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© Antje Schröder, Stuttgart

Ausgabe 2/2016

KlimaEngineering setzt auf Beton

Herausforderung Energiewende

Jung gründete 1994 ein Ingenieurbüro, die heutige IPJ Ingenieurbüro P. Jung GmbH, um seine Vision vom innovativen Bauen umzusetzen. Das Büro entwickelt Gebäude im energetischen Gleichgewicht.

In einer Großstadt lassen sich vielfältige Lebensentwürfe und -räume verwirklichen. Seit einigen Jahren ist klar: Davon profitieren nicht nur die Menschen, sondern auch Pflanzen und Tiere. Wie wohl sie sich in Städten fühlen, zeigen einige Beispiele: Im Stuttgarter Rosensteinpark und im Schlossgarten leben derzeit im Schnitt rund viermal so viele Feldhasen wie auf einem Feld in freier Wildbahn. In der Mainzer Innenstadt lassen sich rund 70 laut Roter Liste bedrohte Tierarten zählen. Und in der Hauptstadt Berlin tummeln sich neben 3,5 Millionen Menschen mehr als 50 verschiedene Säugetier- und rund 180 Vogelarten. Sie leben in Parks, Gärten, auf Balkonen, in Kirchtürmen, auf Brachflächen und sogar in Schulhöfen.
Von den Stadtfüchsen haben die meisten schon gehört, ebenso von marodierenden Wildschweinen in Außenbezirken, aber dass auch Waschbären, Fledermäuse, Schleiereulen und Turmfalken in der Stadt leben, wissen wohl eher wenige. Nicht zu vergessen: die seltenen Insektenarten, wie zum Beispiel der laut Roter Liste stark gefährdete Eremit, auch Juchtenkäfer genannt, der durch Stuttgart 21 zu etwas Ruhm gelangte. Wo sich der Lebensraum von Mensch und Natur berührt oder überschneidet, kann es zu Unstimmigkeiten kommen. Nicht nur bei großen Bauprojekten, sondern immer, wenn Wildschweine Blumenbeete verwüsten, Waschbären Mülltonnen auseinandernehmen oder Steinmarder frühmorgens über den Dachboden toben oder Bremsleitungen anknabbern. Dann wünschen sich die Betroffenen die Natur wieder weit raus aus der Stadt. Damit es mit den neuen Nachbarn trotzdem klappt, sind Naturschützer in Aktion. Sie bieten Wildtierexkursionen mitten in der City, Workshops zum gemeinsamen Bau von Nistkästen, Anleitungen zur Ansaat von Blumenwiesen oder Imkerschulungen für eigenen Honig aus der Stadt. Ihr Ziel: noch mehr seltene Natur in die Städte zu locken, aber auch Kenntnisse zu vermitteln und Verständnis zu wecken.

c: Wann kommen Klima-Ingenieure ins Spiel?

PJ: Wir werden meist ab Gebäudegrößen von 1.000 Quadratmetern Fläche tätig. Bei kleineren Projekten hängt es von der Motivation der Bauherren ab. Bei einem Unternehmen, das etwa ökologische Schwimmteiche baut, verlangt schon die Firmenphilosophie, dass die neue Hauptvertriebstelle auch baulich diesem Anspruch entspricht. Seit der Jahrtausendwende wird der Ökologiebegriff differenzierter und ganzheitlich betrachtet. Ökologie und Ökonomie gehen gemeinsame Wege. Auf lange Sicht tragen sich auch größere Investitionskosten. Es hat sich herumgesprochen, dass energieeffiziente Gebäude qualitativ und sogar wirtschaftlich überlegen sind. Daher der Wunsch nach einem DGNB-Siegel. Silber erfüllt etwas mehr als die gesetzlichen Vorgaben. Herausragend ist Platin. Für das Siegel müssen aber über 40 Steckbriefe mit jeweils zig Kriterien eingereicht werden, da die Gesamtperformance eines Bauwerks betrachtet wird. All dies erfordert den Einsatz komplexer Simulationsprogramme. Da sind Architekten erleichtert, wenn der Klima-Ingenieur unterstützend die Berechnungen liefert.

c: Sind wir Vorreiter in Sachen Energieeinsparung?

PJ: Dass Deutschland so herausragend sei, ist nur eine gefühlte Wahrheit. Auf europäischer Ebene ist man genauso streng, fast noch strenger. Niederlande, Luxemburg, Skandinavien haben mindestens genau so hohe Vorgaben. Energieeinsparung kommt durch gute Bauphysik, gute Fenster. Es gilt, nur das Notwendige zu bauen, überflüssige Technik zu vermeiden. Den Einsatz von mechanischer Lüftung, also kontrollierte Be- und Entlüftung, auch in Schulen, Schwimmbädern und Wohnbauten, halte ich allerdings für unabdingbar. Ich bin ein Freund der frischen Luft, dennoch muss ein Gebäude die Dienstleistung erbringen, dass es Luftschadstoffe kontrollieren kann. Nebenbei gesagt hat der Energieträger Strom, seit dem Ausbau der erneuerbaren Energien, höhere Bedeutung gewonnen, so dass wir jetzt auch Wärmepumpen favorisieren, die wir früher noch kritisch betrachtet haben.

Herausforderung Energiewende

Als Patrick Jung in den 1990er Jahren ein Ingenieurbüro gründete, wollte er seine Vision vom innovativen Bauen umsetzen. Der Begriff Nachhaltigkeit war noch unverbraucht, die Herausforderung umso größer. Heute entwickelt das Büro IPJ in Köln und Wien Gebäude im energetischen Gleichgewicht und trägt auf diese Weise zur Energiewende bei. Schon während Jungs Studienzeit wurden große Klimaanlagen kritisiert, fürchtete man das Sick-Building-Syndrom, sah die Überdimensionierung von Technik. Doch während damals Pioniere Klima-Engineering noch aus persönlicher Motivation betrieben, um die Vergeudung von Ressourcen zu vermeiden, ist eine Fußbodenheizung heute längst bis ins Eigenheim verbreitet. Bei Bauvorhaben wie der klimaneutralen Plusenergie-Kindertagesstätte der Bayer Crop Science in Monheim, zeigt Jung mit Maßnahmen der Gebäude-, Strömungs- und Tageslichtsimulation auf, wo Wärmeverluste und -gewinne verzeichnet werden können.


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© Ingenieurbüro P. Jung

Mit solchen Verfahren werden inzwischen die Auswirkungen eines Planungskonzepts auf den Teststand gestellt und entsprechend intelligente Engineering-Konzepte entwickelt, die sich etwa die Vorzüge des hohen Wärmespeichervermögens und der gut nutzbaren Wärmeleitfähigkeit von Beton zunutze machen. „Vor allem Betondecken schaffen als großer Heiz- und Kühlkörper ein ausgeglichenes und behagliches Raumklima, wie es etwa auch die Gründerzeitbauten aufgrund ihrer großen Masse haben“, erläutert Jung. Da die Wärmedämmfähigkeit aller Bauteile heute dreimal so hoch wie früher ist, kühlen die Häuser nachts nicht mehr ab. Daher sieht Jung die Stärken der Betonkernaktivierung vor allem in der Kühlung und ausgleichenden Klimatisierung moderner Bauten. Jedes vierte Projekt seines Büros kommt ausschließlich mit regenerativer Energie aus. Für Patrick Jung liegt die Herausforderung darin, in den verbleibenden 15 Jahren seines Berufslebens zu erreichen, dass dies bei jedem gelinge.
www.jung-ingenieure.de

c: Welche ausgereiften Systeme gibt es?

PJ: Eine klassische Betonkernaktivierung, die über die Decke läuft, ist prima für den Kühlfall, sie sorgt für ein ausgeglichenes gleichmäßiges Klima und ist beispielsweise für den Büroneubau wichtig, da im Vergleich zu früher nicht nur Energie eingespart, sondern auch ein gesteigerter Komfortanspruch bedient werden soll. Da die Wärmedämmfähigkeit aller Bauteile heute dreimal so hoch wie früher ist, kühlen die Gebäude über Nacht nicht mehr runter. Die Betonkernaktivierung nimmt also Wärme, die oft lokal durch erneuerbare Energien, etwa auch durch Geothermie, erzeugt wird, langsam auf und gibt sie ebenso verzögert wieder ab. Fürs Heizen könnte man kleine Zusatzheizkörper oder eben die Fußbodenheizung einsetzen, die im Estrich verläuft und schneller reagiert. Seltener werden Wände aktiviert. Geothermische Sonden sind sinnvoll, auch die Betonaktivierung in Gründungsbauwerken. Beim Betonabsorber wird Energie von außen zugefügt, die etwa dem Grundwasser entzogen wird, der Beton wird wie ein Akku aufgeladen und entladen. Das ist schon gängige Praxis.

c: Ist dieser Aufwand sinnvoll?

PJ: Wir haben einen Gebäudebestand, der 40 Prozent der verwendeten Endenergie verbraucht und eine Erneuerungsquote von ein bis zwei Prozent. Politische Vorgabe bis 2020 ist insgesamt 20 Prozent weniger Endenergie als 1990 zu verbrauchen. Da wären wir schon froh, wenn auch die Heizenergie um 20 Prozent sinken würde. Bei sanierten Gebäuden ist der Verbrauch typischerweise um 75 Prozent niedriger als bei unsanierten. Erschreckend, was der Bestand verbraucht: 150 bis 200 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter. Nach einer optimalen Sanierung verbrauchen Gebäude nur noch 20 bis 30 Kilowattstunden. Sinnvoll ist generell, nur so viel Energie zu verbrauchen, wie man mit regenerativer Energie erzeugen kann. Es hat zwar in den letzten Jahren deutliche Effizienzsteigerungen gegeben, dennoch gilt es, den Energie-Hunger zu senken. Ich hoffe, dass wir so die europäischen Zielvorgaben erreichen.

c: Wird die Architekten- und Ingenieursausbildung diesen Anforderungen gerecht?

PJ: Entwerfen nach Grundzügen der Nachhaltigkeit ist bei Architekten längst angekommen. Ingenieure müssen erkennen, dass ein Gebäude nicht nur Hülle für die Technik ist, sondern dem Leben, Wohnen, der Baukultur dient. Dabei geht es um den Respekt gegenüber der Geisteshaltung des anderen. Um Verständnis dafür, was der andere macht. Bei den Architekten hat die Qualität der Ausbildung durch den Generationenwechsel in den letzten fünf Jahren deutlich zugenommen. Bei den Ingenieuren steht der Wechsel an den deutschen Hochschulen noch aus; gleichwohl gibt es Ingenieursgesellschaften, wie etwa Transsolar, die extrem avanciert und international bekannt sind. Meiner Meinung nach brauchen wir viel mehr Zusammenarbeit zwischen den beiden Fakultäten. Natürlich gibt es Ausnahmen, etwa in Stuttgart den Lehrgang KlimaEngineering. Im Studiengang Futur Building Solutions an der Donau-Universität Krems werden Architekten und Ingenieure gemeinsam qualifiziert.

c: Sie haben unlängst das erste Plusenergie-Bürogebäude Niederösterreichs realisiert?

PJ: Zusammen mit Architekt Wolfgang Reinberg aus Wien haben wir den Firmensitz der Windkraft Simonsfeld AG ab der Wettbewerbsphase ganzheitlich so designt, dass das Bürogebäude weniger verbraucht, als es selbst erzeugt. Bei dem Energiekonzept wird die Lüftung etwa von windgestützten Turbinen angetrieben, so wird verbrauchte Luft ohne Ventilatoren nach außen gesaugt. Grundwasser wird mit Windkraft aus dem Brunnen gepumpt, kühlt die Server und gleicht via Betonkernaktivierung das Raumklima aus. Eine Grundwasserwärmepumpe versorgt die Fußbodenheizung. Stromüberschuss erzeugt eine Photovoltaikanlage auf dem Dach, die der Form des Gebäudes folgt.

c: Welche Entwicklungen können wir erwarten?

PJ: Die klassische Betonkernaktivierung hat die Kühlung von Gebäuden übernommen und sorgt hervorragend für ein ausgeglichenes Raumklima, sie ist ausgereift. Potenzial sehe ich bei Beton als Absorber von Energie. Voran geht die Entwicklung im Moment im Bereich der Temperaturregelung, hier wird an der Technik gefeilt. Die Intelligenz sitzt im Mikrocontroller, der einzelne Heiz- und Kühlkreise steuert.

c: Ist bei Ihren Projekten der Energiewandel schon vollzogen?

PJ: Bei jedem vierten Projekt von uns wird nur regenerative Energie eingesetzt. Mein Wunsch wäre, in meinem Berufsleben, also innerhalb der nächsten 15 Jahre, zu erreichen, dass dies bei jedem gelingt. Diese Herausforderung nehmen wir gerne an.Susanne Ehrlinger


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