Bürohaus Gasser: Nachhaltigkeits-Vision mit Praxis

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1 Bürohaus Gasser: Nachhaltigkeits-Vision mit Praxis Josias F. Gasser Josias Gasser Baumaterialien AG Haldensteinstrasse 44, 7001 Chur Zusammenfassung Die Firma Josias Gasser Baumaterialien AG ist ein bedeutender Baustoffhändler in Graubünden und im St. Galler Rheintal. Das alte, im Jahr 1960 erbaute Gebäude wurde durch einen Büro- und Lagerneubau ersetzt. Das neue Gebäude, mit dem SIA-Preis 1999 für nachhaltiges Planen und Bauen ausgezeichnet, gilt als Beispiel für eine konsequente und gesamtheitlich betrachtete Umsetzung der Nachhaltigkeitsvision, die im Leitbild der Firma verankert ist. Einige typische Merkmale des Projektes sind: sachgerechter Rückgebau des alten Gebäudes unter weitgehender Wiederverwertung der Materialien, der sorgfältigen Materialwahl für den Neubau, Einsatz von Regenwassernutzung, gut durchdachte Nutzung destageslichtes. Mit einem Heizenergieverbrauch von 13 MJ/m 2 a (im ersten Jahr gemessenen) liegt die Energiekennzahl Raumheizung für das Bürogebäude 26 mal tiefer als der SIA-Grenzwert! Das auf Low-Tech ausgerichtete Konzept kommt im Haustechnikbereich mit einer automatischen Ersatzluftanlage, Lichtumlenkstoren, Nachtauskühl- und Beschattungssystem aus, welche über eine flexible, vernetzbare LON-Bustechnologie als High-Tech-Komponenten verknüpft sind. Der Benutzerkomfort hat die Erwartungen übertroffen. Das angenehme und gesunde Raumklima im Sommer und im Winter haben auch Skeptiker überzeugt. Mit Baukosten für das Bürogebäude von Fr pro m 3 (Fr inkl. hochgerechtem Ausbau des 2. OG) und Fr pro m 3 für die Lagerhalle dürfte diese Bauweise die Schwelle zur Wettbewerbsfähigkeit überschritten haben. Résumé La firme Josias Gasser Baumaterialen AG est une entreprise de commerce de matériaux de construction importante dans les Grisons et le Rheintal saint-gallois. L'ancien bâtiment du siège de cette entreprise construit en 1960 a été remplacé par une nouvelle construction abritant les bureaux et les entrepôts. Ce nouveau bâtiment, qui s'est vu décerner le prix SIA99 "Conception et construction durable", est considéré comme un exemple de mise en pratique conséquente et globale du principe de durabilité qui est ancré dans les lignes directrices de cette entreprise. Quelques caractéristiques typiques de ce projet: "Déconstruction" de l'ancien bâtiment avec large recyclage des matériaux, soin minutieux apporté au choix des matériaux pour le nouveau bâtiment, recours à l'utilisation des eaux de pluie, utilisation réfléchie de la lumière du jour. Avec une consommation d'énergie de 13 MJ/m 2 a (mesurée durant la première année) l'indice de dépense d'énergie pour le chauffage des bureaux est 26 fois inférieur à la limite de la norme SIA! Les installations du bâtiment de conception "low tech" comprennent une ventilation automatique par remplacement d'air, des stores réflecteurs, un système de refroidissement nocturne et un système de pare-soleil reliés en réseau entre eux par un système de bus-lon flexible comme composant high-tech. Le confort des occupants dépasse les espérances et le climat intérieur agréable et sain en été comme en hiver a convaincu même les plus sceptiques. Avec un coût de construction de Fr par m 3 (F avec extension du 2e étage) et de Fr 10.- par m 3 pour la halle de stockage, ce mode de construction devrait avoir dépassé le seuil de compétitivité. 109

2 1. Eine Vision im Kopf und Herz Wenn das Leben keine Vision hat, nach der man strebt, nach der man sich sehnt, die man verwirklichen möchte, dann gibt es auch kein Motiv, sich anzustrengen... (Erich Fromm) An den Anfang setze ich die Einsicht, dass es so nicht weitergehen kann. Dem Aufreissen von Stoffkreisläufen, der Umwandlung von Stoffen und die irreversible Verteilung in Boden, Wasser und in der Luft sind Grenzen gesetzt. Diese Tatsache ist unbestritten. Über das Ansetzen dieser Grenzen können wir uns streiten. Dies bringt nicht viel. In welche Richtung soll die Reise dann gehen? Oekonomische Rationalität müsste vermehrt Platz greifen können! Nicht nur, dass wir volkswirtschaftlich richtiger, d.h. mit der Natur, rechnen [1], sondern auch betriebswirtschaftlich den Horizont öffnen und der langen Frist wieder den ihr gebührenden Stellenwert einräumen. Da brauchen wir nichts Neues zu erfinden. Nehmen wir die Agenda 21 zur Hand und wir haben eine gute Beschreibung der Vision, die ich meine: Die Agenda ist ein Plan für eine weltweite Partnerschaft, die darauf abzielt, die zweifachen Herausforderungen einer qualitativ hochstehenden Umwelt und einer gesunden Wirtschaft für alle Menschen der Erde miteinander in Einklang zu bringen. (Aus: Geleitwort zur Kurzfassung der Agenda 21, Ph. Roch, Direktor des BUWAL) Unter den Themenfeldern interessieren uns hier die Ressourcen, d.h. deren Erhaltung und Bewirtschaftung. Mit der Erstellung und Nutzung der baulichen Infrastruktur ist ein enormer Stoffaufwand verbunden. Der Materialverbrauch liegt bei ca. 50 Mio Tonnen pro Jahr. Zudem ist das Bauwesen mit einem jährlichen Investitionsvolumen von ca. 40 Mrd. Franken eine der wirtschaftlich bedeutendsten Branchen der Schweizer Wirtschaft [2]. Der Schweizerische Gebäudepark beansprucht für den Bau und die Nutzung rund 61 % des Endenergiebedarfes. Etwa ein Fünftel davon wird für die Herstellung, Transport und Montage der Baumaterialien aufgewendet. Der grössere Teil, d.h. die verbleibenden vier Fünftel werden in unseren Breitengraden für die Heizenergie verbraucht. 2. Verantwortung übernehmen heisst handeln Es ist nicht genug zu wissen, man muss es auch anwenden. Es ist nicht genug zu wollen, man muss es auch tun. (Goethe) Oekologischer Strukturwandel erfordert Verhaltensänderungen von einer grossen Zahl von Akteuren. Insofern stellt zunächst nicht das Neue an sich einen Wert dar, sondern die möglichst breite Anwendung vielversprechender Ansätze. [3] In diesem Sinne standen bei diesem Projekt ökonomische Gesichtspunkte stets im Vordergrund. Es sollte der Beweis angetreten werden, dass ein solches Gebäude einem konventionell geplanten und errichteten Bau in ökonomischer, energetischer und komfortmässiger Hinsicht nicht nur ebenbürtig, sondern überlegen ist. Erst diese Tatsache kann die Voraussetzung schaffen, den notwendigen Paradigmenwechsel in Richtung nachhaltiger Entwicklung im Bauwesen zu unterstützen und einer breiten Anwendung dieser Prinzipien zum Durchbruch zu verhelfen Absicht und Vorgehen Der Neubau ersetzt eine 1959/60 erstellte Geschäftsliegenschaft. Die Aufgabe für die Architektengemeinschaft Th. + Th. Domenig, Chur und Andrea Gustav Rüedi sowie die Ingenieure Fanchini & Pérez und Peter Flütsch war es, ein Projekt zu entwickeln, das Ideen zur Optimierung des bestehenden Lagerareals in enger Zusammenarbeit mit der Bauherrschaft und weiteren Planern beinhaltete. Im ersten Arbeitspapier, welches dem Architektenteam im Sinne einer Absichtserklärung der Bauherrschaft zur Verfügung stand, ist folgendes festgehalten: 110

3 Bei der Planung und Ausführung sind auf die verschiedenen Anspruchsgruppen der Josias Gasser Baumaterialien AG Rücksicht zu nehmen: Im Zentrum stehen unsere Kunden und damit die Logistik der Betriebsabläufe zum Umschlag der Baumaterialien, der Beratung und Schulung von aktuellen oder potentiellen Kunden. In diesen Bereich sind auch unsere Lieferanten eingebunden. Der Anspruchsgruppe Oeffentlichkeit im weitesten Sinne ist durch nachhaltige Bauweise zu entsprechen. Dies gilt insbesondere für die Wahl der Baumaterialien, die Haustechnik und den allfälligen Rückbau bestehender Gebäude oder Gebäudeteile. Das Volumen des Bürobaus wurde für Planung und Ausführungsplanung dem auf Direktgewinnhäuser spezialisierten Architekturbüro A. G. Rüedi, Architekt HTL, Chur, Energie-Ingenieur NDS und Baubiologe SIB übertragen. Der Bürobau sollte grosszügige, möglichst stützenfreie, flexibel nutzbare, helle Räume anbieten und durch seine Ausstrahlung eine moderne Form des Ökobaus für Benutzer und Besucher erfahrbar machen. Die Lagerhalle hat die Voraussetzung für einen rationellen Warenumschlag zu schaffen. Sie ist bis auf einen Frostschutzraum von ca. 400 m 3 Inhalt unbeheizt. Dort werden bei einer minimalen Lufttemperatur von 4 5 Grad Celsius Farben, Nassprodukte und bauchemische Waren gelagert. Allein die hochgedämmte Masse stellt auch im Winter die minimale Temperatur sicher Energiekonzept und Komfort Mit dem von den Ingenieuren René Fanchini und Placido Pérez gewählten Holz-Beton-Verbund- Tragwerk konnten mittels eines Durchlaufträgers zweimal 10 m stützenfrei überspannt werden. Die Deckenkonstruktion benötigt wenig Masse (12 cm Betonauflage), erreicht durch die Rippung eine grosse Oberfläche zur Sonnenenergieaufnahme, ist akustisch wirksam und bietet einer attraktiven Aufputzinstallation Raum. Es wird wenig Armierung benötigt, sodass diese Konstruktion auch grauenergetisch sehr interessant ist. Die Schalung aus Bündnerholz bleibt von unten sichtbar. Die Wände sind in Kalksandstein Quattroblock-Grossformatsteine ausgeführt. Im EG betragen die Wandstärken 30 cm in den beiden Obergeschossen 20 cm (Statik und Speichermasse). Hochwärmedämmung Sämtliche Fundationen sind mittels Schaumglas bzw. Schaumglasschotter (Misapor, in Surava GR produziert) lückenlos vom Erdreich getrennt (U-Wert: 0,37 W/m 2 K). Die vorgehängte Fassade aus Bündner Lärchenholz wurde hinter einer winddichten, wasserabweisenden Holzfaserplatte (2 cm) mit Zelluloseflocken notabene rezyklierte Bündner Zeitungen in einer Bautiefe von 24 cm ausgeblasen (U-Wert: 0,15 W/m 2 K). Unter dem teils intensiv, teils extensiv begrünten Dach liegen 25 cm Schaumglas (U-Wert 0,14 W/m 2 K). Die Nordfassade ist mit 24 cm Mineralwolle gedämmt. In der gleichen Qualität ist die Dämmung der Decke über dem Frostschutzraum ausgeführt. Fenster: Die wichtigsten Bauteile in diesem Direktgewinnhaus bilden Wärmeschutzverglasungen mit zwei Gläsern und einer einliegenden Kunststoff-Folie (Heat Mirror). Die Verglasungen sind mit Argon gefüllt. Der U-Wert beträgt 0,7 W/m2K, der g-wert 0,5. Die Rahmen sind aus Bündner Föhrenholz gefertigt und thermisch getrennt. Der Rahmenanteil ist minimiert. Sonnenenergienutzung Der Bürotrakt wird (fast) völlig durch die eindringende Solarstrahlung beheizt. Um den solaren Wärmeeintrag in der kalten Jahreszeit zu optimieren und gleichzeitig Blendwirkungen an den Arbeitsplätzen zu verhindern, sind auf der Südseite innenliegende Sonnenstoren eingebaut, deren Lammellenstellung sich differenziert wählen lassen: Je nach Wintersonnenstand sind die Lamellen mehr oder weniger waagrecht geneigt, um die Solarstrahlung optimal in den Raum zu bringen und werfen Tageslicht über die helle Decke in den Raum. Im unteren Drittel sorgen die Lamellen aufgrund ihrer senkrechten Stellung für einen guten Blendschutz. Der warmseitige Massenspeicher hat eine Kapazität von 269 kwh/k, dessen Absorbtionsleistung beträgt 103 kw. Er speichert die Wärme-Energie für zweieinhalb Schlechtwettertage bei einer Temperaturdifferenz von 3º C. 111

4 Eine Wiederaufladung der Baumasse (ein gutes Grad pro Schönwettertag) ist im nebelfreien Bündner Rheintal selbst im Dezember und Januar problemlos möglich. Fällt die Raumlufttemperatur unter die untere Komfortgrenze von zum Beispiel 19º C, setzen zwei zusätzliche Holzpellet-Öfen von je 8 kw zur Stabilisierung der Grundtemperatur automatisch ein. Ansonsten ist Sonnenenergie im Überfluss vorhanden. Sie wird nachts abgelüftet und durch äussere Verschattung reguliert. Im ersten Winter musste an insgesamt 13 Tagen im Dezember, Januar und Februar nachgeheizt werden. Der gemessene Verbrauch betrug hochgerechnet 3,5 kwh/m 2 /a! Standards und Rechenwerte im Vergleich Heizenergiebedarf in kwh/m2a Niedrigstenergie- Bürobau J. Gasser Baumaterialien AG, Chur (Messwert) Energiegesetz des Kant. Graubünden (objektbezogener Rechenwert) SIA Grenzwert (objektbezogener Rechenwert) Minergie-Standard CH für Dienstleistungsbauten KWh/m2a Passivhaus-Standard in Deutschland Heizenergiebedarf und Ansicht vom Niedrigstenergie-Bürobau Josias Gasser Baumaterialen AG Überhitzungsschutz und Nachtauskühlung Dem sommerlichen Überhitzungsschutz wurde viel Aufmerksamkeit geschenkt. Bei Bedarf lassen sich ausgewählte Fenster automatisch andere von Hand öffnen, um den Bau auch ausserhalb der Betriebszeit auszukühlen und insbesondere die nächtliche Aussentemperaturabsenkung zu nutzen. Die Nachtauskühlung erfolgt durch die ost- und westseitig sich automatisch öffnenden Fenster, welche eine Querlüftung erzeugen. Die aufsteigende Warmluft wird über die Rauchabzugöffnung im Dachaufgang nach aussen geführt. Ein weiteres Beispiel wie Bauteile, hier die Motoren für den Rauchabzug, eine Doppelfunktion erfüllen. Bei Tages-Höchsttemperaturen von 32 C konnte die Innentemperatur zwischen ca. 23 C und maximal 25 C gehalten werden. Selbst in Extremsituationen, d.h. bei starkem Wind und dadurch verminderter (vor allem) Südbeschattung und intensiver Sommersonne erreichten die Tageshöchstwerte knapp über 26 C. Zeitpunkt und Ausmass der Beschattung und der Fensteröffnungen wird durch das Leitsystem entschieden und umgesetzt. Die Ersatzluftanlage garantiert einen hygienisch definierten Luftwechsel von 0,34/h. Innerhalb von drei Stunden wird das gesamte Luftvolumen in den Büroräumen von 10'000 m 3 ausgetauscht. Der Wärmerückgewinnungsgrad beträgt 90 % (Herstellerangabe). Tageslichtnutzung Nebst den oben erwähnten Lichtumlenkstoren, die auch dem Solarenergiegewinn dienen sorgt auch das dreigeschossige Atrium mit zenitalem Glasabschluss der Tageslichtnutzung. Die ersten Erfahrungen weisen allerdings auf Optimierungspotenziale hin. Mit bedarfs- und tageslichtabhängiger Steuerung, Reduktion der installierten Lampenleistung sowie geschickter Auswahl der separat schaltbaren Zonen soll der Aufwand für die Beleuchtungsenergie deutlich gesenkt werden. 112

5 3. Erfahrungen und Ausblick Die im ersten Jahr gemachten Erfahrungen als Benutzer und Bewohner sprechen eine deutliche Sprache: Im Sommer wesentlich besseres Raumklima; im Winter, selbst bei tiefsten Aussentemperaturen (-14 C) nur an wenigen Tagen Temperaturen von 19 bis 20, welche den Aussenverhältnissen besser angepasst sind und als kaum unangenehm empfunden werden (Pullover müssen nicht ausgezogen werden!). Das Raumklima wird sowohl von MitarbeiterInnen als auch von Besuchern durchwegs als überdurchschnittlich beurteilt. Die Dynamik des Informationszeitalters und deren Anforderungen an die zukünftige Bauweise dürfen ebenso wenig vernachlässigt werden wie die Sicherung der Umwelt. Ein erster, wesentlicher Anspruch der europäischen Gesellschaft (westlicher Kulturkreis christlicher Prägung) ist das hohe Mass an Individualisierung, nach dem nicht mehr das Wir, sondern mehr und mehr das Ich im Zentrum des allgemeine Ineresses steht. Es ist deshalb nur scheinbar ein Paradoxon, dass sich ökologische Forderungen auf Dauer nur in einer individualisierten Gesellschaft durchsetzen können, in der das Leben und die Gesundheit des Einzelnen im Zentrum der Wertedefinition steht. [4] Literaturverzeichnis [1] Wouter van Dieren, Mit der Natur rechnen, Der neue Club-of-Rome-Bericht, Basel 1995 [2] Nachhaltige Entwicklung der gestaltbaren Umwelt, Basisdokument der Plattform für nachhaltiges Bauen - Stand Januar 1999, S. 9 [3] J. Minsch, A. Eberle, B. Meier, U. Schneidewind, Mut zum ökologischen Umbau, S. 3, Basel 1996 [4] Klaus Daniels, Bauen in der Informationsgesellschaft, S. 15, Basel

6 Energie- und Ökodaten (Niedrigstenergie-Bürohaus Josias Gasser mit Lagerhalle) Photovoltaikanlage zur Solarstromgewinnung: Netzeinspeisung Solarstrombörse IBC/EWZ: Stromproduktion: F & D-Anlage für spezielle Aufständerung Sogreen: Stromproduktion: 89 kw 90 45'000 kwh/a 10 kw 8 10'000 kwh/a Regenwassernutzung: Tank: 24 m 3 Trinkwassereinsparung: m 3 /a Ersatzluftanlage als energiesparende Hygienelüftung: Luftmenge: 1,2 m 3 /m 2, bzw. L = 0,34 fach Wärmerückgewinnungsgrad: 90 % Kompakt-Solaranlage für die Brauchwarmwasser-Erwärmung: Kollektorfläche: 4,1 m 2 Speicher: 500 l Gebäudedaten und - Kosten Gebäude (Bezug 1999) Standort Haldensteinstrasse 44, 7001 Chur Umbauter Raum (SIA 116) 45'710 m 3 - Büro 10'510 m 3 - Lager 35'200 m 3 Bruttogeschossfläche (SIA 416) 5'360 m 2 - Büro 2'070 m 2 - Lager 3'290 m 2 Anlagekosten (BKP 1 bis 9) Fr. 8'500' Kosten Fr./m 3 SIA 116 (BKP 2) - Büro (EG und 1. OG ausgebaut) Fr /m 3 - Büro mit hochgerechnetem Ausbau des 2. OG Fr /m 3 - Lager Fr /m 3 Beteiligte Josias Gasser Baumaterialien AG 7001 Chur Architekturgemeinschaft Th. und Th. Domenig Dipl. Architekten ETH/SIA/HTL Andrea Gustav Rüedi Dipl. Architekt HTL Baubiologe SIB Ingenieurgemeinschaft Fachini & Perez 7402 Bonaduz Ingenieurbüro Flütsch ars solaris Raimund Hächler Dipl. Ingenieur ETH Sandro Muro MKM Gebäudetechnik GmbH 9453 Eichber 114