Industriecampus mit dem „H“-Effekt

Das Technologiezentrum Seestadt, integral geplant von ATP architekten ingenieure (Wien), ist der Beweis: Energieeffizienz und Design sind ein hervorragendes Team. Sowohl der erste (tz1) als auch der zweite Bauteil (tz2) sind sichtbare Meilensteine in der nachhaltigen Entwicklung der „Stadt der Zukunft“ – wie die Wiener Seestadt Aspern auch genannt wird. Bereits tz1 war als erstes Plus-Energie-Bürohaus Österreichs vielfach ausgezeichnet und zum Leuchtturmprojekt für das 240 ha große Areal des ambitionierten Stadtentwicklungsprojektes erklärt worden (siehe tab 10/2013). Nun setzt der Zwei-Fußballfelder-große Erweiterungsbau diese Erfolgsgeschichte als nearly-Zero-Emission-Building (nZEB) im Passivhausstandard fort. Gerhard Hirczi, Geschäftsführer der Wirtschaftsagentur Wien, erklärt dazu: „Wir erzeugen annähernd selbst so viel Energie wie wir benötigen. Uns ist es wichtig, Platz für Unternehmen mit Visionen zu schaffen und gleichzeitig zu zeigen, dass dies mit einem klimafreundlichen Fußabdruck möglich ist.“

Stadtnahe Lage

Das Technologiezentrum Seestadt befindet sich nur 30 U-Bahn-Minuten von der Innenstadt entfernt, im dynamischen 22. Wiener Gemeindebezirk. Wer trotz der guten Anbindung an die U2 den Individualverkehr bevorzugt, parkt sein Auto auf dem unmittelbar angrenzenden Grundstück an der Sonnenallee. Für Radfahrer stehen direkt am Vorplatz des Haupteingangs überdachte Absperrbereiche bereit. Wer sich danach für die Arbeit frischmachen möchte, kann dies in den im Keller installierten Duschen tun.

Lebenszyklusorientierte Planung

„Der Weg zum nachhaltigen Gebäude führt heute nur noch über lebenszyklusorientierte, integrale Planungsprozesse“, betont Architekt Hannes Achammer, Gesamtprojektleiter des tz2 von ATP Wien, und verweist auf die bei ATP seit über 40 Jahren gelebte Kultur der simultanen, fachübergreifenden Gebäudeplanung von Architekten, Tragwerksplanern und TGA-Ingenieuren sowie Ingenieuren für Objektüberwachung, vom Entwurf bis zur Fertigstellung eines Projektes. Auch bei der Planung des tz2 erwies sich die Kultur der Integralen Planung als erfolgsentscheidend. Durch die Untersuchung und Bewertung unterschiedlicher TGA- und Fassaden-Varianten mittels dynamischer Gebäudesimulation sowie eine lebenszyklusorientierte Energiebilanzierung durch DIN 18599-Berechnung, konnte ATP sustain beispielsweise die Energieeffizienz des Gebäudes maßgeblich optimieren. Insgesamt verglich man sechs Varianten mit drei verschiedenen Versorgungssystemen über 50 Jahre Betrachtungszeitraum und wertete diese in Hinblick auf Wirtschaftlichkeit mittels Lebenszykluskostenberechnungen zusätzlich aus. Bereits in der frühen Planungsphase konnten so die besten Grundlagen für fundierte Entscheidungen gelegt werden, die in der Planungsphase dann durch das TGA-Team von ATP Wien weiterverfolgt und im Detail ausgearbeitet wurden.

H-Konzept: modular und flexibel

Eine grundlegende Anforderung an den Entwurf war es, das Gebäude modular anzulegen, um den künftigen (in der frühen Planungsphase noch weitgehend unbekannten Mietern) möglichst viel Flexibilität in der Raumgestaltung zu lassen. Als Pionier für Integrale Planung mit BIM brachte das ATP-Team um Hannes Achammer alle Voraussetzungen mit, dieser Herausforderung entsprechend zu begegnen und die Bedürfnisse des Bauherrn genauso optimal zu erfüllen wie die der Nutzer.

Die Erfahrungen aus dem Facility Management von Bauteil 1 konnte ATP für die Erweiterungsplanung dabei gezielt nutzen und insgesamt zeigen: Bürogebäude müssen nicht immer rechteckige Blockstrukturen sein. Im Gegenteil: Bauteil 2 hat eine systematisch entwickelte H-Form, die sich wie ein Fächer entlang des fünfeckigen Grundstücks ausbreitet. Durch Knickungen in der Geometrie findet das Gebäudevolumen optimal Platz und passt sich flexibel an den Campus an. Was eigentlich der städtebaulichen Entwicklung geschuldet ist, verstanden die ATP-Architekten und -Ingenieure als Chance: Mit der konsequenten Umsetzung des H-Typs im Grundrisslayout der Mietflächen gelang es ihnen, anspruchsvolle Architektur, Wirtschaftlichkeit und die geforderte Flexibilität des Gebäudes zu realisieren. Ein offen gestalteter Eingangsbereich dient als identitätsstiftender Begegnungsort und Schnittstelle zum urbanen Raum.

Neben der gewonnenen Raumflexibilität bietet die H-Form einen zweiten wesentlichen Vorzug im Außenbereich: Sie ermöglicht im Rahmen der generell hochwertigen und einladenden Außenanlagen, auch die Einrichtung von Werkhöfen an der südöstlichen zur Campusaußenseite gelegenen Christine-Touaillon-Straße. Damit erweitern die aus der speziellen Form entstandenen Innenhöfe den Arbeitsraum auch in den Außenraum. Auf diesen „halböffentlichen Aufenthalts- und Werkflächen“ können die Mieter ihre Projekte an der frischen Luft vorantreiben und den Stadtbenutzern gleichzeitig die Funktion und das Leben im Campus vermitteln. Die befahrbaren Werkhöfe sind mit robustem Ortbetonbelag (Besenstrich) ausgestattet und mit Grüninseln zum Straßenraum eingefasst – ein Asset, das das Technologiezentrum Seestadt besonders bereichert. Dies findet auch Gerhard Hirczi, Geschäftsführer der Wirtschaftsagentur Wien, dessen Auftrag an ATP es u.a. war, Raum zu schaffen, in dem „das ganze Leben“ Platz hat.

Ein Zuhause für die Industrie 4.0

Im Inneren des tz2 finden die Mieter ideale Bedingungen, um an ihren Technologieprojekten für die Industrie 4.0, das Internet of Things oder der smarten Welt von morgen zu tüfteln. Es hat sich wie immer bewährt, dass der Integralen Planung von ATP eine genaue Bedürfnisanalyse voranging. Dabei wurde eruiert, was ein potentieller Mieter, etwa ein innovativer Fertigungsbetrieb, braucht, um im tz2 ein ideales Zuhause zu finden. Die Studie listete funktionale Anforderungen, wie hohe Behaglichkeit, Tageslichtkomfort, einfache Bedienung der haustechnischen Anlagen und flexibel nutzbare Flächen, genauso auf wie soziale, etwa das Bedürfnis nach Kommunikations- und Gemeinschaftseinrichtungen zur Förderung von Ideenaustausch. Diese Überlegungen führten zu der grundsätzlichen Trennung von Produktionsflächen im Erdgeschoss und Büroflächen in den beiden Obergeschossen.

Die Trennung von klassischer Büro- und experimenteller Forschungsnutzung kann man heute je Geschoss auch optisch schon von weitem erkennen. In Material und Farbe ähnelt der Bauteil 2 der „Number One“ – dem Bauteil 1. Allerdings wurde durch feine Nuancen eine gewisse Differenzierung und Leichtigkeit im campusartigen Gesamtbild geschaffen. Durch ein abwechselndes Spiel von geschosshohen Wand- und Fensterelementen im Raster von 1,35 m ist die Erdgeschossfassade mit hinterlüfteten, großformatigen Fassadenplatten aus Faserzement als monolithischer Sockel ausgebildet. Die beiden Obergeschosse setzen mit einer Fensterbandkonstruktion als schwebende Baukörper einen städtebaulichen Akzent zur Christine-Touaillon-Straße. Durch diesen subtilen, industriellen Touch fungiert das tz2 funktional und atmosphärisch als passendes bzw. schlüssiges Puzzleteil im gesamten Ensemble. Es macht den Campus schlicht zu mehr als nur die Summe der einzelnen Bauteile.

Teilt man die Gebäudegeschosse nach Funktion, so ergeben sich dadurch selbstverständlich auch unterschiedliche Raumanforderungen. So misst die Raumhöhe der ca. 150 bis 200 m² großen Mietflächen im Erdgeschoss stolze 4 m. Durch eine verstärkte und abgesenkte Bodenplatte trägt die überhohe Multifunktionszone eine Nutzlast von 10,0 kN/m² und eignet sich bestens auch für schwere Maschinen. Für die Einbringung dieser Maschinen wurde für jede Mieteinheit ein großes Türelement vorgesehen, das auch den zugehörigen unmittelbar vorgelagerten Außenraum mit dem Raum verbindet. Sollte irgendwann nachgerüstet werden müssen, können Mieter jederzeit zusätzliche Maschinenfundamente herstellen. Innerhalb jeder dieser Einheiten befindet sich außerdem ein separater Raum für IT-Infrastruktur mit entsprechender Kühlung – ein für IT-Unternehmen nicht unwesentliches Erfordernis, das hier bestens mitberücksichtigt wurde.

Praktisch angelegt und funktionell durchdacht geht es vom Erdgeschoss aus weiter. Die Lifte sind ebenso wie die Gänge allesamt mit Europaletten befahrbar – ganz ohne lästiges Stoßen und Quetschen. Fährt man damit mit dem topmodernen Duplex-Lift ins erste Obergeschoss, befindet man sich auf den sogenannten „multifunktionalen Flächen light“. Mit einer Größe von ca. 60 bis 210 m² und einer Nutzlast von 7,5 kN/m² sind sie bestens geeignet für Unternehmen, welche gleichzeitigen Bedarf an Bürotätigkeit und dem Aufstellen von Maschinen von moderater Größe haben. Des Weiteren befindet sich ein Besprechungsbereich mit zwei Meeting-Räumen für jeweils zehn Personen im ersten Obergeschoss. Diese werden von den Mietern online gebucht und dienen – auch aufgrund ihrer zentralen Lage – als informeller Treffpunkt dem Austausch untereinander. Ein Stockwerk höher sind zusätzliche Mieteinheiten von ca. 140 bis 260 m² für Büros mit einer entsprechend geringeren Nutzlast von 5,0 kN/m² untergebracht.

Wärme- und Kälteversorgung „auf Schiene“

Für die Wärmeversorgung nutzt das tz2 eine zentrale Wasser-/Wasser-Wärmepumpe mit Wärme-Kälte-Kopplung. Das bedeutet, dass sowohl Wärme als auch Kälte in zwei jeweils 10.000-l-fassenden Speichern zwischengelagert und bei Bedarf auch zeitgleich wieder freigegeben werden kann. Je nach Verfügbarkeit, können auch das Grundwasser, die Abluft oder auch das Gebäude selbst als Wärme- bzw. Kältequelle genutzt werden. Möglich ist dies über ein smartes Verteilsystem mittels Betonkernaktivierung, das Wärme und Kälte an die jeweilige Geschossdecke abgibt. Um den unterschiedlichen energetischen Anforderungen der Mieter zu begegnen, ist eine Zonenregelung vorgesehen, die aufgrund von bisherigen Erfahrungen aus dem tz1 für die Behaglichkeit der Nutzer dank der Trägheit auch ausreichend ist.

Für die Kälteversorgung des Gebäudes sorgt eine Brunnenanlage mit einem Schluck- und einem Entnahmebrunnen mit zwei Grundwasserpumpen, die das Wasser über einen Wärmeübertrager in das hydraulische System einbinden.

Auch die flexible Erweiterung von Heiz- und Kühlmöglichkeiten wurde berücksichtigt. Eine sogenannte „Energieschiene“ wird auf einem Temperaturniveau zwischen 25 °C und 30 °C gehalten und dient als Wärmequelle oder Wärmesenke für den individuellen Heiz- bzw. Kühlbetrieb mittels Kleinwärmepumpen. Besonders intelligent, weil effizient, ist die Möglichkeit, die vor allem im Kühlfall entstehende Abwärme aus EDV-Räumen ebenfalls über ein Verteilsystem an die Betonkernaktivierung zur Beheizung des Gebäudes abgeben zu können. Der abgekühlte Rücklauf aus der Betonkernaktivierung wird als Vorlauf für die Energieschiene genutzt. In den wärmeren Monaten, in denen diese Option nicht erforderlich ist, wird die Abwärme über das Grundwasser und die Lüftungsanlage an die Umgebung abgeführt.

CO₂-gesteuerte Lüftungsanlage

Ein wichtiger Baustein für das Wohlbefinden der Nutzer in den einzelnen Gebäudeeinheiten ist die hocheffiziente Lüftungsanlage mit Wärme- und Feuchterückgewinnung. Das zentrale Lüftungsgerät in der Technikzentrale am Dach, das für sämtliche Büroräume, multifunktionale Flächen im EG sowie für die Sanitärräume zum Einsatz kommt, ist mit zwei Rotationswärmetauschern ausgestattet. Je nach Bedarf wird ein Rotor zur Wärme- bzw. ein zweiter zur Wärme- und Feuchterückgewinnung verwendet. Die Außenluft wird im Hochsommer bzw. im Winter mit einem Lüftungsregister vorkonditioniert, um eine dauerhafte Durchfeuchtung der Filtermatten zu verhindern bzw. die Wärmerückgewinnung zu optimieren. Zur zusätzlichen Optimierung des Raumklimas wurde eine Be- und Entfeuchtung der Zuluft vorgesehen, die in den Wintermonaten eine Grundbefeuchtung gewährleistet, und in den Sommermonaten die Zuluft kontrolliert entfeuchtet. Wenn sich die Luftfeuchtigkeit der Außenluft innerhalb des allgemeinen Behaglichkeitsbereichs befindet, erfolgt die Kühlung der Zuluft über die Brunnenanlage. Zusätzlich zur Zuluftaufbereitung ist in der Abluft, nach der Wärmerückgewinnung, ein Lüftungsregister installiert, das im Winter als Wärmequelle für die Wärmepumpe genutzt wird und im Sommer überschüssige Wärme an die Umgebungsluft abführt.

Photovoltaik neu gedacht

Wie schon beim tz1, wurde auch beim tz2 an mehrere Möglichkeiten zum integrierten Einsatz und zur Nutzung von Photovoltaikmodulen gedacht. Neben den wohlbekannten Lösungen auf den Flachdächern der einzelnen Gebäudeteile sorgen im Erweiterungsbau an den südlichen Außenwänden zusätzlich vertikale, fassadenintegrierte und für das Projekt konfektionierte Glas-Glas-Photovoltaikmodule für Strom aus Sonnenenergie. Damit erreicht die Photovoltaikanlage eine beeindruckende Gesamtleistung von 131,3 kW_p.

Sonnenstandgeführte Tageslichtlenkung

Da der Mensch natürliches Licht bevorzugt, machte sich ATP für die Beleuchtung des mehrstöckigen Foyers eine europaweite Neuheit zunutze: Sonnenstandgeführte Kollektoren der schwedischen Firma Parans leiten vom Dach des tz2 natürliches Tageslicht über Lichtwellenleiter in das zentrale Atrium und sorgen unterstützt durch eine Kunstlichtdecke für angenehme – und konzentrationsfördernde Lichtstimmungen.

BIM: Forschung auch im laufenden Betrieb

Wo immer möglich, wurde in der Planung des tz2 darauf geachtet, die örtlichen Gegebenheiten zu nutzen und auf direkt am Standort verfügbare Ressourcen wie Grundwasser, Abwärme, Abluft der Lüftungsanlage und Strom aus Photovoltaik zurückzugreifen. Mit den vorbildlich umgesetzten Maßnahmen zur Klimaneutralität des Gebäudes hört das hohe Engagement für die Nachhaltigkeit des tz2 jedoch noch lange nicht auf. Das tz2 ist die erste Gewerbeimmobilie in Wien, deren Energieverbrauch in Echtzeit von Aspern Smart City Research (ASCR) überwacht und für mögliche neue Lösungen ausgewertet wird. Schon in der Planungs- und Errichtungsphase wurde hierzu ein digitaler Gebäudezwilling mittels „Building Information Modeling“ (BIM) erstellt und laufend mit der gebauten Realität abgeglichen. Dadurch wird ein nachhaltiger Bauprozess möglich sowie eine kosteneffizientere Nutzung erreicht. „Etwa dann, wenn eine notwendige Wartung oder Nachrüstung des Gebäudes in Sachen Energie bereits vor dem Bedarf antizipiert und durchgeführt werden kann. Der Betrieb wird so zu keinem Zeitpunkt gestört“, so der Geschäftsführer der ASCR, Robert Grüneis. Man erwarte sich mit BIM die Gesamtkosten des Gebäudezyklus um rund ein Drittel senken zu können. Dies gilt es nun in der Praxis zu erforschen.

Fazit

Die hervorragenden Bewertungen der Österreichischen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (ÖGNB) mit 935 und von klimaaktiv mit 975 von 1.000 Punkten belegen die von ATP angestrebte Energieeffizienz und den hohen Nutzerkomfort des Gebäudes. Möglich machte dies ein innovatives, lebenszyklusorientiertes Energie- und Versorgungskonzept, das in Kooperation von ATP Wien (TGA-Konzept) und den Forschungsgesellschaften ATP sustain (Lebenszyklus-Analyse, Bauphysik, Zertifizierungsbegleitung) und Aspern Smart City Research (Siemens, Wien Energie, Wiener Netze, Wirtschaftsagentur Wien, Wien 3420 – Energieschema und BIM) entwickelt und von den Errichter-Firmen HKLS Pischulti, Elektrotechnik Loidl und 10hoch4 ausgeführt wurde.