Minimal-Input, Maximal-Output: Energieffizientes Wohnen im „MIMO“ Versuchsmodul
Eine hohe Dichte an Innovationen und Ideen auf 8 m x 8 m – der Beitrag der Hochschule Düsseldorf zum „Solar Decathlon Europe 21/22“ in Wuppertal zeichnet sich durch ein Ineinandergreifen vieler Strategien für ein nachhaltigeres Bauen und Wohnen aus. Ob in der Architektur, der Haustechnik oder Materialverwendung der „MIMO“ (Minimal Input Maximal Output)-Hausprototyp versucht auf allen Ebenen ein energiesparendes und umweltschonendes Beispiel zu sein.
Mit einem schlagkräftigen Team aus nicht weniger als 18 Professor*innen, 12 wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen und 67 Studierenden hat die Hochschule Düsseldorf den Wohnprototypen „MIMO“ für den 1:1-Architekturwettbewerb „Solar Decathlon Europe 21/22“ in Wuppertal realisiert. Beim „Architekturzehnkampf“ im Mai und Juni 2022 mussten die 16 teilnehmenden Teams innerhalb von zwei Wochen ihre Vision vom nachhaltigen Bauen und Wohnen in einem sogenannten „House Demonstration Unit“ in die Realität umsetzen. Im Falle des Düsseldorfer Teams gingen dem Endspurt zweieinhalb Planungsphasen voraus. Bei dieser erstmalig in Deutschland ausgetragenen Ausgabe des Decathlon stand das Bauen im Bestand auf der Agenda. Das „MIMO“-Haus, was für „Minimal Impact – Maximum Output“ steht, entwarf das Team folgerichtig als Aufstockung für ein altes Lagerhaus in Wuppertal Mirke. Nach der Bewertung in zehn unterschiedlichen Disziplinen durch sechs Fachjurys schnitt der Entwurf aus Düsseldorf mit dem vierten Platz als bester Beitrag einer Hochschule ab.
Interdisziplinäre Taskforce
Um im Wettbewerb alle Anforderungen erfüllen zu können, hat sich das Team aus allen sieben Fachbereichen der Hochschule konstituiert: Architektur, Design, Elektro- und Informationstechnik, Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Medien, Sozial- und Kulturwissenschaften und Wirtschaftswissenschaften. Während die Projektleitung und Gebäudeplanung in den Händen der Architekt*innen lag, untersuchten die Sozial- und Kulturwissenschaftler*innen das soziale Gefüge im betrachteten Stadtteil. Gleichzeitig beschäftigten sich die Wirtschaftswissenschaftler*innen mit der Realisierbarkeit des Vorhabens. Darüber hinaus übernahmen Studierende aus den Fachbereichen Design und Medien die gesamte Öffentlichkeitsarbeit. Die technischen Studienfächer lieferten Lösungsansätze zur effizienten Energieversorgung und dem Lastmanagement.
Zwei Boxen in der Box
Bezüglich der Nutzung setzt das „MIMO“-Haus auf gemeinschaftsorientiertes Wohnen. Zwei kleine Wohnmodule sind im rechten Winkel verdreht übereinandergestapelt und bilden so das Raumgefüge. Sie fassen jeweils 20 m2 privaten Wohnraum. Zwischen den beiden Wohnboxen spannt sich ein kollektiver Raum, der von einer Klimahülle umschlossenen ist. Im ersten Geschoss befindet sich eine Gemeinschaftsküche, die durch Vorhänge räumlich, akustisch, aber auch klimatisch vom sich anschließenden zweigeschossigen Hauptraum abgegrenzt werden kann. In diesem lichtdurchfluteten Bereich können die Bewohner*innen beispielsweise zusammen gemeinsame Mahlzeiten einnehmen. Von dort aus führt eine prägnante Treppe hinauf auf das erste Geschoss zu dem Lounge-Bereich.
Intelligente Hülle
Bei der Klimahülle handelt es sich um einen thermischen Puffer, den die Nutzer*innen über große öffenbare Dachfenster und Glaslamellen modulieren können. Die Hülle ist natürlich be- und entflüftbar sowie passiv gekühlt. Aus Effektivitätsgründen hat das Temperaturniveau in den Gemeinschaftsbereichen daher die weite Spanne von 15-Grad Celsius bis 35-Grad Celsius. Im Gegensatz dazu halten eine Heizung und eine mechanische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung die Wohnbereiche temperaturmäßig immer im Komfortbereich.
In die Fenster der Klimahülle sind Photovoltaikzellen eingebaut. Diese erzeugen nicht nur Energie, sondern sorgen auch für Verschattung. Ihre Position ist parametrisch optimiert. Die intelligente Gebäudehülle kann sich den unterschiedlichen Anforderungen der Jahreszeitenwechsel anpassen. Mit geschlossenen Lamellen erfüllt sie den winterlichen Wärmeschutz, mit teilweise geöffneten Lamellen und der Verschattung durch die Photovoltaik-Elemente den sommerlichen Wärmeschutz. Für die gesamte Hüllfläche hat das Projektteam darauf geachtet, Materialien mit guten U-Werten zu verbauen.
Vielschichtiges Materialkonzept
Das Materialkonzept des Baus zielt auf die Verwendung von umweltverträglichen und wiederverwendbaren Baustoffen ab. Sämtliche Holzkonstruktionselemente sind ohne Leim, sondern mechanisch verbunden. So soll sich der Schadstoffausstoß verringern. Die opake Nordwand ist als Holzständerkonstruktion mit Dämmung ausgeführt. In ihr befinden sich ein Mosaik aus ca. 60 m2 unverputzten Lehmziegeln. Diese spezielle Anordnung sorgt für eine Oberflächenvergrößerung und somit für eine größere Wärmeaufnahme und Abgabekapazität, denn die Wand soll tagsüber Wärmespitzen abpuffern und nachts abführen. Zudem ermöglicht die Legung der Ziegel eine bessere Schallabsorption. Ein kleiner Teil der Dämmung dieser Wand ist aus selbsthergestelltem Pilzmyzel gefertigt. Das Forschungsprojekt LivingLab NRW untersucht im weiteren Verlauf die Eigenschaften dieser Komponenten.
Neben neuartigen Rohstoffen bekamen im „MIMO“-Haus wiederverwertete Materialien eine ebenso große Aufmerksamkeit. So ist beispielsweise die dämmende Mineralwolle der Aluminium-Pfosten-Riegel-Fassade recycelt. Das Mobiliar der Kücheneinrichtungen im Wohn- und Gemeinschaftsbereich bestehen aus einer robuste, monolithischen Recyclingpapier-Harz-Verbindung .
