Diskussion: Ein selbstbestimmtes Haus

Nach vielfältigen Erfahrungen mit unterschiedlichsten Konstruktionsweisen stellen wir derzeit in Lustenau ein Bürogebäude mit massiven Außenwänden aus Ziegelmauerwerk fertig, das einige Aufmerksamkeit erregt. Mit seiner einfachen Konstruktion und einem radikalen energetischen Konzept gibt es auch ein Statement ab zu grundlegenden Fragen der Architektur: Größen, Proportionen und die Verhältnismäßigkeit der Dinge untereinander spielen gerade bei diesem Haus eine Schlüsselrolle, weil sie in der Synthese mit den technischen Belangen dazu beitragen, dass sich die Nutzer im Gebäude wohlfühlen. Die Behaglichkeit als grundlegende Intention der architektonischen Arbeit vermittelt auch die Bezeichnung des Hauses - 2226 benennt das Temperaturspektrum von 22 bis 26 Grad Celsius, das von den meisten Menschen weltweit als angenehm empfunden wird. Aufgrund der Konstruktionsweise, der räumlichen Organisation und eines komplexen Steuerungssystems kommt das Gebäude ohne Heizungs-, Kühlungs- und Lüftungsgeräte aus. Lediglich eine ausgeklügelte Software sorgt für die optimale Steuerung der Energieströme. Wie sehr Energiekonzept und Architektur miteinander verbunden sind, zeigt sich unmittelbar an der Schnittstelle zwischen Innen und Außen. Das Bürogebäude besitzt hohe Räume mit vertikalen Fenstern und elektronisch gesteuerten Lüftungsklappen. Werden hohe Räume allgemein als angenehm empfunden, so trägt die Ausrichtung der Fenster und der Klappen dazu bei, dass die Lüftung ebenso rasch wie effizient erfolgen kann.

Diskussion: Ein selbstbestimmtes Haus
Kalkputzoberflächen Bürogebäude 2226, Lustenau, 2013 Architekten: Baumschlager Eberle, Lochau © Baumschlager Eberle

Wir werden das Gebäude 2226 in Lustenau mit unserem eigenen Büro beziehen, denken bei dem Konzept aber durchaus auch an weitere Projekte für andere Auftraggeber. Im Moment jedoch gibt es einfach wenige Bauherren, die den notwendigen Mut für die Realisierung eines derartigen Gebäudes besitzen, weil es in Vielem dem heutigen konventionellen Bauen widerspricht.

Wir glauben heute unseren technischen Berechnungen, wissen aber mittlerweile zugleich, dass in den üblichen thermischen Modellen jede Menge Fragen unbeantwortet bleiben.

In der Regel kommen massive Gebäude bei den gebräuchlichen Rechenverfahren zu kurz – das hängt mit zwei Punkten zusammen. Erstens hat die Berechnung des thermischen Verhaltens von Gebäuden rein über den U-Wert einen zu kleinen Geltungsbereich, um alle in monolithischen Bauten relevanten Aspekte zu erfassen. Zweitens kommt in unseren heutigen Gebäudesimulationen, egal wie tiefgehend wir sie durchführen, das Phänomen der Trägheit kaum vor. Das liegt daran, dass das Trägheitsverhalten physikalisch sehr komplex ist und bisher keine guten Modelle gebräuchlich sind, die das Schwankungsverhalten der Temperatur in Gebäuden genau berücksichtigen. Wir können zwar die U-Werte und die daraus resultierenden Effekte kalkulieren, aber wir können mit den üblichen Modellen nicht seriös berechnen, wieviel Energie in den Bauteilen gespeichert ist, die bei entsprechenden Verhältnissen dem Raum zufließen kann. Aus Erfahrung wissen wir zwar, dass man in einem alten massiven Haus zuweilen drei Tage lang kaum spürt, wie sich draußen das Wetter ändert, egal ob es ins Kalte oder ins Warme umschlägt, aber wir können dies nicht wirklich seriös rechnen. Hier sind die Architekten Opfer des technischen Wissensstands und der fehlenden Werkzeuge.

In die technischen Vorschriften ist der Aspekt der thermischen Trägheit so gut wie gar nicht eingeflossen. Insgesamt ist der Begriff heute eher negativ besetzt. Wir haben kritischen Stimmen zu den Berechnungsmethoden lange keine Bedeutung beigemessen; irgendwann erkannten wir jedoch, wie begrenzt diese sind und dass sie von ganz bestimmten Rahmenbedingungen abhängen. Unsere historische Bausubstanz in Mitteleuropa besteht zu sehr großen Teilen aus massiven, verputzten Bauten. Angesichts der meisten in den vergangenen Jahrzehnten errichteten Häuser fragt man sich, warum die Kenntnis dessen, was uns geprägt hat und die entsprechenden Fertigkeiten verlorengegangen sind. Unser Bestreben waren sicherlich nicht Putzgebäude mit Styroporfassaden, die schnell algenbefallen sind und ihre Farbigkeit verlieren. Daher haben wir in Lustenau (Abb. 1–5) ganz bewusst einschaliges Ziegelmauerwerk verwendet, das als Trägerfläche für einen traditionellen Kalkputz eingesetzt wird. Dieser Putz bietet langfristig, speziell im einschaligen Mauerwerk, nur Vorteile. Er nimmt Luftfeuchtigkeit auf und gibt sie wieder ab. Er ist  fungizid wegen seines hohen alkalischen pH-Werts und bringt einen rissfreien Abbau von Spannungen mit sich. Auch wenn man heute nicht wieder so bauen sollte wie in der Gründerzeit, müssen wir sinnvolle Prinzipien erkennen und zugleich die heute deutlich höheren Komfortansprüche berücksichtigen. Die Frage ist, wie wir dieses überlieferte Wissen mit moderner Technologie kombinieren und zu einem solideren, langfristig gültigen und insgesamt seriösen Ergebnis führen können. Wenn wir heute eine ungeheure Menge an Haustechnik, Luft- und Wassersystemen in Gebäude installieren, um komfortable Verhältnisse zu erreichen, stellt sich die Frage, ob es nicht effektivere Methoden gibt. Dementsprechend ist unser Haus 2226 in Lustenau eine Kombination alter Bautechniken, wie massivem Mauerwerk und Kalkputz, mit modernsten Technologien, vor allem der Software zur Steuerung der Öffnungselemente des Gebäudes. Man muss hier also kein Wasser mehr im Gebäude herumschicken und die Materialien führen nicht zu Brandschutzproblemen. Das Gebäude versucht eine ganz pragmatische Frage zu beantworten: Wie kann ich das höchste Maß an Komfort mit dem niedrigsten Aufwand an Technologie herstellen? Durch die Kombination alter mit modernster Technologie erreicht es eine Gesamteffizienz, die durchaus auf physikalischen Grundlagen beruht, die jedoch etwas über das hinausgehen, was üblicherweise in die Betrachtung einbezogen wird. Das Haus bewegt sich praktisch das ganze Jahr ohne Unterstützung durch ein Heizsystem im Komfortbereich. Für die Simulation haben wir erstmals ein von unserem Energieberater Lars Junghans verwendetes Programm eingesetzt, mit dem wir versuchen, die Trägheit abzubilden. Wir verwenden eine komplexe Steuerung der Energieströme, die sich aus Wärmegewinnen, Wärmeverlusten und interner Speicherfähigkeit zusammensetzen. Dazu kommt noch, dass wir, im Gegensatz zu den kurzlebigen haustechnischen Systemen, die Möglichkeiten einer lange beständigen Architektur nutzen. Was die Haltbarkeit und die Materialqualität betrifft, wurde früher oft besser gebaut als heute üblich. Und dennoch ist etwas recht Erstaunliches zutage getreten: Bei all der hochwertigen Ausführung führte der weitgehende Verzicht auf Haustechnik dazu, dass unser Haus 2226 in Lustenau deutlich weniger kostet als ein Bürohaus mit normalem Standard. Ökonomie, Ökologie und Komfort werden als Gesamtheit zu einem Preis realisierbar, der abseits aller Förderungen marktwirtschaftlich relevant ist.

Das Projekt ruft zwar noch viel Skepsis hervor; unsere ersten Gebäude in Holzbauweise vor dreißig Jahren waren genauso von ungläubigen Kommentaren begleitet. Das ganze Haus ist softwarebasiert. Wir haben genügend Messprogramme, um nach einiger Zeit genau sagen zu können, was in welchem Raum vor sich geht und wie die Temperatur- oder die CO2-Verläufe sind, sowohl für den winterlichen als auch für den sommerlichen Lastfall. Die Selbstbeschattung durch die tiefen Laibungen und die große Masse sind im Sommer natürlich vorteilhaft. Wir können auf Erfahrungen mit diversen Passivhäusern zurückblicken und wissen, wovon wir reden, was den Energiehaushalt von Gebäuden betrifft. Wir werden uns also einer Technologie von Häusern, die sich selbst regeln, annähern. Wir sind überzeugt, dass derart »selbstbestimmte Häuser« akzeptiert werden, ebenso wie das bei unseren frühen Holzbauten der Fall war. Für uns bietet das Projekt die Chance, Wissen mit einem tieferen Verständnis physikalischer Zusammenhänge in einem Gebäude zu schaffen, das anschließend auch in weiteren Projekten Anwendung finden kann.

Was die mit 76 cm extrem dicken Außenwände und die Flächenausnutzung betrifft, ist zu beachten, dass viele Länder in Europa diese mittlerweile nicht mehr nach der Bruttogeschossfläche rechnen, sondern bei der Berechnung die Innenkante der Außenwand heranziehen. Das verlangt entsprechende Vorsicht bei Vergleichen. Auch hinter Kostenberechnungen verstecken sich von Land zu Land ja oft sehr unterschiedliche Bezugssysteme.

Durch die Stärke des Mauerwerks können wir viel Wärme speichern und bei dieser Dicke liegt quasi von selbst ein sehr guter U-Wert vor. In unserem Klima haben wir selten so stabile Temperaturverhältnisse, um solche Wärmeflüsse festzustellen, wie das rechnerisch sein müsste – von innen nach außen und von außen nach innen. Wir wissen, nach Simulationen mit den umfassendsten Programmen, die wir finden konnten, dass die Temperatur im Inneren des Hauses nach ungefähr einer Woche ohne Benutzung um lediglich ein Grad absinkt. Die Transmissionswärmeverluste sind also annähernd vernachlässigbar.

Das große Problem bei den herkömmlichen Bürohäusern ist ja nicht die Heizung, sondern das Kühlen. In Lustenau haben wir es da sehr einfach. Im Sommer öffnet man am Abend lediglich das Fenster; Sensoren schließen es dann zur richtigen Zeit wieder. Die passive Kühlung erfolgt über Nacht und benötigt dazu keine mechanischen Systeme. Dabei sollte man aber eines nicht übersehen: Die dicken Wände wirken, gerade in der Baustellenphase, spektakulär; sie übernehmen aber nur 22 Prozent der Speicherkapazität, für den viel beachtlicheren Rest sind Decken und Böden zuständig. 76 Zentimeter Außenwandstärke brauchen wir aus statischen Gründen und für die natürliche Beschattung. Sie ist Teil des Gesamtsystems.

Als eine der effektivsten Maßnahmen zur Energieeinsparung hat sich an der ETH Zürich (Abb. 6) die Umstellung der Lüftungs- und Klimaanlagen auf CO2-Steuerung erwiesen; dadurch konnte man in den Hörsälen Einsparungen von 70 bis 80 Prozent erreichen. Neben anderen Parametern der Steuerungssoftware für das Bürogebäude spielt daher die CO2-Steuerung für die Öffnung der Fenster eine zentrale Rolle. Die Transmission ist letztlich eine überschaubare Größe, die man bei der vorhandenen Trägheit weitgehend kompensieren kann. Die interne Speicherkapazität wird dabei dafür genutzt, die relativ hohen internen Wärmegewinne zu speichern und dadurch angenehme, über den Tagesverlauf ausgeglichene Strahlungswärme zu liefern.

Das eigentliche Problem jedoch stellt das Lüften dar, das, wie wir heute alle wissen, CO2-gesteuert betrieben werden sollte, um trotz eines möglichst geringen Luftwechsels eine gute Luftqualität zu gewährleisten. Im Winter ist es unvermeidbar, kalte Außenluft zuzuführen. Um die Lüftungswärmeverluste dabei gering zu halten, wird die zugeführte Luftmenge auf ein Minimum reduziert. Hier erwiesen sich die hohen Räume und die vertikalen Lüftungsklappen neben den dreifach verglasten Fenstern als besonderer Vorteil: CO2 sammelt sich im unteren Raumbereich, die großen Räume führen zu einem sehr langsamen Ansteigen der CO2-Konzentration. Die vertikalen Lüftungsflügel sorgen dann für einen raschen Luftaustausch. Der Öffnungsanteil an der Fassadenfläche beträgt lediglich 24 Prozent. Wir haben festgestellt, dass Raumhöhe und vertikale Ausrichtung viel wichtiger für eine ausgeglichene Belichtung sind als der quantitative Anteil an der Gebäudehülle.

Bei der Konzeption des Gebäudes stand gar nicht so sehr das Haus selbst im Mittelpunkt. Grundsätzlich ging es dabei auch um eine von der üblichen Vorgehensweise abweichende Art zu denken. Man sollte ein Gebäude nie allein auf bauphysikalische Aspekte reduziert betrachten, immer geht es um ein gesamtheitliches Verständnis von Architektur. Zunächst gilt es herauszufinden, was überhaupt komfortabel ist. Schon das ist an unterschiedlichen Orten und für unterschiedliche Menschen verschieden. Dies betrifft weniger die Raumtemperatur; bei der Luftqualität jedoch gibt es Menschen mit deutlich höherem Sauerstoffbedarf und solche mit geringerem. Wenn man etwa den Wohnbau in unterschiedlichen Ländern Europas betrachtet, gibt es auch große Unterschiede in den Bedürfnissen.

In Spanien etwa benötigt jede Wohnung, selbst jeder soziale Wohnungsbau, einen »Tendero« – einen kleinen, der Außenluft zugeordneten Raum, der zum Wäschetrocknen dient; undenkbar für Holländer oder Schweden.

Es geht immer um ein kulturelles Verständnis der Bedürfnisse. Vor diesem Hintergrund drängt sich folgende Frage auf: Wenn in großen Teilen Mitteleuropas unser traditionelles Baumaterial, mit dem wir jene Atmosphäre generieren, mit der wir uns kulturell identifizieren, überwiegend Putz ist – warum können wir heute keine Putzbauten schaffen, die das leisten? Das kann uns keine Energieeinsparverordnung ersetzen, und was wir heute auf die Putzflächen aufbringen, hat eine sehr beschränkte Gültigkeit. Uns interessiert, wie man ein Putzgebäude baut, das auch langlebig ist. Das Interesse an kulturellen Bezugssystemen drückt sich auch in unserer differenzierten Firmenstruktur aus. Wir haben daher eine ganze Reihe lokaler Büros, deren Mitarbeiter ein Gefühl für den jeweiligen Kontext besitzen.

Aus einem Wohnhaus ein Monument zu machen, ist lächerlich. Wenn wir dagegen über nutzungsneutrale Gebäude sprechen, betrifft das vielleicht 95 Prozent des Bauvolumens – lediglich zwei bis fünf Prozent müssen anders und spezifisch sein. Es hat jedoch keinen Sinn, die Strategie, die für zwei Prozent besondere Gebäude sinnvoll ist, auf den ganzen Rest zu übertragen. Neutralität hat jedoch nichts mit Banalität zu tun. Gebäude brauchen eine ganz spezifische Charakteristik und Atmosphäre, die im Dialog mit dem Kontext, den Nutzern und der Geschichte steht.

Wir versuchen in unseren Bauten stets, trotz hoher Rationalität, die sie aus Effizienzgründen brauchen, jene emotionale Dimension zu erreichen, die ihnen schlussendlich Charakter und kulturellen Mehrwert verleiht. Dieser lässt sich natürlich nicht numerisch, rational oder technologisch erfassen. Das Haus 2226 verfügt jenseits aller technischen Konzeptionen über ein besonderes Maß an Selbstverständlichkeit. Es bedarf keiner Betriebsanleitung, es ist auch kein weiteres Produktionsexperiment zum Thema Wohn- oder Büromaschine.

Der Mensch soll hier seine Umgebung bestimmen und nicht die Technik. 2226 ist ein Haus aus Stein, mit Wänden, mit Öffnungen. Und seine Proportionen von 24 ≈ 24 x 24 Metern tragen ganz gewiss zur Bestimmung des Standorts bei. Wir sind überzeugt, dass die hohen Räume mit ihren fließenden Übergängen und die starke Plastizität des Hauses von den Nutzern geschätzt werden.

Damit sprechen wir das ganz wesentliche Motiv der Identität an: Identifizierung und Wertschätzung sind für uns die wesentlichen Komponenten im Bündel der Überlegungen zur Nachhaltigkeit.

  • Stroh

    Die Professur für Kreislaufgerechten Holzbau am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) präsentiert dieses umfassende Nachschlagewerk zum nachhaltigen Bauen mit Stroh. Stroh bietet großes Potenzial für eine klimagerechte Baukultur: Es ist regional verfügbar, kostengünstig, CO2-speichernd und vollständig kreislauffähig. Die Publikation vermittelt Wissen über konstruktive, rechtliche und gestalterische Möglichkeiten auf nachvollziehbare, kritisch reflektierte und praxisnahe Weise. Sie dokumentiert Ergebnisse aus Lehre und Forschung, beleuchtet realisierte Projekte und zeigt konstruktive Prinzipien, Detaillösungen sowie gestalterische Potenziale. Hochwertige Fotografien, Pläne und Grafiken vermitteln die Inhalte anschaulich.