Architekten und Energieplaner umhüllen Bürogebäude heutzutage gerne mit gläsernen Doppelfassaden. Die zweite Haut schütze die Innenräume vor Außenlärm und der Kamineffekt des Fassadenzwischenraums ersetze Lüftungs- und Klimaanlagen, lauten ihre Argumente. Doch eine Begehung mehrerer Glasbauten zeigt, dass die Doppelfassaden den Erwartungen in der Praxis ganz und gar nicht gerecht werden. Ohne Klimatisierung müssen die Gebäudenutzer bei Sonneneinstrahlung unter hohen Innentemperaturen leiden. Architects and energy planners often advocate for office buildings an envelope of double glazed-skin façades. The second skin protects the internal areas against street noise and the chimney effect of the intermediate cavity space obviates ventilation and air conditioning installation, it is claimed. However, an investigation of several glass buildings reveals that the double façades do not all satisfy expectations. Without air conditioning the users are subjected to high internal temperatures through solar radiation.
»Wer im Glashaus sitzt, der schwitzt«, titelte ein Journalist über eine Klinik mit gläsernen Fassaden in Zürich [1]. Julius Posener beschrieb 1992 seine Erfahrungen mit der Glasarchitektur des Bauhauses: »Wie wenig praktisch der Glasbau war – und geblieben ist – wissen wir alle nur zu gut, im Sommer kann man in diesen Werkstätten nicht arbeiten, weil es zu heiß da drin ist und im Winter nicht, weil man friert« [2]. Trotz solcher Problemschilderungen sind Glasfassaden »modern« und dominieren seit zehn Jahren alle Architekturwettbewerbe. Insbesondere die Glasdoppelfassade wird in der Architekturdebatte sogar als Alternative zur Klimatisierung gesehen: Fensterlüftung selbst im Hochhaus sei dadurch möglich und ersetze Lüftungs- und Klimaanlagen.
Bewiesen wurden diese Thesen bis heute nicht, wohl aber wird immer weiter nach ihnen gebaut. Es gibt keine Messungen, welche die »Leistung« der doppelschaligen Glasfassade im Klimakonzept aufzeigen, nicht einmal Planwerte sind veröffentlicht. Bei den Ganzglasgebäuden fehlen gemessene Energieverbrauchskennwerte. Wir wissen nichts über die realen Erfahrungen mit diesem Gebäudetyp. Vor allem ist nicht bekannt, wie sich der Mensch in solchen Glasbauten fühlt. Die Frage nach der »Gebrauchskunst« wird noch immer vernachlässigt. Auch gibt es keine Literatur zum Thema Nutzungsforschung über Glashäuser.
Projekte unter der Lupe Im Sommer 2003 habe ich daher viele Glasbauten begangen, dort die Außen- und Innentemperaturen gemessen und die Gebäude danach bewertet. Bei Objekten, die Besuchern nicht offen stehen, zog ich die wenigen vorhandenen Analysen heran.
Im Folgenden beziehe ich mich in erster Linie auf Bürogebäude. Hierbei lassen sich zwei Typen abgrenzen: Die »Solitäre« und die »Klein-Objekte«.
Erstere wurden für große Investoren gebaut und durch Architekten von nationalem oder internationalem Ruf sowie durch moderne Haustechnikplaner (»Simulationsingenieure«) projektiert. Diese Gebäude dominieren die Architekturdebatte. Sie haben doppelschalige Glasfassaden, sind hochtechnisiert und werden über Leittechnik EDV-gesteuert »gefahren«. Beispiele für Solitäre sind der RWE-Turm, die ARAG-Europazentrale und das Düsseldorfer Stadttor.
Die »Klein-Objekte« sind ganz- oder teilverglaste Plagiate der Solitäre, für deren Bau ein deutlich kleineres Budget zur Verfügung stand. Sie sind problematisch, da sie nicht mit der umfangreichen Haustechnik der Solitäre ausgestattet sind.
RWE-Turm, Essen (Ingenhoven, Overdiek und Partner, 1996)
Als Prototyp für die »natürliche Belüftung« gebaut [3], hat der Turm des RWE Konzerns sein Ziel verfehlt, eine »Wende beim Hochhausbau« einzuleiten (Bild 2). Sein gutes Innenklima bezieht er aus umfangreicher Haustechnik:
– Klimaanlage mit 2,1 MW oder 100 W/m2 über Kühldecken und Zuluftkühlung,
– vierzig Raumlufttechnische-Anlagen, die 400000 m3 Frischluft fördern und
– einzelne nachgerüstete Klimageräte in höherwertigen Räumen.
Der Turm ist 162 m hoch und hat eine Bruttogeschossfläche (BGF) von 25000 m2. Die Belüftung des 50 cm breiten Fassadenzwischenraums der Glasdoppelfassade (»Fischmauleinlässe«, Bild 3) wurde im Windkanal entwickelt und funktioniert trotzdem nicht. Werden die Fenster der Innenfassade geöffnet, strömt auf den Sonnenseiten bereits morgens Heißluft in die Büros. Christoph Ingenhoven will die Fischmaullüftung nicht wieder bauen. Der massive Haustechnikeinsatz hatte seinen Preis: Bei 300 Millionen DM Baukosten und vierhundert Arbeitsplätzen ergibt sich ein »pro Arbeitsplatz-Invest« von 750000 DM.
ARAG-Europazentrale, Düsseldorf (Foster and Partners mit RKW Rhode Kellermann Wawrowsky, 2000)
Das ARAG-Hochhaus verfügt über 33000 m2 BGF auf 32 Stockwerken, bei 125 m Höhe (Bild 4). Die doppelschalige Glasfassade bedeckt eine Fläche von 20000 m2. Ihre Lufteinlässe haben gegenüber dem RWE-Turm bei ähnlicher Windbelastung geradezu die Größe von »Scheunentoren«. Der Fassadenzwischenraum ist als Abluftkamin über je sieben Geschosse geführt, jedes achte Stockwerk ist ein Garten- und Technikgeschoss. Das Gebäude wird mit einer Nutzkälteleistung von rund 90 W/m2 über Kühldecken und Zuluft gekühlt. Die Lüftungsanlagen fördern bis zu 600000 m3 Luft/Stunde. Welche Bedeutung hat hier der Zu-/Abluftspalt der Glasfassade? Der Bau zeigt, dass die Planung der Lüftung über den Zwischenraum der Glasfassade immer noch Versuchsstatus hat. Luftbewegung ist kaum berechenbar. Die schwedische Bauforschung sagt hierzu: Die Luft ist immer dort, wo man sie nicht braucht und nie da, wo man sie haben möchte. Entsprechend stehen die Lüftungsanlagen im Gebäude bereit.
Der Energiekennwert des ARAG-Hauses wurde in [4] zu 300 kWh Endenergie pro m2 BGF berechnet, was ungefähr 700 kWh Primärenergie pro m2 BGF entspricht – ein verheerender Wert. Messwerte sind nicht bekannt.
Haus der Wirtschaftsförderung, Duisburg (Foster and Partners, 1992)
Gemäß Messungen beträgt der U-Wert der doppelschaligen Glasfassade 1,0 /(m2K), der Heizenergieverbrauch 212 kWh/(m2 x a) und der Stromverbrauch etwa 131 kWh/(m2 x a). Dies sind Werte für miserable Altbauten.
In diesem 30 m hohen Gebäude (Bild 5) findet sich ebenfalls sehr viel Haustechnik: Blockheizkraftwerk, Absorptionskältemaschine, Gasbrennwertkessel, Kühldecken, Luftheizung und DDC-Regelung (direkte digitale Regelung) bilden hier jedoch kein effizientes Konzept. Die gemessenen Temperaturen im August 1995 zeigten im Fensterbereich trotz Kühldecke 29 bis 30 °C; hier wirkte sich die Aufheizung des Fassadenzwischenraums aus. In der Heizperiode wird das Gebäude auf 23 bis 24 °C beheizt, die Temperaturen in den Büros der Südseite betragen dann 25 bis 26 °C.
Die Angestellten des Mieters »Stadtsparkasse Duisburg« wurden 1996 befragt: Sechzig Prozent wollten wegen des unbehaglichen Raumklimas aus dem Glashaus raus. Letztes Jahr wurde ihr Wunsch Wirklichkeit. Der Glasbau steht zu einem Drittel leer.
Stadttor, Düsseldorf (Petzinka, Pink und Partner, 1998)
»Die doppelte Fassade ermöglicht eine völlig neue Klima- und Belüftungstechnik. Sie macht die bisher notwendige Vollklimatisierung in Hochhäusern nahezu überflüssig … Die revolutionäre Bauweise ersetzt zum Teil die klassische Klimatechnik« [5]. Mit diesen Prämissen trat Karl-Heinz Petzinka 1996/97 das Projekt an.
Das Stadttor ist 70 m hoch und umfasst auf zwanzig Stockwerken ungefähr 41000 m2 BGF (Bilder 6, 7). Am Tag der Begehung, dem 24. Juli, kühlten hörbar Lüftungsanlagen die Luft im Foyer auf 25 °C herunter (Außentemperatur 26 °C). Die öffenbaren Fenster der inneren Glasfassade ersetzen keine Kühlanlage; es gibt knapp 14000 m2 kombinierte Heiz- und Kühldecken, die mit Grundwasser betrieben werden. Klimaanlagen fördern bis zu 150000 m3/h aufbereitete Außenluft in die Räume. Die Luftein- und Auslässe der Fassade sind nur für den Strömungsfall »thermischer Auftrieb« ausgelegt. Sie liegen mit 0,15 cm2/m zwischen den Werten des RWE-Turms und der ARAG-Europazentrale – ein weiterer Lüftungsversuch. Der 1,4 m breite Fassadenzwischenraum wird geschossweise belüftet. Lüftungsklappen lassen die an der Fassade aufsteigende Heißluft ein.
Der Investor ließ die Gebäudeleittechnik häufig anpassen [6], zum Beispiel um zu verhindern, dass die Außenscheiben im Zwischenraum in der Nacht beschlagen. Die zahlreichen Steuerungsfunktionen mussten den Mietern erläutert werden, damit diese nicht fehlsteuernd eingreifen. Eine Umfrage ergab eine hohe Zufriedenheit der Mieter. Karl-Heinz Petzinka würde nie wieder Ganzglasgebäude bauen. Er experimentiert jetzt mit speichernden und dämmenden Materialien.
Zentrum für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde, Zürich
(Theo Hotz, 1998)
Das Gebäude hat eine doppelschalige Glasfassade mit schmalem Zwischenraum für den Sonnenschutz. Seine gemessenen Energiekennwerte betragen für Elektrizität 121 kWh/(m2 x a) und für Heizenergie 42 kWh/(m2 x a), zusammen ein hoher Primärenergieverbrauch von 410 kWh/(m2 x a). Im Winter wird die zweischalige Glasfassade zugig-kalt, weshalb man die Räume auf 23 °C beheizt. Im Sommer wurde in Gebäudeteilen eine Lufttemperatur von 53 °C gemessen. Die innere Glasscheibe erwärmt sich auf 34 °C und mehr: Ein großflächiger Sommerheizkörper ohne Regelung.
Durch den zwischen den Glasscheiben liegenden Lamellen-Sonnenschutz heizt sich der Glaszwischenraum bis auf 80 °C auf. Nach außen aufgehende Klappen lassen die an der Fassade aufsteigende Heißluft ein. Bei heruntergelassenem Sonnenschutz werden die Innenräume auch tagsüber beleuchtet. Die Türknäufe in den Treppenhausfluren heizen sich bei Sonneneinstrahlung stark auf und können nur mit Tüchern angefasst werden. Da die Glasflächen keine Wasserdampfsorption ermöglichen, wellen sich alle Papiere im Gebäude, was bei Computerdruckern zu Störungen führt [1].
Technologiepark, Duisburg (Foster and Partners, 1993)
Auch dieses Gebäude ist in eine doppelschalige Glasfassade gehüllt und mit Kühldecken und einer Lüftungsanlage ausgestattet (Bild 8). Derzeit steht es zu mehr als fünfzig Prozent leer. Als das Gebäude besser belegt war, gab es zwei »kleinere« Probleme: 1996 störten der Hall in der inneren zylindrischen Erschließungszone und die Blendung durch den mikroperforierten Sonnenschutz in den Büros. Die Blendung führte zu ganz neuen Erscheinungen des »Life-Style«: Zur Mittagszeit strömten die Angestellten mit aufgesetzten Sonnenbrillen aus den Büros in die innere Gebäudeerschließung. Die Blendung am Arbeitsplatz kann aber auch schwerwiegende Folgen haben, wenn sie die Augen der Beschäftigten schädigt. Erstaunlich, wie leicht man sich über gesundheitliche Gefahren hinwegsetzt.
Wissenschaftspark, Gelsenkirchen (Kiessler & Partner, 1995)
Das Gebäude erhielt als Symbol für das »neue Ruhrgebiet« den »Deutschen Architekturpreis« (Bild 9). Am 24. Juli um 9 Uhr betrug die Außentemperatur bei Bewölkung erst 20 °C. Das Gebäude war vom Vortag noch aufgeheizt, jedoch schon gelüftet. Die Innentemperaturen betrugen 23 °C im Erdgeschoss der Glasarkade (bei Durchzug), 25 °C im ersten Obergeschoss und 25,8 °C im zweiten Obergeschoss. Ein mit kurzen Hosen und Hawaiihemd bekleideter Angestellter erklärte mir, dass sich die Büros zwar klimatisieren lassen, das Beste aber Durchzug sei.
In einem gekühlten, unbenutzten Konferenzraum maß ich 23,7 °C (plätschernde Kühldecke). Zwei Glaselemente der Arkadenschrägen waren je einen Meter hochgezogen, um Durchzug zu erzeugen. Der Sonnenschutz (Stoffbahnen) der dreihundert Meter langen Glasarkade wurde gerade nach nur acht Jahren komplett erneuert.
Die Arkade ist eher ein Wintergarten, der durch eine Fußbodenheizung beheizt wird. Ihre Vorlauftemperatur ist sehr hoch eingestellt, wie ich bereits im November 1995 feststellen konnte. Die Wärmestrahlung vom Fußboden war noch in Höhe der Hände wahrnehmbar. In der Glasarkade Läden und Bistros anzusiedeln, hat nicht funktioniert; die Arkade steht leer.
TDS-Büroturm, Heilbronn-Neckarsulm (Ziltz und Partner, 1999)
Der TDS-Büroturm sollte mit zwanzig Stockwerken »ein Zeichen des Aufbruchs … der ganzen Region auf dem Weg in das neue digitale Zeitalter« [7] setzen (Bild 10). Das Gebäude ist 70 m hoch, die Baukosten betrugen 55 Millionen DM, vorgesehen ist es für 550 Mitarbeiter. Ein Blick auf die Lüftungstechnik zeigt, dass bis zu 80000 m3/h Außenluft per Ventilator durch einen Erdkanal gesogen werden und dann über Boden-Quelldurchlässe in die Räume strömen. Die Abluft aus den Büros wird über einen im Turminnern befindlichen Schacht abgesaugt. Dieser sollte laut einer Prognose der Planer (1999) infolge Thermik funktionieren und Kühleinrichtungen überflüssig machen. Fehlgeschlagen, muss man heute sagen. Die Lüftungsstrategie (inklusive Nachtkühlung) und die doppelschalige Glasfassade mit sechzig Zentimetern Zwischenraum ändern nichts an der Klimatisierung.
Offensichtlich wurde eine aktive Zuluftkühlung nachgerüstet, wie man an den Wärmeübertragern neben dem Gebäude erkennen kann. Bei der Begehung am 16. Mai um 19 Uhr maß ich im Erdgeschoss 32 °C und eine relative Luftfeuchte von 75 %, während die Außentemperatur 25 °C betrug. Es herrschte ein feuchtwarmes Klima im Gebäude, was unter anderem auf die fehlenden Sorptionseigenschaften von Glas hinweist. Der Glasturm steht heute überwiegend leer.
Neues Kranzlereck, Berlin (Helmut Jahn, 2002)
Das Gebäudeensemble ist mit einer einschaligen Glasfassade ausgestattet (Bilder 11, 12). Auf sechzehn Stockwerken entstanden 30000 m2 Fläche, die Baukosten lagen bei rund 360 Millionen Euro. Für Helmut Jahn ist es schlicht »moderne Architektur … für eine moderne Stadt«, für viele Berliner eine »kommerzielle Serienarchitektur, die der Architekt auf der ganzen Welt platziert hat.« [8].
Hier konnte ich keine Temperaturen messen, weil die Büros ohne Genehmigung nicht begangen werden dürfen. Ausfahrbare Klappen in Höhe der Geschossdecken sollen eine »natürliche Belüftung« sicherstellen. Sie lenken allerdings an der Fassade aufsteigende bis zu 80 °C heiße Luft in das Gebäude, die dann von konventionellen, mit Strom betriebenen Klimaanlagen wieder gekühlt werden muss. (Handelt es sich hierbei um ein »intelligentes« Gebäude?) Die Lüftungsklappen auf der von der Sonne beschienenen Ostseite waren schon (oder noch) am Morgen offen.
Diese Klappenlüftung wurde bereits beim SONY-Center (Helmut Jahn, 2000) eingebaut. Die negativen Erfahrungen des Warmlufteintritts durch nach außen aufschwingende Elemente sind im Bürobau seit den Drehflügelfenstern der sechziger Jahre bekannt.
Fachhochschule, Fachbereich Architektur, Dortmund (Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW, 2000)
Hier sind nur die nach Südwesten orientierten Fassaden verglast, die Ostseite ist verklinkert (Bild 13). Bereits im Frühjahr herrscht in dem Gebäude ein schwülwarmes Klima. Lediglich der Hörsaal lässt sich klimatisieren; doch bei eingeschalteter Anlage wird er eiskalt. Ein im Prinzip behebbarer regelungstechnischer Fehler. Allerdings wann wird er behoben sein?
Am 23. Juli um 17 Uhr betrugen die Innentemperaturen im ersten Obergeschoss 29,5 °C und im dritten Obergeschoss 30,3 °C. In einem aufgrund der Semesterferien nicht belegten Seminarraum im dritten Obergeschoss zeigte das Thermometer bei geöffneten Fenstern 29,7 °C. Die Außentemperatur betrug jedoch nur 25,1 °C. Auch in einem »halben« Glashaus lässt die Behaglichkeit demnach zu wünschen übrig.
Malakoff-Galerie, Mainz (1998)
In der Architekturdebatte gelten so genannte »semipermeable Fassaden« als die Zukunft. Die Realität sind hingegen einfache Glasfassaden, die durch den heruntergelassenen Sonnenschutz ab April keineswegs »halbdurchlässig« werden, sondern sich völlig gegen die Außenwelt abschotten, wie beispielsweise bei der Malakoff- Galerie. Deshalb werden die Büros während der Übergangs- und Sommerzeit ständig beleuchtet. Die Heizkörper sind vor den Fenstern angeordnet, was weder energetisch sinnvoll noch ästhetisch befriedigend ist. Von den »semipermeablen Häuten« ist die Glasarchitektur noch weit entfernt, wie dieses Beispiel und viele andere Glasbauten in Deutschland zeigen.
Haus des Architekten, Stuttgart (Michael Weindel, 1993)
Foyer, Treppenhaus und der große Vortragssaal sind großflächig verglast. Zudem weisen sie zu kleine Lüftungsöffnungen auf, was das Problem verschärft (Bild 14). An Verschattungselemente hat beim Bau niemand gedacht. Im Obergeschoss wurden im August 47 °C gemessen bei 34 °C Außentemperatur; im teilverglasten Vortragssaal »Eiermann« mit innen liegendem Sonnenschutz betrug die Temperatur noch 31 °C. War es nicht Egon Eiermann, dessen Konzept der abgestuften Fassaden-Funktionsbereiche durch die entstehende Tiefe auch immer Sonnenschutz mitlieferte? Vielleicht ist das Objekt ein Lehrstück für die Architekten Baden-Württembergs, die sich hier weiterbilden.
Interdisziplinäres Forschungszentrum für biowissenschaftliche Grundlagen der Universität, Gießen (Staatsbauamt Gießen, 2000)
Das Forschungszentrum steht auf einem windigen Hügel; seine Südwestfassade ist einschalig verglast (Bild 15). Am 21 Juli um 13 Uhr betrug die Außentemperatur 23,8 °C. Im Innenraum wurden bei vollkommen geöffneten Fenstern im Durchzugsbereich (Querlüftung) 26 °C und in einem unbenutzten Seminarraum bei gekippten Fenstern 28,1 °C gemessen. Die Innentemperatur lag also über der Außenlufttemperatur, obwohl leichte Bewölkung und leichter Wind herrschten.
Zum Vergleich: In einer Nachkriegsbaracke, in der die Gießener Umweltagentur provisorisch untergebracht war, maß ich gegen 12 Uhr (bei wegen des Straßenlärms immer wieder geschlossenen Fenstern) die gleichen Temperaturen. Sind wir mit der Glasfassade wirklich weiter gekommen?
Bürohaus in Neu-Isenburg (Kramm + Strigl, 1993)
Die einschalige Glasfassade ist im Winter und Sommer problematisch (Bild 16). Im Winter wird es im Gebäudeinneren nicht richtig warm, weswegen ein zusätzlicher Heizkessels eingebaut werden soll. Hier wirkt sich aus, dass über hundert Heizkörper ohne Strahlungsschirm direkt vor dem Glas angeordnet sind und ein Großteil der Wärme verloren geht. Im Sommer ist es dunkel in den Büros, da unter anderem direkt am Gebäude stehende hohe Bäume Schatten spenden. Das zwingt auch tagsüber zur Beleuchtung.
Die Innentemperaturen sind nicht komfortabel: Am 16. Juli wurden um 14 Uhr bei 33,3 °C Außentemperatur in den nach Osten orientierten Räumen im Erdgeschoss 32,3 °C gemessen. Pro Stockwerk stiegen die Temperaturen um ein Grad. Das Obergeschoss wird durch die Überkopfverglasung des Flures zusätzlich aufgeheizt. Ein Hinweisschild fordert auf, die Flurtüren zu schließen. Das Büro-Penthouse wurde nachträglich klimatisiert.
Im benachbarten sechziger Jahre Massivbau konnte man zur gleichen Zeit in einem nach Osten orientierten Raum eines Architekturbüros 27 °C messen. Es wirkte im Vergleich geradezu kühl.
Verwaltungszentrum des Deutschen Zentrums für Leichtathletik, Darmstadt (Pahl + Weber-Pahl, 1995)
Die einfache Glasfassade aus Wärmeschutzglas (Bild 17) hat innen und zum Teil auch außen liegenden Sonnenschutz (Holzlamellen und Stores). Bei 32,5 °C Außentemperatur wurden am 16. Juli im »hörbar« belüfteten, nicht besonnten Foyer 32 °C gemessen. Auffällig ist, dass in allen nach Südsüdwest orientierten Büroräumen große Ventilatoren und/oder Einzelraumklimageräte stehen, deren Abluftschläuche aus dem Fenster hängen oder in Vorrichtungen in der Brüstung enden (Bild 18). Der Geschäftsführer ist mit dem Gebäude an »95 % der Tage« zufrieden, in sommerlichen Spitzenzeiten helfe man sich mit großzügigen Gleitzeitregelungen. Für ein solches Gebäude sei jedoch eine Klimatisierung wünschenswert, das hätten aber die Finanzierungsbedingungen verhindert.
Bürohaus, Frankfurt–Ost (Schneider + Schumacher, 1995/96)
»Vitrine im Hafen« titelte die Bauwelt zu diesem Gebäude [9]. Es hat eine 66 m lange einschalige Glasfassade aus Wärmeschutz-Isolierverglasung und eine Lüftungsanlage, ist jedoch nicht klimatisiert (Bild 19). Das »spare 25 %« so die Bauwelt, der Verzicht auf eine Klimaanlage sei »geglückt«. Die Realität sieht etwas anders aus: Das Gebäude wird den ganzen Tag über von der Sonne aufgeheizt. Auch die Aluminiumlamellen des Sonnenschutzes heizen sich auf und strahlen ihre Hitze auf die Glasfassade. Beim Südbau wurde der außen liegende Sonnenschutz kurz nach Bezug nachgerüstet. Der nördlich orientierte Riegel hat eine Überkopfverglasung.
Am 1. August herrschten um 16.30 Uhr im Nord-Foyer 28 °C bei 26 °C Außentemperatur. Im vierten Obergeschoss war es mit 38 °C wirklich heiß. Die Angestellten stellen an solchen Tagen Ventilatoren auf und kühlen ihre Füße in mit Wasser gefüllten Papierkörben. Außer dem zu heißen Klima gibt es einen weiteren Mangel, den auch andere Glasbauten aufweisen: Einzelne Glaselemente fallen heraus oder bekommen Risse.
Die Probleme Neben den zuvor beschriebenen Objekten untersuchte ich noch weitere Gebäude. Fasst man sämtliche Momentaufnahmen zusammen, ergibt sich kein angenehmes Bild:
– Bei verglasten Gebäuden liegen die Innentemperaturen im Sommer tagsüber häufig über den Außentemperaturen. Zum Vergleich: In typischen Massivbauten (Altbauten) maß ich im Sommer 2003 27 bis 29 °C, bei Außentemperaturen zwischen 35 und 37 °C. Letztere Werte entsprachen jedoch den Innentemperaturen nicht klimatisierter Glashäuser!
– Der Typus »Palast« mit doppelschaliger Glasfassade weist durchaus behagliche Raumzustände auf, die aber nicht auf die beiden Glasschalen zurückzuführen sind. Vielmehr wird das Innenklima dieser Gebäude durch großzügig dimensionierte Klimaanlagen oder andere Kühltechniken, wie Kühldecken, Betonkernaktivierung und Kühlung der Zuluft der Lüftungsanlage bestimmt.
– Frischluft gelangt über Lüftungsanlagen ins Gebäude. Die natürliche Belüftung über die doppelschalige Glasfassade trägt hingegen dazu bei, das Innenklima aufzuheizen. Aufgrund der Eigenart der Debatte wird über die umfangreichen Haustechnikkomponenten, zumindest in den Architekturzeitschriften, nicht berichtet.
– Energiekennwerte haben für die Planung offensichtlich kaum einmal eine Rolle gespielt. Weder Planungs- noch Messwerte wurden veröffentlicht, weshalb die Suche danach einer kriminalistischen Aufgabe gleicht.
– Nirgendwo wurde messtechnisch belegt, welchen Beitrag der Zwischenraum in Glasdoppelfassaden innerhalb der Energie- und Luftmassenströme spielt. Die positiven Effekte bleiben Behauptungen. Beim RWE-Turm, der Züricher Klinik für Zahnheilkunde und dem Haus der Wirtschaftsförderung war der Fassadenzwischenraum aufgeheizt. Die Glaslamellen-Außenfassade des Berliner debis-Hochhauses wird ab 10 °C Außentemperatur vollständig (!) geöffnet. Hier wird sogar auf den Schallschutz verzichtet, um eine Überhitzung zu vermeiden. Nach allen Indizien über die Zustände in den Scheibenzwischenräumen erhöhen doppelschalige Glasfassaden die Kühllasten.
– Energiekennwerte sind verheerend – falls sie überhaupt gemessen oder berechnet werden. Die wenigen Gebäude, für die Mess- oder Planungswerte vorliegen, entsprechen dem Niveau sehr schlechter Altbauten. Betrachtet man die Objekte primärenergetisch, ergeben sich niederschmetternde Werte weit über 300 kWh/(m2 x a). Energiesparsamer sind nur jene, welche die sommerliche Hypothek lieber den schwitzenden Angestellten aufbürden, anstatt mechanisch zu kühlen [1, 10, 11].
– Mit transparenten Fassaden lässt sich kein oder nur kaum Strom für die Beleuchtung einsparen. Die Transparenz findet ihre Grenzen am Sonnenschutz, der die Gebäude wieder nach außen abschottet und Kunstlicht erforderlich macht. Alle Gebäude waren tagsüber ganz oder teilweise beleuchtet.
– Der Sonnenschutz war trotz kurzer Standzeiten häufig beschädigt oder wurde gerade repariert. Sonnenschutzkonzepte waren bei vielen Gebäuden nicht erkennbar. Vielmehr entdeckte ich an den verschiedenen Objekten alle Varianten von »kein Sonnenschutz« über »innen liegenden Sonnenschutz« bis zum »außen liegenden Sonnenschutz« und »Sonnenschutz im Fassadenzwischenraum«.
– Für die Planung der »natürlichen Belüftungselemente« in den haustechnisch aufwändiger ausgestatteten Solitärbauten gibt es scheinbar keine ausgereiften Konzepte. Von Gebäude zu Gebäude wechseln die technischen Lösungen. Die Vielfalt der technischen Mittel wirkt eher experimentell, zumal für ähnlich große Bauten an vergleichbaren Klimastandorten unterschiedliche Systeme ausgewählt werden. Hier läuft im Grunde ein Großversuch ab. Die Lektüre mancher Artikel zu den Gebäuden drängt den Gedanken auf, dass die Verantwortung auf den simulierenden Computer geschoben wird (etwa »… wurde modelliert mit dem Großrechner der Universität Stuttgart …« [12]).
– Die Zusammenarbeit zwischen den Haustechnikplanern (Klimaingenieuren) und den Architekten verläuft immer noch lediglich »klassisch«: Der Architekt entwirft die Fassade, der Klimaingenieur entwickelt nunmehr mit dynamischen Simulationsprogrammen die Haustechnik und neuerdings auch noch die aerodynamischen Fassadenfunktionen. Computersimulationen wird ein hohes Vertrauen entgegengebracht. Nach den Grenzen der Simulation von Luftströmungen wird kaum gefragt. Warum stellen die Flugzeugbauer ihre Tragflächen aber immer noch in Windkanäle, wo doch simulieren viel billiger wäre [13]?
– Glasfassaden erzeugen viele »kleine« Probleme, die abgewogen werden müssen: Beispielsweise werden Vögel irritiert und prallen gegen die Scheiben. Außerdem können Risse entstehen und Glaselemente herabstürzen. Auch leiden manche Angestellten unter Höhenangst und werden, wie zum Beispiel im Fall einer Frankfurter Bank, von speziellen Psychologen in Holland behandelt. Darüber hinaus kann der innere Hall ein Problem darstellen.
Glasdoppelfassaden In Gebäuden mit doppelschaligen Glasfassaden müssen Probleme unter hohem technischen Aufwand gelöst werden, die man nicht hätte, wenn auf die doppelschalige Glasfassade verzichtet worden wäre [14]. Diese Aussage von Karl Gertis fand ich bei meinen Begehungen bestätigt.
– Im Fassadenzwischenraum treten hohe sommerliche Wärme-lasten auf.
– Der innen liegende Sonnenschutz kann die Temperatur der inneren Scheiben durch Absorption noch erhöhen.
– In Büroräumen sind hinter Glasdoppelfassaden ohne weitere Lüftung oder Kühlung ab Außenlufttemperaturen von 30 °C Innenlufttemperaturen von 46 °C zu erwarten. Kühlanlagen mit Raumlufttechnik werden damit zwingend.
– Eine ausreichend wärmeabführende natürliche Belüftungswirkung im Fassadenzwischenraum durch thermischen Auftrieb gibt es nicht. Die Luftrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit an Fassaden können nicht vorhergesagt werden.
– Die äußere Glashaut schützt kaum vor Außenlärm, weshalb der Schall in die Räume dringen kann, sobald die inneren Fenster geöffnet werden.
– Schotten reduzieren zwar den internen Schall über den Fassadenzwischenraum, vermindern aber die natürliche Belichtung und lassen weniger warme Luft nach oben entweichen.
– Die Glashaut behindert den Tageslichteinfall um zehn bis zwanzig Prozent. Lichtlenkelemente und Beleuchtung werden dadurch zwingend erforderlich, wodurch der Strombedarf und damit auch die Kühllast ansteigen.
– Über den Fassadenzwischenraum werden Gerüche und Keime übertragen (aus Wohnhochhäusern bekannt).
– Im Brandfall verhindert die äußere Glashaut, dass Rauch abziehen kann, und der Fassadenzwischenraum erhöht die Gefahr des Brandüberschlages.
– Doppelschalige Glasfassaden weisen hohe Investitionskosten (800 bis 1000 Euro/m2) und Betriebskosten (etwa für Glasreinigung und den Austausch von Elementen) auf.
Gläserne Unikat-Architektur Der Architekturprofessor Günter Moewes beschreibt die energieverschwendende Unikat-Architektur für die Großinvestoren aus einem recht außergewöhnlichen Blickwinkel [15]: »Sucht man nach Vergleichsbeispielen für eine derartige Verschwendung angesichts der weltweiten Verelendung, so fallen einem tatsächlich nur die Gartenfeste von Ludwig XIV ein.« Ein starker Vorwurf an seine Kollegen.
Offenbar besteht in Gesellschaften allerdings ein Bedürfnis nach solchen Unikaten, die dann die Architekturdiskussion beherrschen. Lediglich als solche kann man diesen Sachverhalt hinnehmen. Die große Gefahr der Unikate liegt im Nachahmungseffekt; dort, wo mit weniger Mitteln nur ähnliche Bauten geschaffen werden. Mittlerweile gibt es einschalige und doppelschalige Glasfassade überall und an Gebäuden unterschiedlicher Nutzungen, wie zum Beispiel an Aussegnungshallen, Theatern und Krankenhäusern. Aber mit der Idee, »ein einziges Baumodell für alle Länder, alle Witterungen« zu finden, erlitt schon Le Corbusier Schiffbruch. In seinem »Haus der Heilsarmee« musste er 1936 einen Sonnenschutz nachrüsten, weil er bei der Konstruktion der Glasfassade das Pariser Sommerklima mißachtet hatte [16].
Was ist das Energieproblem von Bürobauten? Glasbauten sind die falsche Antwort, wenn energiesparsame und behagliche Bürogebäude gefragt sind. Bürobauten weisen ihren Energieverbrauchsschwerpunkt bei Kühlung und Stromverbrauch auf. Sie sind »Sommerproblemgebäude«, wobei der Sommer hier mit der Frühlingszeit beginnt. Glasbauten müssen immer mit großen Leistungen belüftet und gekühlt werden, sei es mit Klimageräten oder moderneren Kühltechniken.
Beim Commerzbank-Hochhaus in Frankfurt am Main entfallen 13 % des Endenergiejahresverbrauchs auf die Beheizung, 42 % auf den Stromverbrauch (Beleuchtung, Antriebe, EDV) und 45 % auf die Kälteversorgung des Gebäudes. Inwieweit letztere überwiegend aus Strom bereitet wird, hängt vom Haustechnik-Gebäudekonzept ab. Bei der Commerzbank ist es Fernwärme in Absorptionskältemaschinen.Die Höhe der Verbrauchsbereiche beeinflusst sich wechselseitig. Es ist bei Bürobauten relativ einfach, einen geringen Heizenergieverbrauch zu erzielen, da Personen und Geräte Wärme abgeben und gemeinsam mit der Sonneneinstrahlung kräftig zur Beheizung beitragen. Den Winter hat man also schnell im Griff, wenn man dafür ein mächtiges »Sommerproblem« in Kauf nimmt. Genau dies geschieht gegenwärtig.
»Solarbau« ein Fortschrittskonzept für Zweckbauten Glasbauten sind trotz allen Aufwandes einseitig geplante Objekte. Bei einem integralen Konzept hingegen würde vor allem der Primärenergiebedarf für Heizung, Lüftung und Klimatisierung begrenzt. In diesem Fall kommt der Optimierung aller Komponenten in ihren wechselseitigen Abhängigkeiten eine zentrale Rolle zu. Es ist durchaus möglich, Gebäude mit einem Primärenergiebedarf unter 100 kWh/(m2 x a) zu errichten. Dem Planer hilft hier hinsichtlich der Anforderungen an Bürobauten das »Konzept Solarbau« des Bundeswirtschaftsministeriums weiter [17]. Darin wurden Planungsanforderungen für Bürobauten formuliert. Unter www.solarbau.de sind gebaute Objekte mit gemessenen Energieverbräuchen dokumentiert.
Architekten, die Glashäuser bauen wollen, sollten sich darüber klar sein, dass dies ein risikoreicher Weg ist. Der englische Architekturkritiker Martin Pawley meint, die Nutzer von Glasbauten müssten »… hart daran arbeiten, in den Räumen erträgliche Bedingungen aufrecht zu erhalten – ähnlich wie die Besatzung einer Rennyacht bei Sturm auf hoher See« [3]. Karl Ganser formulierte 1996 zur Glasarchitektur [18]: »In die Sonnenfalle sind schon viele hineingetappt, gestellt wurde sie von Architekten. Gewollt haben sie die Bauherren und dringeblieben sind die Nutzer, nicht gerade schwer verletzt, aber doch geschädigt. Das Bauen mit der Sonne ist eben mehr als das Aufstellen von Glashäusern. Solararchitektur ist zugleich weniger als die hochgerüsteten Gebäudemaschinen, die am Ende aussehen wie Roboter, von soviel Technik gesteuert und mit soviel Sensoren bestückt, dass man ein Gebäude auf der Intensivstation vor sich hat.« Es scheint, diese Diskussion ist auch acht Jahre später noch nicht zu Ende geführt. W. E.-H.
Dieser Beitrag ist eine Kurzfassung. Den vollständigen Artikel »Glasarchitektur – Lehren aus einem Großversuch« können Sie unter www.energiesparaktion.de herunterladen
Literatur und Quellen:
[1] Bernhard Brechbühl, Universität Zürich Abteilung Bauten und Räume, Schwarzbuch über die Systemmängel im Glashaus ZZMK Universität Zürich, 2000, unter: www.energiesparaktion.de
[2] zitiert nach: Tepasse, Heinrich, Ganzglasgebäude im Simulator, Eine Kritik der neuen Energiekonzepte, in: Bauwelt 43/44 1996, Bauverlag, Gütersloh
[3] Pawley, Martin, Mythos Solararchitektur, in: Baumeister 2/2000, Seite 51, Callwey Verlag, München; Fuchs, Claudia, Zentrale der RWE in Essen, in: Baumeister 5/1997, Callwey Verlag, München; Technik am Bau, Hochhaus der RWE in Essen, TAB 5/1998
[4] Zerres, E., Architektur im Düsseldorfer Norden, in: TAB 2/2002
[5] Das Stadttor Düsseldorf in: CCI 11/1997
[6] Sanitär + Heizungstechnik, Null Probleme mit der Wärmeglocke, in: SHT 12/2001, Krammer-Verlag, Düsseldorf
[7] Heilbronner Stimme vom 29.10.1999
[8] Sender Freies Berlin, Kulturreport, das neue Kranzlereck, in: www.sfb.de/Fernsehen/Kulturreport/0107222.html
[9] Adam, Hubertus, Vitrine im Hafen, in: Bauwelt 16/1996, Bauverlag, Gütersloh
[10] Kolle, Sperlich, Verheyen, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, Wissenschaftliches Begleitprogramm für das Haus der Wirtschaftsförderung (HdW) in Duisburg, Duisburg 1997; Eicke-Hennig, Jäkel, Mehr Gebäudequalität mit weniger Energie, in: BBauBl. 11/1997
[11] Fraunhofer Institut für Bauphysik, BMFT, Passive Solar Commercial Buildings, IEA-Task XI, Nine German Case Studies, Stuttgart, 1993
[12] Technik am Bau, Das Düsseldorfer Stadttor, in: TAB 7/1999
[13] Ochocinski, Blazej, Numerische Simulation von Luftströmungen für Architekten und TGA-Planer, in: TAB 4/1998
[14] Gertis, Karl, Sind neuere Fassadenentwicklungen bauphysikalisch sinnvoll?, in: Bauphysik 2/1999, Ernst & Sohn, Berlin; Kornadt, Lehmann, Zapp, Doppelfassaden – Nutzen und Kosten, in: Bauphysik, 1/1999, Ernst & Sohn, Berlin; Heusler, Zweite Haut Fassaden, in: Fassade 2/1995, Schweizerische Zentralstelle für Fenster und Fassadenbau SZFF, Dietikon (CH)
[15] Moewes, Günter, Weder Hütten noch Paläste, Birkhäuser Verlag, Basel, 1995
[16] zitiert nach: Behling, Sol Power, Prestel Verlag, München, 1996
[17] Löhnert u. a., Solarbau Monitor, Broschüre, Bonn, 2001; Voss, Löhnert, Wagner, Energieeinsatz in Bürogebäuden, in: Bauphysik, 2/2003, Ernst & Sohn, Berlin; Hennings, Detlef; Jens Knissel, Energieeffiziente Bürogebäude, in: Bine Profi-Info II/2000, Karlsruhe
[18] Wagner, Solares Bauen – Inszenierung in Glas oder energiebewußte Architektur?, in: BBauBl 8/1997
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