«Beim Hortus ist der Rohbau gleich der Ausbau»
Zusammen mit Herzog & de Meuron und ZPF Ingenieure setzte der Immobilienentwickler Senn als Bauherrschaft das Bürogebäude «Hortus» um. Was das «radikal nachhaltige» Gebäude mit seiner zugrunde liegenden neuen Planungsmethode von anderen Bürobauten abhebt, erklärt Markus Steinmann, Chief Engineer bei Senn Technology, im Interview.
House of Research, Technology, Utopia and Sustainability – abgekürzt «Hortus» (lat. «Garten») ist das derzeit nachhaltigste Vorzeigeobjekt der Firma Senn. Gelegen auf dem «Switzerland Innovation Park Basel Area Main Campus» in Allschwil möchte es ein Leuchtturmprojekt für die Nachhaltigkeit sein. Um dieses Ziel zu erreichen, krempelten die Entwickler die gängige Planungsweise um: Anstatt für ein gegebenes Raumprogramm ein architektonisches Konzept und daraus erforderliche Konstruktionen zu entwickeln, gründeten die Planenden ihre Vorgehensweise auf gewählte Nachhaltigkeitsziele.
Sie unterzogen jedes Bauelement einer Prüfung auf Nachhaltigkeit, überlegten sich wo nötig alternative Lösungsmöglichkeiten, wählten Materialien mit möglichst geringem CO²-Fussabdruck und entwarfen gar neue Bauteile, wie die Lehm-Holzdecken. Diese Konstruktionen kombinierten sie letztlich zum architektonischen Entwurf des Hortus.
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Ein neues Kapitel der Vorfabrikation? – Auf dem BaseLink-Areal in Allschwil entsteht das Projekt Hortus, ein Bürogebäude, das Best Practice in Bezug auf seine Nachhaltigkeit anstrebt. Ein Baustellenrundgang.
Auch die Themen Suffizienz und Sharing Economy spielten eine grosse Rolle bei der Planung: Mietern offeriert die Bauherrschaft nun Räume, die auf Flächeneffizienz getrimmt sind: Gemeinschaftlich nutzbare Räume stehen allen Mietparteien zur Verfügung.
Am offensichtlichsten spiegelt sich diese radikale Nachhaltigkeit wohl am grösstmöglichen Verzicht auf Beton: Er kommt nur bei den Fundamenten zum Einsatz – eine Tiefgarage gibt es nicht. Auch das Tragwerk aus Buchenholz, der für ein Bürogebäude niedrige Glasanteil von unter 50 % in der Fassade und die neu entwickelten Decken veranschaulichen eine neue Denkweise.
Auf dem Dach und an den Fassaden erzeugt eine PV-Anlage mit einer Gesamtleistung von 994 kWp ca. 805 000 kWh elektrische Energie pro Jahr – genug, um die graue Energie der Erstellung innerhalb von 30 Jahren zu kompensieren. Bei der Dämmung setzten die Planenden auf Zellulose, hergestellt aus Altpapier. Hortus wird nach Standard nachhaltiges Bauen Schweiz (SNBS) Platin zertifiziert. Selbst Senns eigene Vorgaben, die im Bereich Energie nochmals 20 % tiefer liegen als beim SNBS, werden unterschritten.
Herr Steinmann, wie kam es zur Idee der ‹radikalen Nachhaltigkeit› von Hortus?
Markus Steinmann: Im Jahr 2019 fragte mich Geschäftsführer Johannes Senn, wie man eigentlich ein nachhaltiges Gebäude baut. Daraufhin habe ich die Nachhaltigkeitsvorgaben für das Gebäude Hortus ausgearbeitet.
Was sind die grundlegenden Unterschiede bei der Planung von Hortus im Gegensatz zu einer konventionellen Herangehensweise?
Unsere Vorgaben waren sehr ambitioniert. Für Hortus mussten die nachhaltigsten Bauteile und Bauweisen gesucht und evaluiert werden. Darauf wurde dann die Architektur ausgerichtet.
Ein Denken vom verfügbaren Bauteil aus ist nicht neu und war früher durchaus üblich. Wäre das nicht das eigentlich logische Vorgehen und müsste sich ein solches in der Architektur wieder etablieren?
Ja, genau. Wir haben nichts Neues erfunden. Bevor es die Möglichkeit gab, mit Verbundstoffen zu arbeiten und diese von überall her günstig anzuschaffen, war das Bauen eigentlich sehr nachhaltig. Man arbeitete mit dem, was vorhanden war.
Wie viel mehr Zeit benötigte Hortus im Vergleich mit konventionellen Bauweisen?
Der Aufwand war vor allem in der Planung um einiges höher. Wir hatten eine neunmonatige «Forschungsphase». Für alle Planenden war diese Vorgehensweise neu. Im Laufe des Planungsprozesses musste immer wieder sichergestellt werden, dass man nicht wieder in den Standard zurückfällt.
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«Ambitionierte Ziele machen kreativ» – Die Immobilienentwickler Senn haben die Initialzündung zur Entwicklung des Kennwertesystems gegeben und waren die Ersten, die das Tool in der Projektplanung einsetzten. Wir haben mit Sandro Infanger, Projektleiter Nachhaltigkeit der Senn Gruppe, über den Mehrwert von Natur für die Arealentwicklung und seine bisherigen Erfahrungen mit dem Kennwertesystem «Biodiversität & Immobilien» gesprochen.
Wer war von Anfang an am Projekt beteiligt?
Schon bei der Startsitzung waren die Architektur, die Tragwerksplanung sowie die Gebäudetechnik HLKSE vertreten. Mit den meisten Planenden hatten wir bereits mehrjährige Erfahrungen in anderen Projekten und kannten ihre Fähigkeiten.Dazu kamen weitere Berater wie zum Beispiel ein Arzt oder eine Professorin, die in Fragen der Belichtung spezialisiert ist. Wir wollten ja nicht nur ökologisch nachhaltig, sondern umfassend nachhaltig sein. Nur durch den offenen Austausch aller Beteiligten konnten die Lösungen erarbeitet werden.
Wird diese neue Art der Planung nun ein fester Bestandteil bei zukünftigen Projekten von Senn?
Bei uns werden seit Hortus bei jedem Projekt Vorgaben in Bezug auf die Nachhaltigkeit gemacht, die dann, wie andere Vorgaben (Kosten, Flächen, etc.) auch, überwacht werden. Um dem gerecht zu werden, haben wir unsere Prozesse angepasst. Somit ist diese Planungsart ein fester Bestandteil geworden.
Weshalb wird Buchenholz im Tragwerk eingesetzt?
Da bei Hortus auch zur Aussteifung keinerlei Beton verwendet wurde, kam für den Grossteil der Tragwerksplanung nur Baubuche infrage. Nadelhölzer kommen dort vor, wo die Anforderungen es zulassen.
Welche Fenster werden eingesetzt?
Im ganzen Hortus sind Holzfenster verbaut.
In den Obergeschossen sind es Schwingfenster mit Zweifach-Isoliergläsern mit einem U-Wert von 1.1. Die Kalkulationen ergaben, dass der Energieabfluss über die Zeit die graue Energie in einer dritten Glasscheibe nicht aufwiegt. Im Erdgeschoss gibt es fest verbaute Dreifach-Isoliergläser mit einem U-Wert von 0.6.
Welche Haustechnik kommt zum Einsatz?
Der Hortus ist mechanisch belüftet und verfügt über ein konvektives Wärme- und Kälteabgabesystem (Rio-Therm). Die Lüftung enthält eine Wärmerückgewinnung und die Luftmenge wird anhand der CO²-Konzentration zonenweise reguliert. Eine Erdsonden-Wärmepumpenanlage, die mit dem natürlichen Kältemittel Ammoniak (NH3) betrieben wird und das ganze Areal versorgt, stellt die Wärme- und Kälteenergie bereit. Die natürlichen Oberflächen und der Lehm helfen, die Raumfeuchte im Winter zu regulieren.
Welche Simulationen wurden für Hortus gemacht?
Thermische Simulationen, Tageslichtsimulationen und dynamische Strömungssimulationen. Dabei wurden wir hauptsächlich von der Hochschule Luzern unterstützt.
Wie werden die Brandschutzanforderungen erfüllt?
Das Tragwerk ist so dimensioniert, dass der Abbrand die Tragfähigkeit nicht beeinträchtigt. Die Deckenelemente mussten eigens über einen Brandversuch zertifiziert werden. Ohne diesen wäre ein Einbau nicht möglich gewesen. Der Brandversuch war ein kritischer Moment im Projekt.
Brauchte es bei der Holz-Lehmdecke ein Bindemittel?
Es wurde kein zusätzliches Bindemittel eingesetzt. Die Mischung des Lehmmaterials wurde vor Ort aufbereitet. Der Aushub hatte eine optimale Zusammensetzung, sodass nur ganz wenig Mergel dazugemischt werden musste, um die richtige Festigkeit zu erlangen.
Wie verhält sich die Decke im Erdbebenfall? Gab es hierzu Modellversuche am Mock-up?
Die Decke erfüllt die Anforderungen der Erdbebensicherheit. Der Lehm wird zwischen den trichterförmig angeschrägten Balken nur auf Druck belastet. Wir mussten dazu keine Versuche anstellen.
Die Holz-Lehmdecke wird als innovativ bezeichnet. Allerdings ist der Lehmanteil mit unter 1000 m3 relativ gering und die Herstellung äusserst aufwendig. Die bauphysikalischen Vorteile von Lehm sind bekannt und die Herstellung von Lehmwänden etabliert. Wurde bei der Deckenkonstruktion nicht versucht, auf Biegen und Brechen das Material Lehm für ein Bauteil einzusetzen, für das es (derzeit noch) wenig geeignet ist?
Nein, so war es nicht. In der ersten Phase hatten wir Dutzende verschiedene Deckensysteme analysiert. Die gewählte Variante weist die besten Eigenschaften im Bereich Nachhaltigkeit auf. Sollte der Hortus einmal zurückgebaut werden, kann das Holz weiterverwendet und die Lehm-Füllung der Decken auf dem Baugrund liegen gelassen werden. Diese Möglichkeit hat bis jetzt kein modernes Baumaterial. Darüber hinaus war unser Fokus von Beginn an nicht nur ökologisch. Wir haben uns Gedanken über Gesundheit und Behaglichkeit gemacht. Hier hat der eingebrachte Lehm sehr wohl einen grossen Einfluss. Thermische Masse, Feuchtigkeitshaushalt – ein reiner Holzbau würde sich nicht gleich anfühlen. Das Raumgefühl im Hortus ist gerade durch die Holz-Lehm-Kombination unvergleichlich. Die Lehmdecke ist aktiv am Raumklima beteiligt.
Wird für die zertifizierte Decke ein Patent angestrebt oder ist die Konstruktion zum Nachbau frei verfügbar?
Seitens Senn wird die Konstruktion nicht geschützt. Wir möchten, dass die Bauwelt von unseren Erfahrungen profitieren kann, damit grundsätzlich nachhaltigere Baustoffe eingesetzt werden. Es wurde jedoch aus dem Projektteam heraus eine Firma gegründet, die dieses Deckensystem produzieren und vermarkten wird.
Ist der Vergleich mit konventionellen Gebäuden seriös? Was in Bezug auf einzelne Elemente wie Wände, Decken etc. Sinn ergibt, kann für das gesamte Gebäude hinterfragt werden. So werden bei Hortus bewusst Einschränkungen in Kauf genommen beziehungsweise Leistungen konventioneller Bauten ausgelagert, beispielsweise mit dem Verzicht auf Parkplätze.
Wir stellten uns die Frage, ob man ohne Einschränkungen gegenüber einem konventionellen Bau eine nachhaltige Bauweise erreichen kann, ebenfalls und kamen zum Schluss, dass radikal nachhaltige Gebäude anders sein müssen. Denn dort liegt der Hebel, um Abfall zu vermeiden und Ressourcen zu schonen. Natürlich hat Hortus von gewissen Rahmenbedingungen profitieren können, die an anderen Standorten möglicherweise nicht gegeben wären. Zum Beispiel hat der Masterplan des «Main Campus»-Areals die Parkierung in zwei Parkhäusern vorgegeben. Wir mussten also keine Parkplätze bauen und konnten so auf ein Untergeschoss verzichten.
Gewisse Aussagen zur Nachhaltigkeit klingen interessant – aber halten sie tatsächlich auch Stand? Das Holz für Hortus sei entlang der Bahnlinie luftgetrocknet worden und die durchfahrenden Züge hätten für eine Umwälzung der Luft gesorgt. Eine komplette Lufttrocknung benötigt allerdings mehrere Jahre und die verfügbaren Flächen müssten riesig sein.
In der Tat mussten wir das Holz für Hortus schon früh im Terminplan schlagen lassen. Das hat dazu geführt, dass Senn plötzlich Eigentümer einer grossen Menge Holz war, noch bevor der ausführende Unternehmer bestellt war. Das Holz wurde im Freien so gelagert, dass eine optimale Durchlüftung sichergestellt wurde. Damit konnte bereits ein grosser Teil der Holzfeuchte natürlich getrocknet werden. Um die abschliessende Holzfeuchte zu erreichen, wurde das Holz in die Trocknungsanlage unseres Holzbauunternehmens Blumer Lehmann gebracht. Diese Anlage wird mit Resten der Holzverarbeitung aus dem Sägewerk betrieben.
Der begrünte Innenhof soll Biodiversität fördern. Allerdings dürfte es an Vernetzung mit anderen Naturflächen fehlen. Wird da nicht ein menschliches Wunschdenken nach grüner Umgebung auf eine ökologische Idealvorstellung projiziert?
Hortus steht in einer Parkanlage, die aus dem Masterplan des Areals kommt. Hier hatte die Grundeigentümerin bereits vor uns an die Biodiversität gedacht, soweit das vor zehn Jahren schon ein Thema war. Hortus selbst hat nur wenig Grünfläche beizusteuern, da er auf einem knapp bemessenen Baufeld steht. Der biodiverse Innenhof kann als Geste gelesen werden. Jedoch hat die Arbeit am Hortus dazu geführt, dass wir mit einem Biotopflächenfaktor rechnen. Dieser sollte möglichst hoch sein. Es gibt andere Projekte, an denen wir arbeiten, die mehr Umgebungsfläche bieten und wo wir entsprechend auch mehr ausrichten können als beim Hortus.
Hortus ist ein Aushängeschild, Sie sprechen von «radikaler Nachhaltigkeit». Allerdings ist das Objekt in der gehobenen Klasse von Immobilien einzuordnen. Mieter etwa werden bereits aus gewissen Branchen erwartet. Wirtschaftlich ergibt dies Sinn, aber müsste für ein Umdenken in Sachen Nachhaltigkeit nicht eher die Masse der «Normalmieter» anvisiert werden?
Hortus ist in Bezug auf die Erstellungskosten kein billiges Gebäude. Dennoch ist er für Mietende erschwinglich – und, je nach Betrachtungsweise, sogar günstiger als eine konventionelle Büromiete. Dazu muss man verstehen, dass beim Hortus der Rohbau gleich der Ausbau ist. Das Tragwerk, die Decken, der Boden und die Lüftung sind Teil des Nachhaltigkeitskonzepts und der eigentlichen Konstruktion. Wir mussten nur wenig dazugeben – Elektrik, Beleuchtung, etwas Akustik –, um die Flächen vollausgebaut anbieten zu können. Hier ist Hortus bereits günstiger als viele Neubauflächen, die im klassischen System Rohbau plus Mieterausbau angeboten werden.
Darüber hinaus haben wir uns auch über Suffizienz Gedanken gemacht – welche Flächen braucht eine Firma wirklich selbst und welche sind in einem Sharing-System sinnvoll? Im klassischen Mietmodell muss eine Firma mit 50 Arbeitsplätzen rund 800 m² mieten und auf ihrer eigenen Fläche Teeküche, Aufenthalt, Sitzungszimmer, Streamingkojen und dergleichen ausbauen. Im Hortus mietet der Nutzer an Exklusivfläche nur das, was für die Arbeitsplätze wirklich nötig ist. Daneben erhält er Zugriff auf grosszügige, vollmöblierte und bewirtschaftete Gemeinschaftsflächen. Auf jedem Geschoss liegt eine Küche mit Streamingkojen und fliegenden Arbeitsplätzen an bester Lage. Im Erdgeschoss auf fast 1000 m² gibt es ein «eigenes» Restaurant, eine Espressobar sowie weitere fliegende Arbeitsplätze und ein Meeting Center, in dem Sitzungszimmer pro Stunde gebucht werden können. So können auch die nach Corona unberechenbar gewordenen Anwesenheitspeaks abgefangen werden. Man kann die eigenen Flächen für eine Median-Auslastung konzipieren, da bei punktueller Überbelegung die Mitarbeiter mit dem Laptop auf den Gemeinschaftsflächen arbeiten können. Da reichen dann plötzlich 500 m2 an exklusiver Mietfläche und die Gesamtmiete pro Jahr fällt bei gleicher Mitarbeiterzahl trotz gestiegenem Komfort unter eine konventionelle Neubaumiete. Wir haben dieses Modell an unserem Hauptsitz am Corso in St. Gallen eingeführt. Die Mitarbeiterzufriedenheit ist gegenüber unserem alten Büro klar gestiegen.
Fliessen Innovationen aus dem Hortus in weitere Gebäude ein oder bleibt es beim «radikalen» Anschauungsobjekt?
Wir sind bereits dabei, an anderen Orten nach dem «Prinzip Hortus» zu planen. Jedes Projekt hat jedoch andere Rahmenbedingungen und liefert andere Interpretationen des Begriffs «radikal».
Wie kam es beim Hortus zur Zusammenarbeit mit Herzog & de Meuron?
Es war eine Direktvergabe. Wir haben schon verschiedene Projekte mit Herzog & de Meuron realisiert. Die Professionalität, die hohe Qualität sowie die Innovationskraft und der Wille, sich unserer Themen anzunehmen, überzeugen uns. Ich denke, wir können voneinander profitieren. Es braucht auch immer einen Besteller, der den Mut hat, einen «Hortus» zu bauen.
Hortus soll in 30 Jahren seine graue Herstellungsenergie wieder wettgemacht haben. Gibt es vergleichbare Zahlen, wie lange ein konventionelles Bürohaus bräuchte, um seine graue Herstellungsenergie zu kompensieren, wenn die gleiche Fläche an Photovoltaikmodulen installiert wäre?
Wir haben diese Rechnung zu Beginn angestellt. Dazu haben wir den Hortus konventionell nach SIA 2040 berechnet. Die Amortisationszeit würde sich dann ungefähr auf 60 Jahre verdoppeln. Entscheidend ist jedoch, dass die PV-Anlage grundsätzlich mehr Energie bereitstellt, als das Haus für den Betrieb benötigt, damit überhaupt eine Amortisation stattfinden kann.
In der Visualisierung ist der Fussboden im Erdgeschoss blank polierter Marmor. Steht das nicht im Widerspruch zur angestrebten Nachhaltigkeit?
Hier wurde die Visualisierung von der Realität überholt. Zur Zeit der Visualisierung hatten wir reelle Chancen, einen Re-Use-Marmorboden einzubauen. Doch nun wird das Erdgeschoss im Hortus auch mit Eichendielen ausgelegt, so wie die Miet- und Zirkulationsflächen in den Obergeschossen.
Markus Steinmann wird am Gebäudetechnik-Kongress 2024 ein Referat zum Hortus halten. Der Kongress findet am 18. September 2024 zum Leitthema «Nachhaltig in eine digitale Zukunft» im Trafo in Baden statt. Weitere Infos und Anmeldung: www.gebaeudetechnik-kongress.ch