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Licht, Luft, Grün: 3 Projekte moderner Klima-Ingenieurskunst

Licht, Luft, Grün: 3 Projekte moderner Klima-Ingenieurskunst

Foto: Darren Soh

Wir zeigen, wie Klimaingenieure Architektur klimafit machen: vom heliostatisch gelenkten Lichtkaleidoskop in Athen über die „kühle Wanne“ im Suvarnabhumi-Terminal bis zur grünen Klimatisierung des Pan Pacific Orchard in Singapur.

Dieser Auszug aus der Reportage des Cradle Magazins zeigt, wie Klimaingenieure Architektur klimafit machen.

In diesem Beitrag:

Chris van Uffelen
Leitung Print-Redaktion CRADLE

Dies ist ein (gekürzter) Beitrag aus der aktuellen Print-Ausgabe No. 6 von CRADLE.

Lesen Sie im Cradle Magazin die ausführliche Reportage mit weiteren Beispielen moderner Klimaingenieurskunst. Neben diesem Report finden Sie in unserem Print-Magazin rund 100 Seiten zu innovativen Vorreiterprojekten wegweisender Nachhaltigkeitsarchitektur.

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Intelligente Lichtlenkung in Athen

Wie bringt man Tageslicht für moderne Büroflächen in einen mehrfach aufgestockten Baukörper inmitten hoher Nachbarbebauung?

Die Architekten von DECA architecture lösten das Problem mit intelligenter Lichtlenkung. Wie von Kristallen überzogen, zieht sich heute ein Schacht durch die neuneinhalb Stockwerke des Gebäudes in der Christou Lada im Geschäftszentrum Athens und spiegelt Licht vom Dach bis ins Erdgeschoss. Auf dem Dach folgt dazu ein Heliostat-System mit zwei Spiegeln dem Sonnenpfad, um kontinuierlich Sonnenlicht den Tag über einzufangen und in den Kaleidoskop-Schacht zu leiten.

Wichtiger Partner der Architekten war die Klimaingenieursfirma Transsolar. Selbst wenn Architekten einen Lichtschacht mit Spiegeln entwerfen können, so können sie ihn meist nicht exakt berechnen und auslegen. Deshalb entwickelte das griechische Büro gemeinsam mit den Ingenieuren aus Stuttgart die Idee, einen vorhandenen Lüftungsschacht umzunutzen und hier Tageslicht im wahrsten Wortsinn einfallen zu lassen. Die Spiegel auf dem Dach lenken die Sonnenstrahlung in die Tiefe des vertikalen Kaleidoskop-Schachtes, wo die Lichtstrahlen von den zahlreichen Spiegeln reflektiert und gebrochen werden und so in Bereiche geleitet werden, die vorher in absoluter Dunkelheit lagen.

Wir sind diejenigen, die die schwierigen Fragen stellen und sicherstellen, dass Entscheidungsprozesse auf solidem Ingenieurswissen gründen und sich aus unkonventionellem Denken entwickeln.

Tommaso Bitossi, Transsolar

Die optimale Auswölbung der Heliostat-Spiegel wurde mithilfe eines auf maschinellem Lernen beruhenden Optimierungsalgorithmus ermittelt; die facettenreiche Verkleidung des Schachts wurde nicht nur berechnet, sondern auch mit einem 1:20-Modell vor Ort überprüft.

Eine solche Kombination von Berechnung und ihrer Überprüfung durch Mock-ups ist typisch für das Vorgehen von Transsolar. Neben der Lichtlenkung – hier beispielsweise auch durch Light-Shelves an der Südfassade – gehört auch die Klimatisierung – hier durch Deckenstrahlplatten und dezentrale Verdrängungslüftungsgeräte – zu den wiederkehrenden Aufgaben von Klimaingenieuren. Durch die Verlegung der Lüftung – zuvor durch den Schacht, nun an der Fassade – wurde die Tageslicht-Lenkung ermöglicht.

Kühle Wanne in tropischem Klima

Wie kann bei Temperaturen zwischen 25 °C und 35 °C und konstant hoher Luftfeuchtigkeit ein gläsernes Terminal gebaut werden, in dem die Passagiere nicht reihenweise kollabieren?

Beim Suvarnabhumi Airport in Bangkok wurde dieses Problem clever gelöst. In Zusammenarbeit mit den Architekten Murphy/Jahn und den Tragwerksplanern Werner Sobek Ingenieure entwickelte Transsolar ein Klima- und Energiekonzept, das auf dem Wechsel zwischen transparenten Glasflächen zur Durchsicht vorwiegend im Wandbereich und transluzenten Membranflächen mit Low-E Coating zur Raumausleuchtung im Dach beruhte. Durch Fußbodenkühlung und einem horizontalen Luftschleier ist es dort, wo sich Personen bewegen angenehm.

Zur Entscheidung wurde vorab ein Funktionsnachweis benötigt, und so mussten die zu jener Zeit leistungsstärksten Rechner bemüht werden, um das, was in Schaubildern antizipiert worden war, zu verifizieren. Aber auch hier wurde bereits ein Modell in einer Tennishalle gebaut, um nachzuweisen, dass die Abgrenzung von den komfortablen Aufenthaltsbereichen zu den unkonditionierten Bereichen so funktioniert.

Grüne Klimatisierung im Pan Pacific Orchard in Singapur

Wie kühlt Stadtgrün?

Das Hotel des Architekturbüros WOHA wird – wie der Louvre Abu Dhabi – maßgeblich durch in den Baukörper eingezogene Zwischenräume bestimmt. Über die von der Bauordnung geforderte Kompensation an Stadtgrün hinaus ist die Grünfläche dreimal so groß wie die bebaute Grundfläche. Grünflächen und Wasser auf den riesigen Freiräumen tragen entscheidend zum Außenkomfort und indirekt zur Klimatisierung des Inneren bei.

CRADLE meint

Je früher Ingenieure mit Architekturbüros gemeinsam an einem Entwurf arbeiten, desto gewinnbringender kann das Ergebnis sein – sowohl im baukünstlerischen als auch im finanziellen Sinn. Naturgesetze und physikalische Phänomene lassen sich in das Vorhaben integrieren. Davon profitieren die Umwelt und der Mensch.

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