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Schirmförmig

Niedrigenergie-Bürogebäude in Meckenheim
Schirmförmig

Jörg Pfäffinger / red.

Der Neubau des IPS Pressevertriebs in Meckenheim liegt in einem Industriepark, der dort mit ruhiger Landschaft verwöhnt. Für die Geschäftsführung und die etwa 30 Mitarbeiter war ein modernes und transparentes Verwaltungsgebäude gefordert, das neben dem Niedrigenergie-Standard auch Platz für regenerative Energien bieten sollte.
Die Architekten Dipl.-Ing. Franz-Josef und Christoph Füllenbach gestalteten eine kreisrunde Eingangshalle, die neben dem Empfang auch einige Büroarbeitsplätze beherbergt und die zum Eingangsbereich hin sowie im Dach verglast ist.
Dachseitig sind Photovoltaik-Module aufgebracht, die Lichtspiele auf den Boden werfen und eine Verschattungsanlage überflüssig machen.
Transparenz vorrangig
Transparenz als Firmenimage – und gleichzeitig ist Transparenz gestaltendes Gebäudeelement. Für die Architekten aus Bad Honnef waren Glas, Aluminium und Stahl die erstrangigen Baumaterialien, um den runden Eingangs- und Empfangsbereich mit 15 m Durchmesser zum zentralen Baukörper zu machen.
Der Hauptgebäudekörper in Form eines Halbkreises umschließt den Eingangsbereich. Vom Haupteingang aus kann man durch das Gebäude hindurch bis nach hinten in die Landschaft schauen. „Der Gedanke des Entwurfes war, dass diese Eingangshalle wie auch das Hauptgebäude transparent sind. Im Eingangsbereich gibt es neben dem eigentlichen Empfangsbereich weitere Arbeitsplätze, die Transparenz setzt sich fort bis hinein in die Konferenzräume”, sagt Architekt Franz-Josef Füllenbach.
Es gibt einen größeren und einen kleineren Konferenzraum, je nach Bedarf koppelbar, sie können jedoch auch getrennt genutzt werden, indem die Innentrennwandverglasung zwischen den Konferenzräumen blind geschaltet wird.
Naheliegendes Konzept
„Da der Bau als Niedrigenergiehaus konzipiert war, war es naheliegend, alternativen Energien in Form einer Photovoltaik-Anlage Platz zu geben”, erläutert Füllenbach. Als passenden Ort der ökologischen Idee wählte er das Glasdach des Eingangsbereichs. In der Achse des Eingangs befindet sich das zentrale Tragsystem des Glas-Aluminium-Daches: Eine schirmförmige Stahlkonstruktion mit Verstrebungen, die an ihren Enden auf Stützen ruhen.
Auf dieses Tragsystem mit seinem ca. 15 m Durchmesser stützt sich das Schüco Pfosten-Riegel-System mit einer Ansichtsbreite von 60 mm. Gefertigt wurde die Aluminiumkonstruktion von Metallbau Udo Eichwald & Co. aus Sankt Augustin.
Die insgesamt 246 m2 große Dachfläche, die pyramidenförmig aufgebaut ist, bietet auf 147 m2 Platz für PV-Elemente, man entschied sich für 60 polykristalline Aufmaßmodule mit einer Leistung von 11 kWp. Bei einem Gewicht von ca. 300 bis 350 kg pro Modul mit Abmessungen von ca. 1,50 m x 2,80 m war die Montage aufwändig.
„Um die Module einzubringen, haben wir einen 100-t-Kran benutzen müssen, denn dessen Standort lag in einer Entfernung von 10 m vom Baukörper, was weite Auslagen ergab”, erinnert sich Udo Eichwald. Der Grund für dieses hohe Eigengewicht liegt im besonderen Aufbau der PV-Elemente – die polykristallinen Photovoltaik-Zellen sind zwischen zwei je 8 mm starken Glasscheiben verklebt, nach einem 12 mm Luftzwischenraum folgt 16 mm dickes VSG-Glas.
Dieser aufwändige Modulaufbau ist notwendig, um bei Überkopfverglasungen in Lichtdachkonstruktionen den geforderten Sicherheitsstandard zu gewährleisten. Die Module weisen 20 verschiedene Abmessungen auf. Grund hierfür ist die Trapezform der Dachkonstruktion und somit die pyramidenförmige Gestaltung der Module; die untersten Module sind die größten, die obersten die kleinsten.
Die Lichtdachkonstruktion weist zur Mitte hin einen steilen Neigungswinkel auf, in diesem Bereich sind Standard-Verglasungen angeordnet. Im Dachbereich mit flacherem Neigungswinkel sind die Module eingesetzt, so können sie die einfallende Strahlung effizient zur Stromgenerierung nutzen.
Die verschiedenen Neigungswinkel und das Zulaufen zum erhöhten Dachzentrum hin stellte besondere Anforderungen an die Formenvielfalt der PV-Module und an die entsprechende Unterkonstruktion.
„Wir mussten bei diesem Bauvorhaben in drei Dimensionen arbeiten: Die Profile liegen auf verschiedenen Ebenen. Dabei war die Entwässerung von der Horizontalen in die Vertikale abzuleiten. Diese Anforderung ist mit dem verwendeten System sehr gut zu realisieren”, so Eichwald, der die Aluminiumträger mit seinem CAD-gesteuerten Bearbeitungszentrum vorbereitete. Die Schüco-Software erlaubt nicht nur die millimetergenaue Bearbeitung der Elemente, sie dient darüber hinaus als Plattform zur Datenkommunikation mit dem Planer.
Ausführung im Detail
Detailgenaues Arbeiten war auch bei der Montage der Alu-Träger auf die Stahlkonstruktion gefordert, denn das Ausdehnungsverhalten der beiden Materialien ist unterschiedlich. Der Metallbauer brachte im Bereich der Verschraubungen zwischen Stahloberfläche und Aluminiumunterfläche Kunststoffzwischenlagen als Gleitmittel ein, um eine geräuschfreie Dehnung zu ermöglichen.
Der energiesparende Standard des Gebäudes spiegelt sich auch in den U-Werten der Module (1,5 W/(m2K)) und den Teilen des Daches, die im Bereich des Kuppelsegments mit Wärmeschutzglas (1,2 W/(m2K)) ausgestattet sind, wieder. Auch die Anbindung der Dachflächen an das Gebäude wurde mittels gedämmter Blechpaneelen ausgeführt, um Wärmebrücken zu minimieren und Tauwasserpunkte zu vermeiden.
Bei Betreten des Gebäudes ist nicht nur das Licht- und Schattenspiel der PV-Anlage auffällig, sondern auch das Großdisplay im Empfangsbereich; dies zeigt die Momentan- und Gesamtleistung an. Bereits in der Anfangsphase der Gebäudeplanung war es das Ziel des Architekten Füllenbach, die PV-Anlage so auszulegen, dass genau so viel Strom generiert wird, wie die EDV-Einrichtung des Unternehmens verbraucht.
Weitere Informationen
Photovoltaikanlage bba 560
Architekten: Dipl.-Ing. Franz-Josef und Christoph Füllenbach, Bad Honnef
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