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(deutsche Version nachfolgend)
In Barcelona, air conditioning units are placed on almost every building façade. The Cristalerias Planell Civic Center by Harquitectes is one of the few exceptions and a good example of how the potential of passive energy can be used. The name Cristalerias Planell comes from the former glass factory on the site, of which two existing facades had to be incorporated into the design.
© Adrià Goula
The environmental concept, which Harquitectes developed for the refurbishment of Cristalerias Planell, is based on creating an intelligent balance between passive and active energy, with the focus on reducing active energy use to an absolute minimum.
To avoid mechanical air ventilation a complex concept using solar chimneys was developed to manage air flow in the building. The solar chimney functions according to the natural phenomenon that hot air rises. It consists of a black surface behind a plastic cover that is placed at a distance of approximately 20cm from the roof. The chimney has the form of a pyramid whose inclined surfaces make it possible to catch the strongest sunrays during different times of day. The approximately 2m long shaft above the pyramid stabilizes the air flow, as with a conventional chimney. Above the chimney shaft, a conventional ventilation cap, which is based on the Venturi effect (airspeed increases when air is pushed through a constricted space, and a pressure difference is created which encourages air flow) is used to provide ventilation at night and on cloudy windy days. This type of ventilation duct is apparently used by half of all factories in Spain.
© Adrià Goula
The interesting part about this air flow engine is that it naturally works stronger in the summer when more air circulation is needed, and with less force in winter when less air exchange is necessary.
The air enters through the north façade and travels freely through the basement, and from there into two patios, profiting from energy exchange from either colder or warmer surfaces depending on the current season. As all the school and office spaces are located along the patios, the fresh air passes from the patio through the rooms into ventilation ducts located at the centre, which are connected to the solar chimneys, the engines of natural ventilation. Heat-control devices in the summer and CO2-control devices in the winter manage the opening or closing of the windows and thus control the climate. To comply with building regulations, an active mechanical ventilation steps in to support the natural system on days when natural ventilation is not sufficient.
© Harquitectes
Take 1: natürliche Belüftung
In Barcelona sind Klimaanlagen an fast jeder Fassade angebracht. Das Civic Center Cristalerias Planell von Harquitectes ist eine der wenigen Ausnahmen und ein gutes Beispiel dafür, wie das Potenzial der passiven Energie genutzt werden kann. Cristalerias Planell ist der Name der ehemaligen Glasfabrik auf dem Grundstück. Zwei gut erhaltene und denkmalgeschützte Fassaden der ehemaligen Fabrik mussten im Projekt des Bildungszentrums für Erwachsene integriert werden.
Das energetische Konzept, welches das Architekturbüro Harquitectes für das Projekt entwickelt hat, beruht auf der Schaffung eines intelligenten Gleichgewichts zwischen passiver und aktiver Energie, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, den aktiven Energieverbrauch auf ein absolutes Minimum zu reduzieren.
Um eine mechanische Belüftung zu vermeiden, wurde ein Konzept mit Sonnenkaminen entwickelt, welche den Luftstrom für die Lufterneuerung im Gebäude erzeugen. Der Sonnenkamin funktioniert dem natürlichen Phänomen folgend, dass heisse Luft aufsteigt. Der Aufbau des Kamins besteht aus schwarzen Flächen welche im Abstand von 20cm hinter einer transparenten Kunststoffabdeckung positioniert sind. Er hat annähernd die Form einer Pyramide, deren geneigte Flächen so entwickelt wurden, dass sie zu verschiedenen Tageszeiten die stärksten Sonneneinstrahlung aufnehmen. Der ca. 2 m lange Schacht oberhalb der Pyramide stabilisiert den Luftstrom durch den Höhenunterschied wie bei einem herkömmlichen Kamin. Oberhalb des Kaminzugs dient ein Belüftungshut, welcher auf dem Venturi- Effekt basiert (die Luftgeschwindigkeit erhöht sich, wenn Luft durch einen engen Raum geführt wird, dadurch entsteht eine Druckdifferenz, die die Luftströmung fördert) der Unterstützung der Lüftung in der Nacht und bei bewölkten windigen Tagen. Diese Art von Lüftungshut wird bei einer Vielzahl von Fabriken in Spanien verwendet.
Das Spannende an diesem Lüftungssystem ist, dass es auf natürliche Weise im Sommer den benötigten stärkeren Luftstrom erzeugt als im Winter. Im Sommer wird mehr Luftzirkulation benötigt um die Wärme abzuführen und im Winter genügt ein reduzierter Luftaustausch damit die CO2-Werte nicht überschritten werden.
Die Zuluft wird an der Nordfassade gefasst und bewegt sich frei durch den Keller und von dort durch die zwei Innenhöfe. Je nach Jahreszeit wird die Luft hier durch den Energieaustausch mit den entweder kälteren oder wärmeren Oberflächen der Umgebung temperiert. Da alle Schul- und Büroräume an einen der zwei Innenhöfe angrenzen, gelangt die Luft von den Innenhöfen durch die Räume in die Lüftungskanäle, welche sich in der Zentrumszone befinden und mit den Solarkaminen, dem Antrieb der natürlichen Lüftung, verbunden sind. Die Belüftung wird durch einen Wärmesensor im Sommer und ein CO2- Messegerät im Winter gesteuert, welche aufgrund der Messwerte die Fenster öffnen oder schliessen und dadurch das Innenraumklima regulieren. Zur Einhaltung der Bauvorschriften musste eine mechanisch betriebener Ventilator in das System integriert werden, um das natürliche System an Tagen zu unterstützen, an denen die natürliche Lüftung nicht ausreicht. Gemäss ersten Erfahrungen kommt dieser bei weniger als 5% der Tage zum Einsatz, ist also zum Grossteil inaktiv.