Aktivhaus in Vaduz/Liechtenstein. Energiemaschine – active energy building

Das futuristische active energy building, geplant von den Architekten Anton Falkeis und Cornelia Falkeis-Senne, produziert mehr Energie, als es verbraucht. Es ist in vielerlei Hinsicht der Prototyp eines nachhaltigen Mehrfamilienhauses.

Autor Rolf Mauer

Der fünfstöckige Kubus steht im dichten Stadtgefüge von Vaduz in Liechtenstein und enthält zwölf luxuriöse Wohnungen unterschiedlicher Größe mit einer Gesamtnutzfläche von 3 200 m².

Die Entwurfsbasis für das Projekt active energy building ist, so haben es Falkeis²architects formuliert, ein umfassender Nachhaltigkeitsbegriff, der die gesamte Gebäudestruktur betrachtet und in seiner Eigenlogik formgenerierend wirkt.

Der auffallende Experimentalbau ist das Ergebnis einer langen Forschungsphase. Hinter dem extravaganten Wohnhaus steht ein engagierter Bauherr, der nach einem international geladenen Wettbewerb dem Wiener Büro von Anton Falkeis und Cornelia Falkeis-Senn den Planungsauftrag erteilte. Das gemeinsame Ziel von Bauherr und Architekten war die Entwicklung eines Wohnhauses, das nicht nur sich selbst mit ausreichend Energie versorgt, sondern auch Überschüsse produziert, die in das regionale Stromnetz gespeist werden.

Nachhaltigkeitsprinzip: active energy building

Die Innenarchitektur ist Teil eines umfassenden Nachhaltigkeitskonzepts: Über die gesamte Nutzungsdauer des Gebäudes wird eine höchstmögliche Flexibilität in den Wohnungsgrößen und den Grundrissen ermöglicht.

Alternative Raumprogramme lassen sich unter Beibehaltung der vorhandenen tragenden Strukturen realisieren. Die Statik wurde der Natur abgeschaut. Die Architekten erklärten uns ihre Ansicht, dass strukturelles Wachstum in der Natur gekennzeichnet ist durch ein Addieren von Material an Stellen, an denen dies gebraucht wird und durch ein Weglassen dort, wo es nicht benötigt wird. Diesem Prinzip folgen sie. Gestalterisch sehr schön ausgeführte A- und V-förmige Stützen aus Fertigteilelementen bilden eine tragende Struktur, die – Ästen gleich – durch das Gebäude wachsen. Die Wände und raumbildenden Elemente sind als Leichtbau ausgeführt und können problemlos entfernt oder versetzt werden.

Das von der Fassade bis in die Innenräume reich detaillierte Gebäude kommt, entgegen der äußeren Anmutung, mit einem minimalistischen Tragwerk aus. Das Gebäude wurde bereits in einer sehr frühen Entwicklungsphase von Falkeis²architects und den Fachingenieuren anhand parametrischer Modelle computergestützt als 3D-BIM-Modell geplant. Die Architekten erläutern hierzu, dass sowohl die Stahlkonstruktion als auch die Gussformen für die Fertigteilstützen und die frei geformten Verschattungselemente der Textilfassade anhand der BIM-Daten direkt dem automatisierten Produktionsprozess zugeführt werden konnten.

Computergestützter Entwurf

Der äußere Eindruck einer „Energie-Maschine“ kommt nicht von ungefähr. Um den Energieeintrag der Photovoltaikanlage auf dem Dach zu maximieren, wurde ein mechanisches Nachführsystem konstruiert. Die Photovoltaikelemente liegen in der Ruheposition flach auf der Dachstruktur. Mit dem Sonnenaufgang heben sie sich aus dieser Position heraus und „strecken“ sich zur Sonne.

Für die Ausrichtung der Elemente werden nicht nur der Sonnenstand, sondern auch eine mögliche Verschattung der anderen Flügel berücksichtigt. Die Basis für die nachhaltige Energietechnik des Gebäudes sind jedoch nicht die auffälligen Solarpaneele, sondern die Energieerzeugung über Geothermie.

Qualitätvolle Ausstattung

Kennzeichnend für die Innenräume ist eine unverkennbar gute Ausführungsqualität innerhalb großzügig geschnittener Grundrisse. In den Wohnbereichen zeichnen LED-Lichtbänder den Grundriss nach. Dunkles Parkett, Galerien, Raumhöhen über zwei Geschosse und geschickt belichtete Galerien und Küchenzeilen zeigen, dass hier sehr hochwertiger und auch teurer Wohnraum entstanden ist. Große Fensterflächen sorgen für helle und freundliche Innenräume. Floral anmutende Deckenelemente im Inneren konterkarieren die deutlich ablesbar technisch ausgebildete Fassade. Ein Steuerungssystem erlaubt verschiedene Lichtstimmungen und eine zentrale Regulierung. Flächenleuchten wie die ‚Ondaria‘ von Zumtobel sind in den allgemein genutzten Fluren oder in Aufenthaltsräumen installiert.

Dort verbessern sie mit ihren schallabsorbierenden Eigenschaften die Akustik und passen sich mit biodynamischem Licht den Bedürfnissen der Nutzer an. Dieses Aktivenergiehaus setzt Standards, denen andere Architekten folgen werden: Markante Merkmale neuer Architektur werden Energieautarkie und die Nachhaltigkeit der verwendeten Bauprodukte sowie des Tragwerks und der Nutzung sein. Unsere Gebäude werden nicht intelligenter werden, trotz smarter Gebäudesteuerungen und komplexer technischer Installationen.

Jedoch werden Architekten intelligenter planen müssen: Die Gebäudetechnik wird, ebenso wie Tragwerk sowie das Nachhaltigkeits- und Energiekonzept, bereits bei den ersten 6B-Skizzen zu berücksichtigen sein. Schon im Entwurf müssen sie überlegen, wie das Gebäude nach der Nutzungsdauer in seine Bestandteile zerlegt werden kann und Rohstofflager für kommende Generationen wird. Schwierig ist das nicht, aber hochkomplex.

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Stadtwohnung

Foto: Cloe Delmonte

Die Architekten Anton Falkeis und Cornelia Falkeis-Senn leisten umfassende Forschungsarbeit hinsichtlich Material, Konstruktion und Netzwerkaufbau, um aktive Gebäude zu realisieren.

Factsheet

Projekt: active energy building

Standort: Gerberweg 1, 9490 Vaduz

Bauherr: Dr. Peter & Renate Marxer

Bauaufgabe: Appartementhaus

Fertigstellung: Ende 2017

Geschosse: 5

Nutzfläche: ca. 3 200 m²

Materialien (Decke, Wand, Boden):

Türen/Beschläge: Häfele

Stühle: Brunner

Beleuchtung: Zumtobel

Lichtschalter: Jung

WC Keramik: VitrA

Sanitärzubehör: Normbau

Teppich: Forbo

Apartment building in Vaduz, Liechtenstein

Energy machine

The ‘active energy building’, designed by architects Anton Falkeis and Cornelia Falkeis-Senne, is a futuristic apartment building that produces more energy than it needs. In many respects this is the prototype of a sustainable building.

Author: Rolf Mauer

The five-story high cube is located in the very dense urban fabric of Vaduz in Liechtenstein. It comprises twelve luxurious apartments of various sizes with a total usable area of 3,200 m². According to the architects, the design of the research-oriented ‘active energy building’ project is based on a comprehensive sustainability concept that considers the whole buildings structure and, in its intrinsic logic, has a form-generating effect. The striking experimental building is the result of a long period of research. It is an extravagant dwelling backed by a committed client who, after an internationally staged competition, commissioned the Viennese studio of Anton Falkeis and Cornelia Falkeis-Senne to do the planning. The common goal of client and architects was the development of a residential building that not only provides the energy needed by itself but also generates surplus energy to be fed to the local power grid.

Sustainability principle

The interior design is part of a comprehensive sustainability concept. The highest possible flexibility is enabled with respect to the various apartment sizes and the floor plan throughout the whole life cycle of the building.

Alternative spatial programs can be implemented while retaining the existing load-bearing structures. The statics have been adopted from nature.

As the architects explained to us, they think that structural growth in nature is characterized by adding material in places where it is needed and by omitting it where it is not needed. They model their work on this example. Beautifully designed A and V-shaped columns made of prefabricated elements make up a load-bearing structure that pervades the building like the branches of a tree. The walls and the space-shaping elements are executed as light-weight structures and can be easily removed or shifted.

From façade to interiors the building is richly detailed and needs only a minimalist supporting structure, quite in contrast to its external appearance. It was planned by falkeis²architects and specialized engineers with parametric models as a computer-aided 3D BIM model in a very early phase of development. Commenting on this, the architects explain that based on the BIM data it was possible to fashion both the steel structure and the molds for the prefabricated columns and the freely formed shading elements of the textile façade directly in an automated production process.

Computer-aided design

The exterior look of an„“architecture machine“ is not a matter of chance. A mechanical tracking system was constructed to maximize the energy input of the roof-mounted photovoltaic system. In standby mode, the elements of this system lie flat on the roof structure. At sunrise they straighten up from this position and stretch out toward the sun.

The alignment of the elements depends not only on the sun’s position, but considers a possible shading of the other wings as well. However, the sustainable energy technology of the building is not based on the striking solar panels but energy generation by geothermal power.

High-grade furnishings

A typical feature of the interior spaces is the unmistakably high workmanship quality within very generously laid-out floor plans. In the living areas, LED light strips follow the plan. Dark parquet, ceilings as high as two floors and dexterously lit galleries and kitchen units demonstrate that highly upgraded and expensive homes have been realized. Large window areas make sure the interiors are bright and friendly. Floral ceiling designs inside contrast with the distinct technical look of the façade.

A control system permits various light moods and central regulation. In the commonly used corridors or lounges, surface luminaires like ‘Ondaria’ by Zumtobel were installed. In these areas, they improve acoustics thanks to their sound-absorbing features and adapt to users’ requirements with biodynamic light. This is a house that sets standards which will be followed by other architects. Distinctive characteristics of future architecture should be energy-self-sufficient buildings, sustainable building products and rooms with variable uses. Despite “smart” building control systems and complex technical installations, our buildings will not become “more intelligent”.

But architects will have to plan ”more intelligently“. Like load-bearing structures, plus sustainability and energy concepts, building technology will have to be considered already when drawing up the first 6B sketches. Already in the design phase we will have to think about how the building can be taken apart after its life cycle and how it can become a raw materials storage for coming generations. This is not difficult but highly complex.

Architects

Anton Falkeis and Cornelia Falkeis-Senn are engaged in comprehensive research work regarding materials, constructions and network building, aiming at the implementation of active buildings.