Ein Kraft­wür­fel oh­ne fal­schen Zau­ber

Man hat sich daran gewöhnt, dass öffentliche Neubauten die Kriterien des Gebäudestandards Minergie anstandslos erfüllen. Kantone, die selbst Mitglied des Trägervereins sind, verlangen bei eigenen Bauvorhaben meistens ein Zertifikat; ihren Sondereffort erklären sie oft mit der Vorbildfunktion gegenüber der Privatwirtschaft. Von diesem Labelzwang nimmt sich aber Basel-Landschaft aus; der Basler Halbkanton, unter dessen Ägide der Neubau der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) in Muttenz realisiert worden ist, hat auf eine Auszeichnung der Energieeffizienz verzichtet.

Schon das Parlament hatte im Kreditbeschluss vor neun Jahren die Minergie-Kardinalsfrage gestellt. Nun bestätigt der Baselbieter Kantonsbaumeister Marco Frigerio, dass es kein Zertifikat für den Hochschulneubau gibt. Für öffentliche Bauten, die nicht veräussert werden sollen, bringe diese Energiemarke keinen Mehrwert, so Frigerio. Allerdings standen auch formale Bewertungshürden im Weg: Am FHNW-Standort in Muttenz werden Life Sciences unterrichtet, weswegen ein Fünftel der Nutzfläche mit hochtechnisierten Labors belegt ist. Eine Zertifizierung solcher «Reinräume» existiert nicht.

Zwei Drittel weniger als vorgeschrieben

Dass ein ambitionierter Energiestandard angestrebt wurde, dokumentieren die Planungswerte aber trotz dieses Labelverzichts. Der FHNW-Neubau sei sogar so sparsam wie ein Minergie-P-Objekt, sagt Kantonsbaumeister Frigerio. Die im voraus berechnete Energiekennzahl liege bei 15 kWh/m². Ein solcher Bedarf an Betriebsenergie gilt als äusserst bescheiden, wie der Vergleich mit kantonalen Baugesetzen beweist. Erlaubt sind derzeit mehr als das Dreifache dieses Werts, nämlich 48 kWh/m².

Der Musterschüler stützt sich dafür auf das bestens bekannte Passivhausprinzip: Die Gebäudeform ist würfelförmig und daher lehrbuchmässig kompakt. Einige Energiequellen werden passiv genutzt. So beheizen die Personen, die in diesem Gebäude täglich ein- und ausgehen, das Innere ständig mit. Dazu kommt eine aktive Zusatzversorgung mit Wärme und Kälte, die mehrheitlich erneuerbare Energieträger nutzt: Ein lokales Nahwärmenetz (mit fossilem Anteil von 30 %) und das Grundwasser liefern zeitnah so viel wärmende oder kühlende Energie, wie Raumklima oder Warmwasser zum thermischen Ausgleich benötigen. Und auch die Abwärme der internen Kühlaggregate liefert fast das ganze Jahr Energie zur internen Weiterverwendung.

Ausgelegt auf die Grundlast

Aber nicht nur die Laborgeschosse besitzen selbst im Wintersemester dauerhaften Kühlbedarf. Auch das Atrium, das sich über vier Geschosse erstreckt, und die stark genutzten Unterrichts- und Vorlesungsräume im Sockelbereich werden weniger oft beheizt als gekühlt. Auf denjenigen Etagen, deren Gebäudehülle fast vollständig verglast ist, beeinflusst zwar auch der Sonnenschutz das Raumklima. Aber ansonsten sorgen thermisch aktivierte Betondecken für die primäre Verteilung von Wärme und Kälte. Weil ein solches Heizsystem vorzugsweise auf Niedertemperaturniveau funktioniert, gibt es die Wärme auf träge Art und Weise ab. Der Kühlbedarf wird analog gedeckt; zum Freecooling der Arbeits- und Unterrichtsräume wird das thermisch ausgeglichene Niveau von Grundwasser genutzt.

Ausnahme von der Komfortregel

Das passive Energiekonzept gehorcht auch dem Genügsamkeitsprinzip: Die aktive Versorgungsleistung ist auf den Grundbedarf ausgelegt; nur wo räumlich und betrieblich nötig sind ergänzende Massnahmen eingeplant und installiert. Für Leistungsspitzen kommen zum Beispiel einzelne Hochleistungskühlgeräte zum Zug; Lokalitäten, die besonders viel Kälte benötigen, sind mit Kühlwaffeln an der Decke ausgestattet. Die Regel ist zudem, dass das Raumklima nicht beliebig ausgeglichen werden muss. Der Kanton hat sich als Eigentümer für eine Flexibilisierung der Nutzungsanforderungen entschieden. Ausnahmen von der Komfortnorm sind ausdrücklich erlaubt.

Sind Räume im Winter oder zu Ferienzeiten wenig oder kaum belegt, «darf das Temperaturlimit von 21 °C tageweise unterschritten werden», bestätigt Haiko Mannschatz vom Ingenieurbüro Kalt + Halbeisen. Gemäss Kantonsbaumeister Frigerio vermeidet eine solche Nutzungsvereinbarung, dass das Versorgungssystem nicht überdimensioniert werden muss. Eine dynamische Gebäudesimulation hat den Fachplanern geholfen, das passende Effizienzmass für die Leistungskapazität zu evaluieren.

Mit rechnerischen Mitteln wurden auch die Algorithmen für die hydraulische Steuerung des Raumklimas vorab überprüft. Denn erst wenn der Betriebsalltag funktioniert, ist hohe Effizienz garantiert. Weil die Energie aus verschiedenen Quellen mit unterschiedlichen Temperaturen stammt, muss eine gegenseitige Konkurrenz bei der Bedarfsdeckung verhindert werden können.

Atrium und Lichthöfe als Gebäudelunge

Das Atrium und die beiden Lichthöfe des FHNW-Neubaus sind Teil der aufsehenerregenden Architektur. Dieser sich nach oben gabelnde Innenraum ist auch das Herzstück im Lowtech-Lüftungskonzept. Gemäss Gebäudetechnikplaner Mannschatz organisiert sich darin der mechanische Luftwechsel fast von selbst. Nur die frische Zuluft strömt aktiv von Ventilatoren angetrieben ins Gebäude ein und belüftet die Räume in allen 16 Geschossen. Danach fliesst sie von alleine durch Überströmschlitze in die offene Mittelzone.

Und von hier aus folgt der nächste Schritt im Kaskadenprinzip: Die «abgestandene» Abluft entweicht dank natürlichem Auftrieb, thermisch und adiabatisch aufgeladen, nach oben und über automatische Klappen im Dach ins Freie. Damit die Wärme der Abluft aber nicht ungenutzt verpufft, durchfliesst sie zuvor einen Wärmetauscher im sogenannten Kreislaufverbundsystem (KVS).