TEIL C

Solarhäuser und solare Bauelemente (2008 A)

Im Januar 2008 gibt das Architekturbüro Skidmore Owings & Merrill bekannt, daß man im Pariser Stadtteil Gennevilliers in der Nähe der Seine ein Flachbau-Bürogebäude errichten wird, das einen signifikanten Energieüberschuß erwirtschaften soll.

Das Gebäude mit 70.000 m² Nutzfläche soll seinen gesamten Verbrauch an Licht, Heizung und Kühlung durch große PV-Flächen auf dem Dach erzeugen, während Kaltwasser aus der Seine in den Kühlkreislauf eingespeist wird, so daß keine Standard-Klimaanlage erforderlich ist. Zudem wird das Bauwerk so stark isoliert sein, daß sich der Energieverbrauch auf rund 16 kW/m² reduziert.

Das Bauwerk, dessen Solaranlage auch noch zusätzliche Energie für die Rückspeisung ins Netz liefern soll, ist für 5.000 Personen angelegt und soll nur 25 – 30 % mehr kosten als vergleichbare herkömmliche Bürogebäude mit erheblich schlechterer Energiebilanz. Möglicherweise ist dies der Grund dafür, daß auch dieses Projekt bislang nicht realisiert wurde.

Das Gebäude mit 70.000 m² Nutzfläche soll seinen gesamten Verbrauch an Licht, Heizung und Kühlung durch große PV-Flächen auf dem Fach erzeugen, außerdem wird Wasser der Seine in den Kühlkreislauf eingespeist. Das Bauwerk ist für 5.000 Personen angelegt und soll nur 35 – 30 % mehr kosten als vergleichbare Bürogebäude mit erheblich schlechterer Energiebilanz.

Fast zeitgleich veröffentlicht das Architekturbüro Foster + Partners seine Pläne für den Bau eines gewaltigen ‚grünen’ Gebäudes unter dem Namen Crystal Island in Moskau, das mit seiner Höhe von 450 m Architekturgeschichte schreiben soll. Das größte Gebäude der Welt ist ein kompletter Mikrokosmos, der von einem riesigen zeltartigen Überbau in Form zweier gegenläufiger, aufwärtsstrebender Spiralen umschlossen ist. Die Geometrie der Spirale wird sich über das Projekt hinaus auch auf die umgebenden Parks erstrecken.

Das Bauwerk mit einer Gesamtnutzfläche von 2,5 Mio. m² wird im Grunde als Wohnhaus für 30.000 Personen angelegt. Zudem wird es 9.000 Apartments mit Rundum-Versorgung umfassen, dazu 3.000 Hotelräume sowie Museen, Theater, Kinos, Büros, Ladengeschäfte und eine internationale Schule für 500 Kinder. An der Spitze ist eine Aussichtsplattform geplant.

Seine Energie wird der Bau, der bis 2013 oder 2014 auf der Halbinsel Nagatino – nur 7,5 km vom Kreml entfernt – errichtet werden soll, von integrierten PV-Anlagen sowie Windturbinen im oberen Bereich beziehen. Zusätzlich dient eine atmungsaktive ‚intelligente’ Haut als thermischer Puffer, der die Innenräume im Sommer wie im Winter vor den extremen Temperaturen Moskaus abschirmt. Die erwarteten Baukosten betragen 4 Mrd. $. Wegen der globalen Wirtschaftskrise wird im Jahr 2009 allerdings entschieden, den Bau bis auf weiteres zu verschieben.

Die heute üblichen Wärmeschutzverglasungen mit hauchdünnen Silberschichten und Edelgasfüllungen haben bereits ein hohes Dämm-Niveau erreicht, doch der schwere Aufbau, mehrere Zentimeter starke Verglasungen sowie die teuren Edelgase motivieren, nach neuen Innovationen Ausschau zu halten.

Im Januar 2008 werden Vakuum-Verglasungen vorgestellt, die das Potential haben, eine sinnvolle Alternative zu bieten. Die sogenannten Vakuumisoliergläser (VIG) messen weniger als einen Zentimeter Dicke, etwa ein Viertel einer Dreifach-Isolierverglasung. Eine besondere Herausforderung ist dabei, daß der atmosphärische Druck auf die Flachgläser etwa zehn Tonnen pro Quadratmeter beträgt.

Sowohl ein japanisches als auch ein chinesisches Unternehmen bieten am asiatischen Markt bereits Vakuumglas an, allerdings mit noch relativ hohen Wärmedurchgangskoeffizienten von etwa 1,1 W/m²K. Die Produkte der Firmen Nippon Sheet Glass (Japan) bzw. Qingdao Hengda Industry (China) kosten ca. 50 – 90 €/m².

Ein Verbund aus drei Forschungsinstituten und fünf mittelständischen Unternehmen unter der Federführung der Glaser FMB GmbH & Co. KG aus Beverungen hatte zwischen 2004 und 2006 mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) daran gearbeitet, diese Werte deutlich zu verbessern.

Dem im Netz einsehbaren Abschlußbericht des Forschungs- und Entwicklungsprojekts Vakuum-Isolierglas (VIG) zufolge, der im Februar 2007 erscheint, besteht noch weiterer Forschungsbedarf, insbesondere bei der Rahmenkonstruktion und den Abstandshaltern, die optisch kaum wahrnehmbar, aber mechanisch belastbar sein müssen.

Im Jahr 2009 wirbt die Glaser FMB für das Vakuumisolierglas mit den Vorteilen des hohen U-Werts, des geringen Gewichts, des schlanken Aufbaus und einem dem Dreifachisolierglas vergleichbaren Preis. Von dem Glas, das in der Dämmwirkung um ein Zwei- bis Dreifaches besser als konventionelle Isolierverglasung ist, und das voraussichtlich ab 2010 am Markt erhältlich sein soll, wurden bislang allerdings nur erste Testscheiben von 1 x 1 m Größe hergestellt.

Tatsächlich wird auch 2011 noch immer an der Serienreife von Produkt und Fertigungstechnik gearbeitet, wobei man sich vor allem auf die Entwicklung von Füge- und Produktionsverfahren konzentriert. Parallel dazu wurden in den letzten Jahren in verschiedenen Forschungsprojekten Vakuumdämmungen für die Baubranche erprobt, getestet und weiterentwickelt.

In dem im Januar 2012 veröffentlichten und ebenfalls im Netz einsehbaren Abschlußbericht des weiterführenden Forschungsprojekts Produktionstechniken für Vakuum- Isolierglas (ProVIG), das von 2007 bis 2011 lief, werden viele Details der weiteren Entwicklungsschritte aufgeführt – soch ein marktreifes Produkt ist noch immer nicht in Sicht. Statt dessen schüttet das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) weitere Gelder aus, um das fröhliche Weiterforschen zu ermöglichen.

Von 2013 bis 2015 läuft das Projekt Flexibler Randverbund für Vakuumisolierglas-Systeme (VIG-S), in welchem die Forscher erfolgreich kleine Metallzylinder als Stützkörper für den Zwischenraum nutzen und die Herausforderung angehen, das Vakuum dauerhaft zu halten, was anhand eines Prototyps gezeigt werden soll. Und damit ja kein wirtschaftlicher Druck entsteht, endlich einmal ‚zu Potte‘ zu kommen, darf auch von 2019 bis 2022 weitergeforscht werden – diesmal unter dem Titel  Hochskalierbare umweltverträgliche Herstellprozesse und Objektdemonstration der Vakuumisolierglas-Technologie (skalVIG).

Doch egal, wie es hier weitergeht – andere scheinen schon weiter sein: Forscher der bereits 1932 gegründeten Firma Guardian Industries Corp. mit Hauptsitz in Auburn Hills, Michigan, stellen im März 2008 eine neues, gehärtetes Vakuum-Isolierglas vor, das fast unglaubliche Dämmwerte aufweist: R12 – R13. In der Regel hat Glas den Dämmwert R1 oder R2, während eine R12-Bewertung der typischen Isolierung einer Ziegelwand entspricht.

Die Guardian-Entwickler nutzen das gleiche Prinzip wie bei einer Vakuum-Thermosflasche, indem sie zwischen zwei Glasscheiben im Abstand von nur 0,3 mm ein Vakuum von 10^-4 Torr anlegen. Dieses Vakuum verringert die beiden wichtigsten Arten der Wärmeübertragung – Wärmeleitung und Konvektion. Eine zusätzliche Beschichtung reduziert den Wärmeverlust durch Strahlung. Die Firma will mit ihrem Glas namens Guardian Vacuum IG im Jahr 2009 auf den Markt kommen.

Aus bislang nicht eruierbaren Gründen verzögert sich dies aber auch im Fall der Firma Guardian fast zehn Jahre lang. Die erste Anwendung des Guardian Vacuum IG ist ein Umbau der Sherzer Hall an der Eastern Michigan University Mitte 2018, wo die VIG-Leistung durch eine Kombination des Vakuum-Isolierglases mit beschichtetem Guardian SunGuard-Glas verbessert wird, um ein hybrides Glasprodukt zu schaffen, das die Lichtdurchlässigkeit, das Reflexionsvermögen und die Farbe liefert, wie sie für Neu- oder Umbauten benötigt wird.

Zudem wird das Glas seit einiger Zeit erfolgreich in Kühlschranktüren in Supermärkten und im Großhandel eingesetzt, um eine klare und unverzerrte Sicht auf die gekühlten Produkte zu ermöglichen. In den Vereinigten Staaten ist das Guardian Vacuum IG jetzt auch für Neubauten und Fensternachrüstungen erhältlich. Hersteller ist die Firmentochter Guardian VIG LLC.

In diesem Kontext soll auch gleich auf einen weiteren Hersteller von Vakuumisolierglas hingewiesen werden, nämlich die deutsche Interpane Glas Industrie AG mit Sitz in Lauenförde, die seit Mitte 2012 eine 51 %-ige Tochtergesellschaft des japanischen Konzerns Asahi Glass Europe (AGC) ist.

Anfang 2019 beginnt der Aufbau der Produktionsanlagen für das Vakuum-Isolierglas Fineo am belgischen AGC-Standort Lodelinsart, der im Mai erfolgreich abgeschlossen wird. Nun soll die Vermarktung in Deutschland beginnen, gefolgt von Österreich und der Schweiz.

Das neue Isolierglas besteht aus zwei mindestens 3 mm dicken Glasscheiben, die jeweils eine hochisolierende Beschichtung erhalten und durch eine Vakuumschicht von 0,1 mm voneinander getrennt sind. Es dämmt besser, bzw. ebenso gut wie eine Dreifach-Wärmedämmverglasung, wiegt aber allein beim Glasanteil ein Drittel weniger. Verglichen mit einem herkömmlichen Dreifach-Wärmedämmglas mit zwei Low-E-Beschichtungen gelangen 15 % mehr Tageslicht in den Raum und der Schallschutz verbessert sich um 3 Dezibel.

Die größte Besonderheit von Fineo ist seine Konstruktion: Es besitzt keine Evakuierungsöffnung und keine Dichtungen, sondern wird im Produktionsprozeß anorganisch aufeinander geschmolzen, weshalb der Wärmedämmwert auch nach Jahrzehnten konstant bleibt. Die maximale Liefergröße beträgt zu Produktionsbeginn 1,5 x 2,5 oder 1,6 x 2,4 m.

Im Februar 2008 enden die im Dezember 2003 begonnenen Bauarbeiten für das rechteckige Beijing National Aquatic Center, ein atemberaubendes Stück Architektur für die Olympischen Spiele 2008 das sich über 80.000 m² und mit 6.700 Tonnen Stahl gebaut wurde. Der 100 Mio. $ teure Water Cube ist von einer Membran aus 3.000 LED-beleuchteten blauen Blasen bedeckt – pneumatischen Kissen, die von 9 bis weniger als 1 qm Größe variieren. Die Blasen lassen warme Luft in das Gebäude eindringen und halten die Wassertemperatur auf einem Optimum von 28°C, aber die Luft kann auch gespeichert und bei Bedarf im Wasserwürfel verwendet werden.

Insgesamt besteht das Bauwerkaus 100.000 m² Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), einem besonderen transparenten Kunststoff, der Sonneneinstrahlung absorbiert und Wärmeverluste reduziert. EFTE ist recycelbar und leicht (1 % des Gewichts von Glas), aber auch stark und kann das bis zum 400-fache seines Eigengewichts tragen. Da es mehr Licht einläßt und besser isoliert als Glas ist, reduziert es die Energiekosten im Wasserwürfel um 30 %.

Es ist das erste Mal, daß in China EFTE eingesetzt wird – und der Water Cube ist das weltweit größte und komplexeste EFTE-Gebäude, das bislang gebaut wurde. Mitte 2011 wird gemeldet, daß es nach seinem erstaunlichen Erfolg während der Olympischen Sommerspiele in den fantastischen Happy Magic Water Park verwandelt wurde, einen Hallenwasserpark mit Rutschen, einem ruhigen Fluß, einem Wellenbad, schwimmenden Quallen und mehr.

Eines der ebenfalls schon errichteten und wortwörtlich grünsten Gebäude weltweit ist die School of Art, Design and Media der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur.

Das Bauwerk, dessen Höhe zwischen zwei und fünf Stockwerken variiert, besticht durch sein fließendes, organisches Gründach, das einen weitläufigen abgesenkten, mandelförmigen Innenhof umfaßt. Dieser wird durch den Raum zwischen den beiden Hauptarmen des Gebäudes gebildet und spiegelt sich in den doppelt verglasten Glasfassaden wider. Ein reflektierender Teich trägt zur kommunalen Atmosphäre bei und kühlt den zentralen Raum.

Allerdings kann man auch schon den Schwachpunkt erkennen: Die Kombination der zwei Gräser auf dem Dach, Zoysia matrella und Ophiopogon, ist nicht überall von gleichmäßig grüner Farbe – ein Hinweis auf Schwierigkeiten bei der adäquaten Bewässerung der geschwungenen und in einem Winkel von 45° geneigten Gründachflächen, welche als Gemeinschaftsraum im Freien dienen und gleichzeitig tagsüber die Wärme reduzieren. Die automatische Sprinkleranlage nutzt übrigens im Gebäude selbst eingesammeltes Regenwasser.

Obwohl das 38 Mio. $ teure Bauwerk bereits im Juli 2006 fertiggestellt wird, erfolgt die offizielle Eröffnung erst im April 2009. Im Mai 2011 erhält die NTU für die umgesetzte ökologische Nachhaltigkeit den Green Mark Platinum Award der Singapore Building and Construction Authority (BCA).

Energie von Hausfassaden beziehen will die 2005 von dem Geschwisterpaar Teresita und Samuel Cochran gegründete Firma Sustainably Minded Interactive Technology (SMIT) aus Brooklyn, New York, die nach zwei Jahren Entwicklungsarbeit im März 2008 spezielle Solarzellen vorstellt, welche sich wie künstlicher Efeu an sonnenbeschienenen Wänden empor ranken sollen.

Der Solar Ivy, der allerdings erst ab Mitte Oktober 2010 zum Kauf angeboten wird, muß nur an den Außenwänden befestigt werden, um Energie von der Sonne zu beziehen. Die Grundgröße der Solarefeu-Streifen, die zu 100 % aus recycelbarem Polyethylen mit einem darauf aufgeklebten Dünnschicht-PV-Modul bestehen, beträgt 120 × 210 cm und kann 85 W produzieren. Als organisches Modul soll etwa 18 $ pro Watt kosten, während ein CIGS-Panel mit nur 9 $  pro Watt zu Buche schlägt.

Besonders interessant finde ich die gemeinsam mit dem Architekten Benjamin Wheeler Howes entwickelte spätere Version GROW.1, da die blattartigen Zellen hier an piezoelektrischen ‚Stengeln’ hängen, die zusätzlich Energie aus dem Wind ziehen. Eine von der Form her eher an Fliegenklatschen gemahnende Version GROW.2, die ausschließlich Solarenergie nutzt, soll es dafür in den unterschiedlichsten Farben und Größen geben.

Mitte 2011 will das Unternehmen schon eine Reihe von Installationen in den Büchern zu stehen haben, die noch in diesem Jahr mit der ersten kommerziell erhältlichen Version von Solar Ivy abgearbeitet werden sollen. Die University of Utah hätte bereits die Finanzierung für die Installation den neuen Solarzellen an der nach Süden ausgerichteten Fassade der Orson Spencer Hall erhalten.

Zusammen mit der Science World Vancouver entwickelt die SMIT außerdem eine innovative Ausstellungsfläche, bei der eine Solar Ivy-Wand im Biosphère Environment Museum in Montreal installiert werden soll, das im Kapitelteil Geodätische Dome ausführlich beschrieben ist (s.d.). Letztlich scheinen diese Ansätze aber nicht besonders erfolgreich verlaufen zu sein, denn kommerzielle Umsetzungen kann die Firma noch immer nicht vorweisen.

Es gibt inzwischen aber auch Meldungen, die besagen, daß im Großraum New York bereits etwa ein halbes Dutzend Projekte realisiert worden sind: Hochgaragen, mehrgeschossige Wohnhäuser und Geschoßwohnbauten, aber auch Bestandsbauten, bei denen die Hüllenflächen komplett mit dem bionischen System erneuert wurden.

Ein weiteres Großprojekt von Foster + Partners gewinnt im April 2008 den internationalen Wettbewerb des South Beach Consortium, bei dem es um ein komplettes, knapp 150.000 m² großes Öko-Viertel namens Beach Road im Zentrum von Singapur geht.

An den Gebäudefassaden der beiden 182 m (andere Quellen: 217,5 m) hohen Türme sind Solarzellen-Arrays vorgesehen, während die geschwungenen Vordächer, die sich an einigen Seiten der Gebäude weit empor strecken, mit Dünnschicht-Solarzellen bedeckt werden sollen. Die PV-Anlage ist so ausgelegt, daß sie mindestens 600 kWh pro Tag erzeugt.

Andere grüne Elemente, die neben der gebäudeintegrierten Photovoltaik in diesen Komplex eingebaut werden sollen, sind eine Regenwassernutzungsanlage, eine geothermische Heizung, gekühlte Decken sowie ein riesiger Eisspeicher für die Kühlung. Zudem sind die Fassaden so geneigt, daß sie die vorherrschenden Winde und die direkte Luftströmung zur Kühlung der ebenerdigen Räume erfassen.

Das Projekt kombiniert den Neubau von zwei 45-geschossigen Türmen mit der Sanierung von vier Gebäuden auf dem Gelände, die erhalten und renoviert werden sollen. Der Neubau vereint Wohn- und Arbeitsräume mit Geschäften, Cafés, Restaurants, einem Hotel und öffentlichen Räumen. Der Südturm ist zwischen dem 5-Sterne-Hotel und 109 Wohnungen aufgeteilt, während der Nordturm aus Büroetagen mit einer Gesamtfläche von 58.700 m² besteht.

Eine breite, begrünte Fußgängerallee schlängelt sich durch das Gelände und wird durch ein großes Vordach vor den Extremen des tropischen Klimas geschützt. Unter dem Vordach befinden sich eine Reihe kleinerer Gebäude und flexible Räume für Veranstaltungen und Events, und die sanft geschwungene Formen der beiden Türme bilden eine Fortsetzung des hügeligen Vordaches darunter.

Im Gegensatz zu vielen anderen Projekten wird dieses verwirklicht. Die Konstruktion beginnt 2011 und kann 2016 erfolgreich beendet werden.

Der Architekt James Law und das Ingenieurbüro Ove Arup wiederum designen für Mumbai ein High Tech-Bauwerk, das im Mai 2008 unter dem Namen Cybertecture Egg bekannt wird. Das 32.000 m² große und 13-stöckige eiförmige Bauwerk soll herausragende Architektur mit Umwelt-Design, intelligenten Systemen und neue Techniken kombinieren, um ein beeindruckendes Wahrzeichen für die Stadt zu erschaffen, das als Symbol des Optimismus für die Zukunft dienen soll.

Law hatte 2001 sein Startup Cybertecture gegründet, das sich auf die Entwicklung und den Bau innovativer Projekte konzentrierte, die die Grenzen von Architektur und Technologie überschreiten. Um eine neue Generation von Designern zu fördern, gründet er außerdem die Cybertecture Academy – und entwirft selbst noch weitere ähnliche Bauten, wie das Mumbai Convention Centre, den Tower of India oder die Central Monetary Authority Financial Academy in Riad.

Das eiförmige Bauwerk soll PV-Paneele und Windturbinen auf dem Dach nutzen, um vor Ort Strom zu erzeugen, während Pflanzen auf dem Dachgarten über den natürlichen Prozeß der Thermolyse Wärme aus dem Gebäude absaugen. Der Gewässerschutz wiederum erfolgt mittels eines Grauwasser-Recycling-Systems, das Wasser für die Bewässerung der Grünanlagen bereitstellt.

Die Struktur des Cybertecture Egg verwendet ein abgeschrägtes Exoskelett, das ein starres Konstruktionssystem bildet und dadurch ermöglicht, das Gebäude mit ca. 15 % weniger Baumaterial als ein herkömmliches rechtwinkliges Bauwerk zu errichten. Aufgrund seiner Form, die große stützenfreie Bodenplatten und eine hohe Raumflexibilität ermöglicht, nimmt das ‚Kybertektur-Ei‘ zudem 10 – 20 % weniger Fläche ein als ein herkömmliches Gebäude dieser Größe.

Das im Auftrag des Bauunternehmens Vijay Associates entwickelte Gebäude soll PV-Paneele und Windturbinen auf dem Dach nutzen, um vor Ort Strom zu erzeugen, während Pflanzen auf dem Dachgarten über den natürlichen Prozeß der Thermolyse Wärme aus dem Gebäude absaugen, das zudem mit einem passiven Solardesign ausgestattet ist, um die Wärmeentwicklung zu verringern und die Energiebelastung zu reduzieren. Der Gewässerschutz wiederum erfolgt mittels eines Grauwasser-Recycling-Systems, das Wasser für die Bewässerung der Grünanlagen bereitstellt.

Auch in diesem Fall erfolgt eine Realisation, und das Gebäude aus Stahlbeton und Stahl, das auch noch einen Hochgarten, drei Untergeschosse und Parkplätze für 400 Fahrzeuge bietet, wird im Jahr 2010 im neuen Geschäftsviertel von Mumbai, dem Bandra Kurla Komplex, eröffnet.

Ein völlig anderer Ansatz der Solararchitektur wird von der Architektin und MIT-Professorin Sheila Kennedy verfolgt, eine Expertin im Bereich der Integration von Solarzellen in der Architektur. Diese hatte 1990 zusammen mit ihrem Partner Juan Frano Violich in Boston das Büro Kennedy & Violich Architecture Ltd. (KVA) gegründet. Im Jahr 2000 wird in ihrer Firma eine Abteilung für Materialforschung integriert (MATx), deren erstes Projekt namens Portable Light ein 2005 entwickeltes leichtes, tragbares Textilobjekt aus flexiblem Photovoltaikmaterial ist, das Strom gewinnen, speichern und dann im Dunkel Licht geben kann.

Ein weiteres Projekt, das aus der MATx entsteht, ist das Soft House, das 2007 einen der ersten F+E-Awards gewinnt. In der Hoffnung auf eine schnelle Weiterentwicklung der photoaktiven Textilien des MIT entwirft Kennedy eine Struktur aus Massivholz, die eine ‚hyperisolierte Hülle‘ bildet und von gewebeartigen Membranen aus Photovoltaikzellen umhüllt ist, die das Gebäude beschatten, Energie gewinnen und wie ein Vorhang Privatsphäre bieten können.

Die flexiblen und teiltransparenten Dünnschicht-Photovoltaik-Textilien, welche die Rolle von Solarkollektoren übernehmen, sollen täglich bis zu 16 kWh Strom zur Verfügung stellen. Der über die Membranfassade erzeugte Strom wird direkt dem beweglichen, mit LEDs besäten Innenvorhang zugeführt, der entlang einer in der Decke installierten Kurvenbahn verläuft und eine zusätzliche Möglichkeit zur Beleuchtung der Innenräume gibt. Die Strecke wird mit Gleichstrom elektrifiziert, was zu eioner 15 %-igen Energieeinsparung führt, da der Strom aus den PV-Zellen nicht in Wechselstrom umgewandelt werden muß.

Zudem wird Erdwärme genutzt. Mit der Stromspeicherung im Hause, der Passivhausqualität und der vernetzen Haussteuerung wird das zukunftsweisende Energiekonzept abgerundet.

Obwohl das Soft House nie gebaut wird, bleibt die Ideen bestehen. Als die KVA dann zur Teilnahme an einem Wettbewerb für die Internationale Bauausstellung IBA Hamburg zur Gestaltung eines Mehrfamilienhauses eingeladen wird, das nachhaltiges Wohnen neu definiert, wird das Soft House wiedergeboren und ab 2008 mehrfach in den Blogs vorgestellt.

Als im März 2010 das Zwischenpräsentationsjahr des siebenjährigen Prozesses der IBA zu Ende geht, gehört das Soft House zu den Gebäuden, die bis 2013 auf den Elbinseln Wilhelmsburg und auf der Veddel sowie im Harburger Binnenhafen neu entstehen sollen. Unter dem Oberbegriff Smart Material Houses können Kennedy und Violich damit ihre langjährige Arbeit und Forschung mit Textiloberflächen als energieproduzierende und raumbildende Elemente weiterführen.

In ihrem Entwurf für Hamburg kombinieren sie eine Holzkonstruktion mit flexiblen Solar-Nano-Materialien, indem über das Gebäude eine textile Dachhaube aus einer Membran mit eingearbeiteten flexiblen PV-Zellen gelegt wird, die der Energieerzeugung dient und gleichzeitig als ein klimatischer Puffer wirkt. An der Südfassade richten sich die vertikalen Bahnen des textilen Solardaches nach dem einfallenden Sonnenlicht aus. Es entsteht eine dynamische Fassade, die ähnlich dem Verhalten von Pflanzenblättern dem Sonnenstand folgt und sich dabei öffnet oder schließt.

Der Baubeginn des Soft House als Satz von vier Wohneinheiten von jeweils ca. 160 m² über drei Etagen ist im Februar 2012. Jedes Haus beinhaltet einen Parkplatz für Fahrräder und Elektrofahrzeuge, eine erhöhte Terrasse mit Blick auf die neuen Parkanlagen und einen Gemüsegarten, der den ganzen Tag Sonne hat. Die textilen Photovoltaik-‚Twister‘ werden an flexiblen Faserverbundplatten auf dem Dach befestigt und bieten eine Formanpassung für die tägliche und jährliche saisonale Sonnennachführung.

Das Leben in dem Immobilienprojekt der PATRIZIA Immobilien AG mit Sitz in Augsburg beginnt am Ende der IBA-Ausstellung. Um die Energieeinsparung zu messen, wird in den darauffolgenden fünf Jahren die Leistung überwacht.

Das Projekt wird außerdem mit zahlreichen internationalen Designpreisen ausgezeichnet und von FIABCI, der International Real Estate Federation, unter die Top 20 der beeindruckendsten Immobilienentwicklungen in Deutschland gewählt – während das MATx-Team seine Forschung fortsetzt und die Erfahrungen aus dem deutschen Modell auf ein Mehrfamilienhaus in Boston anwendet.

Zu den anderen, interessanten Designs vom Frühjahr 2008 gehört z.B. das Konzept einer neuen, ökologisch-futuristischen Stadtarchitektur für San Francisco in 100 Jahren - also 2108 -, das dem Büro IwamotoScott Architects beim von IBM, The History Channel und Infiniti gesponserten City of The Future Wettbewerb einen ersten Preis in Höhe von 10.000 $ einbringt.

Der Entwurf namens Hydro-Net soll das Beste aus dem Mikroklimas und der Geologie des Standortes gemacht werden. Es handelt sich um ein Netzwerk von ober- und unterirdischen Systemen, welche den Bedarf an Wasser und Strom aus alternativen Energiequellen decken.

Neben Geothermie-Systemen soll es sonnenbeschienene Algen-Türme geben, deren Wände aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen den dort entstehenden Wasserstoff sammeln. Dieser soll dann zum Betrieb von Luftkissenfahrzeugen in Tunnels dienen. Außerdem sind Nebelfänger geplant, die aus der nebligen Atmosphäre der Stadt frisches Wasser destillieren.

Eine zweite Version des Hydro-Net-Modells wird 2010 für die 4. Annual National Design Triennial von Smithsonian Cooper Hewittu unter dem Titel ‚Why Design now?‘ angefertigt und dort im Folgejahr öffentlich ausgestellt.

Unter den Gebäuden, die für die im Juni beginnende Weltausstellung Expo 2008 in Saragossa in Spanien errichtet werden, gehört der 8.000 m² große Spanische Pavillon (Pabellón de España) nach Plänen des Architekten Francisco ‚Patxi‘ Mangado aus Navarra. Entsprechend dem Motto der Expo ‚Wasser und nachhaltige Entwicklung‘ wird mit Hilfe einer Vielzahl von Grünflächen im Inneren, Regenwasser und einem Teich am Fuß des Gebäudes ein gemäßigtes Mikroklima geschaffen, das den Pavillon 3°C kühler macht als die Umgebung.

Hier erwähnt wird das Bauwerk, da es zum einen solarbetrieben ist – auf dem Dach befinden sich großflächig PV- und Solarthermie-Paneele – und zum anderen durch 750 Keramiksäulen vor der starken spanischen Sonne beschattet wird. Die Form und Funktion dieser Säulen wurde durch die historische Verwendung von Keramik in der umliegenden Region Aragon inspiriert. Mangados Entscheidung, dieses Material zu präsentieren, macht sehr viel Sinn, da Keramik ein langlebiges, lokal bezogenes Baumaterial ist, das sich bei Sonneneinstrahlung nicht verändert oder verfärbt.

Als Folge der Wirtschaftskrise stehen nach der Expo viele der Pavillons leer – eine postmoderne Geisterstadt mit ungewisser Zukunft. Der spanische Pavillon hat mehr Glück: Anfang 2011 wird er renoviert, um in Zukunft das Nationale Zentrum für Erneuerbare Energien (CENER) Spaniens zu beherbergen.

Im Juni 2008 wird in den Blog auch über das Projekt des spiralförmigen Hochhauses Chicago Spire berichtet, das nach seiner Fertigstellung im Jahr 2011 das höchste Gebäude Amerikas und das zweithöchste der Welt sein wird. Das vom spanischen Architekten Santiago Calatrava entworfene Superbauwerk mit 150 Stockwerken und 1.194 Wohnungen ist von der Struktur der Nautilus inspiriert, wodurch jedes Stockwerk im Durchschnitt um 2,44° gedreht ist und keine zwei Aussichten gleich sind.

Der über 600 m hohe Turm unterscheidet sich Calatrava zufolge entschieden von anderen Hochhäusern, da er nicht für ein Unternehmen oder eine Gruppe von Firmen gebaut wird, sondern nur Wohneinheiten umfaßt, die dafür allerdings zwischen 700.000 und 40 Mio. $ kosten sollen. Darüber hinaus enthält die Konstruktion eine Vielzahl nachhaltiger Elemente, wie einem Regenwasser-Recycling-System für die umgebende Landschaft sowie einem geothermischen System, das Flußwasser zur Kühlung des Gebäudes nutzt.

Wie sich herausstellt, gerät das Projekt der Shelbourne Development Group aufgrund der Finanzkrise ins Stocken, geht 2010 in die Zwangsvollstreckung und hinterläßt an seinem geplanten Standort am Wasser nichts als ein gut 33 m durchmessendes Loch. Erst im Februar 2014 wird von einer neuen Investition gesprochen, um den Bau wieder aufzunehmen. Demnach habe die Atlas Apartment Holdings LLC bis zu 135 Mio. $ zugesagt, um die Gläubiger des Chicago Spire zu entschädigen und das Projekt aus dem Konkurs zu führen.

Im November scheitert dies jedoch an einer verstrichenen Zahlungsfrist des Bauträgers endgültig. Das Ende des Chicago Spire bedeutet auch das Ende des DuSable Park, der von Calatrava für das umliegende Gelände entworfen worden war und durch eine Spende von 9,6 Mio. $ von den Entwicklern finanziert werden sollte.

Im Juni 2018 stellt das Architekturbüro STLarchitects aus Chicago einen neuen Entwurf für das Gelände des ehemaligen Wolkenkrazers vor: zwei eckige, 305 und 259 m hohe Türme mit einer Mischung aus Appartements und Eigentumswohnungen, deren Erscheinungsbild jedoch weit entfernt von der Ästhetik des Chicago Spire liegt.

Ebenfalls im Juni meldet die Traditionsfirma Valspar Corp. aus Minneapolis (später: Sherwin-Williams Coil Coatings), daß sie die erste umweltfreundliche Solar-Reflexionsfarbe der Branche für den Aluminiumextrusions- und Wandpaneelemarkt entwickelt hat. Mit den Flurospar SR Beschichtungen aus solar reflektierenden (SR) Pigmenten können Architekten und Bauherren jetzt eine im Sprühverfahren aufgebrachte, werksseitig ausgehärtete Lackschicht nutzen, die den Energieaufwand für die Kühlung von Gebäuden reduziert, ohne die Farbauswahl einzuschränken.

Die entsprechende Beschichtung von Aluminiumfenstern, Vorhangfassaden, Rolläden, Markisen, Jalousien, Wandpaneelen und anderen Bauteilen reduziert deren Oberflächentemperatur und führt zu kühleren Gebäudeinnentemperaturen. Flurospar SR ist das neueste Mitglied der Fluropon-Beschichtungs-Produktlinie, die seit mehr als vierzig Jahren angeboten wird.

Ein Forscherteam des MIT, berichtet wiederum im Juli 2008, daß es durchsichtige Glasscheiben ‚erfunden’ habe, die Sonnenlicht in Strom verwandeln.

Tatsächlich handelt es sich bei den Organic Solar Concentrators (OSC) um hauchdünn mit Farbstoff beschichtete Scheiben, die Sonnenlicht einfangen und zu den Rändern umlenken, wo sich schmale anorganische Solarzellen befinden. Ich berichte darüber ausführlich im Kapitel über Optimierungs- und Verstärkungstechniken (s.d.). Außerdem werde ich das Thema zu einem späteren Zeitpunkt als Schwerpunkt Solarfenster präsentieren.

 

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