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ohne Heizungs- und Klimatechnik
Die Senkung der Emissionslasten im Bausektor zählt zu den zentralen Umweltschutzaufgaben der Zukunft. Als ein möglicher Lösungsansatz wurde eine Schule ohne Heizung erarbeitet und die Machbarkeit dessen überprüft. Dabei gründet diese Planung auf einer Minimierung der technischen Gebäudeausrüstung und einer durchdachten architektonischen Planung. Die Bachelorarbeit im Themenbereich der Nachhaltigkeit hatte das Ziel, die Machbarkeit eines Schulgebäudes ohne Anlagentechnik zu untersuchen. Die Analyse der Ergebnisse stellt eine mögliche Orientierungshilfe im Bereich der energetischen Gebäudeplanung für öffentliche Gebäude dar.
Anhand des Prinzips des Gebäudes 2226 wurde ein fiktiver Schulkomplex ohne Heizungs- und Anlagentechnik konzipiert. Bei dem Gebäude handelt es sich um eine Grundschule mit vier Klassenzimmern in monolithischer Bauweise (s. Abb. 1). Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die Lüftungsklappen. Bei der Berechnung wurde das Gebäude anhand des ETU Planers simuliert. Dabei wurden zum einen die energetischen Nachweise nach GEG geführt, zum anderen das Raumklima auf Basis der Gebäudehülle, Wärmegewinne und -verluste nach dem Berechnungsverfahren nach DIN 18599 nachgebildet und analysiert. Auch der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes wurde nach DIN 4108-2 berechnet.
Die energetischen Aspekte konnten durch die Einhaltung des Jahres-Primärenergiebedarfs und der mittleren U-Werte der Außenbauteile bei dem Gebäude ohne Heizung erfüllt werden. Jedoch kann unter normalen Nutzungsumständen das gewünschte Raumklima im Winter nicht erzielt werden. Anhand der Gebäudesimulation wird deutlich, dass eine Schule ohne Heizung mit gewöhnlichen Nutzungsrandbedingungen die Zielraumtemperatur zur kalten Jahreszeit nicht erfüllt (s. Abb. 2). Dennoch kann dieser Ansatz durch verschiedene Möglichkeiten der Innenraumtemperaturerhöhung weiterverfolgt werden. Eine Schule ohne eine klassische Heizungsanlage ist nur denkbar, wenn zusätzlich Wärmequellen miteinkalkuliert werden.
Die Machbarkeitsanalyse kommt einerseits zu dem Ergebnis, dass ein Schulgebäude ohne klassische Heizungsanlage generell umsetzbar sein sollte. Jedoch sind zusätzliche elektrische Wärmequellen erforderlich, um die winterlichen Extremtemperaturen im Innenraum ausgleichen und damit ein behagliches Raumklima gewährleisten zu können. Andererseits ergab die Gebäudesimulation, dass der sommerliche Wärmeschutz der Schule ohne zusätzliche Klimatechnik aufgrund der Nachtlüftung sichergestellt werden kann.
Für künftige Schulbauplanungen wäre die Option der Nachtlüftung für den sommerlichen Wärmeschutz zu empfehlen. Durch geeignete Kennwerte der Gebäudehülle wäre es denkbar, nur dezentrale elektrische Heizquellen in die benötigten Räume zu integrieren, um damit ohne eine herkömmliche Heizungsanlage planen zu können. Darüber hinaus wären weitere Untersuchungen für die hybride Lüftung (CO2-gesteuerten Fensterlüftung in Kombination mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung) zielführend.
