Solar Decathlon Europe 21/22 – Team coLLab

Den thematischen Rahmen für das Forschungsvorhaben gab die Ausschreibung des Wettbewerbs Solar Decathlon Europe 21/22 vor, für den Geb?udeprototypen entwickelt werden sollten, die neben energetischer Exzellenz auch erstmals den urbanen Kontext adressieren. Unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und verantwortungsbewusstem Ressourcenmanagement waren dabei die Wiederbelebung und Weiterentwicklung von typischen Bestandsquartieren durch Renovierung, Transformation und Wiedernutzung sowie die Entwicklung solarer Energieversorgungskonzepte über die Systemgrenze einzelner Geb?ude hinaus wichtige Zielsetzungen.

• Nachverdichtungen im urbanen Raum mittels innovativer Interventionen
• Entwicklung von klimaneutralen Geb?udekonzepten über den gesamten Lebenszyklus unter Einbezug der Bestandsgeb?ude
• Kreislauff?hige Konstruktionen aus nachwachsenden Baustoffen, rezyklierten bzw. rezyklierbaren Materialien und vorhandenen Bauteilen/-materialien (urban mining)
• Nachhaltige Mobilit?t
• Entwicklung von nachhaltigen Finanzierungskonzepten
• Intensivierung des Dialogs der am Bau beteiligten Akteure
• Innovative Lehrkonzepte durch interdisziplin?re Projektarbeit

Das Projekt ist in verschiedene Arbeitspakete gegliedert und richtet sich im Zeitplan nach den Wettbewerbsvorgaben (Deliverables):

1. Projektmanagement und Controlling
2. Konzeptentwürfe und Vertiefung
3. Detailplanung
4. Ausführungsplanung
5. Bau und Testphase der Demonstration Unit
6. Wettbewerb und Betrieb in Wuppertal
7. Nachnutzung

Solar Decathlon Europe 21/22 ...goes urban!

Das st?dtische Leben im 21. Jahrhundert steht an einem Wendepunkt. Da immer mehr Menschen in die St?dte ziehen, werden die Klimaprobleme immer dr?ngender und die st?dtischen Probleme müssen angemessen angegangen werden. Die Mission von SDE 21/22 forderte urbane Transformationen, die soziale, wirtschaftliche und ?kologische Aspekte berücksichtigten – mit dem Schwerpunkt auf der Revitalisierung von Geb?uden durch Aufstockung, Erweiterung und Lückenschluss. Die L?sungen mussten über die blo?e Gestaltung architektonischer Entwürfe hinausgehen, zum Beispiel durch die Entwicklung einer Strategie für die st?dtische Mobilit?t. Ziel war es, eine Vision für eine moderne, lebenswerte und umweltfreundliche Stadt der Zukunft zu entwickeln.
Die Energy Endeavour Foundation und die designierte SDE 21/22 Host City Wuppertal arbeiteten auf einen erfolgreichen Solar Decathlon Europe 21/22 hin, bei dem die internationalen Hochschulteams aus 11 L?ndern gegeneinander antraten. Die HFT Stuttgart war eine der 3 teilnehmenden Hochschulen in Baden-Württemberg.

Renovierung und Aufstockung
Von den drei vorgegebenen st?dtebaulichen Situationen w?hlte das Stuttgarter Team die Aufstockung eines bestehenden Geb?udes um ein oder mehrere Stockwerke, einschlie?lich der Renovierung des gesamten Geb?udes. Dies ist eine gro?e Chance für neue Gestaltungsideen und die Schaffung von alternativem Wohnraum, wodurch die st?dtische Dichte nachhaltig erh?ht wird. Die Aufstockung wird h?ufig bei Wohn- und Bürogeb?uden vorgenommen. In st?dtischen Gebieten werden auch Lagerh?user und alte Fabrikgeb?ude immer h?ufiger aufgestockt.

Standort
Der Standort für diese urbane Herausforderung wurde von Wuppertal in die Heimatstadt des Teams Stuttgart verlegt. Da die Innenstadt aufgrund der lokalen Topographie nicht ausreichend durchlüftet ist, ist Stuttgart dringend gefordert, auf die Auswirkungen der globalen Erw?rmung zu reagieren. Darüber hinaus sind der Wohnungsmangel und die damit verbundenen hohen Mieten ein gro?es Problem für die Stuttgarter Bev?lkerung.

Das bestehende Universit?tsgeb?ude "Bau 5" auf dem Innenstadtcampus ist sowohl sanierungsbedürftig als auch die Plattform für eine Aufstockung. Durch die Aufstockung zur Schaffung von studentischem Wohnraum soll der Campus in ein lebendiges Stadtquartier und eine Nachbarschaft umgewandelt werden und im Rahmen eines umfassenden Konzepts neuer und bezahlbarer Wohnraum entstehen.

Bislang war die Nutzung von Geb?ude 5 auf Forschung und Lehre beschr?nkt. Ziel war es, ein Haus voller Innovation, einen Ort des Austauschs und nicht zuletzt einen Ort der sozialen Interaktion zu schaffen.

Derzeit ist die Nutzung von Geb?ude 5 auf Lehre und Forschung beschr?nkt. Im Zuge der Renovierung des bestehenden Geb?udes sollten M?glichkeiten für eine Vielzahl von Nutzungen ergriffen werden. Das Geb?ude k?nnte in Zukunft nicht nur ein Ort der angewandten Wissenschaft sein, sondern auch ein Haus der Innovation, ein Ort des Austausches und nicht zuletzt ein Ort der sozialen Interaktion. Die Aufstockung wird neue Anreize schaffen: Wohnen und 必博娱乐,比博娱乐网址 auf dem Campus. Die Vision der langfristigen Nutzung war eine funktionierende Gemeinschaft und das Entstehen eines interkulturellen Dorfes über den D?chern Stuttgarts. Im Dachgeschoss sollten Rentner, Flüchtlinge, Alleinerziehende mit Kindern, Gastprofessoren, Familien und Bedürftige ein Zuhause finden. Durch die soziale Durchmischung erwarteten wir wertvolle soziale Interaktionen und eine wachsende Hausgemeinschaft.

Bei unserer Planung legten wir gro?en Wert auf die Energieeffizienz. Dazu geh?rt nicht nur die Energie, die w?hrend der Nutzung des Geb?udes verbraucht wird, sondern auch die Energie, die beim Bau und Rückbau verbraucht wird.

Das Energie- und Fassadenkonzept unterstützt die Nachhaltigkeit im Lebenszyklus des Entwurfs. Die Fassadenverkleidung wurde aus recyceltem Holz gefertigt. Darüber hinaus wurden organische PV-Kollektoren (OPV) an der Fassade und auf dem Dach so angebracht, dass sie den gr??ten Nutzen für den Innenraumkomfort bieten. Die hochstehende Sommersonne wird abgeblockt, die tiefstehende Wintersonne kann durchkommen. Im unteren Teil der Fassade wurde ein bodengebundenes Fassadenbegrünungssystem eingesetzt. Zur Unterstützung der natürlichen Belüftung wurde ein Solarkamin verwendet. Eine Luft-Wasser-W?rmepumpe wurde eingesetzt, um der vorgew?rmten Luft des Solarkamins W?rme zu entziehen; au?erdem wurde das zus?tzliche Stockwerk passiv adiabatisch durch ein Wasserspiel gekühlt. Da es sich bei dem bestehenden Geb?ude um ein Bürogeb?ude handelt, gibt es mehrere Serverr?ume. Hier kann eine flüssige Serverkühlung eingesetzt werden, und das dabei entstehende Warmwasser wird über einen W?rmetauscher zur Warmwasserbereitung genutzt.

Damit das Konzept nicht nur zukunftssicher und innovativ ist, sondern auch auf dem Markt bestehen kann, wurde eine übertragbare L?sung gesucht. Parametrisierung und Design spielten dabei eine wichtige Rolle.

Das Besondere an dem Entwurf ist, dass der Anbau nicht nur auf dem gew?hlten Geb?ude 5 funktioniert, sondern auch auf ?hnliche Bestandsbauten aufgesetzt werden kann. Das Geb?ude ist ein typisches Bürogeb?ude aus den 50er Jahren und in dieser Form h?ufig in Deutschland zu finden. Damit das Konzept nicht nur zukunftssicher und innovativ ist, sondern auch auf dem Markt bestehen kann, wurde eine übertragbare L?sung gesucht. Um dies zu erreichen, müssen die Module in ihrer Gr??e flexibel sein. In Anlehnung an das bestehende Geb?ude wurde eine architektonische Grundkonstruktion entwickelt. Das sogenannte Raster. Es handelt sich um ein konstruktives Skelett, das in seiner Gr??e an das bestehende Geb?ude und dessen Tragstruktur anpassbar ist. Die Innovation des Entwurfs besteht darin, ein flexibles und anpassungsf?higes System zu entwickeln, das auf minimaler Fl?che hochwertigen Wohnraum schafft und in Symbiose mit seiner Umgebung steht.

Im Bereich Architektur wurde ein Grundrisskonzept und Konstruktionssystem entwickelt, welches auf Geb?ude mit ?hnlichen Bestandsstrukturen wie das untersuchte Bestandsgeb?ude übertragbar ist. Ein besonderes Augenmerk wurde auf Modularit?t und ressourcenschonende Bauweisen gelegt. Im Bereich der Geb?udetechnik wurde neben der Bestandsanalyse und einem zugeh?rigen Sanierungskonzept anhand von umfangreichen Simulationen ein Energiekonzept entwickelt, welches Bestand und Aufstockung in einer Symbiose verbindet. Insbesondere sticht hier das in Zusammenarbeit mit Unternehmenspartnern entwickelte System für eine vorgeh?ngte Energiefassade heraus. Das System besteht aus Stahlrahmen die vor Fassade des Geb?udes angebracht werden. In diese modularen Rahmen wird ein Edelstahlseilnetz eingeh?ngt, welche als Aufnahme für organische Photovoltaikzellen (OPV) unterschiedlicher Gr??e dienen. Im Bereich der Nachhaltigkeit wurde bei den Baustoffen darauf geachtet, auf nachwachsende und ?kologische Rohstoffe zu setzen. Die Aufstockung ist daher in Holzst?nderbauweise errichtet und als D?mmstoff werden z.B. ein Produkt unseres Projektpartners eingesetzt, welches aus S?gesp?nen besteht. Die Fassade der HDU wird aus Resth?lzern gefertigt und es wird darauf geachtet im Aufbau und der Konstruktion durch die Trennbarkeit von Materialien und der Verzicht auf Verklebungen einen Sortenreinen Rückbau zu erm?glichen. Für das gesamte Geb?ude wurde neben einer klassischen ?kobilanzierung (LCA) auch der Urban-Mining-Index (UMI) ermittelt.  

Projektpublikationen

Buch mit allen Wettbewerbsbeitr?gen
Die Bergische Universit?t Wuppertal stellt das Buch auf ihrer Website in deutscher und englischer Version kostenfrei zur Verfügung.

Buch mit allen deutschen Beitr?gen
Dieses Buch wird vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zum kostenfreien Download zur Verfügung gestellt.