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Solarhäuser und solare Bauelemente (2013 A)

Auch in diesem Jahr werde ich zu Beginn einige der interessantesten Entwürfe und anschließend diverse Umsetzungen präsentieren, gefolgt von verschiedenen peripheren Informationen.

MOSS Grafik

MOSS
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Das im Januar veröffentlichte Konzept von Victor Vetterlein aus New York City ist eine komfortable und professionelle Arbeitsumgebung für die Home-Office-Mitarbeiter von Unternehmen. Der Designer schlägt vor, daß Unternehmen diese vorgefertigten Pods, die vollständig mit dem Hauptbüro verbunden sind, mieten oder kaufen.

Das Micro Office Systems Space (MOSS) ist ein knapp 4 m langes, solar- und windbetriebenes vorgefertigtes Büro, das perfekt in den Hinterhof, die Einfahrt oder sogar auf das Dach der Mitarbeiter paßt. Dabei soll jedes Detail sicherzustellen, daß das Raumkonzept eine geringe Auswirkung auf die Umwelt hat und dennoch alle Annehmlichkeiten bietet.

Das Haupttragwerk besteht aus laminiertem Baumschulholz und Stahlverbindungsplatten, während der Innenraum mit isolierenden Bauelementen ausgestattet ist. Die Fassade, die extrem gut isoliert und wetterfest ist, um die Energieeffizienz zu steigern, besteht aus Aluminium-Sandwichpaneelen. Von einem Oberlicht gefördertes Tageslicht, natürliche Belüftung und Energieeffizienz werden über eine Reihe von Mechanismen gesteuert, darunter steuerbare Jalousien, die sich bei Bedarf komplett schließen.

Die Aufdach-Solarmodule dienen zwei Zwecken. Sie liefern nicht nur Strom, sondern spenden in den Sommermonaten auch Schatten, da sie sich mittels ihrer Halterungen leicht vom Dach anbheben. Es gibt auch eine Infrastruktur, um eine kleine Windturbine zu montieren, und das Home Office wird mit einer Fußbodenheizung und einem Holzofen beheizt. Eine etwa 1 m längere Version beinhaltet eine kleine Küche, eine Toilette und einen Abwassertank.


Nicht ganz so technisch, aber dennoch recht clever, ist ein ähnliches Konzept des Innenarchitekten und Designers Michel Antoun Zateef aus Ägypten. Diese temporäre mobile Unterkunft soll denjenigen, die von Katastrophen wie Erdbeben, Tsunamis oder Bränden betroffen sind, eine schnell verfügbare Unterkunft bieten.

Die Struktur der Einheit mit den Maßen 3 x 3,5 x 3 m besteht fast vollständig aus Preßspanplatten, wodurch sie leicht und einfach zu konstruieren ist. Sie kann als kleiner Würfel transportiert werden und läßt sich durch das Aufklappen einer Seite um einem separaten Bereich für Schlafräume erweitern. Im geöffneten Zustand erreicht die Einheit eine Innenfläche von 19,25 m2.

Wie man anhand der Grafik erkennt, ist das gewölbte Dach dieses Bereich mit Solarzellen belegt, die für die Stromversorgung der Katastrophen-Unterkunft sorgen. Weitere Details sind allerdings nicht bekannt.

Isolée Grafik

Isolée
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Eine weitere, im März in den Blogs vorgestellte Version, geht auf die niederländische Designgruppe Tjep zurück und ist als netzunabhängiger Rückzugsort gedacht, der sich wie ein Schrank öffnen läßt. Das schlichte, dreistöckige Gebäude mit dem programmatischen Namen Isolée steht das auf einem Betonpfeilerfundament, um die Auswirkungen auf das Gelände zu begrenzen.

Die Rollladenfassade läßt sich über Scharniere öffnen, um das Innere des Refugiums zur Umgebung hin freizulegen. Dieser Mechanismus ist elektronisch mit einem Überwachungscomputer verbunden, so daß er sich selbständig schließt, wenn sich ein Sturm oder eine Gefahr nähert. Daneben besitzt der Rückzugsort eine Reihe nachhaltiger Funktionen, die für einen minimalen Brennstoffverbrauch sorgen.

Gekrönt wird das Ganze von einem Solarbaum, der wie eine Blume aus dem Dach sprießt und sich dreht, um dem Lauf der Sonne zu folgen. Diese Solaranlage liefert den Strom für das Gebäude, während ein Ofen- und Wärmerohrsystem die Heizung abdeckt. Der Holzofen erwärmt Wasser, das dann durch die Wände gepumpt wird. Um das Gebäude zu verwirklichen suchen Frank Tjepkema und sein Team derzeit nach Finanzpartnern.


Ebenfalls im März werden die Gewinner der diesjährigen eVolo 2013 Skyscraper Competition bekanntgegeben.

Der erste Platz geht an Derek Pirozzi aus den USA für sein Projekt Polar Umbrella. Bei dem Vorschlag handelt es sich um einen schwimmfähigen Wolkenkratzer, der die polaren Eiskappen wieder aufbaut, indem er den Wärmeeintrag an der Oberfläche reduziert und das Meerwasser gefrieren läßt. Während der letzten Jahrzehnte haben die Eiskappen einen starken Temperaturanstieg erfahren, der dazu führte, daß die Schelfeisschichten dünn wurden, zerbrachen und in den Ozean schmolzen.

Durch seine Entsalzungs- und Energieanlagen wird der arktische Wolkenkratzer zu einer schwimmenden Metropole, die mit solarbetriebenen Forschungseinrichtungen, Wohneinheiten, ökotouristischen Attraktionen und ökologischen Lebensräumen für Wildtiere ausgestattet ist. Im Kern des Gebäudes befindet sich zudem ein Salzgradienen-Kraftwerk, und das riesige Vordach der Struktur ermöglicht die Reduzierung des Wärmeeintrags auf der arktischen Oberfläche bei gleichzeitiger Nutzung der Sonnenenergie.

Phobia Skyscraper Grafik

Phobia Skyscraper
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Der zweite Platz geht an Darius Maïkoff und Elodie Godo aus Frankreich für ihren Phobia Skyscraper. Das Projekt zielt darauf ab, das verlassene Industriegebiet Petite Ceinture in Paris durch ein ausgeklügeltes System von vorgefertigten Wohneinheiten zu revitalisieren. Seine Modularität ermöglicht eine Differenzierung verschiedener Nutzungen und eine zeitliche Entwicklung.

Zwei Hauptgrundplatten und eine leere Turmstruktur, die aus recycelten Industriematerialien gebaut wird, beherbergen vorgefertigte Einheiten, die gestapelt werden, um das gleiche Sanitärsystem zu nutzen, aber auch gedreht werden können, um sich zu den Außenbereichen zu öffnen. Die Einheiten sind um gemeinsame Grünflächen im Freien gruppiert. Diese Gemeinschaftsbereiche sind mit Wassersammelanlagen und Solarzellen ausgestattet.


Den dritten Platz erringen Ting Xu und Yiming Chen aus China mit ihrem Projekt Light Park, einen schwebenden Wolkenkratzer, der neue Entwicklungen innerhalb von Großstädten in den Himmel hebt. Das Projekt ermöglicht ein kontinuierliches Wachstum der Megastädte der Welt, indem es adäquate Infrastruktur, Wohn-, Gewerbe- und Erholungsflächen bereitstellt, ohne dafür Grund und Boden zu benötigen.

Eine Möglichkeit, den Bewohnern einer überfüllten Stadt wie Peking knappe Grün- und Erholungsflächen zur Verfügung zu stellen, ist ein Wolkenkratzer, der dank eines großen, pilzkappenartigen, heliumgefüllten Ballons an der Spitze und solarbetriebenen Propellern direkt darunter über dem Land schwebt.

An verstärkten Stahlseilen an der Spitze der Struktur sind Plattformen aufgehängt, die sich in verschiedene Richtungen um das kugelförmige Gefäß herum auffächern, um sein Gewicht auszugleichen. Diese Plattformen sind außerdem versetzt angeordnet, um auf jeder Ebene eine maximale Sonneneinstrahlung zu ermöglichen, und beherbergen Parks, Sportplätze, Gewächshäuser, Restaurants und andere Nutzungen.

Lichtdurchlässige Solarpaneele bedecken die Oberseite des Ballons, um die darunter liegenden Anwendungen mit Strom zu versorgen, während Wasserkollektoren, die sich ebenfalls an der Oberseite befinden, den Niederschlag zu Filtern führen, die sauberes Wasser durch die gesamte Struktur leiten.

Pool House Grafik

Pool House
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Im selben Monat erscheinen in diversen Blogs Berichte über eine bereits 2011 begonnene Entwurfsphase, die auf den Wunsch eines ungenannten kanadischen Unternehmers zurückgeht. Dieser hatte das niederländische Büro NL Architects gebeten, ihm ein neues Zuhause in Del Ray Beach, Florida, zu konzipieren, in dessen Mittelpunkt die Vision steht, daß Haus und Pool eine Einheit bilden.

Die Architekten legen nun eine Reihe von Entwürfen vor, darunter das Drob Blob House mit einer Reihe von nierenförmigen Pools, die sich über die gesamte Hausfläche in Richtung Strand hinunter schlängeln, sowie eine Version namens SAWA House, die von terrassierten Reisfeldern in Bali inspiriert ist und ein hohes pyramidenartiges Haus bildet.

Besonders praktikabel scheint das hier abgebildete Pool House zu sein, ein großes rechteckiges Konstrukt, bei dem die Geometrie des Freiform-Swimmingpool auf dem Dach umgekehrte Kuppeln darunter bildet. Der Dachpool verdoppelt in gewisser Weise das Grundstück, indem er eine zusätzliche nutzbare Ebene schafft.

In allen Fällen bestehen die Außenseite der Entwürfe aus Glaswänden, während die Form des Pools darüber die Räume schafft, die von Tageslicht durchflutet sind und eine unmittelbare Verbindung zum Außenbereich haben. Außerdem ist der Pool eine Schutzschicht und kann den Wärmeeintrag ins Haus reduzieren. Der kühlende Effekt könnte sogar ausreichen, um eine Klimaanlage ganz zu überflüssig zu machen.


Im April veröffentlicht das australische Büro Urban Art Projects (UAP) den Entwurf einer modernen Interpretation eines Leuchtturms, der von arabischen maritimen Traditionen, regionaler Kunst und Architektur sowie den Korallen im nahe gelegenen Roten Meer inspiriert ist. Das Architekturbüro war hierfür von der 2009 gegründeten König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST) in Saudi-Arabien beauftragt worden.

Unter der Leitung von Daniel Tobin, Matthew Tobin und Jamie Perrow entwirft das Team einen 60 m hohen Turm am Eingang des Hafens in der Nähe der Universität, dessen Wabenmuster von vorgefertigten Betonblöcken erzeugt wird, die eine Ansammlung von sechseckigen Abschnitten bilden.

Die Turmspitze des Breakwater Beacon dient nicht nur als buchstäbliches Leuchtfeuer für die Universität, sondern ist auch ein geräumiges Atrium für Veranstaltungen und Feiern. Dabei kühlt sich das Bauwerk selbst auf natürliche Weise mit Hilfe von Brisen und dem Kamineffekt, der heiße Luft nach oben und nach außen zieht und gleichzeitig kühlere Luft vom Meer heranführt. Nachts  leuchtet der Turm durch die Waben hinaus, um als Leuchtturm für die Boote in der Gegend zu dienen.

Tangram-Stadion Funktionsgrafik

Tangram-Stadion
(Funktionsgrafik)


Zu den bisherigen Sportstadien, die ohne energiefressende Kühlsysteme auskommen, kommt das im Mai veröffentlichte Design eines 80.000 Zuschauer fassenden WM-Stadions in Katar hinzu, das von dem holländischen Büro Tangram Architekten B.V. entworfen wird. Das Konzept verfügt über traditionelle Badgheer-Öffnungen, die das Einfangen und Manipulieren des Windes ermöglichen. Diese sind in der äußeren Schicht des Stadions angebracht und so positioniert, daß die heißen Winde effektiv genutzt werden können, um Luftströme über die Struktur zu erzeugen.

Um zu verhindern, daß die heiße Luft die kühle Luft verdrängt, entwickelten die Designer eine Haut aus punktierten Paneelen, die gemäß einer Kombination der Fibonacci-Logarithmen und der Kühlmechanismen von Wüstenechsen entworfen wird. Die Echsen bewegen ihre Schuppen, um den Wind über ihren Körper zu leiten und so die Kühlung zu beschleunigen.

Die durchlöcherten Lamellen ermöglichen es, den Wind von der offenen Oberseite des Stadions wegzulenken, wobei auch die Kolonnade zur Kühlung beiträgt, sowohl durch die thermische Masse als auch durch den Venturi-Effekt, der den Luftdruck über die Kolonnadenstrukturen beschleunigt.

Um die Winde mit der richtigen Geschwindigkeit über das Stadion zu leiten, damit die Kühlung stattfinden kann, integrieren die Konstrukteure das Qanat - ein traditionelles arabisches Wassermanagementsystem. Dieses ist unter den Terrassen des Stadions in Form von Speichertanks positioniert, die eine konstante Versorgung des ‚Sees‘ des Stadions mit gekühltem Wasser gewährleisten. Dieses kühlt durch Verdunstung die Luft, welche dann durch die hohle Betonfertigteilkonstruktion durch das Gebäude geleitet wird.

Energiemodelle zeigen, daß das passive Kühlsystem Temperaturen zwischen 27°C und 30°C liefern kann, möglicherweise sogar noch darunter.


Im Juli stellt der Architekt Richard Moreta Castillo, der sich schon seit langem mit grüner Architektur beschäftigt, sein Konzept eines Luxus-Ökotourismus-Resorts vor, welches das erste der Welt sein könnte, das eine Antwort auf die Energiekrise und die lokale Abhängigkeit der Stadt von fossilen Brennstoffen darstellt.

Der riesige Meeresplattform-Komplex namens Grand Cancun ist eine Vision für das Jahr 2020, in dem die mexikanische Stadt Cancun ihr 50-jähriges Gründungsjubiläum feiern wird. Das zukünftige Wahrzeichen ist dem Kaan Kun oder Nest der Schlangen der magischen Legende des Maya-Schlangengottes nachempfunden. Die Öko-Architektur erhebt die Schlange aus dem Wasser in die Unendlichkeit und soll die außergewöhnliche Harmonie zwischen dem Maya-Volk und ihrer neuen Metropole darstellen.

Das Konzept des in Erfurt, Deutschland, beheimateten Büros Richard’s Architecture+Design (RA+D) ist vom Kampf gegen die globale Erwärmung inspiriert und befaßt sich mit Problemen wie Wasserknappheit, Verschmutzung der Küsten durch Müll sowie CO2 durch den Schiffsverkehr. Statt die Umgebung auszubeuten, soll Grand Cancun die erste Meeresplattform werden, die die Umwelt entlastet und kaum Auswirkungen auf das marine Ökosystem hat.

Das Mega-Gebäude, das Hotels, Kongreßzentren, Einkaufszentren, Kinos und viele weitere Unterhaltungskomplexe beinhaltet, wird völlig autark sein, während es die Stadt mit sauberem Trinkwasser und Energie aus erneuerbaren Ressourcen versorgt. Hierzu werden Sonnenkollektoren und vertikale Windturbinen genutzt, ebenso wie das Gebäude auch Gezeiten- und Wellenenergie ernten wird. Zudem wird es Regenwasser sammeln und wiederverwenden sowie zur Reinigung des Meeres beitragen, indem Kohlenwasserstoffe und schwimmende Feststoffe aus dem Wasser entfernt werden.

Avis Magica Grafik

Avis Magica
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Von dem in Bukarest ansässigen Studio Armarada stammt das im August präsentierte Avis Magica – als Beitrag zu einem von DawnTown veranstalteten Wettbewerb, einer lokale Non-Profit-Organisation, die innovatives Design fördert.

Der Wettbewerb forderte ein ikonisches Design für ein Gebäude in der Innenstadt von Miami, was die eher fantastische Form erklärt. Der Entwurf geht das Problem der Stadtverschmutzung mit dem Konzept eines lebenden Turms an, der mit Pflanzen, Wasser, Vögeln, Insekten und anderer Fauna und Flora gefüllt ist. Neben vielen anderen Features weist das Gebäude ein 120 m hohes Aquarium auf, das sein Wasser direkt aus dem Meer bezieht, sowie energieerzeugende ‚Federn‘, über deren Technologie es aber keine Details gibt.

Das künstliche Ökosystem in dem stilisierten Wolkenkratzer, das als riesiger Sauerstofftank für die Stadt dient, ist jedoch mehr als nur ein Denkmal, es ist zum Erleben gemacht. So können Besucher Aufzüge benutzen, um das Innere zu erkunden, nachdem sie ein unterirdisches Museum besucht haben, das der Tierwelt Miamis gewidmet ist, und am Fuße des Aquariums gibt es eine Inselebene, die mit tropischen Pflanzen und Vögeln gefüllt ist.


Im September werden die Gewinner des im Frühjahr veranstalteten Wettbewerbs zur Weltausstellung 2017 in Astana, Kasachstan, bekanntgegeben, deren Masterplan vom Studio Pei-Zhu aus Peking und von SLAB Architecture PLLC aus New York entwickelt worden ist. Im Gegensatz zur letzten Weltausstellung 2010 in Shanghai, wo viele der erstaunlichen Designs und Öko-Themen-Pavillons nach der Veranstaltung wieder entfernt wurden, ist es das Ziel dieser Expo, ein Gelände zu schaffen, das ein Vermächtnis für die Stadt darstellt, indem es neue Wohnungen, Büros, kommerzielle Einrichtungen und Forschungslabore zur Verbesserung der Gegend bereitstellt.

Die über 100 Wettbewerbsteilnehmer aus mehr als 20 Ländern mußten daher sicherstellen, daß ihre Entwürfe unter das Motto ‚Future Energy‘ fallen und Schlüsselkonzepte wie alternative Energiequellen, elektrischen Transport, Nachhaltigkeit, autonome Wasser- und Wärmeversorgung, Reduzierung der CO2-Emissionen und Energieeffizienz ansprechen.

Das Siegerteam, das mit einem Preisgeld von 150.000 £ ausgezeichnet wird, ist das Architektur- und Designbüro Adrian Smith + Gordon Gill Architecture (AS+GG) mit Sitz in Chicago, dessen Entwurf sich über 173 Hektar im Esil-Bezirk der Stadt erstrecken wird. Das Herzstück des Projekts ist der Kasachstan-Pavillon als zentrales Ausstellungszentrum, das von Wohnprojekten, Bildungs- und Gesundheitseinrichtungen, Einkaufszentren, Parks und Boulevards umgeben ist.

Um den kugelförmigen Pavillon herum befinden sich der Internationale Pavillon, der Themenpavillon und der Firmenpavillon, in denen Beiträge aus der ganzen Welt zu sehen sein werden. Nach Beendigung der Expo wird das Gelände ohne Abriß für andere Nutzungen umgewandelt.

Dem Motto entsprechend wird das Astana World Expo-Gelände seinen gesamten Strom aus Wind- und Sonnenenergie selbst erzeugen. Hierfür werden Windturbinen vor Ort und Photovoltaik auf den Dächern sorgen. Darüber hinaus werden die Gebäude und die Landschaftsgestaltung nach den Prinzipien des ökologisch, ökonomisch und sozial nachhaltigen Designs errichtet. AS+GG erwartet den ersten Spatenstich im zweiten Quartal 2014.

Doch auch die anderen Wettbewerbsbeiträge lohnen einen Blick, insbesondere die von Zaha Hadid, UNStudio, Snøhetta Arkitektur og Landskap A/S, Safdie Architects, Mecanoo, der Coop Himmelb(L)au, Saraiva + Associados, Jürgen Mayer H. sowie Massimiliano und Doriana Fuksas.

Tall-Tower Grafik

Tall-Tower
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Ebenfalls in diesem Monat stellt das 2012 gestartete Project Hieroglyph, ein Programm des Center for Science and the Imagination der Arizona State University (ASU), das die Wissenschaften dazu ermutigt, in großen Dimensionen zu denken und zu träumen, ein Projekt des bekannten Science-Fiction-Autors Neal Stephenson vor (von dem u.a. Quicksilver, Snow Crash und Cryptonomicon stammen). Dieser arbeitet zusammen mit Wissenschaftlern und Ingenieuren der ASU an einem Konzept für den höchsten Turm der Welt – um Raketen ins All zu starten.

Wie die meisten ehrgeizigen Projekte begann auch das Projekt Tall-Tower von Project Hieroglyph mit einer einfachen Frage: Wie hoch können wir etwas bauen? Laut dem Statiker Keith Hjelmstad ist der Bau eines bis zu 20 km hohen Wolkenkratzers möglich, der bis in die Stratosphäre hinauf reicht, sofern dabei Edelstahl verwendet wird. Hier abgebildet ist eine graphische Umsetzung durch Adrian Martin.

Wenn er gebaut wird, wäre der Wolkenkratzer 24 mal so hoch wie das gegenwärtig höchste Gebäude der Welt, der knapp 830 m hohe Burj Khalifa, und könnte zum billigsten Weg werden, um Objekte ins Weltall zu befördern. Ein Problem bildet allerdings der Winddruck, der in größeren Höhen an Stärke zunimmt. Konkrete Pläne für eine Umsetzung sind bislang nicht bekannt geworden.

Das hat zwar nichts mit ‚normalen‘ solarbetriebenen Gebäuden zu tun – ist aber so interessant, daß ich es in dieser Aufzählung nicht unterschlagen möchte. Immerhin spricht Stephenson davon, daß der Turm auch neuartige Methoden zur Gewinnung erneuerbarer Energien offenbaren könnte, wie z.B. die Möglichkeit, Energie mit Photovoltaik (oben), Konvektionsröhren (unten) oder Windkraftanlagen (in der Mitte) zu erzeugen.


Eine Idee, die ich wirklich gerne umgesetzt sehen würde, ist der im Oktober vorgestellte ‚unsichtbare‘ Wolkenkratzer, dessen Bau die südkoreanische Regierung im Vormonat genehmigt hat. Das hauptsächlich für Freizeitaktivitäten gedachte Hochhaus wird auch unter den Namen Tower Infinity, Cheongna City Tower und Ecoprism Tower bekannt. Das Büro GDS Architects aus Pasadena, Kalifornien, hatte für den Entwurf des Architekten Charles Wee in einem im Dezember 2008 von der Korea Land and Housing Corp. veranstalteten internationalen Design-Wettbewerb im April 2011 den ersten Preis gewonnen.

Das geplante 450 m hohe Gebäude außerhalb von Seoul in der Nähe des internationalen Flughafens Incheon funktioniert mit Hilfe von 18 wetterfesten Kameras, die in drei Höhen an sechs verschiedenen Seiten des Gebäudes angebracht sind, um Echtzeitbilder der Umgebung zu erfassen, wobei dann drei weitere Abschnitte, die jeweils mit 500 Reihen von LED-Screens gefüllt sind, die einzelnen digitalen Bilder projizieren.

Durch digitale Verarbeitung werden die Bilder dann skaliert, gedreht und zusammengefügt, um ein nahtloses Panoramabild zu erzeugen, das auf den LED-Reihen erscheint und die Illusion der Unsichtbarkeit erzeugt. Im Wesentlichen wird alles, was sich hinter dem Gebäude abspielt, auf die Vorderseite des Gebäudes projiziert. Das LED-Fassadensystem wird so kalibriert, daß das Gebäude von bestimmten Punkten aus"unsichtbar erscheint, während es für Vögel und Flugzeuge durch verschiedene Design-Elemente sichtbar bleibt. Blinkende rote Lichter und die Tatsache, daß alle Flugzeuge den nahegelegenen Flughafen durch Standard-Anflugkorridore anfliegen, garantieren, da8 der Tower kein Risiko für die Flugzeuge darstellt.

Der Bau eines solchen unsichtbaren Aussichtsturms, der Koreas nationales Wahrzeichen werden soll und darauf ausgerichtet ist, die Kraft der Abwesenheit und die Stärke des ‚Nichts‘ zu repräsentieren, würde zwar zu einer großen Energieverschwendung führen – solange das System nicht mittels PV-Paneelen o.ä. betrieben wird – aber spannend hört er sich trotzdem an.

Der tatsächliche Baubeginn erfolgt dann im November 2019, Termin der erwarteten Fertigstellung ist das Jahr 2024.


Im Oktober erscheint in den Blogs das Design des Moon Gate Kulturkomplex, der von Form4 Architecture aus San Francisco als Beitrag zum diesjährigen internationalen Wettbewerb für das Taichung City Cultural Center entworfen wurde. Das dynamische, leuchtende Gebäude soll im Gateway District des Taichung Gateway Park errichtet werden und eine 10-stöckige öffentliche Bibliothek mit risigem Lesesaal sowie ein Museum für bildende Künste beherbergen.

Die Gebäude verfügen über größtenteils gläserne Flächen, die tagsüber Passanten anziehen und nachts als ‚Leuchtfeuer der Aktivität‘ dienen sollen. Sie folgen der Idee, daß die Transparenz des Wissens zu kollektiven Leistungen führt. Eine hohe Porosität zwischen den Gebäuden ermöglicht es dem Wind, frei um die Außenflächen herum zu strömen; Materialien mit geringer Porosität ermöglichen eine bessere Kontrolle über Wasser und Wärmespeicherung.

Hocheffiziente Photovoltaikmodule, die auf dem Dach der Bibliothek und des Museums installiert wurden, nutzen die große Fläche, die der Sonne ausgesetzt ist, während eine energieeffiziente Beleuchtung den Stromverbrauch verringert. Hinzu kommt eine verbesserte passive Belüftung und bewegliche Tageslichtlamellen nebst Mikrojalousien. Die Grundfläche, die Vertiefungen zum Sammeln von Regenwasser aufweist, integriert sich in die einheimische Pflanzenwelt des Parks und bietet Freiflächen für Fußgängeraktivitäten.

Apple Campus 2 Grafik

Apple Campus 2
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In diesem Monat wird auch das bisher streng geheimgehaltene Modell der neuen Apple-Firmenzentrale in Wohnzimmergröße enthüllt, die „ganz auf Grün und ganz auf Innovation ausgerichtet“ ist, wie das Unternehmen verkündet. Demnach wird das Gebäude in Cupertino, Kalifornien, eines der ökologisch nachhaltigsten Bauwerke auf der ganzen Welt sein. Die Kosten werden anfangs auf 3 Mrd. $, später aber auf mehr als 5 Mrd. $ geschätzt.

Das von Foster + Partners entworfene Apple-Hauptquartiers wird 30 % weniger Energie verbrauchen als ein typisches Firmengebäude, und seinen Bedarf zu 100 % aus erneuerbarer Energie decken, die zum Großteil vor Ort produziert wird. Das Gebäude mit dem Namen Apple Campus 2 ist ein ringförmiges Bauwerk mit einem Außendurchmesser von 461 m, das ungefähr 260.000 m2 Bürofläche bietet. Dabei sollen die rund 70.000 m2 der Dachfläche fast komplett mit Photovoltaik-Paneelen bestückt werden. Im Inneren des Rings ergibt sich ein 12 ha großer Park.

In Kombination mit  Brennstoffzellen vor Ort und der Nutzung von erneuerbarer Energie aus dem Netz während Spitzenlastzeiten läßt sich der Campus vollständig mit erneuerbarer Energie betreiben. Es wird erwartet, daß das Gebäude größtenteils auf natürliche Belüftung setzt und während 75 % des Jahres keine Klimaanlage oder Heizung benötigt. Zudem soll der Campus zu 80 % begrünt und von mehr als 7.000 Bäumen umgeben sein.

Schon im November erteilt der Stadtrat von Cupertino der Apple Inc. die endgültige Baugenehmigung. Die Fertigstellung des Gebäudes ist für Ende 2016 geplan. Im Februar 2017 wird das Gelände in Apple Park umbenannt und im April offiziell eröffnet.


Ebenfalls von Foster + Partners entworfen ist das im Oktober präsentierte futuristische Zayed National Museum in Abu Dhabi, das Anleihen an die wüstenartige Bauweise der Region nimmt.

Das Gebäude, das zur Kühlung fünf flügelförmige Stahltürme aufweisen wird, soll auf der Insel Al Saadiyat errichtet werden. Es ist als Denkmal für den 2004 verstorbenen ersten Präsident der Vereinigten Arabischen Emirate Sheikh Zayed bin Sultan Al Nahyan konzipiert und soll die Geschichte und Kultur des Emirats sowie dessen sozialen und wirtschaftlichen Wandel zeigen.

Während die massive Lobby unter der Erde liegt, um die thermischen Eigenschaften des Bodens optimal zu nutzen, saugen die fünf Türme, die aus einem begrünten Hügel sprießen, heiße Luft mit Hilfe des Kamineffekts von unten an, leiten sie durch die Galerien und drücken sie durch Öffnungen an der Spitze der aerodynamischen Türme nach außen. Kühle Luft wird dann durch unterirdische Kühlrohre in die Lobby gepumpt, was den Verbrauch von Klimaanlagen mindert.

Die Tourism Development & Investment Co. genehmigte das Design bereits im Jahr 2010 und erwartet, daß das Museum bis 2016 für die Öffentlichkeit zugänglich ist. Später wird der Termin revidiert und gesagt, daß das Museum voraussichtlich im Jahr 2021 eröffnet wird.


Auch im Bereich der Umsetzungen gibt es viel zu vermelden. So weihen sechs Forschungspartner unter Federführung des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV), Teil des Deutschen Instituts für Textil- und Faserforschung (DITF) in Denkendorf bei Stuttgart, im Januar ein textiles Gebäude ein, das den Namen Eisbärhaus trägt, so benannt nach dem textilbionischen Effekt seiner zeltartigen Hülle. Einer der Partner ist übrigens die TAO Trans-Atmospheric Operations GmbH von Prof. Bernd Helmut Kröplin, der u.a. mit dem Solarluftschiff Lotte bekannt geworden ist.

Eisbärhaus

Eisbärhaus

Der energieautarke Pavillon für ganzjährige Nutzung besitzt neuartige textile Solarkollektoren aus mehreren Membranschichten, die eine hohe Wärmeisolation aufweisen. Dabei trifft das einfallende Sonnenlicht auf ein schwarz beschichtetes Textilgewebe und eine hoch poröse Membran mit Wärmetransportschicht, die für die Erwärmung der durchströmenden Luft sorgen. Warme Sommerluft gelangt so in ein Langzeit-Speichersystem mit Silikagel, in welchem sie bis in die Winterzeit hinein gelagert wird. Eine weitere Schicht in der Gebäudehülle sorgt für eine hohe Wärmedämmung nach außen und ist zuständig für das Fernhalten der Winterkälte.

Weitere Textilapplikationen am und im Bau, an denen gearbeitet wird, sind die Textil-Sensorik zur Unterstützung des Gebäudemonitorings (Erkennen von Feuer, Leckagen oder auch Verschleiß), die Innenraum-Klimatisierung über textile Heiz- und Kühlflächen sowie die Energiegewinnung über textile Solarzellen an Fassaden und Dächern. Ein Thema mit großer Anwendernähe sind Leuchttextilien für den Außen- und Inneneinsatz an Gebäuden (Orientierung, Werbung, Stimmung).


Im Januar werden noch andere Interessante Umsetzungen vorgestellt. So ist das Zero Carbon Building (ZCB) das erste Netto-Null-Energie-Gebäude in Hongkong, das nun für die Öffentlichkeit zugänglich ist. Das Gebäude wurde von Ronald Lu & Partners speziell dafür entwickelt, um ein kohlenstoffarmes Leben zu fördern und kohlenstoffarmes Design und Technologien zu präsentieren. Erwartet werden jährlich 40.000 Besucher.

Das primäre Ziel ist es, den Energieverbrauch mit passiven Designstrategien zu minimieren und den gesamten Strom vor Ort zu erzeugen bzw. sogar noch mehr zu produzieren als benötigt. Hierzu besitzt das Gebäude eine dichte thermische Hülle, die mechanisch gekühlt oder geheizt werden kann, aber auch offen für die Umwelt ist, wenn die Bedingungen stimmen. Dies beinhaltet die Ausrichtung, den Sonnenschutz, einen großen Dachüberstand, eine natürliche Belüftung, die im Sommer für passive Kühlung sorgt, sowie eine natürliche Heizung im Winter.

Das Dach ist mit Photovoltaik-Paneelen bedeckt, um Strom für das Gebäude zu erzeugen. Altspeiseöl wird vor Ort zur Herstellung von Biodiesel verwendet, und Regen- und Grauwasser wird gesammelt und in Schilfbeeten aufbereitet. Zudem sind über 50 % des Geländes begrünt, um das Regenwasser aufzusaugen und den Wärmeinseleffekt zu minimieren. Um sicherzustellen, daß die Energie effizient genutzt und, wenn möglich, ins Netz zurückgespeist wird, wird das gesamte Gebäude mit einem intelligenten Gebäudemanagementsystem verwaltet.

Hôpital Universitaire de Mirebalais

Hôpital Universitaire
de Mirebalais


In Haiti wird im Februar das größte hauptsächlich mit Solarenergie betriebene Krankenhaus der Welt eröffnet, das Hôpital Universitaire de Mirebalais (HUM). Da die Stromversorgung in dem Karibikstaat unregelmäßig ist (die Stromausfälle dauern durchschnittlich drei Stunden pro Tag), was für ein Krankenhaus, das rund um die Uhr Strom benötigt, ein großes Problem darstellt, hatte man sich bei dem neuen Lehrkrankenhaus, das etwa 50 km nördlich von Port-au-Prince liegt, für die Nutzung von Solarenergie entschieden.

Die 1.800 Solarpaneele auf dem Dach des Krankenhauses produzieren an einem hellen Tag bis zu 140 MWh Strom. Da dies mehr ist als der tägliche Energiebedarf des HUM, wird die überschüssige Menge in das nationale Stromnetz Haitis eingespeist, was eine Premiere ist. Das Dach ist weiß gestrichen, um einen Teil der Sonnenstrahlen zurück auf die Paneele zu lenken, die einen Fuß über der Dachoberfläche schweben.

Das Krankenhaus ist hell und luftig mit Innenhöfen, Gärten und Wartebereichen unter freiem Himmel. Weitere Aspekte des nachhaltigen Designs sind natürliche Belüftung und Beleuchtung, Sonnenwinkel und Dachüberstände, Lichtsensoren, Heilgärten und Innenhöfe sowie wassersparende Sanitäranlagen und eine hocheffektive Abwasseraufbereitung. Die natürliche Belüftung, gekoppelt mit der Plazierung von ultraviolettem Licht in offenen Bereichen, reduziert die Ausbreitung von im Krankenhaus erworbenen Infektionskrankheiten.


Im März wird in der Xiangshawan-Wüste in China ein Hotel fertiggestellt, das aufgrund der Einschränkung durch die besonderen geographischen Bedingungen auf einem neuen strukturellen System basiert, welches in dünnem Sand nur mit Stahlplatten ohne die Hilfe von Beton oder Wasser fixiert wird. Die vorgefertigten Elemente und die tragenden Skelettstrukturen machen die Basis des Gebäudes zu einem großen Container im Sand. So kann die Stahlpaneelkonstruktion wie ein auf der Wüste schwimmendes Boot funktionieren, das das Gebäude trägt.

Das Lotus Hotel liegt rund 800 km westlich von Peking und ist eine umweltfreundliche Netto-Null-Energie-Konstruktion auf einer Fläche von 30.000 m2 – und Teil eines größeren Entwicklungsplans von PLaT architects, der schließlich zu einer Netto-Null-Wüstenstadt führen soll.

Um die Nachhaltigkeit des Projekts weiter zu steigern, werden für die Inneneinrichtung lokale Materialien verwendet. Durch eine Reihe von Experimenten gelang so zum Beispiel die Erfindung eines Materials für Wandverkleidungen, das aus dem Sand der örtlichen Wüste hergestellt wird.

Die Architekten streben zudem eine Architektur an, die in ihrem eigenen System ausreichend Strom und Wasser die Versorgung erzeugt. Details darüber sind bislang nicht bekannt. Das Hotel gewinnt im Jahr 2018 den German Design Award.


Ebenfalls in diesem Monat wird bekannt, daß der belgische Alternativ-Architekt Vincent Callebaut, der uns schon sehr häufig mit seinen futuristischen Entwürfen begegnet ist, nun endlich auch etwas verwirklichen kann. Demnach beginnt in Taipeh, Taiwan, der Bau des Agora Tower, eines verdrehten Wolkenkratzers mit vertikalen Gärten.

Agora Tower im Bau

Agora Tower
(im Bau)

Das 93,2 m hohe Wohnhochhaus im Xinyi Special District hat 21 oberirdische Stockwerke und vier Untergeschosse. Im Inneren befinden sich sieben Aufzüge, von denen einer Autos und sogar Krankenwagen transportieren kann.

Der Turm ist so gestaltet, daß er die schraubenförmige Struktur der DNA-Doppelhelix nachahmt, wobei sich jede Etage um 4,5° zur vorherigen dreht. Es gibt einen zentralen Kern, der eine Fülle von hängenden Gärten ermöglicht, die mit eßbaren und dekorativen Pflanzen bewachsen sein werden, was es den Bewohnern der 40 Luxusapartments ermöglicht, einen Teil ihrer eigenen Nahrung selbst zu ernten. Es gibt auch Kompostplätze, um Abfälle in organischen Dünger zu verwandeln.

Außerdem wird jede der 650 m2 großen Wohnungen, die alle ihre eigenen Balkone haben, mit einer begrünten Innenwand ausgestattet, die für optimale Luftqualität und eine grüne Ästhetik sorgt. An der Spitze findet man einen großen, frei zugänglichen Garten, dessen 1.000 m2 große Pergola mit Photovoltaik-Bedeckung Strom für das Gebäude produziert. Und auf der obersten Etage gibt es einen Hubschrauberlandeplatz.

Ein kreisförmiger Lichttrichter leitet das Tageslicht bis in den Keller des Gebäudes, und Low-E-Glas wird übermäßige Sonneneinstrahlung abmildern und Wärmeverluste verhindern. Ein Regenwasserauffangsystem reduziert zudem den Druck auf die städtische Wasserversorgung und verleiht dem Komplex noch mehr Unabhängigkeit. Die Fertigstellung soll 2016 erfolgen, verzögert sich dann aber bis 2018.

Das Bauwerk, das mit ca. 20.000 Bäumen und Sträuchern bepflanzt wird, erhält ein LEED-Gold-Energielabel sowie ein Diamond-Level und gewinnt – so wie das vorstehenden Hotel – im Jahr 2018 den German Design Award.

Passivhaus/Baytna-Experiment Grafik

Passivhaus/Baytna-Experiment
(Grafik)


In einem besonderen Projekt, das in diesem März öffentlich vorgestellt wird, atten sich eine Reihe privater und staatlicher Organisationen in Katar zusammengetan, um das erste Passivhaus des Emirats zu bauen. Im Rahmen des im Juli 2012 begonnenen Passivhaus/Baytna-Experiment wurden zwei 225 m2 große, einstöckige Villen errichtet – die nun gegeneinander ausgespielt werden sollen, um festzustellen, welche mehr Energie und Wasser verbraucht, und wie sich das in Deutschland entwickelte Passivhaus-Konzept bei extremer Hitze und Feuchtigkeit bewährt.

Das eine ist ein Standard-Luxushaus mit dem Namen Baytna (arabisch: unser Haus), das nach einem Ein-Sterne-Standard des Global Sustainability Assessment System (GSAS) gebaut wird, während das zweite ein Passivhaus mit verschiedenen energie- und wassersparenden Merkmalen ist. Herzstück beider Gebäude ist ein zentraler, quadratischer Innenhof, wobei die drei Schlafzimmer, die alle über ein eigenes Bad verfügen, ebenfalls an den Seiten des Innenhofs liegen.

Das Passivhaus zeichnet sich durch eine zusätzliche Außenbeschattung, eine luftdichte Bauweise und eine hocheffiziente Klimatisierung aus. Wärmeeintrag und Tageslicht werden passiv über kleine Fenster und Oberlichter mit Hochleistungsverglasung gesteuert.

Die auf dem Dach montierte Solaranlage aus 136 Photovoltaik-Paneelen soll jährlich 58.000 kWh Strom für das Haus erzeugen, wobei überschüssiger Strom in das nationale Stromnetz eingespeist wird, was für Katar eine Premiere darstellt. In den Dachraum wird eine Solar-Warmwasserheizung integriert, zudem werden Bioreaktortanks installiert, die Wasser reinigen und wiederverwerten.

Die Paneele selbst werden auch einem Experiment unterzogen, bei dem in Zeiten, in denen Staubstürme und/oder Regenfälle am häufigsten auftreten, die Hälfte der Paneele von Wartungspersonal manuell gereinigt wird – und die schwerer zugänglichen mit einem automatischen Wischsystem, das von einer Schweizer Firma entwickelt wurde.

Während einem sechsmonatigen Testzeitraum ab dem Herbst wird dann jeweils eine dreiköpfige Test-Familie in den beiden Gebäuden wohnen – mit ähnlichen Grundrissen, Einbauten und Geräten. Anschließend werden die Familien darin geschult, einen umweltfreundlichen Lebensstil zu führen, bevor sie für weitere sechs Monate bleiben dürfen, in denen beobachtet wird, wie sich die Verhaltensänderung auf den Ressourcenverbrauch auswirkt. Im Sommer 2014 wird dann die volle Leistungsfähigkeit der Villa getestet, wenn der Energiebedarf seinen Höhepunkt erreicht.

Die Baukosten für die Öko-Villa sind nur 16 % teurer als die der Standard-Villa. Das Live-in-Experiment wird gewählt, um realitätsnähere Ergebnisse zu erzielen als mit einem computer-simulierten Test. Die Studie ist Teil eines zweijährigen, 665.000 $ teuren Projekts, das vom Qatar National Research Fund unterstützt wird.

Bullitt Center im Bau

Bullitt Center
(im Bau)


Im April eröffnet in Seattle das ‚Grünste Geschäftsgebäude der Welt‘ – das seit 2011 im Bau befindliche Bullitt Center (früherer Name: Cascadia Center for Sustainable Design and Construction). Die Idee für das Gebäude stammt vom Präsidenten der gemeinnützigen Bullitt Foundation, Denis Hayes, der auch ein Mitbegründer des Earth Day ist und nun einen neuen Hauptsitz hat. In diesem befinden sich außerdem Büro- und Geschäftsräume für führende Unternehmen der ökologischen Baubranche.

Das technische Highlight ist die 244 kW Solaranlage aus 575 Solarpaneelen, die fast flach auf dem Dach liegen und eine Traufe bilden, die weit über die Grundfläche des Gebäudes hinausreicht. Die geringe Neigung von 5° soll die Leistung der Paneele um nur 10 % beeinträchtigen, während gleichzeitig mehr davon auf die gleiche Fläche gepackt werden können. Es wird mit 230.000 kWh elektrische Energie pro Jahr gerechnet, und damit mehr, als das Gebäude selbst benötigt.

Eine weitere Effizienzmaßnahme ist die Maximierung des Tageslichts. Die Bullitt Foundation behauptet, daß das Büro-Gebäude, das ja hauptsächlich während der Tageslichtstunden genutzt wird, 90 % der Zeit ohne jegliche elektrische Beleuchtung auskommt. Zudem sorgen Anwesenheitserkennung, Tageslichtsensoren und Dimmung dafür, daß nicht mehr Licht als nötig eingesetzt wird. Zu den weiteren Merkmalen gehören 26 geothermische Brunnen, die 120 m tief in den Boden reichen, wo eine konstante Temperatur von 12 °C herrscht. Diese Brunnen helfen, das Gebäude im Winter zu heizen und im Sommer zu kühlen.

Um Wasserautarkie zu demonstrieren, ist das 6-stöckige Gebäude u.a. mit Trockenkomposttoiletten und einer Regenwassersammlung auf dem Dach ausgestattet, die das Wasser zur Reinigung in einen unterirdischen Speicher leitet. Das Bullitt Center ist zudem das erste Mittelhochhaus in Seattle seit den 1920er Jahren, bei dem neben Stahlrahmen auch schweres Holz verwendet wird. Damit ist das Gebäude dem aufkommenden Interesse an Holz als Hochleistungsbaustoff voraus.

Im Gegensatz zu anderen zeitgenössischen kommerziellen Gebäuden, die oft nur eine Lebensdauer von wenigen Jahrzehnten haben, ist das 32,5 Mio. $ teure Bullitt Center der Architekten Miller Hull Partnership für eine Lebensdauer von 250 Jahren ausgelegt. Nach eine einjährige Prüfung erhält das Center im April 2015 die Living-Building-Zertifizierung, die als höchster Standard für die Nachhaltigkeit von Gebäuden gilt. Im Laufe des Bewertungszeitraums verbrauchte das Gebäude 152.877 kWh und produzierte 243.671 kWh, wobei der Überschuß ins Netz eingespeist wurde.

Außerdem waren im Vorfeld mehr als 1.000 Baustoffe und Gebäudekomponenten untersucht worden, um sicherzustellen, daß nichts im Gebäude zu irgendeinem Zeitpunkt während seines Lebenszyklus giftige Stoffe freisetzt.


Auch im April wird der Grundstein für das solarbetriebene Grand Stade de Bordeaux gesetzt, dessen Pläne erstmals 2011 von dem Schweizer Architekturbüro Herzog & de Meuron enthüllt worden waren, und das ganzjährig als Hauptquartier der Mannschaft Girondins de Bordeaux dienen soll. Die Arbeiten hatten bereits im November 2012 begonnen.

Das gut 42.000 Zuschauer fassende Stadion für die Fußball-Europameisterschaft 2016, dessen Fertigstellung im Mai 2015 geplant ist, verfügt über 700 m2 Solarpaneele auf dem nördlichen Dachsegment, die zur Energieversorgung des Stadions beitragen, das nur bei Großveranstaltungen externe Energie benötigt.

Eher ungewöhnlich ist auch die Form der Sportstätte selbst: Als Quader von 233 m Länge, 210 m Breite und 37 m Höhe hebt sie sich wohltuend vom ovalen Stadioneinerlei ab. Ein quadratisches Vordach wird von Hunderten schlanker weißer Stangen getragen, die Bäume in einem Wald imitieren, während sich ein konkaves Dach sich zum Himmel hin öffnet und gleichzeitig die Sitzbereiche vor den Elementen schützt.

Der Name Grand Stade de Bordeaux war die vorläufige Bezeichnung der Veranstaltungsstätte, das zur Deckung der Baukosten die Rechte an einen Namenssponsor verkauft werden sollten. Da anfangs kein zahlungskräftiger Sponsor gefunden werden konnte, wurde der Neubau bei der Eröffnung im Mai 2015 unter der Bezeichnung Nouveau stade de Bordeaux eingeweiht. Erst im September erwarb das französische Versicherungsunternehmen Mutuelle d’assurance des travailleurs mutualistes (Matmut) die Namensrechte für zehn Jahre bis 2025. Das Stadion trägt nun den Namen Stade Matmut-Atlantique.

 

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