Das 5. Schweizer Betonforum
Foto: Dr. Bernhard Frohn, VIKA Ingenieur GmbH, Aachen
Bild: Dr. Bernhard Frohn, VIKA Ingenieur GmbH, Aachen
Bilder: Dr. Bernhard Frohn, VIKA Ingenieur GmbH, Aachen
Bild: Dipl.-Ing. Markus Koschenz, Reuss Engineering AG, CH-Gisikon
Bild: Dipl.-Ing. Markus Koschenz, Reuss Engineering AG, CH-Gisikon
Bild: Dipl.-Ing. Adrian Altenburger, Amstein+Walthert AG, CH-Zürich
Auf dem 5. Schweizer Betonforum, das von der Betonsuisse Marketing AG, Bern, Anfang Mai 2011 an der ETH Zürich Zentral mit über 110 Teilnehmern zum Thema „Architektur- und Energiekonzepte mit Beton“ [1] durchgeführt wurde, wurden Themen wie Energiesparen und Nachhaltigkeit sowie innovative Lösungen zum wirtschaftlichen Bauen mit Beton behandelt. Durch die geschilderten Bauausführungen erhielten Architekten und Ingenieure Anregungen für ihre Arbeiten, insbesondere wie Ressourcen geschont und zugleich erneuerbare Energien bei Bauprojekten mit Beton besser genutzt werden können.
Energiekonzepte
Der Gebäudebereich gehört bekanntermaßen zu den größten Energieverbrauchern und CO2-Emittenten Europas. Um die Forschung und Entwicklung zum Thema „Thermische Bauteilaktivierung“ voranzutreiben, wurde 2010 in Deutschland, Österreich und der Schweiz der Innovationspreis „Energiespeicher Beton“ [2] ausgeschrieben. Auf dem Betonforum wurden drei ausgezeichnete Objekte, davon zwei Gewinner, vorgestellt und dabei gezeigt, wie die Konzepte funktionieren: Je nach Bedarf können in der Gebäudestruktur Wärme (Winter) oder Kälte (Sommer) gespeichert werden.
Massive Bauwerke können so mit geringeren Energiemengen und damit niedrigeren Kosten beheizt und gekühlt werden, wobei Beton- und Erdspeicher sowie Hybridkollektoren in einem Gesamtsystem zusammenwirken und dabei im architektonischen Gebäudekonzept ihren Platz finden.
Einige Wissenschaftler fordern eine Abkehr von den strengen Dämmvorschriften, wie sie beispielsweise der Schweizer Minergie-Standard fordert. Deren „Null-Emissions-Architektur“ beruht stattdessen auf der CO2-Verringerung, was einen Wechsel in der Zielsetzung vom Energiesparen zur Emissionsfreiheit bedeutet. Dies führte auf dem Betonforum zu einer angeregten Podiumsdiskussion, womit das Betonforum einen Beitrag zur Umsetzung künftiger Energiekonzepte in Bauten mit Beton leistete.
Energiespeicher Beton
Nähere Einzelheiten gab es über die zwei folgenden, mit dem Innovationspreis ausgezeichneten Gebäude:
Das Gebäude (Foto links oben) gilt als einer der energetisch effizientesten Gebäude Deutschlands und nutzt den Beton durch die Betonkerntemperierung als Speichermasse; die Energielieferung wurde von der Energienutzung entkoppelt. So kann das Gebäude dann gekühlt oder geheizt werden, wenn gerade regenerative Energie aus Photovoltaik oder Windkraft angeboten wird. Das BOB wurde inzwischen weiterentwickelt und wird an verschiedenen Standorten mit Festpreis-, Bauzeit und Energiegarantie angeboten. Dabei werden in den ersten drei Jahren die Energiekosten vollständig durch den Entwickler übernommen. Da BOB konsequent anhand der Lebenszykluskosten von Gebäuden optimiert wurde, sind alle weiteren Folgekosten minimiert.
Das Gebäude mit fünf Stockwerken und 830 m2 beheizter Nutzfläche kostete 2,8 Mio. € (2011). Dafür wurde 470 m3 Beton für den Boden und die Decken (50 %, 1000 m2), den Kern (18 %), die zweischalige Fassade (26 %, 400 m2) und insgesamt 680 m Erdsonden (6 %) verbaut. Die äußere faserbewehrte Misapor-Betonschale (9 cm) speichert die im Tagesverlauf aufgenommene Solarstrahlung. Weiterentwickelt ist das mehrschalige Betonhaus mit diffusionsoffener Außenschale eine zukunftsweisende Konstruktion der „Null-Emissions-Architektur“ mit Hybridkollektor, Erdspeicher und Niedertemperatur-Wärmepumpe.
Beton mit Innenraumkonfort und Gebäudetechnik
Der Gebäudebestand beansprucht rund 50 % des Energieverbrauchs und verursacht rund 40 % des CO2-Ausstoßes in der Schweiz und liegt damit auf einem ähnlichen Niveau wie Deutschland. Gefragt sind deshalb Lösungen, bei denen haushälterischer mit Energie und den Ressourcen umgegangen wird.
Mit der Integration von Kühl- (und Wärme-)leitungen in die Betonstruktur entsteht ein System, das es ermöglicht, die Räume weitgehend frei von Installationsleitungen zu halten. Mit dem Einbeziehen der Betonstruktur in den Wärmehaushalt eines Gebäudes entstanden Energiespeicher und thermoaktive Bauteilsysteme (TABS).
Bei einer ausreichend gedämmten Gebäudehülle und einem geeigneten Sonnenschutzsystem kann mit TABS der Raumkomfort sichergestellt und ein Beitrag für das zukunftsfähige Bauen geleistet werden.
Energieeffizienz und Emissionsreduktion
Der Hochbau in der Schweiz wurde bis 2000 zu rund 80 % fossil beheizt. Dieser Wert sank bis 2008 auf rund 50 %. Die dynamische Versorgung mit erneuerbarer Energie (Solar, Geothermie und Umweltwärme) ist noch weiter auszubauen.
Dabei steht der geschickte Verbund von Erzeugern und Verbrauchern im Vordergrund.Die Zielsetzungen sind also ähnlich wie in Deutschland.
Neubauten sind zukünftig CO2-frei zu betreiben und bezüglich des Energiebedarfs gesamtheitlich zu optimieren (< 100 statt 150 kWh/m2a und 1 statt 48 kg/CO2/m2a) und das hinsichtlich Ökonomie, Ökologie und Baukultur.
Dipl.-Ing. G. Brux,
Frankfurt/Main
Literatur:[1] 5. Schweizer Betonforum: Architektur- und Energiekon- zept mit Beton, www.beton- suisse.de[2] Energiespeicher Beton, Innovationspreis 2010: Die besten Bauwerke mit thermischer Bauteilaktivie- rung, Betonsuisse, Bern,88 Seiten
