Mehrfamilienhaus B35 in Zürich

Ressourcenschonende TGA: Solarhybride, Wärmepumpen und Geothermie

Auf einer Parzelle nördlich der Züricher Innenstadt, dort, wo sich einst ein Wasserreservoir zur Trinkwasserversorgung der Schweizer Großstadt befand, realisierte das ortsansässig Büro Agps Architecture das Mehrfamilienhaus B35. In einer Baulücke errichtet, fügt sich der schlicht gestaltete Betonbau in die gründerzeitlichen Bestandsgebäude ein, auch wenn er anders als die zur Straße orientierten Nachbarhäuser quer zum Hang steht. Seine schräge Dachform bricht das kompakte Volumen des Baukörpers auf.

Gallerie

Rund drei Viertel des alten Wasserreservoirs wurden vor der Errichtung des Neubaus abgebrochen. Die verbleibenden Gebäudeteile integrierten die Architekten auf Wunsch des Bauherrn in den Neubau. Dabei wurden die alten Mauern aus dem am Hang gelegenen Terrain herausgeschält, als Relikt früherer Zeiten sichtbar gemacht und als Stützmauern für den Neubau verwendet. Das Innere der einstigen Wasserlagerstätte ist geprägt durch zehn große Pilzkopfsäulen. Eine Öffnung in der Decke, durch die früher das Wasser in den Raum strömte, wurde zu einem Oberlicht umfunktioniert. Heute fungiert ein Großteil dieser Halle als Ausstellungsort für die am Bau beteiligten Gewerke. Im vorderen Bereich hat eine Firma der Eidgenössischen Technische Hochschule (ETH) Zürich ihren Platz gefunden.

Im Neubau sind drei Wohngeschosse um einen zentralen Erschließungsraum organisiert. Man betritt diesen über ein Entree, das durch ein rahmenloses Fenster belichtet wird. Da das Glas an der Außenseite der Fassade angebracht ist, entsteht eine tiefe Laibung, die als Sitzbank ausgebildet ist. In den Wohnungen legt sich jeweils ein großer Raum um den Erschließungskern. Dieser offene Bereich orientiert sich hauptsächlich zur Straße und ist mit Schränken und Möbeln ausgestattet, welche in die Wände des Kerns integriert wurden. Den Wohnungen sind private Außenräume auf unterschiedlichen Niveaus zugeordnet. Zwei großzügige Dachterrassen geben den Blick auf die Stadt und den Züricher See frei.

Die monolithische Gebäudehülle wurde aus 16 cm Leichtbeton, einer 12 cm starken Polystyrol-Dämmung und einer erneuten 9 cm dicken Schicht aus Leichtbeton ausgeführt (Aufbau von innen nach außen). Die graubraune Oberfläche wurde sandgestrahlt, sodass sie nun einen natursteinartigen Ausdruck aufweist. Durch die dunkle Farbe erwärmt sich die Fassade im Winter stärker, was die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenraum reduziert und folglich den Heizwärmebedarf verringert.

Des Weiteren wurden zweierlei Sorten von Fenstern verwendet. In den Wohn- und Schlafräumen findet man Flügelfenster mit Dreifach-Isolierung. Festverglaste Elemente in verschiedenen Größen ziehen sich rund um das Gebäude und lockern das Raster der „normalen“ Öffnungen auf. Als Sonnenschutzverglasung ausgebildet, spiegeln sie stark und schimmern grün. Die Beschichtung der Scheiben filtert rote und blaue Anteile im Lichtspektrum, wodurch das einfallende Licht einen grünen Stich bekommt. Eine grüne Beschichtung wiederum filtert die störenden, grünen Anteile, wodurch Tageslicht im gewohnten Farbspektrum entsteht. So lässt die Verglasung wenig Wärme, dafür aber viel Licht ins Haus. Dies hat zur Folge, dass die Kühllast im Sommer verringert und die Energie für Kunstlicht im Winter eingespart werden kann.

Gebäudetechnik
Das Wohnhaus wurde als Prototyp für CO₂-freies Bauen errichtet. Die Sonne liefert Energie für Heizung, Warmwasser und alle elektrischen Geräte. Auf einer Fläche von 28 m² wurden Hybridelemente (aus solarthermischen Kollektoren und Photovoltaikmodulen ) auf dem Dach installiert, die zugleich Strom und Wärme produzieren können. Gekühlt werden die Kollektoren mit einem wassergefüllten Rohrsystem, welches sich unmittelbar unter der PV-Anlage befindet. Das Wasser entzieht den Kollektoren thermische Energie . Dabei erwärmt es sich auf maximal 30°C und kann entweder direkt für die Wärmepumpe genutzt oder im Tiefenspeicher im Erdreich eingelagert werden.

Die produzierte Wärme der Solaranlage wird über einen Wärmetauscher in die Erde geleitet, an den Erdwärmespeicher abgegeben und dort für den Winter „gelagert“. Dieser unterirdische Speicher wird durch eine 2-Zonen-Erdwärmesonde ausgebildet, die in zwei unterschiedlichen Tiefen des Erdbodens operieren kann. Der lange Teil geht 250 m tief in die Erde, die Temperatur liegt hier bei 15°C. Der andere, kürzere Teil liegt im oberen Erdreich, bei circa 100 m. Hier herrschen Temperaturen von 11°C. Die von der Sonne erwärmte Flüssigkeit gelangt über die Sonden in die Tiefe, was zu einem Temperaturanstieg im Erdreich führt. Im Winter, also im Heizfall, wird die tiefe Erdsonde verwendet, die die gespeicherte Wärme als Ausgangsmedium für die Wärmepumpe nutzt. Im Sommer werden die Wohnräume mit dem kühlem Wasser aus den oberen Erdschichten, welches in den Rohren der Fußbodenheizung zirkuliert, angenehm temperiert. Dieses kühlere Wasser stammt aus dem kürzeren Teil der Erdsonde. Die Zirkulation des Wassers wird mit mit Niederhub-Wärmepumpen angetrieben. Sie sind sehr effizient, da sie wenig Energie (Strom) benötigen, um mehr bzw. die gleiche Menge an Energie (Wärme) zu erzeugen. Ausschlaggebend hierfür ist die geringe Temperaturdifferenz zwischen Ausgangstemperatur und gewünschter Temperatur.

Für die Lüftung des Gebäudes sind die Systeme von Zu- und Abluft miteinander gekoppelt. Über eine Art Gitter-Membran die in die Außenwand eingebaut ist, wird die frische Außenluft angesaugt und je nach Bedarf über einen eingebauten Wärmetauscher erwärmt oder gekühlt. Die dazu benötigte Wärme wird dem Heiz- bzw. Kühlkreislauf entnommen. Die vorkonditionierte Frischluft gelangt über ein ringförmiges Kanalsystem über Bodenauslässe in alle Wohnräume. Dabei wird die benötigte Luftmenge in Abhängigkeit vom CO₂-Gehalt in der Luft von Sensoren bestimmt. Lüftungsöffnungen in den Bädern und Abzüge in den Küchen saugen die verbrauchte Luft ab. Über eine Kopplung mit der Gitter-Membran (Airbox genannt) wird die gleiche Menge an Frischluft wieder zugeführt. Auf diese Weise muss insgesamt weniger Luft umgewälzt werden.

Sämtliche Elemente der Klima- und Gebäudetechnik wurden im Rohbau des Gebäudes versteckt. Einzelne Komponenten befinden sich in Schächten oder unter Putz. Rollläden oder Metallgitter sind direkt auf die Betonebene der Fassade geschraubt, ebenso die Regenfallrohre und Gitter zum Ansaugen der Luft.

Bautafel

Architekten: Agps Architecture, Zürich
Projektbeteiligte: Johannes Leibundgut, Zürich (Projektleitung); Thomas Boyle, Zürich (Bauingenieur); Renokonzept, Zürich (Bauleitung und  Kostenplanung); Emch, Winterthur (Baumeister); Amstein und Walthert, Zürich (HLKS-Planung); Amann und Schmid, Uster (Heizungsinstallation); Metteler Partner, Zürich (Elektro-Planung); Schibli, Zürich (Elektroinstallation); Huber, Herisau (Schrägverglasung und Holzmetallfenster)
Bauherr: Hansjürg Leibundgut, Zürich
Fertigstellung: 2011
Standort: Bolleystraße 35, Zürich
Bildnachweis: Reinhard Zimmermann, Adliswil

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