Innovation

Geschützt spielen unter der Kita-Klimahülle

Frischluft drinnen, Fluglärm bleibt draußen: TU-Wissenschaftler entwickeln einen innovativen Schutz für Bestandsbau in Blankenfelde.

Projektleiter Dirk Peissl präsentiert das Modell für die geplante Klimahülle über dem Bestandsbau, die zahlreiche Innovationen beinhaltet

Projektleiter Dirk Peissl präsentiert das Modell für die geplante Klimahülle über dem Bestandsbau, die zahlreiche Innovationen beinhaltet

Foto: Reto Klar

Spielen unter Glasschutz - geschützt vor Lärm, in frischer Luft, immer wohltemperiert - und dabei energiegewinnend? Das geht. Berliner Wissenschaftler haben eine revolutionäre Klimahülle entwickelt. Die Kita Tabaluga am Rande der Hauptstadt in Blankenfelde könnte schon bald von einem innovativen Glasbau umgeben sein. Und damit unter anderem vom künftigen Fluglärm des nahegelegen Großflughafen BER geschützt werden. Denn die Kita liegt unmittelbar nördlich einer der möglichen neuen Flugrouten.

Ingenieure der TU-Fakultät „Bauen Planen Umwelt“ haben im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes ein erstes und einzigartiges Konzept für die neuartige Konstruktion entwickelt. Die bislang geplante Klimahülle besteht aus einem stabilien Stahlrahmentragwerk mit jeweils beweglichen und automatisch steuerbaren Glas- und außen angebrachten Sonnenschutzelementen.

Das mag vielleicht noch einfach klingen, ist aber angesichts der angestrebten Anforderungen an Luftqualität, Raumklima, Akustik, Lärm- und Sonnenschutz sowie autarker Energiegewinnung im Zusammenspiel aller Elemente eine äußerst komplexe Aufgabe. Zumal die Frischluftzufuhr in die Hülle sowie auch in die Kitaräume gewährleistet werden, der Lärm aber draußen bleiben soll.

Erste, allerdings äußerst vage Visionen für eine gläserne Klimahülle gab es beispielsweise schon 1960 für den Stadtteil Manhattan in New York. Doch diese Idee des Architekten und Erfinders Richard Buckminster Fuller (1895-1985) wurde nie realisiert.

Das Ziel war eine bewegliche und transparente Hülle

„Architektur kommt nicht aus dem Nichts“ , sagt dazu Dirk Peissl. Der 35-jährige Architekt und wissenschaftliche Mitarbeiter im Masterstudium am Lehrstuhl des TU-Professors Mike Schlaich, ein international tätiger und renommierter Bauingenieur, bestätigt: „Wir haben natürlich erst einmal recherchiert, was es bereits an Visionen gab und welche Glaskuppelbauten es gibt.“

Ziel der Forscher sei gewesen, eine moderne transparente und bewegliche Hülle zu entwickeln, „die kein Gefühl der Hermetik erzeugt und dabei vor allem nachhaltig ist“. Man wollte weder eine Kita unter der gläsernen Käseglocke, noch irgendwelche Angsträume schaffen.

Die 12.000 Kubikmeter Raum umfassenende Klimahülle soll zudem so wenig wie möglich bemerkbar sein. Die Wissenschaftler planen deshalb auch nicht mit verspiegeltem Glas. Stattdessen sind lichtdurchlässige transparente Glaselemente hinter dem 6,50 Meter hohen Stahlrahmen geplant.

Die ganz spezielle Doppelverglasung ist Teil einer hochkomplexen neuen Lüftungsöffnung und Schallabsorption, die von den Forschern entwickelt wird. Nach bisherigem Forschungsstand können so etwa 21 Dezibel des Fluglärms absorbiert werden. „Aber da gibt es noch Riesenspielraum“, sagt Dirk Peissl. „Wir gehen davon aus, dass wir noch mehr Lärm reduzieren können.“

Textile Sonnenschutzsegel lassen sich öffnen und schließen

Auf dem Glasdach und vor den Seitenwänden der Spezialhülle sind etwa 300 an die 6,50 mal 1,50 Meter große Sonnenschutzsegel geplant. Sie lassen sich je nach Sonnenlicht und Temperatur automatisch öffnen oder schließen. „Ein dafür besonders geeignetes Material ist eine PTFE-Membran“, sagt Dirkl Peissl. Dieses spezielle Material habe sich bereits bei vielen modernen Stadiendächern bewährt.

Der Architekt und angehende Bauingenieur Peissl selbst war nach seinem Architekturstudium in Stuttgart, Porto und Wien fünf Jahre im Berliner Büro von Gerkan Marg und Partner Architekten (gmp) beschäftigt. Und in dieser Zeit auch an dem Projekt des WM-Fußballstadions im brasilianischen Manaus beteiligt.

„Der Vorteil der beweglichen Membranelemente ist, dass sie weiß bleiben, sich durch Regen selbst reinigen und zu etwa 25 Prozent lichtdurchlässig sind“, erläutert Peissl.

Sepzialdecke aus Beton giibt Kühle aus dem Eisspeicher ab

Damit in der Kita unter der Klimahülle zu jeder Jahreszeit kein Gewächshaus-, sondern vielmehr ein angenehmes Klima herrscht, wird im Erdreich unter anderem ein Eisspeicher sowie auch ein Wärmeaustausch installiert. Wird es im Sommer warm, kommt beispielsweise der Eisspeicher ins Spiel, der mit der vorgesehenen Spezialdecke des Kitabaus verbunden wird. „Geplant ist, das bisherige Satteldach vom Gebäude zu entfernen und stattdessen eine mit feinen Röhren gefüllte Betondecke aufzusetzen, durch die die kühle Luft nach unten in die Kitaräume abgegeben wird“, sagt Peissl. Betonkernaktivierung heißt das in der Fachsprache der Ingenieure.

Ein weiterer Vorteil der neuen Decke auf dem L-förmigen Kitagebäude: Sie soll zudem als Dachgarten gestaltet werden, der nicht nur mehr Grün, sondern gleich auf einen Schlag zusätzliche Spielfläche für die Kinder schafft. Durch die Klimahülle mit ihrer technischen Ausstattung zu der auch Solarkollektoren gehören, wird die Kita Tabaluga künftig zudem zum Nullenergiehaus. Die Bauelemente könnten zu großen Teilen in der Fabrik vorgefertigt werden, so dass der Aufbau relativ zügig realisierbar sei, betont Peissl.

Zunächst muss jetzt aber das bislang erarbeitete Konzept für die Umsetzung konkretisiert werden. Dafür hoffen die Forscher auf eine weitere Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (BDU), die das erste Forschungsprojekt bereits mit etwa 100.000 Euro unterstützt hat.

Weiterentwicklung der Konstruktion für Gewerbegebiete denkbar

Das Potential der Klimahüllenkonstruktion ist groß. Denkbar ist beispielsweise die Weiterentwicklung für den Einsatz in stark belasteten Arealen wie Industrie- und Gewerbegebiete sowie entlang stark befahrener Straßen. TU-Professor Mile Schlaich ist jedenfalls sicher, dass die Klimahülle eine Zukunft hat. „Die Ausführung einer solchen wandelbaren und energie- und lärmschutztechnischen Klimahülle ist bisher einmalig“, sagt der Fachmann.

Auch Blankenfelde-Mahlow setzt auf das Leuchtturm-Projekt. „Die Gemeinde unterstützt die weitere Forschung mit 60.000 Euro und hat unter Haushaltsvorbehalt eine Willensbekundung zur Realisierung beschlossen“, bestätigt der Büroleiter im Bürgermeisteramt. Man gehe aber derzeit davon aus, dass das mit etwa 4 Millionen Euro veranschlagte Projekt zu stemmen sei, so Amtsleiter Alexander Fröhlich.