Green Office Buildings

Der erste Schritt zu einem Nachhaltigen Entwurf führt über die Analyse der Klimadaten, um die Möglichkeiten des Klimas für einen klimatisch verantwortungsvollen Entwurf zu untersuchen. Das erste Kapitel dieser Publikation zeigt auf, wie Klimadaten zu analysieren sind und welche Folgerungen aus diesen Analysen für einen klimagerechten Entwurf gezogen werden können. Da die Studien, die in diesem Buch publiziert werden, für Hashtgerd New Town durchgeführt wurden, wurden die Klimadaten dieser Stadt analysiert. Diese haben gezeigt, dass passive solare Gewinne (24,8% p.A.) und interne Wärmegewinne (20,0% p.A.) wichtige Faktoren zum beheizen des Gebäudes sind, Fensterverschattung (17,2% p.A.) und die natürliche Belüftung (7,4% p.A.) wirken sich hingegen positiv auf die Kühlung des Gebäudes aus. Aufgrund der Tatsache, dass Energieeinsparungen in Gebäuden nur durch kosten- und energieintensive Messungen mit hohem Resssourcenverbrauch und CO2-Ausstoß möglich sind, ist es zuerst nötig, kosten- und ressourcenschonende Methoden zur Ermittlung von Einsparpotentialen anzuwenden. Die Methode der architektonischen Energieeinsparung ist eine parametrische Methode zur Energieeinsparung, in der für sich betrachtet einzelne energiebezogene architektonische Faktoren bezüglich ihres Energiebedarfes im Gebäude untersucht werden. Dabei kommen dynamische Energie-Simulationen zum einsatz, um die optimalen Werte jedes einzelnen architektonischen Faktors zu finden. Diese sind unter anderem die Ausrichtung, die Erstreckung des Baukörpers, die Gebäudekubatur, das Öffnungsverhältnis in den verschiedenen Himmelsrichtungen, die Verschattung und die natürliche Belüftung. Nachdem diese Entwurfsparameter den Heiz- und Kühlbedarf, sowie den Bedarf an künstlicher Beleuchtung beeinflusst, lassen sich die besten Varianten basierend auf eben diesen Faktoren durch den Endenergiebedarf, Primärenergiebedarf, den CO2-Ausstoß, Energiekosten oder die Lebenszeitenkosten für den Energiebedarf ermittelt werden. In dieser Publikation wird die Architektonische Energieeinsparung an einem Bürogebäude im Klima der Region um Tehran angewandt. Diese Studie hat gezeigt, dass die optimale Ausrichtung für einen minimalen absoluten und minimalen Primärenergiebedarf in Richtung Süden ist. Der Primärenergiebedarf von nord-ausgerichteten Bürogebäude ist ebenfalls niedrig. Gemäß den Ergebnissen, die die Fensterflächen des Gebäudes untersucht haben, trägt die Abmessung der Fensterfläche wesentlich zum Energiebedarf bei. Bei Gebäuden mit einem allseitig gleichen Fenster-zu-Wand-Verhätnis und ohne Verschattungselemente betrug die optimale Fensterrate für den geringsten Endenergiebedarf und Primärenergiebedarf 50% beziehungsweise 30%. Wenn man den unterschiedlichen Himmelsrichtungen mit verschiedenen Fassaden gerecht wird, ergibt sich für die Südseite ein Wert von 60%, im Norden 10% und im Osten, sowie Westen 30%. Die Ergebnisse bezüglich der Verschattungselemente zeigen, dass bei tiefen Überhängen ein erweitern der Tiefe auch den totalen Energieverbrauch des Bürogebäudes ansteigen lässt. Bürogebäude mit außenliegenden Verschattungselementen benötigen weniger Energie als Gebäude ohne. Dies trifft jedoch nur zu, wenn die Verschattungselemente effektiv gesteuert werden. Das dritte Kapitel des Buches zeigt den Entstehungsprozess des New Generation Office Buildings als energie- und kosteneffektives Bürogebäude. Die Entwurfsgrundsätze richten sich nach den Erfordernissen der Architektonischen Energieeinsparung. In diesem Gebäude ermöglichen diese Maßnahmen Energieeinsparungen von bis zu 50% im Vergleich zu bestehenden Bürogebäuden. Zusätzlich werden weitere Methoden für zusätzliche Einsparungen angewandt, wie unter anderem innovative feste Verschattungselemente, die Kombination von natürlicher Belüftung und Verdunstungskühlung, Sonnenlichtlenkung, mechanische Wärmerückgewinnungsanlagen, sowie ein begrüntes Dach. Der letzte Teil dieses Buches untersucht die Energie- und Kosteneffizienz von Heizungs- und Kühlsystemen für energieeffiziente Bürogebäude unter den klimatischen Bedingungen von Hashtgerd New Town. Eine Machbarkeitsstudie für solare Heizsysteme und Kühlsysteme wurde unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten im Iran durchgeführt, ebenfalls wurde die optimale Fläche für Sonnenkollektoren, die bestmögliche Größe eines Speichertanks und die optimale Neigung der Sonnenkollektoren ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich aufgrund der relativ niedrigen Preise für Erdöl im Iran sogar nach einer Reduktion der Energiesubventionen ein solares Energiesystem nicht immer lohnt. Aus wirtschaftlicher Sicht ist der Einbau einer Gasheizung und einem Verdunstungskühlsystem unter der derzeitigen wirtschaftlichen Situation im Iran besser geeignet für das Bürogebäude. Der Einbau eines Erdwärmetauschers und eines Luft-Luft-Wärmetauschers können den Energiebedarf des Gebäudes sowie die Größe der Klimageräte jedoch zusätzlich verringern.