Rund 100 Fachleute nahmen am 8. September an einer von GNI, Forum Energie Zürich und IFMA Schweiz organisierten Veranstaltung in Allschwil teil. In vier Gruppen besichtigten sie HORTUS (House of Research, Technology, Utopia & Sustainability) und erhielten an verschiedenen Stationen Einblick in ein Projekt, bei dem ein Begriff im Zentrum steht: «radikale Nachhaltigkeit».

Bauherr ist der Immobilienentwickler Senn aus St. Gallen. Gemeinsam mit Herzog & de Meuron und ZPF-Ingenieure entwickelte er auf dem Areal des Switzerland Innovation Park Basel Area Main Campus ein Bürogebäude mit rund 10 000 m² Nutzfläche. HORTUS sollte nicht einfach bestehende Nachhaltigkeitsstandards erfüllen, sondern neue Wege aufzeigen und als Modell für künftige Projekte dienen.

Die Treibhausgasemissionen der Erstellung sollten deshalb möglichst tief gehalten, der Betriebsenergiebedarf minimiert und Bauteile am Ende ihrer Nutzungsdauer möglichst wiederverwendet werden können. Ein weiteres Ziel war, die graue Energie innerhalb einer Generation – rund 30 Jahren – durch die eigene Energieproduktion zu kompensieren. Die Photovoltaikanlage an Dach und Fassaden erreicht eine installierte Leistung von rund 900 kWp und produziert deutlich mehr Energie, als das Gebäude im Betrieb benötigt.

Architektur folgt dem Konzept

Für Herzog & de Meuron ging es nicht darum, einem fertigen architektonischen Konzept nachträglich Nachhaltigkeitstechnik hinzuzufügen. Das Gebäude entwickelte sich vielmehr aus seinen konstruktiven Grundelementen heraus. Besonders deutlich wird dies bei den Geschossdecken: Statt vom grossen Baukörper bis ins Detail zu planen, begann die Entwicklung mit dem Deckenelement.

Der Grund liegt in der Ökobilanz. Bei konventionellen Stahlbetonbauten verursachen die Decken aufgrund der grossen Materialmengen einen bedeutenden Teil der grauen Emissionen. Deshalb wurden zahlreiche Systeme miteinander verglichen. Dabei ging es nicht darum, einzelne Baustoffe als «gut» oder «schlecht» einzustufen, sondern jedes Material dort einzusetzen, wo seine Eigenschaften den grössten Nutzen bringen.

Diese Logik bleibt sichtbar: Holzkonstruktion, Aussteifungen und gewölbte Lehmflächen prägen den Innenraum. Die Konstruktion wird damit selbst zum architektonischen Ausdruck.

Holz und Lehm statt Beton

Das Tragwerk ist weitgehend als Holzbau ausgeführt. Auf ein Untergeschoss wurde verzichtet; lediglich einzelne Punkt- und Streifenfundamente bestehen aus Beton. Das Gebäude steht rund 50 cm über dem Terrain. Auch im Innenausbau kommen anstelle klassischer Metallständer-Gipskartonwände unter anderem Holzständer und Lehmbauplatten zum Einsatz.

Eine Schlüsselrolle spielt die Holz-Lehm-Decke. Holz bietet bei geringem Eigengewicht eine hohe Tragfähigkeit, verfügt aber über wenig thermische Masse. Lehm ergänzt diese Eigenschaft, kann Wärme und Feuchtigkeit aufnehmen und wieder abgeben und übernimmt zugleich Funktionen bei Schall- und Brandschutz sowie Raumakustik. Auch die gewölbte Form ist funktional: Lehm nimmt Druckkräfte gut auf, Zugkräfte dagegen schlecht.

Die Decken überspannen rund 5,80 m. Verwendet wurde Aushubmaterial vom Areal, das in einer temporären «Feldfabrik» in unmittelbarer Nähe verarbeitet wurde. Dadurch liessen sich auch die Transportwege reduzieren. Das Deckensystem verursacht nach den beim Rundgang präsentierten Angaben nur einen Bruchteil der CO₂-Emissionen einer konventionellen Betonflachdecke.

Auch die Demontierbarkeit wurde mitgedacht. Klebstoffe wurden weitgehend vermieden, Verbindungen möglichst geschraubt oder gesteckt. Die Bauteile sollen am Ende der Gebäudenutzung ihren Materialwert behalten und in einen weiteren Lebenszyklus überführt werden können.

Gebäudetechnik: Reduzieren statt aufrüsten

«Radikal nachhaltig» bedeutet bei HORTUS nicht «technikfrei». Ursprünglich war eine natürliche Fensterlüftung vorgesehen. Die Nähe zur Anflugschneise des Flughafens sowie energetische und praktische Überlegungen führten jedoch zur mechanischen Lüftung.

Auf ein konventionelles Netz grosser Lüftungskanäle wollte man trotzdem verzichten. Die Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung befinden sich in der Technikzentrale, die Verteilung in die Räume erfolgt über dezentrale Elemente. Die Zuluft wird im unteren Bereich eingebracht, während verbrauchte, erwärmte Luft aufsteigt und oben abgeführt wird. CO₂-Fühler erfassen die Belastung und passen die Luftmenge der Belegung an. Die kleinen Transfer-Ventilatoren benötigen laut Präsentation lediglich rund 3,5 W. Damit werden Energiebedarf, Materialeinsatz und Installationsaufwand reduziert.

Auch die Elektroinstallation folgt diesem Prinzip. Sensorik und Steuerung wurden so konzipiert, dass weniger konventionelle Verkabelung und Kabeltrassen erforderlich sind. Die Leuchten übernehmen zusätzliche Funktionen und erfassen unter anderem die Präsenz, Temperatur, Feuchtigkeit, Lichtstärke, Schall, VOC und CO₂ im Raum. Dahinter steht ein Grundsatz des Projekts: Ein Bauteil soll möglichst mehrere Aufgaben erfüllen.

Luftfeuchtigkeit, Heizen und Kühlen

Besondere Beachtung findet die Raumluftfeuchte. Die Zuluft wird auf mindestens 40 % relative Feuchtigkeit konditioniert – im Interesse des Raumklimas, aber auch des Lehms. In der ersten Betriebsphase erwies sich die Luft bei geringer Belegung als zu trocken. Deshalb wurden die beiden Lüftungsanlagen für den Ost- und Westbereich mit einer zusätzlichen Befeuchtung ausgerüstet.

Heizung und Kühlung erfolgen über in die Fensternischen integrierte Hochleistungskonvektoren. Wasserseitig werden sie kontinuierlich durchströmt; die Leistungsregelung erfolgt über Ventilatoren. Bemerkenswert sind die Systemtemperaturen: Im Heizbetrieb beträgt die Vorlauftemperatur lediglich rund 26 °C, im Kühlbetrieb etwa 20 °C. Erst wenn die Ventilatoren laufen, wird Wärme beziehungsweise Kälte an den Raum übertragen. Mit einer Luftgeschwindigkeit von rund 0,15 m/s soll störende Zugluft vermieden werden.

Wärme und Kälte stammen aus der Arealversorgung. Die tiefen Heiz- und hohen Kühltemperaturen bieten günstige Voraussetzungen für eine effiziente Erzeugung. Gleichzeitig trägt die unmittelbar zum Raum wirksame thermische Masse der Lehmdecken zur Stabilisierung des Raumklimas bei.