An­ge­neh­mes Rau­m­kli­ma für Even­ts

In Kriens LU entsteht bis Ende des kommenden Jahres auf dem gut 12 000 m² grossen Areal Mattenhof II die «Pilatus Arena». Dabei handelt es sich um eine privat finanzierte Sport- und Eventarena mit zwei Wohntürmen als Mantelnutzung. Die Veranstaltungshalle liegt zwischen den beiden Wohntürmen, hat ein Gebäudevolumen von ca. 75 000 m³ und bietet je nach Art des Anlasses – vorgesehen ist eine Nutzung für Indoor-Sport, Konzerte, Kongresse oder Tagungen – bis zu 4100 Zuschauerinnen und Zuschauern Platz.

Wer des Öfteren an solchen Indoor-Veranstaltungen teilnimmt, weiss aus eigener Erfahrung, wie wichtig die Raumklimatisierung ist. Das Raumklimakonzept basiert hier auf einer gezielten Aktivierung der thermischen Speichermasse, um die aktive Kühlleistung und damit die erforderliche Gebäudetechnik zu reduzieren. Mit thermischen Simulationen wurde das Klimatisierungskonzept evaluiert. Dazu wurde das Raumklima an unterschiedlichen Stellen im Hallenraum eruiert, insbesondere im Spielfeldbereich knapp über dem Boden und den beiden übereinanderliegenden Zuschauerrängen.

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«Wir spre­chen von ei­nem Fak­tor 10 bis so­gar 100» – Dynamische Simulationen gelten nach wie vor als Nischenprodukt, obwohl deren technischer und finanzieller Nutzen den Aufwand oft um ein Vielfaches übersteigt. Im Gespräch mit TEC21 berichten zwei Spezialisten, welche Dienstleistungen im Alltag angefragt werden, wer von Simulationen profitiert und wo noch Potenziale brachliegen.

Als Grundlage für die Untersuchung diente das Raumklimakonzept des Gebäudetechnikplaners mit den projektierten Lüftungsanlagen und den thermo­aktiven Bauteilsystemen TABS. Als Nutzungsszenario wählte man eine dreistündige Konzertveranstaltung an einem Sommerabend, die von 4000 Menschen besucht wird und Show-Equipment für Audio, Video und Licht erfordert. Es wurde definiert, wie sich die Besuchenden auf die Stehplätze auf dem Spielfeld und die Zuschauerbereiche auf den Rängen verteilen. Von diesen Rahmenbedingungen ausgehend wurden zunächst der Betrachtungszeitraum festgelegt und die massgeblichen Klimadaten («dry normal», SIA 2028:2010, Klimastation Luzern) im Modell hinterlegt. Bereits bei der Festlegung des Betrachtungszeitraums war man sich bewusst, dass ein angenehmes Raumklima nur mit Vorkonditionierung (d. h. Vortemperierung) der thermischen Speichermasse des gesamten Hallenraums gewährleistet werden kann und damit ein Betrachtungszeitraum von vier Tagen (drei Tage Vorkonditionierung und ein Tag Veranstaltung) erforderlich ist. Sodann wurden die internen Lasten (Abwärme von Personen, Show-Equipment, und Grundbeleuchtung) bestimmt und die Luft- und Empfindungstemperatur (letztere umfasst das Zusammenwirken der Lufttemperatur mit der mittleren Strahlungstemperatur der Umgebungsoberflächen und ist der Hauptfaktor der thermischen Behaglichkeit) unter Berücksichtigung der thermisch induzierten Temperaturschichtung über die Hallenhöhe simuliert.

Im Vergleich zu einer statischen Betrachtung erlaubte die eingesetzte Simulationssoftware, das dynamische Verhalten des Raumklimas unter Einbezug der thermischen Speichermasse und gleichzeitiger Berücksichtigung der thermischen Schichtung zu evaluieren. Die Simulation zeigte eindrücklich auf, mit welchem Raumklima über die Veranstaltungsdauer an unterschiedlichen Positionen im Hallenraum zu rechnen ist, und konnte damit das Vertrauen in das geplante Raumklima- und Gebäudetechnikkonzept stärken. Massgeblich dafür verantwortlich ist das Vortemperieren der thermischen Speichermasse der gesamten Halle – sie leistet einen bedeutenden Beitrag an die erforderliche Kühlung während des Events. Dies zeigt sich darin, dass die statisch berechnete Abluft­temperatur mit Werten > 35 °C bedeutend höher liegt als die aus der Simulation resultierende Ablufttemperatur von ca. 32 °C.

Pilatus Arena, Kriens

Investor / Bauherrschaft
Pilatus Arena, Luzern

Projektentwicklung
Halter, Schlieren

Gesamtleistung
Halter, Kriens

Architektur
Giuliani Hönger Archi­tekten, Zürich

Tragwerksplanung
Dr. Schwartz, Zug

Gebäudetechnikplanung
Pfiffner, Zug

Simulationen, Bauphysik und Nachhaltigkeit
brücker + ernst, Luzern

Geologie / Hydrogeologie
Keller + Lorenz, Luzern

Vermessung / Überwachung
Terradata, Rotkreuz