Hohe Leistung, wenig Emissionen – dafür steht der HiLo-Baukörper auf dem Dach des »NEST«-Gebäudes der ETH Zürich. Der Leichtbau zeichnet sich durch eine innovative Konstruktion und selbstlernende Gebäudetechnik aus – die passgenauen Brandschutzverglasungen stammen von Vetrotech, einem Unternehmen der Saint-Gobain-Gruppe.
Ein filigranes, geschwungenes Betondach und eine selbstlernende Gebäudetechnik sind die markanten Kennzeichen der HiLo-Gebäudeeinheit auf dem Dach des »NEST«-Forschungsgebäudes der ETH Zürich. Geplant und gebaut wurde das zweistöckige Gebäudemodul mit modernsten Design- und Fabrikationsmethoden. Inspiriert von den Strukturen historischer, selbsttragender Kathedralendecken, schufen die Forschenden der ETH ein Gebäude, bei dem Leichtbauweisen erprobt und mit intelligenten und adaptiven Gebäudesystemen kombiniert wurden. HiLo steht dabei für »High Performance –Low Emissions«. Für den notwendigen Brandschutz in dem Leichtbau sorgen die Brandschutzverglasungen »Contraflam 30 Climatop« von Vetrotech Saint-Gobain, die in unterschiedlichen Geometrien und Sonderformen passgenau für die geschwungene Fassade gefertigt wurden. Zudem bieten sie durch den entsprechenden Aufbau Sicherheit und Klimakomfort.
Das doppelt gekrümmte Dach, augenfälligster Ausdruck des Konstruktionsprinzips, gewinnt seine Tragfähigkeit aus der Geometrie und seinem zweischaligen Aufbau. Es besteht aus einer doppelt gekrümmten, zweischichtigen Betonschale, die auf einer flexiblen Schalung basiert, die weitgehend aus wiederverwendbaren Elementen gebaut wurde. Dank der speziellen Konstruktion des Bodens musste nur dort Material eingebaut werden, wo es gemäß dem Kräftefluss von Druck und Zug auch strukturell erforderlich war. Die Leichtbau-Deckenkonstruktion spart so im Vergleich zu herkömmlichen Betondecken mehr als 70 Prozent an Material ein. Die Zwischenböden verfügen zudem über ein eingebettetes Heiz- und Kühlnetz.
Sonnenschutz und Sicherheit in adaptiver Fassade
Wesentliche Elemente des Bauprinzips bei der HiLo-Einheit sind neben der Materialeinsparung die Senkung der Emissionen und des Energiebedarfs. Dies wird durch eine Kombination verschiedener Maßnahmen, u. a. unter Einsatz innovativer Komponenten der Gebäudetechnik, erreicht, die das Raumklima effizient regulieren. Dazu gehören eine speziell für die HiLo-Unit entwickelte adaptive Solarfassade aus flexiblen Photovoltaik-Modulen, die den Sonneneinfall in den Raum steuern, um je nach Bedarf passiv zu heizen oder den Kühlungsbedarf zu senken, und eine elektrochrome Verglasung von Sage Glass, die die Helligkeit im Gebäude reguliert und gleichzeitig als Sonnen- und Wärmeschutz dient. Die einzelnen Gläser wurden direkt an die geschwungene Dachform angepasst, für die kein mechanischer Sonnenschutz möglich gewesen wäre.
Wo aufgrund der Nähe zu anderen Gebäuden Brandschutz in der Fassade erforderlich war, kommen Brandschutzverglasungen als Dreifachisolierverglasungen »Contraflam 30 Climatop« von Vetrotech Saint-Gobain zum Einsatz. Auch hier waren Sonderlösungen gefragt, um die Gläser an die Fassade anzupassen. Die Gläser wurden daher als Vielecke mit schrägen Kanten in unterschiedlichen Abmessungen gefertigt. Die mit Sicherheits-, Sonnen- und Wärmeschutzeigenschaften kombinierten maßgeschneiderten Multifunktionsverglasungen erfüllen damit sowohl alle Anforderungen an die Effizienz als auch an die Ästhetik. Zudem wurde die Beschichtung der Gläser farblich an die anderen Fassadengläser angepasst, sodass die Gebäudehülle einheitlich und hochwertig erscheint.
Alle im HiLo-Gebäude eingesetzten Lösungen sollen dazu beitragen, den Bewohnern einen hohen Komfort mit minimalem Energieverbrauch zu bieten. Deshalb wurde ein ganzheitliches Konzept entwickelt, sodass HiLo als intelligenter und lernfähiger Betrieb funktioniert. Die modernen Heiz-, Beschattungs- und Belüftungssysteme lernen anhand von Betriebsdaten, beispielsweise aus den von den BewohnerInnen bevorzugten Temperaturen, Lichtverhältnissen und Luftqualitäten. Gleichzeitig lernen diese auch vom Gebäude: An Visualisierungen können sie beispielsweise ablesen, wie sie den Energieverbrauch reduzieren können, ohne auf Komfort verzichten zu müssen. J
