Die Geburt der Giraffe

Die Photovoltaik-Fassade des neuen Amtes für Umwelt und Energie in Basel hat eine Entwicklungsodyssee hinter sich. Ein Besuch bei den beteiligten Planern, Entwicklern und Handwerkerinnen. (Teil I von IV)

Fotos: Nelly Rodriguez
Mit Unterstützung von EnergieSchweiz

Die Photovoltaik-Fassade des neuen Amtes für Umwelt und Energie in Basel hat eine Entwicklungsodyssee hinter sich. Ein Besuch bei den beteiligten Planern, Entwicklern und Handwerkerinnen. (Teil I von IV)

Eine Rundum-Photovoltaik-Fassade mitten in der Basler Altstadt? Das kommt manchem vor wie ein Elefant im Porzellanladen. Die Jury des Architekturwettbewerbs von 2013 sah stattdessen eine Giraffe in einer Kirche: Das Architekturbüro Jessenvollenweider hatte seinem Projektvorschlag das Bild ‹Tierische Wallfahrt› von Martin Schwarz beigelegt, auf dem das Tier mit dem langen Hals wie selbstverständlich zum barocken Altar stakst. Sein geflecktes Fell verschwindet fast im Rausch von Stuck und Gold. «Je länger man hinschaut, desto mehr passt es», sagt Sven Kowalewsky. Er ist Partner bei Jessenvollenweider und verantwortlich für den Neubau des Amts für Umwelt und Energie (AUE) in Basel. Ziel war es, das neue Amtshaus passend in die bestehende Umgebung zu bauen – eine historische Umgebung mit alter Börse und Fischmarkt. Es brauchte acht Jahre, um die Giraffe auf die Beine zu stellen. Ein Rückblick in sechs Stationen.

1. Material statt Aufdruck
Architekturwettbewerb 2013. Der Kanton wünscht sich einen «Energie-Leuchtturm» mit dem Label Minergie-A. Mit ihrem Projekt gehen Jessenvollenweider eine hohe Wette ein: Eine Solarfassade soll das gesamte Gebäude umhüllen. Ein ‹Glasfell› aus Photovoltaik, rundum, auch auf der Nordseite, trotz zum Teil denkmalgeschützter Nachbarn mit Steinfassade. Die polykristallinen Solarzellen haben ein starkes Kristallmuster, sie sollen das Haus aus ihrem Trägerglas heraus prägen. Die Architekten wollen nicht die üblichen blauen Zellen, sondern weniger gebräuchliche Farben – gold, honigfarben, weiss und braun –, und sie wollen sie so anordnen, dass sie zum Schmuck werden. Die Technik soll nicht als Technik erscheinen, sondern als Fassade – oder eben wie die Giraffe in der Kirche. Selbstbewusst behaupten sie, Silizium sei auch nichts anderes als Stein, und die Auswahl der passenden Zellen sei wie ein Gang in den Steinbruch, «uralte Architektenarbeit». Sven Kowalewsky formuliert es so: «Aufdrucke interessierten uns nicht. Wir wollten etwas mit dem Material erreichen.» Die Jury versteht und empfiehlt dem Kanton die Ausführung. Politische Querelen und archäologische Funde sorgen für Verzögerungen. Schliesslich hat die Stadtbildkommission Bedenken: Passt ein Solarhaus wirklich in die Basler Altstadt, die Giraffe in die Kirche?

Im Sitzungszimmer von Jessenvollenweider stapeln sich die verschiedenen Muster für ein AUE-Modul.

2. Goldener Schleier
2017 verlangt die Stadtbildkommission, dass die Photovoltaik-Module weniger technisch erscheinen und in der Sonne nicht so stark spiegeln. Ausserdem müssen Jessenvollenweider erkennen, dass eine Bestellung in China kein Gang in den Steinbruch ist: Welche Farbe die Solarzellen am Ende haben, ist schwer vorherzusagen. Die Architekten ziehen das Atelier Weidmann zurate, das darauf spezialisiert ist, Glasoberflächen zu verändern, auch von Photovoltaik-Modulen. In der Werkhalle in Oberwil bei Basel bekommt ein Mock-up der AUE-Fassade mittels Sandstrahl und Farbe einen goldenen Schleier verpasst siehe Seite 26. Die Zellen dahinter bleiben erkennbar, ihre kristalline Struktur und die unterschiedlichen Farbtöne gleichen sich an. Wenn auch verschleiert, spielt das Material weiterhin die Hauptrolle. Eine Giraffe nach dem Sandbad.

Das Kristallmuster der polychristalinen PV-Zellen, mit und ohne Oberflächenbehandlung.

Marc Weidmann gründete das Atelier Weidmann in Oberwil BL. Für Künstlerinnen, Produktgestalter und Architekten behandelt er Glasoberflächen.

3. Schwarzes Loch
Die politischen Bauprojektmühlen mahlen langsam, umso schneller tun es die technologischen. 2019 erfahren die Architekten, dass polykristalline Zellen kaum weiterentwickelt werden. Monokristalline leisten bis zu dreissig Prozent mehr – und sind schwarz. Giraffe ade? Den Architekten ist klar: «Wenn wir dunkle Zellen nehmen, wird das Material Glas das Haus bestimmen.» Was also anstellen mit dem Glas? Die Zeit drängt. Die hochtechnologischen Closed-Cavity-Fenster müssen freigegeben werden, ohne zu wissen, wie die Fassade daneben aussehen wird. Die Aluminiumrahmen sind farblich auf die goldenen Schleiermodule abgestimmt, aber die gibt es nun nicht mehr. Das Hochbauamt spricht ein Entwicklungsbudget, mit dem Jessenvollenweider und der Modulhersteller Megasol nochmals sechs Monate auf die Suche gehen. Sie probieren viele Glassorten aus, kombinieren sie mit Netzen, Drähten, Metall. Megasol testet die Leistung jedes Musters, am Ende sind es vierzig verschiedene siehe Seite 27. Die Stimmung ist angespannt, Rückfallszenarien werden geprüft.

Markus Gisler ist Gründer und CEO von Megasol in Deitingen bei Solothurn.

Solarzellen werden auf dem Glasträger zum Laminieren platziert und verschaltet.

4. Zarter Schmelz
Auf einer Messe in Bern steht Sven Kowalewsky schliesslich vor der Lösung: Duschwände. Die Firma Crea-Glass stellt in der Nähe von Interlaken Produkte aus Schmelzglas her siehe Seite 28. Das Material hat eine unregelmässige Oberfläche und erscheint weniger hart als Float- oder Gussglas. Ausserdem kann man etwas einprägen. Bei den AUE-Platten bildet die eingeprägte Struktur die dahinterliegenden Zellen ab. Sie besteht aus einem quadratischen Raster mit darin eingeschriebenen Kreisen, gibt den Modulen Abschluss und Massstab und lässt die Fassade an eine Glasbausteinwand erinnern. «Jedes Modul ist ein Unikat», so der Architekt. Bei der Umsetzung gibt es einige Hürden, die Crea-Glass und Megasol überwinden müssen. So lassen sich Gläser mit bis zu vier Millimeter Unregelmässigkeiten eigentlich nicht zu Photovoltaik-Modulen laminieren. Statt der üblichen zwei braucht es am Ende sieben Polymerfolien, um die Solarzellen sicher einzubetten. Das Resultat: zehn Prozent weniger Stromertrag für eine Oberfläche zum Niederknien. Sie reflektiert weich, erscheint mal tiefschwarz, mal gleissend weiss.

Pia Hofmann und Jorge Magaña sind Geschäftsführerin und Produktionsleiter von Crea-Glass in Unterseen bei Interlaken.

Einer der Schmelzöfen, in denen die Gläser für die AUE-Module gefertigt wurden.

5. Vogelschutz und Augenschmaus
Aber etwas fehlt. Etwas, das die Materialerscheinung der ersten Idee ersetzt. Etwas wie die Metallnetze und -fäden aus den Experimenten. Etwas, das die Fassadenmodule farblich mit den Fenstern verbindet. Die Architekten suchen. Und werden bei der Firma Seen in Waldstatt fündig. Deren Punkte aus Titannitrid dienen eigentlich dem Vogelschutz. Auf der äussersten Folie, gleich hinter dem Schmelzglas, werden die Punkte mit dem Modul verschweisst. Dabei krümmt sich ihre Oberfläche, und sie sehen aus wie daraufgetropft. Die Architekten schwärmen vom Lichtspiel, vergleichen die Punkte mit Glasperlen. Dass sie annähernd die gleiche Farbe haben wie die schon bestellten Fensterrahmen, macht den Fund zur glücklichen Fügung. Ein paar Punkte schillern wie ein Regenbogen, wenn die Sonne direkt daraufscheint. Jessenvollenweider testen viele Muster, setzen die Punkte mal eng, mal streng aufgereiht. Schliesslich entscheiden sie sich: Auf den unteren Modulen sind es mehr Punkte, nach oben hin werden es weniger – weil es günstiger ist und weil es weniger Ertrag schluckt: oben fünf, im unteren Bereich neun Prozent. Aber auch, weil der obere Teil der Fassade von der Strasse aus meist als weiss reflektierende Fläche erscheint und man die Punkte gar nicht sieht. Weiter unten holen sie Farbigkeit in die Stadt, erklärt Sven Kowalewsky. Wenn die Sonne daraufscheine, sei das «Solartechno». Letzte Tests sind erfolgreich, Regierungsräte schauen zufrieden auf das neue Mock-up, und auch die Stadtbildkommission hat fast nichts mehr einzuwenden. Die Giraffe ist zurück!

Punkte aus Titannitrid der Firma Seen in Waldstatt. Sie sind eigentlich für den Vogelschutz entwickelt worden.

6. Silberstreifen und schwimmende Punkte
Im Sommer 2021 kommen die Module auf die Baustelle. BE Netz aus Luzern baut die 641 Platten ein. Jede davon ist ein abstraktes Kunstwerk. Der einzige Grund, warum man sich dieses nicht zu Hause an die Wand hängen sollte: Dort produziert es keinen Strom, und das wechselnde Tageslicht und die wandernde Sonne fehlen. Am AUE spült die flache Sonne mal die weiche Rasterstruktur frei, dann wieder schwimmen die Punkte auf dem Glas nach vorn, als sei es eine Wasseroberfläche. Oder die Technik dahinter scheint durch: horizontale Silberstreifen in tiefschwarzer Unendlichkeit. Wie das Haus wirken würde, wusste Sven Kowalewsky bis zum Schluss nur bedingt. «Das lässt sich nicht visualisieren.» Nun sagt er, es sei kein Gebilde, das man kenne. Und es lasse sich nicht für den nächsten Bürohaus-Wettbewerb kopieren. Das Ziel der Entwicklungsodyssee sei nie ein universales Fassadenmodul gewesen. Trotzdem: Die Verbindung von Glas und Photovoltaik und vor allem das handwerkliche Eingreifen in ein standardisiertes Hightechprodukt habe «Modellcharakter».

Dieser Beitrag ist ein Auszug aus dem Heft Solaris #06, Hochparterres Heftreihe für Solararchitektur, das Ende Februar erscheinen wird.

Zur Vertiefung in Wort und Bild, demnächst hier:
Teil II: Oberflächenbearbeitung – zu Besuch im Atelier Weidmann, Oberwil BL
Teil III: Modulentwicklung – zu Besuch bei Megasol, Deitingen SO
Teil IV: Schmelzglasherstellung – zu Besuch bei Crea-Glass, Unterseen BE

Zur Vertiefung vor Ort:
Am 24. Februar laden wir ab 17 Uhr ins AUE ein, zur Heftvernissage mit Führungen, Vortrag, Diskussion und Apéro. Anmelden unter hochparterre.veranstaltungen.

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