Supermarkt mit 75 Prozent geringerem Energieverbrauch

Im Rahmen seines EcoCommercial Building Programms hat Bayer MaterialScience gemeinsam mit dem Architekturbüro Planquadrat eine Studie für einen nachhaltigen Supermarkt in Deutschland erstellt. Dank energetischer Optimierung und auf der Basis einer intelligenten Kombination moderner Materialien und Technologien könnte für das Einzelhandelsgebäude mit einer Nutzfläche von 3.500 m² ein energetisches Ein-sparpotenzial von 60.000 Euro pro Jahr erreicht werden.

Im Rahmen seines EcoCommercial Building Programms hat Bayer MaterialScience gemeinsam mit dem Architekturbüro Planquadrat eine Studie für einen nachhaltigen Supermarkt in Deutschland erstellt. Dank energetischer Optimierung und auf der Basis einer intelligenten Kombination moderner Materialien und Technologien könnte für das Einzelhandelsgebäude mit einer Nutzfläche von 3.500 m² ein energetisches Ein-sparpotenzial von 60.000 Euro pro Jahr erreicht werden – das ergab die Gebäudesimulation im Vergleich zu einem konventionell gebauten Supermarkt. Die Energiekosten würden von 23 Euro auf nur noch 6 Euro pro m² und Jahr sinken. Unter ökologischem Gesichtspunkt zählt vor allem die Reduktion des Kohlendioxid- und Stickoxid-Ausstoßes um mehr als die Hälfte. Zudem könnte der Schwefeldioxid-Ausstoß um die Hälfte gesenkt werden. Damit wäre der Supermarkt auch bestens gerüstet für das Gold-Zertifikat der DGNB.

Maßgeblich für die Realisation eines rundum nachhaltigen Supermarkts ist ein integraler Planungsprozess, und zwar von Beginn an. Planungsexperten müssen ebenso einbezogen werden wie die künftigen Nutzer und Eigentümer sowie Experten auf Produktebene. Nur so lässt sich die optimale Kombination von Gebäudestruktur und Architektur, Konstruktion und Materialien finden. Computersimulationen und Analysen geben Aufschluss über den künftigen Energieverbrauch sowie Betriebskosten. Genau dies leistet das von Bayer MaterialScience ins Leben gerufene EcoCommercial Building Programm (ECB): die Produkt- und Planungsexperten von mehr als 50 Partnern des ECB verknüpfen ihr Know-how für eine ganzheitliche Planung und unterstützen damit Entwickler, Investoren und Planer beim Bau nachhaltiger Gebäude.

Als Referenzgebäude für die Studie des EcoCommercial Building Programms diente ein alleinstehender, konventioneller Supermarkt mit einem Gesamt-Jahresenergieverbrauch von rund 198 KWh pro Quadratmeter. Der nachhaltige Supermarkt erzielt im Vergleich mit 107 kWh pro Quadratmeter einen deutlich niedrigeren Jahresenergieverbrauch. Grund der optimalen Energiebilanz des Einzelhandelsgebäudes ist das durchdachte Gebäudekonzept – eine intelligente Kombination von Entwurf, Planung und innovativen Materialien.

{jathumbnail off images=”im-bilder/im2012/1209/ECB_Studie Nachhaltiger Supermarkt_5.jpg”}
Energiekennwerte und Emissionszahlen des nachhaltigen Supermarktes im Vergleich zu einem konventionellen Supermarkt. ECB kann Entwicklern, Planern, Investoren mit Hilfe von Computersimulationen schon in der Planungsphase Aufschluss geben über den künftigen Energieverbrauch oder -kosten.

Photovoltaikfassade

Markant ist das Design des Supermarktes, der sich wie ein Hügel aus der Landschaft erhebt. Der Eingang öffnet sich gen Süden und die Front wird komplett von einer Photovoltaikfassade genutzt. Der im Eingangsbereich vorgelagerte Wassergürtel reflek-tiert das Sonnenlicht und erhöht damit die Effizienz der Photovoltaik-Front zusätzlich.

Entscheidend für den Wirkungsgrad der Photovoltaik-Anlage sind die Ausrichtung und die Neigung der Aufstellflächen. Hohe Energieerträge werden erzielt mit einer zur horizontalen nach Süden geneigten Fläche von ca. 30° Grad, wie dies beispielsweise bei einem schrägen Hausdach der Fall ist. Bei der Integration von PV-Modulen in die Gebäudefassade ist dieser Neigungswinkel jedoch aus architektonischen Gründen häufig nicht möglich. Gewöhnliche Gebäudefassaden sind mit der typischen 90°-Neigung nicht optimal ausgerichtet. Als beste Lösung für Architektur und Gebäudetechnik stellte sich im Falle der Supermarktstudie ein 60°-Winkel heraus. Damit erzielt die Pholtovoltaikfassade einen Jahresmittelwert der Sonneneinstrahlung von 135 W/m².

Die Solarmodule sind in eine Leichtbau-Kunststoffverscheibung aus Polycarbonat inte-griert. Damit ist zugleich für die notwendige Beschattung im Inneren gesorgt. Da Polycarbonat etwa 10-mal leichter ist als Glas, kann es meist auch ohne schweres Gerät verarbeitet werden. Zudem wird bis zu 30 Prozent weniger Stahl für die Unterkonstruktion benötigt – was sich natürlich auch finanziell auszahlt. Das begrünte Dach macht das Thema Nachhaltigkeit weithin sichtbar. Zugleich trägt es zur Klimatisierung des Innenraums und zum Rückhalt von Regenwasser bei. Die Dichtigkeit des Gründachs gewährleisten bewährte Systemlösungen auf Basis verschweißter Kunststoffbahnen.

Effizientes Beleuchtungskonzept durch Tageslichtoptimierung

Die frühe Abstimmung zwischen Architektur und Gebäudetechnik ermöglichte die Ent-wicklung eines energieeffizienten Beleuchtungskonzepts, das die Nutzung von Tageslicht mit einschließt: Die Dachfenster des Supermarktes sind bewusst gen Norden ausgerichtet und reduzieren dadurch die Kühllast enorm. Gleichzeitig gelangt natürliches Tageslicht ins Gebäude und senkt den Energiebedarf für die Beleuchtung um bis zu 25 %. Der optimale Neigungswinkel der Shedflächen für den Sonneneintrag wurde mit Hilfe einer Simulation ermittelt und beträgt 57°. Ein Winkel von 90° wäre zwar für geringere Wärmeeinträge technisch optimal, dieser ist jedoch architektonisch nicht ansprechend. Ein gestalterisch optimaler Winkel von 27° sorgt wiederum für einen deutlichen Anstieg der Wärmeeinträge und ist energetisch nicht sinnvoll.

Für die Verscheibung der Dachfenster kommen mit Nanogel gefüllte Polycarbonat-Multisteg-Platten zum Einsatz. Sie kombinieren Bruchsicherheit mit einem geringen Ge-wicht, hoher Transparenz und hervorragenden Dämmeigenschaften: Die eingesetzte Verscheibung Makrolon® Ambient S2S- 25 besitzt einen Wärmedurchgangskoeffizient von 1,0 W/m²K und entspricht damit in etwa den Werten einer horizontalen Dreischeiben-Verglasung. Dabei weisen die Polycarbonat-Platten jedoch mit ca. 7 kg/m² ein deutlich geringeres Gewicht auf – die Dreischeiben-Verglasung wiegt im Durchschnitt ca. 35 kg/ m². Dies ermöglicht eine wesentlich leichtere Konstruktion mit weniger Befestigungselementen und Verstrebungen.

Trotz intensiver Tageslichtnutzung ist die Verwendung künstlicher Lichtquellen unerlässlich. LED-Technolgien verbrauchen im Vergleich zu Glühbirnen weniger Energie bei gleicher Lichtmenge. In Supermärkten setzten sie die Ware optimal in Szene und können dennoch den Energiebedarf um 75 Prozent und mehr senken. Polycarbonat-Umhüllungen der LEDs sorgen für eine lange Lebensdauer, diese liegt derzeit bei etwa 50.000 Stunden. Geringe Wartungskosten sind damit garantiert.

Die Rückenflächen der Dachfenster lassen sich wiederum für weitere Photovoltaikmodule nutzen, was sich ebenfalls positiv auf die gesamte Energiebilanz des Gebäudes auswirkt. Zusammen mit der Photovoltaikfassade erreichen diese einen Gesamtenergieeintrag von 35 KWh/ m² pro Jahr, was damit etwa 32% des tatsächlichen Energieverbrauchs entspricht.

Die Gebäudehülle als Basis des Konzepts

Das nachhaltige Baukonzept wird getragen von der energie- und ressourceneffizienten Gebäudehülle mit dem Hochleistungsdämmstoff Polyurethan. Je nach Anwendungsbe-reich werden Lambda-Werte bis zu 0,024 W/(m*K) erreicht, was im Vergleich zu anderen etablierten Dämmstoffen bis zu 40 Prozent höhere Dämmleistungen oder entsprechend schlankere Aufbauten ermöglicht. Polyurethan behält seine Dämmleistung konstant über Jahrzehnte hinweg. Da der Dämmstoff kein Wasser aufnimmt, muss er selbst im Falle einer Leckage nicht ausgetauscht werden. Der Werkstoff ist aufgrund des niedrigeren spezifischen Gewichts auch um den Faktor 7 leichter, als die Alternative aus Mineralwolle mit vergleichbarer Dämmleistung. Dies ermöglicht rohstoff- und kostensparende, leichtere Baukonstruktionen.

Konventionelle Heizung, erneuerbare Energien

Durch eine sinnvolle Kombination von konventionellen Heizquellen und erneuerbaren Energien lässt sich der Supermarkt angenehm, wirtschaftlich und ökologisch klimatisie-ren. Die Beheizung und Kühlung erfolgt über eine Sole-Wasser-Wärmepumpe sowie mittels Betonkernaktivierung über ein Flächensystem im Fussboden und in der Decke. Diese Technologie nutzt die hohe Wärme- und Kältespeicherfähigkeit massiver Betondecken und -wände: Im Beton verlegte Rohr- oder Kanalsysteme leiten im Sommer kaltes und im Winter warmes Wasser durch die Bauteile. Die darin enthaltene thermische Energie wird gespeichert und bei Bedarf zum Heizen oder Kühlen freigesetzt.

Bodenbeläge spielen wichtige Rolle beim Unterhalt eines Supermarktes

Der Unterhalt macht bei einem Gebäude den wesentlichen Anteil der Lebenszykluskosten aus – etwa 80 Prozent der Kosten fallen erst nach Fertigstellung an. Wichtige Faktoren sind die Reinigung und Haltbarkeit des Bodens. Die Wahl des Belags sollte daher ganz bewusst getroffen werden. Fugenlose Systeme auf Basis von Polyurethanen sind hoch belastbar und lassen sich einfach sauber halten. Wartungsintervalle können verlängert werden, die Pflege geht schneller und es werden weniger Reinigungsmittel und Wasser verbraucht. Das reduziert die Kosten, die Umwelt profitiert und die Böden sind auch schön in der Optik; es lassen sich ganz individuelle Farben realisieren.

In Summe hat das EcoCommercial Building Programm gemeinsam mit dem Architektur-büro Planquadrat einen rundum nachhaltigen Supermarkt entworfen, dessen Bilanz sich sehen lassen kann: Wie eingangs erwähnt, liegen die Energiekosten um 75 Prozent unter den Werten für ein konventionelles Gebäude, die Emissionswerte um 50 bis 75 Prozent unter den Vergleichswerten. Dies zeigt, dass mit sinnvollen Bausystemlösungen auf Basis innovativer Werkstoffe hochgradig nachhaltige Gebäude realisiert werden können. Grundlage ist eine ganzheitliche Planung und Expertenwissen unterschiedlichster Gewerke und Produkte, wie sie das EcoCommercial Building Netzwerk anbietet.

Das EcoCommercial Building Programm

Das EcoCommercial Building Programm ist ein Kompetenz-Netzwerk für nachhaltiges Bauen aus namhaften Herstellern von Materiallösungen und Dienstleistern wie Planern und Architekten. Mit seinen Partnern entwickelt das Netzwerk nachhaltige Gebäudelö-sungen mit integrierten Energie- und Materialkonzepten und unterstützt öffentliche und gewerbliche Bauherren, Architekten und Planer bei der Konzeption und Realisation energieoptimierter Gebäude – von der Sanierung bis hin zum Neubau. Die Experten kennen verschiedenste zukunftsfähige Baulösungen und können so die Energieeffizienz und Klimaverträglichkeit von Gebäuden verbessern und Betriebskosten deutlich reduzieren.

Zu den Leistungen des ECB-Programms gehören die Beratung zu innovativen Materiallösungen sowie Machbarkeitsstudien, die architektonische Konzeption, Planung und Ausführung von Bauprojekten. Mit Hilfe von Computersimulationen können die Experten im Vorfeld konkrete Aussagen über den künftigen Energieverbrauch, über Betriebskosten und die Armortisierung machen. Dabei betrachten sie den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes – von der Projektentwicklung über eine mögliche Umnutzung bis zum Ende der Nutzungsdauer. Ein Ansprechpartner von ECB koordiniert die Anfragen ins und Lösungsvorschläge aus dem Netzwerk. Bei Bedarf oder Wunsch stellt das ECB einen direkten Kontakt mit den betreffenden Netzwerkpartnern her.

Für die Entscheider von Bauvorhaben, Investoren, Architekten und Planer bedeutet die Nutzung des ECB Programms wertvolle Zeitersparnis durch planungsunterstützende Dienstleistung aus einer Hand. Die Vorauswahl an qualifizierten Partnern im ECB-Netzwerk von Dienstleistungs- und Produktherstellern ermöglicht einen schnellen und direkten Zugang zum spezialisierten Fachwissen, die Spezialisten können frühzeitig in die Planung mit eingebunden werden. Der Nutzer profitiert stets von maßgeschneiderten Lösungen auf individelle Anforderungen und Ideen.

Weitere Informationen: www.bayermaterialscience.de, www.ecocommercialbuilding.de

Ansprechpartner für Anfragen: Lisa Ketelsen, Tel. +49 214 30-48019, lisa.ketelsen@bayer.com

Grafiken und Bilder: Bayer MaterialScience AG