Wind Energy for the Built Environment - Twin Tower Building ... - ADIP

Wind Energy for the Built Environment - Twin Tower Building
Zaneta Choroba, Pamela Siemen
Entwurfskonzept
Funktion/Nutzung: Büro
Planungsbeteiligte: Prof. Stefan Behling
Ir. Frans Brughuis
Mr. Sinisa Stankovic
Prof. Mike Graham
Standort: -
Planungszeit: 1998-2000
Obwohl heutzutage ungefähr 75 % der europäischen
Bevölkerung in Städten leben, gibt es dort,
wo man sie am meisten braucht, noch keine Windkraftnutzungsanlagen.
Windenergie wir bis jetzt,
hauptsächlich durch Landschaftsfüllenden Windparks
genutzt die durch lange Kabellstrecken an die
urbanen Gebiete angebunden werden müssen.
Hauptprobleme, die Technologie in die Städte zu integrieren
waren bisher:
- Verminderte Windgeschwindigkeit in Städten
- Platzmangel
- Lärmentstehung durch Rotation
- Größe der Turbinen im städtebaulichen Kontext
- Bauliche Einschränkungen
ENERGY concrete design competition
architecture design innovation program
Bachelor WS 2011-12
Prof B. Vuga | WM B. Klauck | T M. Hartwig | S S. Remus
www.adip.tu-berlin.de

Wind Energy for the Built Environment - Twin Tower Building
Zaneta Choroba, Pamela Siemen
Isometrie
WEB sieht drei Möglichkeiten der Herstellung von
Windenergie in Städten:
1. durch große, seperat stehende Windanlagen, die
die umliegenden Gebäude versorgen sollen
2. nachträglich an Gebäude angebaute Windräder
3. durch volle Integration der Windkraftanlage in
die Form und Gestalt des Gebäudes.
Es gibt mehrere Ansätze, die sich damit beschäftigen
wie Hochhäuser genutzt werden könnten um
mit Hilfe von Wind Energie herzustellen.
Eine technologische Möglichkeit besteht darin den
Aufwind der durch warme, aufsteigende und sich
abkühlende Luft entsteht zu nutzen. Die andere:
Windturbinen im Gebäude zu integrieren und den
Luftstrom, der auf das Gebäude trifft zu leiten , bzw.
ihn zu maximieren und in Energie umzuwandeln.
Das „Wind Energy for the Built Environment“-Projekt
hat sich damit beschäftigt einen Gebäudeprototypen
zu entwickeln, der die Windkräfte optimal ausnutz
und bis zu 20 Prozent der für den Gebäudebetrieb
benötigten Energie herstellt. Bis heute wurde
der Bau
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➢
Ausrichtung:
unbestimmt
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Grundriss + Schnitt

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Fassadenschnitt
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Tunneleffekt Hügeleffekt
Geschwindigkeit
Klimastrategie 1
Eine Strategie, die beim Entwerfen des Twin-Tower-Buildings
eingesetzt wurde ist die Nutzung des
Tunnel- und Hügeleffektes. Durch diese wird der
Wind wie durch einen Trichter geleitet, die Windgeschwindigkeit
erhöht sich und die Kraft, mit der
die Turbinen bewegt werden steigert sich. Aus dem
Grund werden die Turbinen ringsum von Gebäudemasse
umgeben und befinden sich im oberen Bereich
des Hochhauses.
Als optimalste Form, für die größtmögliche Energiegewinnung
haben sich Bumerang - und Nierenförmigen
Grundrisse herausgestellt. Die gebogenen
Formen ziehen an der Spitze Wind in den Zwischenraum
ein, die Windgeschwindigkeit wird verschnellert
und die Generatoren mit einer stärkeren Kraft
angetrieben.
Ein zusätzlicher Optimierungsfaktor sind auch die
breiten, massigen Verbindungen (im Gegensatz zu
schmalen Streben, wie sie zum Beispiel bei „Bahrain
World Trade Centre vorhanden sind) zwischen den
zwei Türmen, da der Windstrom nicht abreißen kann
und so mit voller Kraft in die Turbinen geleitet wird.
Auch bei schwachen Windverhältnissen entsteht
ein Strom, der den Wind quasi in die Öffnungen im
Gebäude saugt.
Diese Kraft ist höher als bei frei stehenden Anlagen,
sodass durch diese Konstruktion im Jahr durchschnittlich
25 Prozent mehr Strom erzeugt werden
können.
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Power Enhancement Factors
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
VON EINEM AUTODESK-SCHULUNGSPRODUKT ERSTELLT
VON EINEM AUTODESK-SCHULUNGSPRODUKT ERSTELLT
Darstellung der Steigerung der Windkraft leistung in Abhängigkeit zur Position der Windturbine am Gebäude.
Referenzwert 1.0 stellt den Windkraftfaktor einer frei stehenden Windkraftanlage dar.
Klimastrategie 2
Auch musste bei der Entwicklung des Gebäudes die
Tatsache beachtet werden, dass sich der Wind dreht,
das Gebäude, im Gegensatz zu einer frei stehenden
Turbine an seinem Standort starr ist. Dies kann je-
doch dadurch ausgeglichen werden, dass der Ein-
fallswinkel des Windes geleite wird und zwischen 30
und 50 Grad liegt, was durch die besondere Form
der Gebäudehülle gewehrleistet wird.
Besondere Wert wurde auch auf die Grundrisse gelegt,
schließlich sollte die stark auf aerodynamische
Kräfte ausgelegte Form nicht dazu führen, dass
eventuell Räume entstehen, die tagsüber mit künstlichem
Licht beleuchtet werden müssen und somit
die Energieersparnis kompensiert würde. Die für
den Grundriss gewählte Bumerangform ermöglicht
viele gleichmäßiggroße, nicht allzu tiefe Räume, die
an die verglaste Fassade anschließen.
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