Energieeffiziente Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen aus Holz

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1 Schwimmbadhotel Edelweiss Familie Bergmüller in Wagrain (Salzburg) in Passivhausbauweise errichtet. Energieeffiziente Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen aus Holz Wenn man als Architekt nach der Planung von Passivhäusern wieder mit dem Entwurf eines Schwimmbades beauftragt wird, kommt tiefes Unbehagen auf: Darf ein Schwimmbad mit 300m 2 Innenraumfläche nach derzeitigem Standard das 20fache an Energie eines Passivwohnhauses gleicher Größe verbrauchen? Zu dieser Problematik wurde daher von Architekt Herwig Ronacher gemeinsam mit mehreren Projektpartnern ein Forschungsauftrag bei der FFG (Österreichische Forschungsfördergesellschaft mbh) eingebracht, mit dem Inhalt, ein Pflichtenheft von Planung und Ausführung energieeffizienter, ökologischer Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen im konstruktiven Holzbau für den Tourismus zu erstellen. Autoren: Arch. Dipl. Ing. Dr. Herwig Ronacher Arch. Dipl. Ing. Andrea Ronacher Forschungsauftrag zu diesem Thema Wenn wir Energie sparen und C0 2 -Ausstoß vermeiden wollen, sollten wir dies vor allem auch dort tun, wo am meisten Energie benötigt wird. Die Einsparungspotenziale sind bei Schwimmbädern extrem hoch. Es lohnt sich also gerade hier, die Passivhausbauweise aber auch den Holz- bau zur Anwendung zu bringen. Zwischenzeitlich wurde vom Antragsteller dieses Forschungsauftrages gemeinsam mit dem Haustechnikplaner und Haustechnikunternehmen Franz Kramer das erste Schwimmbad mit Passivhauskomponenten in Österreich geplant und seit Anfang Dezember 2010 eröffnet. Dabei wurde trotz der Problematik hoher Luftfeuchte im Bereich des Hallenbades bei Dach und Fassade der Baustoff Holz für die Tragstruktur und als Oberflächenmaterial zum Einsatz gebracht. Für das Erreichen von energieeffizienten und ökologischen Schwimmbädern wird im Rahmen des oben genannten Forschungsauftrages an drei Aspekten gearbeitet, um dieses Ziel zu erreichen und zwar: A. Architektonisch-bautechnische Aspekte Holzbau B. Bauphysikalische Aspekte zur Energieeffizienz C. Energieeffiziente Haus und Schwimmbadtechnik. Ökologisch und ökonomisch optimierter Entwurf Baukörpertypologie Ökologisches Bauen darf nicht eine Randerscheinung bleiben, darf keine nebensächliche Parallelentwicklung von einzelnen Idealisten werden. Erkenntnisse, die bereits eindeutig nachvollziehbar sind, müssen ins Bauen des Alltages und in das zentrale Architekturgeschehen einfließen. Ökologie muss ein wesentliches Beurteilungskriterium für gutes Bauen sein. Der grundlegende Entwurf eines Schwimmbades (wie

2 Innenraum mit akustisch wirksamer Oberfläche durch offene Holz-Schalung mit Akustik-Vlies über die gesamte Kuppel. Speziell bei Kuppelkonstruktionen sind schallabsorbierende Maßnahmen unerlässlich. Schnitt: Biohotel Daberer auch bei anderen Bauvorhaben) trägt bereits in hohem Maße den Keim für Energieoptimierung oder Energieverschwendung. Maßgeblich für einen energieoptimierten Entwurf ist vor allem das Oberflächen-Volumenverhältnis sowie der Anteil der sonnenzugewandten Fassade an der Gesamtfassade. Diesbezüglich bilden natürlich Südhänge große Vorteile, sodass die übrigen Fassadenanteile stark reduziert werden können. Aber auch bei ebenen Grundstücken besteht in der Regel die Möglichkeit, die Südfassade vollständig zu öffnen und die übrigen Fassaden

3 2/ Architektur Holzkuppel während der Bauphase beim Biohotel Daberer die Zuluftleitungen zur Oberlichtkuppel werden innerhalb der Doppel-Bogen-Binder geführt. entsprechend hochenergetisch zu dämmen. Was das Oberflächen-Volumenverhältnis anbelangt, bietet natürlich die Kugel die optimale Voraussetzung. Zwar ist ein Schwimmbad in Kugelform unrealistisch, aber die Halbkugel, das heißt, eine Kuppel mit einem kreisförmigen oder polygonalen Grundriss, kommt diesem Ideal insofern sehr nahe, als die Grundrissfläche (also der Kreis oder das Polygon) immer noch in der zweiten Dimension das optimale Verhältnis von Fläche zu Umkreis bietet und die Halbkugel in Kuppelform ein sehr günstiges Oberflächen- Volumenverhältnis aufweist. Daher wurden vom Verfasser bereits zwei Schwimmbäder in dieser Form realisiert (Schwimmbad Biohotel Daberer und Schwimmbad Hotel Larimar). Weiters verfügt diese Bauform natürlich über eine große Attraktivität in der räumlichen Wirkung und stellt zudem statisch ideale Voraussetzungen für die stützenfreie Überspannung großer Räume in Holzbauweise dar. Im Speziellen benötigt man aber bei diesen Kuppelkonstruktionen außergewöhnliche Detailausbildungen für die Be- und Entlüftung. Sollte die Idealform der Kuppel bzw. des kreisförmigen oder polygonalen Grundrisses aufgrund verschiedener Rahmenbedingungen nicht angestrebt werden, wären in weiterer Folge das Quadrat oder ein Rechteck mit einer breiten Südfront als ideale Baukörperformen zu sehen. Als weiteres Prinzip der Grundriss- bzw. Baukörpertypologie wird die Möglichkeit des sogenannten Zwiebelschalenprinzips genannt. Die Anwendung des Zwiebelschalenprinzips in der Architektur bedeutet, dass der wärmste Raum als Zentralraum eines Gesamtobjektes situiert und von Räumen geringeren Energieniveaus umschlossen wird. Dieses Prinzip wurde auch beim Projekt Passivhaus- Schwimmbad Hotel Edelweiss angewandt. Bauen mit Holz ökologisches Bauen auch für Schwimmbäder Viele Bausachverständige und Bauphysiker stehen dem Baustoff Holz in Schwimmbadbereich sehr reserviert gegenüber. Grund dafür sind wohl die Schadensfälle von Holzkonstruktionen in Schwimm bädern. Aber ähnlich wie beim Bauen mit Holz im Allgemeinen, wo problematische Detaillösungen und fehlender konstruktiver Bautenschutz vielerorts diese Art zu bauen pauschal in Verruf gebracht hat, haben auch bei Hallen - bädern technisch falsch eingesetzte Holzkonstruktionen dem Ruf des Holzes Schaden zugefügt. Ein wichtiger Punkt dieser Forschungsarbeit ist daher der fachgerechten Anwendung des Baustoffes Holz in Schwimm bädern im Speziellen für energieeffiziente bzw. Passivhaustaugliche Bauteile, vor allem Wand- und Dachaufbauten gewidmet. Es ist klar zu unterscheiden, ob Holz vor oder nach der Dampfsperre zur Anwendung gelangt. Die ökologischen Vorzüge des Baustoffs Holz sind unbestritten aber auch Bauphysik, Baubiologie, Statik und auch die Kosten sprechen für die Verwendung dieses Baustoffs. Ein Vergleich der wichtigsten technischen Leis - tungsdaten der Baustoffe

4 Holz, Stahl, Beton zeigt die Überlegenheit des Baustoffproduzenten Natur. Holz ist ein mit Zellulosefasern bewehrter Verbundbaustoff mit hohem Hohlraumanteil. Astfreies Holz ist bei gleicher Tragkraft leichter als Stahl, es kann Zug- und Druckkräfte übernehmen und hat annähernd die gleiche Druckfestigkeit wie Beton, der allerdings keine Zugfestigkeit aufweist. Im Gegensatz zu den kristallinen, aus der Mineralwelt kom menden Baustoffen hat Holz auf Grund seines hohen Hohlraumanteiles eine zufriedenstellende Wärmedämmwirkung bei gleichzeitiger Speicherfähigkeit für Wärme und Feuchtigkeit. Es ist das tragfähigste aller wärmedämmenden Materialien. Holz ist der ideale Zehnkämpfer unter den Materialien mit dem ausgeglichens ten Leis tungsbild in allen für das Bauen wichtigen Disziplinen 1. Solararchitektur, aktive und passive Nutzung der Sonnenenergie Neben der direkten oder passiven Nutzung der Sonnenenergie durch die Planung 1 Winter Wolfgang, Vortrag zum 3. Bieler Symposium für die Holzwirtschaft, Biel 1994 und Herstellung zur Sonne hin orientierter Glasflächen, gibt es nach derzeitigem Stand der Technik zur Nutzung der Sonnenenergie weiters die Solarthermie und die gebäudeintegrierte Photovoltaik. Auch für Schwimmbäder wird man aus Kostengründen bestrebt sein, gebäudeintegrierte Lösungen für Solarthermie und Photovoltaik zu finden. Die naheliegendste Art ist die Integration in Dachflächen, da der Wirkungsgrad bei schräg gestellten Kollektoren der Beste ist. Diesbezüglich bietet die regionaltypische Architektur ideale Voraussetzungen. Bei zeitgenössischen Gebäuden mit Flachdächern ist meist die fassadenintegrierte Lösung die einzige Möglichkeit, Kollektoren in die Gebäudehülle zu integrieren. Das Aufstellen von Kollektoren auf Flachdächern ohne Bezug der optischen Neigung zum Baukörper kann eigentlich nur als Verlegenheitslösung bezeichnet werden, welche in den seltensten Fällen architektonisch überzeugen kann und in der Regel immer mit zusätzlichen Kos - ten verbunden ist. Vor der Umsetzung des Passivhaus-Schwimmbades in Dachdraufsicht mit Gründach und begehbarer Holzterrasse Wagrain wurden bei mehreren Schwimmbad und Wellnesseinrichtungen einerseits die Holzbauweise, andererseits energieeffiziente Ansätze bei Entwurf und Haustechnik zur Anwendung gebracht: Sie entstanden im Spannungsfeld zwischen leichter Holz- Architektur, hohen bauphysikalischen Ansprüchen (hohe Luftfeuchtigkeit im Inneren) und energieeffizienter Haustechnik.

5 Hotel Larimar in Stegersbach (Burgenland): Gesamtansicht mit Schwimmbad Schnitt: Hotel Larimar Biohotel Daberer, St. Daniel/Gailtal Hier wurde bereits im Jahr 2003 ein rundes Schwimmbad mit polygonaler Holzkuppel die über ein Gründach bzw. ein optimales Oberflächen- Volumen-Verhältnis verfügt, realisiert. Weitere Besonderheiten sind ein Stahlbeton- Innenbe cken mit hochgedämmten Beckenkörper zur Verringerung der Wärmeverluste und eine ausgeklügelte Lüftungsführung zwischen den Doppelbogenbindern. Hotel Therme SPA LARIMAR Die Holzrippenkuppel dieses Hotels überspannt eine zweigeschoßige Schwimmhalle mit einem Durchmesser von ca. 20,6 m und stellt eine Weiterentwicklung der wesentlich kleineren Holzkuppel beim

6 Architektur 12 2/2011 Passivhaus-Schwimmbad Hotel Edelweiss, Wagrain Grundsätzliches zu Bauform und Bauweise Alle baulichen Komponenten entsprechen diesem höchsten Standard an energieeffizienter Bauweise. Darüber hinaus wurde der Beckenkörper voll wärmegedämmt und eine Fülle energiesparender, technischer Einrichtungen installiert. Die primäre Aufgabe der Architekturplanung war es, eine kompakte und konsequent nach Süden geöffnete Baukörperausformung zu entwerfen. Das Gebäude wurde weitgehend ins Erdreich integriert, die Hülle konsequent und hochwertig wärmebrückenfrei ausgeführt. Auch bei diesem Schwimmbad dominiert das Holz als ökologischer, regenerierbarer heimischer Werkstoff. Der Baukörper wurde weitgehend in das natürliche Gelände integriert (Nordwest und Nordost-Seite). Die Südwestund die Südostfassade weisen hohe solare Erträge auf. Es wurden generell Passivhaus- Fenster aus Holz eingebaut. Das Grundrisskonzept zeigt das Zwiebelschalenprinzip. Das heißt, die Schwimmhalle als wärmster Raum liegt sehr zentral, verfügt nur über eine gläserne Außenfront nach Südwesten und wird ansons - ten von Ruhebereichen umgehen. Die einfache Grundrissform weist keinerlei Vor- oder Rücksprünge auf. Der Technik - raum direkt unterhalb des Schwimmbades liegt innerhalb der geschlossenen Passivhaushülle. Zweigeschossige Schwimmhalle des Hotels Larimar Biohotel Daberer dar. Alle Bögen wurden als Doppelrippen aus Fichte BSH ausgebildet, um die Holzdimension der einzelnen Rippen zu reduzieren, damit in den Zwischenräumen sämtliche Lüftungsleitungen für die Zu- und Abluft der Schwimmhalle geführt werden konnten. Für eine einwandfreie Raumakustik sorgen die Fichtenholzlatten mit Akustikvlies. Um im Galeriegeschoss ausreichend Raumhöhe in den Segmenten zwischen den Doppelbögen zu erhalten, wurde der Außenbereich des Polygons mit einem Flachdach ausgebildet. Ein bauphysikalisch und statisch getrenntes, ringförmiges Vordach sorgt für ausreichend konstruktiven Holzschutz. Die gesamte Kuppel wurde mit Gründach eingedeckt. Für ein zartes Vordach sorgt eine keilförmige Ausbildung mit Rheinzinkdeckung. Konstruktive Ansätze und Details Bei der Detailausbildung des Holzbaues wurde darauf geachtet, dass keine Holzbauteile die Fassade durchdringen wie Balken oder Primärträger, sondern Vordachkonstruktionen grundsätzlich selbsttragend bzw. direkt außen befes - tigt ausgeführt wurden. Holz- Konstruktionen liegen ausnahmslos innerhalb der dampfbremsenden Schichten,

7 um die Gefahr von Feuchteschäden im Holzbereich zu minimieren. Trotz Holzkonstruktion wurde ein Intensiv- Gründach über die gesamte Dachfläche ohne Innenentwässerung hergestellt. Im gesamten Holzdachbereich wurde eine doppelte Dampfbremse ausgeführt. Alle tragenden Holzteile in Brandwiderstandsklasse El 60. Beide Bilder zeigen das Schwimmbad im Hotel Edelweiss in Wagrain. Schallschutz bei Schwimmbädern aus Holz Der Einbau schallabsorbierender Maßnahmen ist in Schwimmbädern unumgänglich. Als Oberfläche wurden bei sämtlichen hier gezeigten Beispielen offene Holzlamellen mit dahinter liegenden Akustikvliesplatten angewendet. Bei Kuppelkonstruktionen sollte dafür möglichst die gesamte Oberfläche herangezogen werden. Faustregel für den konstruktiven Holzbau in Schwimmbadbereichen Holzkonstruktionen bzw. Holzbauteile nicht zwischen Sperrschichten einbauen, sondern ausschließlich unterhalb der Dampfsperre. Keine Durchdringung von Holzbauteilen im Dach- oder Fassadenbereich. Das heißt, keine Durchdringung der luftdichten Ebene. Vordachkonstruktionen sollten also tunlichst von der Primärkonstruktion im Innenbereich abgekoppelt werden. Ausreichend Belüftung der Holzbauteile vor allem im kondensatgefährdeten Fassadenbereich, am besten durch Zuluftschlitze von unten. Grundriss des Schwimmbades Hotel Edelweiss, Wagrain