Weniger Technik, mehr Architektur

by Carsten Sauerbrei
On 5 Mai 2017
«Dach-Luftkollektor» zur Nutzung des Solarwärmeintrags. (Bild: Claudius Pfeifer, Berlin)

Zwei deutsche Architekturbüros beweisen mit ihrem Rückgriff auf bewährte, architektonische Mittel, dass Lowtech-Nachhaltigkeitskonzepte eine echte Alternative zu einem Übermaß an Gebäudetechnik beim Bauen sind.

Neuerungen bei technischer Ausstattung begleiten nun schon seit mehr als 130 Jahren die Baukunst. Glühlampe und Aufzug waren dabei ab 1880 die Vorreiter, denen unzählige technische Innovationen bei Heizung, Kühlung und Lüftung folgten. Heute versprechen digital gesteuerte «Smart-Homes» bestmögliche Nachhaltigkeitswerte, der jedoch eine hartnäckige Technikskepsis unter Gebäudenutzern und berechtigte Einwände gegen negative Folgen der Übertechnisierung entgegenstehen. So legt überkomplexe, kaum mehr steuerbare Technik nicht nur ganze Bauvorhaben wie beim Großflughafen BER lahm. Immer wieder klagen auch Nutzer von Gebäuden mit Lüftungsanlagen über «schlechte» Luft – und die durch einen hohen Technikeinsatz erwarteten Energieeinsparungen bestätigt die Praxis längst nicht immer. Es spricht also vieles dafür, das Maß des Technikeinsatzes in der Architektur kritisch zu hinterfragen, nicht zuletzt weil die traditionelle Baukunst über Jahrhunderte in der Lage war, mit nicht-technischen Mitteln gut nutzbare und dem jeweiligen Klima angepasste Gebäude zu entwickeln.

Das Schwarzwaldhaus dient mit seiner an Klima und Lage angepassten Architektur als Vorbild für heutige Lowtech- Nachhaltigkeitskonzepte. (Bild: SchiDD)

Inspiration Schwarzwaldhaus

In Deutschland lassen sich die Qualitäten der traditionellen Architektur in Bezug auf Nachhaltigkeit gut am Schwarzwaldhaus studieren. Mit seiner Raumorganisation für die Abwärmenutzung um Küche und Ställe herum, der jahreszeitlich angepassten Wärmedämmung durch winterliche Stroheinlagerung und dem Einsatz eines weiten Dachüberstandes, um direkte Sonneneinstrahlung im Winter zu nutzen und im Sommer zu vermeiden, zeigt es, wie die enge Abstimmung zwischen Nutzer und Architektur, Material und Konstruktion zu gut an Lage und Klima angepassten Gebäuden führt. Inspiriert von diesem Beispiel autochthoner, vernakulärer Architektur plant und baut der Freiburger Architekt Günter Pfeifer seit Ende der 1990er-Jahre nachhaltige Lowtech-Gebäude. Durch eine Nutzungszonierung entsprechend dem Solareintrag, dem Benutzen der Gebäudehüllflächen als solare Wärmesammler und der Tragkonstruktion als Speichermasse sowie einer Wärmeverteilung bzw. Auskühlung mittels Thermik erreicht er Energieeffizienz auch ohne ein Übermaß an Gebäudetechnik.

Bestandsgebäude und Aufstockung des Kindergartens erhielten eine Umhüllung aus Polycarbonatplatten, um den Solareintrag zur Wärmeerzeugung nutzen zu können. (Bild: Claudius Pfeifer, Berlin)

Kindergartenumbau in Frankfurt-Kalbach

Deutlich wird Günter Pfeifers Konzept einer «Kybernetischen Architektur» an der 2014 fertig gestellten Aufstockung eines Kindergartens in Frankfurt-Kalbach. Dabei ließ er ein neues Geschoss in Holztafelbauweise und das bestehende 1960er-Jahre-Gebäude mit einer zweiten Fassade aus Polycarbonatplatten umhüllen. Damit kann die Luft zwischen erster und zweiter Fassade den solaren Wärmeintrag der Fassaden aufnehmen, genauso wie auch die Luft in einem zweiten «Kollektor» auf dem Dach und in der Luftkissen-Konstruktion über dem Atrium des Gebäudes.

Heizungs- und Lüftungskonzept in Frankfurt-Kalbach mit Fassade und Dach als «Luftkollektoren» und der Wärmeverteilung über ein Lüftungssystem. (Bild: Pfeifer Kuhn Architekten)

Die gesamte solar erwärmte Luft sammelt sich in der Lüftungszentrale im Dach, wo sie mittels eines Lüftungsgerätes in jeden Raum des Gebäudes gelangt. Die Abluft der Räume, die auch die entstehenden Prozessenergien aufnimmt, fließt über Überströmklappen und dank natürlicher Thermik ebenfalls zum Dachraum, wo sie über eine Wärmerückgewinnung mit Frischluftzufuhr zurück in den Kreislauf geleitet wird. Auf die gleiche Weise kann das Gebäude auch über Nacht auskühlen.

Hinter den Fenstern der denkmalgeschützten Fassade des Bischöflichen Generalvikariats in Fulda entstand eine zweite Innenfassade und damit neue Kastenfenster. (Bild: Claudius Pfeifer, Berlin)

Sanierung des Bischöflichen Generalvikariats in Fulda

Auch bei den im Jahre 2015 abgeschlossenen Arbeiten zum Umbau und zur energetischen Sanierung des 1965 eingeweihten Bischöflichen Generalvikariats in Fulda wandte Günter Pfeifer sein Konzept der Solarwärmenutzung an. Gemeinsam mit den Architekten der Arbeitsgemeinschaft Pfeifer Kuhn, Schönherr-Juli, Balck + Partner wurde das System realisiert– wenn auch wegen der denkmalgeschützten Fassade in deutlich kleinerem Umfang. Um die über die Bürofenster anfallenden solaren Gewinne nutzen zu können, setzten die Planer auf der Innenseite eine zweite Fassade vor die bestehende. So entstanden Kastenfenster, von denen aus die solar vorgewärmte Luft in ein Lüftungsgerät geleitet wird, das den Raum erwärmt. Über das Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung und das zweite Bürofenster entweicht auch die Abluft. Zusätzlich ließen die Architekten auf dem flach geneigten Dach einen einfachen Solarkollektor mit Kapillarmatten und Polycarbonatplatten installieren, dessen Energiegewinne ebenfalls der Heizung zugeführt werden.

Zwei Kastenfenster sorgen zusammen mit einem Lüftungsgerät inklusive Wärmerückgewinnung für Heizung und Belüftung eines Büroraums. (Bild: Arge BGV - Pfeifer, Kuhn, Schönherr-Juli, Balck+Partner)

Diffusionsoffene Wandaufbauten

Steht bei Günter Pfeifer die Lowtech-Nutzung des solaren Wärmeintrags im Mittelpunkt seines Architekturkonzepts, so sind es beim Berliner Büro ZRS Architekten Ingenieure die Be- und Entlüftung, die sie versuchen, weitgehend ohne technische Hilfsmittel zu realisieren. In ihrer Arbeit lassen sie sich dabei von einem anderen Aspekt der Bautradition inspirieren, nämlich diffusionsoffenen Wandaufbauten aus Naturbaustoffen. Dabei sind es insbesondere die Materialien Lehm und Holz, die in Deutschland traditionell im Fachwerkbau breite Anwendung fanden, denen Eike Roswag-Klinges, Christof Ziegerts und Uwe Seilers Interesse seit über zehn Jahren gilt. Die Schadstofffreiheit und hohe Wasserdampfaufnahmefähigkeit der Baustoffe sind die Voraussetzung, dass sie bei den Projekten trotz hoch wärmegedämmter, luftdichter Gebäudehüllen weitgehend auf mechanische Lüftung verzichtet werden kann.

Der dreigeschossige Neubau am Kleinen Wannsee in Berlin entstand als Holzbau mit einer Naturschieferfassade. (Bild: ZRS Architekten Ingenieure)

Wohnen am Kleinen Wannsee 

Den Beweis, dass Häuser mit hochgedämmten, luftdichten Gebäudehüllen auch ohne mechanische Lüftung errichtet werden können, traten die Planer von ZRS Architekten Ingenieure mit ihrem 2015 fertiggestellten Projekt «Wohnen am Kleinen Wannsee» an. Der dreigeschossige Neubau mit sechs Wohneinheiten und Energiekennwerten, die 30 Prozent unter der EneV 2014 liegen, entstand aus vorgefertigten Holzbauelementen. Die mit einer hinterlüfteten Naturschieferfassade bekleideten und mit einer 24 Zentimeter starken Zellulosedämmung versehenen Außenwände bestehen aus Holzrahmenelementen.

Voraussetzung für den Verzicht auf eine mechanische Lüftung war die Verwendung von Brettsperrholz, Gipsfaserplatten und mineralischen Anstrichen bei Decken, Treppenhaus und Innenwänden. (Bild: ZRS Architekten Ingenieure)

Die Decken sowie Treppenhauswände und Treppenläufe des Holzbaus sind aus massivem Brettsperrholz gefertigt, die lediglich mit mineralischen Anstrichen wie Marmormehlfarbe versehen wurden. Die anderen inneren Raumoberflächen ließen die Planer mit genauso angestrichenen Gipsfaserplatten bekleiden, die eine wesentlich höhere Wasserdampfaufnahmefähigkeit besitzen als herkömmliche Gipskartonplatten. Damit entstanden im Inneren des Gebäudes hochsorptionsfähige Raumoberflächen, sodass zusammen mit dem diffusionsoffenem Wandaufbau auf eine kontrollierte Wohnraumlüftung verzichtet werden konnte. Die Bewohner können mit zweimal täglichem Stoßlüften das Raumklima ausreichend regulieren.

Der Neubau des FLEXIM-Firmengebäudes entsteht als Holz- und Betonskelettbau mit vorgehängter Holzrahmen-Fassade. (Bild: ZRS Architekten Ingenieure)

Neubau Firmengebäude FLEXIM

Auch bei ihrem aktuellen, sich kurz vor der Fertigstellung befindlichen Projekt, dem Neubau des FLEXIM- Firmengebäudes in Berlin setzen ZRS Architekten Ingenieure auf Lowtech-Lüftungskonzepte. Auch dort sind die Außenwände als hochwärmegedämmte, diffusionsoffene Holzkonstruktion ausgeführt. Regelmäßige innerhalb der Bandfassade angeordnete, opake Lüftungselemente dienen der natürlichen Belüftung und Nachtauskühlung des Gebäudes, die als «freie Lüftung» ausgeführt ist.

Elemente der passiven Klimasteuerung sind der außenliegende, bewegliche Sonnenschutz (3.1), Lüftungsflügel zur Nachtauskühlung (3.2), Querlüftungsöffnungen (3.3), die Feuchteaufnahme (3.4) und -abgabe (3.5) der Holz- und Lehmoberflächen sowie ein öffenbares Oberlicht (3.6). (Bild: ZRS Architekten Ingenieure)

Zusätzlich unterstützt wird die passive Klimaregulierung durch den außen liegenden, beweglichen Sonnenschutz, das Gründach und die Feuchte aufnehmenden und abgebenden Lehm- und Holzoberflächen im Gebäudeinneren. Lediglich innen liegende Räume im Untergeschoss sowie die Cafeteria werden mechanisch über eine Anlage mit Wärmerückgewinnung belüftet und nur in seltenen Ausnahmefällen müsste während lang andauernder, sommerlicher Hitzephasen zusätzlich aktiv gekühlt werden.

Ausblick

Betrachtet man die aktuell in Deutschland entstehenden Gebäude, so sind ausgesprochene Lowtech-Häuser eine seltene Ausnahme. Dass das Unbehagen bei vielen Architekten angesichts von wachsender Technikdominanz groß ist, zeigt unter anderem das viel beachtete Projekt des österreichischen Büros Baumschlager Eberle Architekten, die mit ihrem Firmensitz, dem 2013 errichteten Haus «2226», ein Passivhaus bauten, das ebenfalls ohne mechanische Lüftungsanlage auskommt. Ob sich in der Zukunft reine Hightech- oder Lowtech-Gebäude oder pragmatische Kompromisse aus beiden Ansätzen durchsetzen, muss sich erst noch zeigen. Eines ist jedoch sicher: Ohne die Besinnung auf die traditionellen Qualitäten, die Lowtech-Gebäude auszeichnen, wird gute Architektur auch in Zukunft nicht auskommen können.

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