Smart Material House

Holzwerkstoffe, OSSB und intelligente Materialien

Gallerie

Der Entwurf IN4M entstand im Rahmen eines Wettbewerbs, der von der Internationalen Bauausstellung Hamburg ausgelobt und mit dem Namen Smart Material House betitelt wurde. Während des gesamten Entwurfsprozesses war das Team darauf bedacht, möglichst viele, im Hinblick auf ein Life Cycle Assement (LCA) günstige Materialien zu verwenden, Energie zu gewinnen und ein komfortables Innenraumklima herzustellen.

Das vorgestellte Gebäude ist eine Mischung aus neuartiger Wohntypologie und nachhaltigem Bauen. Als Baumaterialien wurden Holzwerkstoffe und OSSB (Oriented Structural Straw Board) sowie verschiedene „intelligente“ Materialien vorgesehen. Die Aufenthaltsräume öffnen sich nach Süden mit Blick auf die internationale Gartenschau, Erschließungszonen und Nebenräume befinden sich im nördlichen, größtenteils geschlossenen Teil des Gebäudes. Mittels grüner Terrassen stuft sich der Baukörper nach Süden ab.

Offene Fassade
Um den Bewohnern ein Maximum an Licht und Ausblick zu bieten, soll die südliche Fassade komplett verlast sein. In den Wintermonaten unterstützt sie den passiven Wärmegewinn und trägt mit ihrer Dreifach-Isolierverglasung zum Passivhausstandard bei. Um Ausblicke nicht zu stören, ist anstelle eines außen liegenden Sonnenschutzes ein neuartiges Sonnenschutzglas vorgesehen, das derzeit von der Niederländischen Firma Peer+ entwickelt wird. Hierbei handelt es sich um eine Glasbeschichtung mit Flüssigkristalltechnologie, die eine schaltbare Tönung in drei Stufen - klar, abgedunkelt, transluzent - ermöglicht. Das Glas wird über eine elektrische Spannung geschaltet, die über integrierte PV-Zellen gewonnen wird. Dadurch werden in sich autarke Elemente geschaffen, eine aufwändige Verkabelung entfällt. Die drei verschiedenen Zustände sind in sich stabil und benötigen keine weitere Energiezufuhr. Mit der Änderung der Farbigkeit bzw. Durchsichtigkeit des Glases ändern sich auch die G-Werte. Somit bekommt man eine adaptive Verglasung, die sich der jeweiligen Jahreszeit und dem benötigten solaren Energiegewinn bzw. Sonnenschutz anpassen lässt.

Geschlossene Fassade
Die Außenwände im Norden, Westen und Osten bestehen zum Teil aus vorgefertigten Elementen in Holzständerbauweise und beidseitiger OSSB Beplankung. OSSB hat prinzipiell gleichwertige Eigenschaften wie OSB, wird jedoch aus Strohhalmen, einem Abfallprodukt der Landwirtschaft, hergestellt. Die hinterlüftete Fassade ist eine Neuinterpretation der klassischen Stülpschalung, wobei Biegesperrholz, das auch im Bootsbau Anwendung findet, verwendet wird. Dadurch lassen sich Lamellen aufbiegen, um die dahinterliegende Treppe zu belichten oder die Bepflanzung der Fassaden in ausgeformten Taschen anzubringen.

Energiegewinnung  
Alle Fassaden und Dachflächen dienen der Energiegewinnung. Unter anderem sind die Vorderkanten der Geschossdecken und Außenwände mit Dünnschicht PV Zellen bekleidet. Für die vertikalen Lamellen vor den nach Osten und Westen orientierten Glasfassaden und Glasbalustraden werden kugelförmige PV-Zellen in einer transparenten Kunststoffschicht angebracht. Die Dichte dieser Kügelchen bestimmt sowohl die Menge des Energiegewinns als auch die Lichtdurchlässigkeit und Durchsichtigkeit. Zur Hauptproduktion von Strom und Warmwasser auf den Dachflächen werden PV-Twins-Kollektoren verwendet. Dadurch, dass PV-Zellen über den thermische Kollektoren angeordnet sind, bieten sie den Vorteil, dass mehr Energie pro m² erzeugt und die Effizienz der Photovoltaik durch das Abführen der Wärme erhöht wird.

Bautafel

Architekten: SHAU, Rotterdam/NL und aTA, Haarlem/NL
Auftraggeber: Internationale Bauausstellung Hamburg
Projektbeteiligte: Teuffel Engineering Consultant, Stuttgart (Tragwerksplanung), TU Delft, Abteilung für Bautechnologie (Forschung und Beratung), Wenzel+Wenzel, Stuttgart (Kostenschätzung), Bobran Ingenieure, Stuttgart (EnEV), Christoph Hofmann, Stuttgart (DGNB), Markus Holzbach (Smart Materials)
Entwurfserstellung: 2010
Entwurfsstandort: IBA Gelände, Hamburg Wilhelmsburg
Bildnachweis: Florian Heinzelmann, Delft/Teuffel Engineering Consultants, Stuttgart

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