Projekt 32312/02

Prozessbegleitende Planung, Umsetzung, Monitoring und Dokumentation eines ressourcenneutralem Neubaus: die Alnatura Arbeitswelt in Darmstadt

Projektdurchführung

Campus 360 GmbH
Mahatma-Gandhi-Str. 7
64295 Darmstadt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Forschungsprojektes ist es die im interdisziplinären Planungsprozess ausgewählten Lösungen sowohl in einem gebauten Projekt als auch in dessen Realisierungsprozess zu evaluieren. Der Innovationscharakter dieses Forschungsvorhaben besteht darin, einerseits den Herstellungsprozess der Bauteile – insbesondere der Stampflehmwände - aufzuzeichnen und hinsichtlich des tatsächlichen Energieaufwandes zu bewerten, andererseits sollen durch die Messung der Betriebsenergie des gebauten Projektes Rückschlüsse über die gewählten Technologien formuliert werden.
Dadurch soll der gesamte Vorgang, von der Entwurfsplanung bis hin zur Realisierung, aufgenommen und hinsichtlich des Ressourcenaufwandes bewertet werden. Die Entscheidungen die in dem integralen Planungsprozess gefallen sind sollen auf ihre Auswirkungen auf die Realisierungsphase evaluiert und validiert werden. Hiermit soll die Effektivität der einzelnen Lösungen in ihrem Herstellungsprozess und deren Funktion als Elemente eines Gebäudes, das mit einem Minimum an Energie ein Maximum an Aufenthaltsqualität schafft, evaluiert werden.
Basierend auf die durch Simulationen erstellten Prognosen zum Innenraumlima soll durch eine zweijährige Monitoringkampagne die Effektivität der Kombination aus Bauteilen und Anlagentechnik überprüft werden.
Ein Vergleich zwischen den Simulationsergebnissen und den erfassten Daten soll zu einer Optimierung des Gebäudebetriebes dienen um sich den Anforderungen der Nutzer effizienter anpassen zu können, und um den Grad der Ressourcenneutralität zu eruieren.
In einer abschließenden Dokumentation sollen die umgesetzten Kenntnisse publiziert und verbreitet werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenPhase 1
Begleitung Umsetzung mit Bewertung der Prozesse
Bewertung der ausgewählten konstruktiven Lösungen in Bezug auf den Energetischen Aufwand; Aufnahme und Analyse der einzelnen Prozessphasen; Erstellung einer Datenbank für die graue Energie von Stampf-lehm und anderer Bauteile in der Herstellung und Implementierung

Phase 2
Monitoring, Betriebsoptimierung und Abschlussdokumentation
Datenerfassung zu Raumklima und bauphysikalischen Eigenschaften von Stampflehm; Vergleich der durch Simulation erwarteten Ergebnisse mit aufgefassten Daten; Optimierung des Betriebes; Zusammenfassung der Ergebnisse und Erarbeitung allgemeiner Aussagen zu Strategien und Prozessen. Publikation und Öffentlichkeitsarbeit.


Ergebnisse und Diskussion

Nach ca. 5 Jahren der Planung und der Errichtung wurde die Alnatura-Arbeitswelt im Januar 2019 bezogen. Es handelt sich hierbei um den größten Lehmbau Europas. Mit Hilfe der Förderung der DBU konnten wichtige Themen rund um den Baustoff Lehm untersucht werden.
Wie kann Innovation im Planungsprozess integriert werden? Wie werden die erarbeiteten Konzepte effizient übergeben und die Umsetzung sichergestellt?
Welchen CO2-Fußabdruck weisen Lehmbauten im Vergleich zu konventionellen Konstruktionen auf? Welche Faktoren spielen eine entscheidende Rolle für die CO2-Emissionen? Welchen Einfluss haben exponierte Lehmbauteile auf das Innenraumklima und welche Möglichkeiten ergeben sich damit passive Betriebsstrategien zu verfolgen?
Bereits im Bericht zu Alnatura I wurde aufgezeigt welchen positiven Einfluss die Verwendung von Lehm auf die Ökobilanz haben kann. Im Rahmen der Untersuchungen explizit zum Bau der Alnatura-Arbeitswelt wurde festgestellt, dass der Transport einen signifikanten Einfluss auf die Ökobilanz haben kann. Die geringe CO2-Emission in der Herstellung der Fassade kann schnell aufgewogen werden, wenn der Rohstoff nicht aus unmittelbarer Nähe bezogen werden kann.
Der zweischalige Aufbau der Lehmfassade führt dazu, dass die Lehmwände zum Raum hin exponiert sind. Der Einfluss auf Feuchte durch natürliche Feuchteregulierung des Lehms, sowie der Einfluss auf die Raumtemperatur wurde durch Lufttemperatur und Luftfeuchtesensoren im gesamten Gebäude untersucht. Die thermischen Bedingungen im Jahr 2019 waren im erwarteten Bereich. In der Planung wurden erweiterte Temperaturzielbereiche zu Gunsten einer reduzierten Technisierung definiert. Trotz geringer Kühlkapazitäten können Raumtemperaturen 10 K unter der Außentemperatur erreicht werden. Die Messungen der Luftfeuchte zeigen eine signifikante Dämpfung und Verzögerung von Spitzen.
Insgesamt wurden anhand dieses Forschungsprojekts wichtige Erkenntnisse zum erfolgreichen Einsatz von Lehm im Verwaltungsbau mit geringem Technisierungsgrad gewonnen. Aufgrund der Pandemie konnten ab März 2020 keine repräsentativen Daten für den Normalbetrieb aufgenommen werden. Dieser Umstand und Probleme in der Steuerungs- und Regelungstechnik führen dazu, dass weiterhin Optimierungspotenziale vorhanden sind, die es auszuschöpfen gilt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Bauband 3, „Gewerbegebäude in Lehm und Holz – Mehrwert durch Material“, Detailverlag
Endpräsentation der TUM für das DBU, sowie damit einhergehende PowerPoint Präsentation mit der Darstellung der wichtigsten Parameter


Fazit

Mit der Errichtung der Alnatura-Arbeitswelt ist es gelungen, ein
ressourcenschonendes, energieeinsparendes und gering technisiertes Büro- und Gewerbegebäude zu erschaffen. Die Ergebnisse der Ökobilanz empfehlen, dass die benötigten Rohstoffe zur Herstellung von Stampflehmwänden unbedingt mit dem vor Ort gegebenen Aushub abgedeckt werden sollten.
Um die Optimierungspotentiale des Gebäudes zu identifizieren und Steuerparameter nachjustieren zu können ist ein Monitoring des Gebäudes sehr empfohlen.