VAERST architekten

Architekt  Prof. Dipl.-Ing. HdKB  Michael Vaerst

Projektdokumentation - Bewag - Solarpyramide Berlin

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Neubau der Solarpyramide der Bewag-Hauptverwaltung (heute Vattenfall-Europe)
Puschkinallee 54, Berlin-Treptow

 

Projektpartner in Liepe + Steigelmann Arch. BDA

Mitarbeit : Christa Beck, Chris Lichtenberg, Luis Adriano Filipe, Harald Linder

Gesamtansicht Pyramide im Innenhof des Atriums

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In dem traditionellen Industrie- und Gewerbegürtel entlang des Landwehrkanals und der Spree bildet das Grundstück der Bewag-Hauptverwaltung einen Übergangsbereich zwischen offener Einzelbebauung im Süden und dem Park "Schlesischer Busch" im Norden. Durch diese den Ort bestimmende Situation, charakterisiert sich der Neubau des Bürogebäudes, bestehend aus zwei U-förmigen Gebäuden, die sich zum Park hin öffnen und einem Atriumblock der den Eingangshof bildet, als einheitliches Ensemble mit klar gegliederten Einzelbaukörpern. Alle Einzelbaukörper sind auf mehreren Ebenen durch Brückenbauwerke miteinander verbunden.


Die Anlage des Gesamtkomplexes war bereits im Rohbau errichtet, als eine vom Nutzer gewünschte Erweiterung zum Betriebsrestaurant in den Atriumhof geplant werden sollte.
Diese bauliche Erweiterung sollte eine Cafeteria beherbergen und über einen separaten Ein- und Ausgang die Freiflächen des Innenhofes in die neue Nutzung einbeziehen. Die Bewältigung der Aufgabenstellung hatte vielfältige funktionale und technisch-konstruktive Aspekte zu berücksichtigen. So mußte zum Einen ein "leichtes" Bauwerk entstehen, da die Fläche des Atriumhofes an dieser Stelle bereits als Decke der darunter befindlichen Tiefgarage erstellt und für übliche Nutzlasten bemessen war. Zum Anderen sollte der Baukörper seinen eigenen Nutzungsanforderungen als Cafeteria gerecht werden.

Detailansicht Gebäudeecke mit transluzenten PV-Modulen

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Da der zu ergänzende Baukörper die dicht angrenzenden Büroräume des Innenhofes so wenig wie möglich verschatten sollte, wurde die Pyramidenform gewählt. Durch diese wurde zugleich ein weitestgehend eigenständiges Erscheinungsbild und eine optimale Einpassung in den räumlich begrenzten Hof gewährleistet. Die Forderung des Nutzers nach einem eingeschränkten Einblick sowie nach einem ausreichenden Klima- und Sonnenschutz für das gläserne Bauwerk führte die Architekten zu der Überlegung, die vielfältigen funktionalen Anforderungen durch eine geschickte Fassadengestaltung zu vereinen. Der Entwurf wurde in Form einer aufgesattelten zweiten Fassade umgesetzt.
Hierbei wurde die zweiseitig angeordnete lamellenartige Hülle mit transluzenten Solar-Paneelen (PV-Module) bestückt. Auf diese Weise wurden die folgenden Kriterien erfüllt :


 

 
 

- Energiegewinnung (Selbstversorgung) durch die aufgebrachten PV-Module
- Sonnenschutz (Verschattung) durch die aufgebrachten PV-Module
- Klimaregulierung (Pufferwirkung) durch mehrschichtige Fassadenausbildung
- Tageslichteinfall durch transluzente Paneeltafeln
- eingeschränkter Einblick durch Filterwirkung der vorgesetzten Konstruktion
- Demonstrationswirkung für das Unternehmen (Nutzung regenerativer Energie)

 

Die aufgesattelte Konstruktion ermöglicht zudem eine problemlose Reinigung aller Fassadenelemente und gewährleistet den Austausch der darunter befindlichen Gläser.
Eine drempelartige Aufkantung mit ca. 80 cm Höhe trägt die gesamte Stahlkonstruktion des Pyramidenkörpers, der mit einer Fassadenneigung von 52 Grad hinsichtlich der optischen Wirkung an seinen historischen Vorbildern orientiert ist. Das konstruktive Gerüst, bestehend aus Gratsparren, Feldsparren und Querriegeln wird von einer Pfosten-/Riegelkonstruktion als Verglasungsebene überdeckt. Der ebenfalls Pfosten-/Riegel-verglaste Verbindungsgang wurde mit einem Stahldach abgedeckt. Auf der Südost- und Südwestseite des Baukörpers wurde eine Aluminium-Fachwerk-Konstruktion, die die solartechnische Anlage trägt, auf die Fassaden aufgesattelt. Hierdurch entsteht ein Fassadenzwischenraum von ca. 80 cm.
Die Fachwerkkonstruktion, besteht im Wesentlichen aus mit Winkelprofilen gekoppelten Fachwerkträgern. Diese sind in Sparrenrichtung, durch die Pfosten-/Riegelkonstruktion hindurch, mit Abstandshaltern auf das Stahltragwerk aufgebracht. Die Aussteifung der Konstruktion wird durch horizontale Gitterrostebenen ereicht, die gleichzeitig als Reinigungsgang für die gesamte Fassade dienen. Auf den Obergurten der Träger befinden sich zur Justierung des Anstellwinkels Distanzhalter mit horizontal angeordneten U-Profilen, die die elastisch gelagerten Solarpaneeltafeln tragen und darüber hinaus einen Kabelkanal für die elektrotechnische Installation der Modulelemente bilden.


Detailansicht in die aufgesattelte Konstruktion mit den transluzenten PV-Modulen

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Den energetischen Aspekten wurde hinsichtlich der passiven Wirkung durch die Verwendung eines hoch- effizienten Glases in der Pfosten-/Riegelkonstruktion entsprochen. Bei einem Energie-Durchlaßwert (g-Wert) von 0,27 sowie einer immer noch sehr hohen Lichtdurchlässigkeit von 55% und einer Edelgasfüllung im Scheibenzwischenraum wurde ein entsprechend niedriger Wärmedurchgangswert (kv-Wert) von nur 1,1 W/m2K erzielt. Zudem wirkt die aufgesattelte zweite Fassade passiv als Klimapuffer, wobei durch die natürliche Thermik ein Wärmestau vermieden wird.
Aktiv wird aus der zweiten Haut sogar noch Energie gewonnen. Verteilt über eine Gesamtfläche von 144 m2 wurden auf der Fachwerkkonstruktion insgesamt 190 Solarpaneeltafeln montiert. Diese Paneele wurden als unterseitig kunststoffbeschichtete Gläser ausgebildet und mit jeweils maximal 28 monokristallinen Solarzellen modular bestückt. Die Randfelder wurden dem Gratwinkel angepaßt und trapezförmig hergestellt. Die Distanzkonsolen im Unterbau justieren die Paneele dabei auf einen durchschnittlichen Idealwinkel für eine optimale Energiegewinnung bei unterschiedlicher Sonneneinstrahlung. Die gesamte Anlage erzielt einen Energiegewinn von 10,4 kWpeak und ist damit 1999 die viertgrößte Photovoltaik-Anlage in Berlin.
Die Montagezeichnung auf dieser Seite zeigt den komplexen Aufbau der jeweiligen Schichten der Gesamtstruktur in seinen Einzelheiten. Die Installationsführung der Elektrotechnik verläuft komplett innerhalb der in statischer Hinsicht optimierten und äußerst filigran gehaltenen Fachwerkkonstruktion, die komplett in Aluminium erstellt wurde und mit Materialstärken von maximal 5 mm auskommt. Die starke Elementierung aller Komponenten ergab dabei durch die Möglichkeit der Vorfertigung der Einzelteile eine erhebliche Zeiteinsparung bezüglich des Bauablaufes sowie optimale Montagebedingungen vor Ort und gute Koordinationsmöglichkeiten zwischen den Architekten und den beteiligten Fachgewerken.

Explosionszeichnung aufgesattelte Konstruktion mit den transluzenten PV-Modulen

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Die Pyramide beherbergt in ihrem Innenraum die als Erweiterung des Betriebsrestaurants mit diesem verbundene Cafeteria. Durch einen separaten Ein- und Ausgang zur Innenhoffläche, der ebenso als zweiter Rettungsweg fungiert, wird neben der Cafeterianutzung eine getrennte Nutzung als kleiner Versammlungsraum oder Seminarbereich ermöglicht. Im Innenraum ist als komprimiertes Multifunktionselement ein Edelstahl-Kubus angeordnet, der in seinen äußeren Aushöhlungen die Funktionseinheiten für den Cafeteriabetrieb (Kaffee- und Getränkeautomaten, Geschirr- und Besteckablagen, etc.) und in seinem Inneren die haustechnischen Funktionen für die gesamte Pyramide bündelt. Der auf der Rückseite über eine Tür zugängliche Körper beinhaltet neben der Kohlensäureanlage für die Automaten und der Steuerungstechnik für die äußere Photovoltaik-Anlage zusätzlich die Steuerung für die Elektrotechnik der Pyramide sowie sämtliche Regelventile für den kombinierten Heiz-Kühl-Kreislauf im Fußboden und die Regelung der Klimatechnik. Grünpflanzungen im Innen- und Außenbereich ziehen Mitarbeiter und Besucher wie eine Oase an und tragen unterstützend dazu bei, daß ein angenehmes Raumklima erzeugt wird.


Erschienen in:

"GLAS Architektur und Technik",
Heft 4/99 Ausgabe August/September 1999

Innenansicht der Nordseite mit Getränke-/ Technik-Serviceblock

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