Anlage 1 Peutz Consult.pdf

SCHALLSCHUTZ + BAUPHYSIK AKUSTIK + MEDIENTECHNIK ERSCHÜTTERUNGSSCHUTZ UMWELTTECHNOLOGIE Peutz Consult GmbH Beratende Ingenieure VBI Sanierung Bühnen Köln: Zusammenfassung bauphysikalischer und energetischer Maßnahmen zum Wärmeschutz Stand: Entwurfsplanung, 05.09.2011 Bericht T 5048-25 vom 05.09.2011 Messstelle nach § 26 BImSchG zur Ermittlung der Emissionen und Immissionen von Geräuschen und Erschütterungen Leitung: Dipl.-Phys. Axel Hübel Dipl.-Ing. Heiko Kremer Staatlich anerkannter Sachverständiger für Schall- und Wärmeschutz Dipl.-Ing. Ralf Bauer-Diefenbach Dipl.-Ing. Mark Bless Anschriften: Kolberger Straße 19 40599 Düsseldorf Tel. +49 211 999 582 60 Fax +49 211 999 582 70 dus@peutz.de Martener Straße 535 44379 Dortmund Tel. +49 231 725 499 10 Fax +49 231 725 499 19 dortmund@peutz.de Auftraggeber: Bühnen Köln Offenbachplatz 50667 Köln Knesebeckstraße 3 10623 Berlin Tel. +49 30 310 172 16 Fax +49 30 310 172 40 berlin@peutz.de Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Gerard Perquin Dipl.-Ing. Jan Granneman Dipl.-Ing. Ferry Koopmans AG Düsseldorf HRB Nr. 22586 Ust-IdNr.: DE 119424700 Steuer-Nr.: 106/5721/1489 Bankverbindungen: Deutsche Bank Konto-Nr.: 173 813 700 BLZ 500 700 10 DE81500700100173813700 BIC: DEUTDEFFXXX Bericht-Nr.: T 5048-25 Datum: 05.09.2011 Niederlassung: Düsseldorf Ref.: HK / IR Stadt-Sparkasse Düsseldorf Konto-Nr.: 220 241 94 BLZ 300 501 10 DE79300501100022024194 BIC: DUSSDEDDXXX Sparkasse KölnBonn Konto-Nr.: 1900 485 762 BLZ 370 501 98 Niederlassungen: Mook / Nimwegen, NL Zoetermeer / Den Haag, NL Groningen, NL Paris, F Lyon, F Leuven, B London, UK Sevilla, E Dokument: P:\T\5048_T_Buehnen_Koeln\@doku\@Bericht_25_EnergetischeBetrachtungen\5048_T_Rap_25_20110905_BuehnenKoeln_IR_HK.odt www.peutz.de Inhaltsverzeichnis 1 Planerische Ausgangssituation.........................................................................................3 2 Anforderungen...................................................................................................................4 3 Ergebnisse.........................................................................................................................5 3.1 Neubau.........................................................................................................................5 3.2 Sanierungsmaßnahme.................................................................................................6 T 5048-25 05.09.2011 Seite 2 1 Einleitung Das im Jahr 1957 eröffnete Opernhaus und das Schauspielhaus aus dem Jahr 1962 sollen grundlegend saniert werden. In der heutigen baulichen Situation stellen sich die Außenbauteile weitgehend noch in der ursprünglichen Form dar. Die Fassaden des Opernhauses einschließlich der Werkstatttürme bestehen aus Sichtbeton, Klinkerfassade und Natursteinfassade (Nagelfluh), zumeist ohne jegliche Wärmedämmung. Im Bereich der Fenster der Werkstatttürme und des Sockelgebäudes wurden teilweise Doppelverglasungen eingebaut, die jedoch nicht dem heutigen Stand der Technik entsprechen. Das Gleiche gilt für die Klinkerfassaden sowie die Sichtbetonfassade des Bühnenturms am Schauspielhaus sowie die Fassaden der Opernterrassen. Gemäß der Objektplanung und insbesondere der Abstimmungen mit dem Denkmalschutz ist das äußere Erscheinungsbild der Gebäude unverändert zu belassen, wodurch sich auch Auswirkungen auf den erreichbaren energetischen Standard des Wärmeschutzes ergeben. Planungsziel ist es aber, eine möglichst umfassende energetische Ertüchtigung umzusetzen. Neben der Sanierung der Bestandsgebäude sieht der Entwurf der Objektplanung bauliche Erweiterungen vor: zwischen Opernhaus und Schauspielhaus sollen unterirdische Lagerflächen erweitert werden, sowie eine neue Spielstätte für die Kinderoper, südlich angrenzend an das Foyer des Opernhauses, errichtet werden. Des Weiteren wird der Anlieferhof des Opernhauses an der Krebsgasse teilweise überbaut, und zwischen Werkstatttürmen werden in Obergeschossen neue Probe-, Bühnen- und Technikräume ergänzt. Alle diese Bereiche sind als Neubaubereiche mit entsprechenden Anforderungen an den energiesparenden Wärmeschutz zu sehen. Das energetische Konzept zur Sanierung der Bestandsgebäude und für die baulichen Erweiterungen wird nachfolgend beschrieben. T 5048-25 05.09.2011 Seite 3 2 Anforderungen Die wichtigsten Punkte der vielfältigen Projektanforderungen, wie öffentlich-rechtlicher Vorschriften zum Wärmeschutz (Energie-Einsparverordnung EnEV, EEWärmeG), ergänzender Vorschriften der Stadt Köln (Energieleitlinien) und der Anforderungen, die sich aus dem Denkmalschutz des Objektes ergeben, werden im Folgenden in einer kurzen Übersicht dargestellt. Energie-Einsparverordnung (EnEV) 2009 1. öffentlich-rechtliches Nachweisverfahren 2. Nachweis des Primär-Energiebedarfes und der Wärmeverluste über Transmission der Gebäudehülle 3. Unterscheidung zwischen Neubaumaßnahmen (Lager UG, Verwaltungsbüros, Kinderoper, Opernterrassen etc.) und Sanierungsmaßnahmen (Werkstatt-Türme, Sockelgebäude, Fenster- und Dachflächen etc.) Energieleitlinien der Stadt Köln (Stand 2010) 1. zusätzliche Anforderungen für Neubau- und Sanierungsvorhaben der Stadt Köln 2. Orientierung an dem Nachweisverfahren nach EnEV mit z.T. besonderen Anforderungen (z.B. Passivhaus-Standard, bevorzugte Nutzung der Fernwärme Köln...) 3. Investitions- und Betriebskosten über die Lebensdauer des Gebäudes sollen minimiert werden Denkmalschutz 1. Opernhaus, Schauspielhaus und der Opernterrasse steht unter Denkmalschutz 2. das äußere Erscheinungsbild des gesamten Komplexes möglichst beibehalten 3. Eingruppierung von Räumen und Bauteilen in verschiedene denkmalpflegerische Anforderungsniveaus (hohe / mittlere niedrige Anforderungen) Insgesamt ergeben sich aus den Auflagen des Denkmalschutzes zwangsläufig umfangreiche Abweichungen von den Anforderungen der EnEV und der Energieleitlinien der Stadt Köln. Ausnahmen sind möglich, wenn die genannten Werten mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht erreicht werden können der wenn aus technischen oder denkmalpflegerischen Gründen einzelne Anforderungen nicht eingehalten werden können. Planungsziel ist es aber, die Anforderungen soweit wie möglich umzusetzen, unter Berücksichtigung der Anforderungen an den Denkmalschutz und den Mindestwärmeschutz im Gebäude. T 5048-25 05.09.2011 Seite 4 3 Energetisches Konzept und energetische Maßnahmen 3.1 Neubaubereiche Maßgebend für die energetische Auslegung der Gebäudehülle sind die Anforderungen der Kölner Energielietlinien, die deutlich über die Anforderungen der EnEV hinausgehen. Die energetische Qualität der Gebäudehülle, ausgedrückt durch den U-Wert, orientiert sich an den Vorgaben der Energieleitlinien. Diese Anforderungen werden ebenfalls zumeist übertroffen. Die U-Werte des Referenzgebäudes der EnEV werden insgesamt deutlich unterschritten (vgl. Tabelle 3.1). Tabelle 3.1: Aufstellung der wärmetechnisch wichtigsten Bauteile - Neubau Bauteil (Auszug) U-Wert U-Wert "Referenzge- "Referenzge- U-Wert Planung bäude" EnEV [W/m²K] bäude" Kölner Leitlinien [W/m²K] [W/m²K] Außenwände (Zonen ≥ 19° C) 0,28 0,18 0,17 Wände im Lagerbereich UG (niedrig beheizt) 0,35 - 0,31 Boden gegen Erdreich (Lager; niedrig beheizt) 0,35 - 0,30 Boden gegen Außenluft (Büro) 0,28 0,18 0,18 Fenster 1,30 1,10 1,10 Dach (Büros) 0,20 0,14 0,13 Dach (Dekolager, niedrig beheizt) 0,35 - 0,21 Ebenfalls bestehen hohe Anforderungen an die energetische Qualität der haustechnischen Komponenten. Auf Grund der besonderen Nutzung des Gebäudes, der haustechnischen Randbedingungen und des Anschlusses an das bestehende Gebäude können hier die Vorgaben der Energieleitilinien aber nicht überall erfüllt werden. Für die energetischen Berechnungen und Nachweise gemäß EnEV wird das Gebäude in Abhängigkeit der Nutzung in verschiedene Berechnungszonen unterteilt. Der Primärenergiebedarf wird unter Berücksichtigung der Nutzungsrandbedingungen gemäß DIN V 18599 sowie der vorgesehen haustechnischen Anlagentechnik für jede betrachtete Zone berechnet und für das jeweilige Gesamtgebäude summiert. T 5048-25 05.09.2011 Seite 5 Abbildung 1: Zonierung Neubaubereiche Der Jahresprimär-Energiebedarf des Referenzgebäudes nach EnEV für Neubauten von QP,zul' =159 kWh/(m²a) wird mit einem berechneten Primärenergiebedarf von QP' =73,5 kWh/ (m²a) um ca. 54% unterschritten. Die Anforderungen gemäß der Energieleitlinien der Stadt Köln können wegen degen der haustechnischen Randbedingungen und des Anschlusses an das bestehende Gebäude aber nicht erfüllt werden. Leitlinien 40,2 kWh/(m²a) Abbildung 2: Einordnung des Jahresprimärenergiebedarfs pro beheizte Nutzfläche für den Neubau T 5048-25 05.09.2011 Seite 6 3.2 Bestandsgebäude (Sanierung) Im Rahmen der Sanierung des denkmalgeschützten Opernhauses und Schauspielhauses wurde darauf hin gearbeitet, eine deutliche Verbesserung der energetischen Qualität der Gebäudehülle zu erzielen. Nach Möglichkeit werden sätmliche Außenbauteile energetisch deutlich verbessert. Auf Grund der Auflagen des Denkmalschutzes sind aber die hohen Anforderungen der EnEV und der Kölner Energieleitlinien aber nicht komplett umetzbar. So ist z.B. für die Werkstatttürme des Opernhauses eine energetisch wünschenswerte Außendämmung nicht umsetzbar. Insgesamt werden sämtliche oberirdischen Außenbauteile - größtenteils erstmalig - wärmegedämmt. Kompromisse bei der Qualität der Wärmedämmung werden nur dort gemacht, wo es aus Gründen des Denkmalschutzes erforderlich ist. So können auf Grund der Anforderungen des Denkmalschutzes zwar die Zielwerte der EnEV und Kölner Energieleitlinien nicht eingehalten werden, aber im Vergleich zum heutigen Zustand wird eine deutliche Verbesserung der energetischen Qualität erreicht. Die wensentlichen Maßnahmen sind nachfolgend aufgeführt: • Dämmung sämtlicher Dächer Opernhaus + Schauspielhaus gemäß Anforderungen EnEV und Energieleitlinien • Dämmung Sichtbetonfassade Werkstatttürme mit innen liegender Dämmung (Caliciumsilikatplatten) • Dämmung der Klinkerfassaden Sockelgebäude und Schauspielhaus mit Wärmedämverbundsystem (Dämmdicke reduziert wegen Denkmalschutz) • innen liegende Dämmung der Massivfassaden der Vorderhäuser mit reduzierter Dämmdicke • Dämmung der Bühnentürme: • außen liegende Dämmung am Bühnenturm Schauspielhaus (Anforderungen EnEV und Energieleitlinien werden eingehalten) • • innen liegende Dämmung der Ostfassade Bühnenturm Opernhaus (reduzierte Dämmdicke) Erneuerung der Fenster: • Vorderhäuser und Treppenaufgang Opernahus: Einbau neuer Isolierverglasungen, Beibehalt der vorhandenen Rahmenkonstruktionen • Sockelgebäude Schauspielhaus: weitgehend Ersatz neuer Fenster • Werkstatttürme: Austausch der Fenster, Rahmen nach historischem Vorbild, Anlehung der energetischen Qualität an Anforderungen EnEV (U ca. 1,70 W/m²K). Des weiteren wird auf die Detailgestaltung Wert gelegt. So werden in den Bereichen, in denen unvermeidbar Wärmebrücken verbleiben, ergänzende Flankendämmungen vorgesehen. Die Stahlträger im Bühnenturm, die an zahlreichen Stellen an der östlichen Portalwand befestigt werden, werden thermisch entkoppelt, um den Wärmeabfluss zu minimieren. T 5048-25 05.09.2011 Seite 7 Tabelle 3.2: Aufstellung der wärmetechnisch wichtigsten Bauteile - Sanierung OH / SH Bauteil (Auszug) U-Wert EnEV [W/m²K] U-Wert Kölner Leitlinien [W/m²K] U-Wert Planung [W/m²K] 0,24 0,20 0,61-0,77 Außenwände Klinkerfassade Sockelgebäude Opernhaus und Schauspielhaus 0,24 0,20 0,56 Außenwand Bühnenturm Schauspielhaus 0,24 0,20 0,19 Außenwand Bühnenturm Opernhaus 0,24 0,20 0,61 Dach Bühnentürme, Dach Zuschauerhäuser, Dach Werkstattturm Opernhaus 0,20 0,18 0,16 Fenster Werkstatttürme Opernhaus 1,30 1,30 1,70 Fenster Foyers Opernhaus und Schauspielhaus, 1,30 1,30 ca. 2,60 Außenwände Werkstatttürme Opernhaus (Innendämmung) (Innendämmung) Fensetr Treppenaufgänge Opernhaus Auch für das zu sanierende Opernhaus und Schauspielhaus wird das Gebäude in Abhängigkeit der Nutzung in verschiedene Berechnungszonen unterteilt und Primärenergiebedarf für jede betrachtete Zone berechnet. Abbildung 3: Zonierung Gebäudesanierung T 5048-25 05.09.2011 Seite 8 Für die zu sanierenden Gebäudeteile des Opernhauses und Schauspielhauses ergibt sich mit der primärenergetisch vorteilhaften Fernwärmeversorgung ein Jahres-Primärenergiebedarf von 121,3 kWh/(m²a). Der entsprechende Anforderungswert der EnEV für modernisierte Altbauten beträgt hier ca. 248 kWh/(m²a). Die primärenergetischen Anforderungen der EnEV für modernisierte Altbauten werden somit um mehr als 50% übertroffen. Sogar die primäerenergetischen Anforderungen der EnEV an Neubauten werden deutlich um ca. 31% unterschritten. Die Kölner Energieleitlinien sehen vor, dass für sanierte Gebäude die Anforderungen an einen vergleichbaren Neubau um maximal 15% überschritten werden. Diese primärenergetischen Anforderung der Kölner Energieleitlinien sind hier somit ebenfalls erfüllt. Abbildung 4: Einordnung des Jahresprimärenergiebedarfs pro beheizte Nutzfläche für die Sanierungsmaßnahme Insgesamt ist festzustellen, dass im Rahmen der Sanierung der Bühnen der Stadt Köln eine umfangreiche energetische Sanierung einhergeht, mit der eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz der Gebäude erreicht wird. Die Gebäudehülle wird unter Berücksichtigung der Anforderungen des Denkmalschutzes energetisch saniert, und es wird eine komplett neue Anlagentechnik auf dem Stand der Technik eingesetzt. Unvermeidbare Abweichungen von den Vorgaben der Energieeinsparverordnung und der Energieleitlinine ergeben sich auf Grund des Denkmalschutzes. Dieser Bericht besteht aus 9 Seiten. Peutz Consult GmbH i.V. Dipl.-Ing. Heiko Kremer T 5048-25 05.09.2011 Seite 9