Innovative Projekte

"zukunftsweisende Ideen für ein besseres Klima"

Hauptgegenstand des „Climadesigns“ ist es, die gebaute und natürliche Umgebung in die Formung von Architektur einzubeziehen.

Dies betrifft sowohl den Prozess des Entwurfs als auch die Bauweise sowie Konstruktions- und Fertigungsprinzipien. Das Verhältnis zwischen Gestalt und Energieeffizienz ist dabei substanziell. Ziel ist es, neue Methoden zur Entwicklung nachhaltiger Bauweisen zu finden.

Für eine möglichst frühzeitig effektive Planung wird man von den heutigen Technologien unterstützt.

Für die Architektur galt seit jeher die Aufgabe, verschiedene Disziplinen und Fachbereiche zu koordinieren und zu integrieren. Im Folgenden wird eine Auswahl an gelungenen Entwürfen und bereits gebauter innovativer Architektur vorgestellt.

COR Tower

COR Tower

Miami, Florida

COR Tower
Cor Tower

Der COR Tower in Miami ist der erste nachhaltige Wohn- und Geschäftskomplex in der Gegend. Auf 25 Geschossen finden Geschäfte, Büros, Fitnesseinrichtungen und 113 Wohnungen vom Studio bis zum Penthouse Platz. 
Das Gebäude wurde durch ein Zusammenspiel moderner Architektur, Ingenieurskunst und ökologischen Ansätzen konzipiert und ist eine wahre Ökomaschine. 
Getragen wird der Tower von einem Skelett, welches auch die thermische Masse des Hochhauses darstellt. Es trägt die Terrassen und Leitungsstränge und übernimmt gleichzeitig die Verschattung. Um Energieverluste zu vermeiden wurden Low-E-Gläser eingesetzt. Kleine Windturbinen, welche in unregelmäßigen Löchern in die Außenwand integriert sind, erzeugen Strom. Die Warmwasserherstellung übernehmen Solarkollektoren. Mechanische Vorrichtungen vor den Fenstern und Schattenspender sorgen für eine natürliche Kühlung. Durch die Grau- und Regenwassernutzung werden natürliche Ressourcen geschont. Die Baumaterialien des Passivhauses sind umweltverträglich und frei von schädlichen Chemikalien. Die Bodenfliesen bestehen aus recyceltem Glas und die Flure sind mit Bambus verkleidet. Gartenterrassen und Loggia-Bereiche sorgen außerdem für eine natürliche Atmosphäre.

Entwurf:
Chad Oppenheim
in Kooperation mit dem Energieberater Happold und dem Statiker Ysrael Seinuk.

New Energy Institute „Energy Flower“

New Energy Institute „Energy Flower“

Wuhan, China

New Energy Institute „Energy Flower“

Das New Energy Institute in Wuhan ist das erste Gebäude, welches ein „Building Research Establishment Environmental Assessment Method“ kurz „BREEAM“ erhielt.
 Chinas neue Blume wurde als nachhaltigster Büroturm der Welt erbaut. 
Inspiriert von der Lilien-Blume, die Hoffnung, Reinheit und Größe symbolisiert, ist es CO2-frei und klimaneutral. Umgeben von fünf Laborgebäuden und einem Ausstellungszentrum nimmt das 140 Meter hohe Projekt 90.000 m2 Fläche ein. Durch seine besondere Form ist das Gebäude in der Lage sich selbst Schatten zu spenden.

Cor Tower
Cor Tower

China setzt mit der Energy Flower ein symbolisches Zeichen, dass es sich mehr an einer nachhaltigen Zukunft orientieren will. In dem New Energy Institute werden nachhaltige Baumethoden erforscht und entwickelt. Über 2.000 Studenten und Forscher sind daran beteiligt und für ihre Arbeit im Gebäude untergebracht. Den Wettbewerb für das Bauvorhaben gewann das niederländische Architekturbüro Soeters van Eldonk Architects zusammen mit der niederländischen Planungs- und Ingenieurgesellschaft Grontmij. Den Planern war es wichtig, das Projekt nach einem ganzheitlichen, passiven Null-Energie-Konzept zu entwickeln und nicht nur bloß nachhaltige Materialien zu verwenden. Die besondere Form erhielt das Gebäude aufgrund der extremen klimatischen Bedingungen Wuhans. In der Gegend herrscht ein subtropisches Klima mit Temperaturen bis zu 45°C. Das Gebäude sollte eine Glasfassade erhalten, um das Tageslicht optimal nutzen zu können. Um den Kühlungsbedarf so gering wie möglich zu halten war es bei der Formfindung von großer Bedeutung die bestmöglichste Verschattung für die Südfassade sicherzustellen. Auf Grundlage dessen kam die Idee eines weit auskragenden Daches, da es den südlichen Büroflächen im Sommer Schatten spendet und im Winter durch den niedrigeren Sonnenstand direktes Tageslicht ins Gebäudeinnere lässt. Die kelchartige Blumenform mit ihrer großen Dachfläche bietet außerdem viel Platz für Photovoltaik-Module zur Stromerzeugung. Im Kelch des Daches wird Regenwasser aufgefangen, welches für die Wasserversorgung für das Gebäude genutzt wird.
Die Belüftung des Gebäudes erfolgt primär auf natürliche Weise. Durch die Sonne erhitzte Luft strömt durch einen innenliegenden vertikalen Glastunnel und erzeugt einen Kamineffekt. Die Frischluft wird so durch Fensteröffnungen angesogen und sorgt für die Belüftung sowie Kühlung des Gebäudeinneren. Die Fenster an der Außenfassade können manuell geöffnet werden, während im zentralen Schaft die Be- und Entlüftung kontrolliert über Lüftungsschlitze vollzogen wird. Eine zusätzliche Lüftungsanlage unterstützt das System.
Im 17. Stockwerk befindet sich hinter einer offenen Fassade ein Dachgarten. Von hier aus hat der Betrachter nicht nur eine gute Sicht auf die Gründächer der blätterförmigen Labore am Fuß des Gebäudes sondern auch einen guten Einblick in die wichtigsten Komponenten des Energiekonzepts.

Entwurf:
Soeters Van Eldonk architects
In Zusammenarbeit mit der niederländischen Planungs- und Ingenieurgesellschaft Grontmij

Vertical Village

Vertical Village

Calabria, Italy

Vertical Village

Der größtenteils in den Siebzigern und Achtzigern entstandenen Salerno-Reggio-Calabria-Autobahn ihn Italien steht die Stilllegung bevor. Eine große Besonderheit der Straße ist, dass sie zum Teil durch Tunnel und über einige Viadukte führt. In einem Wettbewerb sollten innovative Ideen für eine neue Nutzung einiger Teile dieser Straße ausgearbeitet werden. Die potenzialreiche, landschaftliche Situation sollte mit einbezogen und die Verwendung von erneuerbaren Energien sowie nachhaltige Technologien berücksichtigt werden.

Die Architekturbüros OFF architecture, PR Architect und Samuel Nageotte haben diesen Wettbewerb gewonnen. Sie planen die Umnutzung eines Viadukts zu einem vertikalen Dorf. Vorgesehen sind Einrichtungen zum Wohnen sowie für Freizeit und Gesundheit. Der Entwurf hebt sich in seiner Typologie vom Kontext ab, fügt sich aber unter Berücksichtigung des Standort-Charakters in die Landschaft ein. Das Viadukt befindet sich in einem sehr stabilen Klima in der Nähe des Vulkans Ätna und bietet eine Sicht auf das Meer und die schöne, unberührte Landschaft. Die Gegend erfährt einen steten Zuwachs an Touristen und Menschen, die sich auf der Suche nach höherer Lebensqualität dort niederlassen. Immer mehr ältere Menschen suchen nach Orten wie diesen, um sich dort zur Ruhe zu setzen.

Der Entwurf des vertikalen Dorfes bedient sich an der bestehenden Form des Viadukts, insbesondere an den riesigen Pfeilern. Somit bleibt der Eingriff in die umgebende Natur minimal. Die bereits bestehende Infrastruktur ist gut ausgebaut und kann genutzt werden.

Die Fahrbahn bleibt Durchreisenden als Verkehrsweg erhalten. Den Besuchern und Bewohnern des vertikalen Dorfes soll die Fahrbahn aber nun auch eine Fußgängerpromenade bieten. Für den öffentlichen Verkehr, Grünflächen und Technik wird das horizontale Deck um zwei Geschosse erweitert. Die Wohnflächen werden vertikal an den Pfeilern angeordnet. Jeder Bewohner erhält eine einzigartige Sicht von seiner Wohnung in die Natur.

Mit dem vertikalen Dorf wollen die Architekten neue Möglichkeiten aufzeigen, die solch eine untypische Sanierung für die Gegend bewirken.

Cor Tower

Das System ist dank der Regenwasser- und Erdwärmenutzung ressourcenschonend. Durch die Regenwassernutzung kann Energie produziert und der Bedarf im Haushalt gedeckt werden. Grauwasser wird durch Phytosanierung und verunreinigtes Wasser durch Methanisierung gereinigt. Strom wird durch Erdwärme gewonnen.

Entwurf:
Off architecture, PR Architect und Samuel Nageotte

Cor Tower
Cor Tower
Bioreaktor-Fassade

Bioreaktor-Fassade

BIQ, Hamburg

Cor Tower
Cor Tower

Das einzigartige Hamburger Wohngebäude BIQ ist in der Lage sich selbst mit Energie zu versorgen. Dies geschieht über eine Bioreaktorfassade an der Südost- und Südwestseite des Gebäudes. In plattenförmigen Paneelen aus Glas werden Mikroalgen gezüchtet, welche durch Photosynthese und Solarthermie Biomasse und Wärme erzeugen. Die Mikroalgen wandeln bei der Photosynthese auf sehr effiziente Weise CO2 in Biomasse um, die später als Rohstoff für die Erzeugung von Biogas dient. Das BIQ reduziert mit seiner 200m2 großen Algenfassade den CO2-Ausstoß um rund sechs Tonnen im Jahr, besitzt einen Wärmegewinn von rund 15 kWh/m2 und absorbiert 2,5 Tonnen CO2 jährlich aus der umgebenden Luft.


Die Firma Colt übernahm die Konstruktion der transparenten Hohlkörper, die Behälter für die Algenkulturen. Dabei spielte auch der ästhetische Anspruch eine Rolle, da die Paneele an der Außenfassade angebracht werden und auch von innen ersichtlich sind. Sie sind 2,60 Meter hoch, 70 Zentimeter breit und circa zwei Zentimeter dick. Der Hohlraum fasst 24 Liter. Durch einen Zu- und einen Ablauf können alle Bioreaktoren zu einem zirkulierenden System miteinander verbunden werden. Innerhalb der Reaktoren wird Druckluft erzeugt, die verhindert, dass sich die Algen absetzen oder faulen. Zudem wird CO2 eingebracht, welches das Wachstum fördert. Drei parallel laufende vertikale Stege innerhalb des Reaktors sorgen für die Verteilung des Gases. Die Arup Deutschland GmbH plante die Haustechnik und letztendlich die Umsetzung der Bioreaktor-Fassade als einen multiplen Energielieferanten. Im Kreislauf des zirkulierenden Systems befindet sich die Haustechnikzentrale, von der aus die Biomasse sowie die Wärme entnommen wird. Die Energiemanagerzentrale speichert und verteilt die gewonnene Energie. Durch Lichteinfall heizen sich die Reaktoren tagsüber auf. Diese Wärme wird über einen Wärmetauscher abgeleitet und entweder im Gebäude gespeichert oder für die Brauchwassererwärmung genutzt.

Die Bioreaktorfassade des Hamburger Gebäudes bildet in Kombination mit Geothermie, Solarthermie und Nahwärme einen regenerativen Energie-Kreislauf. Die Algen werden regelmäßig abgeerntet. Die geerntete Masse wandert in einen Sammelbehälter und wird mit einem bis zu achtzig prozentigen Wirkungsgrad in einer Biogasanlage in Methan umgewandelt. Dadurch wird eine Brennstoffzelle betrieben, die Biogas zu Wärme und Strom umwandelt. Das entstandene CO2 wird wiederum in die Algenfassade geleitet, um die Mikrobiomasse zu düngen. Überschüssige Energie kann im Erdreich zwischengespeichert oder ins Nahwärmenetz eingespeist werden.

Entwurf:
SSC Strategic Science Consult GmbH, Arup Deutschland GmbH und Colt International

Luftreinigende Fassade

Luftreinigende Fassade

MANUEL GEA GONZÁLEZ KRANKENHAUS, MEXIKO-STADT

Hinter der als lediglich modernes Design erscheinenden Fassadenverkleidung des Krankenhauses liegt eine Technologie zum Umweltschutz. Denn sie filtert Schadstoffe aus der Luft. Mexico Stadt gehört mit mehr als 22 Millionen Einwohnern zu den am dichtesten besiedelten Gebieten der Welt. Starke Luftverschmutzung zerrt an der Gesundheit ihrer Bewohner.

Mit der 2500m2 großen Luftfilter-Membran trägt das Krankenhaus zum Kampf gegen den Smog bei. Nach Schätzungen der Geschäftsführer kann die Fassade die tägliche Menge Smog von eintausend Autos reduzieren. Die Oberfläche der Module ist mit einer dünnen Titanoxidschicht umhüllt. Unter Sonneneinstrahlung wird diese genutzt um die Stickoxide in Kohlendioxid und Wasser umzuwandeln. Die Fassade ist nicht nur imstande die Luft zu reinigen, sie reinigt auch sich selbst. Dieser Aspekt führt - über die Lebensdauer des Gebäudes hinweg - zu geringeren Reinigungskosten. Zwar entstehen leicht höhere Herstellungskosten, diese sind jedoch so gering, dass sie sich kaum auf die Gesamtkosten der Fassade auswirken.

Ähnliche Projekte gibt es bereits in Perth, Australien und in Abu Dhabi.

“Das Interessante an einer Technologie wie dieser ist, dass sie zwar die Luftverschmutzung insgesamt in einer Stadt wie Mexiko nicht sofort senken kann, aber lokal einen direkten Einfluss auf die Schadstoffkonzentration am Standort hat. Man kann das Umfeld der Menschen, die dort arbeiten oder jeden Tag daran vorbei gehen, verbessern.”

Entwurf:
Elegant Embellishments Berlin

Cor Tower
Cor Tower



 
Cor Tower

“Wir müssen nicht immer nur versuchen, etwas im Großen zu bewirken. Wir können mit Architektur auf lokaler Ebene einen Beitrag leisten. Die Verknüpfung all dieser Dinge ist letztlich am Ende für uns alle von Nutzen.”

Allison Dring, Mitgründerin des Unternehmens Elegant Embellishments

Cor Tower
Photoflow

Photoflow

NOS, Mexico

Photoflow

Photoflow ist der Name eines kleinen Kraftwerks, das nicht nur grünen Strom generiert, sondern auch Trinkwasser erzeugt.

Weltweit leben noch immer Milliarden Menschen ohne Strom und Millionen Menschen ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser. Mittels einfacher Montage auf dem Hausdach kann das Minikraftwerk diesen Menschen helfen, zu überleben.

Die Konstruktion basiert auf acht identischen Solarmodulen, welche zum Achteck zusammengefügt sind und in ihrer Mitte zu einem Trichter laufen. Dort wird Regenwasser gesammelt und gefiltert. Auf einem Wassertank montiert, speichert es aufgefangenes und gefiltertes Regenwasser. Der aus recyceltem Polyethylen bestehende Tank fasst 400 Liter Wasser und ist im Inneren mit einer speziellen Schicht überzogen, die eine Bildung von Algen und Bakterien verhindert.

Die mit einer antireflektierenden Schicht bedeckten Solardmodule bestehen aus monokristallinem Silizium. Diese Schicht schützt den Halbleiter und mindert den Verlust der Einstrahlung.

Säuberung, Wartung und Austausch der Module geht einfach vonstatten. Ein abweisender Schutzfilm verhindert, dass sich Schmutz auf diesen ablagern kann.

Cor Tower
Cor Tower
Cor Tower

Von der Konzeptphase bis hin zur Detailoptimierung steht heute immer mehr eine nachhaltige und ganzheitliche Betrachtung von Architektur im Fokus, um energie- und klimaoptimiert bauen zu können. Hochtechnisierung kann hier nicht Lösung sein, vielmehr müssen die vielen teilweise verloren gegangenen passiven Kräfte mobilisiert und auf aktive Maßnahmen abgestimmt werden. Das Maximum an Behaglichkeit mit einem Minimum an Energie erreichen - ClimaDesign