Gymnasium Broye (GYB) Payerne

Das Gymnasium Broye in Payerne ist eine weiterführende Schule und bietet in seinem Einzugsgebiet von Moudon bis Cudrefin verschiedene nachobligatorische Ausbildungen an. Der Gebäudekomplex liegt im Norden von Payerne und umfasst Klassenzimmer, Aula, Laborräume, Konferenzräume und Bibliothek mit einer Kapazität für ca. 1000 Schüler und Schülerinnen. Eröffnet wurde das GYB im Jahr 2005. Durch die wachsende Zahl an Schülern in den Folgejahren wurde 2019 eine Erweiterung mit einer Grundstückfläche von 10'000 m² bewilligt. Der Ergänzungsbau beinhaltet neue vielseitig nutzbare Klassenzimmer und eine Sporthalle. 2022 wurde Gruner Gebäudetechnik Bern für bauklimatische Beratungsleistungen und thermisch-energetische Gebäudesimulationen angefragt. In den Klassenzimmern auf der südlichen, sowie südöstliche Seite des Gebäudes traten während den Sommermonaten unbehaglich hohe Raumlufttemperaturen auf. Ein bereits bekanntes Problem war der bestehende Stoffsonnenschutz, der schon bei relativen geringen Windgeschwindigkeiten öffnet und die Klassenzimmer der Sonne exponiert. Verschlimmert wurde der Umstand dadurch, dass die Region bzw. die Schule an einer windexponierten Lage liegt. Auf Seiten der Gebäudetechnik verfügen die Räume über keine aktive Kältequelle bzw. nur einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und Lufterhitzung. Seitens dem leitenden Architekturbüro Bögli Kramp wurden verschiedene Optimierungsvarianten entworfen, wie z.B. der Austausch des Stoffsonnenschutzes durch eine höhere Windklasse, Lamellenstoren, Austausch der Fenster und eine Art Vordach über den Fenstern (fixierte Verschattung). Mittels thermisch-energetischen Simulationen des Bestands wurde in einer Studie die bereits existierenden Varianten auf ihr Verbesserungspotential überprüft, sowie neue Möglichkeiten zur Raumklimaoptimierung gesucht. Am Ende des Projekts wurden insgesamt neun verschiedene Varianten und Variantenkombinationen an zwei Klassenzimmern simuliert. Ein möglichst hohes Verbesserungspotential bei geringen Kosten zeigte ein Wechsel auf effizientere LED-Beleuchtung, bessere Nachtauskühlung, und windfesteren Sonnenschutz auf. 

Mehrwert

• Analyse des Innenraumklimas bei unterschiedlichsten Randbedingungen
• Varianten- und Optimierungsstudie mittels Computersimulationen
• Verbesserungspotential von Massnahmen aufzeigen
• Transparente und datengestützte Ergebnisse

Leistungen

• Dynamische Gebäudesimulation
  Dynamische Gebäudesimulationen berücksichtigen massgebende Faktoren, wie Standort, Verschattung, Bauphysik, Nutzung sowie gebäudetechnischen Anlagen und stellen ein digitales Modell der Wirklichkeit dar.
  
  
• Raumnutzungsprofil, Intern Wärmelasten
  Zu wissen wie sich die internen Abwärmelasten und Zeitprofilen zusammensetzen sind entscheidend, um genaue Simulationsresultate zu erhalten. Im GYB ist die Beleuchtungsabwärme aufgrund alter Halogen Leuchten sehr hoch und könnte mit LED-Ersatz deutlich gesenkt werden.
  
  
• Standortbezogene Windanalyse
  Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Regelung des Sonnenschutzes gelegt. Damit sich der Sonnenschutz wie vor Ort verhält, wurden die Windböen Wetterdaten von Payerne auf den Standort der Schule adaptiert und als Regelgrenzwert für den Sonnenschutz verwendet.
  
  

• Auswertung der Simulationsergebnisse
  Analog der SIA180 sollten in Räumen, bei denen die Fenster geöffnet werden können und Personen ihre Kleidung saisonal anpassen, die empfundene bzw. Raumlufttemperatur die obere Grenzkurve nicht überschreiten. In der optimierten Variante konnte das Raumklima massiv verbessert werden.

• Zusammenhang Aussenluft- und Raumlufttemperatur
  Die Grafik oben zeigt das Verhältnis von Aussenlufttemperatur zur Raumlufttemperatur. Die Regressionsgerade charakterisiert den Zusammenhang beider Variablen und ermöglicht einen visuellen Vergleich zwischen den Varianten. Je flacher die Gerade, desto besser schneidet die Variante thermisch ab.

• Transparente Datengrundlage
  Ein übersichtliches Fact-Sheet vergleicht alle Varianten untereinander und ermöglicht die Beste Variante für das Projekt zu eruieren. In diesem Fall wird auf eine LED-Beleuchtung, windfesteren Sonnenschutz, sowie Überarbeitung der mechanischen Lüftung gesetzt.

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