Integrale Planung
Die Fachdisziplinen haben folgende Aufgaben im Rahmen der integralen Planung der Gebäudehülle.
Architektur
Der Architekt trägt während der Bauplanung und der Bauausführung die Gesamtverantwortung für den Erfolg des Projektes. Er integriert in seiner Planung die Anforderungen des Bauherrn und die Vorgaben der Fachdisziplinen. Im Rahmen der Bauüberwachung koordiniert er mit Unterstützung der Fachplaner die Gewerke auf der Baustelle.
Tragwerksplanung
Der Tragwerksplaner berät den Architekten beim Entwurf eines statisch effektiven und wirtschaftlichen Tragwerkes. Er erstellt die Berechnungen für die maßgebenden Tragwerkselemente des Gebäudes wie Decken, Stützen, Wände und Kerne. Für die Gebäudehülle berechnet er die statisch tragenden Unterkonstruktionen und gibt die Verformungswerte für die Auflagerungspunkte der Gebäudehülle vor. Der Tragwerksplaner erstellt für alle Tragwerkselemente Ausführungspläne, die die maßgebenden statischen Dimensionen und Detailausbildungen zeigen.
Energieberatung
Der Energieberater erstellt das Konzept für einen energiesparenden Gebäudebetrieb. Dabei bewertet er sowohl die baulichen als auch die anlagentechnischen Maßnahmen hinsichtlich ihrer Energieeffizienz. Mit der ab 2006/2007 geltenden neuen Energieeinsparverordnung nimmt seine Bedeutung zu, denn die danach aufzustellende Energiebilanz für Nichtwohngebäude bewertet neben dem Baukörper die Nutzung und die vollständige Anlagentechnik (zusätzlich zu Heizung und Lüftung wird nunmehr auch der Energiebedarf für Kühlung und Beleuchtung berücksichtigt). Zur Erfüllung der Anforderungen nimmt der Energieberater Einfluss auf alle beteiligten Fachplanungen bezüglich ihrer Energieeffizienz und dokumentiert dies in einem ersten Energiepass auf Basis der Eingabeplanung. Er begleitet den gesamten Planungs- und Bauprozess, aktualisiert die Energiebilanz und kontrolliert auf Einhaltung der definierten Grenzwerte. Zum Abschluss der Baumaßnahme wird ein endgültiger Energiepass ausgestellt zur Dokumentation des gebauten Zustandes und der tatsächlichen Nutzung.
Gebäudeklimatik
Der Gebäudeklimatiker (Klimaingenieur, Bauklimatiker) befasst sich mit dem Entwickeln von ganzheitlichen Konzepten zur Klimatisierung von Räumen. Ausgangspunkt ist die Sicherung der Raumluftqualität, der thermischen Behaglichkeit, die Energieeffizienz und die Nachhaltigkeit beim Bauen. Die Arbeits- und Wohnumgebung soll den Komfortbedürfnissen entsprechen. Technische Klimatisierung soll unter Ausnutzen physikalischer Gesetzmäßigkeiten soweit wie möglich vermieden werden. Unter Federführung des Gebäudeklimatikers stimmen sich die an der Planung der Gebäudehülle beteiligten Gewerke frühzeitig ab. In die Konzepte gehen die vom Bauherrn gewünschten Qualitäten einer modernen Arbeitswelt ein. Zur Umsetzung der Ziele benutzt der Gebäudeklimatiker als Werkzeug u.a. Computersimulationen, die eine detaillierte Prognose und damit die Bewertung baulicher und/oder anlagentechnischer Maßnahmen ermöglichen. Unterstützend wir in Laboren an Modellen gemessen (z.B. aerodynamische Messungen, siehe auch Fachdisziplin ("Gebäudeaerodynamik"). Aus den Simulationen resultieren Entscheidungsgrundlagen für die Objekt- und Technikplanung und Vorgaben insbesondere für Steuerung und Regelung. In der Ausführungsphase kann durch Simulation die Programmierung der Systeme geprüft werden. Im Betrieb ermöglicht eine begleitende Simulation durch einen Soll-Ist-Vergleich die Lokalisierung von Schwachstellen und die Optimierung der Gebäudeleittechnik.
Thermische & hygrische Bauphysik
Die thermische und hygrische Bauphysik befasst dich mit den Auswirkungen von Wärme und Feuchtigkeit in Gebäuden, dem Wärme- und Feuchtigkeitstransport in Baukonstruktionen und mit der Einwirkung des thermischen Klimas auf den Menschen. Sie hat zu Ziel, dem Nutzer ein behagliches Raumklima zu bieten und soll die Baukonstruktion vor Schäden bewahren. Im Planungsprozess erarbeitet der Bauphysiker die konstruktiven Parameter und den Schichtenaufbau der Bauteile, die fortlaufend bis zur Ausführungsreife weiterentwickeln und detailliert werden. Der Fachingenieur für Bauphysik konzipiert den baulichen Wärmschutz mit dem Ziel der energetischen Optimierung. Zur Kontrolle der bautechnischen Qualität setzt er außer Sichtkontrollen messtechnische Verfahren ein, wie z.B. Luftdichtigkeitsmessungen, Infrarot-Thermografiemessungen und thermisch/hygrische Messungen. An der Planung der Gebäudehülle wirkt der Fachingenieur für Bauphysik maßgeblich mit. Schnittstellen der Planung, die die Bauphysik berühren, sind beispielhaft: Wärmedämmschichten, Wärmebrücken, Dampfsperrschichten, Sonnenschutz, Verglasungen, Lüftungseinrichtungen, Bauerwerksabdichtungen.
Schallschutz & Raumakustik
Der Schallschutz befasst sich mit dem Schutz des Menschen vor Umweltgeräuschen. In Bauwerken müssen Konstruktionen sowohl vor Außengeräuschen (z.B. Verkehrslärm, Gewerbe- oder Industriegeräusche) als auch vor Geräuschen, die innerhalb des Gebäudes durch Nutzer oder technische Anlagen hervorgerufen werden, ausreichend schützen. Die Raumakustik befasst dich mit den Bedingungen für eine der Nutzung entsprechenden akustischen Umgebung sowie mit der Raumgestaltung für Schalldarbietungen Sprache und Musik. Insbesondere in kommunikationsintensiven Räumen hat die Raum-Akustik hohen Anteil der Störfreiheit, Verständigung und Behaglichkeit. Die Schnittstellen zur Planung der Gebäudehülle liegt zumeist im Bereich der Fassade bei Anforderungen an die Schalldämmung in Form von Direktdämmung und Flankenpegeldifferenz. In Bezug auf die Raumakustik ergibt sich eine Schnittstelle bei der Aufgabe, Raumflächen, für die schallabsorbierende Materialien vorgesehen sind, in Übereinstimmung zu bringen mit einem wärmespeichernden Klimakonzept.
Brandschutz
Der Brandschutzplaner legt im Rahmen des baulichen Brandschutzes den erforderlichen Brandwiderstand von Bauteilen fest, ferner die Brandabschnitte, Fluchtmöglichkeiten im Gebäude sowie die Rettungswege und die Bewegungsflächen für die Feuerwehr. Im Rahmen des technischen Brandschutzes berät er bei der Planung von Brandmelde- und Feuerlöschanlagen, Rauch- und Wärmeabzugsanlagen, Sicherheits- und Alamierungseinrichtungen sowie beim Brandschutz der Installationen. Die Gebäudehülle muss häufig die Entrauchung ermöglichen und einen Brandüberschlag zwischen benachbarten Geschossen oder Brandabschnitten verhindern.
Fassadenplanung
Der Fassadenplaner ist für die konstruktive Entwicklung und Umsetzung von Fassaden und transparenten Dächern verantwortlich. Er integriert in seine Planung die Wünsche des Bauherrn und des Architekten sowie die technischen Erfordernisse der hier aufgeführten Fachdisziplinen. Der Fassadenplaner konstruiert und entwickelt im iterativen Abstimmungsprozess mit den verschiedenen Fachplanern eine technisch und wirtschaftlich optimierte Lösung, auch bezogen auf die terminliche Projektabwicklung, z.B. durch entsprechende Montagetechnologien. Durch exakte Vorgaben und Anforderungsprofile mittels Detailplanung und Leistungsbeschreibung ermöglicht er dem Bauherrn eine hinsichtlich Investitions- und Betriebskosten wirtschaftliche Konstruktionsweise. Er sichert durch die Prüfung der Planung und Ausführung der Fassadenbaufirma die geforderte Qualität.
Heizung-Klima-Lüftungs-Planung
Winterliche Wärmeverluste und sommerliche Überhitzungen, die zu Unbehaglichkeit führen, werden durch Heiz- und Kühleinrichtungen ausgeglichen. Ferner muss in den Fällen, in denen natürliche Kräfte nicht ausreichen oder ausscheiden, eine mechanisch unterstütze Frischluftversorgung zum Einsatz komme. Die Gebäudeautomation steuert die Systeme. Der Heizungs-Klima-Lüftungs-Planer stimmt die Anlagen auf die Nutzung der Räume ab. In Bezug auf die Planung der Gebäudehülle erfordern besonders dezentrale raumlufttechnische Anlagen die Koordination mit dem Fassadenplaner.
Elektrotechnik-Planung
Öffnungen in die Gebäudehülle zum Rauchabzug werden überwiegend elektromagnetisch angetrieben. Ferner befinden sich in der Gebäudehülle häufig Beleuchtungselemente und Messsensoren. Der Elektrotechnik-Planer plant das Zusammenführen der zugehörigen Elektrokabel zu Sammel- und Steuerungseinrichtungen. Hierbei stimmt er sich insbesondere mit dem Fassadenplaner ab.
Gebäudeautomations-Planung
Die Steuerung elektromotorischer Antriebe in der Gebäudehülle für Rauchabzug, natürliche Luftführung, Sonnenschutz und tageslichtlenkende Elemente ist abhängig von einer Vielzahl von klimatischen und Nutzungs-Bedingungen. Der Gebäudeautomations-Planer plant die erforderlichen Steuer- und Regelungsprozesse. Die Gebäudeautomation vergleicht die von Sensoren aufgenommenen Messwerte mit parametergeführten Sollwerten und leitet Stellsignale an Motoren. Im Entrauchungsfall hat die Rauch- und Wärmeabzugsanlage Priorität und übersteuert sämtliche anderen Signale z.B. der Funktion "natürliche Lüftung". Die Prozesse müssen eng an die Betriebsabläufe angepasst werden, damit die Zielgrößen, hinsichtlich Komfort, Betriebssicherheit und Energieeffizienz erreicht werden.
Lichtplanung
Das Tageslicht ist von hoher Bedeutung für das Wohlbefinden des Menschen. Die natürliche Belichtung der Räume hängt von der Tageslichtdurchlässigkeit der Gebäudehülle, dem Betriebszustand des Sonnenschutzes, der Lage im Gebäude und vom Tageslichtangebot ab. Der Lichtplaner wirkt zusammen mit dem Gebäudeklimatiker darauf hin, dass die Räume mit Außenfassaden optimal mit Tageslicht versorgt und dadurch die Einschaltzeiten der künstlichen Beleuchtung minimiert werden. Die Gebäudehüllen kann für eine nachträgliche Kunstbeleuchtung genutzt werden. Der Lichtplaner plant Platzierung, Leistung und Farbgebung der Leuchtmittel.
Abdichtungsplanung
Zu einer Gebäudehülle gehören neben den Fassaden auch die Dachflächen sowie die erdberührten Wände und die Bodenplatte. Deren zuverlässig abdichtenden Funktion ist für die Nachhaltigkeit eines Bauwerks von entscheidender Bedeutung. Der Abdichtungsplaner ist spezialisiert auf diese Problematik und kann schon in der frühen Planungsphase die Materialwahl und Stoffkennwerte für den Schichtenaufbau aus Abdichtungsbahnen, Dämm-, Nutz- und Schutzschichten im Einklang mit Gestaltung, Tragkonstruktion und Nutzungsanforderung festlegen (frei bewittert, begehbar, befahrbar, erdberührt, begrünt). Neben Schichtenfolge und Gefällevorgaben stellt insbesondere die Detailplanung an den An- und Abschlüssen, Fugen und Durchdringungen hohe Anforderungen.
Höhenzugang
Um die Funktion der Gebäudehülle dauerhaft zu gewährleisten, bedürfen Fassaden- und Glasflächen einer regelmäßigen Reinigung und Wartung. Für hohe und, von unten nicht zugängliche, Fassaden sind spezielle Reinigungs- und Wartungsvorrichtungen vorzusehen, z.B. Ausleger-Kräne oder verfahrbare Gondeln. Der Höhenzugangsplaner konzipiert diese Systeme und stimmt sie mit dem Tragwerksplaner und dem Fassadenplaner ab.
Gebäudeaerodynamik
Die windgetriebene Luftströmung von Gebäudehüllen ist häufig sehr komplex. Die Druckkräfte an der Gebäudehülle infolge Verwirbelung, Rezirkulation, Strömungsablösung usw. können realitätsgetreu derzeit nur mit Hilfe einer experimentellen Untersuchung im Windkanal erfasst werden. Der Gebäudeaerodynamiker bestimmt auf Basis von Windkanalmessungen die statischen Lasten auf die Gebäudehülle, die Windverhältnisse im bodennahen Bereich und die Druckverteilungen. Letztere sind für die windbedingte Querlüftung, die natürliche Entrauchung und die Sonnenschutzsteuerung von Bedeutung. Hier ergeben sich enge Schnittstellen zu den genannten Fachdisziplinen.