Intelligente Sonnenschutzsteuerung: Wind und Sonne eingerechnet

05.07.2017 -  

Mit dem 50Hertz Netzquartier in der Europacity hat Berlin ein weiteres architektonisches Highlight gewonnen. Der neue Unternehmenssitz des Stromübertragungsnetzbetreibers 50Hertz liegt in unmittelbarer Nähe des Hauptbahnhofs und des Museum für Gegenwart im Hamburger Bahnhof. Ausgezeichnet von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen – DGNB e.V. – überzeugt der Bau unter anderem durch den hocheffizienten Sonnenschutz von Warema. Dieser setzt mit seinem intelligenten Steuerungssystem nicht nur ein Windgutachten, sondern auch Jahresverschattung für jeden einzelnen Raum präzise um.

Wer die Europacity im Herzen Berlins besucht, wird das 50Hertz Netzquartier nicht übersehen. Auf einem Grundstück von rund 8.140 Quadratmetern springt das außergewöhnliche und gleichzeitig perfekt ins Umfeld integrierte Gebäude sofort ins Auge. Das Architekturbüro Love architecture and urbanism aus Graz konnte sich mit seinem spannenden Entwurf in einem internationalen Architekturwettbewerb durchsetzen. Der Bau verfügt auf rund 55 Metern Höhe über sieben L-förmige Sockel und sechs Turmgeschosse sowie eine unterirdische Etage. Die offene, transparente Struktur des Gebäudes ist geprägt von Stahlbetonkernen sowie einem Netzwerk aus weißen tragenden und sich kreuzenden Fassadenstützen. Diese symbolisieren einerseits den Unternehmenszweck und bilden andererseits einen Bezug zum Eisenbahnareal mit seinen Stahlbrücken.

Die etwa 650 Mitarbeiter waren in die Gestaltung der offenen Bürolandschaften aktiv einbezogen. Während der Planung hat jede Abteilung ihre Arbeitswelt den unterschiedlichen Bedürfnissen entsprechend selbst definiert, so dass kein Geschoss dem anderen gleicht. Auf jeder Etage gibt es Möglichkeiten, im kleinen Kreis oder in großen Gruppen zusammenzuarbeiten, sich für Telefonate zurückzuziehen oder sich mit dem Notebook auf einer der Außenterrassen niederzulassen. Bei Dunkelheit illuminieren LED Leuchten die Netzstruktur, wodurch sich das gesamte Erscheinungsbild des Gebäudes verwandelt.

Windgutachten intelligent umgesetzt
D
as komplett verglaste Gebäude, das von so vielen Balkonen und Terrassen durchzogen ist, benötigt vor allem eines, um im Innern eine angenehme Wohlfühl- und Arbeitsatmosphäre zu schaffen: einen effizienten Sonnenschutz. Hier kamen mehr als 1000 motorbetriebene, windstabile Raffstoren mit 93 mm Abdunkelungslamelle und Schienenführung zum Einsatz.

Die besonderen Anforderungen des 50Hertz Netzquartiers gingen aber noch darüber hinaus: Aufgrund der exponierten Lage und der Gebäudehöhe wurde auch ein Windgutachten vom Bauherrn beauftragt, das es ebenfalls zu berücksichtigen galt. Dieses erstellte die Ruscheweyh Consult GmbH aus Aachen, indem sie ein komplettes Modell des Gebäudes und der Umgebungsbebauung in einem Windkanal prüfte. Dabei wurde das Objekt in 54 Windzonen mit unterschiedlichen Windcharakteristiken unterteilt.

Zur Umsetzung des Windgutachtens wird die Steuerung Warema BAline genutzt. Dank genauer Berechnungen benötigt Warema nur eine einzige Messstelle, die dem System Informationen zu Helligkeit, Niederschlag, Außentemperatur, Windgeschwindigkeit und Windrichtung zur Verfügung stellt. Die Warema climatronic® 3.0 KNX Wetterzentrale (bestehend aus Warema climatronic® Bediengerät, KNX Gateway und Warema climatronic® Wetterstation) in Verbindung mit Warema BAline KNXMCM ersetzt vollständig die 54 einzelnen Windwächter für die verschiedenen Windzonen. Die Messwerte werden an die frei programmierbaren Logikmodule BAline KNXMCM weitergegeben – das Gehirn des Systems, welches die Messwerte gemäß Windgutachten umrechnet und in Fahrbefehle für den Sonnenschutz umwandelt.

Ein Messwertgeber für 281 Verschattungszonen
Neben dem Windgutachten ist die Verschattungskorrektur (Jahresverschattungsdiagramm) mit raumweiser Auflösung eine weitere Besonderheit des Sonnenschutzes im 50Hertz Netzquartier. Anhand eines Computermodells des Gebäudes und der umliegenden Bebauung, zu der unter anderem der Tour Total und das Landesinstitut für gerichtliche und soziale Medizin zählen, hat Warema den wechselnden Schattenverlauf berechnet und ausgewertet. Je nach Jahreszeit und Sonnenstand werfen benachbarte Bauten Schatten auf die Fenster des 50Hertz Netzquartier, die einen zusätzlichen Sonnenschutz überflüssig machen, da er unnötig Tageslicht fernhalten würde. Jeder Raum wurde als eine Verschattungszone angelegt, die es im Ganzen – und nicht nur basierend auf einzelnen Referenzpunkten – abhängig von den Messwerten der Warema climatronic® 3.0 KNX Wetterzentrale und dem berechneten Lichteinfall zu verschatten gilt. Insgesamt handelt es sich um 281 Zonen. Dabei verhält sich der Sonnenschutz so, als ob in jedem Raum ein Sensor angebracht wäre, der reagiert, wenn Sonnenlicht auf das Fenster trifft. Tatsächlich befindet sich jedoch nur ein einzelner Messwertgeber auf dem Dach.

Die automatische stufenweise Nachführung der Lamellen des Sonnenschutzproduktes oder des Tageslichtsystems ist eine Zusatzfunktion zur Sonnenautomatik. In Abhängigkeit zum aktuellen Sonnenstand sorgt sie für bestmögliche Tageslichtnutzung bei optimalem Hitzeschutz, indem die direkten Sonnenstrahlen ausgesperrt werden und möglichst viel diffuses Tageslicht in den Raum gelangt. Dafür wird die Lamellennachführung in fünf Stufen aufgelöst, um die Raffstoren im optimalen Winkel zur Sonnen zu stellen. Lamellennachführung sowie Verschattungskorrektur sind erforderlich, um die Energieeffizienzklasse A oder B gemäß EN 15232 und VDI 3813 Blatt 2 zu erreichen. Über Taster, die für die Raumbedienung an die Aktoren angeschlossen sind, lassen sich nach Wunsch die Sonnenschutzelemente auch manuell ansteuern.

Erstes Gebäude mit DGNB Diamant Prädikat
Als erstes Gebäude weltweit hat das 50Hertz Netzquartier die Auszeichnung DGNB Diamant erhalten. Dieses Zertifikat würdigt neben der nachhaltigen Bauweise auch die gestalterische und baukulturelle Qualität. Die Auszeichnung ist das Ergebnis einer Pilotphase, welche die DGNB e.V. 2015 gemeinsam mit der Bundesarchitektenkammer (BAK) unter fachlicher Begleitung des Bundes Deutscher Architekten (BDA) gestartet hatte. Sie wird nur für fertiggestellte Gebäude verliehen, die bereits ein DGNB Zertifikat in Gold oder Platin erhalten haben beziehungsweise anstreben und zudem durch eine herausragende Architektur überzeugen.   

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