Projekt 27604/01

Konzeptionsphase zur energetischen Sanierung der Deutschen Akademie Rom Villa Massimo

Projektdurchführung

Ingenieurbüro Hausladen GmbH
Feldkirchener Str. 7 a
85551 Kirchheim

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Darstellung zukunftsweisender Handlungsoptionen hinsichtlich eines nachhaltigen, energieeffizienten und wirtschaftlich tragbaren Energiekonzeptes am Beispiel der Villa Massimo soll aufzeigen, wie durch einfache konzeptionelle Maßnahmen und Senkung klimaschädlicher Emissionen von bundeseigenen Liegenschaften realisiert werden kann.




Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt gliedert sich in zwei Arbeitsbereiche ein: Einerseits wird eine Methodik zur allgemeinen Vor-gehensweise bei der Erstellung ganzheitlicher Konzepte im Fall von Sanierungen klimatisch erhöht belas-teter erhaltenswerten Bauwerken dargestellt. Zum anderen, wird am konkreten Beispiel der „Deutschen Akademie in Rom, Villa Massimo“ die Methodik angewendet und verifiziert. Ausgehend von vorhandenen absoluten Gas- und Stromenergiemengen für die gesamte Liegenschaft, wurde im ersten Schritt der Konzipierung eine Einschätzung der einzelnen Verbräuche thermisch und elektrisch ermittelt. Diese dient der Einschätzung des Energieeinsparpotentials einzelner Verbraucher. Quantitative Ergebnisse hierzu sowie Aussagen zum Raumklima einzelner Räume, werden sowohl mit statischen Berechnungsmethoden als auch mit thermisch dynamischen Simulationen, jeweils angepasst an das italienische Klima, ermittelt. Im Anschluss an die Untersuchung der einzelnen Verbraucher und einer daraus resultierenden Potentialanalyse erfolgt die Handlungsanweisung mittels eines zukunftweisenden Konzeptes mit den ab-gestimmten Komponenten: Passives Gebäudekonzept, Raumkonditionierungssystem und Energiever-sorgung.


Ergebnisse und Diskussion

Die Studie gibt einen Überblick bezüglich eines sinnfälligen konsekutiv aufeinander abgestimmten Vor-gehen bei der energetischen Optimierung von erhaltenswerten Gebäuden. Dieses baut sich auf aus: Be-standsaufnahme mit Analyse, hinein in die Auswertung über die Modellierung bis hin zur Benennung des Maßnahmenkatalogs. Es werden die in den verschiedenen Phasen der Erstellung eines ganzheitlichen Konzeptes notwendigen Komponenten kategorisiert und benannt. Neben dieser theoretischen Übersicht zeigt die Studie exemplarisch an den Gebäuden der Liegenschaft Villa Massimo, dass in der Optimie-rung einer bestehenden Anlagentechnik und der Installation einer Regeltechnik ein hohes Potential zur Energieeinsparung liegt. Durch die in der Studie benannten Maßnahmen, u.a. Austausch von Fenstern in den Studios zur Optimierung des natürlichen Entlüften der Räume, Umstrukturierung der Lüftungstechnik im Haupthaus und die Umstellung und Rückkühlung im Haupthaus auf Grundwassernutzung ist es mög-lich den Bedarf erheblich zu senken. Gleichzeitig wird der Nutzerkomfort erhöht sowie ein Eingreifen der Nutzer ermöglicht. Es wird gezeigt, dass durch die Senkung des Bedarfs, unter Berücksichtigung des Denkmalcharakters des Gebäudes, die Integration von Solartechnik zur Energiegewinnung möglich ist. Der jahresbilanzierte Primärenergiebedarf der Gebäude kann somit annähernd ausgeglichen werden. Be-trachtet man die prognostizierten Ertragskurven der Solarenergie vergleichend mit den Bedarfskurven der Gebäude zeigt sich, dass aufgrund der unterschiedlichen Nutzungen der Liegenschaft v.a. im Som-mer und an sonnenreichen Tagen, ein hohes Potential der Eigennutzung besteht. Dieses könnte in einer weiteren Diskussion in Verbindung mit dem Austausch der bestehenden Anlagentechnik weiter optimiert werden. Eine wesentliche allgemeine Feststellung im Projekt ist, dass in Klimata ähnlich dem römischen Klima, der Sommerfall mit auftretenden Kühllasten, den Ausgangspunkt einer Optimierung der Gebäude darstellt. Dieser Fall ist gegensätzlich zum kalten Winter im deutschen Klima, den Komfort, als auch den Energiebedarf betreffend, der kritischste Fall und stellt den Ausgangspunkt der passiven wie auch akti-ven Maßnahmen am Gebäude und der Analagentechnik dar. Alleine die Verwendung von offen liegenden Speichermaßen im Gebäude, kombiniert mit einer Lüftungsstrategie, die es ermöglicht in den kühleren Nächten, die am Tag eingespeicherte Wärme abführen, senkt die Kühllasten im Gebäude und damit v.a. in den Übergangszeiten den Kühlenergiebedarf. Im Verlauf des Projektes wurde mit Hilfe dynamischer Raumsimulationen festgestellt, dass es in den Studios im Sommer zu stark erhöhten dauerhaften Innen-raumtemperaturen kommt. Aktuell versuchen die Bewohner durch das Anbringen von einzelnen dezent-ralen, energetisch aufwendigen Klimaanlagen akzeptable Temperaturen im Wohnbereich zu erhalten. Die Studie zeigt daher neben dem Konzept der solaren Stromgewinnung eine Variante mit aktiver Küh-lungskomponente für die Studios. Die Kälte wird in diesem Fall mit Hilfe solarthermischer Kollektoren und einer Absorptionskältemaschine erzeugt. Als Übergabegeräte werden Fancoils in die Studios instal-liert um ggf. einer auftretenden Feuchteproblematik entgegenzuwirken. Trotz einer Steigerung des Energiebedarfs durch eine solche aktive Kühlung der Studios und einer Reduktion des Solarstrompotentials, ist dieser Eingriff zu empfehlen, da der Nutzerkomfort gewährleistet wird und die aktuell dezentral installierten Splitgeräte entfernt werden können.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Präsentation der Ergebnisse vor dem Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung sowie den Vertretern des Bundesbeauftragten für Kultur und Medien zu dessen Resort die Villa Massimo gehört. Vorstellung des Projektes innerhalb der Lehre an der Technischen Universität München im Masterstudiengang „ClimaDesign“ und im Bereich des Masterstudiengangs „Bauen im Bestand“ an der Fakultät Architektur.


Fazit

Die Studie hat gezeigt, dass alleine durch die Optimierung der Anlagentechnik in bestehenden Gebäuden und einer gezielten Mess- und Reglungstechnik kombiniert mit solarer Energieerzeugung sowohl der Energiebedarf von Gebäuden sinkt, als auch der Nutzerkomfort steigt. In Klimata mit erhöhter Sonnen-einstrahlung sind Untersuchungen, wie die hier vorliegende, ausgehend vom sommerlichen Verhalten zu betrachten, da es neben den gestiegenen Anforderungen an die Kühlung im Sommerfall zu hohen Erträ-gen in der solaren Energiegewinnung kommt. Die Villa Massimo zeigt darüber hinaus beispielhaft das Potential differenzierter Lastkurven verbunden mit regenerativer Energiegewinnung auf. Durch die unter-schiedlichen Nutzungen innerhalb der Liegenschaft kann eine hohe Eigennutzung der solar erzeugten Energien entstehen, die eine hohe Auslastung der Technologie ermöglicht. Die Studie veranschaulicht theoretisch als Methode und in der praktischen Anwendung, dass eine ganzheitliche Betrachtung, die passiven Maßnahmen, aktive Gebäudetechnik und Energieversorgungssysteme betreffend, Lösungen für Gebäude im Bestand gefunden werden, die ohne Beeinträchtigung der Baukultur eine Transformation in die aktuellen Anforderungen im Gebäudesektor erreichen.