Projekt 26699/01

Planung der innovativen gebäudetechnischen Weiterentwicklung des Meereswissenschafts- und Klimafolgenzentrums der BAH-AWI

Projektdurchführung

Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft
Am Handelshafen 12
27568 Bremerhaven

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Gesamtziel des Vorhabens ist die energetische Sanierung und eine bauliche Ergänzung der Biologischen Anstalt Helgoland (BAH) als Modell für eine möglichst CO2-neutrale Forschungseinrichtung mit klimapolitisch ganzheitlicher Betrachtung. Das Leitbild der Sanierung folgt dem energietechnischen Dreisprung: Energiebedarf einsparen, Energieeffizienz optimieren, erneuerbare Energien nutzen

Das Labor- und Forschungsgebäude ist ein typischer Bau der 50-er Jahre. Es gibt massive Bauprobleme, verbunden mit hohem Energieverbrauch, großem Sanierungsstau und bereits verbrauchten Bauteilen, wie z. B. Lüftungsanlagen, Fenstern, und Haustechnikanlagen. Ein Großteil der Stahlbeton-Fertigteile ist nicht mit Wärmedämmung versehen; dementsprechend hoch ist der Heizbedarf und ebenso die Überhitzung im Sommer. Das Ziel dieses Projekts ist die Erarbeitung einer Konzeption zur modellhaften, energetischen Sanierung des Gebäudes C und des Aquariums aus den 50er Jahren unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen einer internationalen Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der Klimafolgenforschung. Hier sind entsprechende Sanierungsmethoden zu entwickeln und besondere Planungswerkzeuge einzusetzen. In allem ist die Denkmalverträglichkeit der zu entwickelnden Maßnahmen zu prüfen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenProjektablauf
Für die Sanierung des Gebäudekomplexes in Passivhaus-Qualität ist vorgesehen, das Vorhaben sukzessive in überschaubaren Teilschritten zu bearbeiten.
Grundlagenermittlung
- Sichtung der Baupläne, präzise Aufnahme des Bauzustands, Digitalisierung des Bestands, energietechnische Zustandsbeschreibung, Ermittlung der jetzigen Nutzung, Ermittlung der städtebaulichen und denkmalpflegerischen Rahmenbedingungen
Ermittlung der Nutzungsziele
- Definition der Ziele der Forschung und der touristischen Nutzung, Ableitung bautechnischer Ziele
Sanierungsplanung
- Entwurf, energietechnische, monetäre, denkmalpflegerische Bewertung von Sanierungskonzepten
- Diskussion und Festlegung der Bau- und Sanierungsziele mit den zuständigen Stellen und Genehmigungsbehörden
- Detaillierte architektonische, bauphysikalische und energietechnische Ausarbeitung, sowie Umweltbezogene und monetäre Bewertung der Sanierungsvarianten. Entscheidungsfindung.
Dokumentation des Planungsprozesses
- Abschlussbericht mit ökologischer und ökonomischer Bewertung der geplanten Maßnahmen
- Dokumentation der Vorgehensweise


Ergebnisse und Diskussion

Durch eine gezielte Kombination aus innovativer Technik und baulichen Maßnahmen erscheint es möglich, das ambitionierte Unterfangen der Transformation eines 50er Jahre Bestandsbaus in ein modernes wissenschaftliches Institut mit höchsten Ansprüchen an die CO2 Neutralität zu verwirklichen, unter gleichzeitiger Berücksichtigung denkmalschutzrechtlich vorgegebener Rahmenbedingungen.

Neben einer energetischen Sanierung der Gebäudehülle ist die Neukonzeption der kompletten Haustechnik Voraussetzung für das Erreichen des gesetzten Ziels. Mit dem Werkzeug der Gebäudesimulation wurden Innen- und Außendämmung, sowie Lüftungs- und Belichtungskonzepte in Abhängigkeit zum exponierten Standort untersucht und optimiert. Freiwerdende Flächen wie die großen Seewassertanks werden für Technikzentralen genutzt, sodass erstmalig Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung (Laborlüftung) zum Einsatz kommen können. Sowohl energetische als auch denkmalpflegerische Zielsetzungen können mit einer Innendämmung und hochwertigen Fenstern erreicht werden, die Wärmeschutz und thermischen Komfort verbessern.

Gleichzeitig werden ungewollte Lüftungsverluste durch eine dichte Gebäudehülle auf ein Mindestmaß reduziert. Mit einer effizienten Lüftungstechnik mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung wird dann der Heizwärmebedarf um 50% gesenkt. Durch die Innendämmung kann auch der Denkmalschutz gewahrt werden.

Die für die Beheizung des Gebäudes benötigte Wärme wird neben der intern anfallenden Abwärme (Kälteerzeugung, Kompressoren, etc.) über eine Wärmepumpe und das Seewassernetz, das auch weiterhin für Forschungszwecke vorgehalten wird, aus dem Meer gewonnen. Die für die Wärmepumpentechnik benötigte elektrische Energie zur Erwärmung des Gebäudes wird über eine Fotovoltaikanlage und eine Windkraftanlage bereitgestellt. Damit ist das Ziel eines weitgehenden CO2 neutralen Gebäudeheizbetriebs erreicht.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Es wurden in etwa 20 öffentliche Veranstaltungen organisiert, um das Projekt in der Öffentlichkeit zu präsentieren. Diese Veranstaltungen beinhalteten Workshops zu der Entwickelung eines Regionalen Entwicklungskonzeptes für die Insel Helgoland, einen Parlamentarischen Abend, offizielle wie informelle Gedankenaustausche mit Politikern, sowie lokale und überregionale Infoveranstaltungen für eine breitere Öffentlichkeit.


Fazit

Gesamtziel des Vorhabens war die Untersuchung der Transformation der denkmalgeschützten Gebäude der Biologischen Anstalt Helgoland in ein CO2 neutrales Institut für Klimafolgenforschung. Das Leitbild der Sanierung folgt dem energietechnischen Dreisprung: Energiebedarf einsparen, Energieeffizienz optimieren, erneuerbare Energien nutzen.

Angesichts des Energieverbrauchs und der daraus resultierenden CO2 -Emissionen, ist derzeit die Glaubwürdigkeit der klimarelevanten Forschung und der bildungspolitische Anspruch nicht aufrecht zu halten. Neben hohen Energiekosten entstehen auch gleichzeitig hohe CO2 Emissionen die zur Klimaerwärmung beitragen.

In einem Wettbewerbsverfahren wurden Architekten und Energie-Experten für dieses Projekt eruiert. Zuerst wurde der Charakter des Institutes und seiner Forschung erläutert, sowie die denkmalgeschützte Architektur zusammen mit den Behörden erfasst.

Das Institut wurde anhand von mehreren Szenarien, dem Denkmalschutz entsprechend, bautechnisch, anlagentechnisch und energetisch untersucht. Es wurde z.B. mit und ohne kompletter Außendämmung sowie neuen Dachparzellen und verschiedenen Lüftungssystemen gerechnet und konzipiert. Die Studien zeigen, dass das Einsparungspotenzial für Wärme und Energie sehr hoch ist. Vor allem durch konsequente Dämmung, Wärmerückgewinnung und eine effizientere Raumnutzung wird es möglich sein, den Wärmebedarf des Hauses auf fast Null zu reduzieren. Gleichzeitig kann der Stromverbrauch ebenfalls erheblich gesenkt werden, allerdings nicht bis auf Null, da ein Forschungsinstitut mit seiner Infrastruktur einen relativ hohen Strombedarf hat.