"Czy możliwa jest ekonomiczna realizacja komfortowego budynku przez cały rok bez ogrzewania i klimatyzacji?" Wielu inwestorów i planistów jest zainteresowanych tym przyszłościowym pytaniem ze względu na ochronę klimatu. Ciekawym rozwiązaniem jest pięciokondygnacyjny budynek biurowy w Monachium-Gräfelfing, który został ukończony pod koniec listopada 2021 r.: projekt przegród zewnętrznych budynku odegrał tutaj kluczową rolę ze względu na wysoki poziom izolacji termicznej i magazynowania ciepła. Wypełniona minerałami cegła "Coriso" o łącznej grubości 65 centymetrów, w tym spoiny tynkowe i zaprawowe, w znacznym stopniu przyczynia się do utrzymania przyjemnej temperatury pokojowej od 22 do 26 stopni Celsjusza przez cały rok - bez korzystania z kosztownych usług budowlanych.

Klient, Heinrich Nabholz KG, potrzebował szczególnie zrównoważonego nowego budynku biurowego w miejscu swojej siedziby w zachodniej części stolicy Bawarii. Przyjazne dla środowiska zachowanie jest również istotną częścią ich filozofii korporacyjnej. "Pomysł całkowitej rezygnacji z technologii ogrzewania i klimatyzacji w nowym budynku pojawił się stopniowo w ścisłym dialogu z klientem - ze względów ekologicznych i ekonomicznych", wyjaśnia architekt Bernd-Simon Schwarz z Schwarz Architekturbüro (Altdorf). "Oprócz wysokich kosztów zakupu i instalacji, do podjęcia tej decyzji przyczyniło się również wyeliminowanie znacznych kosztów utrzymania technologii ogrzewania i klimatyzacji".

Budynek (52 x 15,20 m) ma łącznie pięć kondygnacji naziemnych. Czwarte piętro jest nieco cofnięte, aby stworzyć miejsce na taras na dachu o wyjątkowej atmosferze i wizualnie przełamać zwarty wygląd budynku. Istotną rolę odgrywa tu również centralnie położony i odsunięty od fasady trzon wejściowy z wejściem, klatką schodową, windami i zapleczem sanitarnym. Łączy on większe południowe skrzydło budynku z mniejszą częścią północną. Konstrukcja ta biegnie od parteru przez wszystkie piętra. Biurowiec posiada również dwa parkingi podziemne z łącznie 68 miejscami parkingowymi. Powierzchnia użytkowa jest podzielona na dziewięć jednostek biurowych, które różnią się wielkością i układem poszczególnych pomieszczeń, a tym samym spełniają różne wymagania użytkowników.

Rezygnacja z typowych technologii budowlanych nieuchronnie wymagała od architekta innego podejścia do szczegółowego planowania budynku. Przyjemny klimat wewnętrzny przez cały czas można również osiągnąć za pomocą zoptymalizowanych termicznie ścian zewnętrznych i sufitów oraz dobrze przemyślanej koncepcji wentylacji wnętrz.

Ta świadomość nie jest nowa. Już starożytni architekci wykorzystywali właściwości izolacyjne i akumulacyjne komponentów budowlanych do regulowania temperatury w pomieszczeniach. Budynki, które są odpowiednio zaprojektowane z minimalną ilością usług budowlanych, będą ponownie poszukiwane w przyszłości ze względu na rosnące wyzwania ekologiczne i klimatyczne. Budynek biurowy zbudowany w 2013 roku w Millennium Park w Lustenau w Austrii jest przykładem tego, jak pominięcie technologii ogrzewania i klimatyzacji może być zrealizowane ekonomicznie przy użyciu m.in. monolitycznego muru z cegły. "Inspekcja budynku o charakterystycznej nazwie "Bürohaus 2226" ("Budynek biurowy 2226") po utrzymaniu temperatury pokojowej od 22 do 26 stopni Celsjusza wzbudziła duże zainteresowanie klienta" - mówi architekt, opisując swoją entuzjastyczną reakcję. Przy planowaniu projektu firma Nabholz KG ściśle współpracowała z dr Widerinem, który odegrał kluczową rolę w opracowaniu koncepcji 2226. Pozwoliło im to skorzystać z jego doświadczenia.

"Przyjęliśmy jednak inne podejście do koncepcji przestrzeni" - podkreśla Schwarz. "Około 70 procent powierzchni będzie w przyszłości wynajmowane użytkownikom zewnętrznym. Dlatego nie tylko chcieliśmy stworzyć biura na otwartym planie, ale także umożliwić samodzielne jednostki biurowe". Ważnym warunkiem wstępnym dla koncepcji budynku było stworzenie dużej, przylegającej przestrzeni ze swobodną cyrkulacją powietrza i sterowanymi, zmotoryzowanymi klapami okiennymi, aby zapewnić wystarczający dopływ świeżego powietrza. Ponadto na panelach ściennych rozmieszczonych w środku budynku zainstalowano drewniane elementy przelewowe, dzięki czemu możliwa jest stała wentylacja krzyżowa i jednoczesna redukcja hałasu pomimo oddzielenia przestrzeni biurowych. Ułatwia to tworzenie mniejszych jednostek biurowych przy jednoczesnym zapewnieniu cyrkulacji powietrza. Jeśli obszar ten jest następnie wykorzystywany jako biuro na planie otwartym, te drewniane elementy automatycznie służą jako definiujący element wystroju wnętrza.

Ze względu na szczególne wymagania, konstrukcja ścian zewnętrznych i ich wymiary były kluczowym elementem projektu. Podobnie jak w przypadku budynku w Lustenau, zdecydowano się na monolityczny mur ceglany ze względu na jego równie dobrą izolację termiczną i właściwości magazynowania. Ponieważ każdy centymetr zaoszczędzonej grubości ściany zewnętrznej przekłada się na dodatkową przestrzeń użytkową, grubość przegród zewnętrznych budynku została zminimalizowana dzięki zastosowaniu izolacyjnych cegieł "Coriso". W budynku w Lustenau grubość przegród zewnętrznych wynosi 81,8 cm. W projekcie monachijskim została ona zredukowana do 65 centymetrów dzięki zewnętrznej powłoce wykonanej z cegieł "WS08 Coriso" o grubości 30 centymetrów i wewnętrznej powłoce również o grubości 30 centymetrów wykonanej z cegieł "WS10 Coriso" - plus zaprawa oddzielająca (1,5 centymetra), tynk wapienno-cementowy na ścianie zewnętrznej i tynk wapienny na ścianie wewnętrznej (odpowiednio 2,0 i 1,5 centymetra).

Oprócz niskiego współczynnika przenikania ciepła (U) wynoszącego 0,143 W/(m²K), kolejnym ważnym czynnikiem jest wysoka wytrzymałość na ściskanie cegły Coriso uzyskana dzięki pomysłowemu układowi otworów. Dzięki wytrzymałości na ściskanie wynoszącej 5 MN/m² (klasa wytrzymałości 12), nośna powłoka wewnętrzna WS10 zapewnia bezpieczną nośność ściany zewnętrznej, nawet w przypadku pięciu kondygnacji.

Wybór producenta materiałów budowlanych Leipfinger-Bader również odpowiadał ekologicznym aspiracjom projektu. Grupa firm produkuje materiały ścienne i produkty budowlane dla budownictwa przyjaznego dla klimatu i sprzedaje je w całych Niemczech. Ta rodzinna grupa otrzymała w ostatnich latach kilka nagród za swoją energooszczędną i zasobooszczędną produkcję. Wraz z partnerami naukowymi i badawczymi, firma napędza dalszy rozwój sprawdzonych materiałów budowlanych w interesie zrównoważonego rozwoju, ochrony klimatu i środowiska. Innowacyjna firma rodzinna wyznacza obecnie standardy w dziedzinie recyklingu materiałów budowlanych w całych Niemczech, czego dowodem jest uruchomienie w 2020 r. unikalnego zakładu recyklingu w Puttenhausen. W tym samym roku firma opracowała również pierwszą solidną cegłę ścienną wewnętrzną wykonaną z materiału pochodzącego z recyklingu. Cegła na zimno ma wysoką gęstość nasypową i wytrzymałość na ściskanie i nie jest wypalana jak konwencjonalne cegły, ale po prostu suszona na powietrzu.

Kierownicy projektu określili standard 55 efektywnych domów dla budynków niemieszkalnych w zakresie zużycia energii. Zamiast energochłonnej technologii grzewczej, do ogrzewania biur wykorzystywane są wyłącznie naturalne źródła, takie jak ciepło ciała lub obiekty techniczne, takie jak lampy i komputery. Ich ciepło odpadowe jest tymczasowo magazynowane w ścianach z cegły pełnej i uwalniane do wnętrza z opóźnieniem czasowym. To samo dotyczy prefabrykowanych stropów żelbetowych o grubości 24 centymetrów z odsłoniętym betonowym spodem ze względu na ich wysoką zdolność magazynowania. W miesiącach letnich działają one jak chłodnia, a tym samym przyczyniają się do utrzymania przyjemnej temperatury w pomieszczeniu.

Szczególny wpływ przegród zewnętrznych na klimat wewnątrz budynku wymagał również zminimalizowania mostków termicznych. Z tego powodu zastosowano wysoce wydajne rozwiązania izolacyjne we wszystkich istotnych obszarach połączeń ze ścianą zewnętrzną, takich jak między otworami okiennymi a murem, a także w połączeniu z okładziną dachową. Ich skuteczność została zweryfikowana za pomocą niezwykle szczegółowych i realistycznych symulacji mostków termicznych. Wysiłek się opłacił: biorąc pod uwagę wszystkie spodziewane obciążenia termiczne, udało się udowodnić, że całoroczna temperatura w pomieszczeniu wynosi od 22 do 26 stopni Celsjusza.

Zespół budowlany generalnego wykonawcy, firmy C + P Schlüsselfertiges Bauen GmbH & Co. KG (Angelburg) wykonał mur zewnętrzny zgodnie z aprobatą Z-17.1-1114 (WS08 Coriso) i Z-17.1-1021 (WS10 Coriso) oraz przepisami normy DIN EN 1996 przy użyciu zaprawy cienkowarstwowej. Dzięki łatwej obróbce cegła murarska Coriso okazała się również ekonomicznie korzystnym materiałem budowlanym podczas montażu. Szczególną uwagę należało zwrócić na pierwszą warstwę muru wykonaną z cegieł ciętych w celu wyrównania nierówności stropów. Ze względu na format cegły, służyła ona również do dostosowania ściany zewnętrznej do wysokości kondygnacji.

Szybki montaż stanu surowego i wynikająca z tego wysoka jakość muru bardziej niż zadowoliły klienta i architekta. Pomimo zintegrowanego wypełnienia, cegła licowa Coriso nie różniła się od konwencjonalnych cegieł licowych stosowanych do ścian wewnętrznych, nawet podczas cięcia na wymiar, i można ją było ciąć lub wiercić bez żadnych problemów.

Dzięki sprawnej współpracy wszystkich osób zaangażowanych w budowę, biurowiec został ukończony zgodnie z harmonogramem do końca listopada 2021 r., co czyni go pierwszym tego typu budynkiem w Niemczech. Pierwsi użytkownicy budynku wprowadzili się już w listopadzie. "Miesiące zimowe to niejako pierwszy test wytrzymałości", wyjaśnia Schwarz. "Podczas fazy planowania wzięliśmy również pod uwagę fakt, że indywidualne wymagania dotyczące komfortu są bardzo zróżnicowane. Na przykład zewnętrzna ochrona przeciwsłoneczna składająca się z zewnętrznych żaluzji weneckich została zaplanowana na ciepłe letnie miesiące, chociaż zgodnie z przeprowadzonymi obliczeniami nie jest wymagana jako ochrona przed ciepłem".

Energooszczędna rezygnacja z ogrzewania i chłodzenia jest rozsądnie uzupełniana przez wykorzystanie energii odnawialnej. Na dachu zaplanowano moduły fotowoltaiczne o łącznej mocy 60 kilowatów (kWp). Będą one między innymi bezpośrednio zasilać 16 punktów szybkiego ładowania zainstalowanych na pokładach parkingów. Schwarz ma nadzieję, że biurowiec w Gräfelfingen przyczyni się do zmiany podejścia w planowaniu budynków w przyszłości: z dala od technicznego przeciążenia budynku i w kierunku budynków, które są tak bezobsługowe, jak to tylko możliwe, przy niskich kosztach następczych.

• Klient: Heinrich Nabholz KG, Nowa siedziba główna, Lochhamer Schlag 15, 82166 Gräfelfing
• Planowanie: Schwarz Architekturbüro, mgr inż. architekt (TUM) Bernd-Simon Schwarz, Unterer Markt 3, 90518 Altdorf koło Norymbergi
• Generalny wykonawca i procesor budowy stanu surowego: C+P Schlüsselfertiges Bauen GmbH & Co. KG, In der Werr 11, 35719 Angelburg
• Powierzchnia działki: 1 500 m²
• Powierzchnia użytkowa: ok. 2 800 m²
• Obliczone roczne zapotrzebowanie na ciepło: 46,8 kWh/m²a
• Monolityczna ściana zewnętrzna: powłoka zewnętrzna 30 cm cegła "WS08 Coriso", powłoka wewnętrzna 30 cm cegła "WS10 Coriso"
• Producent cegieł: Leipfinger-Bader GmbH, Ziegeleistraße 15, 84172 Vatersdorf
• Okres budowy: od stycznia 2020 r. do października 2021 r.