Das Superhaus der Zukunft

Forscher und Unternehmen beschleunigen in Dübendorf die Entwicklung vielversprechender Innovationen.

So sieht das «Nest», diese architektonische eierlegende Wollmilchsau, von Norden aus. Foto: Roman Keller

So sieht das «Nest», diese architektonische eierlegende Wollmilchsau, von Norden aus. Foto: Roman Keller

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Dieses Haus wird nie vollständig fertig sein. Weil es sich ständig verändern wird. Als Haus der Zukunft preist es das Materialforschungsinstitut Empa an. Mit dem Segen von Bundespräsident Johann Schneider-Ammann wird es heute in Dübendorf offiziell eröffnet. Der Bund sieht es als Leuchtturmprojekt im Rahmen der Energiestrategie 2050. Das allein wäre allerdings noch keine Schlagzeile wert. Sogenannte Living Labs gibt es viele weltweit. Nur werden dort unter Laborbedingungen Gebäudeinnovationen getestet. Im «Nest» genannten Haus hingegen – die Abkürzung steht für den langatmigen englischen Begriff Next Evolution in Sustainable Building Technologies – wird gearbeitet, gewohnt und geschlafen, es wird diskutiert und geplant; und alles in einer technologischen Umgebung, die es sonst noch nirgends gibt. Nest ist ein Grossforschungslabor, in dem in Echtzeit unter realen Bedingungen Neuentwicklungen eingesetzt werden, die sich bisher nur im Labor bewährten.

«Die Schweiz ist zwar führend in Erforschung und Entwicklung, der Weg vom Labor bis zum Markt ist aber zu lang», sagt Peter Richner, Vizedirektor der Empa. Zehn Jahre und länger geht es, bis eine Innovation auf dem Markt ist. «Und viele Projekte werden in dieser Zeit aufgegeben.» Wer sich in Dübendorf einrichtet, habe nun gute Chancen, innert fünf bis sechs Jahren ein neues Produkt marktreif präsentieren zu können.

Clevere Baumodule

Um das Prinzip des grosstechnischen Labors zu verstehen, hilft ein Besuch. Empfangen wird der Gast in einem Atrium, das bis zum obersten Stock reicht. Durch das durchsichtige Dach strömt reichlich Tageslicht. Die ETH-Architekten Fabio Gramazio und Matthias Kohler liessen um dieses Zentrum herum drei eigenwillig geschwungene Plattformen bauen – nun der Platz für die geplanten Real-Time-Experimente. Auf der ersten Etage, im östlichen Teil des Hauses, hat sich zum Beispiel die Hochschule Luzern eingenistet. «Meet2Create» heisst das Projekt. Hier werden neue Arbeitsformen in klimatisch und energetisch speziell konzipierten Räumen erprobt. Auf der zweiten Etage entwickelt die Empa neue Anwendungen für Holz. Zimmer und Wohnräume sind in Buchenholz konstruiert, es gibt Lavabos aus wasserabstossendem Holz oder keimresistente Türgriffe. Hier werden künftig Gaststudenten der Empa wohnen. In den nächsten Jahren sind weitere Einheiten geplant.

Das Besondere dabei ist: Es gibt auf jedem Stockwerk verschiedene standardisierte Andockstellen für individuelle Energie- und Abwasserkonzepte, die mit den jeweiligen Projekten verknüpft sind. Damit sind konzeptionell für nachfolgende Vorhaben keine Grenzen gesetzt. «Alles ist offen, alles ist hier möglich», sagt Peter Richner. Auch dank dem Energie-Hub im Keller von Nest, von wo Wärme und Strom verteilt werden.

Hier wird keine dezentrale Energiequelle und Speicheroption ausgelassen: Erdsonden, Wärmepumpen, Fotovoltaik, Brennstoffzellen, Batterien, Superkondensatoren. Thermische Wasserspeicher liefern Wärme für niedrigen bis hohen Temperaturbedarf. Nest ist zudem an das Arealwärmenetz angeschlossen, einen Verbund von Blockheizkraftwerken, Wärmepumpen und Gas. Sollten die Solaranlagen des Gebäudes künftig an sonnigen Tagen überschüssigen Strom produzieren, so kann dieser zur Herstellung von Wasserstoff verwendet werden. Denn Nest ist mit der erst kürzlich eröffneten «Tankstelle» Move der Empa verbunden, wo elektrolytisch aus Wasser Wasserstoff gewonnen wird, der als Langzeitspeicher dient. Das Gas lässt sich als Treibstoff in Brennstoffzellen-Autos einsetzen oder als Brennstoff ins Gasnetz speisen.

Die Energiewende wird hier gesamtheitlich betrachtet. «Nur so macht es Sinn», so Richner. Und wenn schliesslich alle geplanten Projekte mit den unterschiedlichen Energiekonzepten im Experimentierhaus realisiert sind, dann ist das Laborhaus vergleichbar mit einem Quartier, dessen Herausforderung es sein wird, die unterschiedlichen dezentralen erneuerbaren Energiequellen und Bedürfnisse intelligent und kostengünstig zu verknüpfen. Nest setzt einen neuen Standard.

Bereits sind 70 Unternehmen und 20 Forschungsgruppen beteiligt. Eigentümerin ist die Empa, die rund 20 Millionen Franken mit Unterstützung privater und öffentlicher Geldgeber in die Infrastruktur investiert hat. Wer im Nest ein Projekt plant, muss mit etwa 1 bis 2 Millionen Aufwand rechnen, der vor allem durch Sponsoren gedeckt werden soll. Sechs Jahre planten die Bauherren. Initiant Peter Richner warb dafür mit «160 Präsentationen und 3700 Slides».

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 22.05.2016, 22:23 Uhr

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Die Lösung

Holz: Vision Wood

Dämmstoffe ohne chemische Bindemittel, gegen Umwelteinflüsse geschützte Holzfassaden, antimikrobielle Holzoberflächen, wasserabstossende Holzstrukturen. Diese neuen Funktionen finden sich in Schlaf- und Wohnzimmern, in der Aussenfassade, im Lavabo, in Türgriffen. Zudem werden neue Lüftungstechniken erprobt. ETH, Empa und Bundesamt für Umwelt sind beteiligt, plus 9 Firmen.

Arbeitswelt: Meet2Create

Die Hochschule Luzern testet verschiedene Arbeitszonen. Es gibt flexibel einrichtbare Möblierungen, die die Kreativität steigern sollen. Das Raumklima wird allein durch Fassade, spezielle Materialien und Pflanzen geregelt. Nutzer können Einstellungen für Licht und Temperatur personalisieren. Daraus sollen Einsichten für das Grossraumbüro der Zukunft fruchten. 20 Firmen sind beteiligt.

Baukonstruktion: HiLo

Im nächsten Jahr soll auf der obersten Nest-Plattform ein Plus-Energie-Gebäude der ETH Zürich in Betrieb gehen. Es soll 50 Prozent mehr Strom produzieren, als es selber verbraucht. Ein gewölbtes, selbsttragendes Leichtbau-Betondach ist geplant, eine Solarfassade mit Dünnschichtmodulen, die sich am Tageslauf der Sonne orientieren, aber auch nach Bedarf beschatten. Beteiligt: 3 Firmen.

Energie: Solare Fitness / Wellness

Wellnessanlagen verbrauchen viel elektrischen Strom für die Wärmeproduktion. Auf der dritten Etage soll bis Ende 2016 eine Anlage entstehen: Wer auf dem Hometrainer radelt, produziert Strom, eine CO2-Wärmepumpe wird betrieben – 80 Prozent weniger Stromverbrauch. Wärme wird aus Abwasser zurückgewonnen. Beteiligt: Empa, Hochschule Buchs und Luzern, Suissetec und 14 Firmen.

Ressourcen: Urban Mining

Knappe Ressourcen, steigende Treibhausgase, verschmutztes Wasser – damit ist auch die Bauwirtschaft konfrontiert: Abfall soll eine Quelle für neue Materialien werden. 2017 werden Baumaterialien aus Abfallprodukten erprobt. Es geht um neue Konstruktionstechniken, die einen geordneten Rückbau und damit ein effizientes Recycling ermöglichen. Beteiligt: Uni Stuttgart, ETH, 1 Firma.

Komfort: SolAce

Forscher der ETH Lausanne wollen voraussichtlich bis Ende 2017 Nest mit Fassaden ausstatten, die den Innenraum energetisch ausbalancieren und ihm Komfort bringen, indem Tageslicht in den Raum gelenkt und dort gestreut wird – auch in Raumwinkel, die wenig ausgeleuchtet sind. Dazu kommen Hochleistungssensoren zum Einsatz, Mikrospiegel und andere Fassadenelemente.

Bauprozess: Digitale Fabrikation

Roboter und 3-D-Drucker: Die digitale Fabrikation ist in aller Munde. Die Architekten erhalten ein Instrument, das neue bauliche Optionen ermöglicht. Die ETH Zürich plant ab Ende 2018 neue Entwurfs-, Material- und Herstellungstechnologien, die unter realen Bedingungen und über längere Zeit zum Einsatz kommen. Zudem können sie im Nest öffentlich demonstriert werden.

Abwasser: Water Hub

Der Nachbar der Empa, das Wasserforschungsinstitut Eawag, separiert über No-Mix-Toiletten Urin und bereitet ihn in einem optimierten Reaktor zu Dünger für die Landwirtschaft auf. Weiter wird Grau­wasser etwa beim Duschen wieder aufbereitet, um damit zu waschen oder Pflanzen zu tränken. Zudem soll aus Fäkalien Energie gewonnen werden. Beteiligt: 3 Firmen. (lae)

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