Weißes Dach, innovative Sonnenschattierungen und bioklimatische Gestaltung in Madrid
Die Auswirkungen des Klimawandels dürften sich stark auf die Region Madrid auswirken und umfassen extreme Hitze im Sommer, Wasserknappheit und gelegentlich starke Regenfälle.
2012 wurde der Neubau der Energieabteilung des Madrid Institute for Advanced Studies (IMDEA) fertiggestellt. Das Gebäude in Móstoles, 18 km südwestlich vom Zentrum von Madrid, umfasst verschiedene Anpassungslösungen an den Klimawandel. Diese Maßnahmen haben oft einen gleichzeitigen Klimaschutzeffekt. Das Gebäude wurde nach den Kriterien der bioklimatischen Architektur entworfen, um niedrige Innentemperaturen während der Hitzeperioden zu erreichen und den Energieverbrauch für Kühlung und Beleuchtung zu minimieren. Auch im Bereich der Wasserbewirtschaftung wurden Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt. Wassersparsysteme wurden implementiert und das gesamte Wasser vom Dach wird gesammelt, um Grünflächen oder andere nicht spezifizierte Zwecke zu bewässern. Nicht nur extreme Dürren, sondern auch extreme Regenfälle werden berücksichtigt; der Parkplatz hat eine durchlässige Oberfläche, die nach der Veranstaltung schnell Wasser abführt. Klimaschutzmaßnahmen konzentrieren sich vor allem auf Energieeffizienz, erneuerbare Energiequellen und reduzierten Energieverbrauch. Neben der effizienten Nutzung verfügbarer (erneuerbarer) Energiequellen konzentriert sich das Gebäude durch seine architektonische Struktur auf Effizienz und Vielseitigkeit. Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt des Projekts war die Ressourceneffizienz beim Bau.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
In der Region Madrid wird erwartet, dass sich die klimatischen Bedingungen ziemlich stark verändern, insbesondere in Bezug auf die Anzahl und Dauer der hohen Tages- und Nachttemperaturen sowie den Rückgang der Niederschläge. Der Durchschnitt der Modellprojektionen eines Ensembles wichtiger Klimamodelle, die unter dem Klimaszenario RCP8.5 auf die kommunale Ebene heruntergestuft werden, deutet auf einen deutlichen Anstieg der Anzahl der heißen Nächte hin (d. h. diejenigen Nächte mit einer höheren Durchschnittstemperatur als das 90 %-Perzentil des Bezugszeitraums, 2006): 50, 80, 114 Nächte im Jahr 2010, 2050 und 2100 (Modelle verfügbar in AdapteCCa. Die Modelle projizieren auch einen Anstieg der heißen Tage (höhere durchschnittliche Tagestemperatur als 90 % Perzentil im Bezugszeitraum): 31, 54, 75 Tage 2010, 2050 und 2100; sowie in der Dauer der Hitzewellen: 17, 26, 56 Tage im Jahr 2010, 2050 und 2100. Sie weisen auch auf einen Rückgang des Niederschlags hin, wobei 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 zunimmt.
Daher wird erwartet, dass die Auswirkungen des Klimawandels wie extreme Hitze, Wasserknappheit und gelegentlich starke Regenfälle in den kommenden Jahrzehnten immer größere Probleme für die Region Madrid darstellen werden, die Herausforderung des Projekts bestand darin, ein Gebäude zu entwickeln, das eine Kombination aus zahlreichen ehrgeizigen Zielen erfüllen muss: es musste zu einem großen, multifunktionalen, flexiblen, energieeffizienten und klimaanpassungsfähigen Gebäude werden, das lange dauern würde und an die sich ändernden Umstände angepasst würde.
Ziele
Da das Ziel der Energieabteilung des IMDEA-Instituts die Durchführung von Forschung und Entwicklung zu Energiefragen (insbesondere zu erneuerbaren Energien und sauberen Energielösungen) ist, wurde bei der Gestaltung des Neubaus ein Zusammenhang mit diesen übergeordneten Zielen berücksichtigt. Gleichzeitig zielten die Entwickler darauf ab, ein Gebäude zu entwerfen, das lange in Betrieb wäre und unter veränderten klimatischen Bedingungen, bei höheren Sommertemperaturen und ohne zusätzliche Energie für die Kühlung funktionieren würde. Die Gebäudeplanung musste energieeffiziente Systeme, erneuerbare Energien, reduzierte Energieverbrauch, effiziente Wassersysteme, effiziente Ressourcennutzung (wie Baustoffe) und Grünflächen rund um das Gebäude umfassen.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Die meisten im Bau des IMDEA-Gebäudes implementierten 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 während der Hitzeperioden zu erreichen und den Energieverbrauch für Kühlung und Beleuchtung zu minimieren. Gebäudefassaden werden mit 80 mm Isolierung und unterschiedlichen Außenausführungen hinterlüftet, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Es wird von großen transparenten Oberflächen umhüllt, insbesondere in den Innenwänden, die das Aussehen und die Beleuchtung des Gebäudes verbessern. Horizontale Klingen („festes großes Lamellensystem“) werden an der Außenseite des Gebäudes eingesetzt und bieten so eine effektive Sonnenschattierung, ohne die Sicht zu beeinträchtigen. Diese Sonnenschirme schützen die Benutzer vor einem übermäßigen Wärmeniveau aufgrund von Sonneneinstrahlung oder der Möglichkeit der Blendung, wenn die Sonnenhöhe am höchsten ist oder wenn die Strahlung sehr hoch ist. Zusammen mit der richtigen Ausrichtung des Gebäudes ermöglichen die Sonnenschirme eine optimale Nutzung des ankommenden Lichts in Zeiten niedriger Sonnenhöhe (frühe Morgen-, Spätabend- 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 besonders darauf geachtet: verschiedene Fassadensysteme wurden entworfen und verglichen, um die optimale Fassade nach Funktion und Ausrichtung zu entwickeln. Das Gebäude wurde in Modulen entworfen, so dass es erweitert oder aufgeteilt werden konnte, ohne die Funktionalität oder das 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 oben platziert, wodurch eine passive Schutzabdeckung gegen übermäßige Sonneneinstrahlung und Hitze gebildet wird.
Auch in Bezug auf die Wasserbewirtschaftung wurden Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Wassersparsysteme eingeführt werden; zum Beispiel verbrauchen Waschbecken, Toiletten und Urinale sehr wenig Wasser und die Einsparung liegt bei über 40 % im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude. Darüber hinaus wird das gesamte Wasser vom Dach gesammelt und verwendet, um Grünflächen oder andere nicht spezifizierte Zwecke zu bewässern. Nicht nur extreme Dürren, sondern auch extreme Regenfälle werden berücksichtigt; der Parkplatz hat eine durchlässige Oberfläche, die nach der Veranstaltung schnell Wasser abführt. Die Grünfläche rund um das Gebäude ist mit einheimischen Bäumen und Pflanzen bedeckt.
Die in Betracht gezogenen Klimaschutzmaßnahmen konzentrieren sich vor allem auf Energieeffizienz, erneuerbare Energiequellen und reduzierten Energieverbrauch. Das Gebäude verfügt über energieeffiziente Einrichtungen und ein Überwachungs- und Kontrollsystem, um eine optimale Nutzung dieser Anlagen zu gewährleisten. Das Gebäude ist dank dieses Überwachungssystems jedes Jahr energieeffizienter geworden. Ein geschlossenes System der Wasserkühlung unterstützt auch die Energie- und Wassereffizienz des Gebäudes. Als erneuerbare Energiequellen werden eine Aquifer-Wärmespeicheranlage, Kraft-Wärme-Kopplung und Solarmodule installiert.
Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt des Projekts war die Ressourceneffizienz. Während des Baus wurden recycelte Materialien wie Stahl, Aluminium oder Glas verwendet; sowie lokal gefertigte Komponenten wie Naturstein, Beton und keramische Materialien. Auch die Nachhaltigkeit der Materialien war ein wichtiges Thema und daher haben die aus Holz gewonnenen Materialien das FSC-Zertifikat. Das gesamte IMDEA-Gebäude wurde nach den Green Building-Spezifikationen (vom US Green Building Council eingerichtet) 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 von speziellen Plätzen auf dem IMDEA-Parkplatz ermutigt.
Relevanz
Der Fall wurde als Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt, umgesetzt und teilweise finanziert.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Die Beteiligung der Interessenträger war für die Planung und den Bau des neuen Gebäudes der Energieabteilung der IMDEA nicht unmittelbar relevant. Folgende Hauptakteure waren beteiligt.
Das Projekt wurde vom IMDEA-Institut (Fundación IMDEA Energía) initiiert. In Spanien werden Bauprojekte in der Regel von einer Partei geleitet, und in diesem Fall war diese Aufsichtspartei das Architektenunternehmen 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 es das Land kostenlos zur Verfügung stellte.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Die Zeit und das Augenmerk auf die Gestaltung des Gebäudes haben zu einem gründlich entwickelten Bauplan geführt. Es begann als relativ einfaches Design, entwickelte sich aber während des Entwurfsprozesses mit einer Steigerung der Energieeffizienzziele im Laufe der Zeit.
Ein weiterer Erfolgsfaktor war, dass sich das Projekt auf ein integriertes Design statt auf eine einfache Ergänzung einzelner Techniken konzentrierte. Zum Beispiel wurden Solarpaneele direkt im Dach installiert, anstatt sie zu einem späteren Zeitpunkt hinzuzufügen. Ein weiteres Beispiel ist, dass während der Bodenprüfung für die Fundamente gleichzeitig Tests für das thermische Energiespeicherpotenzial des Grundwasserleiters durchgeführt wurden.
Zu Beginn des Projekts waren die Klima-, Energie- und Nachhaltigkeitsziele sehr gering, entwickelten sich aber im Laufe des Projekts. Die kontinuierliche Aktualisierung der Ziele und Maßnahmen verlängerte die Projektentwicklungszeit erheblich.
Kosten und Nutzen
Die Baukosten beliefen sich auf rund 9,2 Millionen Euro. Da das IMDEA-Institut von der Gemeinschaft Madrid gegründet wurde, wurde dieses Bauprojekt indirekt von der autonomen Gemeinschaft finanziert.
IMDEA erhielt Mittel aus Ausschreibungen 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 von Madrid, es ist jedoch unklar, inwiefern die Mittel für das Gebäude bereitgestellt wurden und wie hoch die Forschungsarbeiten sind; insgesamt liegt die Finanzierung in der Größenordnung von Millionen Euro.
Das neue Gebäude kostete nicht nur Geld, sondern soll während der Nutzungsdauer Geld sparen. Die hohe Energie- und Wassereffizienz des Gebäudes kann im Vergleich zu konventionellen Gebäuden zu niedrigeren zukünftigen Kosten für Energie- und Wasserverbrauch führen.
Rechtliche Aspekte
Umsetzungszeitraum
Der Bau des Gebäudes begann im Mai 2010 und wurde im Mai 2012 abgeschlossen. Die Überwachung der Energieeffizienz des Gebäudes ist im Gange.
Lebensdauer
Sofern 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 vorauszusehen.
Referenzinformationen
Kontakt
Jaime García Rodríguez
Arkitools
Calle Anunciación 8, Local 2
Madrid 28009, Spain
E-mail: info@arkitools.com
Webseiten
Referenz
Arkitools and IMDEA
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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