Starrer Sonnenschutz

AGORA Krebsforschungszentrum, Lausanne/CH

Ein schwieriger Bauplatz birgt oft ungeahnte Möglichkeiten für die Architektur. Behnisch Architekten haben in Lausanne zwischen Bestandsbauten, geschütztem Wald und in steiler Hanglage das Krebsforschungszentrum AGORA gebaut. Statt einem beweglichen Sonnenschutz setzten sie auf eine starre Konstruktion, die sich als Wabenstruktur rund um das gesamte Haus zieht und ganz ohne Steuerungszentrale einen bedarfsgerechten Sonnenschutz ermöglicht.

Beim Lausanner Projekt AGORA von Behnisch Architekten spürt man auch im fertiggestellten Gebäude noch die Zwänge, die genau zu dieser Form geführt haben. Erschlossen über die Rue du Bugnon im Osten und sehr nah begrenzt von Bestandsgebäuden in Nord, Ost und Süd, blieb nicht viel Platz für das umfassende Raumprogramm, dass sich die Stiftung ISREC für ihr großes Krebsforschungszentrum vorstellte. Im Westen fällt das Grundstück steil ab und geht in einen geschützten Wald über.  So einfach es war, die Grafiken für Blick- und Wegebeziehungen auf dem Gelände zu erstellen, so kompliziert wurde es mit den Beschränkungen durch die Umgebung. „Wir hatten uns entschlossen, ein Gussmodell zu entwickeln, das alle Zwänge berücksichtigt,“, so Stefan Behnisch. „Da ging es ja nicht nur um Mindestabstandsräume, sondern auch um die prognostizierte Entwicklung der angrenzenden Bäume und die Größe ihrer jeweiligen Baumkronen!“ Resultat war ein im Grundriss abgewinkeltes Gebäude, das sich sichelförmig entlang der Hangkante zieht und relativ nah an die Nachbarbauten heranführt. Zusätzlich zur unregelmäßigen Form im Grundriss knickte auch die Hülle nach Innen und Außen ab. „Die damit grob definierte, schräge Form haben wir anschließend modelliert und ausformuliert. Dabei wurde uns recht schnell klar, dass bei diesem Projekt der Sonnenschutz eine Herausforderung werden würde“, so Behnisch.

Auch die Gebäudeform an sich schien ungeeignet für ein Haus. Es war vielmehr ein Volumen. Genau diesen Eindruck wollte Stefan Behnisch im Projekt erhalten, und so begab man sich auf die Suche nach einer Fassadenlösung, die die „Häuslemaßstäbe knackt“ und es Betrachtern erschwert, Geschossigkeit und Gliederung auf einen Blick abzulesen. Die gussmetallene Wabenfassade ist über Auskragungen an der Gebäudehülle befestigt. Isokörbe bieten hier Auflagerpunkte für die tragenden Stahlbalken, an denen die Dank ihrer Faltung in sich selbst ausgesteiften Waben befestigt sind.

Die Waben sind über Gelenke miteinander verbunden, die Dehnungen und Stauchungen aufnehmen. „Im Gesamtbild sieht es sehr präzise aus“, lacht Architekt Stefan Behnisch und weist auf eine Ecke, an der Spannungen ein Element verzogen haben. „Das kann man lösen und wieder anpassen.“

Indirektes Licht genutzt

Die Wabenhülle ist keine Spielerei, sondern erfüllt alle Anforderungen des Hauses an den notwendigen Sicht- und Sonnenschutz. Entsprechend dem Sonnenverlauf von Lausanne blenden die weiß lackierten Elemente direkte Sonneneinstrahlung aus. Gleichzeitig lenken sie über die Reflexion auf den Flächen Tageslicht an die Decken der Geschosse und damit in die Räume. Während die Elemente an der unbesonnten Nordfassade die dahinter liegende Fensterebene nur sehr locker verdecken, bricht der Sonnenschutz den Blick auf den anderen Seiten stark.

Nicht wahrnehmbar ist, dass jeder Fassadenseite speziell ausformulierte und präzise geneigte Waben zugeordnet sind – neun Standardversionen gibt es, dann noch einige Sonderelemente; insgesamt sind es etwa 1 200 Elemente. Sie unterscheiden sich besonders in der Tiefe, ihrer Stellung, in der Neigung und in der jeweiligen Lochung. So ist sichergestellt, dass allseitig und Sommer wie Winter ausreichend Helligkeit in die Räume gelangt. Das robuste System lässt sich dank der Stege einfach warten und reinigen. Die Waben haben keine Lotusbeschichtung, sind aber mit einem reflektierenden Lack überzogen, der nicht so schnell verschmutzt.

Zenitlicht und Tageslichtumlenkung

Nach dem Wettbewerbsgewinn 2013 ließen die Architekten die Wabenkonstruktion vom Stuttgarter Klimabüro Transsolar und vom Tiroler Lichtlabor Bartenbach überprüfen.

„Transsolar kümmerte sich um die Frage, ob genug Tageslicht in die Räume gelangt. Und Bartenbach achtete zum Beispiel auf die Kontraste im Gebäude und verfeinerte die Lochung der Wabenplatten“, erläutert Stefan Behnisch. Als Farbe für die Waben war reines Weiß zu grell und zu blendend, ein vorgeschlagenes Grau zu düster – besonders im Winter hätte dann das Licht gefehlt. Miteinander diskutierten Fachplaner und Architekten, welche Reflexionsgrade optimal für das Objekt wären und in welchem Farbspektrum man sich bewegen sollte.

Anhand eines physischen Modells konnte im künstlichen Himmel bei Bartenbach die Wirkung der Wabenelemente auch über die Jahreszeiten hinweg überprüft werden. Von Mai bis Oktober soll die Sonnenstrahlung möglichst nicht ins Gebäude gelangen, im Winter hingegen schon. Die Waben blenden nur den Einstrahlungsbereich zwischen 48 und 65 Grad aus, das Zenitlicht gelangt so dennoch in das Gebäude. „Es ist einfach, die Sonne auszublenden“, erklärt Behnisch. „Komplizierter ist es, eine geschickte Tageslichtumlenkung zu planen, die dem Nutzer des Gebäudes etwas bringt.“ Gemeinsam mit den Fassadenplanern von Emmer Pfenniger entwickelten die Architekten die Details, entschieden über Nietung und Schraubung, über Faltung und Fuge. Anschließend wurde das gesamte Modell nochmals vom Totalunternehmer Steiner und der Technischen Hochschule Lausanne EPFL überprüft. „Es hat alles gestimmt an unseren Berechnungen“, merkt Architekt Behnisch mit einem Schmunzeln an.

Lichtausbeute und Aussicht vereinen

Laut Stefan Behnisch liegt der Fassadenentwicklung vor allem eine komplexe Ideenfindung zugrunde gefolgt von Fleißarbeit, in der es galt, einfache physikalische Parameter in Einklang zu bringen. Das generelle Wissen über solche Fassaden sei bereits im Büro vorhanden gewesen, also planten die Architekten die Gebäudehülle zunächst selbst. Sonnenlicht ist parallel und verhält sich nach den Reflexionsgesetzen. „Das kann man grashoppern“, sagt Behnisch, und meint damit eine Überprüfung der Parameter anhand des Computerprogramms Grasshopper. Am Ende sei die Entwicklung und Umsetzung gar nicht so schwierig gewesen. Ursprünglich hätte hinter den Sonnenschutz-Elementen eine Ganzglasfassade gestanden, von dieser Idee trennten sich die Architekten aber aus Kostengründen. Die stattdessen gebaute Lochfassade, die man hinter den Waben sowieso kaum wahrnimmt, erfüllt heute die Bedürfnisse des Hauses hinsichtlich Lichtausbeute und Aussicht sehr gut. Die in den Obergeschossen liegenden Büros und Laborräume haben breite und hohe Fenster mit dicken hölzernen Laibungen. Außen ziehen sich die Sonnenschutzwaben über das Fenster, was den Ausblick aber kaum beeinträchtigt. Der Gewinn dieser immobilen Lösung ist der ständig vorhandene Sichtkontakt zum Außenraum, der heutzutage leider oft einer zentralen Verschattungssteuerung geopfert wird.

Zukunftsträchtiger immobiler Sonnenschutz

„Einer der Gründe, warum wir eine immobile Sonnenschutzlösung entwickeln wollten, war, dass wir bei unseren Projekten in den USA zunehmend einen Widerstand gegen beweglichen Sonnenschutz feststellen“, erklärt Behnisch. „Viele halten ihn für wartungsintensiv; und in Gegenden mit viel Sand in der Luft stimmt das auch.“ In Lausanne bot sich dem Büro erstmals die Möglichkeit, sich an einem nicht beweglichen und dafür sehr robusten Sonnenschutz zu versuchen. Dass Wettbewerbe in der Schweiz komplexer sind und tiefer ausgearbeitet werden müssen, sei den Planern dabei zu Gute gekommen. Ein unschlagbarer Vorteil des für AGORA entwickelten Systems ist die Option der Weiterentwicklung. Mit der richtigen Modellierung von Tiefe, Breite und Neigung ist der starre Sonnenschutz anpassbar an jedes Klima. Oder, wie es Behnisch sagt: „Das passt von Bergen bis Boston.“ Katinka Corts, Zürich/CH

„Das Schweizer Krebsinstitut in Lausanne besticht durch seine filigrane Sonnenschutzfassade, die ganz profan aus Schirmen besteht, die die Sonnenwärme abhalten und zugleich Tageslicht in das Gebäude lenken. Diese Optimierung des Sonnenschutzes und die Verbesserung des Tageslichts im Innenraum führt auf ganz unpretentiöse Weise zu einer besseren Klimatisierung. Die Gebäudehülle besteht aus hellen Aluminiummodulen, die durch eine sich wiederholende wie zugleich variierende Anordnung einen körperhaften Sonnenschutz erzeugen, der das gesamte Gebäude luftig einhüllt.“ DBZ Hefpaten Astrid Piber und Tom Minderhoud

Baudaten

Objekt: AGORA Krebsforschungszentrum

Standort: Rue du Bugnon 25A, Lausanne/CH

Typologie: Labor- und Forschungsgebäude

Bauherr: Fondation ISREC, Lausanne/CH

Nutzer: Université de Lausanne, École Polytechnique Fédérale de Lausanne

Betreiber: Centre hospitalier universitaire vaudois

Architekt: Behnisch Architekten, Stuttgart,

www.behnisch.com

Partner: Stefan Behnisch

Projektleitung: Cornelia Wust

Team: Heinrich Lipp, Natasa Bogojevic, Ioana Fagarasan, Michael Innerarity, Matthias Jäger, François Servera, Dennis Wirth, Saori Yamane.

Totalunternehmer: Steiner SA, Tolochenaz/CH

Bauzeit: 2015 – 2018

Fachplaner

Energiekonzept: Transsolar Energietechnik GmbH, Stuttgart, www.transsolar.com

Lichtplaner: Bartenbach LichtLabor GmbH, Aldrans/AT, www.bartenbach.com

Fassadentechniker: Emmer Pfenninger Partner AG, Münchenstein/CH, www.eppag.ch

Tragwerksplaner: ZPF Ingenieure AG, Basel/CH, www.zpf-ing.ch

HLS-Planer: AZ Ingénieurs Lausanne SA, Lausanne/CH, www.az-ingenieurs.ch

Elektroplaner: Bering AG, Bern/CH, www.bering.ch

Akustikplaner: AAB J. Stryjenski & H. Monti, Genf/CH, www.aab-acoustic.com

Partnerarchitekten: Fehlmann Architectes SA., Morges/CH, www.farch.ch

Brandschutzplaner: Swissi AG, Wallisellen/CH,

www.safetycenter.ch

Projektdaten

Nutzfläche gesamt: 15 700m²

Brutto-Grundfläche: 22 500m²

Brutto-Rauminhalt: 93 000m³

Baukosten

Gesamt: 73,3 Mio. €

Brutto-Rauminhalt: 93 000 €/m³

Energiebedarf

nach MINENERGIE ® SIA 380/1

Gebäudehülle

U-Wert Außenwand = 0,15 W/(m²K)

U-Wert Bodenplatte = 0,18 W/(m²K)

U-Wert Dach = 0,18 W/(m²K)

Uw-Wert Fenster = 0,83 W/(m²K)

Ug-Wert Verglasung = 0,5 W/(m²K)

Hersteller

Wärmedämmverbundsystem: Flumroc AG,

www.flumroc.ch

Sonnenschutzlamellen: WAREMA Renkhoff SE, www.warema.de

Beschichtung starrer Sonnenschutz:

IGP Pulvertechnik AG, www.igp-powder.com

Beleuchtung: Zumtobel Lighting GmbH,

www.zumtobel.com

Deckenabsorber Fachbereiche und Agoraebene: Rossoacoustic Pad System,

www.rosso-acoustic.com

Lamellendecke Agoraebene: Georg Haag AG,

www.georghaag.ch

Akustikwände Auditorium: schwab system,

www.schwab-system.ch

Das Schweizer Krebsinstitut in Lausanne besticht durch seine filigrane Sonnenschutzfassade, die ganz profan aus Schirmen besteht, die die Sonnenwärme abhalten und zugleich Tageslicht in das Gebäude lenken. Diese Optimierung des Sonnenschutzes und die Verbesserung des Tageslichts im Innenraum führt mit einfachen Mitteln  zu einer besseren Klimatisierung. Die Gebäudehülle besteht aus hellen Aluminiummodulen, die durch eine sich wiederholende wie zugleich variierende Anordnung einen körperhaften Sonnenschutz erzeugen.

⇥DBZ Heftpaten Astrid Piper und Tom Minderhoud

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