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Tonkin 2

Tonkin 2 ist ein Hochhaus mit Wohnungen und der Testpilot für das Forschungsprojekt. Das Gebäude hat eine Kantenlänge von 70,80 m x 37,20 m. Die Grundfläche des Gebäudes beträgt 1.218 m², die Bruttogeschossfläche 46.300 m². Das Bruttovolumen wird auf 161.000 m³ geschätzt. Die Ergebnisse von TestBed 01 und 02 werden in diesem Gebäude zusammengeführt und in einer skalierten Simulation verarbeitet. Das Gebäude und sein Zwillingsturm, Tonkin 1, werden in 18 Monaten fertiggestellt sein. Im Sommer 2023 wird Tonkin 2 offiziell an die Gebäudeverwaltung übergeben und in Betrieb genommen. Änderungen an der Gebäudehülle oder Forschungsaktivitäten wurden daher erschwert und ausgelagert. 

Der Turm Tonkin 2 hat 39 Stockwerke. Das Erdgeschoss wird als Einzelhandels- und öffentlicher Raum genutzt. In den 38 darüber liegenden Stockwerken befinden sich ausschließlich Wohnungen. Auf dem Dach befindet sich der größte Teil der technischen Ausrüstung des Gebäudes, insbesondere drei große Wassertanks, die komplette Brandmeldeanlage, Lüftungsanlagen und Klimaanlagen. Der Dachausbau mit den Technikräumen für Aufzüge, Pumpen, Elektroinstallationen und Rohrleitungen endet in einer Höhe von 145 Metern über dem Boden. Insgesamt gibt es 602 Wohnungen: 114 Studios, 112 Ein-Zimmer-Wohnungen, 301 Zwei-Zimmer-Wohnungen und 75 Drei-Zimmer-Wohnungen. Bei maximaler Belegung der Betten ergibt sich eine Einwohnerzahl von 1.992 Personen. Im Tagesdurchschnitt ist jedoch mit 1.600 bis 1.800 Personen zu rechnen, die im Gebäude leben. Dazu kommen noch 80 - 100 Personen aus dem Versorgungsbereich. Man kann davon ausgehen, dass in einem Hochhaus dieser Art täglich 2.000 Menschen leben.

Beide Hochhäuser Tonkin sind auf einer eingeschossigen Tiefgarage gebaut, die das gesamte Grundstück einnimmt. Die Wohntürme sind gespiegelt, ebenso die Funktionen und Wohnungen. Die Erdüberdeckung (Boden/Humus) über der Tiefgarage kann mit durchschnittlich 1,0 m angenommen werden. In diesem Bereich können sich Wurzeln entwickeln. Der Außenbereich ist teilweise als Park und als geschlossener Bereich mit Schwimmbad gestaltet. Die Gebäude sind nicht begrünt. Die Lochfassaden werden durch große Fenster aufgelockert und stehen im Kontrast zu den fensterlosen Bereichen im Norden und Süden sowie in den vertikalen Erschließungsbereichen. 

Tonkin 2 ist eine Stahlbetonkonstruktion. Die offenen Wände sind mit traditionell gebrannten Vollziegeln oder Zweilochziegeln verkleidet. Die Außenfassade ist mit einem 15–35 mm dicken Putz auf Zementbasis versehen. Die Farben des Gebäudes sind in Brauntönen und hellem Beige gehalten. Die großen Fenster bestehen aus nicht isoliertem Aluminium und Verbundglas. Die Fensterrahmen sind dunkelgrau eloxiert. Die Fensterrahmen können an Tagen mit hoher Sonneneinstrahlung als Heizkörper genutzt werden. Die Wohnungstüren sind mit einem Sicherheitsschloss versehen und bestehen aus Holz. Die Türen zu den öffentlichen Bereichen bestehen größtenteils aus Aluminium und Glas.  Die Innenausstattung ist in einem klassisch modernen Design gehalten, wobei große weiße Marmorfliesen mit dunkelbraunen Fliesenstreifen kontrastieren. Darüber hinaus lag der Schwerpunkt des SUA-Projekts auf der Gebäudehülle, da hier das größte Verbesserungspotenzial erwartet wird…

Über die zwei unten stehenden Links gelangen Sie zu den beiden anderen Testfeldern.

Im Untergeschoss zwischen Tonkin 1 und 2 befindet sich ein riesiges Wasserreservoir, das die beiden Wohntürme mit Stadtwasser versorgt. Das dort gesammelte Wasser wird durch Sandfilter in die drei Edelstahl-Wassertanks auf dem Dach gepumpt. 

Während der Kaltwassertank ein Fassungsvermögen von 120 Kubikmetern hat, fasst der Warmwasserspeicher 55 Kubikmeter, der Tank für die Sprinkleranlage bis zu 160 Kubikmeter. Die Lasten von 315 Tonnen werden auf den entsprechenden Stahlbetonfundamenten vertikal in das Gebäude abgeleitet. Auch die meisten haustechnischen Anlagen befinden sich auf dem Dach. Geschätzte 350 bis 400 Tonnen Wasser und Technik, was in etwa dem maximalen Abfluggewicht eines Airbus A380 entspricht, parken in 131,30 Metern Höhe. 

Von dort oben wird das Wasser in das Gebäude gepumpt und auf die Stockwerke und anschließend auf die Wohnungen verteilt. In ersten Überlegungen und Simulationen konnten wir in diesem Zusammenhang ein sehr hohes Optimierungspotenzial für Material- und Ressourceneinsparungen identifizieren. Mit der heutigen Pumpentechnologie ist es möglich, den Großteil der technischen Ausrüstung vom Dach in den Keller zu verlegen und direkt in die Wohnungen zu verteilen. Dies hat den Vorteil, dass die Tanks nicht ständig allen Witterungseinflüssen ausgesetzt sind und daher nicht chemisch gegen Keime behandelt werden müssen. Dieses Problem wird im Rahmen der gewonnenen Erkenntnisse des Projekts analysiert. Darüber hinaus entlastet eine solche technische Maßnahme das Gebäude selbst und führt zu kleineren Fundamenten, wodurch weniger Beton und Stahl benötigt werden. 

Im Laufe des Projekts wurden im März 2024 insgesamt 26 LoRaWAN-Sensoren an der Fassade und auf dem Dach installiert, die über zwei Gateways alle fünf Minuten Echtzeitdaten zur relativen Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur liefern. In drei Ringen um den Tonkin 2-Turm wurden in jeder Richtung zwei Sensoren installiert, was insgesamt acht Sensoren pro Ring ergibt. Der „Boden“-Ring befindet sich auf Höhe des dritten Stockwerks, der „Meridian“-Ring auf Höhe des 20. Stockwerks und der „Kamm“-Ring auf Höhe des 38. Stockwerks. Die Gateways, die mit 4G-SIM-Karten ausgestattet sind, senden die kleinen Datenpakete über Cloud-basierte Plattformen an den Server der TU Dortmund. Von dort aus arbeitet das Team daran, eine Verbindung zum AR/VR-Modell herzustellen, um diese Daten sichtbar zu machen. Diese Informationen liefern die Leistung der Gebäudehülle bei Tag und Nacht und unterstützen das Potenzial für Materialien der Gebäudehülle. 

Die folgende Abbildung zeigt die Ergebnisse der ersten Simulationen und gibt Informationen zu dem Gebäude, Baustoffen und technischer Ausrüstung sowie klimarelevante Daten. 

Das beigefügte Video versucht, grüne Szenarien für den Tonkin 2 Tower zu ermitteln und Potenziale aufzuzeigen, die der Betrachter sich auf die gesamte städtische Nachbarschaftsanordnung übertragen vorstellen sollte. In der grünen Vertikalität können Hochhäuser als Kühlrippen und Luftfilter für Städte verstanden werden, die zu einer Aufwertung des Stadtviertels im Allgemeinen führen und auch den Wohnkomfort der Bewohner stärken. 

Scenario teaser:

Greening scenario video:

LoRaWAN Sensoren Platzierung an der Gebäudehülle: 

Bergsteiger, genannt „Spiderman“, montieren die LoRaWAN-Sensoren vertikal auf Höhe der drei Ringe Ground, Meridian und Crest.  

Thermalbilder mit FLIR One Pro - IOS:

Klimaaussengeräte @ Mittag

Schachtentlüftung @ 11:30

Edelstahl Wassertanks auf dem Dach @ Mittag

Südfassade @ 10:30

Westfassade @ 16:30

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