Dämmung mit Aerogel : Subtil und energiesparend: Aerogel-Anwendungen im Bau
Thomas Bergmann, Samuel Brunner vom Organisationsteam Empa, Michal Ganobjak, Organisator und Sekretär AAA, Lucia Boyerman, wissenschaftliche Assistentin Empa, Volker Herzog, Jury-Mitglied, Herzog Architektur, Annette Fest, Zweiter Platz, Bodensteiner Fest Architekten, Chaima Mansour, wissenschaftliche Assistentin Empa und Jannis Wernery vom Organisationsteam Empa bei der Verleihung der Aerogel Architecture Awards 2024.
- © EmpaDer Aerogel Architecture Award wurde 2024 bereits zum vierten Mal auf dem Empa-Campus verliehen. Insgesamt wurden sechs Projekte in den Kategorien realisierte Lösungen und Studierendenprojekte ausgezeichnet. Sie alle zeigen Anwendungen von Aerogel-Materialien in Architektur- und Bauprojekten, die durch minimale Eingriffe in Bausubstanz und Erscheinungsbild große Ersparnisse hinsichtlich Wärmeverlust und Energieverbrauch ermöglichen.
Für den diesjährigen Award wurden insbesondere Projekte gesucht, die beispielhaft aufzeigen, wie das hochleistungsfähige Dämmmaterial Aerogel bei Renovationen historischer Gebäude sowie in der Architektur und im Bau im Allgemeinen zur Anwendung kommt. Aus insgesamt 31 Eingaben für die beiden Kategorien nominierte die Fachjury je drei Podestplätze, darunter ein Sanierungsprojekt aus Italien und ein studentisches Konzept aus Brasilien.
Was ist Aerogel?
Aerogel ist ein hochporöses Material, das durch das Entfernen der flüssigen Komponente eines wässrigen Gels, das meist aus Kieselsäure hergestellt wird. Nach dem Trocknen bleibt eine feste Struktur zurück, die zu über 99 Prozent aus Luft besteht und eine sehr niedrige Dichte und damit hervorragende Isolationsfähigkeiten hat. Im Verhältnis zu seiner Größe hat das Gel aufgrund seiner Struktur eine sehr große Oberfläche – ein Gramm Aerogel entspricht in etwa der Oberfläche eines Fußballfeldes.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird Aerogel in verschiedenen Bereichen eingesetzt. In der Bauindustrie dient es als Dämmstoff, der Wärmeverlust minimiert. In der Raumfahrt wird es zur Isolierung von Raumfahrzeugen verwendet, und in der Öl- und Gasindustrie findet es Anwendung bei der Isolierung von Pipelines. Darüber hinaus wird Aerogel auch in der Elektronik und in der Medizintechnik genutzt.
Verbesserter Energiebedarf historischer Bauten
In der Kategorie realisierte Projekte gingen fünf Projekte ein: eines aus China, eines aus Italien und drei aus Deutschland. Durchgesetzt hat sich schließlich das Projekt Stringi-Stringi aus dem italienischen Livorno. Dabei handelt es sich um ein Renovationsprojekt des gleichnamigen Sozialwohnungsbaus, das vom Architekturbüro SB Ingegneria realisiert wurde. Um das schlecht isolierte Gebäude aus dem Jahr 1939 energetisch zu optimieren, wurden fünf entscheidende Interventionen an der Struktur vorgenommen:
Das Dach wurde mit einer 140 Millimeter dicken Schaumstoff-Isolation versehen, die Fassade mit EPS 100 Graphit bzw. einer 50mm Aerogel-Schicht saniert. Die alte Gasheizung wurde durch eine Wärmepumpe ersetzt, wozu auf dem Dach eine Photovoltaik-Anlage installiert wurde. Schließlich wurden die Fenster ersetzt und mit einer 10 Millimeter dicken Aerogel-Schicht abgedichtet. Besonders für die Sanierung der Fassade des V-förmigen Gebäudes, sei der Einsatz von Aerogel essenziell gewesen, so die Architektin Serena Braccini. Dies, weil die Flexibilität des Materials die Isolation der gekrümmten Fassade erlaubt habe, ohne deren Erscheinungsbild zu verändern.
Auch die Jury hat dieser Einsatz des leistungsfähigen Aerogel-Materials überzeugt, das Gebäude konnte so „energetisch auf den heutigen Standard gebracht werden, ohne den optischen Charakter zu beeinträchtigen", fasst Jury-Mitglied Volker Herzog den Entscheid der Jury zusammen. Außerdem sei das Gebäude als ganzes System fit für das nächste Jahrhundert gemacht worden.
Wärmedämmung ohne optische Einbußen
Auf den zweiten Platz schaffte es der Kindergarten Eversbuschstrasse in München. Das Team des Architekturbüros Bodensteiner Fest Architekten hatte den Auftrag, das 120-jährige Gebäude, das zuletzt 20 Jahre lang leer stand, mit möglichst einfachen Mitteln auf Vordermann zu bringen und ihm so zu einem neuen Leben zu verhelfen. Künftig wird es als Integrationskindergarten genutzt werden, wobei die engen Platzverhältnisse eine große Herausforderung in der Planung gewesen seien, so die leitende Architektin Annette Fest. Zentral für das Projekt seien der Erhalt bzw. das Wiederverwenden vorhandener Materialien und Strukturen, wobei das wärmedämmende Aerogel-Material viele Freiheiten geboten habe.
Den dritten Podestplatz belegt das Projekt rund um das Andreas-Schubert-Gebäude an der Technischen Universität Dresden, durchgeführt vom Büro IPROconsult. Das 1959 erbaute Fakultätsgebäude steht unter Denkmalschutz und musste deshalb unter Wahrung der materiellen Struktur saniert werden.
Es besteht aus einem tragenden Betongerüst, in welches dünnere Betonpanels und Fenster integriert sind. Im Zuge der Sanierungsmaßnahmen wurden sowohl die Betonpanels mit einer 50 Millimeter dicken Aerogel-Dämmung versehen, als auch neue Fenster installiert. Durch diese Maßnahmen konnte der Wärmeverlust um rund 75 Prozent gesenkt werden, während die charakteristische Fassade bewahrt wurde.
Was ist der Aerogel Architecture Award?
Der Aerogel Architecture Award wurde im Jahr 2020 von der Empa initiiert und 2024 durch die Industriepartner Agitec, Fixit, IBIH und Hasit ermöglicht. Für den Wettbewerb 2024 gingen 26 studentische und fünf realisierte Projekte aus verschiedenen Ländern ein.
Eine Jury, bestehend aus den drei Architekten Beat Kämpfen (Schweiz), Volker Herzog (Deutschland) und Manfred Wehdorn (Österreich) sowie dem Aerogel-Experten Michael O'Connor (Frankreich), bewertete die eingereichten Projekte im Hinblick auf die Erhaltung des kulturellen Erbes, die Energieeffizienz und die Originalität der gewählten Lösung. Ganz besonders im Fokus der Jury stand aber immer die pragmatische Frage: Inwiefern ist die Maßnahme für das entsprechende Projekt sinnvoll?
26 eingereichte Studierendenprojekte
Groß war auch die Vielfalt bei den insgesamt 26 Studierendenprojekten, die aus diversen Ländern eingegangen sind. Mit dem ersten Platz prämiert wurde das Projekt Tassi Museum des Duos Amanda Sayuri Hashimoto und Guilherme Pinheiro e Silva aus Brasilien. Ihr Konzept sieht vor, das ehemalige Hotel Tassi in Curitiba, das durch einen Brand großflächig verwüstet wurde, rundum zu renovieren und in ein Museum umzuwandeln. So wollen sie sowohl der ursprünglichen Architektur als auch der Geschichte des Hauses Rechnung tragen. Dazu haben sie vorgeschlagen, die alte, teils beschädigte Ziegelwand durch eine neue Holzkonstruktion zu stützen.
Eine an der bestehenden Fassade angebrachte Aerogel-Isolation sorgt dafür, dass das Gebäude sprichwörtlich atmen kann, wodurch die Wärmeisolation deutlich verbessert wird, ohne dass sich Feuchtigkeit zwischen Außen- und Innenwand bilden kann. Nebst der Fassadenisolation, sieht das Projekt eine Überdachung des Innenhofs vor, die aus einer 30 Millimeter dicken Aerogel-Schicht innerhalb zweier Glasscheiben besteht. Dadurch kann Tageslicht in den Innenhof gelangen, dieser jedoch wetterunabhängig genutzt werden. Die Jury sieht in diesen zwei Anwendungen einen optimalen Einsatz des innovativen Aerogel-Materials, wobei „ein Maximum des bestehenden Gebäudes und dessen Struktur bewahrt bleibt", so Jury-Mitglied Beat Kämpfen. Besonderen Anklang fand die Kombination aus der alten, weiterhin sichtbaren, Ziegelsteinwand und der neuen Holzstruktur, die der Fassade zusätzliche Stabilität verleiht.
Innenansicht des Projekts Tassi Museum.
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Den zweiten Rang belegt das Projekt von Patricia Malota aus Polen. Ausgehend von der Idee, dass Architektur sich unmittelbar auf die Psyche der Menschen auswirkt, hat sie ein städtisches Zentrum für psychische Gesundheit in Krakau entworfen, das zu großen Teilen lichtdurchlässige Aerogel-Fassaden aufweist. Insbesondere die Therapieräume profitierten dadurch von einer hellen, einladenden Atmosphäre, wobei der Schutz der Privatsphäre jederzeit gewährleistet sei, so die Jury.
Der dritte Platz geht an das Konzept von Michael Chang und Adrian Corbey von der Harvard University in Cambridge, USA. Mit ihrem Aeroblock präsentieren sie eine innovative Lösung für ein grundlegendes Problem des Carpenter Centers for Visual Arts, das 1963 fertiggestellt worden ist und aus der Feder der Schweizer Architektur-Ikone Le Corbusier stammt: Das zeitlose Gebäude wartet mit einer Fassade aus Glasblöcken auf, die jedoch über keinerlei Isolation verfügen. Entsprechend unterliegt der Innenraum starken Temperaturschwankungen. Mittels neuer Aeroblöcke, welche die gläsernen Steine ersetzen sollen, verleihen die beiden Studenten der Fassade eine zeitgemässe Isolation, ohne deren Optik zu beeinträchtigen.
