Energieeffizientes Bauen bedeutet in der Regel Optimierung der Gebäudehülle (HT’) sowie der Haustechnik (Primärenergiebedarf), statische Betrachtungsmethoden (U-Wert / Heizwärmebedarf) haben sich erfolgreich etabliert. Statisch zu betrachtende Gebäudesysteme sind energetisch abbildbar.
In den vergangenen Jahren konnte jedoch vermehrt beobachtet werden, dass neue Architekturen entstanden, die energetisch-dynamisch wirken und daher durch statische Methoden nicht mehr beschreibbar sind[1]. Diese Architekturen generieren Verlustreduktionen nicht allein über die Funktion der Hülle, sie nutzen Schwellen- und Pufferräume, Zwischentemperaturbereiche, dynamische Wirkungsweisen. Unsere alten Architekturen dienen hier als Vorbilder. Als einfachstes energetisch-dynamisches Bauteil kann das Kastenfenster gelten, das durch seine Schichtungen (Fensterläden + Außenfenster / Luftschicht / Innenfenster / Vorhang) innerhalb seiner Funktionsweisen verschiedene Wärmedurchgangskoeffizienten und Gesamtenergiedurchlasswerte aufweist, also dynamisch wirkt. Jede Schicht hat mehrere, teils diametrale energetische Eigenschaften. Die Bilanzierung dynamisch wirkender Bauteile oder Raumstrukturen ist komplex und zurzeit nur mit Hilfe dynamisch-energetischer Gebäudesimulation möglich.

Ziel der Untersuchungen war daher, ein Planungswerkzeug zu entwickeln, mit dem die energetische Struktur dynamischer Gebäudesysteme und deren Konstruktionen abgebildet und in der Wirkung abgeschätzt werden kann. Mit dem entwickelten Planungswerkzeug ist es möglich, jede Architektur, ob autochthone Haustypen oder zeitgemäße Architekturen, energetisch systematisch abzubilden und zu planen. Es leistet folgendes:
– jedes Bauteil, jede Raumstruktur wird sowohl in Bezug zur Sonnenbahn, als auch in Bezug zu den angrenzenden Bauteilen und Räumen eindeutig verortet, dreidimensionale Daten werden im zweidimensionalen „energetischen Schaltplan“ darstellbar
– die energetischen Verknüpfungen der Einzelelemente werden hinsichtlich der Wirkungsweise klar kategorisiert und differenziert; die Verknüpfungen verbinden die Bauteile und Raumstrukturen zum energetischen Gesamtsystem.

Bauphysikalische Untersuchungen, beginnend bei Materialeigenschaften, über Konstruktionen hin zu räumlichen Verknüpfungen, dienen als Bewertungsgrundlage zur Abschätzbarkeit der systemischen Verbindungen. Als Arbeits-Werkzeug diente TRNSYS (TRansient System Simulation), das es mit seinen Programmkomponenten erlaubt, Gebäude- und Konstruktionssysteme dynamisch abzubilden.


[1] Ausgewählte Beispiele:
Lisa Barucco: Erweiterung, Umbau und energetische Überformung eines Einfamilienhauses in Heroldsberg, 2012 | Kengo Kuma Associates: Même – Experimental House 2011 | Druot, Lacaton & Vassal: Transformation of Housing Block - Paris 17°, Tour Bois le Prêtre, 2011 | Werner Grosse Architektur: Wohnhaus Kinderreitschule Weillimdorf, 2009 | Bruno Maurer Architekt: Energetische Sanierung eines Siedlungshauses von 1959 zum Luftkollektorhaus, 2009 | Florian Nagler Architekten: Wohn- und Atelierhaus Lang-Kröll 2002 |