Kiefer Klimatechnik GmbH

Netto-Null-CO2 Gebäude in Modulbauweise

Land Securities, eines der führenden britischen Immobilien- und Investmentunternehmen hat das erste Büro- und Geschäftsgebäude in Großbritannien eröffnet, das enorme CO2-Einsparungen von der Planung, über die Fertigung, den Bau bis zum Betrieb vorweist. The Forge in der 105 Sumner Street in London wurde nach einem plattformbasierten Modulbau-System errichtet und zeigt innovative Lösungen, wie auch die Baubranche dem Klimawandel entgegenwirken kann. Kiefer ist mit seinen hochinduktiven Decken-Luftdurchlässen mit dabei und begleitete den Bau von der Planung bis zur Fertigstellung.

Wie kann die Baubranche klimafreundlicher werden? Um eine mögliche Antwort auf diese Frage zu finden, gibt es aktuell ein Vorzeige-Bauwerk in Großbritannien, das als Vorbild für weitere Neubauten gelten soll. Nicht weit hinter dem Museum Tate Gallery of Modern Art im Londoner Distrikt Bankside befindet sich die 105 Sumner Street.

Mit dem dortigen Neubau The Forge will der Bauherr Landsec zeigen, dass klimagerechtes Bauen möglich ist und dies sogar weitere Vorteile mit sich bringt. Denn beim Bauen entstehen viele sogenannte Scope-3-Emissionen. Darunter versteht man Emissionen, die entlang der Wertschöpfungskette entstehen, aber nicht direkt einem Unternehmen zugeordnet oder von ihm beeinflusst werden können. Bei einem Neubau sind dies unter anderem die Fertigung einzelner Produkte sowie deren Transport und Montage. Ein sogenanntes Netto-Null-CO2 Gebäude (engl. „net zero carbon building“) trägt aktiv dazu bei, solche Scope-3-Emissionen erheblich zu reduzieren. The Forge gilt als erster Gewerbebau Großbritanniens, der nach den Vorgaben des UK Green Building Council (UKGBC) für CO2-freie Gebäude gebaut und betrieben wird.

Dies gelingt durch einen plattformbasierten Modulbau-Ansatz, auch als P-DfMA (Platform for Design, Manufacture and Assembly) bezeichnet, durch den die Menge der verwendeten natürlichen Ressourcen, Abfälle, Zeit und Kosten reduziert werden. Entwickelt wurde dieses Plattformkonzept vom Architekten und Spezialisten für Offsite-Fertigung Bryden Wood, welcher gemeinsam mit Landsec an Bau und Planung von The Forge beteiligt war. Noch vor Fertigstellung des Projekts wurden laut Landsec bereits knapp 40 Prozent der eingebetteten Emissionen reduziert – im Vergleich zu einem traditionell geplanten und gebauten Gebäude. Etwa die Hälfte der Einsparungen entfallen auf die Rohbauphase nach dem P-DfMA-Prinzip – unter anderem da weniger Stahl sowie Beton verwendet wurden und stattdessen mehr Zementersatzstoffe zum Einsatz kamen.

Schneller, kostengünstiger und nachhaltiger
Im Vergleich zu herkömmlichen Bauverfahren, schafft das Bauen auf Basis des P-DfMA-Systems schnellere, kostengünstigere und nachhaltigere Ergebnisse. Das Bauverfahren ähnelt der Arbeitsweise in der Fertigungsindustrie, wie beispielsweise der Autoproduktion. Denn es beruht auf einer Plattform-Basis: Plattformen sind eine Reihe von systematisierten Komponenten, welche nach einer vereinheitlichten Methode zusammengebaut und so für ähnliche Gebäude ebenfalls verwendet werden können. Bei The Forge kam das P-DfMA-Verfahren vor allem für das Tragwerk, die Haustechnik sowie Fassadenkomponenten zum Einsatz. Wichtig für Architekten und Bauherren ist, dass man dennoch ein individuelles architektonisches Design realisieren kann und nicht alle Gebäude ähnlich aussehen müssen.

Insgesamt besteht das rund 13.000 m2 große Projekt aus zwei 10-stöckigen Gebäuden. Deren Grundriss bietet gemäß den heutigen Bürostandards je Stockwerk große, stützenfreie Räume. Vor allem bei der Konstruktion Stahl-Beton-Hybrid-Rahmens zeigt sich die Effizienz des P-DfMA-Ansatzes. Die Primärstahlträger bilden ein Raster von 9 x 9 Metern mit egelmäßigen Versorgungsauschnitten. Im Abstand von 3 Metern wird die 14 cm dünne Ortbetondecke von integrierten Betonbalken getragen. Durch den Einsatz von Ortbeton wurde die Deckenbauzeit verkürzt, da bereits während der Aushärtungszeit weitergearbeitet werden kann. Möglich wird dies durch Diagonalstützen, welche die Lasten in die Primärstahlträger verteilen – statt wie üblich vertikal in die zuvor gegossene Decke. Weil die langsamere Aushärtungszeit weniger ins Gewicht fällt, daher der Zementgehalt gesenkt werden konnte, verringert sich bei der Betonherstellung auch der der CO2-Ausstoß. Statt mit Kränen, werden die Materialien in Gitterboxen gepackt, mit Materialaufzügen auf die Stockwerke verteilt und mit Hilfe von Greifstaplern positioniert. Dies spart ebenfalls Zeit und Kosten. Auf dieser Basis beeinflussen mehrere veränderte Prozesse die gesamte Erstellung des Gebäudes in positiver Weise. Nach Fertigstellung erfolgte der finale Ausgleich der restlichen Emissionsraten zum Netto-Null-Standard über den Zukauf von Gold Standard CO2-Zertifikaten. Versorgt wird das Gebäude dann nicht über Energie aus fossilen Brennstoffen, sondern über Photovoltaik-Module und eine Kombination aus erneuerbaren Energien.

Spezialisten und Dienstleister frühzeitig in Planung eingebunden
Bereits vor Baubeginn wurden beteiligte Zulieferer und Spezialisten, wie Kiefer frühzeitig in die Planung eingebunden und arbeiteten direkt mit Landsec und Bryden Wood zusammen. Denn auch die Installation der Versorgungsleitungen ist optimiert: Die Leitungen sollten so wenig Platz wie möglich beanspruchen und so viel wie möglich sollte auch hier standardisiert werden. Die Planung sah eine freie Sichtmontage ohne abgehängte Decken vor. Um diese Projektanforderungen bestens erfüllen zu können, führte Kiefer vorab realitätsnahe Versuche im hauseigenen Labor durch. Hierfür wurde ein typischer Büroraum mit dem Decken-Luftdurchlass INDUDRALL KR 500 ausgestattet, um so das Luftströmungsverhalten für die drei Lastszenarien Vollkühlung, Teillastkühlung und Vollheizung zu untersuchen. Kiefer konnte mit diesen Versuchen zeigen, dass auch unter den projektspezifischen Vorgaben eine ideale Raumluftströmung erreicht wird und alle Komfortbedingungen eingehalten werden. Die Laborversuche ergaben auch, dass geplante Leuchten und Akustikpaneele den Luftstrom nicht beeinflussen. Durch eine projektspezifische Anpassung und eine optimierte Anordnung der Drallelemente kann sogar eine höhere Induktion und eine gute Strahlerzeugung erreicht werden. Dies verbessert den thermischen Komfort für die Nutzer deutlich.

Lieferung und Vormontage in „Fabrik“
Kiefer lieferte bei diesem Projekt nicht wie sonst üblich direkt auf die Baustelle, sondern vorab an eine sogenannte Montagefabrik. Dort montierte man alle Komponenten auf Rahmen, die anschließend in speziellen Gestellen so gestapelt wurden, dass mehrere Module gleichzeitig transportiert werden konnten. Auf einem Modul befinden sich dann unter anderem die Decken-Luftdurchlässe INDUDRALL und die dazugehörigen Lüftungselemente und Zuluftrohre. Die Deckenbefestigungen hatte man bereits vorab in die Decke eingegossen, so dass die Module auf der Baustelle anschließend nur noch verschraubt wurden. Für eine vereinfachte Montage lieferte Kiefer in diesem Fall keine Standardkästen, sondern projektspezifische Ausführungen mit unterschiedlichen Stutzendurchmessern und -längen sowie speziellen Befestigungslaschen.

Ausblick: Bauen für Netto-Null
Wo gebaut wird, da entstehen unausweichlich Emissionen. Doch Bauprojekte wie The Forge zeigen, wie klimaverantwortliches Bauen heute schon möglich ist. Es gilt Emissionen zu reduzieren und Ressourcen zu schonen – am einfachsten gelingt dies im laufenden Betrieb. Mit erneuerbaren Energiequellen können Emissionen für Lüftung, Wärme, Wasser und elektrische Geräte gesenkt werden. Luft nach oben in puncto Emissionseinsparung zeigen jedoch die Prozessabschnitte Materialauswahl, Fertigung, Transport und Montage. Wird Bauen in dieser Form ganzheitlich gedacht, erweist sich Netto-Null als wirksamstes Mittel gegen den Klimawandel

Neil Pennel, Leiter der Abteilung Design Innovation and Property Solutions bei Landsec, London:
„Nach einer umfassenden Bewertung alternativer Lüftungskonzeptionen haben wir den INDUDRALL-Deckenluftdurchlass von Kiefer für unsere modulare Klimatisierungslösung in The Forge ausgewählt. Wir benötigten ein flexibles und anpassungsfähiges System, das bei mehreren Projekten eingesetzt werden kann. Der Luftauslass muss mit einer Reihe unterschiedlicher Lastbedingungen in Innen- als auch in Außenbereichen zurechtkommen. Zugleich muss er sowohl mit als auch ohne Decke funktionieren und für optimale Komfortbedingungen im bewohnten Raum sorgen. Die Kiefer Luftdurchlässe wurden vorab strengen Tests unterzogen und erfüllten alle Anforderungen unter Sommer- als auch unter Winterbedingungen, was sie zur idealen Wahl als Teil des innovativen P-DfMA-Systems (Platform - Design for Manufacturing and Assembly) machte, das bei diesem Projekt zum Einsatz kam.“

Gut zu wissen:
Die Klassifizierungen „CO2-neutral“ und „Netto-Null-CO2“ klingen ähnlich, unterscheiden sich jedoch im Detail: In beiden Fällen achten Unternehmen darauf, ihren CO2-Abdruck zu verringern und auszugleichen. CO2-neutral bezieht sich dabei meist rückwirkend auf den Ausgleich der Gesamtmenge an Kohlenstoffemissionen. Wohingegen Netto-Null-CO2 im Idealfall darauf abzielt, dass schon von Planungsbeginn bis zum Betrieb so wenig wie möglich Emissionen freigesetzt, also später in deutlich geringerem Maße aufgefangen oder ausgeglichen werden müssen.