Centrum Edukacyjne Klimahaus®

Centrum Edukacyjne Klimahaus®
1200 ton ciężkiej konstrukcji stalowej jako konstrukcja nośna fasady ze stalowymi belkami ażurowymi
ArcelorMittal - to elementy zainspirowane budownictwem okrętowym. Systemy klimatyczne zostały
zintegrowane z konstrukcją budynku dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych technologii zasilania
energetycznego.
Budynek Klimahaus® Bremerhaven 8º Ost, zaprojektowany w ramach ogólnego planu rewitalizacji okolic
portu Bremerhaven, został otwarty w czerwcu 2009 roku i zalicza się, oprócz centrum handlowego
Mediterraneo i wieży Atlantic Hotel Sail City, do nowych symboli architektury miasta Hafenmeile (Niemcy).
Architektura
Nowe centrum edukacji i rozrywki wyróżnia się dzięki swojej niezwykłej formie - zakrzywiona bryła
budynku nie opiera się na żadnej tradycyjnej figurze geometrycznej.
Budynek mający 125 m długości 82 m szerokości składa się z 2 rozdzielonych brył, zewnętrzne pokrycie
ze szkła jest wsparte i otoczone konstrukcją wykonaną ze stalowych dźwigarów (m.in. stalowych belek
ażurowych ACB® ArcelorMittal), niezależnej od wewnętrznej konstrukcji z betonu. Ważąca 1200 ton ciężka
konstrukcja stalowa obejmuje elementy przejęte z budownictwa okrętowego.
Pokrycie budynku składa się z sitowo drukowanego szkła i liczy około 4000 różnych szyb, z których każda
została zaprojektowana obliczona i wyprodukowana niezależnie.
Także we wnętrzu budynku dominują niezależne kształty: pojęcia takie, jak płaszczyzny kondygnacyjne,
dach i ściana tracą w daleko idącym stopniu swoje znaczenie i są zastąpione przez kontinuum
przestrzenne składające się z przemieszanych ze sobą płaszczyzn, galerii, schodów i ramp. Poszczególne
pomieszczenia również odpowiadają zindywidualizowanemu charakterowi budynku, m.in. jeśli chodzi o
koncepcję Klimahaus - wielokondygnacyjne pomieszczenia wystawowe egzystują obok małych
pomieszczeń tematycznych i pogłębionych obszarów. Poszczególne komponenty nie mogły zostać
wykonane ze standardowych elementów prefabrykowanych, wszystkie elementy musiały być
wyprodukowane indywidualnie.
Oddzielenie głównego budynku od pokrycia dachowego przynosi między innymi korzyści
dla wentylacji budynku - obieg powietrza wewnętrznego i promieniowanie słoneczne są wykorzystywane do
wentylacji.
Główna koncepcja: podróż klimatyczna dookoła świata
W budynku Klimahaus® Bremerhaven 8º Ost prezentowany jest ogromny świat wiedzy i doznań, poprzez
przedstawienie najnowszych naukowych osiągnięć i intrygujących, właściwie uporządkowanych faktów
dotyczących klimatu, jego zmian oraz ochrony. Dzięki temu, że powierzchnia wystawowa równa jest 11.500
m2, Klimahaus® stanowi jedną z najciekawszych możliwości spędzania czasu wolnego, poprzez
poznawanie osiągnięć naukowych na terenie Europy.
Centrum Edukacji i Rozrywki składa się z 4 obszarów wystawowych:
Podróż: Poczynając od Bremerhaven podróż prowadzi wzdłuż ósmego stopnia długości geograficznej
wschodniej, poprzez 9 stacji rozmieszczonych dookoła świata, przy czym wszystkie strefy klimatyczne
świata zostały przedstawione w taki sposób, aby stanowiły doznania dla wszystkich zmysłów. Z Alp
Szwajcarskich można trafić na śródziemnomorską Sardynię, aby następnie poznać suche upały panujące
w Nigrze, tropikalne rzeczne obszary Kamerunu oraz rafy koralowe Samoa i w końcu polarne zimno
Antarktydy. Podczas tej podróży osoby zwiedzające budynek mogą przekonać się, w jaki sposób życie
ludzi na ziemi zależy od klimatu i jakie zmiany nas czekają w przyszłości.
Elementy: Na tym obszarze odwiedzający mogą samodzielnie przeprowadzić eksperymenty klimatyczne z
ogniem, ziemią, wodą i powietrzem, np. spowodować miniaturowe sztormy i przeżyć mini wybuch wulkanu.
Perspektywy: informacje o klimacie naszej przeszłości, teraźniejszości i skutkach na przyszłość.
Szanse: w tej strefie pokazano odwiedzającym możliwości działania, które mogą umożliwić redukcję emisji
CO2 w codziennym życiu.
Długotrwała koncepcja klimatyczna - komfort i spektakularne doświadczenia klimatyczne
Klimahaus® 8º Ost jest nie tylko ze względu na swoją architekturę niezwykłym budynkiem wystawowym,
nadzwyczajne są również specjalnie zaprojektowane, wewnętrzne warunki klimatyczne. Uwzględnienie
zagadnień klimatu i energii już na etapie projektowania stanowiło bardzo ważne wyzwanie: z jednej strony
musiał zostać stworzony przyjemny klimat pomieszczeń dla ok. 5000 odwiedzających, przy uwzględnieniu,
że codziennie w budynku przebywa duża liczba osób przez wiele godzin. Konieczne było więc zapewnienie
wysokiej jakości świeżego powietrza, ale z drugiej strony musiały zostać realistycznie przedstawione w
toku "podróży" najróżniejsze strefy klimatyczne, aby zagwarantować autentyczne doznania u
odwiedzających.
Ważnym wymaganiem było jednocześnie zapewnienia absolutnie najwyższych parametrów ekologicznych,
w szczególności w odniesieniu do emisji CO2, tak aby budynek – zgodnie z zasadami ochrony klimatu –
miał jak najmniejsze negatywne konsekwencje dla środowiska.
Firma Transsolar Energietechnik GmbH opracowała odpowiednio do tych wymogów zintegrowaną
koncepcję energetyczną dotyczącą klimatyzacji budynku: systematyczna redukcja wewnętrznych obciążeń
i zapotrzebowania na zimne powietrze o około 50% umożliwiła opracowanie koncepcji budynku i wystawy,
która obejmuje - bez konieczności mechanicznego wytwarzania zimna - 3 z 4 obszarów wystawowych oraz
foyer, a także wykorzystuje w maksymalnym stopniu naturalny potencjał chłodzenia lokalizacji
Bremerhaven, poprzez swobodne wietrzenie, chłodnie kominowe i zastosowanie rozwiązań geotermicznych.
Po przeprowadzeniu gruntownych analiz parametrów eksploatacji budynku i warunków wystawowych
możliwe było oszacowanie rodzaju, struktury oraz danych liczbowych dotyczących zapotrzebowania
energetycznego. Ze względu na całoroczną, intensywną działalność, budynek Klimahaus® stanowi
przypadek, w którym energia chłodzenia zdominowała wyraźnie zapotrzebowanie na ciepło grzewcze.
Opracowana została całkowita koncepcja technologii budynków i technologii klimatycznej, która od samego
początku wymagała integralnego, profesjonalnego procesu planowania i koordynacji prac wszystkich
uczestników projektu (od architektów poprzez inwestorów, aż do późniejszych użytkowników, a także
projektantów instalacji wewnętrznych budynków, fasady, projektantów wystaw, ekspozycji i mediów).
Tylko w ten sposób możliwe było na przykład zredukowanie zużycia energii przez media i sztuczne
oświetlenie z 65 W/m2 do ok. 40 W/m2: stanowi to istotny krok, aby umożliwić wykorzystanie centralnego
rdzenia betonowego jako istotnego elementu chłodzenia.
Główną zasadą koncepcji jest bezpośrednie zastosowanie dostępnych na miejscu zasobów naturalnych i
energii środowiska w maksymalnie możliwym stopniu.
- Nocne schładzanie nagrzanych elementów w celu aktywowania rdzenia betonowego: masywne stropy
kondygnacji i ich zdolność magazynowania zostaną wykorzystane do regeneracyjnego wyrównywania
temperatur w pomieszczeniach. W stropach betonowych, które w ciągu dnia przejmują nadmierne ciepło
pomieszczeń, wbudowane są wężownice z tworzywa sztucznego, w których nocą obiega zimna woda
(efektywnie chłodzona przez nocne powietrze z chłodni kominowej), dzięki czemu temperatura betonu jest
wyrównywana. W ten sposób, w kolejnym dniu stropy betonowe są znów gotowe do przyjęcia ciepła.
Ochłodzone powierzchnie stropów betonowych wymieniają swoją energię przede wszystkim poprzez
promieniowanie cieplne, które - poprzez regulację temperatury powietrza otoczenia - odgrywa ważną rolę
dla komfortu termicznego.
- Sufity chłodzące działają w tych obszarach, gdzie żadne swobodnie leżące stropy betonowe nie mogą być
wykorzystane. Ponieważ nie mają one zdolności magazynowania, muszą być one zasilane zimnem także w
ciągu dnia. Zamiast korzystania z urządzeń klimatyzacyjnych, wykorzystano potencjał niskich temperatur w
gruncie pod Klimahaus®. Wykorzystanie rozwiązań płytkiej geotermii jest możliwe dzięki temu, że budynek
został posadowiony na 770 betonowych palach, zapewniających zakotwienie konstrukcji nośnej na ok. 20 m
w podłożu. 464 z nich to pale energetyczne obłożone wężownicami, w których znajduje się obieg nośnika
ciepła, a zatem prowadzona jest wymiana energetyczna z gruntem. Utworzone w taki sposób pole pali
energetycznych zaopatruje także instalacje wentylacyjne i chłodzenie podłogi we foyer, z maksymalną
mocą chłodzenia wynoszącą ok. 270 kW.
- Zasilanie świeżym powietrzem: mechaniczne instalacje wentylacyjne będą w maksymalnie możliwym
stopniu wspomagane przez naturalną wentylację - przy dobrych warunkach zewnętrznych będą otwierane
klapy wentylacyjne w ścianach zewnętrznych, wykorzystywane do oddymiania. Zimą instalacja
odzyskiwania ciepła z fasady będzie wykorzystywana do ogrzewania świeżego powietrza. Zużyte gorące
powietrze odpływa swobodnie w górę, natomiast instalacja odzyskiwania ciepła odbiera przed wylotem na
zewnątrz jeszcze użyteczną energię cieplną. Naturalnie wspomagana wentylacja służy latem także jako
nocny układ chłodzenia budynku poprzez przepływ powietrza.
- Aktywne systemy chłodzące i grzewcze: zastosowanie naturalnych zasobów nie wystarcza jednak, aby
wytworzyć np. tropikalny upał lub polarne zimno – w tym celu musi zostać zastosowana maszynowa
technologia klimatyzacyjna. Oprócz własnego ciepła odlotowego z instalacji odzyskiwania energii, ciepło
dla budynku Klimahaus® pochodzi z elektrociepłowni Bremerhavener Müllheizkraftwerk, która wykorzystuje
energię pochodzącą ze spalania śmieci. Latem energia cieplna będzie stosowana do wytwarzania zimna
poprzez technologię sorpcyjną (procesy termochemiczne). Chłodziarka absorpcyjna, która jest stosowana
m.in. do chłodzenia akwariów, wytwarza z mocy grzewczej 84 kW ciepła przesyłanego z zewnątrz
ostateczną moc chłodzącą wynoszącą 65 kW. W celu letniego chłodzenia świeżego powietrza, również
ciepło otrzymywane z zewnątrz będzie przemieniane w moc chłodzącą za pomocą systemu chłodzenia o
nazwie Desiccant Cooling System (DCS).
- Prąd pochodzący z odnawialnych źródeł energii: Zapotrzebowanie na energię elektryczną budynku
Klimahaus (do eksploatacji chłodziarek, mediów, eksponatów, oświetlenia itd.) zostaje zaspokojone
certyfikowanym prądem ekologicznym, tzn. prądem uzyskiwanym z energii odnawialnych, np. z elektrowni
wiatrowych i wodnych.
Bilans emisji CO2 budynku Klimahaus wynosi praktycznie zero, a dokładniej ok. 400 g/odwiedzającego, co
odpowiada ok. 1% dziennej emisji CO2 przeciętnego obywatela Niemiec lub przejechaniu 3 km
samochodem osobowym.
Poza tym w szklanym dachu budynku Plazy, bezpośrednio w strukturze izolacji, zamontowane zostały
monokrystaliczne ogniwa fotowoltaiczne. Dostarczają one 37 kW mocy (zapotrzebowanie na prąd obszaru
wystawowego "Szanse"). Czarne ogniwa redukują jednocześnie natężenie promieniowania słonecznego w
budynku Plaza o ok. 20%, działają zatem również jako osłona przeciwsłoneczna.
Informacje dodatkowe:
Pomysł Klimahaus®: Dr. Carlo Petri, Petri & Tiemann GmbH (Leitthema / Reise auf dem 8. Längengrad)
Najemca: Klimahaus® Betriebsgesellschaft mbH
Klient: BEAN Bremerhavener Entwicklungsgesellschaft Alter/Neuer Hafen mbH & Co. KG
Architekt (projekt): Klumpp Architekten Stadtplaner
Architekt (realizacja): agn Niederberghaus & Partner GmbH
Projekt wystawy: Kunstraum GfK mbH
Zarządzanie projektem: STÄWOG Städtische Wohnungsgesellschaft Bremerhaven mbH
Copyright © 2014 Constructalia. All rights reserved