13:10 BAUPRAXIS

Neue «HiLo»-Unit am Nest eröffnet: Leichtbau und moderne Technik

Teaserbild-Quelle: Roman Keller

Am Mittwoch wurde in Dübendorf die neue «HiLo»-Unit am Forschungsgebäude «Nest» von Empa und Eawag eröffnet. Teil der Unit sind unter anderem ein doppelt gekrümmtes Betondach, eine selbstlernende Gebäudetechnik sowie eine adaptive Solarfassade.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Die Unit «HiLo» thront auf der obersten Plattform des Forschungs- und Innovationsgebäudes «Nest» auf dem Empa-Campus in Dübendorf.

Der Name der neuen Unit lautet «HiLo» und steht für «High Performance – Low Emissions». Das zweistöckige Gebäudemodul verbinde Bauprinzipien aus dem Mittelalter mit Baumethoden der Zukunft und wurde mit modernsten Design- und Fabrikationsmethoden geplant und gebaut, teilten die Empa und die ETH Zürich am Mittwoch mit. Ziel ist es, gemeinsam mit Industriepartnern Leichtbauweisen zu erproben und sie mit intelligenten, adaptiven Gebäudesystemen zu kombinieren.

Vor diesem Hintergrund ist unter anderem eine neuartige Leichtbau-Gewölbedecke Teil der neuen Unit, für die sich die Forscher der Block Research Group der ETH um Philippe Block, Professor für Architektur und Tragwerk, von alten Kathedralen-Baumeistern inspirieren liessen. Diese hätten es verstanden, Strukturen zu schaffen, die sich selbst tragen, heisst es in der Mitteilung. 

70 Prozent weniger Material für Leichtbau-Decke 

Augenfälligstes Element des neuen Gebäudemoduls ist ein doppelt gekrümmtes Betondach. Seine Tragfähigkeit ergibt sich aus der Geometrie und einem zweischaligen Aufbau. So besteht das Dach aus zwei Betonschichten, die durch ein Gitter aus Betonrippen und Stahlanker verbunden sind. Gebaut wurde es mit Hilfe einer flexiblen Schalung aus einem gespannten Seilnetz und einer Membran, auf die der Beton aufgespritzt wurde. Mit dieser Bauweise liessen sich laut Empa und ETH grosse Mengen Beton und Schalungsmaterial einsparen. 

Das Ziel, mit möglichst wenig Material auszukommen, setzten sich die Forscher auch für die Zwischenböden im Modul. Dank der gewölbten Rippenstruktur spare die Leichtbau-Deckenkonstruktion von «HiLo» im Vergleich zu herkömmlichen Betondecken mehr als 70 Prozent Material ein. Möglich wird dies durch die intelligente Geometrie der Decken: Das Gewölbe mit Aussteifungsrippen verleiht den dünnen Decken ihre Tragfähigkeit. Die digitalen Fertigungsmethoden der Elemente würden es zudem ermöglichen, Lüftung, Kühlung und Niedertemperatur-Heizung in die gerippte Gewölbedecke zu integrieren und somit weiteres Material und Volumen einzusparen. 

Adaptive Solarfassade und selbstlernende Gebäudetechnik 

Teil der neuen Unit ist daneben auch eine adaptive Solarfassade, die von der Gruppe um Arno Schlüter, Professor für Architektur und Gebäudesysteme an der ETH, entwickelte wurde. Diese besteht aus 30 Photovoltaik-Modulen, die sich nach der Sonne ausrichten können. Die flexiblen Module lassen sich neben der Stromproduktion auch dafür nutzen, um den Sonneneinfall im dahinterliegenden Raum zu steuern, um etwa passiv zu heizen, oder den Kühlungsbedarf zu senken. 

Die Solarfassade ist laut Mitteilung Teil einer Reihe innovativer Komponenten der eingebauten Gebäudetechnik für eine effiziente Regulierung des Raumklimas. Während des Betriebs wird so etwa das Zusammenspiel der einzelnen Technologien unter Einbezug der Benutzer durch die Forscher mittels «Machine Learning» laufend optimiert, um zu untersuchen, wie komfortable Innenraumbedingungen mit möglichst wenig Energie und Emissionen erzielt werden können. 

Erprobung unter realen Bedingungen

Mit der neuen Unit wollen die Forscher unter realen Bedingungen erproben, wie der Bau und Betrieb von Gebäuden möglichst energie- und ressourcenschonend gestaltet werden kann, während gleichzeitig eine attraktive Architektur und ein hoher Komfort für die Bewohner gewährleistet wird. «HiLo» ist das mittlerweile achte Modul im Forschungsgebäude auf dem Campus der Empa und Eawag in Dübendorf. (mgt/pb)

Die Empa bietet auf ihrer Webseite eine virtuelle Tour durch die neue Unit an. 


Der Bauprozess hinter dem Betondach. (Video: ETH Zürich)


Bilder der fertiggestellten «HiLo»-Unit

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Der offene Hauptraum der Unit mit Blick gegen Westen.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Der offene Hauptraum der Unit mit Blick gegen Westen.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Die Hauptstütze der selbsttragenden Dachkonstruktion.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Ansicht aus dem Obergeschoss in Richtung Westen.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Der Büroraum auf der Ostseite mit Blick auf die Adaptive Solarfassade und die Leichtbau-Deckenkonstruktion.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich / Architecture and Building Systems

Blick hinter die Wand: Die Unit ist mit dem zentralen Energy-Hub des «Nest»-Gebäudes verbunden.

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich / Architecture and Building Systems

Die Lüftungsanlage von «HiLo».

HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich / Architecture and Building Systems

Die Nutzer können das Raumklima über ein Tablet steuern.


Bilder vom Bauprozess der «HiLo»-Unit

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Block Research Group / Juney Lee

Als Primärstruktur der Schalung des doppelt gekrümmten «HiLo»-Daches wurde ein gespanntes Kabelnetz verwendet.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Block Research Group / Juney Lee

Die eigentliche Schalungsschicht lag auf dem Kabelnetz und bestand aus einem dünnen Gewebe.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Block Research Group / Juney Lee

Die erste Schicht Beton wird auf die Textilschalung gesprüht.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: Roman Keller

Die fertige doppelt-gekrümmte Dachschale.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Block Research Group / Stefan Liniger

Die fertige doppelt-gekrümmte Dachschale.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zurich, Block Research Group / Juney Lee

Schalung für die Leichtbau-Gewölbedecke mit Aussteifungsrippen auf der Westseite.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Architecture and Building Systems / Gearoid Lydon

Bei der Installation der Deckenschalung sind die integrierten Heiz- und Kühlleitungen sichtbar.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Block Research Group / Juney Lee

Ansicht der Leichtbau-Gewölbedecke mit Aussteifungsrippen nach dem Betonieren.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Digital Building Technologies / Georgia Chousou

Montage der 3D-gedruckten Schalungsteile für die Leichtbau-Gewölbedecke auf der Ostseite.

Bau der HiLo-Unit bei Nest der Empa in Dübendorf

Quelle: ETH Zürich, Architecture and Building Systems

Die Installation der adaptiven Solarfassade.

Auch interessant

Anzeige

Firmenprofile

Rollende Werkstatt Kran AG

Finden Sie über die neuen Firmenprofile bequem und unkompliziert Kontakte zu Handwerkern und Herstellern.

Dossier

Spannendes aus Print und Online für Abonnenten
© James Sullivan, unsplash

Spannendes aus Print und Online für Abonnenten

Dieses Dossier enthält die Artikel aus den letzten Baublatt-Ausgaben sowie Geschichten, die exklusiv auf baublatt.ch erscheinen. Dabei geht es unter anderem um die Baukonjunktur, neue Bauverfahren, Erkenntnisse aus der Forschung, aktuelle Bauprojekte oder um besonders interessante Baustellen.

Bauaufträge

Alle Bauaufträge

Newsletter abonnieren

Mit dem Baublatt-Newsletter erhalten Sie regelmässig relevante, unabhängige News zu aktuellen Themen der Baubranche.