Weißes Dach, innovative Sonnenschatten und bioklimatisches Design in Madrid

Es wird erwartet, dass sich die klimatischen Bedingungen im Gebiet von Madrid ziemlich stark ändern werden, insbesondere in Bezug auf die Anzahl und Dauer der hohen Tages- und Nachttemperaturen und den Rückgang der Niederschläge. Der Durchschnitt der Modellprojektionen eines Ensembles wichtiger Klimamodelle, die unter dem Klimaszenario RCP8.5 auf die kommunale Ebene herunterskaliert wurden, deutet auf einen deutlichen Anstieg der Anzahl heißer Nächte hin (d. h. jener Nächte mit einer höheren Durchschnittstemperatur als dem 90%-Perzentil des Bezugszeitraums, 2006): 50, 80, 114 Nächte jeweils 2010, 2050 und 2100 (Modelle verfügbar in AdapteCCa. Die Modelle projizieren auch einen Anstieg der heißen Tage (höhere durchschnittliche Tagestemperatur als das 90% Perzentil im Bezugszeitraum): 31, 54, 75 Tage im Jahr 2010, 2050 und 2100; sowie in der Dauer von Hitzewellen: 17, 26 bzw. 56 Tage im Jahr 2010, 2050 und 2100. Sie deuten auch auf einen Rückgang der Niederschläge hin, da die Anzahl der Tage mit weniger als 1 mm Regen von 280 im Jahr 2010 auf 283 im Jahr 2050 auf 302 im Jahr 2100 ansteigt.

Daher wird erwartet, dass die Auswirkungen des Klimawandels wie extreme Hitze, Wasserknappheit und gelegentliche starke Regenfälle in den kommenden Jahrzehnten immer ernstere Probleme für die Region Madrid darstellen werden. Die Herausforderung des Projekts bestand darin, ein Gebäude zu entwickeln, das eine Kombination zahlreicher ehrgeiziger Ziele erfüllen müsste: Es musste ein großes, multifunktionales, flexibles, energieeffizientes und klimaanpassungsfähiges Gebäude werden, das lange halten und an die sich ändernden Umstände angepasst sein würde.

Da es das Ziel der Energieabteilung des IMDEA-Instituts ist, Forschung und Entwicklung zu Energiefragen (insbesondere zu erneuerbaren Energien und sauberen Energielösungen) durchzuführen, wurde bei der Gestaltung des Neubaus eine Verbindung zu diesen übergeordneten Zielen berücksichtigt. Gleichzeitig wollten die Entwickler ein Gebäude entwerfen, das lange funktioniert und unter veränderten klimatischen Bedingungen, mit höheren Sommertemperaturen und ohne zusätzlichen Kühlenergieverbrauch funktioniert. Die Gebäudeplanung musste energieeffiziente Systeme, erneuerbare Energien, reduzierten Energieverbrauch, effiziente Wassersysteme, effiziente Ressourcennutzung (wie Baumaterialien) und Grünflächen um das Gebäude herum umfassen.

Die meisten der beim Bau des IMDEA-Gebäudes umgesetzten Lösungen sind gleichzeitig Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel und zur Eindämmung des Klimawandels.

Das Gebäude wurde nach den Kriterien der bioklimatischen Architektur entworfen, um niedrige Innentemperaturen in heißen Perioden zu erreichen und den Energieverbrauch für Kühlung und Beleuchtung zu minimieren. Gebäudefassaden sind mit 80 mm Isolierung und verschiedenen Außenoberflächen für ein optimales Ergebnis hinterlüftet. Es wird von großen transparenten Oberflächen umhüllt, insbesondere in den Innenwänden, die das Erscheinungsbild und die Beleuchtung des Gebäudes verbessern. Auf der Außenseite des Gebäudes kommen horizontale Lamellen („festes System mit großen Lamellen“) zum Einsatz, die eine effektive Sonnenschutzfunktion bieten, ohne die Sicht zu beeinträchtigen. Diese Sonnenschirme schützen die Benutzer vor übermäßiger Hitze durch Sonneneinstrahlung oder der Möglichkeit von Blendung, wenn die Sonnenhöhe am höchsten ist oder wenn die Strahlung sehr hoch ist. Zusammen mit einer korrekten Ausrichtung des Gebäudes ermöglichen die Sonnenschirme eine optimale Nutzung des einfallenden Lichts in Zeiten niedriger Sonnenhöhe (frühe Morgen-, späte Abend- und Wintertage). Dachflächen, die direkter Sonne ausgesetzt sind, wurden mit einem speziellen weißen Material bedeckt, das Strahlung reflektiert, was den Energiebedarf für die Kühlung und den Beitrag zum städtischen Wärmeinseleffekt reduziert.

Bei der Ausrichtung des Gebäudes wurde besondere Sorgfalt walten lassen: Es wurden verschiedene Fassadensysteme entworfen und verglichen, um die optimale Fassade nach Funktion und Ausrichtung zu entwickeln. Das Gebäude wurde in Modulen entworfen, so dass es erweitert oder geteilt werden konnte, ohne seine Funktionalität oder sein Image zu beeinträchtigen. Der Kern des Gebäudes bildet sein Herz in Bezug auf die Nutzung und ist als natürlicher Begegnungs- und Interaktionsort konzipiert. Die Forschungsräume sind um ihn herum angeordnet. In diesen Räumen wird die technische Ausrüstung aufgesetzt und bildet so eine passive Schutzhülle gegen übermäßige Sonneneinstrahlung und Hitze.

Auch im Bereich der Wasserwirtschaft wurden Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Wassersparende Systeme werden implementiert; Zum Beispiel verbrauchen Waschbecken, Toiletten und Urinale sehr wenig Wasser und die Einsparung beträgt über 40% im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude. Darüber hinaus wird das gesamte Wasser vom Dach gesammelt und zur Bewässerung von Grünflächen oder für andere nicht spezifizierte Zwecke verwendet. Nicht nur extreme Dürren, sondern auch extreme Regenfälle werden berücksichtigt; Der Parkplatz hat eine durchlässige Oberfläche, die nach der Veranstaltung schnell Wasser ableitet. Die Grünfläche rund um das Gebäude ist mit lokalen Bäumen und Pflanzen bedeckt.

Die in Betracht gezogenen Klimaschutzmaßnahmen konzentrieren sich hauptsächlich auf Energieeffizienz, erneuerbare Energiequellen und einen geringeren Energieverbrauch. Das Gebäude verfügt über energieeffiziente Einrichtungen und ein Überwachungs- und Kontrollsystem, um eine optimale Nutzung dieser Einrichtungen zu gewährleisten. Dank dieses Überwachungssystems ist das Gebäude jedes Jahr energieeffizienter geworden. Ein geschlossenes System der Wasserkühlung unterstützt auch die Energie- und Wassereffizienz des Gebäudes. Eine Aquifer-Wärmespeicheranlage, Kraft-Wärme-Kopplung und Sonnenkollektoren werden als erneuerbare Energiequellen installiert.

Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt des Projekts war die Ressourceneffizienz. Während des Baus wurden recycelte Materialien wie Stahl, Aluminium oder Glas verwendet; sowie lokal hergestellte Komponenten wie Naturstein, Beton und keramische Materialien. Die Nachhaltigkeit der Materialien war ebenfalls ein wichtiges Thema und daher haben die aus Holz gewonnenen Materialien das FSC-Zertifikat. Das gesamte IMDEA-Gebäude wurde nach den Green Building-Spezifikationen (die vom US Green Building Council festgelegt wurden) entworfen und entwickelt und erhielt die LEED Gold-Zertifizierung.

Schließlich werden Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels auch durch verhaltensbezogene Maßnahmen umgesetzt; Elektroautos und Fahrgemeinschaften werden durch die Reservierung spezieller Plätze auf dem IMDEA-Parkplatz gefördert.

Die Beteiligung der Interessenträger war für die Planung und den Bau des Neubaus der Energieabteilung der IMDEA nicht unmittelbar relevant. Folgende Schlüsselakteure waren beteiligt.

Das Projekt wurde vom IMDEA-Institut (Fundación IMDEA Energía) initiiert. In Spanien werden Bauprojekte in der Regel von einer Partei verwaltet, und in diesem Fall war diese Aufsichtspartei die Architektenfirma Arkitools. Die Baufirma war SACYR. Mehrere verschiedene Berater nahmen an dem Projekt teil: HCA (Strukturberater), OFINCO (Installationsberater), INITEC (Installationsberater) und EUROCONSULT (Projektmanagement). VEGA INGENIERÍA unterstützte den LEED-Zertifizierungsprozess. Die Gemeinde Móstoles, die Stadt, in der sich das IMDEA-Gebäude befindet, unterstützte das Projekt, indem sie das Land kostenlos zur Verfügung stellte.

Die Zeit und die Aufmerksamkeit, die der Planung des Gebäudes gewidmet wurde, haben zu einem gründlich ausgearbeiteten Gebäudeplan geführt. Es begann als relativ einfaches Design, entwickelte sich aber während des Designprozesses mit einer Erhöhung der Energieeffizienzziele im Laufe der Zeit.

Ein weiterer Erfolgsfaktor war, dass sich das Projekt auf ein integriertes Design anstatt auf eine einfache Ergänzung einzelner Techniken konzentrierte. Beispielsweise wurden Solarmodule direkt im Dach installiert, anstatt sie zu einem späteren Zeitpunkt hinzuzufügen. Ein weiteres Beispiel ist, dass während der Bodenuntersuchungen für die Fundamente gleichzeitig Tests für das thermische Energiespeicherpotenzial des Grundwasserleiters durchgeführt wurden.

Zu Beginn des Projekts waren die Klima-, Energie- und Nachhaltigkeitsziele sehr niedrig, aber sie entwickelten sich im Laufe des Projekts weiter. Die kontinuierliche Aktualisierung der Ziele und Maßnahmen verlängerte die Projektentwicklungszeit erheblich.

Die Baukosten beliefen sich auf rund 9,2 Millionen Euro. Kein Zuschuss wurde direkt von der Stadt oder der Region gewährt, aber da das IMDEA-Institut von der Gemeinschaft Madrid gegründet wurde, wurde dieses Bauprojekt indirekt von der autonomen Gemeinschaft finanziert.

Die IMDEA erhielt Mittel aus Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen für Wissenschaft und Technologie des Ministeriums für Wirtschaft und Wettbewerbsfähigkeit, obwohl nicht bekannt ist, wie viel Mittel erhalten wurden. Die IMDEA erhielt auch Mittel aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Rahmen einer Vereinbarung zwischen dem Ministerium für Wirtschaft und Innovation und der Gemeinschaft Madrid, aber es ist unklar, wie viel der Mittel für das Gebäude und wie viel für die Forschungsarbeit aufgewendet wurden. Insgesamt liegt die Förderung in der Größenordnung von Millionen Euro.

Der Neubau hat nicht nur Geld gekostet, sondern soll auch während der Nutzungsdauer Geld sparen. Die hohe Energie- und Wassereffizienz des Gebäudes kann zu niedrigeren zukünftigen Kosten für den Energie- und Wasserverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Gebäuden führen.

Der Bau des Gebäudes begann im Mai 2010 und wurde im Mai 2012 abgeschlossen. Die Überwachung der Energieeffizienz des Gebäudes ist im Gange.

Vorausgesetzt, dass das Gebäude gut gepflegt ist, wird seine Nutzungsdauer auf über 50 Jahre geschätzt. Das Gebäude wurde entworfen, um die zukünftige Möglichkeit der Einbeziehung technischer Verbesserungen vorzusehen.

Jaime García Rodríguez
Arkitools
Calle Anunciación 8, Local 2
Madrid 28009, Spain
E-mail: info@arkitools.com 

Arkitools und IMDEA