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Messen und Modellieren von Energieflüssen

Wider Klischees

Tour de Champagne, Biel. Konstruktionsdetail + Flixo-Modell, Vertikalschnitt Längsfassade nach der Sanierung.

Auf einen Blick

Beschreibung

Ausgangslage

Energie ist das Thema unserer Zeit. Der Bausektor nimmt mit Erstellung und Betrieb 44 %  des gesamten schweizerischen Energieverbrauchs in Anspruch. Zur Erreichung der geplanten Energiestrategie 2050 des Bundes muss auch zwingend der Energiebedarf im Gebäudepark reduziert werden. So entstehen für den Bausektor neue Normen und Vorschriften, welche laufend die Ausgangslage für den Architekten und Planer verändern, nicht immer zu dessen Vorteil. Viele Jahre haben sich Architektinnen und Architekten nicht oder zu wenig mit Energiefragen beschäftigt. Die klassischen Architekturthemen Raum, Konstruktion, Funktion und Form dominieren. Das führt zwangsläufig zu einem von der Politik oder von Fachingenieuren geführten Energiediskurs. Wie Jahrringe legt sich die Wärmedämmung Jahr um Jahr, Zentimeter um Zentimeter zu und die Haustechnik nimmt im übertragenen und buchstäblichen Sinn immer mehr Raum ein. Die Energiekultur ist an die Spezialisten abgetreten worden.
Die kombinierte Methode von Messen und Modellieren versucht hier eine Lücke zu schliessen. Anhand von zwei architektonisch wertvollen Gebäuden wurde eine Datensatz erarbeitet um aufzuzeigen, dass Qualifizieren und Quantifizieren gleichermassen wichtig ist. Die Untersuchung fokussiert nicht einseitig das Thema Energie, sondern untersucht sie in ihrer Interaktion mit Architektur / Ausdruck und Material / Konstruktion. Die Arbeit soll eine neue Energiekultur mit grösseren Spielräumen fördern. Die Architektinnen und Architekten sollen den Dialog wieder aufnehmen und ihre Kompetenz als Generalist einbringen. Der «Dialog der Technik» soll den seit Jahren erfolgreichen «Dialog der Konstrukteure» erweitern und bereichern.
Untersucht wurden ein Mehrfamilienhaus mit Erstellungsjahr 1872 an der Florastrasse 54 in Zürich und ein Wohnhochhaus «Tour de la Champagne» in Biel aus dem Jahr 1968. Beide Objekte entsprechend der charakteristischen Konstruktionsweise ihrer Zeit.
Für die Analyse wurde sowohl mit der gängigen Modellrechnung – Norm SIA 380/1 – der Heizwärmebedarf simuliert, als auch direkt am Objekt gemessen. Um die Funktionsweise der Gebäude besser einordordnen zu können, wurden diese zusätzlich in Zeitschichten aufgeteilt. Dies ermöglicht es die Sanierungs- und Technologiehistorie in einen Kontext zu setzen.

Fragestellungen
Fragestellung Florastrasse: Wieso führt der Wärmedämmputz nach der Sanierung nicht zur berechneten Reduktion des Heizwärmebedarfs?
Fragestellungen Tour de la Champagne: Der Ersatz der originalen Aluminium-Glas-Vorhangfassade ist nicht erforderlich, um den heutigen geforderten Heizwärmebedarf  zu erreichen.
Anhand der Fragen: «Was leistet das Haus? Was leistet die Konstruktion? Was leistet die Haustechnik?», werden die Wechselwirkungen zwischen den architektonischen und energetischen Entscheiden am einzelnen Bauteil aufgezeigt.


Fazit

Von der ursprünglichen Absicht möglichst viele Daten am Objekt zu messen, ist man während der Arbeit abgekommen. Mehr Zahlen führten nicht zwingend zu einer Vergrösserung der Erkenntnisse. In der Weiterbearbeitung wurden die Messdaten in erster Linie auf die Nutzung der bereits ausreichend genauen Verbrauchsdaten der Energierechnungen reduziert. Bestätigt wurde unter anderem die «Performance gap» welche in erster Linie in den zu optimistischen berechneten Prognosen der Sanierungsvarianten aufgefallen sind. Die Abweichungen sind neben fehlerhaften Annahmen auch der Unkenntnis von Lebensgewohnheit, Bauteilaufbauten und Standardwerten geschuldet. Bei Sanierungen an bestehenden Objekten ist der Weg über die Messung zur Modellierung zielführend. Die Forschungsarbeit zeigte auch, dass sich hinter dem Einzelwert Qh (kWh/m2a) viel mehr versteckt, als bloss eine Zahl. Qh steht immer in unmittelbarer Abhängigkeit von Architektur/ Ausdruck und Material/Konstruktion. Messen und Modellieren zeigt, dass eine einseitige Ausrichtung der Architektur nur auf Energiethemen zu einem Zielkonflikt führt.
Die Studie soll helfen Klischees, die sich fest in den Köpfen von Investoren, Planer und Nutzer festgesetzt haben sichtbar zu machen und so die verlorenen Handlungsspielräume der Architekten wiederzuerlangen.