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Mehr als wohnen, Satellitenhaus Dialogweg 6 von Duplex Architekten.

Foto: © Johannes Marburg, Genf

Sommerlicher Wärmeschutz bei Porotherm-Häusern Text: Maria Baratta, ZZ Wancor AG „Der Sommer 2015 ist in der Schweiz nach 2003 der zweitwärmste Sommer, der je gemessen wurde. Er ist geprägt durch niedrige Pegelstände und geringe Abflussmengen in den Gewässern, starke Gletscherschmelze und eine rekordhohe Erwärmung von Permafrostböden. Bis Mitte des 21. Jahrhunderts dürften Verhältnisse wie im Sommer 2015 zum Normalfall werden.“ Das sind die einleitenden Worte der Homepage des Bundesamts für Umwelt.

Extreme Wetterbedingungen werden sich häufen. Der globale Temperaturanstieg bedingt, dass dem Komfort im Sommer immer mehr Bedeutung zugemessen wird. Jedoch verbraucht das Kühlen bis zu viermal mehr Energie als das Heizen. Mittlerweile ist mit zunehmenden Hitzewellen allen Beteiligten am Bau klar, dass auch im Bereich Wohnungsbau neue Gebäudekonzepte Einzug nehmen müssen. Hierbei muss neben der Beschattung, auch ein Augenmerk auf Baustoffe gelegt werden, die die Wärmelasten in den Gebäuden reduzieren können. Die Wärmespeicherung ist hierbei ein bestimmender Faktor. Wichtig ist, eine Baustoffmasse

zu haben, die eine günstige Kombination von Wärmedämmung und Wärmespeicherfähigkeit bietet.

In einer nachhaltig orientierten Gesellschaft bräuchte der Mensch nur noch 2000 Watt energetische Dauerleistung. Im Vergleich dazu ist der Energieverbrauch in der Schweiz rund dreimal zu hoch. Wir nutzen heute rund 6500 Watt pro Kopf. Ziel muss es sein, den Energieverbrauch auf ein Drittel zu senken. Das ist allen bekannt.

Daher erhält die Maximierung der Raumspeicherkapazität eine besonders hohe Relevanz. Der Wirkungshebel kann hier durch die Wahl des richtigen Wandbaustoffs und der Begrenzung der Fensteranteile kostengünstig umgesetzt werden. Am vorliegenden Beispiel soll ein Projekt vorgestellt werden, das sich durch eine ganzheitliche Betrachtung der verschiedenen Aspekte der Planung eines Gebäudes auszeichnet: mehr als wohnen.

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Die Baugenossenschaft mehr als wohnen wurde im Jahr 2007 gegründet. Diese junge Baugenossenschaft legt grossen Wert auf Nachhaltigkeit, auf Lebendigkeit der Wohnkonzepte sowie auf die Ökonomie der Lösungen. Mit dem ehrgeizigen, grossen Projekt in Zürich-Leutschenbach wurden neue Massstäbe gesetzt. Das Areal wurde als Lern– und Innovationsplattform genutzt. Die Planung, der Bau und der Betrieb des modernen Quartierteils stellte neue Anforderungen ans Wohnen. Die Genossenschaft achtete hierbei stark auf Ressourcen im Hinblick auf zukünftige Generationen. Die lebendige Stadt im Wandel der Zeit wurde nicht nur angedacht, sondern auch in die verschiedenen Konzepte und Innovationen eingearbeitet.

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BAUTAFEL Architekt:

Duplex Architekten AG, Pfingsweidstrasse 31a; 8005 Zürich

Baugenossenschaft:

mehr als wohnen, Hagenholzstrasse 106, 8050 Zürich

Bauherrenberater/Projektsteuerung:

Steinlieferant:

b+p baurealisation ag, Eggbühlstrasse 28 8050 Zürich

ZZ Wancor AG, Eichwatt 1, 8105 Regensdorf

Das Hunziker Areal in Zürich–Leutschenbach war das erste Projekt der Baugenossenschaft mehr als wohnen. Es handelt sich dabei um ein 41‘000 m2 grosses Areal – die ehemalige Betonfabrik Hunziker. Es wurden neue Konzepte realisiert für neue Wohnbedürfnisse, ganzheitliche Herangehensweisen und unterschiedliche Baustoffe wurden je nach Anforderung eingesetzt. Man kann aus konventionellen als auch aus neuen Wohnformen wählen. Es werden zumietbare Wohn- und Arbeitszimmer angeboten. Dadurch wurden langfristige Antworten gegeben auf sich verändernde Wohnanforderungen je nach Lebensphase der Bewohner. Die verschiedenen Lebensbereiche werden ganzheitlich in Betracht gezogen und ausgewertet wie z.B. Gemeinschaft, Kultur, Ökologie, Gesundheitsförderung und Mobilität als Lebensqualität. Insbesondere im Bereich der Gebäudehülle wurde hier besonderes Augenmerk darauf gelegt.

So wird im Winter beispielsweise tagsüber Sonnenenergie in der Wand gespeichert. Am Abend gibt die Wand verzögert wieder Warme ab und sorgt damit für ein angenehm behagliches Raumklima. Im Sommer hingegen, verhilft die Verzögerung zu ausgeglichenen Temperaturen. Der Raum bleibt tagsüber länger kühl.

2009 übernahmen die Duplex Architekten die Projektleitung und städtebauliche Koordination von mehr als wohnen, eine Quartierplanung für etwa 1’100 Bewohner, die aus einem internationalen Wettbewerb hervorgegangen ist.

Das Porotherm-Mauerwerk wird beidseits verputzt, die Geschossdecken betoniert. Diese Bauweise ist hervorragend geeignet, den sommerlichen Wärmeschutz zu erfüllen und andererseits die passivsolaren Gewinne gut zu speichern. Porotherm-Steine haben den Vorteil, dass sie gespeicherte Wärme lange halten und erst zeitversetzt - nach der sogenannten Phasenverschiebung - wieder abgeben. So bleibt ein Haus aus perlitgefüllten Leichtbacksteinen im Winter angenehm warm und im Sommer wohltuend kühl. Auf eine ökologisch äusserst bedenkliche Aussenwärmedämmung kann gänzlich verzichtet werden. Die schweren Bauteile nehmen die Wärmeenergie bei im Sommer rasch ansteigenden Lufttemperaturen auf und kühlen so den Raum. Diesen Effekt kennt jeder, der in der warmen Jahreszeit schon Gebäude mit dicken Wänden (Kirchen, Burgen) betreten hat. Es sind vor allem vier Einflussgrössen, die sich auf die Innentemperatur auswirken: Interne Lasten (z. B. Computer, Personen), externe Lasten (z. B. Einstrahlung, Feuchtigkeit), innere Raumspeicherkapazität (z. B. freie, massive Wandflächen, abgehängte Decken, Estrichfussboden) sowie Tagbzw. Nachtlüftung.

Mit dem Satellitenhaus Dialogweg 6 von Duplex Architekten gewann mehr als wohnen den „Spezial Price“ des Brick Award 2016.

Dieses Gebäude ist das grösste in der Schweiz mit einer Aussenwand aus Einsteinmauerwerk. Die Auszeichnung würdigt vor allem das unkonventionelle Wohnangebot als auch die unkonventionellen Herangehensweisen und Planung in vielen Bereichen.

Monolithisches Porotherm-Mauerwerk hat hervorragende Eigenschaften im Bereich der Wärmespeicherfähigkeit. Es speichert die Energie in der Wand und gibt sie phasenverschoben wieder ab.

Natürlich werden die geforderten U-Werte erreicht, sogar unterschritten. Der grosse Vorteil einer perlitgefüllten Porotherm-Wand liegt darin, dass über den Querschnitt die Diffusionsoffenheit durch den Wechsel von Backsteinstegen und Perlitfüllung vollkommen erhalten bleibt und die Wand somit weiter atmen kann.

Die Diffusionsoffenheit als auch die massive Tragfähigkeit in Verbindung ermöglichen ein Optimum in Bezug auf Statik als auch Bauphysik. Perlitgefüllte Porotherm-Wände können somit Wärme aufnehmen, weiterleiten und wieder zeitversetzt abgeben.

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In den Übergangsjahreszeiten Frühjahr und Herbst reicht die Wärmespeicherung oft aus, um auf vorzeitiges Heizen verzichten zu können.

So gesehen, sorgen die monolithischen Porotherm-Wände nicht nur dafür, dass die ganzheitlich betrachtete Energiebilanz über die Zeit besser ausfällt, sondern auch, dass insgesamt weniger Heizenergie und vor allem weniger Energie zum Kühlen benötigt wird.

Dies erhöht den Wohnkomfort und schont das Budget!

Der Verein Schweizer Gebäudehüllen-Unternehmer, Gebäudehülle Schweiz, die SIA als auch die MuKEN bieten unterschiedliche Anforderungen und Tools, die dem Planer bei der Realisierung eines Projekts Hilfestellung anbieten. Alle thematisieren die Einflussgrössen, die bei der Planung mehr oder weniger kostengünstig berücksichtigt werden können. Auf www.energytools.ch erhält

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der Interessierte vom SIA – dem Berufsverband für Architekten, Ingenieure und Fachleute - Tools, die eine Einhaltung der verschiedenen begünstigenden Massnahmen erleichtern.

Nach der neuen MuKEN ist nachzuweisen, dass im Sommer eine Überhitzung von Räumen nicht über einen definierten kurzen Zeitraum eintritt. Bei gekühlten Räumen oder bei Räumen, die gekühlt werden müssen, muss mit einem windfesten Sonnenschutz der g-Wert eingehalten werden. Der Sonnenschutz ist bei allen Räumen (inkl. Wohnbauten) nötig. Es werden 3 Nachweisverfahren für die Berechnung des sommerlichen Wärmeschutzes vorgestellt. Beim ersten Verfahren handelt es sich um ein Verfahren mit einfachen Kriterien – dieses Nachweisverfahren ist nicht für Holzbauten ohne schwere Schichten anwendbar. In diesem Verfahren ist die mittlere bis hohe Wärmespeicherfähigkeit gefordert. Die Wärmespeicherfähigkeit definiert die Wärmemenge, die pro Kelvin gespeichert werden kann und bei länger andauernder Anregung zeitversetzt – nach einer sogenannten Phasenverschiebung - nach innen transportiert und abgegeben wird. Beim zweiten Nachweisverfahren muss man ein Konzept der Nachtauskühlung, einen Sonnenschutz und eine entsprechende Wärmedämmung und -speicherfähigkeit nachweisen. Das dritte Nachweisverfahren bedingt teure Simulationsprogramme; diese Methode eignet sich lediglich bei grossen Bürokomplexen.

Eine gute Gebäudehülle ist Grundlage für eine hohe Energieeffizienz im Gebäudebereich. Sie trägt massgebend zur Steigerung der Behaglichkeit und des Wohnkomforts bei. Dies wurde im Projekt mehr als wohnen bereits erfolgreich umgesetzt.

Raumlufttemperatur, der Oberflächentemperatur der umschliessenden Bauteile und der Luftfeuchtigkeit abhängig. Seit jeher ist der Backstein dafür bekannt, dass er durch sein hohes Wärmespeichervermögen das Innenraumklima reguliert. Im Winter sorgen diffusionsoffene Putze und der Backstein für eine angenehme Luftfeuchtigkeit. Temperaturspitzen im Sommer als auch im Winter werden durch die Backsteinmasse und die mineralische Perlitfüllung ausgeglichen.

Porotherm T7/T8/S8/S9 ist ein monolithisches, mit Perlit gefülltes und somit hochwärmedämmendes Einsteinmauerwerk. Im vorliegenden Objekt wurde es in der Wandstärke 49.0 cm vermauert.

Der Mörtel kann mit nur 1-2 mm Schichtstärke aufgetragen werden, was den Wärmedurchgang und den Wassereintrag während der Bauzeit auf ein Minimum reduziert. Die ab Werk absolut plangeschliffenen Backsteine bieten die Voraussetzung dazu. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.zzwancor.ch/porotherm.

Perlit ist die mineralogische Bezeichnung für ein glasartiges, vulkanisches Gestein. Es enthält bis zu 2 % Wasser. Durch kurzzeitiges Erhitzen auf ca. 800 °C bis 1000 °C dehnt sich das enthaltene Wasser aus und bläht so den Stein auf das fünfzehn- bis zwanzigfache seines Ursprungsvolumens auf. Das aufgeblähte Perlit hat dann eine Schüttdichte von 50 bis 100 kg/m3 und eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,035 bis 0,040 W/(mK). Vor allem regulieren die Kapillaren die Feuchtigkeit und erzeugen dadurch von Anfang an ein unübertroffenes Wohlfühlklima.

Mehr als 90 Prozent unserer Lebenszeit verbringen wir in geschlossenen Räumen. Es ist daher für unser Wohlbefinden wichtig, das Raumklima ideal auf die Bedürfnisse der Bewohner abzustimmen. Die Qualität des Raumklimas ist vor allem von der

Perlit hat ausgezeichnete Eigenschaften: leicht, aussergewöhnlich gute Dämmeigenschaften, nicht brennbar, chemisch inert, pH-neutral, temperaturbeständig und stark feuchteregulierend.

Dank dieser Eigenschaften als auch der hohen Speicherfähigkeit verstärkt und optimiert Perlit als Granulat die Eigenschaften des Porotherm-Steins in der Aussenwand.

Geblähtes Perlit bei 100-facher Vergrösserung.

Ausgangsstoff für wärmedämmende Füllung der Porotherm-Steine: Das Vulkangestein Perlit.

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Jahres−Temperatur − Schweiz − 1864−2016 Abweichung vom Durchschnitt 1961−1990

2.5 2.0 1.5

Abweichung °C

1.0 0.5 0.0 −0.5 −1.0 −1.5 © MeteoSchweiz

−2.0 1880

1900

1920

1940

1960

1980

2000

Jahre über dem Durchschnitt 1961−1990 Jahre unter dem Durchschnitt 1961−1990 20−jähriges gewichtetes Mittel (Gauss Tiefpassfilter)

homogval.evol 2.13.4 / 21.01.2017, 01:17

Auch bei Objekten mit vielen Bewohnern und wenig Luftwechseln, wie Seniorenwohnheimen, Mehrgenerationenhäusern und Kindertagesstätten, bleibt das Raumklima angenehm. Die wärmedämmenden Leichtbacksteine Porotherm zeigen somit auch im Praxistest ihre Stärke.

Als wohngesunder Baustoff verhelfen sie den Bewohnern zu mehr Wohlgefühl in ihren eigenen vier Wänden.

Somit wird bei mehr als wohnen nicht nur die ökologische, sondern auch die demographische Nachhaltigkeit duch perlitgefüllte Porotherm-Steine gewahrt. Das Hunziker Areal wird durch das Bundesamt für Energie als Leuchtturmprojekt unterstützt und weiterhin wissenschaftlich begleitet. Insbesondere der Heizenergiebedarf als auch die Gesamtenergie werden weiter beobachtet, somit auch das Verhalten bei Hitzeperioden. Die zukunftweisende Bauart wurde hier bereits durch den Brick Award 2016 ausgezeichnet. Bis 2018 wird das Hunziker Areal als 2000 Watt-Areal im Betrieb zertifiziert. Viele Forschungs- und Innovationsunternehmen sind daran interessiert und beteiligt, um selbst zu erfahren, wie eine zukunftsgerichtete Bauweise dieser Art in dieser Grösse funktioniert. z

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Porotherm S9

Fotos: Wienerberger Deutschland