NEST Solare Fitness-Wellness-Unit (SFW) - Ausschreibung Planungsauftrag
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Zim/lar, 07.10.2014 Ausschreibung Planungsauftrag NEST Solare Fitness-Wellness-Unit (SFW) 0. Vorbemerkung Die Empa realisiert zusammen mit verschiedenen schweizerischen Hochschulpartnern und der Industrie das Experimentalgebäude NEST, eine Testplattform für nachhaltiges Bauen. Weitere Informationen zu diesem Projekt sind unter http://nest.empa.ch/ zu finden. Visualisierung experimentelle Gebäudeplattform NEST (Gramazio+Kohler Architekten) In diesem Rahmen wird auch eine Solare Fitness-Wellness-Unit (SFW) realisiert. Fitness und Wellness sind Bereiche, welche in unserer Gesellschaft eine zunehmende Bedeutung erhalten. Auch für die Empa ist die Förderung der körperlichen Gesundheit und Leistungsfähigkeit der MitarbeiterInnen ein wichtiges Thema. So haben z.B. Umfragen bei Doktorierenden gezeigt, dass neben der geistigen Arbeiten die körperliche Ertüchtigung oft zu kurz kommt und eine Möglichkeit der arbeitsnahen sportlichen Betätigung sehr wünschenswert wäre. Vor allem Wellness, aber auch Fitness verursachen derzeit meist ein grossen zusätzlichen Energieverbrauch, der den Zielen einer nachhaltig orientieren Gesellschafft widerspricht. Mit der Fitness-Wellness-Unit möchte NEST neue Lösungen aufzeigen, wie diese Bedürfnisse energieneutral resp. mit erneuerbaren Energien erfüllt werden könnten und wo die Grenzen liegen. NEST wird in diesem Projekt von der Suissetec, dem schweizerischen Gebäudetechnikverband unterstützt. Empa NEST 2014 1/12
1. Ausschreibung Planungsauftrag NEST Solare Fitness-Wellness-Unit (SFW)
Die vorliegende Ausschreibung hat zum Ziel, geeignete Planungsteams zu evaluieren, welche in der
Lage und interessiert sind, mit der Bauherrschaft die technisch anspruchsvolle Aufgabe mit
innovativen und nachhaltigen Ideen anzugehen.
Die Vergabe des Planungsmandats ist an ein Planungsteam unter der Leitung eines Architekten
vorgesehen. Dies bedeutet, dass das Planungsteam in der Lage ist, die wesentlichen Fachbereiche
abzudecken. Es wird erwartet, dass das Planungsteam an der Aufgabenstellung interessiert ist und
dies durch ein gewisses eigenes Engagement für die Thematik manifestiert.
Parallel zur Planungsaufgabe werden einzelne Technologieentwicklungen durchgeführt, die letztlich
als Neuentwicklungen in das Bauprojekt zu integrieren sind. Diese technischen Entwicklungen sind
unter „5. Technische Entwicklungen“ beschrieben. Sie werden separat mandatiert.
Interessierte Planerteams reichen Ihre
Bewerbungsunterlagen bis 31. Oktober 2014
elektronisch ein, an: Nest@empa.ch, betreff „NEST Solare Fitness Wellness Unit“. Allfällige Fragen
sind ebenfalls an diese Adresse zu richten.
Die Bewerbung steht grundsätzlich allen professionellen Planerteams offen, die geographische Nähe
(Schweiz, Österreich, Süddeutschland) ist für die Zusammenarbeit vorteilhaft.
Die Bewerbungsunterlagen sollen enthalten:
- Zusammensetzung und Beschreibung des Planungsteams und dessen Erfahrung,
- Referenzprojekte in den Bereichen Energieeffizienz, nachhaltiges Bauen, Fitness/Wellness,
- kurze Begründung des Interessens.
Evaluationsverfahren und Beauftragung
Aufgrund der Bewerbungen werden ca. 5 Planungsteams vor Ende 2014 zu einer Vorstellungsrunde
eingeladen (Benachrichtigung vor 15.11.2014). Aufgrund dieser Vorstellung ist beabsichtigt, die
Auftragserteilung bis Ende 2014 zu fixieren. Die Beurteilung der Bewerbungen erfolgt durch:
- die Bauherrschaft (2 Vertreter),
- den Gebäudetechnikverband suissetec (1 Vertreter),
- die kantonale Energiefachstelle und das Bundesamt für Energie (je 1 Vertreter),
- externer Berater Wellness/Fitness (1 Vertreter),
2. Zielsetzung
Die Zielsetzung ist, aufzuzeigen, wie weit Fitness und Wellness mit erneuerbarer Energie möglich ist,
ohne den Verbrauch an fossilen Energien zu erhöhen. Dabei steht ein modulares Raumkonzept, wie
es im privaten oder halböffentlichen Bereich (Firmen, Hotels) eingesetzt werden könnte im
Vordergrund.
Die Technik und Nutzung der Unit soll so angepasst werden, dass ein nachhaltiger Betrieb, welcher
mit der 2000 Watt-Gesellschaft (www.novatlantis.ch/2000-watt-gesellschaft/vision.html) vereinbar
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wird. Über das Jahr verteilt soll der gesamte Energiebedarf für Heizung, Lüftung, Warmwasser,
Dampfbad und Sauna solar bereitgestellt werden. Die einzelnen Ziele sind:
- Fitnesseinrichtungen, welche während der Nutzung Leistungen resp. Strom abgeben.
- Fitnesseinrichtungen, welche die gemessene Leistung resp. den produzierten Strom sichtbar
machen. Mit geeigneten Bonus-Systemen soll der Nutzer nachhaltig motiviert werden, Fitness zu
betreiben (Gamification).
- Wellness-Einrichtungen, die aufzeigen, dass Komfort auch mit Solarenergie bereitgestellt werden
kann. Dabei dürfen temporären Einschränkungen der Verfügbarkeit sichtbar werden, oder es
sollen differenzierte Benutzungsbedingungen angewandt werden.
- Speicher-, Wärmeabgabe- und Wärmerückgewinnungskonzepte, die eine effiziente Sonnen-
energienutzung für den gesamten Fitness-Wellnessbereich ermöglichen.
Zur Verifizierung und Konkretisierung dieser Zielsetzungen wurden anfangs 2014 an der Hochschule
Luzern, Technik & Architektur mit den Studenten ein interdisziplinärer Workshop durchgeführt, in
welchem 28 Projektvorschläge erarbeitet wurde. Das Siegerprojekt „Square one – power on“
präsentierte ein modulares Wellness-Konzept, das nun weiter verfolgt werden soll (weitere
Informationen dazu unter http://nest.empa.ch/).
Modulares Wellness-Konzept als Workshop-Resultat der Hochschule Luzern, Technik & Architektur
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3. User-Profile
Die NEST Solare Fitness-Wellness-Unit unterstützt die Balance von Körper und Geist zur Förderung
von Wohlbefinden und Gesundheit. Das Training von körperlicher Spitzenleistung oder das
Therapieren von Beschwerden stehen nicht im Vordergrund. Es ist nicht ausgeschlossen, soweit keine
physiologische Unterstützung benötigt wird. Eine medizinisch/physiologische Beratung (z.Bsp.
temporär) in Bezug auf typische Arbeitsbeschwerden ist vorderhand nicht vorgesehen.
1. Priorität
Typ Bezeichnung Beschreibung Motivation Bedarf
F1 Fit im Alltag Gesunde MitarbeiterInnen, die sich Kreislauf Kraftgeräte
neben der geistigen Arbeit auch Figur Ausdauergeräte
sportlich betätigen und bewegen Muskeltraining
wollen
Erholung
F2 Bewegungssport Gesunde MitarbeiterInnen, die Kreislauf Ausdauergeräte
Bewegung und Ausdauer suchen Gewicht
W1 Erholung Gesunde MitarbeiterInnen, die sich Erholung Sauna,
vom Alltag und Stress erholen Körperpflege Dampfbad,
wollen Ruheraum
W2 Stimulation Gesunde MitarbeiterInnen, die Immunsystem Sauna,
Körper und Geist stimulieren trainieren Dampfbad,
wollen Ruheraum
2. Priorität
Typ Bezeichnung Beschreibung Motivation Bedarf
F3 Körperbewusste Gesunde MitarbeiterInnen, die den Muskeln Kraftgeräte
Körper fit halten wollen Beweglichkeit
Figur
F4 Beschwerden- MitarbeiterInnen mit leichten Gezieltes Ausgewählte
Training körperlichen Beschwerden Muskeltraining Kraftgeräte
(Rücken, Bewegung etc.) Physiologische
Beratung
W3 Körperpflege MitarbeiterInnen mit Atemwege Kräuter-Sauna /
empfindlichen Atemwegen, therapieren -Dampfbad
trockener Haut
Nicht vorgesehen sind therapeutische Anwendungen für MitarbeiterInnen mit grösseren körper-
lichen Beschwerden / Einschränkungen (Rücken, Bewegung etc.).
4. Pflichtenheft und Raumprogramm
4.1 Nutzungskonzept
Der Fitness- und Wellnessbereich steht grundsätzlich den Empa/Eawag Mitarbeiter und
Mitarbeiterinnen zur Verfügung. Die Bereiche von sind ca. 10:00 - 22:00 mit zugänglich. Der
Wellness-Betrieb wird möglicherweise zeitlich eingeschränkt, z.Bsp. 17:00 - 22:00.
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Reinigung und Unterhalt sollen minimal gehalten werden. Die benötigte Wäsche wird von den Benutzern selber mitgebracht. Der Fitnessbereich kann frei benutzt werden, ohne Voranmeldung. Eine IT-Lösung soll über die momentane Belegung informieren. Gymnastik/Yoga-Angebote sind möglich, jedoch in anderen Räumen von NEST oder der Empa/Eawag untergebracht. Der Benutzung der Wellness Module erfolgt mittels Reservation, einzeln oder als Kleingruppe. Ausserhalb der reservierten Zeit ist nur der Aufenthalt im Gemeinschaftsbereich möglich. Die Reservation erfolgt über eine IT-Lösung, welche über die freien Zeiten und die Verfügbarkeit informiert. 4.2 Raumprogramm 4.2.1 Lage Die SFW wird als 2-geschossige Unit auf der obersten Plattform von NEST realisiert (3. Und 4. Obergeschoss). Die Lage in der nord-westlichen Gebäudeecke, ca. 1m über der Umgebung, ermöglichen einen „diskreten“ Betrieb mit eingeschränkter Einsicht von aussen. Die Räumlichkeiten des Fitnessbereichs werden vorzugsweise im 3. Obergeschoss angeordnet, diejenigen des Wellnessbereichs im 4. Obergeschoss. Dadurch kann der Wellnessbereich Sonnenenergie direkt über das Dach nutzen. Der Hauptzugang liegt direkt neben Treppen- und Liftzugang im 3. Obergeschoss. Eine interne Treppe sollte die Fitness- und Wellnessbereiche verbinden, da eine kombinierte Nutzung der beiden Teile wünschbar ist. Der vorhandene Vorraum kann für Nebennutzungen genutzt werden. Der Wellnessbereich im 4. Obergeschoss grenzt an den Dachbereich des NEST Backbones. Über diesen kann der Behindertenzugang zum Wellnessbereich im 4. OG mit Lift sowie der Notausgang gewährleistet werden. Lage der Solar Fitness-Wellness-Unit auf der Nord-West-Ecke des NEST Gebäudes (unverbindliche Beispielarchitektur) Empa NEST 2014 5/12
3. OG mit Planungsperimeter SFW Unit, 1:100 Die vorgesehenen Bebauungsflächen betragen: - 3. OG: 137.5m2 Fitnessbereich - 4. OG: 137.5m2 Wellnessbereich (inkl. Aussenbereich) - 5. OG: potentielle Nutzung des Daches als Aussenbereich (interne Erschliessung, steht nicht im Vordergrund, ist aber nicht ausgeschlossen) Empa NEST 2014 6/12
4. OG mit Planungsperimeter SFW Unit, 1:100 4.3 Technische Anforderungen 4.3.1 Statik Die zulässige Last qk auf die NEST-Plattform (3. Geschoss) beträgt 12 kN/m2, Einzellasten 4.0 kN. Die Auflasten sind in die zulässige Last qk eingerechnet (Basis Nutzungsvereinbarung Tragstruktur 10.12.2012). Dementsprechend ist eine Leichtbauweise (Stahl / Holz ) vorzuziehen. Empa NEST 2014 7/12
4.3.2 Energie Sämtliche Bauteile sind mindestens einer dem Passivhaus- resp. Minergie-P-Standard entsprechenden Bauweise auszuführen. Es ist auf minimale thermische und elektrische Energieverluste zu achten. Umgekehrt soll die Gewinnung von Solarwärme und Solarstrom maximiert werden. Die eingesetzten Technologien sollen möglichst weitgehend mit diesen erneuerbaren Energien betrieben werden können. Sämtliche Räume sind mechanisch zu belüften, mit Wärmerückgewinnung. Für die Übergangszeit und Sommermonate ist eine genügende natürliche Lüftung für die allgemein zugänglichen Räumlichkeiten vorzusehen (ausgenommen sind Wellness Module und Nebenräume wie Garderoben etc.). Aussenluft und Fortluft müssen direkt über die SFW-Gebäudehülle geführt werden. Wärme und Kälte wird durch den Energy Hub im NEST Backbone in 3 Netzen zur Verfügung gestellt: - Hochtemperatur (warmseitig 60-90 °C) - Niedertemperatur (warmseitig 35-38 °C) - Tieftemperatur (kaltseitig 5-18 Sommer; 2-12 °C Winter) Der Energy Hub übernimmt bei Bedarf die Zwischenspeicherung von Solar- und Abwärme im genannten Temperaturbereich. Wärmeverbrauch und Wärmeabgabe werden messtechnisch erfasst. Wärme mit anderen Temperaturanforderungen muss in der SFW Unit bereitgestellt resp. gespeichert werden. Der Energy Hub übernimmt bei Bedarf ebenfalls die Bereitstellung und Zwischenspeicherung von Elektrizität (230/380V). Stromverbrauch und Stromabgabe werden messtechnisch erfasst. 4.3.3 Brand Die SFW Unit bildet einen eigenen Brandabschnitt. Ein separates Dokument (z.Z. in Ausarbeitung) informiert über die Brandschutztechnischen Anforderungen. 4.4 Räume Fitnessbereich Der Fitnessbereich soll Einzelpersonen zur körperlichen Ertüchtigung an Fitnessgeräten dienen. Geeignete Informationsmedien sollen über die persönliche Leistung informieren, zur Leistung motivieren und evtl. Teamauswertungen ermöglichen (Gamification). 4.4.1 Fitness Attraktive Bereiche für das Aufstellen von ca. 6-8 Fitnessgeräten Grösse: ca. 6-8 m2 pro Gerät, 60 m2 insgesamt Raumhöhe: mind. 2.80m Lage: vorzugsweise 3. OG, direkte oder indirektes Tageslicht, möglichst keine direkte Besonnung. Raumklima: 18-24°C, klimatisiert und natürlich belüftbar (Querlüftung) Empa NEST 2014 8/12
4.4.2 Nebenräume
Die Nebenräume dienen sowohl im Fitness-Bereich wie auch dem Wellnessbereich. Sie umfassen:
- Garderobe Männer, Dusche, WC: 15m2, mit Garderobenkasten
- Garderobe Frauen, Dusche, WC: 15m2, mit Garderobenkasten
- Bewirtschaftungsraum 4-6m2
- Schränke ca. 4 m2
4.5 Räume Wellnessbereich
Der Wellnessbereich sollte im 4. Obergeschoss angeordnet werden. Er ist vorzugsweise über eine
Treppe vom Fitnessbereich her erreichbar und umfasst eine Gesamtfläche von ca. 120m2. Für
Behinderte sollte ein direkter Zugang über den Lift (via Dachterrasse) ermöglicht werden.
4.5.1 Allgemeiner Bereich
Der allgemeine Bereich dient als Warte- und Ruheraum vor und nach der Benutzung der
Wellnessmodule, sowie der Erschliessung der Wellnessmodule. Raumanforderungen sind:
- Ruhemöglichkeit für 6 Personen (ca. 20m2). Der Gemeinschaftsbereich bietet Ablage-
möglichkeiten für Badetücher und Bademäntel, sowie eine kleine Theke mit Trinkwasser-
brunnen. Die Wellnessmodule sollten möglichst direkt über den Gemeinschaftsraum erreichbar
sein.
- Gemeinschaftlicher Aussenbereich (ca. 20m2) sollte direkt vom Gemeinschaftsraum erreichbar
sein. Er ist entweder im 4. OG oder über eine Treppe auf dem Dach realisierbar.
- Putzschrank mit Wasseranschluss (ca. 2m2), evtl. in Wandschrank
- 2 Toiletten (M/F)
- Keine extra Garderoben. Diese sind entweder in den Wellnessmodulen oder werden mit dem
Fitnessbereich genutzt.
4.5.2 Wellnessmodule
Der Wellnessbereich soll Kleingruppen bis max. 4 Personen zur Erholung in Wellnessmodulen dienen.
Der Modulare Ansatz wird bewusst gewählt um einerseits die notwendige Privatsphäre zu
gewährleisten und andererseits ein modulares Konzept zu demonstrieren. Es sind 3 Wellnessmodule
à ca. 20m2 vorgesehen, die Erholungsmöglichkeiten abdecken, wie z. Bsp.:
- Bio-Sauna, ca. 70°C, 80% r.F.
- Finnische Sauna, ca. 90 °C
- Kräuter-Dampfbad ca. 55°C
Jedes Wellness-Modul umfasst eine eigene Umkleidemöglichkeit, eine eigene Duschmöglichkeit, den
Wellnessbereich und einen kleinen Ruhebereich. Mindestens eine Fensteröffnung soll den Blick ins
Freie ermöglichen. Die Wellness-Module sollten möglichst eigenständige, vorfabrizierbare Zellen
bilden, die sowohl im privaten wie auch in gemeinschaftlichen Anlagen eingesetzt werden könnten.
Voraussetzung sind hochisolierte Wellnessmodule mit geringen Wärmeverlusten. Sowohl
Sauna/Dampfbad wie auch der Vorraum verfügen über eine Lüftung mit effizienter Wärmerück-
gewinnung.
Empa NEST 2014 9/12Ausrüstung:
Jedes Wellnessmodul enthält die notwendige Ausrüstung und Technik für den Betrieb:
- Wasser (kalt/warm), Abwasser
- Thermische Kollektoren und Wärmespeicher für Sauna resp. Dampfgenerator
- PV Module für Solarstrom; die elektrische Grundversorgung erfolgt über die zentrale Versorgung,
die Stromflüsse werden erfasst
- Lüftung mit WRG
Die technischen Installationen sollten von aussen (Korridor oder Dach) für die Wartung zugänglich
sein.
5. Technische Entwicklungen
Die Technischen Entwicklungen sind nicht Teil des ausgeschriebenen Planungsauftrags. Sie werden
separat vergeben. Eine Integration ausgewählter Entwicklungen resp. die Zusammenarbeit mit den
Entwicklern ist jedoch vorgesehen.
Um den Fitness- und Wellnessbereich 2000-Watt verträglich zu realisieren, müssen Wellness
Technologien überdacht und energieeffizienter konzipiert werden. Zu diesem Zweck werden nebst
den baubezogenen Arbeiten gezielt auch Technologieentwicklungen ausgeschrieben. Die
nachfolgende Liste versteht sich als nicht abschliessende und nicht verbindliche Ideenliste.
5.1 Energienutzende Fitnessgeräte
Die als Arbeit in die Fitnessgeräte gesteckte Energie soll nicht vernichtet sondern nutzbringend
eingesetzt werden. Die Anwendungsmöglichkeiten umfassen Systeme zur Ladung von Mobile
Phones, zur direkten Einspeisung der Energie ins elektrische Netz, zur Kühlung oder Erwärmung eines
Getränks oder zur Herstellung einer Eiscreme die anschliessend konsumiert werden kann.
Ziel ist es, die am Fitnessgerät geleistete Arbeit möglichst effizient und nutzbringend zu verwerten,
um so zusätzlich für körperliches Training zu motivieren. Demensprechend soll die erbrachte Leistung
personalisiert und elektronisch kommuniziert werden können. Für die Auswertung und
Kommunikation wird die Empa eine eigene Applikation entwickeln.
5.2 Bio-Sauna und Finnische Sauna
Sowohl der Saunabetrieb wie auch Dusche und Raumkonditionierung der Sauna Module soll
weitestgehend mit Solarenergie betrieben werden. Mit vollen Speichern wird eine Autonomie von 3
Tagen angestrebt. Danach wird die benötigte Energie vom Netz bezogen und bilanziert, oder es wird
der Betrieb eingeschränkt.
Für die Erwärmung der Sauna sollte ein geeignetes Heizsystem entwickelt werden, welches in der
Lage ist, Solarenergie bei hohen Temperaturen zu Speichern (120-160°C) und bei Bedarf abzugeben.
Die Speicherkapazität sollte genügen, um über 3 Tage verteilt insgesamt 15 Std. Saunagänge zu
ermöglichen. Mögliche Speicheroptionen sind Steinspeicher oder Heissölspeicher. Die Unterstützung
des Saunabetriebs mit Pelletofen ist zulässig.
Solarenergie bis 65°C kann im NEST Energy Hub gespeichert und von diesem bei Bedarf bezogen
werden. Für höhere Temperaturen ist ein eigenes Speicher- oder Nacherwärmungssystem
vorzusehen.
Empa NEST 2014 10/125.3 Kräuter-Dampfbad
Ähnlich wie beim Saunabetrieb soll auch das Dampfbad und die Raumkonditionierung des Vorraums
weitestgehend mit Solarenergie betrieben werden. Mit vollen Speichern wird auch hier eine
Autonomie von 3 Tagen Betriebsdauer angestrebt. Danach wird die benötigte Energie vom Netz
bezogen und bilanziert, oder es wird der Betrieb eingeschränkt.
Für das Modul sollte ein geeigneter Dampfgenerator entwickelt werden, welcher in der Lage ist, den
benötigten Dampf bei ca. 55 °C Raumtemperatur energieeffizient zu erzeugen. Denkbar sind
Lösungen mit Dampfspeicher oder Lösungen, welche heisses Wasser nur zerstäuben. In beiden Fällen
wird die Erwärmung des Dampfraums mit einem Heizsystem empfohlen um unnötige Exergieverluste
zu vermeiden.
Die Speicherkapazität sollte genügen, um über 3 Tage verteilt insgesamt 15 Std. Dampfbad zu
ermöglichen. Solarenergie bis 65°C kann im NEST Energy Hub gespeichert und von diesem bei
Bedarf bezogen werden. Für höhere Temperaturen ist ein eigenes Speicher- oder
Nacherwärmungssystem vorzusehen.
6. Planung und Realisierung
Die Planung und Realisierung erfolgen durch ein Planerteam und durch Technikteams.
- Das Planerteam ist verantwortlich für Architektur und bauliche Realisierung.
- Die Technikteams entwickeln neuartige Lösungen für nachhaltige Fitness- und Wellnesstechnik
als funktionale Prototypen. Die Funktionalität muss in geeigneter Form nachgewiesen werden.
Das NEST-Team der Bauherrschaft gewährleistet die notwendige Koordination und den
Erfahrungsaustausch unter den Auftragnehmern.
Die Fertigstellung ist auf Ende März 2016 geplant. Die Inbetriebnahme erfolgt im Rahmen der
Feierlichkeiten zum 125 jährigen Bestehen des schweizerisch-liechtensteinischen Gebäudetechnik-
verbands suissetec per Ende Mai 2016.
Empa NEST 2014 11/126.1 Timeline - August 2014: Einladung Gestaltungs- und Technikteams - November 2014: Auftragserteilung Planung - März 2015: Vorprojekte vorliegend - Juni 2015: Ausführungsprojekte vorliegend - September 2015: Vergabe - November 2015: Baubeginn - März 2016: Lieferung Technik/Fertigstellung - Mai 2016: Inbetriebnahme Empa NEST 2014 12/12
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