Wo finden im Bau gerade Innovationen statt? Welche Materialien werden in Zukunft eine grössere Rolle spielen? Was können wir von unseren Vorfahren lernen. Rund 210 Teilnehmende interessierten sich für solche Fragen und besuchten die diesjährige Fachtagung von eco-bau und NNBS am 15. März im World Trade Center Zürich.
«Als Jahresanlass der nachhaltigen Bau-Szene haben sich unsere Fachtagungen inzwischen einen Namen gemacht», sagte Friederike Pfromm, Präsidentin von eco-bau, in Ihrer Begrüssung. Es sei wahrscheinlich der Mix zwischen Theorie und Praxis, der zum Erfolg beigetragen habe. Er verhindere, dass im luftleeren Raum bloss Zukunftsphantasien gesponnen würden und sorge dafür, dass die Teilnehmenden auch konkrete Eindrücke von innovativen Objekten nach Hause nehmen können.
Martin Hitz, Präsident NNBS, gab in seiner Begrüssung zu bedenken, dass «innovativ» nicht zwangsläufig auch «nachhaltig» bedeuten muss und auch nicht unbedingt mit Hightech gleichzusetzen sei. Die Veranstaltung werde zeigen, dass auch mit alten, teilweise etwas in Vergessenheit geratenen Konzepten und Materialien innovativ und nachhaltig gebaut werden kann.
Prof. Dr. Detlef Günther, Vizepräsident für Forschung und Wirtschaftsbeziehungen, ETH Zürich, startete einen Aufruf an die Unternehmen. Er betonte, wie wichtig die Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Forschung sei. Damit letztere etwas bewirke, brauche sie die Praxis und geeignete Partner. Erst wenn die Innovationen im Markt ankommen, können sie etwas für die Nachhaltigkeit bewirken.
Innovative Bauweisen – wie wird 2050 gebaut?
Holger Wallbaum, Professor für Nachhaltiges Bauen an der Chalmers University of Technologie, Göteborg, Schweden, lieferte zu Anfang einige Zahlen, die zeigten, wie gross die Aufgabe ist, die Welt nachhaltig zu machen: Im 20. Jahrhundert wuchs die Bevölkerung um den Faktor 3,7; die Nutzung natürlicher Ressourcen um den Faktor 8, die Treibhausgasemissionen um den Faktor 15. China hat in den Jahre 2011-2013 soviel Beton verbaut, wie die USA im gesamten 20. Jahrhundert.
Holger Wallbaum, Professor für Nachhaltiges Bauen an der Chalmers University of Technologie, Göteborg, Schweden
Was die Situation in der Schweiz angeht: Es sei absehbar, dass sich die Ziele der Energiestrategie 2050 mit den heutigen Sanierungsstrategien nicht erreichen lassen. Eine durchschnittliche Sanierung senke den Bedarf an Betriebsenergie nur um rund 30 Prozent – nötig wären aber 75 Prozent. Hilfreich wäre hier etwa, wenn sich der Blick vom einzelnen Gebäude löse und dem Quartier oder Areal zuwende. Auch ganz generell erfordert nachhaltiges Bauen ein Denken, das weit über den eigentlichen Bauprozess hinausreicht. Dabei gehe es darum Antworten zu finden auf Fragen: Für wen bauen wir? Was bauen wir? Was brauchen wir? Es geht um Menschen, ihre Produktivität am Arbeitsplatz, ihre Gesundheit und ihr Wohlbefinden. Angesichts der Komplexität der Aufgabe könnte die durchgehende Digitalisierung über alle Bauphasen zwar helfen. Sie sei aber im Bau deutlich schwieriger umzusetzen als in anderen Branchen, weil Bauen stark arbeitsteilig, hoch komplex und sehr individualisiert ist.
Für die Zukunft des Bauens sieht Wallbaum etwa folgendes Szenario: Bis 2020 erhöhen sich die Anforderungen bezüglich Energie kontinuierlich. Beim Bestand wird vermehrt energetisch saniert statt nur instand gestellt. Beton ist dominierender Baustoff. 2030 ist die Vorfabrikation im Markt etabliert, Hybridbauweisen sind im mehrgeschossigen Bau angekommen und die Energie stammt mehrheitlich aus erneuerbaren Quellen. 2040 ist das Energieproblem gelöst. Es gibt neue Mobilitätskonzepte ohne Eigenbesitz, die ländlichen Räume werden wieder attraktiver. Die künstliche Intelligenz übernimmt Prozesse, Urban Mining findet statt und das Separieren von Baustoffen rentiert. 2050 erledigen überwiegend Roboter die Arbeiten auf dem Bau. Der Mensch wirkt nur noch im Hintergrund und wundert sich über das Planen und Bauen im Jahr 2020.
Holz und Hybridbauten neu gedacht
Holzbaupionier Hermann Blumer von Creation Holz AG präsentierte anschliessend realisierte Beispiele, die sich durch bestimmte Innovationen auszeichnen. Dazu gehören etwa komplett metallfreie Holz-Holzverbindungen oder sehr ästhetische Konstruktionen in Anlehnung an japanische Holz-Fügetechniken. Abgesehen vom reinen Holzbau macht heute der moderne Hybridbauweise von sich reden, sei es nun als Kombination von Holz mit Beton oder Holz mit Stahl. Zurzeit am gebräuchlichsten ist der Holz-Beton-Bau, bei dem der Beton zur Aussteifung und als Brandschutz dient. Holz- Stahlverbindungen erfüllen den gleichen Zweck, ermöglichen aber grössere Spannweiten. Wichtig bei dieser Bauweise sei, dass sich alle Verbindungen auch wieder trennen lassen - steckbar und zerlegbar heisst die Devise. Der Holzbau ist heute, so Hermann Blumer, stark mechanisiert und digitalisiert. Wichtig sei, dass in der Planung schon früh Simulationen mit einbezogen werden. Einer der wichtigsten Vorteile des Holzbaus wird auch künftig seine Geschwindigkeit sein. Und so schwebt Blumer vor, dass es schon bald möglich sein wird, ein Mehrfamilienhaus mit 10 Einheiten innerhalb von 20 Tagen vom ersten Plan bis zum Rohbau hochzuziehen. Das entspräche dann sinnigerweise gerade der Tragzeit des chinesischen Hamsters.
Innovativer Betonbau – neue und längst vergessene Techniken
Dass im Beton noch viel Innovationspotenzial steckt zeigte Philippe Block, Professor am Institut für Technologie in Architektur der ETH Zürich. Viele seiner Inspirationen bezieht er aus alten Techniken. Dazu gehören solche, die es den Baumeistern gotischer Kathedralen erlaubten, 30 m überspannende Gewölbe aus nur 10 cm starkem Material zu bauen. Die wesentliche Kunst dabei war einerseits, die Schwerkraft nicht nur aufzufangen, sondern sie auch zur Stabilisierung der Konstruktion zu nutzen. Andererseits verstanden es die alten Meister auch, relativ brüchige Materialien durch geeignete Formgebung – oft durch Stege - so zu versteifen, dass sie hohe Lasten tragen können. Solche konstruktiven Konzepte werden an seinem Institut aufgenommen und mit modernen Planungsinstrumenten und Herstellungsmethoden in die heutige Zeit übersetzt. Zusätzlich nutzt man auch die Möglichkeiten neuer Armierungsmaterialien und -techniken. Am Ende kommen Konstruktionen heraus, die selbst auch heutiger Sicht nicht nur hauchdünn, sondern auch fast beliebig komplex geformt sein können.
Philippe Block, Professor am Institut für Technologie in Architektur der ETH Zürich
Neue Dimension Lehmbau
Martin Rauch von Lehm, Ton, Erde aus Schlins (Vorarlberg), gehört zu den Pionieren im Lehmbau. Unter anderem am Beispiel seines eigenen Einfamilienhauses zeigte Martin Rauch, wie «modern» ein Lehmbau aussehen kann und welche Vorteile er bietet. Er hat das Gebäude aus Aushubmaterial gebaut. Es wurde bloss gesiebt, in eine Schalung eingebracht, gestampft und luftgetrocknet. Das brauchte viel Handarbeit und Zeit, sparte aber fast 40 Prozent graue Energie im Vergleich zu einem konventionellen Bau. Hier schlägt sich günstig nieder, dass der Lehm bei dieser Bauweise keine thermische Behandlung braucht und nur luftgetrocknet wird. Die Zukunft des Lehmbaus liege aber in der Vorproduktion und in klugen Materialkombinationen. Auf diese Weise könnten – ähnlich dem Holzsystembau – die Hohlräume für Rohre und Kanäle bereits auf Element-Ebene vorgefertigt werden. Auch die Dämmung lässt sich bereits vorfabrizieren – beispielsweise in Form von mit Glasschaum gefüllten Hohlräumen. Das Stampfen des Lehms könnten künftig Roboter übernehmen. Richtig geplant sei auch der Zeitfaktor beim Lehmbau kein Hindernis mehr. Was noch fehle, seien aber vor allem die Fachleute, die wüssten, wie mit Lehm zu bauen sei. Natürlich brauche es auch mehr Firmen, die sich mit dem Thema auseinandersetzen und noch mehr Wissen um diesen alten Baustoff.
Einen Schritt voraus – neue Bauweisen im Hunziker Areal
Andreas Hofer, Leiter Innovation und Forschung bei der Genossenschaft «Mehr als wohnen», Zürich, ist vor über 10 Jahren an die Planung der Grossüberbauung Hunziker-Areal mit dem Vorsatz herangegangen, eine Pilotsiedlung mit möglichst vielen Innovationen zu bauen. Während der prozesshaften Planung mit vielen Beteiligten wurde intensiv über neue Konzepte, Materialien, hybride Deckensysteme, Erdbebensicherheit und Gebäudetechnik diskutiert. Schliesslich einigte man sich darauf, die Mehrheit der Gebäude als konventionelle, aussen gedämmte Massivbauten zu bauen. Ergänzend dazu gab es zwei Holzhäuser und einen Monolithen aus Porothermstein ohne Zusatzisolation. Entstanden sind so 13 Häuser, in denen je an die 100 Menschen leben. Im Mittelpunkt der Entscheidungen stand immer die Frage: Was brauchen wir wirklich, was können wir auch mit weniger Material machen? Gesucht wurden daher eher einfache, robuste Systeme und weniger Hightech-Produkte. Die optimierte Grösse der Gebäude half zum Beispiel, Gebäudetechnik einzusparen. Das Ergebnis: Die Überbauung ist als 2000-Watt-Areal im Betrieb zertifiziert und hinsichtlich der Energiekennzahlen entspricht es den Anforderungen höchster Energie-Standards. «Wenn wir über Nachhaltigkeit reden, geht es nicht nur um Hardware, also den Bau selbst. Es braucht Managementsysteme, Kommunikation, Reporting- und Monitoring-Systeme, um im Betrieb beurteilen zu können, wo es noch Verbesserungspotenzial gibt» fasste Andreas Hofer seine Erfahrungen zusammen.
Andreas Hofer, Leiter Innovation und Forschung bei der Genossenschaft «Mehr als wohnen», Zürich
Ein mögliches Fazit der Veranstaltung: Innovatives Bauen braucht nicht unbedingt Hightech-Lösungen. Viele interessante Ansätze lassen sich schon in der Baukunst unserer Vorfahren finden. Aus ihren Konzepten lassen sich mit heutigen Werkzeugen und Materialien innovative und nachhaltige Bauweisen entwickeln.
Am Nachmittag gab es drei parallele Workshops zu Hybridbauweise, integraler Planung mit BIM und zum Bauen in Zeiten des Klimawandels. Je eine Exkursion führte ins nahe gelegene Hunziker-Areal und an den Campus ETH Zurich Hönggerberg, wo das ArchTecLab und das House of natural Resources besichtigt werden konnten. Dies bot den Teilnehmenden Gelegenheit für vertiefte Diskussionen über zukunftstaugliches Bauen. Die nächste Fachtagung findet am 28. März 2019 statt.
Zu den Referaten
Konzepte für nachhaltiges Bauen vermitteln wir Ihnen im ersten Kurs des viertägigen Lehrgang eco-bau 2019. Denn nachhaltiges Bauen beginnt schon in der Planung. Zu wissen, worauf es in den verschiedenen Phasen ankommt, ist für alle am Bau Beteiligten zentral. So können Risiken vermindert und Zusatzkosten vermieden werden. Der Kurs gibt eine Übersicht über Standards zum ökologischen und nachhaltigen Bauen. Anhand von Praxisbeispielen wird gezeigt, wie sich nachhaltiges Bauen in Architektur und Gebäudekonzepten niederschlägt.
Gebäudehülle Schweiz, der Verband Schweizer Gebäudehüllen-Unternehmungen, hat ein Merkblatt zum sommerlichen Wärmeschutz herausgegeben. Die Autoren gehen davon aus, dass steigende Temperaturen, mehr Hitzetage und längere Hitzeperioden auch bei uns zur Normalität werden. Sie zeigen, welches die wesentlichen Faktoren sind, die die Raumtemperatur beeinflussen. Sie vermitteln, wie sich mit – teilweise einfachen – Massnahmen Räume kühl halten lassen, ohne dass ein Kühlaggregat installiert werden muss.
Viele Mitglieder stehen vor der Frage, wie sie mit zusätzlichen Raumbedürfnissen umgehen sollen. Allzu schnell ist manchmal die Bauaufgabe formuliert. Doch wurden Varianten evaluiert? Wie sollen Ziele zum nachhaltigen Bauen definiert werden? Und welche Labels und Standards unterstützen den Weg in die Umsetzung?
Der Klimawandel wird dazu führen, dass Gebäude in der Schweiz im Winter weniger geheizt, im Sommer hingegen stärker gekühlt werden müssen. Die Forschungsarbeit “Climabau – Planen angesichts des Klimawandels” am Institut für Gebäudetechnik und Energie der Hochschule Luzern zeigt, was das für zukunftstaugliches Bauen sowohl aus Sicht der Planenden als auch der Nutzenden bedeutet.
Wie soll die eigene Liegenschaft nachhaltig saniert werden? Das ist wohl eine Frage, die sich viele Bauherren stellen. Minergie-Eco kann dazu beitragen, ein Gebäude nicht nur energieeffizient, sondern auch ökologisch und gesund zu erneuern.
Das Tageslicht-Tool Minergie-Eco liegt überarbeitet vor. Es wurde an die überarbeitete SIA-Norm 387/4 angepasst. Das Tool erlaubt nun die Erfassung von Fenstern in einer separaten Tabelle, so dass Räume mit mehreren Fenstern unterschiedlicher Eigenschaften nun problemlos erfasst werden können. Das vereinfacht die Simulation der Tageslichtsituation in einem Raum resp. Gebäude.