Optimierte Energietechnik spart jährlich 400 000 kWh ein

Die Privat-Brauerei Zötler im bayrischen Rettenberg gibt Gas bei der Energieeinsparung und CO2-Minimierung.

Energietechnik
Detailansicht der Absorptionskältemaschine, im Hintergrund das Blockheizkraftwerk.

Die Produktion von Bier ist, ähnlich wie bei vielen anderen Lebensmitteln, mit konstant hohen Verbräuchen von Strom, Wärme und Kälte verbunden. Aus der Motivation heraus, den steigenden Energiekosten entgegenzuwirken und Umweltschutz aktiv zu leben, beauftragte die Privat-Brauerei Zötler die Geiger Energietechnik GmbH damit, ein Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Eigenstromversorgung zu planen.

Kein typisches Blockheizkraftwerk
Um die bei BHKW-Projekten angestrebte hohe Laufzeit zu erreichen, setzten die Planer einen wesentlichen Schwerpunkt auf eine gründliche Analyse der vorliegenden Energieströme. Neben ausführlichen Lastgangauswertungen werden Messungen genutzt, um belastbare Entscheidungsgrundlagen zu erstellen. «Der Ansatz, ein BHKW einzusetzen, scheiterte zunächst daran, dass sich in der Brauerei bei der Detailbetrachtung keine geeignete Abnahme für die anfallende Wärme fand. Hieraus entstand die Idee, die Wärme mittels einer Absorptionskältemaschine in Kälte umzuwandeln », erläutert Alexander Paul, Leiter operatives Geschäft bei Geiger Energietechnik. Kälte wird in der Brauerei ganzjährig benötigt und erste Anlagen dieser Art sind bereits seit Jahren in Kombination mit Blockheizkraftwerken im Einsatz. Allerdings stellte sich die Herausforderung, dass bei diesem Projekt zum einen Kälte im Minusbereich (–3 °C) eingesetzt wird und zum anderen das BHKW aus verschiedenen Gründen nicht grösser als 50 kW elektrisch dimensioniert werden sollte. Absorptionskältemaschinen werden jedoch bislang entweder zur Kühlung (ca. +7 °C) eingesetzt oder im Industrieanlagen-Format mit mehreren Hundert/Tausend kW Leistung.

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Detailansicht des Blockheizkraftwerks.

Standardanlagen angepasst
«Die grosse Herausforderung war für uns, einen Hersteller zu finden, der eine für dieses Projekt massgeschneiderte Kälteanlage anbieten konnte. Mit der Zimmermann GmbH konnten wir einen Spezialisten für Industriekälte als Partner gewinnen. Er erkannte das Marktpotenzial und war bereit, bisherige Anlagenkonzepte für die spezielle Projektanforderung weiterzuentwickeln. Es war ausserdem schnell klar, dass das benötigte Kälteniveau nicht mit den üblichen Temperaturen eines Standard-BHKW zu erreichen ist. Daher wurde ganz gezielt nach einem Hochtemperatur- BHKW im kleinen Leistungsbereich bis 50 kW gesucht», so Alexander Paul. Als einer der führenden Hersteller von BHKWs zeigte das Unternehmen 2G genügend Flexibilität, um sein Serienmodell g-box 50 auf diesen speziellen Anwendungsfall anzupassen. «Beide Partner haben erkannt, dass sie hier auch eine Art Business-Development betreiben. Denn dieses Projekt hat absoluten Leuchtturmcharakter und viel Adaptionspotenzial für die gesamte Lebensmittelindustrie», erklärt Paul.

Hohe Laufzeit, hohe Effizienz
Da die Kälte in der Brauerei kontinuierlich benötigt wird, kann mit einer Laufzeit von 8000 Betriebsstunden pro Jahr bei 100%iger Wärmenutzung gerechnet werden. Die bisher zur Kälteversorgung genutzten Kältekompressoren werden nicht ersetzt, sondern lediglich in ihren Betriebsstunden reduziert und dienen zur Spitzenlast sowie als Redundanz. Der vom BHKW erzeugte Strom von rund 400 000 kWh wird vollständig von der Brauerei selbst verbraucht. Hinzu kommt die Reduktion des Stromverbrauchs der Kompressoren um weitere 80 000 kWh. Bereits in rund acht Jahren wird sich somit die neue Anlage amortisiert haben.

Die Zusammenarbeit mit Geiger Energietechnik
Brauereichef Niklas Zötler und Produktionsleiter Markus Würz sind nicht nur vom Ergebnis, sondern auch vom Vorgehen der Geiger Energietechnik überzeugt, denn beide haben sich zu jeder Zeit gut verstanden gefühlt: «Wir hatten stets eine sehr vertrauensvolle Zusammenarbeit und immer den Eindruck, dass man uns nicht gegen unseren Willen überzeugen will. Die Energietechniker haben sich ausführlich mit unseren Gegebenheiten auseinandergesetzt und Planungen und Entscheidungsvorlagen immer gründlich, aber auch ergebnisoffen erstellt.»

Energietechnik

geigergruppe.de/energietechnik

Die Leitthemen der BAU 2019

Die BAU 2019 findet vom 14. –19. Januar 2019 in der Messe München statt. Als Weltleitmesse für Architektur, Materialien und Systeme beim Bauen präsentiert sie auf 200 000 m2 eine Fülle an Informationen.

Fachbesucher finden die neusten Trends und
Entwicklungen in allen Bereichen der Baubranche.

Digital: Prozesse + Architektur
Mit den jüngsten Entwicklungen im IT-Bereich und vor allem mit BIM (Building Information Modeling) verändert sich das Planen enorm. Heute ist es Standard, dass internationale Planungsteams gemeinsam und zeitgleich an denselben Daten arbeiten. Das vereinfacht den Austausch und die Arbeit erheblich und trägt zu einer besseren Qualität der Planung bei. Die Bauplanung wird dann digital erledigt und kommt gewerkeübergreifend zum Einsatz. Auch wenn die Anschaffung spezieller BIM-Werkzeuge und die Planung mit BIM zunächst einen gewissen Aufwand bedeuten, amortisiert sich dieser im Verlauf eines Projekts schnell. Bei Grossprojekten ist diese Art der Planung sogar bereits gang und gäbe. Zukünftig werden die digitalen Planungswerkzeuge auch bei kleineren Projekten und Altbau-Sanierungen angewendet und somit weltweit gültiger Standard sein. Auf diese Entwicklung muss sich auch das ausführende Handwerk einstellen, um wettbewerbsfähig bleiben zu können.

Über 250 000 Besucher verzeichnete die
letzte Austragung der BAU in München.

Integral: Systeme + Konstruktionen
Die stete Entwicklung immer neuer Technologien spielt eine grosse Rolle. Die Planung von Niedervolt-Leitungen für intelligente Gebäudesysteme, von speziell für die Planer reservierten Leitungen oder von Datenkabeln für ein weit verzweigtes Intranet berühren mittlerweile viele verschiedene Gewerke. Solche Projekte müssen generalisiert geplant werden, damit der Überblick nicht verloren geht und diese Komplexität hinterher nicht mehr sichtbar ist. Die digitalen Werkzeuge erlauben ausserdem eine Planung fernab des rechten Winkels. Ob Stahl-, Beton- oder Holzbau: Das Tragwerk ist nicht selten wichtigstes Merkmal eines einzigartigen Entwurfs. Umso mehr sind Architekten und Ingenieure auf eine gute Zusammenarbeit angewiesen.

Energie-, Gebäude-, Solartechnik
Neben den Themen solares Bauen und Solarthermie hält die BAU auch Neuheiten aus dem Bereich Klima- und Lüftungstechnik bereit. Hocheffiziente Wärmeerzeugung ermöglichen etwa Luft/Wasser-Wärmepumpen in Splitund Monoblock-Bauweise. Moderne Lösungen sind besonders leise, kompakt, platzsparend und wartungsarm, dabei flexibel hinsichtlich Anschluss- und Aufbaumöglichkeiten. Smart- Home-Lösungen ermöglichen die individuelle Gestaltung des Wohnkomforts. Auch im Hinblick auf etwaige Fördermöglichkeiten für energieeffizientes Bauen können die aktuellen Produktneuheiten für Bauherren relevant sein.

Smart: Licht + Gebäude
Auch das Gebäude selbst wird immer digitaler. Im «Smart Building» sind alle Geräte in einem gemeinsamen «Smart Grid» vernetzt und können so direkt oder indirekt miteinander kommunizieren, unterstützt durch die Internet-of-Things-Technologie. Das bringt mehrere Vorteile: Energieströme etwa können optimal gesteuert, die etwa aus Solarzellen gewonnene Energie kann bedarfsgerecht verteilt oder auch gespeichert werden. In einem etwas grösseren Netzwerk lässt sich überschüssige Energie auch zu benachbarten Gebäuden weiterverteilen. So wird im Gebäude der Zukunft der Umgang mit Energie im Gebäude viel bewusster sein. Nicht mehr nur nachhaltig, sondern intelligent, clever und smart.

www.bau.muenchen.com

Die Fassade als Kraftwerk und Wohlfühlgarant

Wer sich den grössten Teil des Tages im Innern von Gebäuden aufhält, sehnt sich nach einer angenehmen Wohn- und Arbeitsatmosphäre.

Fassaden
Die Ostseite der Unit «SolAce» mit den grün-blau verglasten solarthermischen Kollektoren, links auf dem zweiten Stockwerk.

Ähnlich einem Schmetterlingsflügel schimmert die grün-blaue Fassade der NEST-Unit «SolAce» im Sonnenlicht. Seit Ende September 2018 ist der neueste temporäre Gebäudeteil des Forschungs- und Innovationsgebäudes der Empa und Eawag in Dübendorf offiziell eröffnet. Es handelt sich um kombinierte Wohn und Arbeitsräume auf knapp 100 Quadratmetern – eingebaut auf der Südseite von NEST zwischen der zweiten und dritten Betonplattform, die zum Kern des setzkastenähnlichen Gebäudes gehören. «‹SolAce› soll über die Fassade mehr Energie produzieren als die Unit im Jahresverlauf braucht und gleichzeitig den Benutzerinnen und Benutzern optimalen Komfort zur Verfügung stellen», erklärt Jean-Louis Scartezzini die Zielvorgabe. Der EPFL-Forscher ist Direktor des Labors für Sonnenenergie und Bauphysik; von ihm stammt die Idee zur neusten NEST-Unit. Zur Erreichung der genannten Ziele vereinen die Forschenden mehrere aktive und passive Fassadenelemente, deren zugrunde liegende Technologien aus dem Labor in Lausanne hervorgegangen sind. Einige dieser Technologien sind mittlerweile über Start-ups und durch Kooperationen mit Wirtschaftspartnern kurz vor der Kommerzialisierung, bei einigen dauert der Weg noch etwas länger. «Im NEST haben wir die einzigartige Möglichkeit, die verschiedenen Technologien im Zusammenspiel und in einer realen Umgebung zu untersuchen», sagt Scartezzini.

Solarstrom und Warmwasser aus der Fassade
Die positive Energiebilanz der Unit soll durch die Produktion von Solarstrom und Warmwasser direkt an der Fassade erreicht werden. Dazu kommen Photovoltaikmodule sowie solarthermische Kollektoren mit einer neuartigen farbigen Verglasung auf Basis von Nanotechnologie zum Einsatz. Mit dem Ziel, die Integration von Photovoltaikanlagen in die Gebäudehülle zu fördern, indem über verschiedene Farben eine grössere architektonische Freiheit geboten wird, forschte ein Team an der EPFL seit fast 20 Jahren an farbgebenden Beschichtungen. Den Forschern unter der Leitung von Andreas Schüler war klar, dass eine Beschichtung möglichst geringe Energieverluste verursachen darf. Absorbierende Farbpigmente kamen nicht infrage. Stattdessen rufen nun Nano-Dünnschichten mit einer Dicke von 5 bis 200 Nanometern auf der Innenseite der Verglasung sogenannte Interferenz-Farbeffekte hervor, wie sie etwa auch auf einer Seifenblase oder eben auf den Flügeln eines Schmetterlings auftreten. «Da die Nano-Beschichtung sehr transparent ist, entstehen praktisch keine Absorptionseffekte und nur sehr geringe Energieeinbussen », erklärt Schüler. Diese inzwischen patentierte Technologie wird zurzeit vom Spin-off «Swiss-INSO» zur Marktreife gebracht und kommt im NEST in einer grün-blauen Variante zur Anwendung.

Neuartige Sensoren zur Überwachung von Wohlfühlfaktoren
Neben Arbeitsplätzen für vier Personen bietet «SolAce» auch einen Wohnbereich mit Küche und Schlafmöglichkeiten für zwei Personen. Um das Versprechen von optimalem Komfort einzulösen, versuchen die Forschenden die individuelle Wahrnehmung der Nutzer mithilfe eines neuartigen Vision-Sensorsystem nachzuempfinden. Die prototypischen Sensoren messen aus der Sicht der Benutzer – zum Beispiel einer arbeitenden Person am Schreibtisch – die Beleuchtungsverhältnisse und die Blendeffekte. Die Echtzeit-Überwachung wird dazu genutzt, die Beleuchtungs- und Beschattungssysteme optimal zu steuern. Wird also ein bestimmter Blendwert überschritten, reagieren die geschwungenen Lamellenstoren und leiten die eindringenden Lichtstrahlen an die Decke. Mithilfe von zirkadianer Beleuchtung sollen die Bewohner und Benutzer der Unit «SolAce» zudem in ihren Leistungs-, aber auch in ihren Erholungsphasen unterstützt werden. Zirkadiane Beleuchtung simuliert das Sonnenlicht im Tagesverlauf und fördert damit den natürlichen Wach-Schlaf-Rhythmus.

Saisonal dynamische Scheiben mit integrierten Mikrospiegeln
Innovative Fenstergläser sollen einen zusätzlichen Beitrag zu einem behaglichen Wohnund Arbeitsklima leisten – vor allem aber dazu führen, dass der Energieverbrauch für die Heizung im Winter und für die Kühlung im Sommer geringer wird. Für das menschliche Auge unsichtbare Mikrospiegel in einem Polymer-Film im Innern der Gläser lenken im Winter das hochwillkommene Licht für eine gleichmässige Ausleuchtung an die Decke im Innern der Unit und sorgen damit auch für ein natürliches Aufwärmen der Räume. Im Sommer sorgen die gleichen Spiegel dafür, dass die Sonnenstrahlen von den Gläsern abgelenkt werden und sich die Räume nicht zusätzlich aufheizen. Die neuartige Verglasung wurde an der EPFL ebenfalls unter der Leitung von Andreas Schüler entwickelt. Für die Herstellung erster Prototypen nutzten die Forschenden einen Präzisionslaser der Empa in Thun. Mittlerweile arbeitet das Team zusammen mit BASF Schweiz an einem industriellen Herstellungsprozess. Sobald erste Fenstergläser verfügbar sind, sollen diese in die «SolAce»-Fassade eingebaut werden. Der Sehkomfort der neuen Gläser wird dann von Forschenden des EPFL-Labors für Leistungsintegriertes Design vor Ort gemessen. Bis es so weit ist, kommen Referenzscheiben zum Einsatz, die Vergleichswerte liefern werden.

Fassaden
Innenansicht der Unit «SolAce».

Alltagstauglichkeit in einer bewohnten Umgebung unter Beweis stellen
Wie im NEST üblich, wird auch die Unit «SolAce» real genutzt und bewohnt werden. In einer ersten Phase werden sich hauptsächlich EPFL-Forschende in den Räumen aufhalten und die installierten Systeme und Technologien überwachen und an die Gegebenheiten anpassen. «Danach werden wir die Unit als Wohn- und Arbeitsumgebung für Gäste der Empa nutzen», sagt Rico Marchesi, Innovationsmanager im NEST. Er freut sich über den Neuzugang im Forschungs- und Innovationsgebäude und ist überzeugt, dass «SolAce» einen wertvollen Beitrag zur zukünftigen Ausgestalltung von Gebäudehüllen leisten kann. «Ästhetische Vorbehalte gegenüber dem Einsatz von Photovoltaik an der Fassade gelten dank der hier gezeigten Farbverglasungen definitiv nicht mehr», meint er. Für Jean-Louis Scartezzini ist das Projekt bereits jetzt ein Erfolg: «Die enge Zusammenarbeit zwischen Forschenden und Industriepartnern, aber auch zwischen den Industriepartnern untereinander führte immer wieder zu überraschenden Ideen und zu einem wertvollen Austausch.» Auch der Architekt der Unit, Fabrice Macherel von Lutz Architectes aus Fribourg, empfand die Zusammenarbeit zwischen Forschung und Wirtschaft als äusserst bereichernd: «Das Verhandeln zwischen Theorie und Praxis war zwar nicht immer ganz einfach; wir haben aber viel Neues gelernt und können dieses Wissen für künftige Projekte nutzen.» Technologietransfer in Reinform also.

 

 

Hochregallager für 9000 Tonnen Stahl

40 Meter lang, 21 Meter hoch und 25 Meter breit: Ein neues Hochregallager in Birsfelden hat die Lagerkapazitäten um 9000 Tonnen Stahl ausgebaut.

Das neue Hochregallager mit einer Kapazität von 9000 Tonnen Stahl.

Die Debrunner Acifer AG hat kürzlich ihr neues Hochregallager in Birsfelden in Betrieb genommen. Das in Silobauweise konstruierte Lager bietet mit 40 Metern Länge, 21 Metern Höhe und 25 Metern Breite Platz für 3000 Kassetten, in denen vorwiegend Produkte bis zu sechseinhalb Metern Länge gelagert werden. Bei einer maximalen Kapazität von drei Tonnen pro Kassette finden insgesamt bis zu 9000 Tonnen auf engem Raum Platz.

Stahldistribution „just in time“
Die Handhabung der vielen Stahlteile ist an das Warenwirtschaftssystem gekoppelt. Dank der kurzen Wege zwischen Hochregallager und Anarbeitungspark mit modernen Kommissionier- und Sägeanlagen werden Wartezeiten eliminiert und das Material schneller zum Kunden geliefert. Nicht zuletzt sorgen fünf Ausgabe- und direkt anschliessende Verpackungs- und Sägestationen für kurze Prozesse und einen perfekten Schutz für den weiteren Transport. Nebst dem automatischen Langgutlager sind vier Sägen für die Produktbereiche Stabstahl und Qualitätsstahl angeschlossen. Jeder Arbeitsplatz verfügt über einen eigenen Magnetkran und erlaubt ein autonomes Arbeiten. Hinsichtlich Arbeitssicherheit wurde auf optimale Lichtverhältnisse, ergonomisch gestaltete Arbeitsplätze und höchste Sicherheitsanforderungen der technischen Anlagen grosser Wert gelegt. Mit dem neuen Hochregallager und dem modernen Anarbeitungspark erfolgt die Stahlverarbeitung und -distribution noch effizienter. Durch die strategische Konzentration auf das Stahllager können zudem die schweizweiten Ressourcen geschickt gebündelt und die Prozesse gezielt optimiert werden. Dadurch profitieren die Kunden von einer deutlich schnelleren Auftragsbearbeitung und individuellen Bearbeitungsleistungen.

Schweizer Stahlbauunternehmen mit Tradition
Die Debrunner Acifer AG wurde vor über 260 Jahren gegründet und gehört heute zu den traditionsreichsten Unternehmen der Schweiz. Debrunner Acifer ist ein kompetenter B-2-B-Handelspartner für Bewehrungen und Bewehrungstechnik, Stahl und Metalle, Wasserversorgung und Tiefbau, Haustechnik, Spenglerei- und Dachbedarf, Befestigungstechnik, Werkzeuge, Maschinen und Arbeitsschutz. Das Unternehmen besteht aus über 26 Standorten in der ganzen Schweiz und bildet rund 150 Lehrlinge aus. Die schweizweit tätige Firmengruppe verfügt zusätzlich zu zahlreichen regionalen Lager- und Verkaufsstandorten auch über umfangreiche Anarbeitungskapazitäten und ein breites Sortiment – über 160 000 Artikel. Diese Produkte lassen sich mittels Facettenfilter einfach und schnell auch im E-Shop von Debrunner Acifer bestellen – bei Bedarf auch von Tablets und Smartphones aus. Die Debrunner Koenig E-Business Plattform wurde an der «Best of Swiss Web Award Night 2014» in der Kategorie Business mit Bronze ausgezeichnet. Beim Swiss E-Commerce-Award 2016 erreichte der Debrunner Acifer Onlineshop eine Platzierung in den Top Five. Bei Profi-Handwerkern und KMU sind die eigenen Handwerkerzentren sehr beliebt. Debrunner Acifer führt an 22 Standorten in der Schweiz ein breites Lagersortiment mit Werkzeugen und Maschinen, Arbeitsschutz, Befestigungstechnik, Haustechnik, Spenglerhalbfabrikaten, Wasserversorgung und Tiefbauprodukten.

www.d-a.ch

Lichtbeton – besonderes Interesse in Asien

Beleuchtungskonzepte mit Lichtbeton sind in Asien offenbar besonders beliebt. Die aus selbstverdichtendem Beton (SCC), LEDs und Kunststoff bestehenden Bodenbeleuchtungen sind durch internationale Patente und Gebrauchsmuster geschützt.

Lichtbeton
In den Strassenbelag eingelassene Lichtbeton-Elemente sorgen für bessere Verkehrssicherheit.

Die 2010 gegründete LCT GesmbH hat schon früh die Fühler ins Ausland ausgestreckt und bereits viel internationale Erfahrung. In der Schweiz, wo die Bodenleuchten vom Partner Creabeton Matériaux vertrieben werden, hat das Unternehmen bereits verschiedene Projekte erfolgreich umgesetzt. Internationale Auszeichnungen mit Awards für das innovativste Produkt und das beste Design folgten. 2018 ist LCT in Deutschland für den German Brand Award und den German Design Award aufgestellt und möchte den asiatischen Markt mit seinen bereits hoch technologisierten Märkten erobern.

Expansion nach Thailand
Bereits im Frühjahr stellte LCT in der thailändischen Metropole Bangkok im Zuge einer Präsentation im AussenwirtschaftsCenter Bangkok vor zahlreichen Repräsentanten öffentlicher Auftraggeber und der Bauwirtschaft die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten des Lichtbetons im privaten und öffentlichen Bereich vor. Unterstützung erhielt das Unternehmen seitens der Wirtschaftskammer und auch von seinen beiden Partnern System3, Importeur der LCT- Produkte in Thailand, sowie dem wichtigen Zulieferer AT Mechatronics Technology GmbH.

Verbesserte Verkehrssicherheit im Fokus
In Thailand besteht in puncto Verkehrssicherheit besonders viel Nachholbedarf. Das Land verzeichnet laut Weltgesundheitsorganisation WHO mit 36,2 Toten pro 100 000 Einwohner die meisten Verkehrstoten. Die Lichtbeton- Spezialisten knüpften Kontakt zur grössten thailändischen Universität Kasetsart, die innovative Strassenbauprojekte initiiert und vorantreibt. Mit einer Strassenbeleuchtung nach dem Muster «Light on Demand» oder Lucie- Lichtplatten am Anfang und Ende von Zebrastreifen kann die Lichtbeton-Technologie die Sichtbarkeit und so auch die Sicherheit erhöhen. Es gibt aber noch weitere Einsatzmöglichkeiten. Dieter Christandl, einer der beiden LCT-CEOs, traf auch mit der Abteilung für Schnellstrassen an der Universität zusammen. Schon im Frühjahr 2018 wurde eine Versuchsstrecke angelegt, um Tunnel und Brücken mit Lichtbeton sicherer zu gestalten und erste Erfahrungen zu sammeln.

Südkorea: Idealer Ausgangspunkt für den Asienmarkt
Gemeinsam mit der koreanischen Partnerfirma Seong HWA Support Co., LTD. (SH-Gruppe) präsentierte LCT die Lichtbeton-Technologie auch auf der Fachmesse Korea Build in Seoul. Alexander Haider, ebenfalls CEO bei LCT, ist zuversichtlich: «Hier finden wir einen hoch technologisierten Markt vor, vor allem hinsichtlich des Themas Smart Cities. Südkorea bietet insbesondere durch seine geografische Lage und die Exportstärke im asiatischen Markt einen idealen Ausgangspunkt für Vertrieb und auch Produktion für den APAC-Raum. Thailand und Südkorea sollen erst der Anfang sein. Wir planen einen breiten Auftritt im gesamten APAC-Raum und werden auch den Markteintritt in China von hier aus vorbereiten.»

creabeton-materiaux.ch

Wirksamer Gebäudeschutz vor Naturgefahren

Die Gebäudehülle ist gegen Unwetter stark exponiert und benötigt daher besonderen Schutz. Architekten, Planer und Ingenieure können die Sicherheit von Gebäuden erheblich verbessern.

GebäudeschutzDie intensiven Gewitter im Sommer 2018 mit lokalem Starkregen haben eindrücklich gezeigt, welch enorme Schäden innert Minuten an Gebäuden und Infrastruktur entstehen können. In Zukunft dürften heftige Unwetter zunehmen, denn die sich erwärmende Atmosphäre kann mehr Wasserdampf und mehr Energie aufnehmen. Bereits heute sind Hagel, Sturm und Starkregen für gut 3/4 aller Gebäudeschäden verantwortlich und können überall und jederzeit auftreten. Umso wichtiger ist ein wirkungsvoller Gebäudeschutz: Eine auf Naturgefahren angepasste Bauweise erhöht die Sicherheit für das Gebäude und dessen Benutzer. Ausserdem senkt sie die Betriebskosten und verlängert die Lebensdauer von Bauteilen – gute Gründe, bei jedem Neu- und Umbau frühzeitig an Naturgefahren zu denken. Schutz-vor-Naturgefahren.ch unterstützt Eigentümer und Fachpersonen bei der Planung von Schutzmassnahmen, u.a. mit dem interaktiven Naturgefahren-Check.

Neue Gefährdungskarte Oberflächenabfluss
Nicht unmittelbar versickerndes Regenwasser fliesst als sogenannter Oberflächenabfluss auf dem Boden ab. Über Wiesland und Strassen gelangt es ins Siedlungsgebiet und kann letztlich in Gebäude eindringen, beispielsweise über zu tief angeordnete oder ungeschützte Zugänge und Öffnungen. Wenige Zentimeter Wasser an einer kritischen Stelle genügen, um Keller oder Tiefgaragen zu fluten. Besonders gefährlich wird es, wenn das Wasser über Fluchtwege in Untergeschosse gelangt oder technische Einrichtungen trifft. 1/3 bis 1/2 aller Überschwemmungsschäden an Gebäuden sind nicht auf ausufernde Fliessgewässer und Seen, sondern auf Oberflächenabfluss zurückzuführen – eine bis anhin unterschätzte Naturgefahr. Deshalb lohnt sich in Ergänzung zu den kantonalen Gefahrenkarten ein Blick auf die neue Gefährdungskarte Oberflächenabfluss. Sie zeigt mögliche Fliesswege auf und gibt einen ersten Überblick zu den Überschwemmungshöhen. Beinahe 2/3 aller Gebäude in der Schweiz sind potenziell von Oberflächenabfluss betroffen. Typische Gefährdungsbilder sind der Zufluss vom Hang, von der Strasse sowie die Überflutung in Geländemulden (Abb. 1). Weil den Wasserabfluss verändernde Kleinstrukturen wie z.B. Stellriemen nicht im Modell enthalten sind, ist die Gefährdungskarte Oberflächenabfluss zwingend vor Ort zu überprüfen.

Gebäudeschutz
Abb.1: Typische Gefährdungsbilder bei Oberflächenabfluss sind der Zufluss vom Hang (links), von angrenzenden Strassen, Vorplätzen und Zufahrten (Mitte) sowie die Ansammlung von Wasser in Mulden (rechts).

Überschwemmungsschäden sind vermeidbar
Die Gefährdungskarte Oberflächenabfluss ist in Schutz-vor-Naturgefahren. ch integriert und mit Hintergrundinformationen und möglichen Schutzmassnahmen verknüpft. Gesucht sind robuste Lösungen, die ein Aufstauen am Gebäude resp. den Wassereintritt verhindern. Eine bei Neubauten ausgesprochen elegante und kostengünstige Massnahme ist die erhöhte Anordnung. Nebst der generellen Höherlegung von Gebäude und Gebäudeöffnungen hat die Umgebungsgestaltung viel Potenzial, um den Wasserabfluss vom Gebäude wegzuführen. Dabei ist zu beachten, dass Grundeigentümer gemäss ZGB Art. 689 zur Aufnahme des natürlicherweise abfliessenden Wassers verpflichtet sind und zugleich der Wasserabfluss nicht zum Schaden der Nachbarn verändert werden darf. Schutzmassnahmen zur Abschirmung, Umlenkung oder Abdichtung sollten permanent installiert sein und ohne menschliches Zutun zuverlässig funktionieren, da eine ausreichende Vorwarnzeit in der Regel nicht gegeben ist. Auf die Liegenschaftsentwässerung darf man sich nicht verlassen. Sie ist auf wesentlich geringere Wassermengen ausgelegt und vermag bei Überschwemmung kaum zu entlasten.

Kluge Gebäude schützen sich
Wer bei einem Neubau frühzeitig an mögliche Risiken denkt, erreicht einen wirksamen Schutz ohne Mehrkosten. Auch Sanierungen und Umbauten sind eine ideale Gelegenheit, um bestehende Gebäude sicherer zu machen – mit Massnahmen, die gemäss Risikoüberlegungen verhältnismässig sind. Schutz-vor-Naturgefahren.ch vernetzt sämtliche Grundlagen und Planungshilfen rund um den Gebäudeschutz vor Naturgefahren. Im Hagelregister finden Sie beispielsweise eine grosse Auswahl an geprüften Bauteilen für die gesamte Gebäudehülle. Die konstruktionsbedingt äusserst verletzlichen Roll- und Raffstoren müssen bei Gewitter hochgezogen werden. Hierzu eignet sich das kostenlose Hagelwarnsystem «Hagelschutz – einfach automatisch », das direkt an die zentrale Storensteuerung angeschlossen wird. Dieses System kann auch bei bestehenden Gebäuden nachgerüstet werden. Es gibt keinen Grund, nicht hagelsicher zu bauen (Abb. 2). Weiter finden Sie auf der Plattform die wichtigsten Normen und Richtlinien und aktuelle Fachliteratur. Zentral sind die SIA-Tragwerksnormen 261, 261/1 sowie 269/8. Wenn Sie diese «bis zur letzten Schraube» umsetzen, ist Ihr Bauprojekt auch gegen Sturm, Schneedruck und Erdbeben gut geschützt.

Kontakt 
Vereinigung Kantonaler Feuerversicherungen VKF
3001 Bern
kontakt@schutz-vor-naturgefahren.ch

Wo Struktur und Ornamentik verschmelzen

Forschende der ETH Zürich fabrizierten im Rahmen des DFAB House eine 80 Quadratmeter grosse Leichtbau-Geschossdecke aus Beton.

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Die Betonelemente werden Stück für Stück auf der 12 Zentimeter breiten Mesh-Mould-Wand platziert. (Bild: ETH Zürich/Tom Mundy)

An den dünnsten Stellen gerade einmal 20 Millimeter dick, dekorativ gerippt und nicht halb so schwer wie eine konventionelle Betondecke: Bei «Smart Slab», zu Deutsch «intelligente Decke», ist der Name Programm. Die Decke kombiniert die bautechnischen Stärken von Beton mit den flexiblen Gestaltungsmöglichkeiten des 3D-Drucks. Entwickelt wurde Smart Slab von der Gruppe von Benjamin Dillenburger, Assistenzprofessor für Digitale Bautechnologien an der ETH Zürich. Smart Slab ist eines der Kernelemente der Wohneinheit DFAB House (siehe Box) und wurde vor Kurzem im Forschungs- und Innovationsgebäude NEST der Empa und Eawag in Dübendorf montiert. Die 80 m2 grosse und 15 Tonnen schwere Decke setzt sich aus insgesamt elf Betonsegmenten zusammen und verbindet das Untergeschoss mit dem darüberliegenden zweistöckigen Holzbau.

Nur so viel Beton wie nötig
3D-Betondruck erlebt in der Architektur zurzeit grossen Aufschwung. Ganze Häuser werden bereits Schicht für Schicht gedruckt. Beim Projekt Smart Slab hingegen fertigten die Forschenden nicht die Bauelemente selbst mit 3D-Druck, sondern deren Schalung – also die Negativform. Sie arbeiteten dafür mit einem grossformatigen 3D-Sanddrucker; die Schalungselemente sind somit eine Art künstlicher Sandstein. Die Vorteile gegenüber dem Betondruckprozess liegen darin, dass leistungsfähiger, faserverstärkter Beton verwendet werden kann und sich die Struktur in millimetergenauer Feinheit herauslösen lässt. Die Produktion der Schalung ist der arbeitsintensivste Schritt im Betonbau, insbesondere bei nicht-standardisierten Bauteilen. Da Beton günstig und reichlich verfügbar ist, ist die Versuchung der Bauindustrie gross, die immer gleichen Massivdecken zu produzieren – die Kehrseite ist aber ein hoher Materialverbrauch und somit eine schlechte CO2-Bilanz. Digitale Fertigungsmethoden können hier einen zentralen Beitrag leisten: Sie optimieren die Bauteile so, dass die nötige Stabilität mit massiv weniger Material erreicht wird. Wie komplex die Geometrie eines Bauteils ist, macht im 3D-Druck keinen Unterschied und verursacht keine Mehrkosten – der Drucker druckt einfach, was man ihm befiehlt.

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Der 3D-Sanddrucker bei der Fabrikation der Schalung. Er hat ein Bauvolumen von acht Kubikmetern und eine mikrometergenaue Auflösung. (Bild: ETH Zürich/Tom Mundy)

Neuentwickelte Software koordiniert Parameter
Für die Fabrikation der Schalungselemente entwickelte Dillenburgers Forschungsgruppe eigens eine neue Planungssoftware. Diese vermag alle für die Produktion relevanten Parameter aufzunehmen und zu koordinieren. Nebst Basisdaten wie den Raumdimensionen gaben die Forschenden auch einen millimetergenauen Scan der geschwungenen Wand ein, die als Hauptträgerin der Betondecke fungiert. Mithilfe der Software wurde die Geometrie der Decke so adaptiert, dass an jeden Punkt gemäss Kräfteverlauf nur exakt so viel Beton kommt, wie strukturell nötig ist. «Wir haben die Decke nicht gezeichnet, sondern programmiert », sagt Mania Aghaei Meibodi, Senior Researcherin und Projektleiterin Smart Slab in Dillenburgers Gruppe. «Mit analoger Planung wäre es niemals möglich, all diese Aspekte aufeinander abzustimmen, erst recht nicht in dieser Präzision.» Blickt man von unten an die Decke, sieht man eine organische Ornamentstruktur mit verschiedenen Hierarchien. Während die Hauptrippen die Lasten tragen, dienen die kleineren, filigranen Rippen vor allem dem architektonischen Ausdruck und der Raumakustik. Statik und Ornamentik gehen bei Smart Slab Hand in Hand. In die Deckenstruktur integriert sind zudem Anlagen für Beleuchtung und Sprinkler. Deren Grösse und Platzierung wurde ebenfalls mit der Planungssoftware erfasst und beim Druck an den definierten Stellen ausgespart. Auf diese Weise verschwindet die Gebäudetechnik elegant und platzsparend in der Decke. Beim DFAB-House macht das zwar nur ein paar Zentimeter aus, aber bei Hochhäusern könnten auf diese Weise dereinst ein paar zusätzliche Stockwerke in die gleiche Höhe passen.

Auf Knopfdruck in die Produktion
Ist die Planung am Computer abgeschlossen, lassen sich die Fabrikationsdaten quasi per Knopfdruck an die Maschinen exportieren. An dieser Stelle kamen bei Smart Slab gleich mehrere Industriepartner ins Spiel: Einer produzierte die hochaufgelösten 3D-Sanddruckschalungen, welche aus druck- und transporttechnischen Gründen in palettengrosse Abschnitte unterteilt wurden, ein anderer parallel dazu die Holzschalung mittels CNC-Lasercutter. Letztere gibt der oberen Seite der Smart-Slab-Decke die Form und spart Hohlräume aus, um Material und Gewicht zu sparen und gleichzeitig Platz für elektrische Leitungen zu schaffen. Anschliessend kamen die beiden Schalungstypen für die Betonierung bei einer dritten Firma zusammen. Diese spritzte erst den faserverstärkten Beton in die Sanddruckschalungen, um die fein gerippte Oberfläche der unteren Betonschale herzustellen, und goss danach den restlichen Beton in die Holzschalung.

Stark dank Vorspannung
Nach zweiwöchiger Aushärtung waren die elf individuellen Betonsegmente bereit für den Transport zum NEST. Dank der präzisen Planung und Vorfertigung reduzierte sich die Zeit auf der Baustelle auf ein Minimum. Ein Kran hievte die Betonelemente auf die tragende Wand, wo die Vorspannung an Ort und Stelle erfolgte: Handwerker zogen längs und quer durch die Betonträger Stahlkabel in die bereits in die Schalung eingelegten Röhren. Durch die Anspannung der Kabel lässt sich die Traglast des Systems massiv steigern. «Zu sehen, wie nahtlos sich unsere Elemente auf der Baustelle aneinander und an die bereits bestehenden Bestandteile des DFAB House fügten, war überwältigend», sagt Dillenburger. «Dies verdanken wir auch der grossartigen interdisziplinären Zusammenarbeit mit unseren Partnern. Die minuziöse Arbeit, die wir in die Planung investierten, hat sich voll ausbezahlt.»

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Das Strukturprinzip von Smart Slab ist ein hierarchisches Raster von Rippen. Die Decke wird von der Mesh-Mould-Wand getragen und kragt seitlich aus. (Bild: ETH Zürich/Andrei Jipa)

Digital entworfen, geplant und gebaut
Acht Professuren der ETH Zürich, die im Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) Digitale Fabrikation vereint sind, bauen gemeinsam mit Industriepartnern das DFAB House. Die dreigeschossige Wohneinheit steht auf der Forschungs- und Innovationsplattform NEST der Empa und Eawag in Dübendorf. Mit der Fabrikation der Mesh-Mould-Wand erfolgte im Mai 2017 der Startschuss für dieses weltweit erste Gebäude, das gleich mehrere neuartige, digitale Bauprozesse unter einem Dach vereinigt. Die Fertigstellung ist für Anfang 2019 geplant. Danach soll das DFAB House Gastforschenden als temporäre Unterkunft dienen.

 

Offen für eine geschlossene Gesellschaft?

Open BIM
Forschen und Arbeiten mit Virtual Reality ist ein zentraler Teil der BIM-Methode.

Als technischer Dienstleistungskonzern plädiert TÜV SÜD dafür, die Diskussion zu versachlichen und zu den Fragen zurückzukehren, um die es eigentlich geht:

• Welche Verbesserungsstrategien und sinnvolle BIM-Anwendungsfälle verfolgt der Bauherr?
• Mit welchen technischen Prozessen kann die spezifische BIM-Strategie von Architekten, Fachplanern und Baufirmen umgesetzt werden? Wie sieht diesbezüglich die Vergabestrategie und die Schnittstellen-Anforderung aus?
• Welche Systeme und BIM-Fähigkeiten haben potenzielle Auftragnehmer?
• Welche Technologie ist individuell am besten geeignet, um messbare Verbesserungen des späteren Gebäudes zu erzielen?

Diese Fragen pauschal mit «open BIM» oder «closed BIM» zu beantworten, wird der spezifischen Sachlage im Einzelfall nicht gerecht. Die einzelnen Softwarelösungen bieten jeweils spezifische Vor- und Nachteile, die stets gegeneinander abgewogen werden sollten. So sollte sich die Anwendung des IFC-Formats in BIM-Projekten in erster Linie an den funktionalen Anwendungsfällen orientieren, für die dieses offene, globale Format entwickelt wurde: zum Prüfen und Dokumentieren. Beides sind häufige und wichtige Planungs- und baubegleitende Prozesse auf Auftragnehmerseite. Allerdings sind dies nicht die einzigen BIM-Prozesse, die in Projekten zu optimieren sind, und auch nicht diejenigen, aus denen die Bauherren als BIM-Forderer Wertschöpfung und Mehrwerte erzielen.

Auch der Bauherr muss Ja sagen zu BIM
Wichtig ist, dass Bauherren eine fundierte Entscheidung je nach Anforderung und nach Abwägung der Vor- und Nachteile treffen. Heute ist dazu häufig noch eine neutrale und unabhängige Beratung notwendig, weil den Bauherren praktische Erfahrung fehlt. Das betrifft beispielsweise die Festlegung von strategischen BIM-Anwendungsfällen mit definierten, monetären Verbesserungen, die dann wiederum in machbare, technisch klar beschriebene Prozess- und Lieferbeschreibungen übersetzt werden: die Auftraggeberinformationsanforderungen (AIA). Erst nach diesen zwei Schritten sollte der Bauherr die Technologien und Projektumgebungen wählen, die sein Projekt und seine Strategie bestmöglich zur Umsetzung bringen. Was auf den ersten Blick selbstverständlich erscheint, ist in der Praxis nicht leicht zu entscheiden. TÜV SÜD Advimo hat deshalb einen BIM-Prozessstandard entwickelt. Die zugehörige Bauherren- und Planerbegleitung führt zu mehr Auftraggeberkompetenz und einer höheren BIM-Qualität bei der Umsetzung. Denn BIM-Strategie, Lastenheft, Projektlandschaft und die Leistungsfähigkeit von Software- Tools können die alltäglichen Planungs- und Bauarbeiten stark beschleunigen oder massiv verzögern – mit direkten Auswirkungen auf das gesamte Projekt und dessen Kosten.

tuev-sued.com/bim

CAS Elektrische Energie am Bau

Edmond Eiger ist beruflich der Elektrotechnik immer treu geblieben. Seinen Traumberuf als Energieberater hat er sich nun mit dem Lehrgang verwirklicht. Heute gibt er sein Fachwissen auch an Dritte weiter.

Die Optimierung von Regelstrecken ist nur mit der richtigen
Messtechnik möglich.

CAS Elektrische Energie am Bau
Elektrische Energie durchdringt das heutige Leben wie keine andere Energieform. Licht, Kochen, die Benutzung eines Lifts oder das Kommunizieren über das Internet benötigen elektrische Energie. Viele zukunftsorientierte Gebäude sind vollumfänglich smart vernetzt und der Trend geht klar weiter in diese Richtung. Dementsprechend sind Experten gefragt.

Für eine Raumtemperaturregelung wird beispielsweise die Temperatur erfasst, mit dem Sollwert verglichen und über einen Ventilantrieb die Heizleistung entsprechend vergrössert oder verkleinert. Ist der Regler intelligent, so kann er nicht nur die Temperatur richtig einstellen, sondern er optimiert nebenbei auch noch die benötigte Energie und die Kosten. Solch höherwertige Funktionen können nur sichergestellt werden, wenn der Regler die Fähigkeit hat, sich mit der Umgebung automatisch auszutauschen. Diese Zusammenarbeit und Vernetzung von Informations- und Kommunikationstechniken nennt sich «Internet of Things (IoT)».

Der CAS Elektrische Energie am Bau bildet die Experten der Zukunft aus. Er zeigt vertieft, wo in Gebäuden elektrische Energie und Kommunikation (Internet of Things, IoT) zum Einsatz kommen, und vermittelt die neusten Trends und Technologien intelligenter Gebäudetechnik bis hin zum Allelectric-house. Der berufsbegleitende Lehrgang ist Teil des Masterprogramms MAS Energie am Bau, ein Kompetenzmodul des MAS Nachhaltiges Bauen, kann aber auch einzeln besucht werden.

In Labor-Pharma-Gebäuden ist das abgestimmte
Zusammenspiel von vernetzter Gebäudetechnik für
die Personensicherheit unerlässlich. (Foto: Tom Bisig)

Der Lehrgang vermittelt sofort anwendbares Know-how und wird durch Theorie und Praxis ergänzt. Nach dem Kurs können grundlegende Begriffe von Komponenten (Transformatoren, Motoren, Umrichter, elektrische Speicher), der Kommunikation (Gateway, Interoperabilität, WLAN) und deren Zusammenspiel in der Beleuchtung, der Verschattung, des Zutritts und der Heizung-Lüftung-Klima-Technik eingeordnet werden. Zudem vermittelt er die wichtigsten SIA-Normen und Niederspannungsrichtlinien wie auch die neusten Vorschriften im Bereich Elektromobilität, Photovoltaik und elektrische Energiespeicher. Er richtet sich an Energiedienstleister, in- und ausländische Baufachleute aus den Bereichen Architektur, Gebäudetechnik, Immobilien und Bauherrenberatung mit einem Hochschulabschluss oder gleichwertigem Bildungsstand. Die Lehrinhalte des CAS FHNW Energie am Bau werden vorausgesetzt.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit lichttechnischer Anwendungen
stellt den Erfolg für das Gesamtsystem sicher.

Praxisbeispiel
In meiner langjährigen beruflichen Tätigkeit bin ich immer der Elektrotechnik treu geblieben. Ob als Bauleiter/Projektleiter, als Messdatenoder als Energiemanager. Obwohl man in diesen Tätigkeiten vom Beginn des Aushubs eines Gebäudes bis zur Übergabe an den Eigentümer alle Bauphasen eines Gebäudes und der Gebäudetechnik durchläuft, fehlte zur Ausübung meines Traumberufes als Energieberater die Gesamtsicht von Konstruktion (Architektur) und Technik. Mir wurde der Masterlehrgang Energie am Bau an der FHNW in Muttenz empfohlen.

Das vertiefte Praxis-Wissen aus dem CAS Elektrische Energie
am Bau hilft bei der Umsetzung eigener Projekte.

Die Ausbildung wurde von meinem Arbeitgeber massgeblich unterstützt und so konnte ich meine Abschlussarbeiten berufsbegleitend und anhand realer Projekte praxisorientiert durchführen. Der Zertifikatslehrgang elektrische Energie am Bau vermittelte mir neben der Wissens- Vertiefung in der Regeltechnik, der Gebäudeautomation und des Technischen Facility Managements auch Elektrische Energiewandler und Aktoren, Beleuchtung und Verschattung, Aufzüge und Türsysteme. Vor allem die Themen Elektromobilität, Photovoltaik und Speicherung elektrischer Energie im Gebäude eröffnete mir eine Vertiefung meines Wissens für eine Technologie der Zukunft. Deshalb wählte ich für meine Masterarbeit auch das Thema «Erhöhung Eigenverbrauch (Photovoltaik) und Batterieauslegung (mit und ohne E-Mobilität) für hohen Autarkiegrad, anhand einer bestehenden PV-Anlage eines grossen Mehrfamilienhauses ».

Edmond Eiger, 49 Jahre, Energieberater
Amt für Umwelt und Energie Kt. BS
MAS Energie am Bau FHNW

Dank diesen Ausbildungen kann ich meine vielseitigen Fähigkeiten und Stärken in verschiedenen Projekten und Aufgaben unter Beweis stellen. Mit meiner festen, inneren Überzeugung zum Thema Energie und Effizienz am Bau (Energie-Strategie 2050) kann ich Kunden für Projekte sowie Besucher an Veranstaltungen begeistern und gewinnen. Mit meiner mehrjährigen Erfahrung in der Gebäudetechnik und Bestandsanierung werde ich für Vorträge in Gemeinden und Firmen angefragt; liefere Artikel zum Thema Energie am Bau an interne und externe Medien und doziere für die höhere Fachprüfung des Eidg. Dipl. Energie- und Effizienzberaters beim VSE in Aarau (industrielle Prozesse und Massnahmenerarbeitung), bei der ich Prüfungsexperte sowie Mitglied der Qualitäts-Prüfungskommission bin.

www.fhnw.ch/habg

Digitalisierung in der Baubranche mit der BIM-Methode

Dieser Artikel soll die Digitalisierung aus Sicht einer namhaften Bauunternehmung beleuchten.

BIM-Methode
BIM am Beispiel des Projekts «Vortex» in Chavannes-près-Renens.

Vor dem Hintergrund dieser allgegenwärtigen Digitalisierung ist auch die Bau- und Immobilienbranche in den letzten Jahren durchlässiger geworden und setzt zunehmend auf Open Innovation. Geplant, gebaut und virtuell betrieben wird zuerst digital – dank Building Information Modeling (BIM). Am Computer entsteht ein dreidimensionales, virtuelles Gebäude, welches aus Bauteilen und Bauteilgruppen zusammengesetzt ist und laufend um Informationen ergänzt werden kann. Durch die Arbeit mit diesen digitalen Modellen wird der Informationsaustausch zwischen allen Beteiligten verbessert. Zudem entstehen vielseitige Nutzungsmöglichkeiten (Mengen- und Kostenberechnungen, Ressourcenplanung, nachhaltige Projektierung, thermische und seismische Analysen). Auch der Bauherr geniesst Vorteile: Er kann die verfügbaren Informationen für Lebenszyklusanalysen seines Projektes (Life Cycle Management) nutzen. Potenzielle Fehler werden zudem bei der Projektentwicklung erkannt und eliminiert, bevor sie sich auf die Realisierung auswirken. Der Bauherrschaft kann somit verlässlich zugesichert werden, dass ein Projekt termingerecht und im Kostenrahmen übergeben werden kann. Das Ziel ist es, aufgrund der vollständigen Digitalisierung der Projekte sowie eines kollaborativen Prozesses, besser planen, besser bauen und besser betreiben zu können.

Kollaborative Arbeitsmethoden
Für die Bauunternehmung Losinger Marazzi ist BIM mehr als ein digitales Tool, mehr auch als eine grosse zentrale Datenbank. Darüber hinaus umfasst BIM Visualisierungs- und Simulationstools, die kollaborative Arbeitsmethoden unter den beteiligten Akteuren implizieren. Mit dem Einsatz des BIM stellen Architekten, Bauingenieure, Fachplaner für Gebäudetechnik und die ausführenden Unternehmen von einer sequenziellen auf eine simultane Arbeitsweise um. Alle arbeiten zusammen und davon profitiert der Kunde durch kürzere Fristen, eine insgesamt deutlich verbesserte Gebäudequalität und Visualisierungsmöglichkeiten seines Gebäudes, bevor dieses überhaupt gebaut ist. Das BIM-Management beruht auf genau diesen kollaborativen Arbeitsreflexen. Losinger Marazzi sorgt insofern für die Interoperabilität der von den verschiedenen Projektakteuren genutzten Softwares und hat sich für eine systemunabhängige openBIM-Arbeitsweise entschieden – ein gemeinsames, interdisziplinäres BIM. Auch wenn seine Werkzeuge, Methoden und Anwendungen sich noch laufend verändern werden, für das Bauunternehmen ist BIM unbestritten der Königsweg in die Zukunft. BIM ist eine grossartige Chance, die Vorteile der Digitalisierung für die Welt des Bauens zu erschliessen.

losinger-marazzi

Ein Sprungbrett zur Betriebsoptimierung

Die Digitalisierung eine ganze Reihe von Möglichkeiten, die man unter dem Begriff Betriebsoptimierung zusammenfassen kann.

Digitalisierung beschäftigt derzeit alle Betriebe, vom KMU bis zum Grosskonzern.

Sowohl in Neubauten als auch im bestehenden Gebäudepark kann durch energetische Betriebsoptimierungen (BO) ein grosses Energiesparpotenzial erschlossen werden. Spezialisierte Unternehmen bieten seit Jahren Beratung und Dienstleistungen zur Optimierung des Energieverbrauchs und somit der Kosten an. Insbesondere ein kontinuierliches Energiemonitoring und daraus abgeleitete Optimierungsmassnahmen zahlen sich in der Regel in weniger als zwei Jahren aus. Heute bietet die Gebäudeautomation einfache Lösungen für die Überwachung aller Anlagen und die Erhebung von Daten im gewünschten Takt. Mit der Digitalisierung stehen draht- und funkbasierte Kommunikationsmöglichkeiten zur Verfügung. Auch die Übermittlung von Alarmmeldungen ist möglich.

Fünf Schritte zum Erfolg
Zur erfolgreichen Betriebsoptimierung führen fünf Schritte. Dabei spielt die Dokumentation der Resultate und Erkenntnisse aus den einzelnen Phasen eine wichtige Rolle. Der Ablauf der Betriebsoptimierung definiert den Aufbau des Berichtswesens und gliedert sich wie folgt:

Schritt 1: Erhebung des Ist-Zustands und der vorhandenen Daten
Ziel ist das Sammeln und Sichten von bestehenden Anlagedokumentationen. Dazu gehört auch eine detaillierte Begehung des Gebäudes und der Anlagen. Erfahrene Spezialisten erkennen Schwachpunkte und Prioritäten meist noch, bevor sie die Daten analysiert haben. Auch Rückmeldungen des technischen Dienstes sowie der Nutzer liefern wichtige Informationen zum Ist-Zustand.

Schritt 2: Analyse der Energie- und Betriebsdaten
Die bisher erhobenen Energie- und Betriebsdaten der Anlage werden mit Diagrammen visualisiert und im Detail ausgewertet. Für die Energieverbräuche und Energieeffizienzkennzahlen definiert der Betriebsoptimierungsspezialist Sollwerte resp. vergleicht sie mit Werten ähnlicher Objekte und legt Ziele fest. Ist bereits ein Energiemonitoring vorhanden, können dem viele Daten entnommen werden. Dabei spielen auch Komfortdaten eine Rolle.

Schritt 3: Definition und Umsetzung von Sofortmassnahmen
Zusammen mit dem technischen Dienst werden Verbesserungsmassnahmen definiert, die vor Ort umgesetzt werden können, wie zum Beispiel die Optimierung der Einstellungen der technischen Anlagen, der Sollwerte für Temperaturen und Betriebszeiten, der Betriebstemperaturen und dergleichen. In der Regel braucht es für diesen Schritt keine Investitionen. Wie es die Praxis zeigt, bringen die Kontinuität und Regelmässigkeit beachtliche Erfolge.

Schritt 4: Ermittlung von Massnahmen mit Investitionsbedarf
In vielen Fällen sind in bestehenden Gebäuden noch zusätzliche Schritte sinnvoll, für deren Realisierung allerdings Investitionen nötig sind. Der Betriebsoptimierungsspezialist schätzt die Investitionskosten und die voraussichtlichen jährlichen Einsparungen ab. Heute stehen effiziente Geräte und Auswertungsmethoden zur Verfügung, auf die man nicht verzichten sollte, um die Nachhaltigkeit des Gebäudes zu sichern.

Schritt 5: Erfolgskontrolle
Nach der Umsetzung der Sofortmassnahmen ohne Investitionen (Schritt 3) muss die Entwicklung des Energieverbrauchs kontinuierlich beobachtet und intern dokumentiert werden. Dabei ist es empfehlenswert, auf das Wissen von Spezialisten, das heisst von Herstellern, Systemintegratoren oder Firmen, die sich spezifisch mit der BO befassen, zurückzugreifen. Die Gebäude Netzwerk Initiative hat dazu ein Merkblatt «Betriebsoptimierung» veröffentlicht, das man auf der Homepage, Rubrik Wissen/ Technik herunterladen kann.

g-n-i.ch

Gebäude nach wirtschaftlichen Kriterien sanieren

Der energie-cluster.ch bietet Wirtschaftlichkeitsberechnungen für die energetische Gebäudesanierung und den Neubau an.

Mehr Transparenz bei der Investition in Energiemassnahmen
Mit dem EnWI-Tool berechnen unsere Technologievermittler die Investitionskosten für die energetischen Mindestanforderungen sowie (Zusatz)Investitionen für Minergie-Baustandards und Plusenergie-Konzepte im Vergleich zu einer Pinselsanierung. Sämtliche relevanten Energiemassnahmen wie die Sanierung der Gebäudehülle, die Erneuerung der Heiz- und Klimaanlagen und der Einsatz von Solartechnik werden berücksichtigt. Sie als Investor und Eigentümer erhalten Angaben über die Rentabilität der Energiemassnahmen sowie über Mietzinsüberwälzungen und Nebenkostenkalkulationen nach einer Sanierung. Weiter führen wir Sensitivitätsanalysen bezogen auf die Energiekostenentwicklung, Eigenstromverbrauchs- Optimierung und Beratung über Förderbeiträge und mögliche Steuerabzüge durch.

EnWI berechnete Investitionskosten…
…und Nettorenditen über die Sanierung eines MFH mit zehn Mietwohnungen.

EnWI-Berechnungsverfahren
Die Bestimmung der Sanierungsmassnahmen zur Erreichung der energetischen Mindestanforderungen bei Heizwärmebedarf und zum gewichteten Endenergieverbrauch sind: • Isolation der Gebäudehülle
• Erneuerung oder Ersatz des Heiz- und Warmwassersystems
• Installation eines Lüftungssystems
• Einsatz energieeffizienter, elektrischer Geräte und Beleuchtungsmittel
• Energieproduktion aus Photovoltaik und Solarthermie

Dazu gehören ebenso die Berechnung der Investitionskosten mit Hilfe typischer und aktueller Richtwerte für die Gewerke und Gebäudetechnik inklusive deren Montage und Installation und die Berechnung der Energieeinsparungen und damit verbundenen Betriebskostenreduktion.

Fachliche Beratung
Für eine entsprechende Beratung braucht es folgende Angaben über das Objekt: Gebäudegeometrie und Gebäudehülle, Energiebezugsfläche (EBF), Heiz- und Warmwassersystem sowie den aktuellen Energieverbrauch für Heizen und Elektrizität. Für eine Objektanalyse inklusive Bericht wird je nach Grösse und Art des Gebäudes ein Betrag von CHF 1000.– bis CHF 16 000.–, inkl. MWST, verrechnet.

Berechnungsmodell
Der energie-cluster.ch berechnet folgenden Varianten mit dem EnWI-Tool
• MuKEn
• MuKEn Plusenergie
• GEAK A/A und B/B
• GEAK A/A und B/B Plusenergie
• Minergie
• Minergie Plusenergie
• Minergie-P
• Minergie-P Plusenergie
• Minergie-A

energie-cluster.ch

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