Weißes Dach, innovative Sonnenschattierungen und bioklimatisches Design in Madrid

Es wird erwartet, dass sich die klimatischen Bedingungen im Raum 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 im 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 Übernachtungen im Jahr 2010, 2050 und 2100 (Modelle verfügbar in AdapteCCa. Die Modelle prognostizieren 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, 56 Tage im Jahr 2010, 2050 und 2100. Sie weisen auch auf einen Rückgang der Niederschläge 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 ansteigt.

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

Da das Ziel der Energieabteilung des IMDEA-Instituts darin besteht, Forschung und Entwicklung zu Energiefragen (insbesondere in Bezug auf erneuerbare Energien und saubere Energielösungen) durchzuführen, wurde bei der Planung des neuen Gebäudes ein Zusammenhang mit diesen übergeordneten Zielen berücksichtigt. Gleichzeitig zielten die Entwickler darauf ab, ein Gebäude zu entwerfen, das lange in Betrieb war und unter veränderten klimatischen Bedingungen, bei höheren Sommertemperaturen und ohne zusätzlichen Energieaufwand für die Kühlung funktionierte. Die Gebäudeplanung musste energieeffiziente Systeme, erneuerbare Energien, einen geringeren Energieverbrauch, effiziente Wassersysteme, eine effiziente Ressourcennutzung (wie Baumaterialien) und Grünflächen rund um das Gebäude umfassen.

Die meisten Lösungen, die beim Bau des IMDEA-Gebäudes umgesetzt werden, 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 Zeiten zu erreichen und den Energieverbrauch für Kühlung und Beleuchtung zu minimieren. Gebäudefassaden sind mit 80 mm Isolierung und verschiedenen Außenoberflächen hinterlüftet, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Es ist von großen transparenten Oberflächen umhüllt, insbesondere in den Innenwänden, die das Aussehen und die Beleuchtung des Gebäudes verbessern. An der Außenseite des Gebäudes werden horizontale Schaufeln („festes Großlamellensystem“) eingesetzt, die eine effektive Sonnenschutzwirkung 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 Strahlungswerte sehr hoch sind. Zusammen mit einer korrekten Ausrichtung des Gebäudes ermöglichen die Sonnenschirme eine optimale Nutzung des einfallenden Lichts in Zeiten niedriger Sonnenhöhe (frühe Morgen-, Spätabend- und Wintertage). Dächer, 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.

Besonderes Augenmerk wurde auf die Ausrichtung des Gebäudes gelegt: Verschiedene Fassadensysteme wurden entworfen und verglichen, um die optimale Fassade je nach Funktion und Ausrichtung zu entwickeln. Das Gebäude wurde in Modulen entworfen, so dass es erweitert oder aufgeteilt werden konnte, ohne seine Funktionalität oder sein Image zu beeinträchtigen. Der Kern des Gebäudes bildet nutzungstechnisch sein Herz und ist als natürlicher Begegnungs- und Interaktionsort konzipiert. Die Forschungsräume sind um ihn herum platziert. In diesen Räumen wird die technische Ausrüstung aufgesetzt und bildet so eine passive Schutzabdeckung gegen übermäßige Sonneneinstrahlung und Wärme.

Auch in Bezug auf die Wasserbewirtschaftung wurden Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Wassersparende Systeme werden implementiert; 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 zur Bewässerung von Grünflächen oder für andere nicht spezifizierte Zwecke verwendet. Dabei werden nicht nur extreme Dürren, sondern auch extreme Regenfälle berücksichtigt; Der Parkplatz hat eine durchlässige Oberfläche, die nach der Veranstaltung schnell Wasser abfließt. Die Grünfläche rund um das Gebäude ist mit lokalen Bäumen und Pflanzen bedeckt.

Die Klimaschutzmaßnahmen, die in Betracht gezogen wurden, 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. Das Gebäude ist aufgrund 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 Sonnenkollektoren installiert.

Ressourceneffizienz war ein weiterer wichtiger Schwerpunkt des Projekts. Während des Baus wurden recycelte Materialien wie Stahl, Aluminium oder Glas verwendet; sowie lokal gefertigte Bauteile wie Naturstein, Beton und keramische Werkstoffe. 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 auch Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels durch verhaltensbezogene Maßnahmen umgesetzt; Elektroautos und Fahrgemeinschaften werden durch die Reservierung besonderer Plätze auf dem IMDEA-Parkplatz gefördert.

Die Beteiligung der Interessenträger war für die Planung und den Bau des neuen Gebäudes der Energieabteilung der IMDEA nicht direkt relevant. Folgende Hauptakteure waren beteiligt.

Das Projekt wurde vom Institut IMDEA (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. Das Bauunternehmen war SACYR. Mehrere 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 Aufmerksamkeit für die Gestaltung des Gebäudes hat zu einem gründlich ausgearbeiteten Gebäudeplan geführt. Es begann als relativ einfaches Design, entwickelte sich jedoch während des Designprozesses mit einer Erhöhung der Energieeffizienzziele im Laufe der Zeit.

Ein weiterer Erfolgsfaktor war, dass sich das Projekt auf ein integriertes Design konzentrierte, anstatt einzelne Techniken einfach hinzuzufügen. So wurden beispielsweise Sonnenkollektoren direkt auf dem 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 Speicherpotenzial des Grundwasserleiters durchgeführt wurden.

Zu Beginn des Projekts waren die Klima-, Energie- und Nachhaltigkeitsziele sehr niedrig, entwickelten sich aber 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. Keine Subvention wurde direkt von der Stadt oder der Region gewährt, aber da das IMDEA-Institut von der Autonomen 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 Forschungsarbeiten bereitgestellt wurde; Insgesamt liegt die Förderung in der Größenordnung von Millionen Euro.

Das neue Gebäude hat nicht nur Geld gekostet, sondern soll auch während der Nutzungszeit 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 Gesamtenergieeffizienz des Gebäudes ist im Gange.

Unter der Voraussetzung, dass das Gebäude gut gewartet wird, wird seine Nutzungsdauer auf über 50 Jahre geschätzt. Das Gebäude wurde entworfen, um die zukünftige Möglichkeit der Einbeziehung technischer Verbesserungen vorherzusehen.

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

Arkitools und IMDEA