Neue Umweltstandards hat die DEG mit dem Neubau ihres Verwaltungsgebäudes in der Kölner Innenstadt gesetzt: Als erstes Gebäude der Stadt erhielt es ein Gold-Zertifikat der DGNB. Das Ingenieurbüro IPJ entwickelte ein maßgeschneidertes Energiekonzept mit Bauteilkühlung, Grundwassernutzung und einer natürlichen Durchlüftung über einen Innenhof mit „Cabriodach“.

Das energieeffiziente und umweltfreundliche Gebäude unterschreitet die gesetzlichen Vorgaben um gut ein Drittel und spart im Vergleich zu herkömmlichen Bürogebäuden jährlich rund 700 Tonnen CO2 ein. Erreicht wird dies unter anderem über einen konsequent geringen Energieverbrauch, eine umweltschonende Gewinnung von Kühlenergie aus dem Grundwasser und eine netzgekoppelte Photovoltaik-Anlage zur CO2-freien Erzeugung von Solarstrom. Ein klimatechnisches wie architektonisches Highlight ist das große verglaste Cabriodach des Innenhofs, das sich bei steigenden Temperaturen automatisch öffnet. Der gelungene Neubau zeigt in vorbildlicher Weise, wie attraktiv energieeffiziente und nachhaltige Bauten gestaltet werden können.

Energieoptimierung noch vor dem ersten Spatenstich: Der Biohof Achleitner im oberösterreichischen Eferding wurde mithilfe einer Computersimulation (TAS) modelliert. Das vom Ingenieurbüro IPJ entwickelte Energiekonzept nutzt das Erdreich als Wärme- und Kältequelle. Für die Dämmung der großen Halle wurde Stroh als nachwachsender Rohstoff verwendet.

Der neue Biohof Achleitner im oberösterreichischen Eferding wurde mit Hilfe einer Computersimulation (Programm TAS) modelliert. Kölner Spezialisten simulierten dann ein Referenzjahr, in dem alle für das Linzer Land typischen Wetterentwicklungen vom Frost bis zu den Hundstagen im Computer nachgebildet und berechnet wurden. Die aufgrund dieser Ergebnisse erzielten Einsparungen sind vor allem im Heizkostenbereich verblüffend.

Im Rahmen der Simulation wurde der äußerst dynamische Betrieb des neuen Hauses mit wechselnden Belegungszahlen, Arbeits- und Öffnungszeiten rechnerisch ebenso berücksichtigt wie die Reaktion des Gebäudes und der Pflanzen auf all diese Einflüsse. Mit Hilfe dieser Methode konnte das Büro P. Jung die zukünftigen Innentemperaturen und den Energiebedarf vorab berechnen und in immer neuen Variationsrechnungen schrittweise optimieren.

Für das mit DGNB Silber ausgezeichnete Gebäude erstellte das Ingenieurbüro IPJ den Energieausweis und half mittels eines dynamischen Simulationsmodells mit über 200 Zonen, die Steuerung und Regelung optimal einzurichten.

Im Arnulfpark, einem Entwicklungsgebiet der CA Immo am Münchener Hauptbahnhof ist das Atmos von KSP Architekten ein markanter Eckpunkt des Quartiers. Das Gebäude bildet eine Spange um zwei immergrüne Innenhöfe und das Atrium.
Die Baustoffe im Atmos sind auf ihre ökologische Unbedenklichkeit geprüft worden.

Für einen hohen Komfort sorgen in den Mietbereichen thermoaktive Decken, welche mit einer geothermischen Anlage zur Kühlung und Beheizung kombiniert wurden. IPJ erstellte für das mit DGNB Silber ausgezeichnete Gebäude den Energieausweis und half mittels eines dynamischen Simulationsmodells mit über 200 Zonen, die Steuerung und Regelung optimal einzurichten.

Eine besondere planerische Herausforderung stellte die sechsgeschossige verglaste Halle der heutigen Frankfurter Zentrale der Finanz Informatik dar. Auf der Grundlage einer Strömungsanalyse entwickelte das Ingenieurbüro IPJ eine Lösung, die rund ums Jahr ein sehr gutes Raumklima sicherstellt und zudem die Heizkosten spürbar verringert hat.

Das Gebäude der Finanz Informatik an der Theodor-Heuss-Allee in Frankfurt fällt durch sein harmonisches Ensemble aus vier weißen und gläsernen Quadern auf. Im Hochhaus und in den zwei Büro-Riegel bilden außenbündige Kastenfenster und reinweiße Fassadenverkleidungen eine elegante Hülle.

Eine besondere planerische Herausforderung stellte die sechsgeschossige verglaste Halle dar. Auf der Grundlage einer Strömungsanalyse entwickelte das Ingenieurbüro IPJ eine Lösung, die rund ums Jahr ein sehr gutes Raumklima sicherstellt und zudem die Heizkosten spürbar verringert hat. Eine weitere nicht alltägliche Frage stellte sich mit dem verglasten Aufzugsschacht des Hochhauses. Hier konnten wir einfache Lösungen entwickeln, die sommers und winters einen angenehmen Komfort in der gläsernen Kabine ergeben.

Das Bürohaus Cubus Seetstern ist ein Gebäude mit einer innovativen Doppelfassade, die auf die Außentemperatur reagieren kann. Die Wirkungsweise der Doppelfassade wurde durch unsere Simulationen geprüft und optimiert. Die Fassade erfüllt die hohen Anforderungen an Komfort und ermöglicht hohe Energieeinsparungen.

Die Fassade passt sich dem Wetter an: Sie öffnet und schließt sich von selbst. Im Sommer kann keine Überwärmung auftreten, da die äußere Scheibe in ganzer Höhe aufklappen kann. Die Fassade imitiert damit Vorgänge aus der Natur, wie gesträubtes Gefieder oder das Öffnen und Schließen von Blüten.

Die erste klimaneutrale Kindertagesstätte Europas steht auf dem Gelände der Bayer AG in Monheim. Der Betriebskindergarten der Bayer Crop Science trägt den schönen Namen „die Sprösslinge“.

Am Anfang stand ein hochgestecktes Ziel. Der Neubau der Kindertagesstätte sollte nicht nur den Kindern ideale Rahmenbedingungen bieten, sondern gleichzeitig eine über das Jahr hinweg ausgeglichene Energie- und CO2-Bilanz aufweisen.

Erreicht wurde dieses ehrgeizige Ziel mithilfe eines konsequent energieoptimierten Gebäudes, das bei maximalem Komfort seinen gesamten Energiebedarf aus regenerativen Energiequellen selbst erzeugt. Von der Dämmung über die Gebäudehülle und -form und die Größe und Anordnung der Fenster bis zur Auswahl der verwendeten Geräte und Anlagen wurde jede einzelne Komponente auf den Prüfstand gestellt und in energetischer Hinsicht optimiert.

Jede Kilowattstunde Energie, die für Heizung, Warmwasser und Belüftung, für Beleuchtung, Küchengeräte und Computer verbraucht wird, stammt aus Erdwärme und Solarenergie. In das Dach ist eine 49 kW Photovoltaikanlage mit einer Fläche von 345 Quadratmetern integriert, eine Geothermieanlage mit vier Erdsonden à 98 Meter und einer 28 kW Wärmepumpe rundet die Energieversorgung ab. Die EnEV wurde um 80% unterschritten.

Das Konzept geht auf: Bereits im ersten Jahr produzierte das Gebäude einen Überschuss von 13 600 kWh Strom – genug, um damit drei Vier-Personen-Haushalte ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. Die erreichte CO2-Einsparung von 50 Tonnen übertraf sogar die Erwartungen der Planer um neun Tonnen.

Das Institut für Energie und erneuerbare Energien der EU-Kommission hat die klimaneutrale Kita mit dem Annual GreenBuilding Award ausgezeichnet, der Bund Deutscher Architekten verlieh ihr die „Auszeichnung guter Bauten“ und das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie den „BMWi-Preis 2009 für Architektur mit Energie“. Mit Baukosten von weniger als 500.000 Euro pro Gruppe bildete die Kita in Monheim einen höchst erfolgreichen Meilenstein für das EcoCommercial Building (ECB) Program von Bayer MaterialScience, das die Entwicklung energieoptimierter Gebäude zum Ziel hat.

Die Solarsiedlung Am Leimbacher Berg der Bayer Real Estate zeichnet sich durch einen besonders niedrigen Heizwärmebedarf aus. Das Projekt ging aus dem Gewinn des Landeswettbewerbs 2002 MSWKS des Landes NRW hervor.

Passivhaus-Wärmedämmung und große südgerichtete Passivhaus-Fenster minimieren die Wärmeverluste. Mithilfe von Computersimulationen wurde eine verschattungsfreie städtebauliche Lösung gefunden. Die „solare Ernte“ der gesamten Siedlung liegt bei über 98%; die Energie- und Lichtverluste sind nahezu Null. Die Baumaßnahme wurde in das Forschungs- und Förderprogramm „50 Solarsiedlungen“ des Landes und der Energieagentur NRW aufgenommen.

Eine kontrollierte Wohnraumlüftung mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung ist Bestandteil des gewählten Passivhauskonzepts. Dem Zu- und Abluftgerät wird ein 36 Meter langer Erdkanal (L-EWT) vorgeschaltet, um den hocheffizienten Wärmetauscher frostfrei betreiben zu können. Im Sommer kann die Frischluft mithilfe des Erdkanals auf 22°C abgekühlt werden.

Die Brauchwassererwärmung geschieht zu 70% über Kollektoren, die als sommerlicher Schattenspender in optimierter Position zu den Südfenstern platziert wurden. Die Heizenergie von 14 kWh/ m2a wird durch Erdwärme bereitgestellt. Jede Wohneinheit erhält eine eigene, ca. 60 Meter tiefe Sondenbohrung, kombiniert mit einer Sole-Wasser- Wärmepumpe und einem 600-Liter-Wärmespeicher. Die gesamte Versorgung mit Frischluft und Wärme wird mit Geräten von Stiebel-Eltron sichergestellt. Die Technik hat sich in der Praxis bewährt, so das Ergebnis der Messungen der BUGH Wuppertal. Alle Systeme werden über eine einzelne optimierte Regel- und Steuereinheit kontrolliert, was für die hohe Effizienz des Gesamtsystems entscheidend ist.

Der gesamte integrale Planungsprozess war geprägt durch die Analyse unterschiedlicher Lösungsvarianten. Pro und Contra wurden dabei jeweils aus Sicht des Bauherren, des Architekten und des Ingenieurs dargestellt und gemeinsam abgewogen. Durch die enge Verzahnung konnte so der entstehende Entwurf zeitnah und bis in Details hinein immer weiter optimiert werden. Auf das Ergebnis sind wir alle ein wenig stolz: Bei den Häusern am Leimbacher Berg ist es gelungen, den CO2-Ausstoß auf ein Viertel dessen zu senken, was bei einem Neubau in herkömmlicher Bauweise üblich ist, bei einem völlig ortsüblichen Kaufpreis der Häuser.

Der Standort Friedensplatz in Bonn hat für die Sparkasse eine lange Tradition – seit 1913 ist das Geldinstitut hier ansässig. Hundert Jahre später wurde der Neubau der Sparkasse KölnBonn an dieser Stelle als nachhaltiges und energieeffizientes Verwaltungs- und Handelsgebäude errichtet.

Das Gebäude wurde 2014 mit dem DGNB-Zertifikat in Gold ausgezeichnet. Von Anfang an spielte ein besonders effizientes und ausgewogenes Energiekonzept zusammen mit ökologischen und sozialen Aspekten eine wichtige Rolle. Die Ausstellung des DGNB-Zertifikats umfasste die Überprüfung von insgesamt 53 Nachhaltigkeitskriterien. In Summe führten alle Aspekte zu einem vorbildlichen Gesamtbild, zusammengesetzt aus Modernität, Werthaltigkeit sowie besonderer Verantwortung gegenüber den Kunden, den Mitarbeitern, der Umwelt und dem wichtigen Standort im Herzen von Bonn.

Das Gebäude versorgt sich aus erneuerbarer geothermischer und solarer Energie, ergänzt durch Fernwärme. Die Sparkassen-Geschäftsstelle ist geprägt durch ein besonders hochwertiges Tageslichtkonzept; der Fokus liegt auf dem Komfort der Mitarbeiter und Kunden. Die Büros und die Sozialräume zeichnen sich durch den hohen thermischen Komfort bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch aus, außerdem durch den Zugang zu einer Vielzahl von attraktiven Dachgärten und großzügige Fenster mit beeindruckendem Blick auf die historische Dachlandschaft.

Natursteinfassaden und Betondecken dienen als Speichermasse. Alle Decken wurden thermisch aktiviert. Abgependelte Akustikpaneele reduzieren effektiv die Nachhallzeiten. Dezentrale Lüftungsgeräte versorgen genau nach Bedarf jeden einzelnen Raum mit Luft und Wärme. Der Sonnenschutz reflektiert das Tageslicht in die Raumtiefe und schützt gleichzeitig vor Überwärmung.

Das Gebäude der Sparkasse am Friedensplatz verkörpert, wie wir von IPJ uns die gebaute Zukunft vorstellen: modern, elegant, zurückhaltend, zugleich konsequent im Schutz der Umwelt und der Wertschätzung seiner Bewohner, Kunden und Mitarbeiter. Möglich wurde das durch die konstruktive und respektvolle Zusammenarbeit vom Entwurf bis zur Inbetriebnahme: mit unseren Auftraggebern, den Architekten und allen beteiligten Fachplanern und Handwerkern.

Das Montforthaus in Feldkirch ist ein Veranstaltungsgebäude in Vorarlberg, in dem bis zu 3.000 Personen Konzerte und Tagungen in einem besonderen Ambiente besuchen können. Das Gebäude liegt am Rande der Altstadt von Feldkirch, in direkter Blickbeziehung zur Schattenburg.

Die Architektengemeinschaft Hascher Jehle, Berlin und Mitiska Wäger, Bludenz übernahm im Auftrag der Stadt Feldkirch die Aufgabe, einen Ersatz für das nicht zu sanierende Veranstaltungsgebäude aus den 1970er Jahren zu schaffen. Die Architekten haben diese Aufgabe nicht nur mit Bravour gelöst, sondern dabei auch die gegebene Kostengrenze eingehalten.

Das Energiekonzept ist vielschichtig. Der Energieausweis des Gebäudes entspricht der Klasse A. Die geothermische Wärmepumpe, die aus der vorbeifließenden Ill Wärme und Kälte entnimmt, wird durch Fernwärme ergänzt. Der Konzertsaal ist mit einer LED-Beleuchtung der neuesten Generation ausgestattet – dimmbar von 100 bis 0 Prozent ermöglicht sie eine stufenlose Regelung der Helligkeit. Extrem effiziente Lüftungsgeräte versorgen die Innenräume. Das Foyer wird im Sommer zusätzlich durch automatisch gesteuerte Fassadenklappen natürlich durchlüftet und dadurch gekühlt.

Die größten elektrischen Verbraucher werden gemäß der Anforderungen des Smart Grid im Energiemanagement verwaltet. Das Energiekonzept basiert auf dem IPJ-Prinzip „Energy follows People”; das bedeutet, dass Luft, Licht und Wärme dem Publikumsstrom folgen. Auf diese Weise wird eine bedarfsgerechte Energieversorgung mit minimalem Ressourceneinsatz erreicht.

IKEA hat in Kaarst bei Düsseldorf sein weltweit nachhaltigstes Einrichtungshaus eröffnet. Der „More Sustainable Store“ soll nicht nur neue Maßstäbe in Sachen Umweltverträglichkeit setzen, sondern auch die Kunden zu einem nachhaltigeren Leben inspirieren.

Das Ingenieurbüro IPJ hat das Energiekonzept für das wegweisende neue IKEA-Gebäude mitentwickelt und dabei eine Vielzahl ressourcenschonender Technologien kombiniert: Ein Blockheizkraftwerk, eine Solarthermieanlage und eine 400kW-Photovoltaikanlage sorgen für eine umweltfreundliche Energiegewinnung, eine besonders gute Dämmung für ein angenehmes Klima. Das Möbelhaus ist hell und luftig und trägt so zum Wohlbefinden bei, dank besonders großer Tageslichtöffnungen in allen Räumen. Die restliche LED-Beleuchtung wird energiesparend und tageslichtabhängig gesteuert. Die einzelnen Gebäudeteile sind durch begrünte Terrassen miteinander verbunden; die Außenanlagen wurden in Zusammenarbeit mit dem Naturschutzbund Deutschland (NABU) entworfen und sind so gestaltet, dass sie dem Schutz der Artenvielfalt dienen.

Das lichtdurchflutete Möbelhaus ist seit seiner Eröffnung eines der Flaggschiffe der Klimaschutz-Initiative „KlimaExpo.NRW“, die die Landesregierung Nordrhein-Westfalen ins Leben gerufen hat. „IKEA zeigt mit dem weltweit nachhaltigsten IKEA Einrichtungshaus in Kaarst, dass Gewerbeimmobilien und klimagerechtes Bauen wunderbar zusammen passen“, lobte Dr. Heinrich Dornbusch, Vorsitzender Geschäftsführer der KlimaExpo.NRW. Das Audit zur BREEAM-Zertifizierung wurde durch IPJ betreut. Mit dem begehrten Zertifikat bescheinigt das britische Forschungsinstitut BRE (Building Research Establishment) den Standard „Excellent“ bei allen Aspekten der Nachhaltigkeit.

Austrian Embassy, Bangkok: A lighthouse project

The new Embassy and Consulate building of the Republic of Austria in the Thai capital of Bangkok sets standards in the field of sustainable construction: the architecturally sophisticated building is designed as a PlusEnergy building.

Due to its energy efficiency and the approximately 600 square metre photovoltaic system, the embassy building, completed in 2017, has a positive energy balance in its annual operation. The self-supporting photovoltaic roof produces more electricity than is consumed throughout the year in the building. The electricity generated is used entirely on site, so that the embassy building has a high degree of economic efficiency. The consistent use of locally available materials such as laterite and teak and a state-of-the-art architecture also make the building an example for the entire region and provide a very positive response in professional circles.

The users appreciate the pleasant building climate, to which the well thought-out energy concept contributes significantly. The photovoltaic system not only generates energy, but is also part of the ventilation and cooling concept: it provides shade and ensures that the building is bathed in pleasantly cool air. A central ventilation system with small but adequate external air volumes and decentralized cooling registers ensures comfort. The windows are fitted with overcurrent wings, which are also used for night cooling and especially for moisture removal. Overhanging roofs and specially created planting areas ensure natural shading and cooling. The existing stock of trees was also integrated into the planning. A rainwater cistern is used to irrigate the plants.

The HOLODECK architects office is responsible for the architecture and general design, energy design by IPJ, structural design by gmeiner haferl zivilingenieure. Client BMEIA. Photographs by Ketsiree Wongwan.

As the world’s first mosque, the Yryskeldi Qajy Ata Meshiti Mosque in the Kazakh city of Astana has a positive electricity balance during the year. Their heating energy requirements are about two-thirds lower than for comparable buildings. 

The mosque is one of the first four buildings in the world to be awarded the „Austria Green Planet Building Award“ in May 2018. The prize, awarded by two Austrian ministries, in particular honours energy-efficient buildings that have been constructed or upgraded with the participation of Austrian designers.

For the optimisation of thermal energy in the construction of the Yryskeldi Qajy Ata Meshiti Mosque, completed in 2018, the Vienna office of „IPJ Ingenieurbüro P. Jung GmbH“ was responsible for the building simulation and the building services consulting, and developed the energy concept together with „NEUE BAUPHYSIK UND ENERGIEDESIGN GMBH – NEUBAU“ for the 4,000 square metre complex.

Extensive outdoor photovoltaic systems in the mosque include walkways and carports. They produce more electrical energy than is needed in the building. The demand for heating has been reduced to about one-third (35 percent) of what is normal in Kazakhstan through a clever combination of measures to increase energy efficiency. In addition to targeted thermal bridge optimisation, higher insulation standards also contribute – for this reason the mosque was equipped with quadruple glazing. „Das Leitwerk GmbH“ contributed to the planning and implementation of an efficient ventilation strategy with 75 percent heat recovery. The total investment cost for the energy system amounted to 400,000 euros.

Sanierung des Kreishaus Siegen

Technische Sanierung
Entfernung der Induktions-Klimaanlage
Fensterlüftung statt mechanischer Lüftung
Ertüchtigung des Brandschutzes
Erneuerung der Fenster und Dämmung der Fassade
Erhofftes Ergebnis: Kostengünstige Revitalisierung mit Vorbildcharakter

Problemstellung

• Laute und zugige Induktionsanlage von 1976
• Lichtschluckendes Sonnenschutzglas mit innenliegendem Vertiso-Blendschutz

Lösungsansatz

• Verbundfenster mit Sonnenschutzlamellen außen
• Lamellen zwischen Prallscheibe und Verglasung
• Kühldecken
• Heizkörper

Helligkeit im Raum +14%

Pro­b­le­ma­tik

Wahl zwischen

• unkontrollierter Luftwechsel
• hohe Lüftungswärmeverluste
• starke Zugluft

oder

• Fenster dauerhaft verschlossen
• unzureichende Lüftung
• mangelhaft Luftqualität
• Schimmelbildung an Wärmebrücken

Idee und Lösung

• Freie Lüftung mit Lüftungselement als Winddruckbegrenzer
• selbstregelnd
• simpel
• leicht verständlich
• robust
• energiesparend

Druckbegrenzendes Lüftungselement
Konzept des FSL-Lüftungselements

• natürliche Belüftung aufgrund des Winddrucks
• Überströmung der Luft innerhalb eines Geschosses
• definierte Druck- und Volumenstrombegrenzung beim Lufteintritt und -austritt aus dem Gebäude
• Achsweise Zu- und Abluftgeräte im Wechsel
• Rückschlagklappe gegen unerwünschte Luftströmungen
• kein Ventilator
• kein Heiz- oder Kühlregister

Winddruckbegrenzer
Technische Daten

• flexible Voreinstellung des maximalen Volumenstroms
• Rückschlagklappe
• Schalldämmkulisse (Normschallpegeldifferenz ca. 55 dB)
• Wärmebrückenfreier Aufbau
• Manuelle bedarfsgerechte Bedienung über Beschlag
• Wartungsfrei
• 530 belegte Büroachsen
• Sonderserie FSL

Energieeinsparung (Messwerte)

Unser Prototyp eines Bürogebäudes für das EcoCommercial Building Netzwerk.

In diesem Verbund finden sich führende Anbieter von Technologien für effiziente und nachhaltige Bauprodukte. Geleitet wurde das Netzwerk durch die Covestro AG (ehem. BayerMaterialScience AG), weitere Partner waren unter anderen ThyssenKrupp, Stiebel-Eltron, Kingspan und alwitra. Wir steuern das gewerkeübergreifende Ingenieurwissen bei, zum Beispiel durch

Hier setzen wir unsere Stärken als praxiserfahrene Ingenieure, aber auch unseren Mut zu innovativen Lösungen ein.

Sehen Sie im Film, wie unsere Konzepte funktionieren. Das gezeigte Gebäude ist unsere Idee für das Bürogebäude der Zukunft.

Smart Facade

Air Temperature

Energy Demand