Empfehlungen für Bauherren und Planer
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- dies um ungewollte Aufheizung des Gebäudes durch direkte Sonneneinstrahlung zu vermeiden.
Eckbüros und die gesamte Ost- und insbesondere Westfassade erhalten im Sommer am meisten direkte Sonneneinstrahlung. Die Südfassade hingegen ist wegen des hohen Sonnenstandes im Sommer gut geschützt und die Nordfassade erhält sogar noch weniger direkte Einstrahlung. Diesem Umstand ist bei der Planung der jeweiligen Fensterflächenanteile Rechnung zu tragen: Nord-Südausrichtung des Gebäudes, kleine Fenster an der Ost- und Westseite, grosse an der Nord- und Südseite. Der sommerliche Wärmeschutz in Gebäuden mit dem gleichzeitigen Ziel maximaler Tageslichtnutzung und deswegen hohem Fensterflächenanteil kann zudem optimert werden, indem Fensterflächen unterhalb einer Höhe von ca. einem Meter ab Geschossboden vermieden werden – denn diese Fensterflächenanteile tragen wenig zur Tageslichtnutzung im Gebäude bei. Als Grössenordnung wird ein Fensterflächenanteil von ca. 50% empfohlen[1]. Geringere Werte maximieren Tageslichtnutzung und passive Wärmegewinne im Winter nicht, höhere hingegen sind problematisch bezüglich sommerlichem Wärmeschutz.
Windlinger et al. (2015 ) vermerken aber, dass zu hohe Fensterflächenanteile in der Praxis keine Seltenheit sind und nebst suboptimalem Klimakomfort und Energiehaushalt zudem noch weitere unerwünschte Nebeneffekte haben können: „In der Architekturhaltung vieler zeitgenössischer Entwürfe sind Ganzglas-Fassaden nicht aus funktionalen sondern aus gestalterischen Erwägungen die sich auf die reine Aussenwirkung stützen, fester Bestandteil der Gebäudekonzeption. Doch kann sich eine brüstungsfreie Verglasung negativ auf das Wohlbefinden auswirken, da sie den dahinter Arbeitenden keinen Schutz bietet und man sich als Nutzer ungeschützt Blicken von aussen ausgesetzt fühlt. Zudem kann das Arbeiten neben raumhohen Fenstern bei den Nutzenden für Höhenangst sorgen und sich somit als Stressfaktor auswirken.“
[1] Hubbuch (2009)
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Ein Problem bei der Steuerung von Bürogebäuden ist, dass für die Steuerung von Heizung, Kühlung und Lüftung oft nur die aktuellen Aussentemperaturen einbezogen werden. Augrund der Trägheit vieler Gebäude und der schwankenden internen Lasten wäre es aber wünschenswert, dass Aussenbedingungen und Anwesenheiten antizipiert würden und dadurch eine zu starke Aufheizung bzw. kalte Temperaturen im Gebäude vermieden würden. Hierdurch würden vermutlich auch Abweichungen von den Präferenzen der Nutzenden verringert und/ oder seltener.
Technische Systeme, welche bei einer vorausschauenden Gebäudesteuuerung behilflich sein sollen, reichen von programmierbaren oder gar lernenden Thermostaten über Zonierung nach Raumverwendungsmustern bis hin zu Gebäudeautomationssystemen, die Wetterprognosedaten einbeziehen (vgl. auch http://www.opticontrol.ethz.ch). Letzere werden aktuell immer häufiger verwendet.
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Die Art und Weise, wie ein Gebäude genutzt wird, wirkt sich je nach Bauweise unterschiedlich stark auf die klimatischen Bedingungen und die Wärmeenergiebedarfe im Gebäude aus. Merkmale gutmütiger, nutzungstoleranter Gebäude sind:
- Angemessener Glasanteil an der Fassade
- Guter Sonnenschutz
- Ausreichende thermisch aktive Gebäudemasse (vgl. auch massive Bauweise und darauf abgestimmter Innenausbau)
Ein Grundsatz in der Planung solcher Gebäude und von Gebäuden generell sollte sein, dass Gebäude und Gebäudetechnik als System mit folgenden Eigenschaften betrachtet werden: Das Gebäude leistet, die Technik justiert.
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Planer von Bürogebäuden gehen bei ihren Verbrauchs- und Behaglichkeitssimulationen davon aus, dass das Bürogebäude konzeptgerecht betrieben wird. Wenn allerdings das notwendige Wissen über die Funktionsweise und die damit verbundene Steuerung des Gebäudes nicht bis zum operativen Facility Management Mitarbeiter gelangt, sind unnötig hohe Energieverbräuche und teilweise geringer Komfort kaum zu vermeiden. Entsprechend wird empfohlen, dass die später verantwortlichen Facility Manager bereits in der Planungsphase des Gebäudes einbezogen werden und an sie zusammen mit den notwendigen mündlichen Erläuterungen ein durchdachtes, vollständig und verständlich dokumentiertes Gebäudesteuerungskonzept übergeben wird. Hierzu gehört unter anderem auch ein Nutzerhandbuch, dessen Inhalte nicht einfach nur gespeichert und den Nutzenden auf Wunsch zur Verfügung gestellt, sondern als Basis für eine aktive aber durchdachte Betreiber-Nutzer-Kommunikationsstrategie verwendet werden sollten.
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Zielkonflikte
Fördert die Nutzertoleranz
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Einflussnahmemöglichkeiten auf Klima, Beleuchtung und Luftqualität in Bürogebäuden sind oft nicht sehr nutzerfreundlich gestaltet: Beispielsweise Thermostate sind aus Nutzersicht oft nicht gut sichtbar, zugänglich und verständlich; der Effekt der Einflussnahme ist oft unklar und nicht selten benützen mehrere Nutzende mit unterschiedlichen Präferenzen unkoordiniert dieselben Kontrollmöglichkeiten. Die Folge davon ist, dass Einflussnahmemöglichkeiten nicht oder falsch verwendet werden und deshalb weder Komfort noch Enerigeeffizienz erreicht wird. Aus diesem Grund sollte der selbsterklärenden Gestaltung von Einflussnahmemöglichkeiten grössere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Dies kann geschehen, indem einige grundlegende Gestaltungskriterien beachtet werden:
- Sichtbarkeit, Identifizierbarkeit, Zugänglichkeit: Kann man den Schalter, den Thermostat etc. sehen, als solchen erkennen und ist er auch einfach zugänglich oder stehen Möbel oder andere Dinge davor?
- Default-Settings und Information darüber: Die Default-Settings sollten für Durchschnittsnutzende akzeptabel sein. Die Orientierung an und Information über bestehende/n Normen und Empfehlungen scheint hier sinnvoll
- Einfachheit der Nutzerschnittstelle und der Einflussnahme; ggf. Hilfestellung zur Verwendung
- Klarheit und Vollständigkeit des Feedbacks nach vorgenommener Anpassung: was unternimmt das System, wie lange dauert es bis der gewünschte Effekt eintritt? Auch spätere Nutzende sollten über früher erhaltene Befehle und aktuell laufende Anpassungen informiert werden.
- Ausmass der möglichen Einflussnahme: Zu kleine Anpassungsspielräume geben nicht ausreichend Kontrolle, zu grosse können unerwünschte negative Effekte auf den Energieverbrauch und den Komfort haben. Für die Nutzenden sollte klar ersichtlich sein, was die jeweilige Einflussnahmemöglichkeit leisten kann und was nicht – ansonsten entstehen unerfüllbare Erwartungen der Nutzenden und unlösbare Aufgaben für die Betreiber.
In Zusammenhang mit dem Kriterium „Feedback“ sind auch im Nachhinein installierte Feedbacksysteme zu nennen, die den Nutzenden in Abhängigkeit von den Innen- und Aussenbedingungen live Feedback über die energetischen und komfortbezogenen Auswirkungen ihres Verhaltens geben (vgl. beispielsweise visionarity.com).
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Gemäss dem Intelligent Building Institute kann man von einem intelligenten oder smarten Gebäude dann sprechen, wenn die vier grundlegenden Elemente eines Gebäudes (Strukturen, Systeme, Dienste und Management) und ihre Interaktion so optimiert werden, dass dadurch eine produktive und kosteneffektive Umgebung bereit gestellt wird[1].
In diesem Zusammenhang stehen oft auch die technologischen Systeme zur automatischen, kontextsensitiven Steuerung von Heizung, Lüftung, Kühlung, künstlichen Beleuchtung, Verschattung und elektrischen Geräten im Fokus der Betrachtung. Solche Systeme erlauben, durch die Messung, Echtzeit-Vernetzung und Prognose von unterschiedlichen Kennwerten zum Nutzerverhalten (Nutzerpräferenzen, Anwesenheit etc.) und zum Zustand des Gebäudes (Temperaturmessungen, Storenposition etc.) das Gebäude automatisch so zu steuern, dass
- Energie nur bei Bedarf genutzt wird
- Eine Anpassung auf Präferenzen und Verhaltensmuster der Nutzenden erfolgt (das Gebäude bzw. sein Steuersystem lernt dazu)[2]
Einen guten Überblick über derzeit in Entwicklung befindliche Systeme geben Nguyen & Aiello, 2013.
[1] Wigginton and Harris (2013)
[2] Buckman, Mayfield, and B.M. Beck (2014)
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Es empfiehlt sich, während des gesamten Bauprozesses wie auch nach der Fertigstellung des Gebäudes Qualitätskontrollen vorzunehmen und bei Bedarf so früh wie möglich zu intervenieren. Eine wichtige Voraussetzung dafür, dass bestimmte Qaulitätsanforderungen durch Bauunternehmungen tatsächlich eingehalten werden bzw. bei Qualitätsmängeln Korrekturen vorgenommen werden, ist dass die die geforderten Qualitätsniveaus und entsprechenden Nachweise bereits in der Ausschreibung korrekt und bindend spezifiziert sind. Zudem kann es sich als sinnvoll erweisen, bestimmte Qualitätssicherungen durch planungs- und baubegleitende Experten (Facility Manager, Bauökologen etc.) durchführen zu lassen und Experten bezüglich Bauprozessmanagement beizuziehen.
Beispiele für Qualitätskontrollen in der Bau- und Übergabephase, welche aus Nutzersicht wichtig sind:
- Wurden jene Baumaterialien geliefert und verwendet, die gefordert wurden und kann entsprechend beim Einzug ins Gebäude eine komfortable und gesunde Raumluftqualität gewährleistet werden? (vgl. Aussagekräftige Luftqualitätsmessungen)
- Wurde die Wärmedämmung wie geplant umgesetzt? (Mängel in der Wärmedämmung können bei Passivgebäuden zum Desaster führen)[1] .
- Wurden Fenster fachgerecht eingebaut und dadurch Wärmebrücken vermieden? (vgl. kältestrahlende Fester vermeiden)
- Sind die Nachhallzeiten tatsächlich so, dass eine gute Akustik im Betrieb umsetzbar ist?
- Werden bzw. wurden Bauausführung und Betriebskonzept ausreichend dokumentiert? (vgl. Systematische und aktive Weitergabe des betriebsrelevanten Gebäudewissens vom Planer zum Betreiber)
- Etc.
Weitere Ausführungen hierzu finden sich im Leitfaden für nachhaltiges Bauen des deutschen Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung auf Seite 80f[2].
[1] Voss et al. (2006), S171
[2] Bundesministerium für Verkehr (2011)
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Zielkonflikte
Eine Zertifizierung erhöht zwar die Kosten in Planungsphase, reduziert sie aber in Betriebsphase (konsequente Umsetzung der Planung vorausgesetzt)
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Systeme zur Zertifizierung von Nachhaltigkeit im Bau sind in der Schweiz einige gebräuchlich, allerdings mit jeweils unterschiedlichem Fokus [1]. Das bekannte Schweizer Minergie-Label sowie die hierzulande weniger bekannten, internationalen Systeme LEED und BREEAM fokussieren vor allem auf ökologische Nachhaltigkeit im Bau, während SGNI, DGNB und der neu etablierte Standard Nachhaltiges Bauen Schweiz (SNBS) auf ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit im gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes Wert legen.
[1] Janser et al. (in Vorb.)
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Systeme zur Zertifizierung von Nachhaltigkeit im Bau sind in der Schweiz einige gebräuchlich, allerdings mit jeweils unterschiedlichem Fokus . Das bekannte Schweizer Minergie-Label sowie die hierzulande weniger bekannten, internationalen Systeme LEED und BREEAM fokussieren vor allem auf ökologische Nachhaltigkeit im Bau, während SGNI, DGNB und der neu etablierte Standard Nachhaltiges Bauen Schweiz (SNBS) auf ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit im gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes Wert legen.
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Zielkonflikte
Durch die Befragung der Stakeholder werden unter Umständen Erwartungen geweckt. Dies sollte in der Kommunikation und Durchführung beachtet werden, um Enttäuschungen vorzubeugen.
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Die nutzerorientierte Bedarfsplanung zielt darauf ab, in frühen Planungsstadien mittels empirischer Methoden die Bedürfnisse, Präferenzen oder Wünsche der prospektiven Nutzer eines zu gestaltenden Umweltbereichs zu erfassen. Der Begriff nutzerorientierte Bedarfsplanung (auch Nutzerbedürfnisanalyse) ist ein Sammelbegriff für diese Verfahren[1], zu denen beispielsweise Zieleworkshops mit der Unternehmensleistung und ggf. weiteren Stakeholdern, durchdachte Befragung von und Interviews mit künftigen Nutzenden, Zeitbudget- und Beobachtungsstudien und diverse weitere Techniken gehören. Die Güte einer Bedarfsanalyse lässt sich aber nicht – wie von Laien oft vermutet – allein an der Wahl der Methode ablesen. Vielmehr stellt sich die Frage, ob die gewählten Methoden geeignet sind und inhaltlich gut konzipiert wurden, um das Ziel der nutzerorientierten Bedarfsanylse – nämlich die systematische Sammlung aller bereits vorhandenen und für die konkrete Planung und Umsetzung einer mitarbeiterfreundlichen und strategiekonformen Umwelt (Büroumgebung) relevanten Informationen – zu erreichen.
Ein wesentlicher Teil der nutzerorientierten Bedarfsplanung ist es auch, auf Basis der gesammelten Informationen einen Konsens zwischen den Beteiligten Anspruchsgruppen herbeizuführen und diesen in Form einer Bedarfsdokumentation den Bauplanern zu übergeben. Idealerweise sind und bleiben aber sowohl Bedarfs- als auch Bauplaner während des gesamten Projekts involviert. Ausführliche und anschauliche Informationen zur Bedarfsplanung finden sich auch im entsprechenden Fachbuch von Hodulak und Schramm, 2011: Nutzerorientierte Bedarfsplanung – Prozessqualität für nachhaltige Gebäude.
Eine nutzerorientiert Bedarfsplanung, wie sie soeben beschrieben wurde, ist in der heutigen Baupraxis kaum anzutreffen. Logischerweise werden Bedarfe zwar in irgendeiner Form immer abgeklärt, doch geschieht dies selten systematisch und geschweige denn nutzerorientiert. Entsprechende werden nutzerorientierte Bedarfe vor dem Bau oft nur unzureichend erfasst, dokumentiert und realisiert. Die Gründe dafür sind vielfältig:
- Nicht selten fehlt entsprechendes Know-How bzw. das Bewusstsein für die Wichtigkeit/ das Potenzial einer systematischen Bedarfsanalyse
- Oft fehlt es aber auch an ausreichender Dokumentation der Bedarfe und an der nötigen kontinuierlichen Kommunikation zwischen Besteller, Planer und den beteiligten Baufirmen
- Gerade im Bürogebäudebereich besteht auch häufig die Schwierigkeiit, dass Investoren zum Zeitpunkt des Baus die ersten Mieter noch gar nicht kennen bzw. aus Gründen der späteren Weitervermietbarkeit und Umnutzung ohnehin kein Interesse daran haben, Gebäude allzu spezifisch auf einzelne Ansprüche auszurichten (Investor-Nutzer-Dilemma).
Und dennoch: die Vorteile einer konsequenten Ausrichtung einer Büroumgebung auf die eigentlichen Bedarfe dürften den Aufwand von Unternehmungen für die Überwindung der damit verbundenen Schwierigkeiten in den meisten Fällen klar überwiegen:
- Breiter abgestützte und besser akzeptiertere Lösungen sowie sorgsameres Nutzerverhalten durch Partizipation am Planungsprozess
- Der Büroraum als tatsächliche Unterstützung bei der Erfüllung der Arbeitsaufgaben und der Förderung der Gesundheit und des Wohlbefindens
- Ausrichtung der Arbeitsumgebung auf die Unternehmensstrategie
- Entsprechend reduzierte Notwendigkeit von kostspieligen Nachbesserungen
- Vgl. auch Investitionen in mitarbeiterorientierte Nachhaltigkeit
[1] Dieckmann, Flade, Schuemer, Ströhlein, and Walden (2004)