Ausbau Atlas

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Ausbau Atlas Edition ∂

INTEGRALE PLANUNG INNENAUSBAU HAUSTECHNIK

HAUSLADEN TICHELMANN


Autoren Gerhard Hausladen Prof. Dr.-Ing. Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik, Technische Universität München Karsten Tichelmann Prof. Dr.-Ing. Institut für Trocken- und Leichtbau (ITL) Versuchsanstalt für Holz- und Trockenbau, Darmstadt Projektleiter: Ulla Feinweber, Dipl.-Ing. Architektin (Raum und Gestalt, Integrale Planung, Haustechnik); Katrin Rohr, Dipl.-Ing. (Raum und Gestalt, Integrale Planung, Haustechnik); Bastian Ziegler, Dipl.-Ing. (Innenausbau) Mitarbeiter: Cécile Bonnet, Dipl.-Ing. (Energieversorgung); Philipp Dreher, Dr.-Ing. (Licht); Julia Drittenpreis, Dipl.-Ing. (Konzepte und Gebäudetypologien); Martin Ehlers, Dipl.-Ing. (Sanitärplanung); Elisabeth Endres, Dipl.-Ing. (Behaglichkeit, Energiebedarf); Michael Fischer, Dipl.-Ing. Architekt (Gebäudestandards); Johanne Alesia Friederich, Bachelor of Arts, M. Sc. (Elektroplanung); Robert Fröhler, M. Eng. (Raumbedarf technischer Anlagen); Zuzana Giertlová, Dr. (Brandschutz in den Kapiteln Material, Raumkonditionierung, Elektroplanung, Raumbedarf technischer Anlagen); Christian Huber, Dipl.-Ing. (Raumbedarf technischer Anlagen); Friedemann Jung, Dipl.-Ing. (Standort und Klima, Energiebedarf, Raumkonditionierung); Hana Riemer, Dipl.-Ing. (Konzepte und Gebäudetypologien); Timm Rössel, Dipl.-Ing. M. Sc. (Raumkonditionierung); Judith Schinabeck, Dipl.-Ing. (Material); Uta Steinwallner, Dipl.-Ing. (Raumkonditionierung); Tobias Wagner, Dipl.-Ing. (Energieversorgung, Sanitärplanung); Sebastian Wissel, Dipl.-Ing. (Gebäudeautomation) Studentische Mitarbeiter LS für Bauklimatik und Haustechnik: Christine Sittenauer, Philipp Vohlidka

Fachbeitrag (Einführung): Wolfgang Brune, Dipl.-Ing. Architekt und Stadtplaner Brune Architekten, München Mitarbeiter Fachbeiträge: Bernhard Friedsam, Dr. med. Facharzt für Akupunktur (Behaglichkeit), Praxis Dr. med. Bernhard Friedsam, München Christoph Matthias, Dipl.-Ing. Designer (Licht) Lichtlauf – Planung.Design.Produkt, München Thomas Rühle, Dipl.-Ing. (Material) Intep – Integrale Planung GmbH, München Peter Springl, Dipl.-Ing. (Sanitär) Springl – Ingenieurbüro für Haustechnik, Ingolstadt Lars Klemm, Dipl. Rest. (Konzepte und Gebäudetypologien – Museum) Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Valley Fachberatung: Robert Busch-Maass, Dipl.-Ing. MAS Lumen3 Lichtplanungsbüro, München Fabian Ghazai, Dipl.-Ing. (Gebäudeautomation) Lehrstuhl für Bauklimatik und Haustechnik, Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hausladen, TUM Ingenieurbüro Hausladen GmbH, Kirchheim Josef Bauer; Florian Hausladen, Dipl.-Ing. M. Eng.; Cornelia Jacobsen, Dipl.-Ing. Christoph Meyer, Dr.-Ing. Ingenieurbüro für Bauklimatik – Hausladen+Meyer GbR, Kassel Thomas Roggenkamp, Dipl.-Ing. M. Eng. Trane – Klima- und Kältetechnisches Büro GmbH, Krailling

Redaktion Projektleitung: Steffi Lenzen, Dipl.-Ing. Architektin

Druck und Bindung: Kösel GmbH & Co. KG, Altusried-Krugzell

Redaktion und Lektorat: Cornelia Hellstern, Dipl.-Ing.

Herausgeber: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München

Redaktionelle Mitarbeit: Carola Jacob-Ritz, M. A.; Sandra Leitte, Dipl.-Ing.; Julia Liese, Dipl.-Ing.; Peter Popp, Dipl.-Ing.; Eva Schönbrunner, Dipl.-Ing.

Zeichnungen: Dejanira Ornella Bitterer, Dipl.-Ing.; Melanie Denys, Dipl.-Ing.; Ralph Donhauser, Dipl.-Ing.; Daniel Hadjuk, Dipl.-Ing.; Martin Hämmel, Dipl.-Ing.; Nicola Kollmann, Dipl.-Ing. Architektin; Simon Kramer, Dipl.-Ing.; Elisabeth Krammer, Dipl.-Ing. Herstellung /DTP: Roswitha Siegler Repro: Martin Härtl OHG, Martinsried

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© 2009, erste Auflage

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts.


Inhalt

Impressum Vorwort

4 6

Teil D

Haustechnik

Gerhard Hausladen Raumkonditionierung Friedemann Jung, Timm Rössel, Uta Steinwallner 2 Elektroplanung Johanne Friederich, Sebastian Wissel 3 Sanitärplanung Martin Ehlers, Tobias Wagner, Peter Springl 4 Raumbedarf technischer Anlagen Robert Fröhler, Christian Huber 1

Einführung Zur Idee des Interieurs Wolfgang Brune

Teil A

Raum und Gestalt

Gerhard Hausladen 1 Behaglichkeit Elisabeth Endres, Ulla Feinweber, Bernhard Friedsam 2 Licht Philipp Dreher, Christoph Matthias, Katrin Rohr 3 Material Ulla Feinweber, Thomas Rühle, Judith Schinabeck

Teil B

186 196

208

32 Teil E

Gebaute Beispiele im Detail

46 Projektbeispiele 1 bis 20

212

60 Teil F

Integrale Planung

Gerhard Hausladen 1 Konzepte und Gebäudetypologien Julia Drittenpreis, Hana Riemer, Lars Klemm 2 Standortfaktoren Friedemann Jung 3 Energie und Gebäude Elisabeth Endres, Michael Fischer, Friedemann Jung 4 Energieversorgung Cécile Bonnet, Tobias Wagner

Teil C

10

174

80

Anhang

Verordnungen, Richtlinien, Normen Literatur Autoren Abbildungsnachweis Personenregister Sachregister

274 277 279 280 283 284

100 104

108

Innenausbau

Karsten Tichelmann, Bastian Ziegler 1 Wandsysteme im Ausbau 2 Deckensysteme im Ausbau 3 Bodensysteme im Ausbau 4 Brandschutzbekleidungen

120 156 140 168

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Vorwort

Der Gedanke an Architektur führt im Normalfall nicht unmittelbar zum Innenraum, steht doch primär die Außenwirkung von Gebäuden im Blickpunkt von Architekturwahrnehmung und Architekturkritiken. Gebaute Umwelt – im besten Fall lässt sich von Architektur sprechen – repräsentiert nicht nur den Auftraggeber, sondern vielmehr die Gesellschaft, in und aus der heraus sie entsteht. Und nicht umsonst entfacht der Begriff der »Baukultur« ambitionierte Diskussionen um Sein oder Nichtsein von Architektur. Vielleicht zu Recht – denn die Gebäudehülle prägt nun einmal die direkte Umwelt und übt nicht selten einen wesentlichen Einfluss auf die individuelle Umgebung aus. Den Innenraum bekommt man allenfalls von einem Bruchteil aller Gebäude überhaupt zu sehen. Geht es um das Innere eines Gebäudes, erscheint die Sache auf den ersten Blick sehr viel privater, subjektiver und vor allen Dingen kurzlebiger, wandelbarer. Die Betrachtung von Innenräumen erfolgt meist unter funktionalen Gesichtspunkten, die verschiedene Nutzungen wie Wohnen, Lernen, Arbeiten, Sport, Kultur oder Freizeit erfordern. Entsprechend entwirft der Architekt Grundrisse für Räume – natürlich im Gesamtzusammenhang des Gebäudes – in der Regel nach zuvor definierten Raumprogrammen, bei denen neben der Wirtschaftlichkeit häufig Funktionalität und Flexibilität im Vordergrund stehen. Gleichzeitig bedeutet Innenraum jedoch mehr als die begrenzte Form von Flächen im Inneren eines Gebäudes. Er ist Ort und Maßstab, an dem sich Menschen aufhalten, wohlfühlen und entfalten sollen. Raumnutzungen sollten sich in der Raumgestaltung widerspiegeln: Dimension und Proportion der Räume, ihre Zonierung, Öffnungsgrad, Licht- und Wegeführung schaffen differenzierte Bereiche, die Raum erlebbar machen. Mit Formgebung, Materialität und Lichtführung kommt dem Ausbau dabei eine wesentliche Bedeutung zu im Hinblick auf Atmosphäre und Wohlbefinden. Immaterielle Qualitäten wie Raumklima, Akustik, Geruch, Lichtverhältnisse und Farbwirkungen üben einen subtilen Einfluss auf die Nutzer und die Wahrnehmung von Raum aus, der man sich nicht ent-

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ziehen kann. Eine entsprechende Kenntnis, Wertschätzung und Berücksichtigung im frühen Entwurfsstadium ist daher Grundlage jeder gelungenen Planung. Gestalterische, haptische und immaterielle Qualitäten eines Innenraums können jedoch niemals isoliert betrachtet werden, sie stehen immer im direkten Bezug zueinander und zu den Bedingungen des Außenraums wie beispielsweise Klima, Standortfaktoren, Verkehrslage, regionalen Material- und Energievorkommen. Nicht umsonst definiert sich gute Architektur daher aus einem gelungenen Innen UND Außen. Eine Vielzahl an Planungsaufgaben entsteht heute mit allen Komponenten des Ausbaus im Bestand. Dieser Bestand definiert – zusätzlich zu den bereits erläuterten Rahmenbedingungen – häufig bereits diverse geometrische, funktionale und zumeist auch technische Eigenschaften oder Voraussetzungen. Gefragt sind hier noch viel mehr als beim Neubau interdisziplinäres Denken in der Planung sowie ausreichende Kenntnisse von Möglichkeiten und Systemen. Dabei entpuppt sich die Flexibilität des Inneraums gerade bei der Betrachtung des Altbaubestands nicht nur als eine wünschenswerte Nebenrolle, sondern sie entwickelt sich zur wesentlichen Voraussetzung für zukunftsfähige Gebäude. Die Entwicklung nachhaltiger Architektur (innen wie außen) versteht sich grundsätzlich als mehrdimensionaler, integrativer Prozess, der sich auf vielen verschiedenen Planungsebenen abspielt und Angemessenheit im Umgang mit dem Ort, dem Nutzer und der Aufgabe verlangt. Es geht um die ganzheitliche Betrachtung aller Belange sowie des Gebäudes im Gesamtsystem. Dadurch verbindet sich das Ziel einer anspruchsvollen architektonischen Gestalt mit einem optimierten Tragwerk, intelligentem Technikeinsatz und geeigneter Materialwahl im Detail, was integrale Planung und Zusammenarbeit von Anfang an voraussetzt. Dieser Anspruch richtet sich gleichermaßen an den Innenraum, dessen Oberflächen, die Konstruktion sichtbarer und/oder nicht sichtbarer


Details sowie an eine ästhetisch integrierte, selbstverständlich wirkende und optimal funktionierende Technik. Da die raumbildenden Elemente des Ausbaus – ebenso wie die des Gesamtgebäudes – neben gewissen Schall-, Wärme-, Feuchte- und Brandschutzbedingungen zusätzlich Anforderungen der Raumakustik, der Raumhygiene und der Klimatisierung unterliegen, bedarf die gelungene Planung umfangreicher Fachkenntnisse. Die Integration hoch funktionaler gebäudetechnischer Elemente stellt dabei nur eine der vielen Herausforderungen dar. Der Ausbau Atlas erweitert die Reihe der Detail-Konstruktionsatlanten nicht nur um ein weiteres Thema, sondern er stellt ein übergreifendes interdisziplinäres Werk dar, das den integralen Planungsprozess impliziert: Es geht weniger um eine Bauart oder Bauweise, nicht um einen Baustoff oder um eines oder mehrere Konstruktionselemente, sondern vielmehr um gesamtkonzeptionelles Planen, um die Verknüpfung von Ingenieurwissen(schaften), Forschung und Architektur. Der Ausbau Atlas vermittelt Basisinformationen und vertiefendes Fachwissen für alle Planungsphasen, er dient Architekten wie Ingenieuren und Studenten als fundiertes Nachschlagewerk sowie als Entscheidungs- und Argumentationshilfe. Dem bewährten Schema der Konstruktionsatlanten der Edition Detail folgend, gliedert sich der Aufbau Atlas in fünf Hauptteile, begleitet von einer thematischen Einführung und einem umfangreichen Anhang. Die Einführung widmet sich unter dem Kerngedanken »Zur Idee des Interieurs« der historischen Betrachtung des Themas und stellt neben der allgemeinen Entwicklung des Ausbaus wesentliche Zusammenhänge zwischen Innen- und Außenraumgestaltung her. Teil A »Raum und Gestalt« subsumiert die immateriellen Einflussfaktoren und Qualitäten wie Behaglichkeit, Licht und Material. Es geht vordergründig um Wahrnehmung und Atmosphäre, scheinbar »weiche« Faktoren, die aber weitaus weniger subjektiv und meist sehr gut planund steuerbar sind, als vielfach vermutet. Ausschlaggebend für Wohlbefinden ist neben

messbarer Behaglichkeit und optimaler Lichtplanung die Materialwahl, die direkte haptische Erfahrungen impliziert und zugleich alle technische Ansprüchen an Dauerhaftigkeit und Lebenszyklus erfüllen muss. Hierbei steht nicht die umfangreiche Materialschau als Ganzes im Blickpunkt, sondern die wesentlichen Entscheidungsgrundlagen für den gezielten Einsatz dieses oder jenes Materials zu einem gewünschten Ausbaudetail. Teil B »Integrale Planung« stellt in der Theorie dar, wie es in der Praxis funktionieren kann und soll. Sämtliche Rahmenbedingungen spiegeln sich in diesem Buchteil wider und zeigen die Bandbreite der Einflussfaktoren auf. Da die Qualitäten des Innenraums nur im Kontext mit dem Außenraum und allen anderen Rahmenanforderungen funktionieren, folgt insbesondere dieses Kapitel dem Leitsatz des interdisziplinären Denkens an der Schnittstelle zwischen Gebäudehülle und Raum. Der Ausbau kann kongruent zur Gebäudeform und -hülle erfolgen, ist aber auch als konzeptioneller Gegensatz denkbar. Wesentlich bleibt jedoch die ganzheitliche Betrachtung des Gebäudes als Gesamtsystem: außen – innen, stadträumlich – innenräumlich, konzeptionell – detailliert. Angefangen beim städtebaulichen Masterplan und Konzepten für die Energieversorgung von Kommunen bis hin zu detaillierten Fragestellungen des Gebäudebaus und der technischen Ausstattung im Gebäude steht im Vordergrund einer gelungenen Planung das vernetzte Denken und ein interdisziplinärer Arbeitsprozess. Teil C »Innenausbau« zeigt die heutigen Standards und Konstruktionen von Wand-, Deckenund Bodensystemen auf und räumt dem leichten und trockenen Ausbau eine besondere Bedeutung ein. Die Form des raumbildenden in Verbindung mit dem technischen Ausbau entsteht heute leider nach wie vor überwiegend additiv statt integrativ, was die vorhandenen Möglichkeiten bei Weitem nicht ausschöpft. Der Flexibilität und der Integration gebäudetechnischer Anforderungen in Verbindung mit freien Formen und nahezu freier Materialwahl gebührt dabei besondere Aufmerksamkeit. Oft ist der Übergang zwischen den einzelnen Themen fließend, genauso wie zwischen den einzelnen Raumflächen. Konturen zwischen Wän-

den, Decken und Bodensystemen sowie raumbildendes Mobiliar verschmelzen zunehmend. Mit dem Wunsch, gebäudetechnische Aspekte »unsichtbar« werden zu lassen, wachsen die Anforderungen und werden zunehmend komplexer. Daher wird in diesem Kapitel dem Bereich Anschlüsse und Details besonderer Raum gegeben. Teil D »Haustechnik« dringt in die Tiefen haustechnischer Möglichkeiten vor, ohne sich jedoch in technischen Details zu verlieren. Die Vermittlung relevanter Kenntnisse für eine gelungene Ausbauplanung steht im Fokus der Betrachtung und Themen wie Raumkonditionierung, Elektro- und Sanitärplanung oder der Raumbedarf technischer Anlagen konzentrieren sich auf die Darstellung wesentlicher Fachkenntnisse als Entscheidungsgrundlagen. Sie vermitteln beispielhafte Lösungsansätze für alle mit dem Ausbau betrauten Planer und fördern damit zugleich gegenseitiges Verständnis, eine Grundvoraussetzung für die gelungene integrale Zusammenarbeit. Bei der Auswahl der im Teil E dokumentierten »Gebaute[n] Beispiele im Detail« steht jeweils die Beziehung zwischen dem Anspruch an die Innenraumgestaltung, bauliche Qualität und unter Umständen auch Erhaltung sowie gebäudetechnischer Anforderung im Vordergrund. Die Projekte vertreten auf beispielhaftem architektonischem Niveau die Breite des Ausbaus mit all seinen interdisziplinären Ansätzen. Schlüsselbegriffe am Ende jedes Projekttexts informieren knapp über die Besonderheiten und Auswahlkriterien des jeweiligen Ausbauvorhabens. Dennoch bleiben sie Beispiele in den nahezu unbegrenzten Möglichkeiten und sich derzeit rasant entwickelten technologischen Lösungen und sollten als solche verstanden und genutzt werden. Allen Institutionen und Personen, die beim Entstehen dieses Werkes kompetent und mit Engagement mitgewirkt haben und die uns in unseren Familien und Freundeskreisen den Rücken für die Arbeit an diesem Werk freigehalten haben, danken wir herzlich. Autoren und Verlag im August 2009

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Einführung

Zur Idee des Interieurs Innenräume sind Lebenswelten Vom Ursprung Kulturelle Identifikationsräume Gebaute Sehnsucht Der neue Geist und der freie Raum Das Experiment Lebensraum Der »plan libre« Die Industrialisierung der Lebenswelt Licht und Raum Individualisierung und Tradition Die Forderung der Klarheit Ausbau und Raumkonzeption

Abb. 1

10 10 11 13 15 16 19 20 23 23 24 26 29

Humayun Mausoleum, um 1570, Delhi (IND)

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Einführung

9 Allerheiligenhofkirche, München (D) 1837, Leo von Klenze, Ausmalung: Heinrich von Heß 10 Wohnhaus Moller, Wien (A) 1928, Adolf Loos a – d Grundrisse Erdgeschoss bis Dachgeschoss Eingetragen ist der Weg durch alle Geschosse und die jeweiligen Standpunkte. e Gartenfassade Nichts lässt hier auf die kompositorische Kühnheit schließen, die das Innere sowie die Straßenfassade bestimmt. f Straßenfassade Eine freie Komposition, wie ein abstraktes Bild aufgebaut, die trotz ihrer Unabhängigkeit ein entscheidendes Element des Loos’schen Raumplanes nach außen bringt: Vom Erkerzimmer, das im Zentrum der Fassade hervortritt, kann der räumliche Zusammenhang des gesamten Hauptgeschosses überblickt werden. g Erkerzimmer 1930 h Erkerzimmer heute

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leitet er aus einer Art Genealogie des Gebauten ab. Die »Versachlichung des Entwurfsprozesses« [1] nehmen Klenze wie Schinkel als Argumentationsstrategie für ihre von der hellenischen Antike motivierten Entwürfe auf. Klenze sieht in diesem historischen Bezug das Ineinanderfallen von Statik, Material und Konstruktion auf vollkommene Weise realisiert. So ist auch seine Haltung zur inneren Gestalt zu lesen. Dem steht diametral Gottfried Semper gegenüber, der gut 30 Jahre nach Erscheinen von Durands Entwurfslehre dem Verfasser entgegenhielt, »die Natur arbeite nicht nach Schablonen wie eine Drehbank« [2]. Er selbst entwickelte die wohl bedeutendste architekturtheoretische Position des 19. Jahrhunderts. Sein Prinzip der Bekleidung geht vom Wesenhaften des Stofflichen aus und zielt auf eine Wirkung im Geist. So stehen der immaterielle Zauber des Materiellen und die Logik von Struktur und Form einander schon im 19. Jahrhundert gegenüber. Es bleibt bis heute schwer, aus der Dialektik von Wesen und Struktur herauszutreten. Auf der Grundlage von Durands Rasterdenken, seiner Standardisierungsidee, der unumstößlich geltenden Forderung nach einem Funktionalismus von Zweck und Ökonomie einerseits und der Wirkungsidee der symbolischen, beseelten Gestalt in Sempers Sinn andererseits werden auch heute noch Debatten geführt. Selbstverständlich liegt zwischen Struktur und Wirkung die ganze Kraft architektonischen Ausdrucks. Mit der Frage von Stil wird dieser jedoch heute nicht mehr konnotiert. Als Beispiel eines Wirkungsraums von besonderer Bedeutung und Verwandlung kann Klenzes Entwurf zur Allerheiligen Hofkirche der Münchner Residenz gelten. An diesem Sakralbau lässt sich zum einen das gerade geschilderte Problemfeld beispielhaft deklinieren, zum anderen erfährt der Bau besonders im Inneren eine Neudeutung durch seine säkulare Umnutzung und die im Jahr 2003 abgeschlossene Sanierung. Damit spannt sich ein Bogen von der Zeit seiner Entstehung bis zu seiner heutigen Interpretation. Zu Beginn steht wieder eine Reise: Ludwig I. verbringt Weihnachten 1823 in Palermo und feiert die Christmette in der Cappella Palatina. Seine Begeisterung für diese Kirche aus dem 12. Jahrhundert kennt keine Grenzen, besonders für die goldgrundigen Mosaike, und er beauftragt Klenze zur Planung einer Kapelle in der Residenz in München. Klenze ist der byzantinische Stil, auch weil er von Cornelius und Gärtner besetzt ist, fremd. Mit seinem Entwurf auf der Basis der hellenischen Klassik scheitert er bei Ludwig und erntet Gärtners beißende Häme. Zuletzt ordnet sich Klenze den Wünschen Ludwigs zumindest in der äußeren Erscheinung unter. Im Inneren entwickelt er einen beeindruckend klares Raumgefüge mit einer aufwendigen Ausgestaltung mit Marmorfußböden, farbige Malereien auf Goldgrund und Wandverkleidungen aus Gipsmarmor (Abb. 9). Interessant ist die Lichtführung. Während die Ausgestaltung der Flächen unterhalb der Em-

pore eher dunkel ist, erstrahlt die obere Raumhälfte durch das Licht der Seitenfenster im goldenen Glanz der Ausmalungen. Ludwigs Platz ist selbstverständlich auf der Empore, die mit der Residenz verbunden ist. Der König erscheint also mit seinem Gefolge von hinten beleuchtet im Glanz der goldenen Flächen und auf der Ebene der biblischen Darstellungen. Dieser Auftritt ist Programm, darin ist göttliche und geschichtliche Herrschaftslegitimation vereint. Diese Lichtstimmung hat sich nach der Sanierung völlig verändert. Die Hofkirche hat als Kriegsruine, lange nur notdürftig saniert und im Osten durch die Erweiterungsbauten verstellt, ihre Rolle eingebüßt. Der säkularisierte Raum wird nunmehr für Veranstaltungen genutzt. Im Inneren ist das Mauerwerk sichtbar, also bar aller reflektierender Flächen. Unter der Empore wurden Lichtdecken eingezogen, die den Hauptraum von der Seite aus beleuchten. Der Raumeindruck hat sich damit umgekehrt, vielleicht ein der Säkularisierung angepasster Umgang mit dem historischen Bestand.

Der neue Geist und der freie Raum An der Bruchstelle der monarchistischen zu den nachmonarchistischen Gesellschaften öffnete sich zunächst ein Gestaltungsspielraum, der die individuelle Lebenssicht auf den Prüfstand stellt. Nur vor diesem Hintergrund lassen sich Haltung und Arbeit der einzelnen Architekten dieser Zeit nachvollziehen. Der in Brünn, heute Brno, geborene Architekt Adolf Loos spielt für ein neues Raumverständnis hierbei eine besondere Rolle. Der Architekturkritiker Julius Posener stellt Loos in eine Reihe mit Andrea Palladio, ClaudeNicolas Ledoux und Karl Friedrich Schinkel und sieht in diesen Architekten »die wahre klassische Schule«. Die höchst unterschiedlichen Baukünstler sind einer Kategorie zuzurechnen, einer klassischen noch dazu, »weil sie der Dekoration keine oder nur eine sehr geringe Rolle eingeräumt ha[ben] und das Wesen der Architektur zu enthüllen suchte[n]« [3]. Warum widerfährt Adolf Loos diese Ehrung? Loos’ Absage an das Dekor ist keine Absage an die gestaltete Form. Im Gegenteil, es ist eine Absage an das wesenlose Gestalten, an die inhaltsleere Form, die Repetition des Althergebrachten. Dem ist noch heute nichts hinzuzufügen. Man kann der Haltung von Adolf Loos nur folgen, wenn man erkennt, wie anspruchsvoll sein Ringen um das Wesen der Architektur war und das in einer Zeit, in der die Sehtradition nicht das Wesen der räumlichen Beziehungen huldigte oder die Präzision in Raumund Nutzungsabläufen, sondern in einer Zeit, die die kunstvolle, historisch angelehnte Gestalt guthieß. Ein sehr aktuelles Problem! Dieses Wesen der Architektur beschreibt Posener durch die drei Lieblingsbegriffe von Le Corbusier: Maß, Proportion und Geometrie. Loos legt jedem Entwurf ein Prinzip zugrunde,


Einführung

das auf dem Verhältnis der Massen, der Räume und ihrer jeweiligen Beziehung zur Funktion basiert. Natürlich verfolgt auch er einen Zweck, nämlich den, eine kalkulierte Wirkung, eine Stimmung im Menschen zu erzeugen, ihn zu berühren: »die aufgabe der architektur ist es daher, diese stimmung zu präzisieren. das zimmer muß gemütlich, das haus wohnlich aussehen. das justizgebäude muß dem heimlichen laster wie eine drohende gebärde erscheinen. das bankhaus muß sagen: hier ist dein geld bei ehrlichen leuten fest und gut verwahrt.« [4] Loos überträgt die Zweckhaftigkeit des Dekors im Historismus auf den Raum. Hier wird also deutlich, dass sich Loos, und nur so können wir seine Schriften deuten, aufgerufen fühlte, seine Gesellschaft zu erziehen, ihr seine Position zu zeigen, eine Position wider das Künstlerische, Dekorative, eine Position für das aus Material und Idee am Gebrauch entwickelte Einfache, Wesenhafte. Dieses Selbstbewusstsein und Selbstverständnis des Planers, der eine Gesellschaft zu einer neuen Sichtweise führen will, motivierte Loos zu beißenden Schriften gegen die Wiener Sezession. Abgesehen von dieser sehr polemischen Kritik verdanken wir ihm eine für das 20. Jahrhundert entscheidende Idee: den Raumplan. Loos verbrachte nach seiner Ausbildung in Dresden drei Jahre in den Vereinigten Staaten und lernte dort die Haltungen des Bildhauers Horatio Greenough und der Architekten John Wellborn Root und Louis Sullivan kennen, die sich für die Einfachheit, Klarheit und Schmucklosigkeit in der Architektur aussprachen und deren Gebrauchswert in den Vordergrund stellten. Nach seiner Rückkehr ließ er sich in Wien nieder. Wien öffnete sich früh nach England, einerseits mit Ausstellungen zur Arts-and-CraftsBewegung, die sich letztendlich in der Gründung der Wiener Werkstätten manifestierte, und der Auseinandersetzung mit dem Palladianismus andererseits, vor allem durch Muthesius’ Buch »Das englische Haus«. Loos, ermutigt durch seine Erfahrungen in den USA, versuchte in seiner Arbeit Gebrauchswert, Wohnlichkeit und räumliche sowie formale Klarheit zu einen. Der Raumplan war für Loos die Abbildung der Hierarchien der einzelnen Wohn- und Nutzräume in einem Gesamtgefüge. Tradierte Hierarchien wie die von Eingangs-, Wohn und Schlafgeschoss lösen sich im Raumplan in einen Fluss der Volumina auf. Loos entwarf nicht in Grundrissen, er komponierte im Raum. Er selbst sprach nie von einem Raumplan, beschrieb aber dessen Programm in seinem Rückblick auf die Ablehnung seines Beitrags zur Weißenhofsiedlung in Stuttgart: »ich hätte etwas auszustellen gehabt, nämlich die lösung einer einteilung der wohnzimmer im raum, nicht in der fläche, wie es stockwerk um stockwerk bisher geschah. ich hätte durch diese erfindung der menschheit viel arbeit und zeit in ihrer entwicklung erspart. denn das ist die große revolution in der architektur: das lösen des grundrisses im raum. vor Immanuel Kant konnte die menschheit noch

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b

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17



Behaglichkeit

Teil A

1

2

Abb. A

Foundation Beyeler, Riehen (CH) 1997, Renzo Piano Building Workshop

Raum und Gestalt

Behaglichkeit Messbare und erfahrbare Bedingungen Naturwissenschaft versus Empirie Thermische Behaglichkeit Physiologie: Wärmebilanz des Körpers – Erzeugung, Transport und Abgabe Luft- und Oberflächentemperatur Strahlungsasymmetrien Raumluftfeuchte Behaglichkeitsfeld Luftbewegung im Raum Olfaktorische Behaglichkeit Physiologie: Riechen Frische Luft Luftbelastung Geruchsintensität Geruchsqualität Akustische Behaglichkeit Physiologie: Hören Schall Schallübertragung Raumakustik Visuelle Behaglichkeit Physiologie: Wirkung von Licht auf den Organismus Licht Belichtung und Beleuchtung Farbe Farbwirkung Farbe in der Architektur Mehrdimensional mit allen Sinnen Genormte Behaglichkeit Behaglichkeit planen

32

Licht Grundlagen der Lichtplanung Nutzung von Tageslicht Lichttechnische Grundgrößen Lichtplanung Quantitative und qualitative Lichtplanung Material und Licht Licht und Farbe Additive und subtraktive Farbmischung Visualisierung Künstliche Lichtquellen Glühlampen

46 46 46 49 50

32 33 34

34 36 36 36 37 37 37 38 38 38 38 38 39 39 39 39 39 40 40 41 41 42 42 42 44 44 44

50 50 50 51 51 52 52

3

Halogenglühlampen Leuchtstofflampen Kompakte Leuchtstofflampen Halogen-Metalldampflampen Leuchtdioden Organische Leuchtdioden Leuchten Leuchtenarten Lichtsteuerung Aufbau von Leuchten Objekt und Raum

53 53 54 55 55 57 57 57 58 58 59

Material Raum und Material Materialvielfalt Auswahlkriterien Ästhetik und Gebrauch Materialeigenschaften Planung Industrie und Handwerk Raumtrennende Bauteile Mauerwerk Sichtbeton Massivholz Elementbauweise Beschichtungen im Innenraum Putze Estrich Imprägnierungen, Versiegelungen und Farben Boden- und Wandbeläge Natursteinbeläge Kunststeinbeläge Keramische Beläge Beläge aus Holz Textile Beläge Elastische Beläge Dichtstoffe Strategien zur Produktauswahl Raumluftqualität Inhaltsstoffe und mögliche Auswirkungen Gesetzliche Vorgaben, Regelungen, Normen Produktauswahl Label und Gütesiegel Lebenszyklusbetrachtung und Nachhaltigkeit Neue Technologie

60 60 60 60 60 60 61 61 61 62 63 63 64 68 68 69 70 70 71 71 71 71 72 72 73 73 73 74 74 75 76 76 77

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Behaglichkeit

Gefahren zu erkennen – beispielsweise den Geruch verdorbener Nahrungsmittel oder unhygienischer Verhältnisse. Physiologie: Riechen

A 1.20 A 1.21

A 1.22 A 1.23 A 1.24

Frische Luft und angenehme Gerüche wirken sehr anregend. Otl Aicher bezeichnet Luft als »hochgradigen Stimulationsfaktor«: »Aus der Klimaanlage kommt nie die frische, prickelnde Luft des Landregens oder die trockene Arbeitsluft eines Sommermorgens oder die weiche Luft eines Augustabends.« [4] Durch Gerüche sind uns Orte vertraut, sie rufen Erinnerungen in uns wach und wecken Erwartungen. Selbst die feinsten Duftnuancen verschiedener Blüten können wir differenzieren: Unser Gehirn unterscheidet etwa 10 000 verschiedene Gerüche. Neben unterschiedlichen Geschmacksqualitäten assoziieren wir mit Gerüchen oft ein Bild und vergleichen es mit schon einmal erlebten Wahrnehmungen. Für die olfaktorische Behaglichkeit sind drei Größen ausschlaggebend: die messbare Luftqualität, die Intensität der Luftbelastung und die empfundene Luftqualität (Abb. A 1.20).

Raum und Luft nach DIN 1946 und AMEV RLTAnlagen-Bau-93 Luftqualität und CO2-Konzentration in einem Raum bei unterschiedlichem Luftaustausch (nach Pettenkofer) Ermittlung des Außenluftvolumenstroms anhand des Raumtyps nach DIN 1946 T2 Luftschall und Körperschall Richtwerte für den Schalldruckpegel und die Nachhallzeit in Räumen nach Raumkategorien

Zul

uft

Aussenluft

Luftqualität Luftbelastung

Frische Luft

ft

Ablu

CO 2 Gehalt (%)

A 1.20

MAK-Wert

0,5

) Spez. Raumvolumen : 30m3/Pers. ht CO 2 -Produktion 18 l/h dic .( s r Pe 3 /h m 0 ers. 3 /h P Grenzwert nach 5m Pettenkoffer

0,4

0,3

0,2 s. 3 15 m /h Per 3 25 m /h Pers. 50 m3/h Pers.

0,1

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Zeit (h) A 1.21

Außenluftstrom Raumart

personenbezogen m3/h

flächenbezogen m3/(m2 · h)

Einzelbüro

40

4

Großraumbüro

60

6

Versammlungsraum

20

10 bis 2

Die Zusammensetzung der Atemluft ist – neben Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit – für das Wohlbefinden des Menschen entscheidend. Muffige Räume sind nicht nur unbehaglich, sie sind auch hygienisch bedenklich und bergen gesundheitliche Risiken. Ein Maß für die Raumluftqualität ist der Kohlendioxidgehalt. Die Luft, die ein erwachsener Mensch in Ruhestellung ausatmet, enthält ca. 16 % Sauerstoff (O2) und etwa 4 % Kohlendioxid (CO2). Frischluft besteht aus ca. 21 % Sauerstoff und 79 % Stickstoff (N2), der Anteil an Kohlendioxid ist mit etwa 0,03 % relativ gering. Ein Sauerstoffgehalt der Raumluft von unter 15 % und ein Kohlendioxidanteil über 0,07 % führen zu Ermüdung, Leistungsabfall und Kopfschmerzen – ab einem Kohlendioxidgehalt von 2,4 % ist die Gesundheit gefährdet. Grundsätzlich ist eine Lüftung also notwendig, um eine ausreichende Zufuhr von Frischluft sicherzustellen. Sie muss für Sauerstoffzufuhr sorgen und sollte die Qualität unbelasteter Außenluft aufweisen. Abhängig von seiner Tätigkeit benötigt der Mensch durchschnittlich 20–30 m3 Frischluft pro Stunde. In Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit wie z. B. Bädern erhöht sich der Bedarf auf ca. 60 m3/h. Mit einem Mittelwert von 25 m3/h kann in einem Raum ohne besondere Luftbelastung der Pettenkofer-Grenzwert eines maximalen CO2-Gehalts der Raumluft eingehalten werden. Dieser liegt in Wohnräumen bei 0,10 Vol-% und in Büros und Versammlungsräumen bei 0,15 Vol-% (Abb. A 1.21).

30

15

Lesesaal

20

12

Verkaufsraum

20

2 bis 6

Gaststätte

40

8 A 1.22

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Geruchsintensität

Neben der messbaren Luftqualität muss bei der Ermittlung des Lüftungsvolumens auch die Intensität und die Qualität des Geruchs beachtet werden. Um Grenzwerte festlegen zu können und damit einen Vergleich von Geruchswahrnehmungen zu ermöglichen, wurden Riechproben, sogenannte Snifftests, mit geschulten Testpersonen durchgeführt, die die Intensität des Geruchs im Vergleich zu genormten Geruchsquellen ermittelten. Abgeleitet von »olfactus«, dem lateinischen Wort für Geruchssinn, wird die Intensität einer Geruchsquelle in der Einheit Olf angegeben: 1 olf entspricht der Geruchsemission, die ein erwachsener Mensch mit normal arbeitenden Drüsen und durchschnittlichem Hygienestandard bei leicht sitzender Tätigkeit abgibt. Damit wird eine Aussage zur Belastung der Luft durch den Nutzer, durch die Materialien und die Außenluft gemacht. Als flächenbezogene Verunreinigung wird in Büroräumen 0,1 olf/m² pro Person und 0,3 olf/m² für Material und Zuluft angesetzt. Die Stärke aller Verunreinigungsquellen der Raumluft wird einfach addiert. Pauschal kann man von einer Verunreinigungslast im Gebäude bei geringer Verunreinigung von 0,2 olf/m² ausgehen. Geruchsqualität

Luftbelastung Klassenraum

lumen und der Raumnutzung aus der Anzahl der Personen im Raum, ihrer Aufenthaltsdauer und der Art ihrer Tätigkeit ermitteln. Einen hohen Lüftungsbedarf haben beispielsweise Räume, in denen sich viele Menschen über lange Zeit aufhalten und konzentriert arbeiten. Dazu kommen die nutzungs- und raumbedingten Verunreinigungen durch Arbeitsprozesse, Einrichtungsgegenstände und Baumaterialien (siehe Strategien zur Produktauswahl, S. 73f.). Mit der Abluft müssen also nicht nur verbrauchte Luft, Feuchtigkeit und Körperausdünstungen, sondern auch Ausdünstungen von Bauteilen, Raumausstattung, Möbeln und technischen Geräten abgeführt und der Gehalt an Luftschadstoffen wie Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Lösungsmittel, Staub, Radon und gesundheitsschädliche Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Viren, Milben, Schimmel- und Hefepilze) verringert werden (Abb. A 1.22). Die erforderlichen Luftwechselraten werden bezogen auf das Raumvolumen berechnet. Für normal hohe Wohnräume ergibt sich ein erforderlicher Luftwechsel vom 0,4- bis 0,8-fachen des Raumvolumens pro Stunde. Da in Büros und Versammlungsräumen eine höhere Belegungsrate vorliegt, erfordern sie in der Regel eine Luftwechselrate von 1,5.

Neben dem Frischluftbedarf des Menschen und der Qualität der Zuluft bestimmt auch die Luftbelastung im Raum maßgeblich den notwendigen Luftwechsel. Die erforderliche Luftwechselzahl lässt sich abhängig vom Raumvo-

Wichtiger als die Stärke eines Geruchs ist es jedoch, ob er als angenehm oder unangenehm empfunden wird. Dabei ist die Wahrnehmung der Geruchsintensität stark von sozialen und psychologischen Faktoren abhängig: Ein schlechtes Betriebsklima, ein mangelhaft aus-


Behaglichkeit

gestatteter Arbeitsplatz oder eine raumlufttechnische Anlage, der sich der Nutzer ausgeliefert fühlt, sind kaum durch erhöhte Luftwechselzahlen oder angenehme Düfte auszugleichen. Einen wichtigen Einfluss auf das Geruchsempfinden hat auch die Luftfeuchtigkeit: Die Luftqualität wird mit zunehmender Luftfeuchte oder Lufttemperatur als schlechter empfunden – Küchen- und Tabakgerüche werden dann allerdings schwächer wahrgenommen. Mit Dezipol (dp) wird die empfundene Qualität der Raumluft beschrieben, so wie sie der Mensch beim Betreten eines Raums wahrnimmt. Der Moment des »Eintretens« wurde deshalb gewählt, weil unser Riechorgan sehr schnell adaptiert. Bei diesem Maß wird auch der Luftvolumenstrom der Lüftung berücksichtigt. 1 dp entspricht der empfundenen Verunreinigung der Raumluft, wenn 36 m3 pro Stunde (bzw. 10 l frische Luft pro Sekunde) durch 1 olf verunreinigt wird: 1 dp =

1 olf 10 l/s

Laut DIN 1946, Teil 2 werden Werte zwischen 0,7 dp und 2,5 dp als angenehm empfunden. Erst in der Zusammenschau von messbarer Luftqualität (CO2-Konzentration), der Intensität der Luftbelastung (olf) und der empfundenen Luftqualität (dp) können Konditionierungskonzepte für eine behagliche Raumluftqualität erarbeitet werden.

Physiologie: Hören

Das Ohr verarbeitet Schallwellen zu Nervenimpulsen, die zum Gehirn geleitet werden. Wir hören Schall einer Frequenz von 16 bis ca. 20 000 Hz. Die Frequenz beschreibt die Höhe eines Tons, die Amplitude die Lautstärke. Die Obergrenze kann mit zunehmendem Alter bis auf 5000 Hz sinken. Wie laut der Mensch ein Geräusch empfindet, hängt von der Frequenz und der Schallintensität ab; Töne mittlerer Frequenz erscheinen dabei lauter als solche niedriger oder hoher Frequenz. Stille ist heutzutage ein seltenes Erlebnis geworden. Ein ständiger Geräuschpegel, erzeugt von Maschinen und Medien, begleitet unser Leben. Als Folge der Verkehrszunahme verdoppelt sich die Lärmbelästigung mittlerweile ungefähr alle zehn Jahre. Dies bleibt für unser sensibles Organ nicht ohne Auswirkungen und zieht unter Umständen sogar unseren Gesamtorganismus in Mitleidenschaft. Denn das Gehör lässt sich als einziger Sinn nicht willentlich »abschalten«. Bekannte stressbedingte Krankheitsbilder wie Konzentrations- und Schlafstörungen sind die Folge. Holz, Metall, Glas – jedes Material hat seinen unverwechselbaren Klang. Diese Tatsache unterstützt unsere Wahrnehmung von Objekten und die Orientierung im Raum. Die Raumakustik gibt Aufschluss über Gestalt und Weite eines Raums sowie Einrichtungsgegenstände und Raumbelegung. Am Widerhall der Schritte erkennen wir oft Material oder Aufbau eines Fußbodens.

Akustische Behaglichkeit

Schall

Akustische Behaglichkeit lässt sich nur schwer definieren, wohingegen sich die akustische Unbehaglichkeit meist ziemlich genau bestimmen lässt. Als akustisch unbehaglich empfinden wir jede Art von Lärm, sowohl permanente wie auch kurz andauernde Geräuschereignisse, die mit einem hohen Schallpegel verbunden sind. Abhängig vom Informationsgehalt eines Geräuschs und der Einstellung gegenüber dem Schallereignis nimmt jeder Mensch Lärm individuell anders wahr. Rockkonzerte beispielsweise mögen für den einen Lärm, für den anderen jedoch ein Klanggenuss sein.

Schall entsteht durch Schwingungen eines Körpers, die sich auf ein anderes Medium (meist Luft) übertragen und kugelförmig ausbreiten. An Hindernissen und Raumbegrenzungen werden die Schallwellen reflektiert, absorbiert, gebeugt oder gebrochen. Der Schalldruckpegel (dB) ist ein logarithmisches Maß zur Beschreibung der Größe eines Schallereignisses und wird zur Bewertung von Räumen herangezogen. Die Unbehaglichkeitsschwelle hängt stark von Art und Herkunft des Geräuschs ab – die Schmerzgrenze liegt je nach Frequenzzusammensetzung zwischen 120 und 140 dB. Ist das Gehör Schalldrücken Raumart

α

Luftschall

Absorptionsgrad

Körperschall

A 1.23

im Bereich der Schmerzschwelle ausgesetzt, sind selbst bei nur kurzer Einwirkzeit bleibende Hörschäden zu erwarten. Schallübertragung

Schall kann über die Luft oder feste Körper weitergeleitet werden (Abb. A 1.23). Die Schallübertragung von Raum zu Raum, durch Wände, Decken und Böden wird besonders dort kritisch, wo verschiedene Nutzer- und Nutzungsbereiche aneinanderstoßen. Für die Schalldämmung entscheidend sind auch die Nebenwege des Schalls an Anschlussstellen, Einbauten, Kabelkanälen und Installationen. Der Körperschall entsteht durch direkten physischen Kontakt bzw. Krafteinwirkung auf ein Material, z. B. durch Schritte, Mobiliarbewegungen oder vibrierende Geräte auf dem Boden. Er wird über das Material auf die Baustruktur übertragen und kann sich so über große Distanzen im Gebäude ausbreiten. Eine Entkoppelung bzw. Schichtung durch elastische Materialien mit geringer dynamischer Steifigkeit, z. B. eine Trittschalldämmung, sorgen hier für Schalldämmung (siehe Dämmstoffe, S. 67f.). Bei der Luftschallübertragung wird eine Fläche durch die wechselnden Luftdrücke der senkrecht auf sie auftreffenden Schallwellen in Schwingung versetzt. Je schwerer und dichter ein Material ist, desto größer ist sein Widerstand gegen Schallübertragung. An harten, glatten Oberflächen bricht sich der Schall und wird reflektiert, sodass ein unangenehmer Nachhall entsteht. Poröse Baustoffe und raue Oberflächen absorbieren den Schall und dämpfen den Nachhall (Abb. A 1.28, S. 40). Mit einer Verdoppelung der Schallabsorption erreicht man eine dreifache Schallpegelminderung (siehe Schallschutz, S. 129f.). Raumakustik

Auch die akustische Behaglichkeit ist von der Raumnutzung abhängig. Für einzelne Raumkategorien werden bewertete Schalldruckpegel angegeben, die sich üblicherweise von ca. 25 dB bis etwa 55 dB(A) bewegen. Räume für konzentriertes Arbeiten und Kommunikation sollten – abhängig von Größe und Belegung – einen Schalldruckpegel von ca. 35 dB(A) einhalten. Schalldruckpegel dB

Nachhallzeit s

Wohn-/ Schlafräume

35 /30

0,5

Krankenhaus: Bettenzimmer, tags /nachts Untersuchungsräume, Hallen Korridore OP-Räume

35 /30 40 40

1 2 3

Auditorien: Rundfunkstudio / Fernsehstudio Theater / Opernhaus Konzertsaal Kino, Hörsaal, Lesesaal Kirche

10 /25 30 /25 25 35 35

1/1,5 1/1,5 2 1 3

Büros, Besprechungsraum Kleiner Büroraum Großraumbüro

35 40 45

1 0,5 0,5

Gaststätten Museen Lesesaal, Klassenraum Turnhallen, Schwimmbäder

40 – 55 40 35 /40 45 /50

1 1,5 1 1,5/2 A 1.24

39


Material

mit einem hohen Umluftanteil betrieben werden. In den Räumen herrschen relativ hohe Raumtemperaturen bei gleichzeitig homogenem thermischen Umfeld und sie sind oft großflächig mit Textilien und textilen Fußbodenbelägen ausgestattet. Häufig sind auch Gerüche eine Ursache für Befindlichkeitsstörungen. Sie können u.a. über Emissionen aus Materialien im Innenraum entstehen. Unangenehme Gerüche in Innenräumen gelten daher als Zeichen schlechter Raumluftqualität, unabhängig davon, ob sie tatsächlich eine toxikologische Wirkung auslösen können (siehe Olfaktorische Behaglichkeit, S. 37ff.). Das Umweltbundesamt hat Empfehlungen zur Bewertung der Raumluftqualität veröffentlicht [13].

Inhaltsstoffe und mögliche Auswirkungen

Sowohl die chemische Zusammensetzung von Ausbaumaterialien als auch chemische Reaktionen bei ihrer Verarbeitung oder während der Nutzungsphase können die Ursache für Befindlichkeitsstörungen, Geruchs- oder Behaglichkeitsbeeinträchtigungen sein. Auch im Bauwesen ist die Herstellung und Verwendung von gesundheitsschädlichen Produkten nicht grundsätzlich ausgeschlossen oder verboten. Für die Qualität der Raumluft gelten Vorgaben und Regelungen, die Empfehlungen für die Verwendung emissionsarmer Materialien aussprechen. Eine Unterschreitung der geltenden Richtwerte für bestimmte Substanzen in der Raumluft kann nur erreicht werden, wenn Pro-

Materialanforderungen

Wohngebäude

Schulgebäude

Ästhetik

Mietobjekte: soll so weit beachtet werden, wie sie zur Behaglichkeit beiträgt Eigentum: sehr nutzerspezifisch

Gesundheit, Schadstofffreiheit

Verwaltungsbauten

dukte, die solche Substanzen freisetzen, minimiert oder ganz vermieden werden. Gesetzliche Vorgaben, Regelungen, Normen

Für die Beurteilung der Raumluftqualität dient in Deutschland derzeit eine Bekanntmachung des Umweltbundesamts vom Juni 2007, die Referenz- und Richtwerte zur Bewertung von Innenraumluftkontaminationen angibt [14]. Ziel ist die einheitliche Bewertung der Innenraumluftqualität, wobei der Schwerpunkt auf der Beurteilung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) liegt, die eine Hauptursache für Befindlichkeitsstörungen und gesundheitliche Beschwerden darstellen. Zur Beurteilung werden für einige wenige Sub-

Sporthallen

Museen

Krankenhäuser

soll so weit beachtet werden, wie sie zur Behaglichkeit beiträgt

nicht prioritär

prioritär

soll so weit beachtet werden, wie sie zur Behaglichkeit beiträgt; ist gegen Höhe der Lebenszykluskosten abzuwägen

derzeit nur für sensible Bauherren wichtig; sollte prioritär beachtet werden wegen hohen Aufenthaltszeiten der Nutzer

teilweise Mindestanforderungen von öffentlichen Trägern; Ziel sollte minimaler Schadstoffeintrag sein

derzeit nur für sensible Bauherren wichtig; sollte prioritär beachtet werden wegen hohen Aufenthaltszeiten der Nutzer

teilweise Mindestanforderungen von öffentlichen Trägern; Ziel sollte minimaler Schadstoffeintrag sein

nicht prioritär

teilweise Mindestanforderungen von öffentlichen Trägern; Ziel sollte minimaler Schadstoffeintrag sein

Investitionskosten

sehr nutzerspezifisch

Senkung ist derzeit prioritär; sollte mit Optimum der Lebenszykluskosten abgeglichen werden

sehr nutzerspezifisch

Senkung ist derzeit prioritär; sollte mit Optimum der Lebenszykluskosten abgeglichen werden

sehr nutzerspezifisch

Senkung ist derzeit prioritär; sollte mit Optimum der Lebenszykluskosten abgeglichen werden

Lebenszykluskosten

stehen derzeit nicht im Vordergrund, sollten aber als wichtiges Entscheidungskriterium herangezogen werden

Reinigungsfähigkeit

sehr nutzerspezifisch

prioritär

derzeit sehr nutzerspezifisch; sollte beachtet werden

prioritär

sehr nutzerspezifisch; muss z. B. gegen Ästhetik abgewogen werden

prioritär

Dauerhaftigkeit

Mietobjekte: Dauerhaftigkeit nur als Teil der Lebenszykluskostenoptimierung betrachten Eigentum: sehr nutzerspezifisch

wesentlich, da so die Lebenszykluskosten gesenkt werden können

relativ kurze Erneuerungszyklen ∫ Anpassung an diese Zyklen

wesentlich, da so die Lebenszykluskosten gesenkt werden können

nutzungsabhängig: Dauerhaftigkeit an die geplanten Erneuerungszyklen anpassen

wesentlich, da so die Lebenszykluskosten gesenkt werden können

Sicherheit

Mindeststandards sollten eingehalten werden

prioritär

Mindeststandards sollten eingehalten werden

prioritär

Mindeststandards sollten eingehalten werden

prioritär

Instandhaltbarkeit

sehr nutzerspezifisch; Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

im Bereich der Gebäudetechnik schon vielfach beachtet, Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

prioritär, wenn häufige Nutzerwechsel stattfinden

im Bereich der Gebäudetechnik schon vielfach beachtet, Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

sehr nutzerspezifisch; Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

im Bereich der Gebäudetechnik schon vielfach beachtet, Lebenszykluskosten können dadurch deutlich gesenkt werden

Recycelbarkeit

Derzeit nur für sensible Bauherren wichtig; sollte aus Gründen der Umweltverträglichkeit beachtet werden A 3.35

A 3.35 A 3.36

74

unterschiedliche Anforderungen an Materialien, gegliedert nach Gebäudetypen Emissionsverhalten von Materialien bezüglich VOC und Formaldehyd


Material

stanzen toxikologisch abgeleitete Richtwerte herangezogen. Man unterscheidet hierbei zwischen einem Richtwert RW I (Konzentration eines Stoffs, bei der auch bei einer lebenslangen Exposition keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen zu erwarten sind) und einem Richtwert RW II (Konzentration, bei der gesundheitliche Gefahren nicht auszuschließen sind). Bei Werten zwischen Richtwert RW I und RW II sollte als Sofortmaßnahme verstärkt gelüftet werden. Bei Konzentrationen über RW II besteht unmittelbarer Handlungsbedarf, was meist dazu führt, dass die Räume nicht weiter genutzt werden können. Da die Innenraumluft eine Vielzahl von unterschiedlichen Substanzen enthält, kann deren Material Naturstein

Bemerkungen – kritisch bzw. im Einzelfall zu prüfen Stein unkritisch, aber Hilfsstoffe wie Beschichtungen, Verlegehilfsstoffe, Kleber etc., Radon, je nach Herkunft Betonzusatzmittel wenn möglich vermeiden (da keine genauen Informationen)

Beton Gips Mörtel, Putz Estrich

mineralische Basis Kunstharzbasis mineralische Basis Gussasphaltestrich

Mauerwerk Glas Keramik Metall

Holzwerkstoffe Sperrholz Brettschichtholz Spanplatten OSB-Platten Holzfaserplatten Holzwolleleichtbauplatten Kunststoffe Kunstharze PUR Silikon Dämmstoffe Bodenbeläge Holzboden Laminat Teppichboden Kork Linoleum

Dichtstoffe

Untergundvorbehandlung überprüfen

Inhaltsstoffe der Fugendichtungsmaterialien sind zu beachten Korrosionsschutz, Anstriche: Chromverbindungen müssen vermieden werden. Verwendung von Holzschutzmitteln: Notwendigkeit für tragende Teile prüfen, für Innenausbauten in jedem Fall vermeiden

Holz

Beschichtungen

Qualität mithilfe der Summenkonzentration der flüchtigen organischen Verbindungen (TVOC) beurteilt werden. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung der auftretenden Substanzgemische dient der Summenwert lediglich als Parameter zur Charakterisierung der Exposition und zur Quellensuche. Ergänzend zu den Richtwerten der Bund-Länder-Kommission gibt es weitere Orientierungswerte zur Beurteilung der Innenraumluftqualität auf der Basis eines Forschungsprojekts der Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsprojekte (AGÖF). Vor dem Hintergrund, dass schlechte Gerüche neben Gesundheitsbeschwerden der häufigste Anlass für die Beauftragung von Raumluftuntersuchungen sind, wurden dabei verstärkt Werte

PUR PVC Dispersionsfarben Dispersionslacke Kalkfarben lösemittelhaltige Lacke Öle Wachse Polyacrylat

Formaldehyd, Holzschutzmittel und andere Altlasten etc. bei Altholz unklarer Herkunft; bei Verwendung neuer Plattenmaterialen auf Emissionsklasse achten (E1 = formaldehydarm)

kann Lösungsmittel emittieren

trotz dieser Einstufung Inhaltsstoffe beachten relevante Emissionen werden durch Art der Oberflächenbehandlung und Klebstoffe hervorgerufen VOC-Emissionen möglich (durch Fußbodenheizung verstärkt); relevante Emissionen werden durch Art der Klebstoffe hervorgerufen Schaumrücken und Art der Klebstoffe führen zu relevanten Emissionen; Biozide bei natürlichen Fasern durch Kork selbst keine nennenswerte Emissionen zu erwarten; entscheidend ist die Art des Klebers bei hochwertigen Produkten keine nennenswerten Emissionen, ansonsten Emissionen möglich; entscheidend ist die Art des Klebers relevante Emissionen werden durch Art der Oberflächenbehandlung und Klebstoffe hervorgerufen lösemittelfrei erhältlich, ansonsten werden VOC und Formaldehyd emittiert

enthalten Lösungsmittel in sehr unterschiedlichen Gehalten, auf Inhaltsstoffe achten vermeiden von Lösungsmitteln, sensibiliserenden Substanzen, krebserregenden u.a.

PUR Silikonkautschuk Butylkautschuk Einstufung bezüglich Schadstoffemissionen (VOC, Formaldehyd) unbedenklich Zusammensetzung überprüfen

bedenklich

auf der Grundlage von Geruchsschwellen aufgenommen (siehe Geruchsintensität, S. 38f.). Produktauswahl

Die Strategie bei der Auswahl von Produkten unter toxikologischen Kriterien erfolgt nach dem Minimierungsprinzip. Dies bedeutet, dass für alle Anwendungen möglichst emissionsfreie bzw. emissionsarme Materialien und Produkte eingesetzt werden müssen. Planern und Bauherren stehen zur gezielten Vermeidung von Schadstoffen nur wenige Werkzeuge zur Verfügung. Raumluftmessungen können nur abschließend den Erfolg von Minimierungsmaßnahmen sichtbar machen. Planungsbegleitend und während des Bauablaufs ist es aufgrund des meist engen Terminplans nicht möglich, sie einzusetzen. Allenfalls können einzelne Produkte oder ausgewählte Konstruktionsaufbauten in Prüfkammern auf ihr Emissionsverhalten hin untersucht werden. Experten für ökologische und gesundheitliche Fragestellungen im Bauwesen können den Bauherren, Architekten und Fachplanern bei der Materialauswahl in Entwurf und Werkplanung sowie bei der exakten Formulierung für Anforderungen an Bauprodukte in der Ausschreibung beraten. Mit der europäischen Chemikalienverordnung (REACH – Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), die am 1. Juli 2007 in Kraft getreten ist, müssen sowohl Hersteller als auch Verarbeiter umfangreiche Auskünfte zu den eingesetzten Chemikalien – u. a. Informationen zum Emissionsverhalten von Bauprodukten – zur Verfügung stellen. Damit wurde eine Grundlage geschaffen, um die möglichen Schadstoffbelastungen von Räumen vorherzusagen. Unter toxikologischen Gesichtspunkten bilden einige Substanzen kritische Bestandteile in Bauprodukten. Ein Beispiel dafür sind Lösungsmittel, die in den unterschiedlichsten Baustoffen enthalten sein können (Abb. A 3.36). Um eine optimale Innenraumluftqualität zu erreichen, sollten folgende qualitativen Ziele festgeschrieben werden: • Alle Materialien und Produkte für den Innenausbau müssen biozidfrei sein, d. h. frei von kennzeichnungspflichtigen Fungiziden, Insektiziden, Bakteriziden. • Es sind grundsätzlich keine chemischen Holzschutzmittel einzusetzen. Ausnahmen sind nur im zwingend vorgeschriebenen Rahmen zugelassen. Ansonsten ist auf konstruktive Maßnahmen zurückzugreifen. • Es sind nur formaldehydfreie bzw. formaldehydarme Materialien und Produkte im Innenbereich zu verwenden. Besonders bei Holzwerkstoffen, Klebstoffe und Farben ist dies zu berücksichtigen. • Für die Anwendungen im Innenbereich sind gesundheitlich unbedenkliche Anstriche und Kleber einzusetzen, dabei ist auf die Beschriftung »lösemittelfrei« bzw. »löse-

A 3.36

75



Teil B

Integrale Planung

1 Konzepte und Gebäudetypologien Intelligente Einfachheit Nachhaltige Planung Gebäudetypologien Nutzungstypologien Nutzeradaptivität und Komfort in Gebäuden nach DIN EN 15 251 Flexibilität Wohngebäude Schulen Sporthallen Büro- und Verwaltungsgebäude Museen

Abb. B

80 80 80 81 82 82 84 85 88 92 94 98

2 Standortfaktoren Solarstrahlung Außentemperatur Luftfeuchte Wind Geologie Schall Stadtklima

100 100 102 102 102 103 103 103

3 Energie und Gebäude Energiebilanz Transmission QT Lüftungswärmeverluste QL Solare Einstrahlung QS Interne Wärmequellen Qi Heizwärmebedarf QH Kühlenergiebedarf QC Gebäudestandards Politische Zielsetzung Verordnungen und Zertifizierung

104 104 104 104 105 105 105 105 106 106 106

4 Energieversorgung Energiequellen Solarenergie Biomasse Umgebungswärme Energieumwandlung Feuerungsanlagen Solartechnische Anlagen Wärmepumpen und Kältemaschinen Energiespeicherung Warmwasserspeicher Latentwärmespeicher Thermochemischer Speicher Energieinfrastrukturen Wärmenetze Blockheizkraftwerke (BHKW) Heizwerke Übergeordnete Energiekonzepte

108 109 109 109 111 113 113 114 114 115 115 116 116 116 116 117 117 117

Erdregister, Wasserforschungsinstitut der ETH Zürich, Dübendorf (CH) 2006, Bob Gysin + Partner

79


Konzepte und Gebäudetypologien

a

b

c

eine Überhitzung der Räume aufgrund hoher interner Lasten zu vermeiden, muss ein entsprechendes Gebäudekonzept externe Lasten in den Sommermonaten weitgehend minimieren. Dabei ist die Wahl des Fensterflächenanteils und der Sonnenschutzmaßnahmen unter gleichzeitiger Beachtung einer ausreichenden Tageslichtversorgung zu treffen. Niedertemperatursysteme wie thermoaktive Decken (TAD) und Fußbodenheizungen können im Sommer auch kühlen und so einer Überhitzung aufgrund der hohen Belegungsdichte entgegenwirken. In Verbindung mit geeigneten Standortpotenzialen kann Umweltenergie, z. B. in Form von Grundwasser, zur Heizung und Kühlung eingesetzt werden. Flächenintegrierte Systeme haben zudem den Vorteil, weniger anfällig für Vandalismus zu sein.

sätzliche Maßnahmen zur Verbesserung der Raumakustik können erforderlich werden, wenn in den Klassenräumen aus thermischen Gründen ein hohes Maß an Speichermasse wirksam werden soll. Neben einer guten Raumakustik in den Klassenzimmern ist der Schallschutz zu Nachbarräumen und Fluren sehr wichtig. Zudem ist auf die Reduktion von Schalleinträgen aus dem Außenraum oder auch der Anlagentechnik, z. B. von Lüftungsventilatoren, zu achten.

diese mit einer Rauchabzugsanlage ausgerüstet ist. Die Rettungsweglänge, gemessen in Lauflinie, beträgt 35 m. Da abweichend von den Vorgaben der Bauordnungen der Abstand zwischen inneren Brandwänden von 60 m zugelassen ist, ist es möglich, bei einer Klassenstärke von 30 Schülern und einer Klassenzimmergröße von 60 bis 70 m² ca. zwölf Klassenräume in einem Brandabschnitt vorzusehen.

Akustik Neben der Belastung durch Außenlärm spielen die akustischen Verhältnisse innerhalb eines Raums eine wichtige Rolle. Wenn die gesprochenen Worte im Unterricht durch einen hohen Lärmpegel nur schwer zu verstehen sind, lässt bei Lehrern wie Schülern schnell die Konzentration nach. Räume mit leichten, mitschwingenden Bauteilen, z. B. aus Holz, kommen häufig ohne zusätzliche Akustikmaßnahmen aus. Die Materialien von Böden und Sitzmöbeln müssen aufeinander abgestimmt werden, um hohe Geräuscheinträge durch Reibung wie beispielsweise beim Stühlerücken zu vermeiden. Zu-

B 1.25

90

verschiedene Raummodelle in Unterrichtsgebäuden a Kleine Klassenräume in Vor- und Grundschulen differenzierte Nutzungsstruktur Personen: 20 Raumgröße: 40 m2 mittl. interne Lasten: 45 W/m2 Luftbedarf: 20 ≈ 20 m3/h = 400 m3/h b Seminarräume, Standardklassenräume für alle Schulformen, Regel- und Fachunterricht, wenig spezialisierte Räume Personen: 30 Raumgröße: 70 m2 mittl. interne Lasten: 55 W/m2 Luftbedarf: 30 ≈ 25 m3/h = 750 m3/h c Hörsäle für weiterführende Schulen und

Brandschutz Schulen werden nach § 2 Abs. 4 Ziffer 11 MBO als Sonderbau eingestuft. Für die allgemeinund berufsbildenden Zweige sind die grundlegenden brandschutztechnischen Anforderungen in der Muster-Schulbau-Richtlinie zusammengestellt. Es ist davon auszugehen, dass bei einer Gefahrensituation eine große Personenzahl gleichzeitig evakuiert werden muss. Von jedem Unterrichtsraum aus muss es möglich sein, über zwei unabhängige Rettungswege zu Ausgängen unmittelbar ins Freie oder zu notwendigen Treppenräumen zu gelangen. Dabei darf einer der beiden Rettungswege über Außentreppen ohne Treppenräume, Rettungsbalkone, Terrassen und begehbare Dächer auf das Grundstück führen, wenn dieser Rettungsweg im Brandfall nicht gefährdet ist. Es besteht außerdem die Möglichkeit, einen der beiden Rettungswege durch eine Halle zu leiten, wenn

Hochschulen Vorlesungs- und Fachunterricht Personen: 100 Raumgröße: 115 m2 mittl. interne Lasten: 110 W/m2 Luftbedarf: 100 ≈ 25 m3/h = 2.500 m3/h B 1.26 Realschule Aschheim a Aussenansicht b Integration von Akustikpaneelen und Installationsführung in der Schrankwand, die Trennwände sind massiv (Aktivierung Speichermasse) c Schema Raumklimakonzept Klassenraum B 1.27 Sanierung einer Grundschule a Grundrissausschnitt Sanierungskonzept Gebäude b Schema Raumklimakonzept

B 1.25

Sanierung Aktuell werden zahlreiche bestehende Schulgebäude saniert und modernisiert. Aufgrund der oft schwierigen brandschutztechnischen Situation sind hier objektbezogene Brandschutzkonzepte mit auf den Einzelfall abgestimmten Maßnahmen notwendig, sodass das erforderliche Sicherheitsniveau gewährleistet werden kann. Schulgebäude befinden sich meist in staatlicher oder städtischer Hand, wodurch der Kosteneffizienz eine besondere Bedeutung zukommt. Außerdem ergeben sich hohe Anforderungen an die Organisation des Bauablaufs und der Durchführung der technischen und baulichen Maßnahmen, wenn die Sanierung bei laufendem Betrieb erfolgt. Übergeordnete Ziele sind die Bestandserhaltung, der Komfort im Gebäude und die Reduzierung der Unterhaltskosten, wobei ein Schwerpunkt auf der Optimierung der thermischen Gebäudehülle liegt. Der Installationsgrad bei bestehenden Schulgebäuden ist in der Regel sehr gering, d. h. die Erhöhung des Technikgrads wie z. B. bei der Nachrüstung einer Lüftungsanlage kann durch zu geringe Raumhöhen und fehlende oder für die Leitungsführung zu gering dimensionierte Technikschächte entsprechend angepasste Maßnahmen erfordern. So stellt beispielsweise die Integration von dezentralen Lösungen oder die Technikführung in der Außenwand eine Möglichkeit dar. Der Einsatz von Niedertemperatursystemen wie thermoaktive Decken oder Fußbodenheizungen ist bei Bestandsgebäuden in der Regel nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar. Eine Lösung bieten Wand- und Deckenheizungen, die unter dem Putz angebracht werden können. Je nach Zustand der vorhandenen Wärmeübertragungssysteme, wie z. B. der Heizkörper, bietet es sich häufig an, diese zu belassen.


Konzepte und Gebäudetypologien

Realschule Aschheim, 2006 Architekten: Bär Stadelmann Stöcker Architekten, Nürnberg Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

a

b

‡ Heizungskonzept: Grundwasserwärmepumpe (Grundlast) Gasniedertemperaturkessel (Spitzenlast) Fußbodenheizung mit Einzelraumregelung für Heizen und Kühlen ‡ Kühlkonzept: Temperierung der Fußbodenheizung im Sommer über Grundwasser

2 3

1 2 3

1

‡ Lüftungskonzept: natürliche Belüftung der Klassenzimmer WC, Küchen, Physikraum etc. Belüftung über Be- und Entlüftungsanlage mit WRG Technikintegration: vertikale und entlang der Klassenzimmer horizontale Installationsführung von Elektro, Heizung, Wasser und Abwasser für Waschbecken in der Schrankwandzone

4 5 4

5 c

Klassenraum Akustikelemente Installationswand HLS / E Gasniedertemperaturkessel Grundwasserwärmepumpe B 1.26

Sanierung einer Grundschule Waldmünchen, 2009 7 Architekten: Hans Schranner und Matthias Reichenbach-Klinke, Adlkofen (Konzept) Schneider und Partner, Waldmünchen (Ausführung) Energiekonzept: Ingenieurbüro Hausladen, Kirchheim

6 7 8

7

7

9

9 10

7

beheizte Zone unbeheizte Pufferzone Wärmedämmung außen Aufmauerung innen vorgesetzte Pufferzone als Doppelfassade

10 6

6

6

8

6

6

9

10

a ‡ Heizungskonzept: gasbetriebenes Nahwärmenetz Wandheizung im Bereich der Trennwände zu den Fluren

14

15 11

‡ Lüftungskonzept: zentrale mechanische Lüftung mit WRG der Klassenzimmer mit Abluftüberströmung in den Flur Vortemperierung der Zuluft über Erdkanal natürliche Belüftung der Klassenzimmer über Fassadenzwischenraum oder durchgesteckte Lüftungselemente ohne Raumverbund zur Doppelfassade zur Stoßlüftung Nachtlüftung über den wettergeschützten Fassadenzwischenraum

12 13 11

12

13

14 15 16 17

Technikintegration: Nutzung der vorhandenen Schächte

Doppelfassade mit durchgesteckten Lüftungselementen Klassenzimmer Flur als unbeheizte Pufferzone Fortluft Wärmerückgewinnung Nahwärme, gasbetrieben Erdkanal

b 16

17 B 1.27

91



Teil C

Abb C

Ibere Camargo Foundation, Porto Alegre (BR) 1998, Alvaro Siza Architects

Innenausbau

1 Wandsysteme im Ausbau Konstruktionsprinzipien Ständerwandsysteme Wandelemente aus Formteilen Umsetzbare Trennwände Glastrennwandsysteme Baustoffe Baustoffe für die Unterkonstruktion Baustoffe für Beplankung und Oberfläche Dämmstoffe Bauphysikalische Anforderungen an Ausbauwände Brandschutz Schallschutz Feuchteschutz Wärmeschutz Anschlüsse und Details Bewegungsfugen Frei stehende Wandenden und -ecken Anschlüsse an angrenzende Bauteile Anschlüsse mit Schattenfugen Reduzieranschlüsse Gleitende Anschlüsse Integration von Stützen und Unterzügen Türen Oberlichter und Glasfelder Integration gebäudetechnischer Anlagen Flächenheizungen

120 121 121 122 123 123 123 123

Höhenversatz Treppenförmige Eckausbildungen mit indirekter Beleuchtung Befestigung von Lasten an der Decklage Integration von Installationen im Deckenhohlraum Revisionsklappen

154

124 127

3 Bodensysteme im Ausbau Trockenunterböden Trockenschüttungen Materialien von Trockenunterböden Bauphysikalische Anforderungen Anschlüsse von Trockenunterböden Integration von Fußbodenheizungen in Trockenunterböden Systemböden Hohlraumbodensysteme Doppelbodensysteme Materialien von Doppelböden Bauphysikalische Anforderungen an Systemböden Anschlüsse und Details von Doppelböden Integration von gebäudetechnischen Einbauten in Doppelböden

156 156 157 158 158 159

168 168 169 169

2 Deckensysteme im Ausbau Konstruktionsprinzipien Konstruktive Bauteile Fugenlose Deckensysteme Systeme mit gerasterter Deckenfläche Frei tragende Unterdecken Deckensysteme mit offener Deckenunterseite Baustoffe Baustoffe für die Unterkonstruktion Baustoffe für die Decklage Bauphysikalische Anforderungen an Deckensysteme Brandschutz Schallschutz Anschlüsse und Details Bewegungsfugen Wandanschlüsse

140 141 141 141 142 146

4 Brandschutzbekleidungen Träger- und Stützenbekleidungen Trägerbekleidungen Stützenbekleidungen Lüftungs-, Kabelund Installationskanäle I-Kabelkanäle E-Kabelkanäle L-Kanäle

127 129 129 130 131 131 131 132 132 134 135 136 137 137 138 138 139

154 154 154 155

160 160 161 161 163 163 166 167

169 170 170 170

146 147 147 147 149 149 149 152 152 152

119


Deckensysteme im Ausbau

34

34

84

134

184

234 C 2.25

4 1

2

3

3

C 2.26

C 2.27

decken möglich. Die Paneele sind in verschiedenen Oberflächen und Farben lieferbar. Gestaltungsmöglichkeiten hat man u. a. durch die Anordnung verschiedener Paneelbreiten, die Verlegerichtungen oder der Fugenausbildung. Metallpaneelsysteme sind in der Regel auch für Feuchträume geeignet.

etwaiger Einbauten. Sie sind größer dimensioniert als übliche Wandanschlussprofile. Frei tragende Unterdecken ohne Unterkonstruktion können beispielsweise aus u-förmig gefalteten Platten bestehen, die zulässige Spannweite ist dabei von deren Steghöhe abhängig. Die Faltung erhöht die Steifigkeit und Tragfähigkeit der Gipsplatten. In der Regel sind diese frei tragenden Decken als brandschutztechnisch selbstständige Decken bei Brandbeanspruchung von oben und unten klassifiziert. Da die angrenzenden Wände die gesamte Eigenlast der Unterdecke aufnehmen und auch im Brandfall tragen müssen, benötigen sie die gleiche Feuerwiderstandsklasse wie die Unterdecke (Abb. C 2.28).

Frei tragende Unterdecken

5

1

6

C 2.28

C 2.25 C 2.26 C 2.27 C 2.28

C 2.29

C 2.30

C 2.31

C 2.32 C 2.33

146

Paneeldecke mit einsetzbaren Paneelbreiten Tragschiene im Modul 50 und einsetzbare Paneelbreiten schematische Darstellung eines Gitterplattenelements frei tragende Flurdecke (Spezialbrandschutzplatten mit unterseitiger Metallkassette), Auflagerung auf Randfries, F 90 – AB bei Brandbeanspruchung von oben nach unten 1 Spezialbrandschutzplatte 2 Blähpapierstreifen 3 Mineralwollstreifen 4 Gewindestange 5 Metallkassette 6 Wandwinkel Schema einer Lamellendecke 1 Abhänger 2 t-förmige Tragprofile 3 Verbindungskupplungen für Tragprofile 4 Deckenlamellen Wabendecke im Quadrat-/Rechtecksystem 1 spezielle Abhänger 2 Tragprofile 3 Querprofile Knotenpunkt einer Dreieckwabendecke 1 Knotenblech 2 Tragprofil 3 Knotenprofil gestalterische Varianten von Wabendecken Pinakothek der Moderne, München (D) 2003, Stefan Braunfels

Unter frei tragenden Deckensystemen werden Konstruktionen verstanden, die nicht an der Rohdecke abgehängt sind, sondern von Wand zu Wand spannen. Die Überbrückung erfolgt entweder durch eine Tragkonstruktion, die an der Deckenplatte befestigt ist, oder durch selbsttragende Deckenplatten, die durch innere Aussteifung oder eine Kastenform eine hohe Tragfähigkeit erlangen. Freie Spannweiten von bis zu 5 m sind in Abhängigkeit vom gewählten System möglich. Frei tragende Unterdecken werden unter folgenden Bedingungen eingesetzt: • bei eingeschränkter Zugänglichkeit der tragenden Rohdecke für die Befestigung von Abhängern infolge einer hohen Installationsdichte • in Fluren, deren Decklage für Wartungs- und Reparaturarbeiten häufig demontiert werden muss • bei nicht ausreichend tragfähigen Rohdecken, wie es beim Bauen im Gebäudebestand vorkommen kann Die Decken können in der Regel keine weiteren Lasten aufnehmen, die Möglichkeit zur Integration von Leuchten oder anderen Einbauten ist daher systemabhängig und im Prüfzeugnis des Deckensystems geregelt. Die Deckenplatten sind entweder selbsttragend und benötigen keine separate Unterkonstruktion oder sie werden an Tragkonstruktionen befestigt oder darauf aufgelegt. Einige Systeme umfassen einzeln demontierbare oder abklappbare Deckenelemente, um eine einfache Zugänglichkeit des Deckenhohlraums zu gewährleisten. Die selbsttragenden Deckenplatten oder die Tragkonstruktionen werden von Wand zu Wand gespannt. Die Wandanschlussprofile tragen die Last der Decke und

Deckensysteme mit offener Deckenunterseite

Deckensystemen mit offener Deckenunterseite bilden keine geschlossene Fläche, über der Unterdecke verlegte Installationen sind somit frei zugänglich. Damit diese nicht das Erscheinungsbild des Raums beeinträchtigen, werden die Installationen meist in dunklen Farben gehalten und sind dadurch kaum wahrnehmbar. Lichtrasterdecken Lichtrasterdecken bestehen aus abgehängten Gitterplatten aus Kunststoff, Aluminium oder Stahl mit verschiedenen Beschichtungen. Diese können in der Untersicht beispielsweise quadratisch, kreis- oder wabenförmig sein, die Höhe des Stegs ist dabei variabel (Abb. C 2.27). Die Gitterplatten werden entweder auf T-Profile aufgelegt oder untereinander nahtlos verbunden und direkt abgehängt. Über den Gitterplatten werden üblicherweise Beleuchtungskörper angeordnet, sodass eine indirekte Beleuchtung für den darunter befindlichen Raum durch Reflexionen an den Gitterplatten entsteht. Diese Art der Beleuchtung ist besonders geeignet, wenn Anforderungen an die Blendungsbegrenzung bestehen. Durch entsprechend schräg gestellte Stege des Gitters ist die gezielt Beleuchtung einzelner Raumzonen möglich. Die Größe der einzelnen Öffnungen und die Höhe der Stege richtet sich nach den Anforderungen an die Beleuchtung und nach architektonisch-optischen Gründen.


Deckensysteme im Ausbau

3

1 2

3

1

4 2

2

3 C 2.29

Waben- und Lamellendecken Als Waben- und Lamellendecken werden Unterdecken bezeichnet, die aus senkrecht stehenden Deckenplatten – üblicherweise Mineralfaserplatten – bestehen (Abb. C 2.29 und C 2.30). Die Beleuchtung liegt oberhalb der Unterdecke, da senkrecht stehende Deckenplatten ähnlich den Gitterplatten den Lichteinfall nicht behindern, gleichzeitig jedoch einen guten Blendschutz bieten. Die senkrechte Anordnung der Platten erhöht gegenüber waagrecht angebrachten die Schallabsorptionsfläche an der Decke und ist somit auch für die nachträgliche Verbesserung der Raumakustik geeignet, sofern die Raumhöhe eine Installation zulässt (Abb. C 2.31 bis C 2.33).

Baustoffe Die Oberflächenbekleidung bestimmt maßgeblich die Eigenschaften eines Deckensystems, besonders hinsichtlich bauphysikalischer Anforderungen. Bei der Auswahl der zu verwendenden Baustoffe ist daher nicht nur auf deren Raumwirkung zu achten, sondern auch gerade auf deren Beschaffenheit. Baustoffe für die Unterkonstruktion

Metallprofile eignen sich als Unterkonstruktion für unterschiedlichste Plattenwerkstoffe wie Gips- und Holzwerkstoffplatten. Für den Einsatz in Unterdecken werden speziell die im Folgenden aufgeführten Profile verwendet (siehe Elementbauweise, S. 64ff.). C-Profile für Decken (CD-Profile) Um Abhänger befestigen zu können, sind CDProfile am Ende der Profilflansche umgebogen oder abgeknickt (Abb. C 2.4, Seite 141). Die Stegbreite beträgt mindestens 48 mm, um auf dem Profil gestoßene Platten mit einer ausreichenden Auflagerfläche befestigen zu können. Für gewölbte Deckenformen werden gebogene Deckenprofile eingesetzt. U-Anschlussprofile für Decken (UD-Profile) UD-Profile werden an den Wänden befestigt und sind ohne Abkantung offen, damit die CDProfile eingesteckt werden können.

1 C 2.30

C 2.31

T- und Z-Profile, Klemmschienen und Bandrasterprofile Diese speziell für den Einsatz in Unterdecken konzipierten Profile sind zwar in ihrer prinzipiellen Form immer ähnlich, sie unterscheiden sich allerdings je nach Systemanbieter (siehe Beschreibung der Systembeispiele, S. 143ff.). Baustoffe für die Decklage

Als Materialien für die Decklage werden beispielsweise Mineralfaser- und Gipswerkstoffplatten, Holzwerkstoffe und Metallelemente eingesetzt. Die Decklage wird systemabhängig entweder mit der Unterkonstruktion verschraubt, verklemmt oder darin eingelegt. Fugenlose Systeme mit Plattenbeplankung und deren Verspachtelung können zwar auch Anforderungen an die Raumakustik erfüllen, der Montageaufwand ist für diese Systeme bisher allerdings noch sehr hoch. Gelochte oder geschlitzte Platten sowie Paneele und Kassetten hingegen weisen ähnliche Schallabsorptionsgrade auf, bestimmen aber durch ihre Struktur maßgeblich die Optik der Deckenoberfläche.

C 2.32

Gipswerkstoffplatten Gipswerkstoffplatten weisen viele bauphysikalisch positive Eigenschaften auf, weshalb sie in Unterdeckensystemen häufig verwendet werden. Sie sind besonders für die Erfüllung von Brandschutzanforderungen an das Deckensystem geeignet, da sie der Baustoffklasse A angehören und sich wegen des chemisch gebundenen Kristallwassers im Brandfall günstig verhalten. Aufgrund der zum Hohlraum hin offenen Plattenstruktur gilt dies allerdings nicht für gelochte Platten. Der Einsatz von Gipswerkstoffen in feuchtebeanspruchten Bereichen ist nur in Kombination mit einem wirkungsvollen Flächenabdichtungssystem möglich, da der Gipswerkstoff sehr empfindlich auf Durchfeuchtung reagiert und die Struktur geschädigt werden kann. Um eine Deckenheizung oder -kühlung in die Unterdecke zu integrieren, können Gipsplatten verwendet werden, die bereits Kühl- bzw. Heizregister im Gipskern enthalten (siehe Abb. C 2.35 und Kühldeckensysteme, S. 155). Die Platten weisen in diesem Fall zwei RohranC 2.33

147


Bodensysteme im Ausbau

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

a

10

b C 3.5

C 3.6

C 3.7

Einige Trockenschüttungen ermöglichen eine Reduzierung der Einbauhöhe bis auf 0 cm, sodass bei schräg abfallendem Boden ein gleichmäßiger Übergang am Rand erreicht werden kann. Je nach Material erfordern Schütthöhen ab etwa 40 mm eine Nachverdichtung. Bei Höhendifferenzen über 60 mm können Bau- oder Dämmstoffplatten als Grobausgleich ausgelegt werden, um die Schütthöhe zu begrenzen. Installationsleitungen wie Kalt- und Warmwasser, Abwasser und Elektrik können direkt überschüttet werden. Dabei ist je nach Schüttmaterial eine Mindestüberdeckung von 10 bis 20 mm ab der Oberkante der Installationsebene notwendig. Die Installationen müssen auf der Rohdecke mechanisch befestigt sein, damit dynamische Bewegungen nicht zur Unterwanderung der Installationsleitungen mit Schüttgut (»Aufschwimmen«) führen. Die Trockenunterbodenplatten werden vor Ort mit Stufenfalz, Nut-und-Feder-Systemen oder stumpfgestoßen im Verband verlegt und durch Verkleben und anschließendes mechanisches Verbinden kraftschlüssig aneinandergefügt. Bei Trockenunterbodensystemen mit Nut-undFeder-Verbindungen auf Schüttungen ist eine Abdeckung durch eine Folie vorzusehen, um das Eindringen von Schüttgut in den Stoßbereich zu verhindern (Abb. C 3.7 und C 3.8).

falz, Gesamtdicke ca. 25 mm • Spanplatte mit umlaufender Nut und Feder: in Abhängigkeit vom Unterstützungsabstand (Abstand der Lagerhölzer) darf die Mindestdicke 19 mm, bei schwimmender Verlegung 25 mm nicht unterschreiten • zementgebundene Holzspanplatten, einoder mehrlagig verlegt • mineralische Platten (zementgebunden, keramisch), ein- oder mehrlagig verlegt

sein, um dauerhaft Schäden im Unterboden zu vermeiden. Parkettbeläge werden aufgrund des verwandten Quell- und Schwindverhaltens bevorzugt auf Holzwerkstoffplatten verlegt. Ob sich der jeweilige Parkettbelag in Kombination mit einem bestimmten mineralischen Untergrund eignet, ist den Herstellerangaben zu entnehmen. Je nach Parkett sind Dehnungsfugen im Abstand von 10 bis 15 m vorzusehen. Die notwendigen Randdehnungsfugen zwischen Wand und Unterboden bzw. zwischen Wand und Parkettbelag müssen mindestens 10 mm betragen (siehe Boden- und Wandbeläge, S. 70ff.).

Materialien von Trockenunterböden

Trockenunterböden können prinzipiell mit allen tragfähigen Plattenwerkstoffen konstruiert werden. Verbreitet sind speziell entwickelte Platten, die auf die Erfordernisse eines tragfähigen Bodens abgestimmt sind. Plattenwerkstoffe für Trockenunterböden Die folgenden Plattenwerkstoffe werden vorzugsweise als Trockenunterboden verwendet: • 12,5 mm Gipskarton- oder Gipsfaserplatten, die vor Ort verleimt werden • hochverdichtete Gipsfaserplatten mit eingefrästem Stufenfalz bzw. einrastendem Klickprofil • 2≈ 12,5 mm Gipsfaserplatten werkseitig verklebt mit umlaufendem Stufenfalz • drei Lagen Spezialgipskartonplatten, längsseits mit Nut und Feder, stirnseits mit Stufen-

158

Viele Trockenunterböden werden auch als Verbundelemente hergestellt. Dabei sind die Plattenwerkstoffe bereits rückseitig mit Mineralfaser-, Holzfaser- oder Polystyrol-Hartschaumdämmstoffen als Trittschalldämmung kaschiert, sodass der Arbeitsgang der separaten Dämmstoffverlegung entfällt. Beläge von Trockenunterböden Die Beläge werden nach dem Aushärten der Plattenverklebungen auf den Trockenunterböden aufgebracht. Dabei können elastische Beläge (PVC, Linoleum), Textilbeläge (Teppichböden) und auch Hartbeläge (keramische Fliesen, Parkett und Laminat) verwendet werden. Bahnenwaren wie Teppich- und PVC-Beläge erfordern je nach Dicke eine vollflächige Abspachtelung der Platten, um eine Abzeichnung der Fugen im Belag zu vermeiden. Ebenso ist bei Anforderungen an die Stuhlrollenfestigkeit bei den meisten Plattenwerkstoffen eine vollflächige Abspachtelung von mindestens 2 mm notwendig. Keramische Fliesen und Steinbeläge sollten die Abmessungen von 300 ≈ 300 mm nicht überschreiten, damit die Platten nicht durch Biegung beansprucht werden und brechen. Die Verklebung auf dem Trockenunterboden erfolgt im Dünnbettverfahren ohne vorheriges Abspachteln. Als Untergründe für den Fliesenbelag sind mineralisch gebundene Platten (z. B. Gipswerkstoffplatten) zu verwenden. Holzwerkstoffplatten eignen sich aufgrund ihres Schwind- und Quellverhaltens in diesem Fall nicht. Im Bereich von Feuchträumen sind Trockenestrichflächen mit einer Flächenabdichtung wie beispielsweise Flüssigfolien zu versehen. Trockenestrich, Abdichtungsstoff und Fliesenkleber müssen aufeinander abgestimmt

Bauphysikalische Anforderungen

Die schall- und brandschutztechnische Verbesserung, die durch einen Trockenunterboden erzielt werden kann, ist wesentlich von der bereits vorhandenen Rohdecke abhängig. Herstellerangaben geben Aufschluss über den Einfluss auf verschiedene Konstruktionen. Schallschutz Zur Trittschallverbesserung können Trockenunterböden schwimmend auf Massiv- und Holzbalkendecken verlegt werden. Die erzielbaren Trittschallverbesserungsmaße hängen wesentlich von der Bauweise der Rohdecke, dem Aufbau des Trockenunterbodens und der dynamischen Steifigkeit des Dämmstoffs ab. In der Regel wird mit dem gleichen Trockenestrich auf einem leichten Deckensystem wie z. B. Holzbalkendecken nur etwa ein Drittel des Trittschallverbesserungsmaßes gegenüber einer massiven Rohdecke erreicht. Da sich das genormte Messverfahren zur Bestimmung des Trittschallverbesserungsmaßes von Fußbodenaufbauten im Prüfstand ausschließlich auf Massivdecken bezieht, ist die Angabe eines allgemeingültigen Trittschallverbesserungsmaßes für leichte Deckensysteme nicht möglich. Die auf Massivdecken ermittelten Werte können daher nicht auf leichte Deckensysteme übertragen werden, sondern dienen lediglich als vergleichende Orientierungswerte für die akustische Qualität unterschiedlicher Trockenestrichsysteme. Das Trittschallverbesserungsmaß von Trockenestrichsystemen auf massiven Rohdecken kann


Bodensysteme im Ausbau

C 3.5

Trockenunterboden mit Ausgleichsschüttung über Leitungen (Lastverteilungsplatte oberhalb der Schüttung je nach System) Holzbalkendeckensanierung mit schwimmendem Estrich, Niveauausgleich mittels Schüttung und abgehängter Decke 1 Grobausgleich Porenbetonplatte 2 Ausgleichsschüttung 3 Einschub 4 Spanplatten oder Hobeldielen 5 Blindboden 6 Trittschalldämmung 7 schwimmender Trockenunterboden 8 Deckenbekleidung 9 Traglattung

C 3.6

10 Grundlattung 11 Abhängung C 3.7 Elementstoß von Trockenunterbodenplatten a mit Stufenfalz b mit Nut-und-Feder-Verbindung C 3.8 Verlegung eines Trockenestrichs mit Stufenfalz auf einer Dämmebene mit integrierter Fußbodenheizung C 3.9 Beispiel für eine Holzbalkendecke mit verbessertem Schallschutz C 3.10 Anschluss an Nassestrich, Unterfütterung mit einer Holzwerkstoffplatte im Randbereich C 3.11 Anschluss an Nassestrich a mit Winkelschiene b mit Lagerholz

C 3.8

bis zu 28 dB betragen. Auf Holzbalkendecken können je nach Aufbau Werte bis 17 dB erreicht werden. Abb. C 3.9 zeigt ein Trockenunterbodensystem aus Gipsfaserelementen mit einer Kombination von Trittschalldämmplatten aus Faserdämmstoff und einer Schüttung in Pappwaben. Die unterseitige Deckenbekleidung ist über Federschienen befestigt. Brandschutz Durch Trockenestrichsysteme oder Trockenunterböden kann eine raumabschließende Wohnungstrenndecke aus Holzbalken in die Feuerwiderstandsklassen F 30 oder F 60 eingeordnet werden. Sie schützen die tragende Plattenlage, auf die das Bodensystem aufgebracht wird, im Brandfall gegen zu frühes Versagen und verhindern u. a. deren Durchbrechen. Für andere Plattenwerkstoffe, abweichende Konstruktionen und bei höheren Brandschutzanforderungen von F 90 bis F 120 müssen die Nachweise über Prüfzeugnisse erbracht werden. Feuchteschutz Die Abdichtung in feuchtebeanspruchten Bereichen wird nicht vom Trockenunterboden, sondern einem darauf aufgebrachten Abdich-

tungssystem gewährleistet. Für das Abdichtungssystem gelten die im Kapitel Feuchteschutz (S. 130f.) aufgeführten Hinweise.

ven Verformungen zwischen den Oberkanten der Böden aufgrund unterschiedlicher Elastizität gering zu halten (Abb. C 3.10).

Anschlüsse von Trockenunterböden

Bewegungsfuge Bewegungsfugen werden gebildet, indem ein Stufenfalz ohne Verklebung ausgeführt wird. Die Platten werden dabei mit Fugen verlegt und diese mit elastischem Material ausgefüllt. Dabei sollte das Fugenmaterial nur an den beiden Stirnkanten der Platten haften, um eine gleichmäßige Dehnung desselben zu gewährleisten und ein Abreißen am Rand zu verhindern (Abb. C 3.13, S. 160). Wenn der Trockenunterboden auf einer Schüttung aufgebracht ist, so ist der Stoßbereich mit einem Lagerholz und einem T-Profil zu unterfüttern.

Um den Unterboden von den angrenzenden aufgehenden Bauteilen wie Wänden und Stützen schalltechnisch zu entkoppeln, werden Randdämmstreifen mit einer Dicke von ca. 10 mm verwendet. Bodenanschluss Anschlüsse an Massivböden, Plattenbeläge aus Naturstein, Fliesen oder Hohlraumböden werden mit Winkelschienen unterfangen oder mit Lagerhölzern ausgebildet (Abb. C 3.10 und C 3.11). Stöße von Trockenunterbodenelementen im Türbereich sind mithilfe eines Holzbretts oder mit Plattenstreifen kraftschlüssig zu hinterfüttern. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Hinterfütterung ebenfalls auf einem Dämmstreifen aufliegt, damit diese nicht als Schallbrücke wirkt (Abb. C 3.12, S. 160) Wenn der Anschluss an einen Nassestrich erfolgt, so ist der Randbereich des Trockenunterbodens ebenfalls zu unterfüttern, um die relati-

1 2 3 4 5 6 7

1

2

3

4

5

6

7

8

Wandanschluss Beim Wandanschluss von Trockenunterböden ist auf eine Entkopplung von Boden und Wand zu achten, um die Schallweiterleitung zu minimieren. Dies geschieht durch den Einbau eines Dämmstreifens zwischen Trockenunterbodenplatte und Wand (Abb. C 3.15 und C 3.16, S. 160).

Körperschallentkopplung

9

Winkelschiene

a

Ausgleichschüttung

1 2 3 4 5 6 7

GF-Trockenestrichelement Holzweichfaserdämmplatte Pappwaben mit Sandfüllung Holzspanplatte Holzbalken Federschiene Gipsfaserplatte

C 3.9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Bodenbelag (Trockenestrich) Trockenestrich Schüttung Holzwerkstoff Dämmstreifen Abdichtungsbahn Bodenbelag (Nassestrich) Nassestrich Rohfußboden

C 3.10

b

C 3.11

159



Teil D

Abb D

Versorgungsleitungen für ein Gewerbe- und Verwaltungsgebäude

Haustechnik

1 Raumkonditionierung Lüftung Natürliche Lüftung Abluftanlagen Zu-/Abluftanlagen Mischlüftung Quelllüftung Verdrängungslüftung Heizung Konvektion / Strahlung Wärmeübergabesysteme Kühlung Kälteübergabesysteme Sonnenschutz Passive Kühlung Technik und Technologien Dezentrale Lüftungssysteme Zentrale Lüftungssysteme Wärmerückgewinnung (WRG) Solare Kühlung PCM – Phase Change Materials

174 174 174 174 174 174 174 174 176 176 176 178 178 178 178 180 180 180 181 181 181

2 Elektroplanung Strombedarf und -versorgung Hauptstromversorgungssystem Kennwerte Stromverbrauch Verbraucherkategorisierungen Ausstattung und Installation Ausstattungsumfang Installationszonen in Wohngebäuden Installationszonen in Nichtwohngebäuden Interdisziplinäre Planung Installationssysteme Anforderungen an die Ausbauflexibilität Gebäudeautomation Aufgaben der Gebäudeautomation Struktur von Automationssystemen Raumautomation Beleuchtungssteuerung, Sonnenund Blendschutzsteuerung Lüftungsanlagen und Heiz-/Kühlsysteme Bussysteme Übertragungstechniken Genormte Systeme und Kommunikationsprotokolle

186 186 186 186 187 187 187 188 189 189 190

3 Sanitärplanung Raum Raumtypologie und Nutzungen Nutzer Raumklima und Behaglichkeit Sanitäre Einrichtung und Raumbedarf Raumflächen, Abdichtung und Anschlüsse Installationsführung im Raum Optimierung im Entwurf Schallschutz Brandschutz Frostschutz Trinkwasserversorgung Erhaltung der Trinkwasserhygiene Dämmung von Rohrleitungen Dimensionierung von Rohrleitungen Entwässerung von Schmutzwasser Rohrverlegung Schwerkraftentwässerung und Rückstauebene Be- und Entlüftung der Abwasseranlage Schachtgrößen Feuerlöschanlagen

196 196 196 197 198

4 Raumbedarf technischer Anlagen Lüftungszentralen Kältezentralen Heizungszentralen Sanitär- und Sprinklerzentralen Elektro- und Datenzentralen Technikintegration Vertikale Leitungsschächte

208 208 209 209 209 210 210 211

199 201 202 203 203 203 203 204 204 204 204 205 205 206 206 206 206

191 192 192 192 193 193 194 194 194 195

173


Raumbedarf technischer Anlagen

200

ELT - Zentrale AV

150 100 50 0 3

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11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

a

Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

reichende Funktion der Sprinkleranlage erforderlich wäre. Deshalb muss diese Wassermenge im Gebäude bevorratet werden. Dafür eignet sich aus statischer und räumlicher Sicht sowie aus Gründen der Abdichtung in der Regel nur der Keller (siehe Trinkwasserversorgung, S. 204f. und Feuerlöschanlagen, S. 206f.).

Elektro- und Datenzentralen 200

Sprinkler Gebäudehöhe > 45 m

150 100

Sprinkler Gebäudehöhe > 45 m

50

Sanitärzentrale

0 3

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11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

b

Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

200 Heizzentrale

150 100 50 0 3

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11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

c

200

Kältezentrale

150 100 50 0 3

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9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Bruttogrundfläche BGF in 1000 m²

d

Der Bereich Elektro ist zweigeteilt in die Hauptverteilung (HV) und die Unterverteilung (UV). Unter der Hauptverteilung versteht man den Hausanschluss, welcher sich immer im Keller befindet, sowie die Verteilung auf die einzelnen Nutzungsbereiche. Diese kann sich im Keller oder auch auf dem Dach befinden. Eine Verteilung über das Dach bzw. Dachgeschoss hat den Vorteil, dass die als Brandlast eingestuften Leitungen nicht durch Nutzungsbereiche oder Fluchtwege im Kellergeschoss geführt werden und entsprechend keine brandschutztechnische Behandlung erfordern. Die Unterverteilung versorgt die Nutzungseinheiten mit Strom und beinhaltet den Schaltschrank mit Sicherungen und Zähler. Dafür wird in den einzelnen Nutzungsbereichen ein Raum vorgesehen (siehe Strombedarf und -versorgung, S. 186ff.). Im Bereich der Datenzentralen gibt es eine ähnliche Zweiteilung in Haupt- und Unterverteilung. Die Anschlüsse im Keller betreffen Telefon- und Datenleitung. Diese Leitungen werden dann auf die einzelnen Nutzungsbereiche verteilt, wobei hier auf einen ausreichenden Abstand zur Elektroverteilung zu achten ist, um eine Störung des Datensignals durch die Stromleitung zu vermeiden. In den Nutzungsbereichen sind dann entsprechende Serverräume vorgesehen. Diese haben in der Regel hohe Wärmelasten, welche meist durch eine Kälteversorgung abzuführen sind (siehe Gebäudeautomation, S. 192ff.).

800 750

Technikintegration

700 650 600 550 RLT Zentrale 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 3 e

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Bruttogrundfläche BGF in 1000 m² D 4.6

210

Neben der ausreichenden räumlichen Einbindung der Technikzentralen ist die Integration weiterer technischer Komponenten wie die Leitungsführung erforderlich. Die Leitungsführung erfolgt in vertikalen Schächten, horizontalen Verteilungen und Installationszonen im Raum. In Büro- und Verwaltungsgebäuden muss die Integration von Technikkomponenten zusätzlich ein hohes Maß an Flexibilität aufweisen, da die Veränderungen in der Arbeitswelt zu häufigen Nutzungs- und Raumänderungen führen. Bei der Planung von Grundrissen ist zu berücksichtigen, dass in den vertikalen Schächten Versprünge nur bedingt und nur innerhalb einer Etage möglich sind und einen hohen Raumbedarf erfordern. Bei der Schachtdimensionierung ist zum Platzbedarf des Kanals für die Leitungsführung ein zusätzlicher Raum zum Einbau und für die spätere Wartung von Brandschutzklappen einzuplanen. Leitungen für Wärme, Kälte, Wasser, Abwasser sowie Strom und Daten, die in Schächten vertikal geführt werden, müssen an den Anschlusspunkten in


Raumbedarf technischer Anlagen

den Geschossen gut zugänglich sein. Die horizontale Verteilung im Gebäude erfolgt in Form von Trassen, welche zu den Schächten führen. In den jeweiligen Geschossen werden die einzelnen Räume meist über die Flurbereiche angebunden. Auf eine ausreichende Geschosshöhe für die Integration der Trassen ist zu achten. Der erforderliche Platzbedarf für die horizontale Verteilung der Leitungen nimmt mit der Anzahl der zu versorgenden Räume zu. Die Anordnung zusätzlicher Schächte kann zur Einsparung bei der Geschosshöhe führen (siehe Integration von Installationen im Deckenhohlraum, S. 154f., Abb. C 3.4, S. 157 und Systemböden, S. 160ff.). Vertikale Leitungsschächte

Neue Erkenntnisse und Veränderungen der Arbeitsprozesse führen bei Bürogebäuden zu neuen Organisationsformen und stellen neue Anforderungen an das Klima in den Räumen. Eine wesentliche Voraussetzung für die Errichtung dauerhafter Gebäude ist also deren Variabilität in Bezug auf Architektur und Technik. So sollte auch die Installationsführung unter diesen Aspekten geplant werden (siehe Büro- und Verwaltungsgebäude, S. 94ff.). Die Erschließung eines Gebäudes mit allen Leitungen zur Ver- und Entsorgung erfolgt über vertikale Steigschächte. Die Landesbauordnungen schreiben hierzu bei der Durchführung von Leitungen durch raumabschließende Bauteile mit Feuerwiderstandsdauer – in diesem Fall durch Geschossdecken – Vorkehrungen gegen eine Brandausbreitung vor. Von dieser Regelung sind die Decken in Gebäuden der Gebäudeklassen 1 (z. B. Einfamilienhaus) und 2 (z. B. Doppelhaus) ausgenommen, außerdem die Decken innerhalb von Wohnungen und innerhalb einer Nutzungseinheit mit weniger als 400 m² auf maximal zwei Geschossen. Genaue Vorgaben bezüglich der Ausführung von Leitungsanlagen jeglicher Art (elektrische Leitungen und Rohrleitungen mit dazugehörigen Bestandteilen) sind in der Leitungsanlagenrichtlinie (M-LAR) enthalten und müssen bei der Planung beachtet werden.

D 4.6

D 4.7

D 4.8

Sanitär Kühlung

Heizung Lüftung

Strom Sprinkler

Daten D 4.7

Diagramme zur überschlägigen Flächenermittlung für Technikzentralen in Verwaltungsgebäuden. Die x-Achse bezeichnet die Bruttorundfläche des Gebäudes. Über die Kurven kann dann auf der yAchse die Grundfläche der entsprechenden Zentrale abgelesen werden. Zwischen den Kurven spannt sich ein Bereich auf, der die Bandbreite des erforderlichen Raumbedarfs zeigt. Prinzipiell begrenzt die obere Kurve Zentralen mit einem hohen und die untere Kurve Zentralen mit einem niedrigen technischen Ausstattungsgrad. a Elektronikzentrale b Sprinklerzentrale c Heizungszentrale d Kältezentrale e Lüftungszentrale Positionierung der Technikzentralen im Gebäude a Standardvarianten für strukturelle Anordnung der Technikzentralen b Ausnahmemöglichkeit Sanitärzentrale D 4.8

211



Teil E

Gebaute Beispiele im Detail

01

sam architekten, Kunsthaus in Zürich (CH)

02

Tony Fretton Architects, Museum in Lolland (DK)

03

C 18 Architekten, Kirche in Herbrechtingen (D)

04

Wandel Hoefer Lorch, Synagoge in München (D)

05

UN Studio, Theater in Lelystad (NL)

06

Busmann + Haberer, Konzertsaal in Köthenn (D)

07

Jesús Marino Pascual y asociados, Weinkellerei in Logrono (ES)

08

office dA, Restaurant in Boston (USA)

09

Regula Harder und Jürg Spreryermann, Gästehaus in Ittingen (CH)

10

Gassmann Architekten, Dachgeschoss in München (D)

11

lynx architecture, Wohnhaus in München (D)

12

Kohlmayer Oberst Architekten, Universität in Brixen (I)

13

Diözesanbauamt Eichstätt, Dreifachturnhalle in Ingolstadt (D)

14

Hochbauamt Frankfurt, Universitätsbibliothek in Frankfurt (D)

15

Lichtblau Architekten, Werkstätte in Lindenberg (D)

16

Paul de Ruiter, Hauptverwaltung in Middelburg (NL)

17

Staab Architekten, Plenarsaal in München (D)

18

Florian Hausladen, Büro in Heimstetten (D)

19

Koeberl Architekten, Klinikum in Altötting (D)

20

Landau + Kindelbacher, Arztpraxis in Mindelheim (D)

Farbcodierung zu den Schemazeichnungen siehe Anhang S. 282

Abb. E

Holzlamellen, Restaurant, Boston (USA) 2008, Office dA


Beispiel 11

Wohnhaus München, D 2008 Architekten: lynx architecture, München Susanne Muhr, Volker Petereit Mitarbeiter: Dirk Härle Haustechnik: Ingenieurbüro Haff-Lyssoudis, München Küchenplanung: Wiedemann Werkstätten, München

Das Einfamilienhaus, das inmitten eines großen Gartens steht, spielt mit dem Wechsel zwischen introvertierter und extrovertierter Erscheinung. Die Verschalung aus vorgegrauten Lärchenlatten kann über große, elektrisch betriebene Faltschiebeläden fast vollständig geöffnet bzw. geschlossen werden. Es ist so möglich, den Einfall von Solarstrahlung auf allen der Sonne ausgesetzten Seiten individuell zu steuern. Großzügige Terrassen rund um das Haus machen es möglich, das Wohnen ins Freie auszudehnen. Im U-förmigen Erdgeschoss befinden sich die Gemeinschaftsräume wie etwa Wohnzimmer, Küche und Essbereich, während im L-förmigen Obergeschoss die Schlafräume und Bäder der Eltern und Kinder untergebracht sind. Ein Luftraum schafft zwischen beiden Geschossen eine Verbindung und belichtet den Kochbereich über ein Oberlicht. Ein flächenbündig in die Decke eingelassener Dunstabzug verhindert, dass unangenehme Gerüche vom Herd in die Schlafbereiche strömen. Ein nach Osten flachwinklig abterrassierter Tiefhof sorgt im Souterrain für eine großzügige Belichtung und Belüftung des Gästeapartments und Wellnessbereichs. Versorgt wird das Wohnhaus mit einer Heizlast von 27 kW über eine grundwassergestützte Wärmepumpe. Zusätzlich erwärmt eine 17 m2 große Sonnenkollektorfläche auf dem Dach den Pool im Garten. Vor seiner Nutzung wird das Brauchwasser im Hausanschlussraum im Untergeschoss entkalkt. Eine einzelraumgeregelte Fussbodenheizung erwärmt sämtliche Räume des Wohnhauses. In den bauteilaktivierten Sichtbetondecken befinden sich die Leitungen für die kontrollierte Wohnraumlüftung, die außerdem mit einer Wärmerückgewinnung ausgestattet ist. Vor Verteilung der angesaugten Frischluft entfernt ein Pollenfilter die allergieauslösende Partikel. Ein BUS-System regelt die gesamte Haustechnik. • • • •

Grundwasserwärmepumpe thermoaktive Decke Fußbodenheizung kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung • Solarkollektoren

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Schnitte Schema Lüftung (bb) Schema Heizen /Kühlen (cc) Grundrisse Maßstab 1:400 1 Frischluft 2 Fortluft 3 Pollenfilter 4 Lüftungsanlage mit WRG 5 Saugbrunnen 6 Wärmepumpe 7 Kühltauscher 8 Schluckbrunnen

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Küche / Essen Wohnen Medienraum Kind Büro Garage Gast Fitness Sauna Pooltechnik Hobbyraum Haustechnik Waschraum

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Wohnhaus

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Vertikalschnitt • Maßstab 1:20 22

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Lattung sibirische Lärche sägerau, imprägniert 20/60 mm Konterlattung Lärche rhombisch, schwarz gestrichen 35/80 mm Winddichtung, diffusionsoffen Wärmedämmung Holzfaser 140 mm Stahlbeton 150 mm Bodenbelag Dreischichtparkett 22 mm Anhydrit-Fließestrich 58 mm

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28 Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Stahlbetondecke mit Betonkernaktivierung 250 mm Flachkanal 8/75 mm Filterelement Edelstahlplatte auf Z-Winkeln eingehängt, weich gelagert Schlitzauslass Abluft MDF furniert Eiche 19 mm

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Beispiel 11

Vertikalschnitte Horizontalschnitt Maßstab 1:20

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Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Kaminstein Stahlbeton 150 mm, Mörtelbett 5 mm Naturstein Basalt geschliffen 20 mm Bodenbelag Dreischichtparkett 22 mm Anhydrit-Fließestrich 58 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Stahlbeton mit Betonkernaktivierung 250 mm Kaminbekleidung Gipskartonplatte 12,5 mm Glaskeramik transparent 4 mm Bodenbelag Dreischichtparkett 22 mm Anhydrit-Fließestrich 58 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung Hartschaum 40 mm Stahlbeton mit Betonkernaktivierung 200 mm Gipskartonfeuchtraumplatte abgehängt 12,5 mm Schlitzauslass Abluft Installationskoffer Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Isolierverglasung 20 mm Naturstein Basalt geschliffen 20 mm Mörtelbett 5 mm, Stahlbeton 150 mm Gipskartonkoffer 2≈ 12,5 mm, Mörtelbett 5 mm Naturstein Basalt geschliffen 20 mm Natursteinplatte Basalt abnehmbar, magnetisch gehalten 20 mm Reinigungsklappe Gipskartonplatte 2≈ 12,5 mm Dämmmaterial weich federnd 50 mm Gipskartonplatte 2≈ 12,5 mm Hinterlüftung 50 mm Saunapaneel Feinspanplatte 15 mm Mineralwolle in Holzrahmen 70 mm Dampfsperre Aluminiumfolie Wandbekleidung Tanne 15 mm Bodenbelag Naturstein Basalt 20 mm Mörtelbett 5 mm Anhydrit-Fließestrich 60 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Minteralfaser 10 mm Wärmedämmung 50 mm, Abdichtung Stahlbeton 300 mm Kaminbank elektrisch beheizt Feinspachtel, Heizmatte Spachtelung zur Nivellierung Leichtbetonstein Bodenbelag Parkett 12 mm Anhydrit-Fließestrich 60 mm, Lochplatte 5 mm Trittschalldämmung Mineralfaser 25 mm Wärmedämmung 50 mm, Abdichtung Stahlbetonboden 300 mm


Wohnhaus

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Beispiel 17

Plenarsaal München, D 2005 Architekten: Staab Architekten, Berlin Volker Staab, Alfred Nieuwenhuizen Mitarbeiter: Thomas Schmidt, Jens Achtermann, Ulf Theenhausen, Dirk Brändlin, Jürgen Rustler Haustechnik: Karl Pitscheider Ingenieurbüro, München Planung Glas: R + R Fuchs, München Akustikplanung: Müller BBM, Planegg Mehr Platz, mehr Licht, mehr Farbe und mehr Flexibilität – so lässt sich der Plenarsaal des Bayerischen Landtags nach der Sanierung charakterisieren. Der deutlich veränderte nun barrierefreie Innenraum erfüllt mit brandsicherer Elektroinstallation und moderner Medientechnik die zeitgemäßen und funktionalen Anforderungen eines Sitzungssaals. Eine neu eingezogene Zentraltribüne auf der westlichen Längsseite bietet Platz für 133 Besucher. Die Arbeitsplätze der Abgeordneten sind in konzentrischen Sitzreihen angeordnet. Auch hinter den Kulissen hat sich einiges getan. Im leicht ansteigenden Doppelboden, der aus einem vorkonfektionierten Stahlprofilsystem mit nicht brennbaren Gipsfaserplatte besteht, ist eine Teilklimaanlage untergebracht. Über die Vorderseite der Tische strömt Luft in den Raum. Die Abluft wird durch Unterdruck im Zwischendeckenbereich über die Fugen zwischen den Glasfeldern abgesaugt. Das helle Eichenfurnier der Tischreihen und der zweiten Wandschale sowie die roten Ledersitze nehmen das ursprüngliche Farbkonzept wieder auf. Eine besondere Bedeutung bei der Sanierung kam der Lichtgestaltung zu. Der Plenarsaal ist als Tageslichtraum mit vollständig verglastem Dach konzipiert. Prismenplatten im Scheibenzwischenraum des 470 m2 großen Glasdachs reflektieren das direkte Sonnenlicht und verhindern somit Blendeffekte und eine temperaturbedingte Beeinträchtigung des Raumklimas. Sie lenken das intensive Zenitlicht und diffuses Tageslicht in den Innenraum. Je nach Intensität des natürlichen Lichts sorgt ein stufenlos zuschaltbares Kunstlicht für optimale Lichtverhältnisse. Zwischen dem Glasdach und der darunter abgehängten transluzenten Decke sind über 400 asymmetrisch strahlende Leuchten eingesetzt. Die beiden unabhängig voneinander dimmbaren Lampen ermöglichen es, den Raum in unterschiedlichen Lichtfarben und Helligkeitsstufen erscheinen zu lassen. Durch das satinierte Glas sind die Himmelsfarben noch erkennbar, die Gegenstände im Dachraum jedoch nur verschwommen wahrnehmbar.

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• Lichtdecke (Tages- / Kunstlicht) • Lüftungssytem im Doppelboden º

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Baumeister 03/2006 b

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Plenarsaal

Schnitte • Grundriss Maßstab 1:400 Vertikalschnitt • Horizontalschnitt Sitzreihen Plenarsaal Maßstab 1:5 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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Kabinett Präsidium Abgeordnete Hörfunkstudio BR Medien- und Elektrotechnik Zugang Galerie Tischplatte MDF furniert 39 mm Ablageblech Aluminium bronzefarben eloxiert 3 mm MDF Eiche furniert und gelocht 7 mm Glasvlies 0,2 mm Kabelkanal Hutprofil 20 /60 mm MDF furniert 19 mm

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Fußstütze klappbar Stahlhohlprofil gebogen | 60/60/4 mm Fertigfußboden Parkett auf Trägerplatte 20 mm Gipsfaserplatte hochverdichtet 25 + 30 mm Tragprofil Doppelboden Stahl fi 60/40/4 mm Stuhlführungsschiene Unterkonstruktion Tisch Stahlhohlprofile 40/40/3 mm Anschluss und Fixierung Zuluftleitung Anschlusskasten Lüftung druckdicht Schieber zu Luftmengenbegrenzung

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Beispiel 17

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Plenarsaal

Vertikalschnitte Dach Plenarsaal Maßstab 1:20

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Verglasung ESG 8 mm + SZR 20 mm + 2≈ TVG 8 mm mit PVB-Folie Prismenplatten im SZR Stahlprofil ¡ 2≈ 60/30/5 mm Stahlprofil IPE 140 mm Stahlträger HEB 550 mm Holzwerkstoff furniert 19 mm Leuchtkörper Gewindestab Stahl Ø 8 mm Vertikalverglasung VSG Weißglas geätzt Floatglas 10 mm + 6 mm Lichtreflektionsebene Gipskartonplatten glatt gespachtelt 2≈ 12,5 mm auf Unterkonstruktion Stahlprofil Z 60/45/6 mm Abluft Verglasung VSG Weißglas geätzt TVG 12 mm + 10 mm Stahlproil fi 120 mm Stahlprofil fi 200 mm Wartungswagen Stahlrohr | 50/50/5 mm Zugstange Stahl Ø 10 mm Stahlprofil fi 200 mm Querjoch Stahlrohr | 40/40/4 mm Hinterschnitt-Punkthalter Vertikalverglasung Stahl Ø 18 mm Stahlrohr | 80/80/4 mm, Gipskartonplatte 12,5 mm

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