenEnergieverbrauchseinzusparenund die verbleibende benötigte Energie komplett regenerativ zu decken.Um dies zu erreichen, muss ein Energienutzungsplan erstellt werden, der dieenergetische Vision der Region erfasst, regionale Potentiale darstellt und koor-diniert sowie abgestimmte Umsetzungsstrategien für die einzelnen Kommunenaufzeigt.

Der Energienutzungsplan geht dabei so vor, dass er zunächst eine detaillierteAnalysedesIst-ZustandesvomräumlichverteiltenWärmebedarfindenjeweiligen Gemeinden erstellt.

EinesolcheEnergiebedarfsanalysedesIst-ZustandesdesWohngebäudebe-standswirdimRahmenderMasterarbeitfürdenLandkreisMünchenerstellt.

BiszurEntstehungdiesespraxisnahenLeitfadenssindzahlreicheForschungendurchgeführt worden.So wurden mehrere Datenerhebungsmethoden an einer Gemeinde aus demLandkreisMünchendurchgeführtundderenErgebnisseverglichenundbewertet.

In einem ersten Schritt der Arbeit werden zunächst die Methoden für dieErmittlung der Energiebedarfsdichte sowie die Quellen für die benötigten Datenbeschrieben.Außerdem wird auf die Datenqualität eingegangen, die aus den verschiedenenQuellen resultiert.Mit Hilfe dieser Grundlagen werden im zweiten Arbeitsschritt die verschiedenenWege von den erhobenen Daten bis zur Ermittlung des Energiebedarfs fürden Anwender schrittweise erläutert.Basierend auf diesen Ergebnissen werden die Methoden miteinander verglichenund bewertet.

AufGrundlagedieserErgebnisseerhaltendieGemeindeneinenÜberblick,welche Quellen in ihren lokalen Gegebenheiten verfügbar und auszuwählensind,umdiebenötigtengebäudespezifischenDatenzuermitteln.Stehen die Quellen fest, können sie nach der jeweilige Methode über den zuverfolgenden Weg der Datenverarbeitung sinnvoll entscheiden und damit zielge-richtet einen Wärmeatlas erstellen.

Johanne Alesia Friederich

Bewertung vonDatenerhebungs-methoden für denEnergiebedarf vonKommunen

EinLeitfadenalsPlanungshilfe für dieEnergiedichtebestim-mung im Wohngebäude-bestand von Gemeinden

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Archiv

Gebäudetypologie

Siedlungstypologie Bedarf / ST[MWh / haa]

Bedarf / Gebäude[kWh / a]

Luftbild

Begehung

Umfrage

realer Verbrauch

GT

GT

GT

GT

GT

GT

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HS

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HS

HS

HS

HS

HS

HS

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HS

GA

GA

GA

GA

GA

GA

GA

GA

GA

GA

Verbrauch/Gebäude [kWh / a]

Methoden Zeita

ufw

and

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G

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8000 E

W

Anmerkung

A+B

A+U

3D+B

3D+LB hist.

3D+B

GT

GT

ST

ST

GT

+

+

+

+

+

+

+

kennen der ST

kennen der ST

kennen der GT

kennen der GT

+

+

n

n

n

Umfrage für Abgleich der Archivwerte

LBhist. für Verfeinerung der ST

Begehung für stich-punktartige Überprü-fung der Daten

Begehung für stich-punktartige Überprü-fung der DatenBegehung für stich-punktartige Überprü-fung der Daten

++ ++

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n

n

n

n

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j

j

WärmebedarfsdichtekarteBewertung der Methoden je nach Anwendung

ausgesuchter Quellenkombinationen

Entscheidungsmatrix: Entscheidungsmöglichkeiten der Datenverarbeitung für die Ermitllung des Energiebedarfs

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Sanierungsmaßnahmen der Hausinstallation stellen einen erheblichen Eingriff in die Bausubstanz mit entsprechend unangenehmen Begleiterscheinungen wie Lärm-undSchmutzbelästigungfürdieBewohnerdar.DeshalbwerdensolcheArbeiten meistens im unbewohnten Zustand durchgeführt. Ist dies aber nicht möglich,bietetsichalsAlternativeeineVerlegungderLeitungenanderFassa-de,undvondortauseindirektesAnbindenderVerbraucher(Abb.1).

DiesesVerfahrenistvoralleminteressantfürdieklassischen3-bis5-geschos-sigenWohngebäudeausden50er-und60er-Jahren(Abb.2),vondenenesinDeutschland viele Tausend gibt, und für die in den nächsten Jahren ein erhebli-cher energetischer Sanierungsbedarf bestehen wird, der in vielen Fällen gleich-zeitig auch eine Erneuerung der Haustechnik bedeutet.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb untersucht, ob es von seiten der Vorschriftenundbauyphysikalischmöglichist,dieInstallationsleitungenindieEbenedesWärmedämmverbundsystemszuintegrieren.DieswürdedieVoraussetzungdafürschaffen,dieLeitungssystemeinInstallationsmodulenzusammenzufassen und dadurch auch einen erhöhten Vorfertigungsgrad zu erreichen. Durch eine verkürzte Montagezeit könnten Zeit und somit Kosten auf der Baustelle gesenkt werden.

Zunächst wurde anhand der gültigen Verordnungen und Richtlinien, allen voran der aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV), die Rahmenbedingungen für eine solche Verlegeart abgesteckt und ein Anforderungskatalog für die einzel-nen Gewerke erstellt.

Auf dieser Grundlage konnte für ein repräsentatives Referenzgebäude die Haus-installationdimensioniert,undanhandvonComputersimulationendiebauphy-sikalische Realisierbarkeit untersucht werden (Abb. 3). Mit Hilfe von Wärmever-lustberechnungenwurdesomitaucheineenergetischeBewertungderSystememöglich (Abb.4).

Mit den daraus gewonnenen Erkenntnissen war abschließend ein konkreter Re-alisierungsvorschlagfürdreirealeBeispielgebäudemöglich(Abb.1),wobeiauchdieprinzipiellenEinschränkungenbeiderLeitungsführungaufgezeigtwerdenkonnten.

David Gärtner

AußenliegendeInstallationen -eineMachbarkeitsstudie

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mindestens benötigte Installationsbreite

8,0

10,0

12,0

16,0

1a

Ges

amtw

ärm

ever

lust

e [W

/m]

Variante:

14,0

1b 1c 2a 2b 2c 3 4

Verlegungsart:

13,1812,28 12,22

14,31

13,01 12,69

10,8611,94

3

Computersimulation von Leitungs-strängen in der Außenwand

typisches genossenschaftliches Wohngebäude aus den 50er-Jahren

Energetischer Vergleich von unter-schiedlichen Leitungsanordnungen

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

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Background. Likemanyothercountries,Australiafacesthemajorchallengeto develop rapid Greenhouse Gas (GHG) emission mitigation strategies to helpstabiliseglobalwarming.Thecountry’scommercialbuildingsaccountfortenpercentofitstotalGHGemissions.Asexistingbuildingsmakeupninety-three percent of all buildings, it has been recognised that improvement of the existingbuildingstockisamajorkeytoaccomplishGHGemissionreductiontargets.

MarketAnalysis. TheAustraliancontinentisshapedbydiverseandextremeclimaticconditions.Naturalresourcesarevastandmakeupalargeproportionofthecountry’seconomy.Seventy-fivepercentofAustralia’selectricityisproducedfromcoal,whichisoneexplanationforthecountry’shighGreenhouseGasEmissions.Australia’spropertymarketcontainsmanylargeofficebuildings,builtaround1980.Historictrendsindicatethatthosebuildingsaresoondueformajorrefurbishments,whichintroducesmanyeconomicalandenvironmentalopportunities.Inlate2007,Australia’snewGovernmentintroducedanewenvironmentalpolicy-itfinallyratifiedtheKyotoProtocol.

TargetGroupAnalysis. NotonlyinAustralia,butgenerallyIperceivethereisavastdiscrepancybetweenmediareportsabout‘green’officebuildingsandacompany’s‘daytoday’business.Tounderstandtherealbarriersthathinderacompanytoimproveenergyefficiencyoftheirbuildings,Iconductedanindustrysurveywithadiverserangeofstakeholders.Notonlywerethesurveyfindingsrewarding,butalsowastheindustryinsightthatIobtainedformtherespondent’s different perspectives.

Recommendations. Myuniversalrecommendationsarebasedonthemarketandtargetgroupanalysis.Theyprovidesamplesolutionsonhowtoovercomecompany’scommonbarriersandexplainhowobjectivescanbeusedtodescribethebenefitsofimprovingabuilding’senergyefficiency.

Leadingonfromtherecommendations,Iwasaimingtoprovideasolution-aproductoraservice-thatpromotesenergyefficiencyinexistingofficebuildings.Isoonrealisedthatanotherstudyorguideisnotwhatthemarketrequired.IdecidethatmyThesiswouldn’ttrytoprovideanothersolution-butrather assist to understand the problem.

Asaconclusion,myThesisintroducesanewassessmenttoolforboththeprospectclientandproject.Thetoolnotonlyenablesconsultantstounderstandtheirclient’sexpectations,buthelpstoexceedthem.Thetoolwillnotonlyhelpto acquire new clients, but will streamline the internal planning process.

Johanna Marie Jarka

Promoting Energy Efficiency in Existing Office Buildings - Case Study Australia

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PropertyMarketStakeholder Groups

Australia‘sExtremeClimate Conditions

HierarchyofBusiness Needs

TheChallange:ImprovingtheExistingBuildingStock,CBDMelbourne,Australia

“acompany’sbarriersshouldbeovercomebysolutions-acompany’sobjectivesshouldbeused to describe the project benefits ”

ObjectivesB

arrie

rs

5. MarketLeadership

1. Fundamental Needs

2. Continual Viability

3. EstablishedCompany

4. CompanyImage

Regulator

Agent

BuildingOwner

Tenant

Consultant

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AuszugausderAuslobungzumstädtebaulichenWettbewerb06.06.07

Mit zukunftsweisender Stadtplanung und herausragender Architektur soll ein le-bendiges Zentrum für den nördlichen Stadtbereich entwickelt werden. Das neue QuartiersolleineneueAdressebildenundIdentifikationspunktwerden.Ziel des Projektes ist es, ein Zentrum der Kommunikation und des Austauschs, eine attraktive Kombination aus unterschiedlichen Funktionen und Nutzungen zuentwickeln,die,ineinandergreifend,Forumfüreinharmonischeundsynerge-tisches Zusammenspiel der Nutzungen wie Wohnen, Arbeiten, Hotel, Wellness, Einkauf und Kultur ist.

In diesem Umfeld befasst sich die Masterthesis mit dem nördlichsten Gebäude des Projektes. Dieses ist in vieler Hinsicht eines der interessantesten. Städte-baulich betrachtet bildet es den Auftakt des Areals aus nördlicher Richtung. AusarchitektonischerSichtsollderoptischeLeitfadenallerGebäudeindiesemBaukörper ablesbar sein.Somit reagiert der Entwurf auf einer der wesentlichen Anforderungen des Inves-tors: die Erkennbarkeit der unterschiedlichen Nutzungen (Retail – Büro – Woh-nungen) in der Fassade.Die Differenzierung wird sowohl durch unterschiedliche Höhen der Geschosse und verschiedenen Materialien als auch durch das Einfügen eines Zwischenge-schosses zwischen dem Bürobereich und dem Wohnungsbereich herausgeho-ben. Dadurch ergibt sich eine klare optische Gliederung.Das funktionale Zusammenfügen der unterschiedlichen Nutzungen auf der einen Seite,unddasAufrechthaltenvonFlexibilitätundderWahrungderMöglichkeitvon Umnutzungen auf der anderen Seite stellen die grossen Herausforderungen der Masterthesis dar. So konzentriert sich der Entwurf auf ein architektonisches und haustechnisches Konzept, welches im Einklang aller Nutzungen steht und Platz für Veränderungen lässt. Als Ergebnis demonstriert der Entwurf, dass un-terschiedliche Nutzungen zusammengefasst in einem Gebäude durchaus ihren Charme entwickeln und sich nicht, wie oft behauptet, gegenseitig ausschliessen. Aussozial-ideologischenGesichtspunktenistein„hybrides“Gebäudesogarwünschenswert, da es ständig belebt ist und sich nicht, wie im Falle von reinen Bürogebäuden, als Monokultur präsentiert. Das triste Dasein vieler gewerblich genutzer Gebäude nach Ende der üblichen Arbeitszeiten bleibt diesem erspart. Die Vision und dringender Wunsch des Investors nach „Belebtheit“ des Areals spiegelt sich somit in diesem Gebäude wider.

Michael Kurzlechner

Leo 152 - Multifunktio-nalität und ClimaDesign

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FassadeKontext Konzept Wohnungen

PerspektiveLeopoldstrasse

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In der vorliegenden Arbeit werden Grundlagen und Prinzipien für ein gültiges Bewertungsverfahren entwickelt, um die Nachhaltigkeit von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern zu beurteilen.Membrankissenhüllen werden bei immer mehr Gebäuden, insbesondere bei Freizeitanlagen, verbaut. Das kostengünstige Kissenfolien-Material ETFE ermöglicht eine große architektonische Gestaltungsfreiheit und ist wegen des geringenGewichtsundderhohenLichtdurchlässigkeitbesondersfürGebäudemit großer Spannweite geeignet.Dazu zählen insbesondere Freizeitanlagen.Bewertungsverfahren für die Nachhaltigkeitsbeurteilung von Gebäuden beste-henseitden1990erJahren,2007wurdeinDeutschlanddasDGNB-Bewer-tungsverfahren eingeführt. Diese Bewertungsverfahren sind für Membranbauten nicht angepasst und müssen auf Grundlage der drei Säulen der Nachhaltigkeit, ökologische Qualität, ökonomische Qualität, soziokulturelle und funktionale Qualität, sowie der technischen Qualität des DGNB-Verfahrens angepasst wer-den.Ziel der Arbeit ist es, die Anwendbarkeit der Bewertungsmethode aus den Kriteriensteckbriefen auf Membranbauten anzupassen und die Grundlagen ge-eigneter Bewertungsmethode für Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern vorzuschlagen. Dazu wird das DGNB-Bewertungsverfahren kategorisiert und die Kriterien daraufhin untersucht, ob diese auf Freizeitanlagen mit Membran-kissenhüllenanwendbarsind.EineErfüllungsgrad-MatrixwirdaufBasisderUntersuchungerarbeitetundsollsoeinenÜberblicküberdieUntersuchungs-ergebnisse bieten. Zunächst wird ein Katalog entworfen, der die ausführliche Untersuchungsergebnisse enthält. Außerdem werden ein reduzierter DGNB-Ka-talog sowie mögliche Ergänzungskriterien des DGNB-Bewertungskatalogs auf Basis der Besonderheiten der Membrankissen-Dächer vorgeschlagen.InderArbeitwirdgezeigt,dassdasDGNB-BewertungsverfahrenohneÄn-derungen für Membranbauten ungeeignet ist. Es besteht u. a. noch viel For-schungs-undVervollständigungsbedarfderexistierendenMess-undRechen-verfahren, wenn dieses für Membrankissen-Konstruktionen eingesetzt werden soll. Das DGNB-Verfahren ist als solches zu umfangreich und zu aufwendig.Diese Arbeit ist der erste Schritt für die Beurteilung der Nachhaltigkeit von Frei-zeitanlagen mit Membrankissen-Dächern. Die Anwendbarkeit des DGNB-Ver-fahrens auf Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern wurde überprüft und mit umfangreichen Ergebnissen dargestellt. Ausgewiesen werden die Stellen der Bewertung, an denen weiter gearbeitet werden muss, um eine vollständige Nachhaltigkeitsbewertung von Freizeitanlagen mit Membrankissen-Dächern zu ermöglichen.

HuiwenLiang

Grundlagen und Prinzi-pien für die Beurteilung der Nachhaltigkeit vonFreizeitanlagen mitMembrankissen-Dä-chern

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Graphische Darstellung derErfüllungsgrad-Matrix

Web-Katalog für einen schnellen Zugriff auf die Datenbank

Feingliederung des Katalog für die Beurteilung der Anwendbarkeit

Membrankissen als Gebäudehülle einer FreizeitanlageSchwimmbad Prienavera, Prien am Chiemsee

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YangLiu

Ziel dieser Arbeit is, die Membran als ein neues Fassadenmaterial bei Fassa-densystemenbeiWohngebäudeninNord-Chinazuuntersuchen.ZuBeginnwirddasKlimaNord-ChinasimKapital1analysiert.DieDefinitionvonNord-China wird gegeben. Dann wird eine Einführung in Membran-Materilien im Ka-pital 2 gegeben. Die allgemeine Merkmale der verschiedenen Membranen und AnwendungsbeispielefürWohngebäudewerdenbeschriebenundanalysiert.Kapital 3 ist eine Einführung in den Sonnenschutz in Nord-China. Nach dem Beispiel des Umbaus einer Wohnung in Peking, wo Membranbau bunutzt wird, werden die Probleme des Wohnzimmers in verschiednen Seiten beschrieben. Der Kern des Kapitels 4 ist eine Reihe der Simulationen mit Hilfe des künstli-chenHimmels.NachdenErgebnissenderSimulationenwerdendieAnalysisund Vorschläge von Anwendung dieser Membran gegeben, um die visuelle Behaglichkeit im Wohnzimmer zu erreichen. Mit Hilfe von Software-IDA wird Ka-pital5gefertigt.EineKombinationvonMembranenwirdmitdemKlimainNord-China simuliert. Der doppellagige Membranbau wird in IDA geprüft, ob er die Pufferzone im Balkon bauen und die thermische Behaglichkeit im Wohnzimmer erfüllen kann. Schließlich ist die Zusammenfassung dieser Arbeit. Es gibt eine DiskussionübereinFassade-SystemdesMembranbausfürdieWohngebäude.Stichwörter: Nord-China, Membran, Behaglichkeit, Simulation, Wohngebäude

In this work the membrane will be studied as one new facade material in facadesystemofresidentialbuildingsinClimateofNorthChina.AtfirsttheclimateofNorthChinawillbestudiedinChapter1.ThedefinitionofNorthChinawillbegiven. Then an introduction of membrane materials will be written in Chapter 2. Thegeneralfeaturesofdifferentmembranesandexamplesofapplicationforresidentialbuildingswillbedescribedandanalyzed.Chapter3isanintroduc-tionofsolarprotectioninNorthChina.Problemsinlivingroomandbalconywillbewrittenintodifferentaspects,accordingtoanexampleinanapartmentbuilding in Beijing, where membrane structure will be used to rebuild these rooms.ThecoreofChapter4isaseriesofsimulationswithhelpofartificialsky.Accordingtotheresultsofthesimulation,analysesandadvicewillbegivento the application of such membrane to meet the need of visual comfort in living room.TheChapter5isfinishedwithhelpofsoftwareIDA.Onecombinationofmembranes is simulated according to the climate in North China. The double layermembranestructureistestedinIDA,whetheritcanbuildthebufferzoneinbalconyandmeetthethermalcomfortinlivingroom.Atlast,thesummaryofthisworkwillbewrittenandthereissomediscussionaboutonefaçadesystemmade of membrane structures for residential building.Key words: North China, Membrane, Comfort, Simulation, Residential Building

Anwendung von Memb-ranbau für Wohngebäu-de in Nord-China inBezug auf die visuelleund thermische Behag-lichkeitApplication of Membra-ne Structures for vResi-dential buildings inNorth China in Regardto Visual and ThermalComfort

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

Liu, Yang

Anwendung von Mem-branbau für Wohnge-bäude in Nord-China in Bezug auf die visuelle und thermische Behag-lichkeit Application of Mem-brane Structures for Residential buildings in North China in Regard to Visual and Thermal Comfort

Simulation in Arti cial SkyHigh Power Light as Arti cial Sun

Membrane Tested in Simulation 65% Printed ETFE, PVC foil

Simulation for Living Room& Balcony10:00 22nd Dec. Beijing

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

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Regenerative Energien und ihre sinnvolle Nutzung wird in Zukunft mehr und mehr an Bedeutung gewinnen. Aufgrund der Abnahme von Ressourcen kon-ventioneller Energieträger wie Kohle und Erdöl wird sich der Fokus zukünftiger Energiegewinnung auf erneuerbare Formen verlagern.Dieser Entwicklung sehen sich heutzutage immer mehr Kommunen gegenüber. Deshalb ist es umso wichtiger, eine zielgerichtete und nachhaltige Energiepla-nung durchzuführen.

Die Arbeit beinhaltet neu entwickelte Methoden zur Bestimmung des Solar-potentialsaufbestehendenDachflächenbayerischerGemeinden.NebenderMethodenbeschreibung wird deren Herleitung dargestellt und eine Bewertung sowie ein Vergleich der Methoden durchgeführt. Ergänzend wird auf mögliche Nutzungsszenarien für die mit Hilfe der Methoden ermittelten Solarpotentiale eingegangen.

Die ermittelten Methoden unterscheiden sich bezüglich der Genauigkeit des Er-gebnisses und des für die Durchführung benötigten Aufwandes. Bei der Metho-dehoherGenauigkeiterfolgteineseparateAnalysejedesDacheswohingegenimRahmenderMethodenentwicklungfürdiebeidenwenigerexaktenunddamit zugleich weniger aufwandsintensiven Methoden Durchschnittswerte berechnet wurden.

Die in der Thesis entwickelten und dargestellten Methoden ermöglichen es bayerischenGemeindenselbständigeineBestimmungdesSolarpotentialsaufbestehendenDachflächenvorzunehmen.DabeisinddievorzunehmendenBerechnungen schrittweise erklärt, was zu einer erheblichen Erleichterung bei der Anwendung führt und zugleich die Möglichkeit identischen Vorgehens in verschiedenen Kommunen bietet. Die Methoden sind voneinander unabhängig, so dass sich jede Gemeinde entsprechend ihrer Bedürfnisse für eine Methode entscheiden kann.

Aline Müller

Entwicklung vonMethoden zurErmittlung desSolarpotentials auf kommunaler Ebene

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| 293

Methode mittlerer Genauigkeit

Methode hoher Genauigkeit

Dachflächenanalyse einer Gemeinde

Ermittlungsmethoden - Methode mittlerer Genauigkeit

29

Abb. 2.7 Detailausschnitt aus Abb. 2.6 [5]

Im zweiten Schritt werden alle Grundflächen mit gleicher Dachausrichtung zur

Gesamtgrundfläche gleicher Dachausrichtung der Gemeinde addiert (siehe

Ber. 2.11). Die Summierung der Grundflächen von Gebäuden mit Flachdach

zur Gesamtgrundfläche der Gebäude mit Flachdach der Gemeinde wird

separat durchgeführt (siehe Ber. 2.12).

= Gesamtgrundfläche der Gebäude mit gleicher Dachausrichtung der Gemeinde (m²) = Grundfläche mit Dachausrichtung eines Hauses (m²)

Ber. 2.11 Berechnung der Gesamtgrundfläche mit gleicher Dachausrichtung der Gemeinde

= Gesamtgrundfläche der Gebäude mit Flachdach der Gemeinde (m²) = Grundfläche eines Hauses mit Flachdach (m²)

Ber. 2.12 Berechnung der Gesamtgrundfläche der Gebäude mit Flachdach der Gemeinde

Anschließend ermittelt man im dritten Schritt die Solarpotentiale der Gesamtsolar-

flächen von Gebäuden mit gleicher Dachausrichtung . Dafür multipliziert man

die Gesamtgrundflächen mit gleicher Dachausrichtung mit dem für die ent-

sprechende Zone geltenden Wert der adjustierten hemisphärischen Strahlung

entsprechend der Berechnungsvorschriften Ber. 2.13.

Ermittlungsmethoden - Methode hoher Genauigkeit

20

2.4 Methode hoher Genauigkeit

Zentraler Bestandteil dieser Methode ist die individuelle Bewertung der relevanten

Dachflächen (alle, außer jene mit NW-, NO- beziehungsweise direkter Nordaus-

richtung). Dabei werden Flachdächer separat betrachtet.

2.4.1 Geneigte Dächer und Solarpotential der Gemeinde

Der erste Schritt beinhaltet die Bestimmung der für die Installation von Solaranla-

gen geeigneten Dachflächen. Hierbei werden die zugrundeliegenden Grundflä-

chenanteile im Luftbild eingezeichnet (siehe Abb. 2.2). Bei der Einzeich-

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

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

rücksichtigt werden dürfen.

Abb. 2.2 Beispiel für die Einzeichnung potentieller Grundflächenanteile [5]

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30 |

DieFlexibilitätdesInnen-undAußenraumseinesHausesscheinteineklareNot-wendigkeitzusein,weiljedeFamilienachihremeigenenBedarfÄnderungeninder Räumlichkeit vornimmt und auf Ihre persönlichen Bedürfnisse abstimmt.

Die individuellen Anforderungen von Familien sind unterschiedlich; der Be-darf an Wohnraumerweiterung ist normalerweise bedingt durch die Anzahl der Bewohner. Mehrgenerationenwohnen ist das Ziel, zum Familienverbund können nicht nur Eltern und Kindern sondern auch die Großeltern und/oder andere Verwandten gehören.

Das Siedlungsgebiet sollte als eine organisierte Struktur verstanden werden, die aber immer den individuellen und nicht vorhersagbaren Erweiterungsbedarf der einzelnen Familien berücksichtigt. Diese Erweiterungen, die in Zukunft gebaut werden, haben die gleiche Struktur, aber jede Familie bestimmt die konstruktive undgestalterischeAusbildungabhängigvonihrenfinanziellenMöglichkeiten.Deswegen ist sehr wichtig zu wissen, wie sich der neue Raum energetisch verhält.

Baulichemaßnahmen zur Energieoptimierung für Sozialwohnungsbau in Chile

Macarena Peñailillo

N

S

W

OOOOOOOOOOOO

Iquique,Zone1

Santiago, Zone 3

PuntaArenas,Zone7

Klima Lage

Page 31: Masterarbeiten 2009

| 31Santiago, MediterraneklimaIquique, Wüstenklima Punta Arenas, Stepparischesklima

21 Juni20 Mai / 24 Juli

21 Juni1 Mai / 12Agust

27 April / 27 Agust3 April / 9 Sept

21 März / 21 Sept10 März / 3 Okt24 Feb / 16 Okt10 Feb / 31 Okt22 Jan/ 19 Nov

21 Dez

N

S

W O

KlimatischeundEnergetischeanalysedesElementalmodell

Ausblick

Nachwachsen ist das Grundprinzip

N

S

W O

21 Juni20 Mai / 24 Juli

21 Juni1 Mai / 12Agust

27 April / 27 Agust3 April / 9 Sept

21 März / 21 Sept10 März / 3 Okt24 Feb / 16 Okt10 Feb / 31 Okt22 Jan/ 19 Nov

21 Dez

N

S

W O

21 Juni20 Mai / 24 Juli

21 Juni1 Mai / 12Agust

27 April / 27 Agust3 April / 9 Sept

21 März / 21 Sept10 März / 3 Okt24 Feb / 16 Okt10 Feb / 31 Okt22 Jan/ 19 Nov

21 Dez

Orientierung Materialität Dämmung U-Wert / Qt Preis

N

$$

Page 32: Masterarbeiten 2009

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Im Rahmen dieser Masterarbeit werden die Auswirkungen der verschiedens-ten Aspekte einer nachhaltigen Stadtentwicklung untereinander untersucht. ZunächstwerdendiederzeitaufdemMarktvorhandenenZertifizierungssyste-mefüreinenachhaltigeStadtentwicklunganalysiertunddarausSchlüssefürden Aufbau eines eigenen Kriterienkataloges gezogen. Anschließend erfolgt eine Festlegung auf acht Themenfelder, in denen alle wichtigen Bereiche der Stadtentwicklung enthalten sind. Diesen Themenfeldern werden die einzelnen Kriterien zugeordnet.

Der Hauptteil der Arbeit besteht in der Erarbeitung von Nachhaltigkeitskriterien. Hierbei wird nach einem strengen Schema vorgegangen, welches jedes Kriteri-um in vier Abschnitte unterteilt. Zunächst wird die Relevanz eines jeden Themas für den Städtebau konkretisiert und die aktuellen Problemstellungen beschrie-ben. Hieraus leiten sich die Zielformulierungen ab. Die anschließenden Hand-lungsvorschläge zeigen auf, wie eine nachhaltige Stadtentwicklung möglich ist.

DieAuswirkungendereinzelnenKriterienuntereinanderwerdenmittelsGrafikendargestellt. Ein Farbcode veranschaulicht die verschiedenen Arten der Beein-flussung.DiedreinebenstehendenkleinenAbbildungenzeigendieAuswirkun-gen der drei Kriterien des Themenfeldes „Standortwahl“. Es ist ersichtlich, dass die Berücksichtigung der Risiken am Standort nur ein anderes Kriterium beein-flusst.DieAnbindunganvorhandeneInfrastrukturenhingegenbeeinflusstachtandere Kriterien.

Durch diese vielfältigen Auswirkungen der Kriterien untereinander entstehen Wechselwirkungen.SiesindindergroßenAbschlussgrafikdargestellt,welchedie Wechselwirkungen der acht Themenfelder untereinander aufzeigt. Es zeigt sich, dass die Themenbereiche der Umwelt und des Außenraumes die meisten Wechselwirkungen aufweisen. Aber auch innerhalb der einzelnen Rubriken gibt eszahlreicheAuswirkungen.DesweiterenlässtdieseGrafikerkennen,dassdiestädtischeVerwaltungimThemenfeldderOrganisationalleanderenRubrikenbeeinflusst.SiekoordiniertdiestädtischeEntwicklungundkanneinepositiveVeränderung in Richtung „Nachhaltigkeit“ herbeiführen. Dabei ist es neben-sächlich, mit welchem Themenfeld die nachhaltige Entwicklung begonnen wird. AufgrundderkomplexenWechselwirkungenundBeziehungendereinzelnenKriterien untereinander ist ein Erfolg in jedem Fall zu erwarten.

Carmen Schlüter

Entwicklung von Nach-haltigkeitskriterien im Städtebau

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| 333

Auswirkungen einer adäquaten Grundstücksauswahl

Auswirkungen der Berücksichti-gung der Risiken am Standort

Auswirkungen der Anbindung an vorhandene Infrastrukturen

Wechselwirkungen der acht Themenfelder einer nachhaltigen Stadtentwicklung

Legende für Anzahl und Art der Auswirkungen

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Die vorliegende Master Thesis ist ein Baustein zu einem Klimaschutzprogramm für die Gemeinde Wickrathberg. In Anlehnung an der vom Institut für Wohnen undUmweltinDarmstadterstelltenGebäudetypologiewirdinderAnalyseeinefürdenOrtspezifizierteAuswertungdesGesamtheizwärmebedarfserstellt.DabeiwerdenwährendeinerOrtsbegehunganhandderdeutschenGrundkar-te den Gebäuden Baualtersklassen von A bis J zugewiesen. Gleichzeitig wird der Sanierungsgrad des Gebäudebestands prozentual festgehalten. Hauptau-genmerk sind die Auswertungen zur Untersuchung des Einsparpotenzials des Heizwärmebedarfes und die Reduktion der Treibhausgase für die Gemeinde Wickrathberg.Im unsanierten Zustand nimmt der Heizwärmebedarf der Immobilien mit stei-gendem Alter zu. Die Gesamtbewertung zeigt, dass die Reduzierung des Heiz-wärmebedarfes über die Baualtersklassen kontinuierlich abnimmt. Jede Baual-tersklassezeigtdietypischenfürdieseBauepochemarkantengestalterischenMerkmale,aberauchbauphysikalischeSchwächenimDetail.Unter Abwägung eines bereits erfolgten Sanierungsanteiles und dem gesam-ten Heizwärmebedarfs ist ein theoretisches Einsparpotenzial für die Gemeinde Wickrathbergvon7,3Mio.KilowattstundenimJahrzuerreichen.UnterBeach-tung des Klimaschutzgedanken beträgt diese Einsparung des Heizwärmebe-darfseinegleichzeitigeReduktionderCO2Emissionenvon1,7Mio.TonnenproJahr.Prozentual könnte, wenn alle Sanierungsmaßnahmen vollzogen würden die Gemeinde den Heizwärmebedarf um ein Drittel senken. In wie weit dieses PotenzialausgeschöpftwirdistinersterLinieabhängigvondenzukünftigenEntwicklungen der Energiekosten.Auf der Suche nach Energieressourcen stößt man unweigerlich auf die angrenzenden Tagebaue und Kohlekraftwerke. Zur Gewinnung der Kohle werden unvorstellbaren Massen an Erdreich bewegt. Zum Schutz der Tagebaugebiete vor eindringendem Grundwasser werden ca. 1.200SümpfungsbrunnenseitensderRWEPowerAGbetrieben.EinigeBrun-nen werden bis in eine Tiefe von bis zu 600m gebohrt und fördern, soweit das WasserwährendderHebungnichtmitoberflächennahem,kälteremWasserdurchmischt wird, dreißig grädiges Wasser. Die in diesem Wasser vorhandene EnergiemengewirdzurDeckungdesHeizwärmebedarfsgenutzt.Übereinese-parate Zuleitung aus dem Tagebaugebiet wird Warmwasser bis zu einem neu zu errichteten Sammelpunkt an der örtlichen Sportanlage in Zentrum der Gemein-de geführt. Zur Deckung des privaten Eneergiebedarfes erhält jede Einheit eine Wärmepumpe. Für die Gemeinde Wickrathberg wird ein positiver und weitrei-chender Schritt in Richtung Klimaschutzprogramm unternommen.

Michael Wagner

Klimaschutzkonzept Wickrathberg - Energetisches Sa-nierungspotenzial im Gebäudebestand

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BraunkohlerevierkarteMarkantes Gebäude im Dorf Schaufelradbagger im Braunkohle-tagebau Garzweiler II

Baualtersklassenplan Wickrathberg

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Nils Wiesenmüller

Public Riverfront Access

Natural Lighting

elevation from West

Energy efficiency

NORTH ON KNOwLTON STREET PLAzA

NEw KNOwLTON STREET PLAzA SOuTHwARdS

PEquONOcK RivER REdEvELOPmENT fROm NORTH wEST

Driving vs. Residential Density

Annu

al V

MT/

Hh

Households/Residential Acre

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

00 50 100 150 200

0-5 Hh/RA = sprawl

SF

LA

Chicago

Northeast-Midwest InstituteJuly 21, 2008

section looking north

175

150

125

100

75

50

25

0

3,29

4

6,08

0

Historical Population

Peop

le (

thou

sand

s)

1840

1850

1860

1870

1880

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2006

Population from 1840 - 2006

12,10

6

18,9

69 27,6

43

48,8

66

70,9

96

102,

054

143,

555

146,

716

147,12

1

158,

709

156,

748

156,

542

142,

546

141.6

86

139,

529

137,91

2

Pequonnock river

Bridgeport, east side

river street

Bridgeport brass

grand street

West Bank

Pequonnock river

285 knowlton street

congress street Bridge

Washington Park

the knuckle

nick’s carting

405 knowlton street

acme

Bird’s eye view from south

NORTH

east Washington avenue

when i consult cities i ask these questions:What’s the problem? What’s your dream?(Jaime Lerner, Jaime Lerner institute, curitiba, Brasil)

Party over?

What happened in Bilbao?

Im Jahre 1614 segelte der holländische Kaufmann Adrian Block den Long Island Sound südwärts bis zum heutigen Hudson River, NY. Block begann Tauschhandel mit Indianern des Stammes der Pequots zu betreiben. Zu jener Zeit traf er auf eine indianische Kultur, die von Fischfang, Jagd und Ackerbau lebte. Das Verhält-nis dieses Stammes zur Natur war voller Respekt und Verständnis. Das Leben der Indianer passte sich den Jahreszeiten an, sie verstanden es, die Natur nicht zu plündern, sondern in Harmonie mit ihr zu leben, einer Harmonie, die wir heute als nachhhaltig bezeichnen würden.

400 Jahre später finden wir einen Ort vor, der seine besten Zeiten lange hinter sich hat.

Die Wale des Long Island Sounds sind ausgerottet, die Muscheln voller Gifte und ungeniessbar, die einst zahlreichen Hummer, Austern und Fische vom Aussterben bedroht.

Das an der Küste des Long Island Sounds gelegene Land entwickelte sich in den Jahrzehnten nach Blocks Entdeckung zu Farmland. Die erste Siedlung entstand an einem Fluss (Pequonnock River), beispielhaft für unzählige Städte Amerikas. Die Indianer wurden vertrieben und bekämpft. Während der Industrialisierung wurde Bridgeport zu einer bedeutenden Stadt, mit einem Tiefseehafen und einer Industrie, die an den Ufern des Pequonnock Rivers wuchs. Es entstanden Eisenbahnlinien, Schiffsverkehr, Fabriken und dazugehörige Wohnquartiere. Die Industrie und die neugeschaffene Infrastruktur machten die Stadt reich und

gross. Im Jahre 1957 erreichte der Bau des heute meistgenutzten Highways der USA (Interstate-95) Bridgeport. Zu dieser Zeit hatte Bridgeport seine Blütezeit bereits hinter sich. Der Highway zerschnitt die Stadt in zwei Teile, ähnlich der wundähnlichen Schneise, die der Bau der Eisenbahn durch europäische Städte zog. Wer es sich leisten konnte, zog aufs Land, nutzte das Auto um zur Arbeit zu fahren. Der “Urban Sprawl” begann. Zurück blieben die Mittellosen, das Zentrum der Stadt verwaiste zunehmend. Inmitten des wohlhabendsten Bundesstaates der USA, Connecticut, wurde aus dem einst so stolzen Bridgeport eine Stadt, deren Identität sich nunmehr aus Gewalt, Korruption, Drogen, Kriminalität, Verfall und Abwanderung zusammensetzt.

Die alten Fabriken am Pequonnock River stehen heute leer, das Land an beiden Ufern, wie der Fluss selbst ist kontaminiert. Ein Drittel der Bevölkerung an diesem Fluss lebt unter der Armutsgrenze, ohne jegliche kulturelle oder soziale Seele und ohne jegliche Perspektive. Die vergifteten Ufer des Flusses liegen brach oder zeichnen in ihrer Funktion als Schrottplatz, Müllhalde oder Baum-aschinenlager ein Bild der Schande und des Niederganges. Die ursprüngliche Idee der Siedler von einem besseren Leben, die Notwendigkeit einer sozialen Verantwortung, einer Öffentlichkeit, der amerikanische Traum von Freiheit endet in einer egoistischen Gewinnmaximierungsgesellschaft, abhängig von fossilen Brennstoffen und rücksichtslos gegenüber der Natur.

Bridgeport steht beispielhaft für unzählige Städte weltweit, die eine Vision brauchen.

Meine Masterthesis beschäftigt sich beispielhaft mit jenen Städten. Ich schlage eine Revitalisierung dieses Ortes vor. Einen Fluss, in dem wieder geschwommen und geangelt werden kann. Einen Ort von sozialem, kulturellem, humanem Wert, ein Ort, der Menschen anzieht, dort zu wohnen, zu leben und zu arbeiten.In meiner Arbeit entwerfe ich eine Nachbarschaft, die sich unabhängig macht von fossilen Brennstoffen. Dafür nutzte ich die klimatischen Parameter dieses Ortes, nämlich die Energie der Sonne, des Windes und der Gezeiten.

Ich schaffe eine Öffentlichkeit, die man mit der europäischer Dörfer vergleichen kann. Eine revitalisierte Nachbarschaft, die man zu Fuss erleben möchte und in der das Auto ein untergeordnetes Verkehrsmittel darstellt. Eine Nachbarschaft, in der Nahrungsmittel hergestellt werden, in der gearbeitet, gelebt und gewohnt wird. Ich propagiere einen Ort, an dem die Notwendigkeit von Transport nicht mit der Notwendigkeit von Besitz gleichgesetzt ist. Ich schlage eine Strassenbahn-linie vor, Fahrradwege, solar betriebene Wassertaxen, einen Windenergiepark, Solarnutzung und eine Skulptur zur Nutzung der Gezeitenkraft. Ich zeige auf, wie man verhindern kann, daß bei Stürmen das Regenwasser ungefiltert in den Fluss läuft und rege den Neubau und die Reparatur zerstörter Brücken an. Weiter entwerfe ich eine der Öffentlichkeit zugängliche Uferpromenade und schaffe eine neue unabhängige Identität, die mit dem Fachausdruck “Placemaking” beze-ichnet wird. Die energieeffizienten, flusswassergekühlten Häuser formen Höfe, die ein dem Menschen angenehmen Masstab haben, sowohl einfach zu bauen als auch für die Bevölkerung bezahlbar sind und grösstenteils mit erneuerbaren Energien bewirtschaftet werden.

Die Anordnung der Häuser öffnet sich zum Fluss hin, Dächer und Fassaden sind begrünt und Gärten bieten Rückzugsgebiete für Tiere. Ich verdichte diese Nachbarschaft durch Turmhäuser, die einen spektakulären Blick auf den Long Island Sound und den Pequonnock River bieten. Durch die Reparatur dieses Ortes werden die auseinandergeschnittenen Stadtteile wieder verbunden. Ich biete einen Ort an, der das Ziel verfolgt, durch die Minimierung des Verkehrs eine Minimierung der Treibhausgasproduktion zu erreichen. Diese Arbeit zeigt die Möglichkeit auf, Problemstädte weltweit, mit Hilfe der “Werkzeugkiste”, die wir durch das ClimaDesign Studium kennengelernt haben, in lebenswerte, nach-haltige Orte zu verwandeln.

Ich möchte dazu verführen, den Traum eines qualitativ hochwertigen, menschli-chen, energetisch unabhängigen Ortes und die mittlerweile zwingend gewordene Notwendigkeit der Nachhaltigkeit anzunehmen. Meine Masterthesis ist als Entwurf eines grünen Dorfes in einer alten Stadt zu verstehen. Einer Stadt, die vor langer Zeit entstanden ist, die scheinbar perspektivlos dahinsiecht und verfällt. Mit Hilfe des Fachwissens und der Philosophie des ClimaDesigns erhält diese Stadt eine Perspektive, die zurück zu den alten Werten des menschlichen Miteinanders führt.

Nils Wiesenmüller([email protected])

PeQUonnock river reDeveloPmentBridgeport, connecticut uSANils Wiesenmüller July 9.2009 mASTERTHESiS cLimAdESiGN TumTechnische Universität München . Architektur Fakultät Lehrstuhl für Bauklimatik und HaustechnikProf. dr.-ing. Gerhard Hausladen

Crime

Values represented as an Index

U.S. National Average: 100

0 100 200 300 400 500 600

Auotmotive Theft Risk

Larceny Risk 157

National Index Rating

Burglary Risk

Property Crime Risk

Assault Risk

Robbery Risk

403

286

284

539

Rape Risk 154

Murder Risk 366

Personal Crime Risk 340

Total Crime Risk 325

248

Type

of

Crim

e

Source: OnBoard LLC Copyright (c) 2007

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

SOuTH EAST ON KNOwLTON STREET

Green house gas reduction

Page 37: Masterarbeiten 2009

| 37

Public Riverfront Access

Natural Lighting

elevation from West

Energy efficiency

NORTH ON KNOwLTON STREET PLAzA

NEw KNOwLTON STREET PLAzA SOuTHwARdS

PEquONOcK RivER REdEvELOPmENT fROm NORTH wEST

Driving vs. Residential Density

Annu

al V

MT/

Hh

Households/Residential Acre

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

00 50 100 150 200

0-5 Hh/RA = sprawl

SF

LA

Chicago

Northeast-Midwest InstituteJuly 21, 2008

section looking north

175

150

125

100

75

50

25

0

3,29

4

6,08

0

Historical Population

Peop

le (

thou

sand

s)

1840

1850

1860

1870

1880

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2006

Population from 1840 - 2006

12,10

6

18,9

69 27,6

43

48,8

66

70,9

96

102,

054

143,

555

146,

716

147,12

1

158,

709

156,

748

156,

542

142,

546

141.6

86

139,

529

137,91

2

Pequonnock river

Bridgeport, east side

river street

Bridgeport brass

grand street

West Bank

Pequonnock river

285 knowlton street

congress street Bridge

Washington Park

the knuckle

nick’s carting

405 knowlton street

acme

Bird’s eye view from south

NORTH

east Washington avenue

when i consult cities i ask these questions:What’s the problem? What’s your dream?(Jaime Lerner, Jaime Lerner institute, curitiba, Brasil)

Party over?

What happened in Bilbao?

Im Jahre 1614 segelte der holländische Kaufmann Adrian Block den Long Island Sound südwärts bis zum heutigen Hudson River, NY. Block begann Tauschhandel mit Indianern des Stammes der Pequots zu betreiben. Zu jener Zeit traf er auf eine indianische Kultur, die von Fischfang, Jagd und Ackerbau lebte. Das Verhält-nis dieses Stammes zur Natur war voller Respekt und Verständnis. Das Leben der Indianer passte sich den Jahreszeiten an, sie verstanden es, die Natur nicht zu plündern, sondern in Harmonie mit ihr zu leben, einer Harmonie, die wir heute als nachhhaltig bezeichnen würden.

400 Jahre später finden wir einen Ort vor, der seine besten Zeiten lange hinter sich hat.

Die Wale des Long Island Sounds sind ausgerottet, die Muscheln voller Gifte und ungeniessbar, die einst zahlreichen Hummer, Austern und Fische vom Aussterben bedroht.

Das an der Küste des Long Island Sounds gelegene Land entwickelte sich in den Jahrzehnten nach Blocks Entdeckung zu Farmland. Die erste Siedlung entstand an einem Fluss (Pequonnock River), beispielhaft für unzählige Städte Amerikas. Die Indianer wurden vertrieben und bekämpft. Während der Industrialisierung wurde Bridgeport zu einer bedeutenden Stadt, mit einem Tiefseehafen und einer Industrie, die an den Ufern des Pequonnock Rivers wuchs. Es entstanden Eisenbahnlinien, Schiffsverkehr, Fabriken und dazugehörige Wohnquartiere. Die Industrie und die neugeschaffene Infrastruktur machten die Stadt reich und

gross. Im Jahre 1957 erreichte der Bau des heute meistgenutzten Highways der USA (Interstate-95) Bridgeport. Zu dieser Zeit hatte Bridgeport seine Blütezeit bereits hinter sich. Der Highway zerschnitt die Stadt in zwei Teile, ähnlich der wundähnlichen Schneise, die der Bau der Eisenbahn durch europäische Städte zog. Wer es sich leisten konnte, zog aufs Land, nutzte das Auto um zur Arbeit zu fahren. Der “Urban Sprawl” begann. Zurück blieben die Mittellosen, das Zentrum der Stadt verwaiste zunehmend. Inmitten des wohlhabendsten Bundesstaates der USA, Connecticut, wurde aus dem einst so stolzen Bridgeport eine Stadt, deren Identität sich nunmehr aus Gewalt, Korruption, Drogen, Kriminalität, Verfall und Abwanderung zusammensetzt.

Die alten Fabriken am Pequonnock River stehen heute leer, das Land an beiden Ufern, wie der Fluss selbst ist kontaminiert. Ein Drittel der Bevölkerung an diesem Fluss lebt unter der Armutsgrenze, ohne jegliche kulturelle oder soziale Seele und ohne jegliche Perspektive. Die vergifteten Ufer des Flusses liegen brach oder zeichnen in ihrer Funktion als Schrottplatz, Müllhalde oder Baum-aschinenlager ein Bild der Schande und des Niederganges. Die ursprüngliche Idee der Siedler von einem besseren Leben, die Notwendigkeit einer sozialen Verantwortung, einer Öffentlichkeit, der amerikanische Traum von Freiheit endet in einer egoistischen Gewinnmaximierungsgesellschaft, abhängig von fossilen Brennstoffen und rücksichtslos gegenüber der Natur.

Bridgeport steht beispielhaft für unzählige Städte weltweit, die eine Vision brauchen.

Meine Masterthesis beschäftigt sich beispielhaft mit jenen Städten. Ich schlage eine Revitalisierung dieses Ortes vor. Einen Fluss, in dem wieder geschwommen und geangelt werden kann. Einen Ort von sozialem, kulturellem, humanem Wert, ein Ort, der Menschen anzieht, dort zu wohnen, zu leben und zu arbeiten.In meiner Arbeit entwerfe ich eine Nachbarschaft, die sich unabhängig macht von fossilen Brennstoffen. Dafür nutzte ich die klimatischen Parameter dieses Ortes, nämlich die Energie der Sonne, des Windes und der Gezeiten.

Ich schaffe eine Öffentlichkeit, die man mit der europäischer Dörfer vergleichen kann. Eine revitalisierte Nachbarschaft, die man zu Fuss erleben möchte und in der das Auto ein untergeordnetes Verkehrsmittel darstellt. Eine Nachbarschaft, in der Nahrungsmittel hergestellt werden, in der gearbeitet, gelebt und gewohnt wird. Ich propagiere einen Ort, an dem die Notwendigkeit von Transport nicht mit der Notwendigkeit von Besitz gleichgesetzt ist. Ich schlage eine Strassenbahn-linie vor, Fahrradwege, solar betriebene Wassertaxen, einen Windenergiepark, Solarnutzung und eine Skulptur zur Nutzung der Gezeitenkraft. Ich zeige auf, wie man verhindern kann, daß bei Stürmen das Regenwasser ungefiltert in den Fluss läuft und rege den Neubau und die Reparatur zerstörter Brücken an. Weiter entwerfe ich eine der Öffentlichkeit zugängliche Uferpromenade und schaffe eine neue unabhängige Identität, die mit dem Fachausdruck “Placemaking” beze-ichnet wird. Die energieeffizienten, flusswassergekühlten Häuser formen Höfe, die ein dem Menschen angenehmen Masstab haben, sowohl einfach zu bauen als auch für die Bevölkerung bezahlbar sind und grösstenteils mit erneuerbaren Energien bewirtschaftet werden.

Die Anordnung der Häuser öffnet sich zum Fluss hin, Dächer und Fassaden sind begrünt und Gärten bieten Rückzugsgebiete für Tiere. Ich verdichte diese Nachbarschaft durch Turmhäuser, die einen spektakulären Blick auf den Long Island Sound und den Pequonnock River bieten. Durch die Reparatur dieses Ortes werden die auseinandergeschnittenen Stadtteile wieder verbunden. Ich biete einen Ort an, der das Ziel verfolgt, durch die Minimierung des Verkehrs eine Minimierung der Treibhausgasproduktion zu erreichen. Diese Arbeit zeigt die Möglichkeit auf, Problemstädte weltweit, mit Hilfe der “Werkzeugkiste”, die wir durch das ClimaDesign Studium kennengelernt haben, in lebenswerte, nach-haltige Orte zu verwandeln.

Ich möchte dazu verführen, den Traum eines qualitativ hochwertigen, menschli-chen, energetisch unabhängigen Ortes und die mittlerweile zwingend gewordene Notwendigkeit der Nachhaltigkeit anzunehmen. Meine Masterthesis ist als Entwurf eines grünen Dorfes in einer alten Stadt zu verstehen. Einer Stadt, die vor langer Zeit entstanden ist, die scheinbar perspektivlos dahinsiecht und verfällt. Mit Hilfe des Fachwissens und der Philosophie des ClimaDesigns erhält diese Stadt eine Perspektive, die zurück zu den alten Werten des menschlichen Miteinanders führt.

Nils Wiesenmüller([email protected])

PeQUonnock river reDeveloPmentBridgeport, connecticut uSANils Wiesenmüller July 9.2009 mASTERTHESiS cLimAdESiGN TumTechnische Universität München . Architektur Fakultät Lehrstuhl für Bauklimatik und HaustechnikProf. dr.-ing. Gerhard Hausladen

Crime

Values represented as an Index

U.S. National Average: 100

0 100 200 300 400 500 600

Auotmotive Theft Risk

Larceny Risk 157

National Index Rating

Burglary Risk

Property Crime Risk

Assault Risk

Robbery Risk

403

286

284

539

Rape Risk 154

Murder Risk 366

Personal Crime Risk 340

Total Crime Risk 325

248

Type

of

Crim

e

Source: OnBoard LLC Copyright (c) 2007

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

SOuTH EAST ON KNOwLTON STREET

Green house gas reduction

Page 38: Masterarbeiten 2009

38 |

Young-JaeYu

Hygienisch notwendige Lüftung + Entfeuchtung (10-20W/m²)

Sensible Kühlung (30-40 W/m²)

40-60 W/m² 40-60 W/m²

18°C 18°C

16°C16°C

Luftwechsel : 2-3 fachEnergiequelle : Sonne, Erdsonde, GrundwasserKühlleistung : 40-60 W/m²

1 1

22

-30

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-10

0

10

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

Außentemperatur[°C]

Mittlere AußentemperaturMaximale AußentemperaturMinimale Außentemperatur0

20

40

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80

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

Relative Luftfeuchtigkeit[%]

Mittlere relative LuftfeuchtigkeitMittlere relative Luftfeuchtigkeit(8Uhr)Mittlere relative Luftfeuchtigkeit(14Uhr)

Globalstrahlung[W/m²]

0

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400

600

800

1000

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

Direktstrahlung (Horizont)Diffusstrahlung (Horizont)

1: Absorptionskältemaschine2: Wärmerückgewinnung

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

Außentemperatur in Seoul relative Luftfeuchte in Seoul Globalstrahlung in Seoul

-30

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0

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

Außentemperatur[°C]

Mittlere AußentemperaturMaximale AußentemperaturMinimale Außentemperatur

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

Relative Luftfeuchtigkeit[%]

Mittlere relative LuftfeuchtigkeitMittlere relative Luftfeuchtigkeit(8Uhr)Mittlere relative Luftfeuchtigkeit(14Uhr)

Globalstrahlung[W/m²]

0

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Monat

Direktstrahlung (Horizont)Diffusstrahlung (Horizont)

Seoul,Tokyo,ShanghaisindgroßeWeltstädte.IndenStädtenwirdmomen-tan im Wesentlichen hoch und dicht gebaut, und in kurzer Zeit wurden sowohl Bürogebäude als auch Wohngebäude in raschem Tempo errichtet. Diese städtebauliche Entwicklung konnte zwar die kurzfristigen Bedürfnisse befrie-digen, aber die meisten Gebäudestrukturen weisen einen Einsatz von Technik ohne Rücksicht auf den Energieverbrauch auf. Aus diesem Grund sind entspre-chende Energiekonzepte auf der Basis erneuerbarer Energien für Städte und einzelne Gebäude notwendig. Richtig konzipierte Gebäude sollten in der Regel natürlich belüftbar sein, wobei auf eine mechanische Belüftung oder Klimaanla-ge im Sommer zum Teil verzichtet werden kann.Die Kühllasten an warmen Sommertagen können durch den Einsatz der passi-venMaßnahmen(Sonnenschutz,entsprechendeOrientierung,Speichermasse,ReduzierungdesFensterflächenanteils),AnpassungdurchKleidungundent-sprechendenLüftungssystemeneinigermaßenreduziertwerden,wobeitechni-sche Maßnahmen aufgrund der Reduzierung der Kühllasten direkt mit erneuer-baren Energieressourcen betrieben werden können.Die durch passive Maßnahmen reduzierte Kühllasten, ermöglichen den Einsatz einesregenerativenKühlsystems.DasregenerativeKühlsystemerfolgtdurchdieTrennungvonderFrischluftbereitung(latenteLasten)undderKühlung(sen-sibleLasten),d.h.KühlenergiezurLastkompensationwirdnichtzwangsweisedurch raumlufttechnische Anlagen in die Räume geführt, sondern sowohl durch ReduzierungderZuluftmengeaufeinhygienischbedingtesMindestmaßundalsauchdurchstilleKühlsysteme.EingroßerTeil,derdurchpassiveMaßnahmenreduzierten Wärmelasten kann durch eine thermoaktive Decke gedeckt werden. In der Regel liefert die thermoaktive Decke eine Kühlleistung von etwa 30-40 W/m², wobei die Kühlenergie vom Erdreich (Erdsonde, Grundwasser) versorgt werden kann. Eine Kühlleistung von 30-40 W/m² entspricht in der Region mehr als der Hälfte der erforderlichen Kühlleistung, bei durch passive Maßnahmen geschützten Gebäuden.HierbeisolltedieLüftungimwesentlichendadurcherfolgen,dassdieZuluft-menge(Luftwechsel:5-10fachbeidenkonventionellenKlimaanlagen),diebisherzurRaumkühlungbenutztwurde,aufeinhygienischnotwendigesMin-destmaß reduziert und relativ kleine Kühllasten abgeführt werden. Zu dieser notwendigenLuftversorgungistderEinsatzdersolarenKühlungbesondersvorteilhaft. Es ist wichtig zu beachten, dass eine wesentliche Bedeutung der Kühlung nicht an sich selbst liegt, sondern an der Kombination mit passivenMaßnahmen, d.h. die Kühllasten müssen durch passive Maßnahmen möglichst reduziertwerden,umeineffektivesKühlsystemzuschaffen.

Strategien der nachhalti-gen Architektur in dergemäßigten KlimazoneSEOUL, TOKYO, SHANGHAI

KOREA, JAPAN, CHINA

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Hygienisch notwendige Lüftung + Entfeuchtung (10-20W/m²)

Sensible Kühlung (30-40 W/m²)

40-60 W/m² 40-60 W/m²

18°C 18°C

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Luftwechsel : 2-3 fachEnergiequelle : Sonne, Erdsonde, GrundwasserKühlleistung : 40-60 W/m²

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Direktstrahlung (Horizont)Diffusstrahlung (Horizont)

1: Absorptionskältemaschine2: Wärmerückgewinnung

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

Außentemperatur in Seoul relative Luftfeuchte in Seoul Globalstrahlung in Seoul

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Technische Universität MünchenFakultät für ArchitekturLehrstuhlfürBauklimatikundHaustechnikProf. Dr.-Ing. Gerhard HausladenArcisstraße2180333 München

Tel. +4989289-22475Fax. +4989289-23851

[email protected]

©2009LehrstuhlfürBauklimatikundHaustechnik,TUM,Friedemann Jung, Uta Steinwallner