Wohnungsbau mit Stahl 071 Bio-Solar-Haus Stahl - stahl

Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Überreicht durch:
BECHER-SOLAR-HAUS
Becher GmbH
Sonnenpark
67813 St. Alban
Telefon: 06362/8865
Telefax: 06362/3313
Stahl-Informations-Zentrum
Postfach 10 48 42
40039 Düsseldorf
E-Mail: [email protected] · Internet: www.stahl-info.de
Stahl-Informations-Zentrum
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Das Bio-Solar-Haus wurde als Typenentwurf
entwickelt. Es verbindet Vorteile und Funktionalität von Stahlkonstruktionen mit einem
alternativen Energiesystem. Ausgeführte Beispiele
dieser Art finden sich z.B. in Koblenz, Dautphetal
und Kirtorf. Im Sonnenpark in St. Alban stehen
Musterhäuser, die man sogar zur Probe bewohnen kann.
Das Gründach
liefert zusätzlichen Kälte- und
Wärmeschutz
Bio-Solar-Haus
Entwurf
Um wärmetechnisch ein optimales Verhältnis
von Außenhaut zu bewohnbarer Raumfläche zu
erhalten, hat man sich beim Bio-Solar-Haus für
die »Tonnenform« entschieden. Die Gebäudebreite kann bei einer beliebigen Länge zwischen 6 und 12 m variieren, und es lassen sich
auch Doppel- und Reihenhauslösungen ebenso
wie kleinere Anbauten realisieren. Aufgrund
der gebogenen Stahlträger entsteht ein offener
Raum, der die Wohnaufteilung den Bedürfnissen und Wünschen der Bewohner überläßt.
Perspektivische Darstellung der Stahl-Tragkonstruktion
Trotz seiner
eigenständigen
Form fügt sich
das Gebäude
in typischen
EinfamilienhausSiedlungen ein
Der Wintergarten auf der Frontseite, Energiespeicher und Lichtlieferant zugleich, bildet
über Schiebetüren den Eingang. Erst dann gelangt man in den eigentlichen Wohnbereich,
das hochwärmegedämmte »Kernhaus«, das über
seitlich angeordnete, natürliche Luftschleusen
gleichermaßen in eine Lufthülle gepackt und
nochmals von einer Außenwand umfaßt wird.
Der integrierte Wintergarten kann alternativ
auch seitlich angeordnet werden.
2
A
1
B
1
1
2
C
Grundrissvariante o. Maßstab
A Querschnitt Wintergarten
B Querschnitt Kernhaus
C Querschnitt Kernhaus mit Anbau
D Querschnitt Kernhaus mit seitlichem Wintergarten
1 Kernhaus
2 Wintergarten
2
1
2
D
3
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Das Bio-Solar-Haus wurde als Typenentwurf
entwickelt. Es verbindet Vorteile und Funktionalität von Stahlkonstruktionen mit einem
alternativen Energiesystem. Ausgeführte Beispiele
dieser Art finden sich z.B. in Koblenz, Dautphetal
und Kirtorf. Im Sonnenpark in St. Alban stehen
Musterhäuser, die man sogar zur Probe bewohnen kann.
Das Gründach
liefert zusätzlichen Kälte- und
Wärmeschutz
Bio-Solar-Haus
Entwurf
Um wärmetechnisch ein optimales Verhältnis
von Außenhaut zu bewohnbarer Raumfläche zu
erhalten, hat man sich beim Bio-Solar-Haus für
die »Tonnenform« entschieden. Die Gebäudebreite kann bei einer beliebigen Länge zwischen 6 und 12 m variieren, und es lassen sich
auch Doppel- und Reihenhauslösungen ebenso
wie kleinere Anbauten realisieren. Aufgrund
der gebogenen Stahlträger entsteht ein offener
Raum, der die Wohnaufteilung den Bedürfnissen und Wünschen der Bewohner überläßt.
Perspektivische Darstellung der Stahl-Tragkonstruktion
Trotz seiner
eigenständigen
Form fügt sich
das Gebäude
in typischen
EinfamilienhausSiedlungen ein
Der Wintergarten auf der Frontseite, Energiespeicher und Lichtlieferant zugleich, bildet
über Schiebetüren den Eingang. Erst dann gelangt man in den eigentlichen Wohnbereich,
das hochwärmegedämmte »Kernhaus«, das über
seitlich angeordnete, natürliche Luftschleusen
gleichermaßen in eine Lufthülle gepackt und
nochmals von einer Außenwand umfaßt wird.
Der integrierte Wintergarten kann alternativ
auch seitlich angeordnet werden.
2
A
1
B
1
1
2
C
Grundrissvariante o. Maßstab
A Querschnitt Wintergarten
B Querschnitt Kernhaus
C Querschnitt Kernhaus mit Anbau
D Querschnitt Kernhaus mit seitlichem Wintergarten
1 Kernhaus
2 Wintergarten
2
1
2
D
3
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Der Wintergarten ist hier
entsprechend der
Hanglage seitlich
angeordnet
Zwischen den
Schalungen wird
später Zellulosedämmung eingeblasen
Konstruktion
Die Tragkonstruktion bilden gebogene,
feuerverzinkte Stahlprofile. Diese Bogenträger
werden im Scheitelpunkt mit einem ebenfalls
feuerverzinkten Firstträger verschraubt, der auf
Stahlstützen gelagert gleichzeitig die Deckenkonstruktion hält. An den Bogenträgern werden
Außen- und Innenschale befestigt, die das Dach
und die Wände des Gebäudes bilden. Die Innenund Außenverkleidung dieser Grundkonstruktion, die durch den entstehenden Luftraum
gleichzeitig Teil des Energiekonzeptes ist, kann
frei gewählt werden.
2
3
4
8
Durch transparente Platten im
Speicher dringt
ungehindert die
benötigte Sonnenenergie ein
10
7
2 3 2
5
3
3
1
1
6
2
Das Gewächshäusern ähnelnde Stahlskelett
bildet die Tragkonstruktion des
Gebäudes
Querschnitt durch das Kernhaus
Maßstab 1:100
1 Stahlstütze HEA 200, verzinkt
2 Firstträger IPE 330, verzinkt
3 Stahlprofil IPE 100, verzinkt
4
5
6
7
8
6 5 4
Der Boden des Bauwerks besteht aus einer
Holzkonstruktion mit integrierter Isolierung. Je
nach Baugrund liegt diese Holzkonstruktion auf
einer Fundament-Bodenplatte, auf Streifenfundamenten, auf einem Schotterbett oder einer
Kellerdecke.
Neben üblichen Materialien wie Ziegeln oder
Dachsteinen kann das Dach mit Erde überdeckt
und bepflanzt werden. Die Statik der Stützkonstruktion ist auf 10 cm Erdabdeckung im
Dachbereich ausgelegt. Das anfallende Regenund Sickerwasser wird durch eine um das
Fundament gelegte Ringdrainage abgeleitet.
An Vorder- und Rückseite werden aus Einzelteilen zusammenstellbare Tür-, Fenster- und
Glaselemente eingesetzt.
transparente Speicherdeckung
Erdüberdeckung auf wurzelfester Folie
gedämmtes »Kernhaus«
Speicher
Solarkollektor
1 2 3 2
7
4 2 5 6
8
9
Detailschnitte Übergang Wand – Decke und
Übergang Seitenwand – Rückwand
Maßstab 1:20
1 wurzelfeste Folie bei Erdüberdeckung bzw.
Dachpappe bei herkömmlicher Deckung
2 Schalung Fichte 24 mm
3 Luftraum 95 mm mit Stahlprofil IPE 100
4 Zellulosedämmung mit Abstandhaltern und
Lattung 180 mm
5 Lattung 24 mm, Hohlraum für Wandheizung
6 Innenverkleidung
7 Außenisolierung Holzfaserplatten 48 mm
8 Lattung 24 mm
9 Überlappende Lärcheschalung 48 mm
10 transparente Speicherdeckung
4
5
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Der Wintergarten ist hier
entsprechend der
Hanglage seitlich
angeordnet
Zwischen den
Schalungen wird
später Zellulosedämmung eingeblasen
Konstruktion
Die Tragkonstruktion bilden gebogene,
feuerverzinkte Stahlprofile. Diese Bogenträger
werden im Scheitelpunkt mit einem ebenfalls
feuerverzinkten Firstträger verschraubt, der auf
Stahlstützen gelagert gleichzeitig die Deckenkonstruktion hält. An den Bogenträgern werden
Außen- und Innenschale befestigt, die das Dach
und die Wände des Gebäudes bilden. Die Innenund Außenverkleidung dieser Grundkonstruktion, die durch den entstehenden Luftraum
gleichzeitig Teil des Energiekonzeptes ist, kann
frei gewählt werden.
2
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Durch transparente Platten im
Speicher dringt
ungehindert die
benötigte Sonnenenergie ein
10
7
2 3 2
5
3
3
1
1
6
2
Das Gewächshäusern ähnelnde Stahlskelett
bildet die Tragkonstruktion des
Gebäudes
Querschnitt durch das Kernhaus
Maßstab 1:100
1 Stahlstütze HEA 200, verzinkt
2 Firstträger IPE 330, verzinkt
3 Stahlprofil IPE 100, verzinkt
4
5
6
7
8
6 5 4
Der Boden des Bauwerks besteht aus einer
Holzkonstruktion mit integrierter Isolierung. Je
nach Baugrund liegt diese Holzkonstruktion auf
einer Fundament-Bodenplatte, auf Streifenfundamenten, auf einem Schotterbett oder einer
Kellerdecke.
Neben üblichen Materialien wie Ziegeln oder
Dachsteinen kann das Dach mit Erde überdeckt
und bepflanzt werden. Die Statik der Stützkonstruktion ist auf 10 cm Erdabdeckung im
Dachbereich ausgelegt. Das anfallende Regenund Sickerwasser wird durch eine um das
Fundament gelegte Ringdrainage abgeleitet.
An Vorder- und Rückseite werden aus Einzelteilen zusammenstellbare Tür-, Fenster- und
Glaselemente eingesetzt.
transparente Speicherdeckung
Erdüberdeckung auf wurzelfester Folie
gedämmtes »Kernhaus«
Speicher
Solarkollektor
1 2 3 2
7
4 2 5 6
8
9
Detailschnitte Übergang Wand – Decke und
Übergang Seitenwand – Rückwand
Maßstab 1:20
1 wurzelfeste Folie bei Erdüberdeckung bzw.
Dachpappe bei herkömmlicher Deckung
2 Schalung Fichte 24 mm
3 Luftraum 95 mm mit Stahlprofil IPE 100
4 Zellulosedämmung mit Abstandhaltern und
Lattung 180 mm
5 Lattung 24 mm, Hohlraum für Wandheizung
6 Innenverkleidung
7 Außenisolierung Holzfaserplatten 48 mm
8 Lattung 24 mm
9 Überlappende Lärcheschalung 48 mm
10 transparente Speicherdeckung
4
5
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Bauphysik und Haustechnik
Absorber im
Speicher liefern
einen Großteil
der benötigten
Energie
Die schlanke Stahl-Tragkonstruktion ermöglicht
verhältnismäßig dünne, zweischalige, mit
Wintergartenluft hinterlüftete Außenwände.
Die Lufthülle dient, je nach Jahreszeit, sowohl
als Kälte- als auch als Wärmepuffer. Im Sommer
wird die warme Luft durch den natürlichen
Auftrieb zum »Dachboden«, der offen mit dem
Wintergarten verbunden ist, und von dort über
temperaturgesteuerte Lüftungsklappen an der
Hausrückseite ins Freie geführt. Im Winter wird
über den Wintergarten Licht und Energie getankt. Die von der Sonne tagsüber gewonnene
Strahlungswärme wird in einem Erdspeicher im
Wintergarten gesammelt und nachts wieder an
die Lufthülle abgegeben.
Das »Kernhaus« wird auf natürliche Weise zum
Wintergarten gelüftet. Hierdurch und durch die
gute Hinterlüftung vermindern sich die Luftwechselraten und die Lüftungswärmeverluste
können somit erheblich verringert werden.
Die benötigte Energie für Heizung und Warmwassererzeugung wird zum großen Teil durch
aktive und passive Nutzung der Sonnenenergie
gewonnen. Durch beidseitig des Giebels verlegte
transparente Platten kann die Sonnenenergie
ungehindert das Wasser in dem auf dem Speicher
montierten, drucklos arbeitenden Solarabsorber
erhitzen.
Die Heizrohrleitungen befinden sich, raumhoch
verlegt, zwischen dem wärmegedämmten
Schalenelement und der Innenraumverkleidung.
Neben dieser Wandstrahlungsheizung (Hypokaustenprinzip) wird die restliche Energie, je
nach Wunsch, über eine Gastherme, einen
Kamin-Ofen oder durch einen Elektro-Heizstab
gewonnen.
Die tragende
Stahl-Konstruktion ermöglicht
auch bei Satteldächern die
Nutzung aller
Vorteile dieses
Systems
Modellfoto
eines im Bau befindlichen zweigeschossigen
Bio-Solar-Hauses
Haus-im Haus-Prinzip
Das Bio-Solar-Haus-System wurde ursprünglich
als einstöckiges Gebäude für den ländlichen
Raum mit geringen Grundstückspreisen entwickelt. Mittlerweile besteht große Nachfrage
nach zweistöckigen Häusern auf kleinen Grundstücken, nach Reihen- und Kettenhäusern. Die
Anwendung des Haus-im-Haus Prinzips mit der
tragenden Stahlkonstruktion auf Gebäude mit
Satteldächern bietet zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten.
Ausführung:
Bio-Solar-Haus Becher GmbH,
Sonnenpark, St.Alban
Entwicklung:
Dipl.-Ing. Klaus Becher, Höhr-Grenzhausen
Prinzip der Solarenergienutzung
Absorber
Öffnen nach
Temperatur
Kernhaus
Wintergarten
Gebäudedaten
Herausgeber:
Stahl-Informations-Zentrum,
Sohnstr. 65, 40237 Düsseldorf
Kosten:
1.600 DM bis 2.400 DM /m2 Grundfläche
(ab Oberkante Fundament) abhängig von
Eigenleistung und Ausstattung
Redaktion:
Dipl.-Ing. Martina Helzel,
circa drei, München
Jährlicher Heizenergieverbrauch:
Zwischen 5 und 25 kWh /m2
Der k-Wert beträgt 0,14 W/m2 K
Absorber
Kernhaus
Nacht
6
zu
Wintergarten
Erdspeicher
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
1.Auflage 2000
ISSN 0175-2006
Erdspeicher
Erdspeicher
Tag
Impressum
Erdspeicher
Ein Nachdruck dieser Veröffentlichung ist
– auch auszugsweise – nur mit schriftlicher
Genehmigung des Herausgebers und bei
Quellenangabe gestattet. Die zugrunde liegenden Informationen wurden mit größter Sorgfalt
recherchiert und redaktionell bearbeitet. Eine
Haftung ist jedoch ausgeschlossen.
Fotos:
Bio-Solar-Haus GmbH, St.Alban
7
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Bauphysik und Haustechnik
Absorber im
Speicher liefern
einen Großteil
der benötigten
Energie
Die schlanke Stahl-Tragkonstruktion ermöglicht
verhältnismäßig dünne, zweischalige, mit
Wintergartenluft hinterlüftete Außenwände.
Die Lufthülle dient, je nach Jahreszeit, sowohl
als Kälte- als auch als Wärmepuffer. Im Sommer
wird die warme Luft durch den natürlichen
Auftrieb zum »Dachboden«, der offen mit dem
Wintergarten verbunden ist, und von dort über
temperaturgesteuerte Lüftungsklappen an der
Hausrückseite ins Freie geführt. Im Winter wird
über den Wintergarten Licht und Energie getankt. Die von der Sonne tagsüber gewonnene
Strahlungswärme wird in einem Erdspeicher im
Wintergarten gesammelt und nachts wieder an
die Lufthülle abgegeben.
Das »Kernhaus« wird auf natürliche Weise zum
Wintergarten gelüftet. Hierdurch und durch die
gute Hinterlüftung vermindern sich die Luftwechselraten und die Lüftungswärmeverluste
können somit erheblich verringert werden.
Die benötigte Energie für Heizung und Warmwassererzeugung wird zum großen Teil durch
aktive und passive Nutzung der Sonnenenergie
gewonnen. Durch beidseitig des Giebels verlegte
transparente Platten kann die Sonnenenergie
ungehindert das Wasser in dem auf dem Speicher
montierten, drucklos arbeitenden Solarabsorber
erhitzen.
Die Heizrohrleitungen befinden sich, raumhoch
verlegt, zwischen dem wärmegedämmten
Schalenelement und der Innenraumverkleidung.
Neben dieser Wandstrahlungsheizung (Hypokaustenprinzip) wird die restliche Energie, je
nach Wunsch, über eine Gastherme, einen
Kamin-Ofen oder durch einen Elektro-Heizstab
gewonnen.
Die tragende
Stahl-Konstruktion ermöglicht
auch bei Satteldächern die
Nutzung aller
Vorteile dieses
Systems
Modellfoto
eines im Bau befindlichen zweigeschossigen
Bio-Solar-Hauses
Haus-im Haus-Prinzip
Das Bio-Solar-Haus-System wurde ursprünglich
als einstöckiges Gebäude für den ländlichen
Raum mit geringen Grundstückspreisen entwickelt. Mittlerweile besteht große Nachfrage
nach zweistöckigen Häusern auf kleinen Grundstücken, nach Reihen- und Kettenhäusern. Die
Anwendung des Haus-im-Haus Prinzips mit der
tragenden Stahlkonstruktion auf Gebäude mit
Satteldächern bietet zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten.
Ausführung:
Bio-Solar-Haus Becher GmbH,
Sonnenpark, St.Alban
Entwicklung:
Dipl.-Ing. Klaus Becher, Höhr-Grenzhausen
Prinzip der Solarenergienutzung
Absorber
Öffnen nach
Temperatur
Kernhaus
Wintergarten
Gebäudedaten
Herausgeber:
Stahl-Informations-Zentrum,
Sohnstr. 65, 40237 Düsseldorf
Kosten:
1.600 DM bis 2.400 DM /m2 Grundfläche
(ab Oberkante Fundament) abhängig von
Eigenleistung und Ausstattung
Redaktion:
Dipl.-Ing. Martina Helzel,
circa drei, München
Jährlicher Heizenergieverbrauch:
Zwischen 5 und 25 kWh /m2
Der k-Wert beträgt 0,14 W/m2 K
Absorber
Kernhaus
Nacht
6
zu
Wintergarten
Erdspeicher
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
1.Auflage 2000
ISSN 0175-2006
Erdspeicher
Erdspeicher
Tag
Impressum
Erdspeicher
Ein Nachdruck dieser Veröffentlichung ist
– auch auszugsweise – nur mit schriftlicher
Genehmigung des Herausgebers und bei
Quellenangabe gestattet. Die zugrunde liegenden Informationen wurden mit größter Sorgfalt
recherchiert und redaktionell bearbeitet. Eine
Haftung ist jedoch ausgeschlossen.
Fotos:
Bio-Solar-Haus GmbH, St.Alban
7
Wohnungsbau mit Stahl 071
Bio-Solar-Haus
Stahl-Informations-Zentrum
Postfach 10 48 42
40039 Düsseldorf
E-Mail: [email protected] · Internet: www.stahl-info.de
Stahl-Informations-Zentrum