Bürogebäude ohne Heizung und Klimaanlage

Ende November 2021 fertiggestellt wurde ein fünfgeschossiges Bürohaus in München-Gräfelfing, das mit einer für hohe Wärmedämmung sowie Wärmespeicherung konzipierten Gebäudehülle aus mineralisch gefülltem Ziegel wesentlich zu einer ganzjährig angenehmen Raumtemperatur von 22 bis 26 Grad Celsius beiträgt – ganz ohne Einsatz kostenintensiver Haustechnik.

Gewünscht wurde vom Bauherrn, der Heinrich Nabholz KG, am Standort ihrer Hauptverwaltung im Westen der bayerischen Landeshauptstadt ein besonders nachhaltiger Büroneubau. Neben ökologischen Gründen hat auch der Wegfall der erheblichen Anschaffungs-, Installations- und Wartungskosten von Heiz- und Klimatechnik zu dieser Entscheidung beigetragen.

Am „Bürohaus 2226“ in Lustenau orientiert

Das Gebäude (52 x 15,20 Meter) besitzt insgesamt fünf oberirdische Geschosse und verfügt über zwei Tiefgaragen mit insgesamt 68 Pkw-Stellplätzen. Die nutzbare Bürofläche verteilt sich derzeit auf insgesamt neun Büroeinheiten, die in Größe und Zuschnitt der einzelnen Räumlichkeiten variieren. Der Verzicht auf die übliche Haustechnik erforderte vom Architekten eine veränderte Herangehensweise mithilfe wärmetechnisch optimierter Außenwände und Decken sowie einer lüftungstechnisch durchdachten Innenraumkonzeption.

Ein 2013 erbautes Bürohaus im Millennium-Park im österreichischen Lustenau zeigt beispielhaft, wie das Fehlen von Heiz- und Klimatechnik unter anderem durch ein zweischaliges Ziegelaußenmauerwerk wirtschaftlich realisierbar ist. „Bei der Raumkonzeption gingen wir jedoch andere Wege,“ betont Architekt Bernd-Simon Schwarz vom Schwarz Architekturbüro (Altdorf). „Rund 70 Prozent der Fläche wird künftig an Fremdnutzer vermietet. Daher wollten wir nicht nur Großraumbüros umsetzen, sondern auch abgeschlossene Büroeinheiten ermöglichen.“

Konzept für natürliche Lüftung

Eine wichtige Voraussetzung für das Gebäudekonzept war die Schaffung eines großen, zusammenhängenden Raumes mit freier Luftzirkulation sowie steuerbaren, motorisierten Fensterklappen, die eine ausreichende Frischluftzufuhr sicherstellen.

An den mittig im Gebäude angeordneten Wandscheiben wurden zudem Überströmelemente aus Holz eingebaut, sodass trotz Abtrennung von Büroräumen eine dauerhafte Querlüftung bei gleichzeitiger Schallreduzierung möglich ist.

So kann man leicht kleinere Büroeinheiten schaffen und dabei trotzdem die Luftzirkulation gewährleisten. Sollte der Bereich dann doch als Großraumbüro genutzt werden, dienen diese Elemente aus Holz automatisch als prägendes Gestaltungselement des Innenraums.

Zweischalige Außenwand aus Ziegeln

Angesichts der speziellen Anforderungen galt der Außenwandkonstruktion und ihrer Dimensionierung ein Hauptaugenmerk. Wie beim Bauwerk in Lustenau entschied man sich aufgrund der gleichermaßen guten wärmedämmenden wie speichernden Eigenschaften für ein zweischaliges Ziegelmauerwerk. Da sich jeder Zentimeter eingesparter Außenwanddicke in zusätzlicher Nutzfläche auszahlt, wird der dämmstoffgefüllte „Unipor Coriso“-Ziegel eingesetzt, um die Dicke der Gebäudehülle zu reduzieren.

Während beim Lustenau-Gebäude die Gebäudehülle noch 81,8 Zentimeter dick ist, kommt das Münchener Projekt auf insgesamt 65 Zentimeter: Je 30 Zentimeter Ziegel-Außenschale (Typ WS08) und Innenschale (Typ WS10) zuzüglich trennender Mörtelfuge (1,5 cm), Kalkzementputz auf der Außen- und Kalkputz auf der Innenwand (2,0 bzw. 1,5 cm).

Ein weiterer wichtiger Faktor ist neben dem erreichten geringen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) von 0,143 W/(m²K) auch die aufgrund des Lochbildes erzielte hohe Druckfestigkeit des Coriso-Ziegels. Die lastabtragende WS10-Innenschale gewährleistet durch eine Druckfestigkeit von 5 MN/m² (Festigkeitsklasse 12) auch bei fünf Geschossen eine sichere Tragfähigkeit der Außenwand.

Planer und Bauherr entschieden sich für Mauerziegel aus dem nur rund 80 Kilometer von München-Gräfelfing entfernten Mainburg-Puttenhausen (Landkreis Kelheim), wo die in den vergangenen Jahren mehrfach für ihre ökologische Produktion ausgezeichneten Ziegelwerke Leipfinger-Bader (Vatersdorf) 2020 eine Recycling-Anlage in Betrieb genommen haben.

Realitätsnahe Wärmebrückensimulationen

Die Projektverantwortlichen gaben beim Energieverbrauch den Effizienzhausstandard 55 für Nichtwohngebäude vor. Statt energiezehrender Heiztechnik werden zur Erwärmung der Büroräume ausschließlich natürliche Quellen wie Körperwärme oder technische Gegenstände wie Lampen und PCs genutzt. Ihre Abwärme wird in den massiven Ziegelwänden zwischengespeichert und zeitverzögert an den Innenraum abgegeben. Ähnliches gilt aufgrund ihrer hohen Speicherkapazität für die 24 Zentimeter dicken Stahlbeton-Fertigteildecken mit ihrer Sichtbetonunterseite. Sie wirken in den Sommermonaten wie ein Kältespeicher und tragen so ebenfalls zur angenehmen Raumtemperatur bei.

Der besondere Einfluss der Gebäudehülle auf das Raumklima erforderte zudem die Minimierung von Wärmebrücken. Deshalb wurden in allen relevanten Anschlussbereichen an die Außenwand, wie beispielsweise zwischen Fensteröffnungen und Mauerwerk sowie der Dachhautanbindung, sehr effiziente Dämmlösungen verwirklicht. Ihre Wirksamkeit ließ sich durch überaus detaillierte und realitätsnahe Wärmebrückensimulationen rechnerisch überprüfen.

Der Aufwand hat sich gelohnt: Unter Berücksichtigung aller zu erwartenden Wärmelasten konnte nachgewiesen werden, dass wie gewünscht eine ganzjährige Raumtemperatur von 22 bis 26 Grad Celsius erreicht wird.

Qualität der Mauerwerkserstellung

Das Rohbauteam des Generalunternehmers, der C + P Schlüsselfertiges Bauen GmbH & Co. KG (Angelburg), erstellte das Außenmauerwerk entsprechend der Zulassung Z-17.1–1114 (WS08 Coriso) beziehungsweise Z-17.1–1021 (WS10 Coriso) und den Bestimmungen der DIN EN 1996 mit deckelndem Dünnbettmörtel.

Sorgfalt erforderte dabei die Ausführung der ersten Mauerwerksschicht aus Kimmsteinen, um einen Ausgleich von Deckenunebenheiten zu schaffen. Sie diente angesichts des Ziegelformates zudem der Anpassung der Außenwand an die Geschosshöhe.

Die zügige Errichtung des Rohbaus und die damit erzielte hohe Qualität des Mauerwerks stellten Bauherr und Architekt mehr als zufrieden. Trotz seiner integrierten Füllung unterschied sich der plangeschliffene Unipor Coriso-Ziegel auch bei erforderlichen Zuschnitten nicht von den bei Innenwänden verwendeten herkömmlichen Planziegeln und ließ sich problemlos sägen oder anbohren.

Zukunftsweisendes Gebäudemodell

Dank der reibungslosen Zusammenarbeit aller Baubeteiligten konnte das Bürohaus termingerecht bis Ende November 2021 als erstes Gebäude seiner Art in Deutschland abgeschlossen werden. Bereits im November zogen die ersten Gebäudenutzer ein.

„Die Wintermonate sind sozusagen der erste Härtetest“, erklärt Schwarz. „Wir haben bei der Planung auch berücksichtigt, dass die individuellen Ansprüche an Behaglichkeit sehr unterschiedlich sind. So wurde für warme Sommermonate ein außenliegender Sonnenschutz aus Raffstores eingeplant, obwohl er als Hitzeschutz nach den durchgeführten Berechnungen nicht erforderlich ist.“

Der energiesparende Verzicht auf Heizung und Kühlung wird sinnvoll ergänzt durch die Nutzung regenerativer Energie. Dafür sind auf der Dachfläche Photovoltaik-Module mit einer Gesamtleistung von 60 Kilowatt Peak (kW_p) vorgesehen. Sie sollen unter anderem 16 in den Parkdecks installierte Schnellladesäulen direkt bedienen.

Schwarz hofft für die Zukunft, dass das Gräfelfinger Bürohaus zu einem Gesinnungswandel bei der Gebäudeplanung beiträgt: weg von der technischen Überfrachtung eines Bauwerks zurück zu möglichst wartungsfreien Gebäuden mit geringen Folgekosten.

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