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    Material and Energy Flows - Überbauung Bombasei-Areal

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    • Diese Geschichte erforscht die Nachhaltigkeit des Bombasei-Areals in Nänikon. Hinter der ruhigen Holz- und Stroharchitektur verbirgt sich ein komplexes Netzwerk von Materialien, Energieflüssen und sozialer Dynamik. Mithilfe von vier digitalen Werkzeugen - viride, EcoTool, One Click LCA und REMMS - decken wir verschiedene Facetten des Gebäudes auf, von den ökologischen Auswirkungen und dem Energieverbrauch bis hin zur Materialauswahl und dem sozialen Wert.

      Fallstudie: Überbauung Bombasei-Areal

    •   author Arianna Lurati 16.04.2026  

    • Photo: Beat Brechbühl

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    Material and Energy Flows - Überbauung Bombasei-Areal

    • Welcher Rahmen und welche Grenzwerte für verkörperte Treibhausgasemissionen sollten verwendet werden?

      Heute entstehen Treibhausgasemissionen während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes: Bau, Betrieb, Instandhaltung, Renovierung und Abriss.

      Für diese Geschichte verwenden wir den SIA-Klimapfad Schweiz (SIA 390/1:2025) als Referenzrahmen. Er berücksichtigt die Emissionen aus Bau und Betrieb, ohne Mobilität, und bietet einen klaren Massstab für die Bewertung der ökologischen Leistung von Gebäuden in der Schweiz.

      In der folgenden Grafik beziehen wir uns auf die ersten beiden Säulen der SIA 390/1:2025, "SIA Klimapfad". GW1 steht für das ehrgeizige Ziel, während GW2 das Basisziel darstellt.

    • Der Vergleich von Grenz- bzw. Richtwerten für Bau und Betrieb am Beispiel eines neuen Wohngebäudes. Quelle: Netto-Null-Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor; Bundesamt für Energie, 2024.

    • Viride - die Realität skizzieren

      Tool: Viride

      Wir beginnen mit der Erkundung des Bombasei-Areals mithilfe von viride. Mit nur wenigen grundlegenden Eingaben - Standort, Baujahr, Dachfläche und die wichtigsten Gebäudekomponenten - können wir bereits Architektur in messbare Umweltdaten übersetzen. Schritt für Schritt beginnt das Gebäude offenzulegen, wie es Energie verbraucht, Treibhausgase ausstößt und Kohlenstoff speichert.

      Der datenintensivste Schritt konzentriert sich auf die Gebäudekomponenten. Für jedes Element - Fundament, Außenwände oder Dach - bestimmen wir die Fläche und wählen die nächstliegende Typologie aus einer vordefinierten Liste aus. Wir beginnen mit den Außenwänden. Nach den Plänen sind sie aus Brettsperrholz gefertigt, beidseitig verputzt und mit einer Strohdämmung dazwischen versehen. Durch die Suche nach der ähnlichsten Bautypologie in der Bibliothek von viride liefert das Tool sofort eine erste Reihe von Werten:

      • 4,27 kWh/m²(ERA)a Primärenergie nicht-erneuerbar
      • 1,07 kgCO₂-eq/m²(ERA)a Treibhausgasemissionen
      • 0,25 kgC/m²(ERA)a Biogener Kohlenstoff

      Wir sehen bereits, dass die Wände das Gebäude nicht nur halten, sondern auch Kohlenstoff speichern und gleichzeitig Energie effizient nutzen. Machen wir ein Experiment: Was wäre, wenn diese Wände aus Stahlbeton statt aus Holz bestehen würden? Sofort ändern sich die Zahlen:

      • 7,14 kWh/m²(ERA)a Primärenergie nicht-erneuerbar
      • 2,32 kgCO₂-eq/m²(ERA)a Treibhausgasemissionen
      • 0 kgC/m²(ERA)a Biogener Kohlenstoff

      Der Energiebedarf steigt, die Emissionen nehmen zu, und die Kohlenstoffspeicherung verschwindet. So sehen wir die Klimaauswirkungen einer einzigen Materialentscheidung.

    • Vergleich zwischen zwei verschiedenen Außenwänden

    • Wenn Bautyp und Abmessungen für alle Komponenten definiert sind, liest VIRIDE das Bombasei-Areal als ein komplettes System von Material-, Energie- und Emissionsflüssen. Es führt zwei zeitliche Perspektiven ein: Bau und Betrieb.

      Für die Bauphase sind die Ergebnisse:

      • 47,65 Primärenergie nicht-erneuerbar (PENR) in kWh/m²(ERA)a
      • 12,44 Treibhausgasemissionen (THG) in kgCO₂-eq/m²(ERA)a
      • 1,2 Biogener Kohlenstoff in kgC/m²(ERA)a

      Konventionelle Wohngebäude mit Betonstrukturen erreichen typischerweise 20-30 kgCO₂-eq/m²a und speichern fast keinen biogenen Kohlenstoff. Bombasei folgt daher einer deutlich anderen Materiallogik: geringere Emissionen und messbare Kohlenstoffspeicherung in der Bausubstanz.

    • Das Diagramm zeigt die Ergebnisse der VIRIDE-Simulation für nicht-erneuerbare Primärenergie (PENE), Treibhausgasemissionen (THG) und biogenen Kohlenstoff pro Quadratmeter Bruttogeschossfläche und Jahr.

    • Die Werte erscheinen etwas höher als die SIA-Benchmarks. Dies ist vor allem auf die Verwendung von vordefinierten Typologien durch viride zurückzuführen. Die eigentliche Aussenwand des Bombasei-Areals ist ein leichtes, mehrschichtiges System aus Kalkputz, Strohdämmung, CLT-Paneelen, Gipsfaserplatten und einem inneren Kalkputz. Diese präzise Schichtung und insbesondere die Verwendung von Stroh als biobasiertem Dämmstoff kann im Katalog von viride nicht vollständig dargestellt werden.

      Auf dem Bombasei-Areal werden etwa 420 Tonnen Stroh verwendet. Bei einem Kohlenstoffspeicherfaktor von etwa -1,34 kg CO₂ pro Kilogramm Stroh entspricht dies rund 560 Tonnen CO₂, die in der Bausubstanz gespeichert sind. Dieser signifikante Beitrag ist daher in den aktuellen Viride-Ergebnissen nicht vollständig sichtbar, was bedeutet, dass die tatsächliche biogene Kohlenstoffspeicherung des Projekts höher ist, als das Tool angibt.

      Dies zeigt sowohl eine Einschränkung als auch eine Stärke von viride auf. Seine Beschränkung liegt in der vereinfachten Darstellung komplexer, biobasierter Konstruktionssysteme. Gleichzeitig liegt seine Stärke in der Bereitstellung eines robusten Rahmens für Vergleiche und eine frühzeitige Bewertung. viride fungiert somit eher als verlässlicher Orientierungspunkt denn als vollständige Darstellung, die eine fundierte Entscheidungsfindung unterstützt und gleichzeitig aufzeigt, wo detailliertere, materialspezifische Analysen erforderlich sind.

    • Was sagt uns die zweite zeitliche Perspektive? Sie verlagert den Schwerpunkt auf den Betrieb des Gebäudes. Hier zeigt VIRIDE, wie sich das Bombasei-Areal im täglichen Gebrauch verhält, jenseits der in seinen Materialien verankerten Auswirkungen. Für die Betriebsphase zeigen die Ergebnisse:

      • 2,57 kgCO₂-eq/m²(ERA)a Treibhausgas (THG)-Emissionen

      • 68,22 kWh/m²(ERA)a Erneuerbarer Energie-Eigenverbrauch, erzeugt durch das Photovoltaik-Schrägdach

      Diese Werte beschreiben, wie sich das Gebäude im Laufe der Zeit verhält: wie viel es während seiner Nutzung emittiert und wie effektiv es einen Teil seines Energiebedarfs durch erneuerbare Erzeugung vor Ort decken kann. Die Betriebsperspektive ergänzt also die Bauanalyse und zeigt, dass die Nachhaltigkeit nicht nur davon abhängt, woraus ein Gebäude besteht, sondern auch davon, wie es tagtäglich Energie produziert und verbraucht.

    • Betrieb und Energieverbrauch vor Ort auf dem Bombasei-Areal

    • Dieser erste Teil der Geschichte zeigt auch, dass viride mit vordefinierten Typologien arbeitet. Es kann nicht jede Materialschicht oder die genaue Dicke jeder Komponente erfassen, so dass seine Ergebnisse eher als Näherungswerte denn als präzise Berechnungen zu verstehen sind. Seine eigentliche Stärke liegt woanders: Es hilft bei der Beantwortung einer einfachen und entscheidenden Designfrage - wo sollten wir genauer hinschauen?


      Von hier aus können andere Werkzeuge wie EcoTool, One Click LCA und REMMS die Analyse vertiefen. viride liefert die erste Skizze, den ersten Vergleich und die ersten Erkenntnisse und gibt damit die Richtung für detailliertere und gezieltere Untersuchungen vor.

    • EcoTool - tiefer eintauchen in Materialien

      Tool: EcoTool

      Lassen Sie uns mit EcoTool das Bombasei-Areal erkunden. Hier verlagert sich der Schwerpunkt von Typologien auf die Definition von realen Gebäudeschichten. Anstatt mit verallgemeinerten Bausystemen zu arbeiten, wird das Gebäude durch seine einzelnen Materialien und Komponenten beschrieben.

      EcoTool beginnt auf der Ebene der einzelnen Gebäudekomponenten. Es erlaubt uns, jedes Element des Bombasei-Areals Schicht für Schicht zu konstruieren: Struktur, Isolierung und Abschlüsse. Für jede Schicht müssen sowohl das Material als auch dessen Dicke definiert werden. Dies ermöglicht es, das Gebäude genau so zu beschreiben, wie es gebaut wird, einschließlich erneuerbarer Materialien wie Stroh.

      Wir beginnen mit dem Bau des Erdgeschosses. Nach den Ausführungsplänen wird die Struktur Schritt für Schritt aufgebaut, einschließlich der 750 mm dicken Strohdämmung. Das Ergebnis erscheint als Schnitt, der jede Schicht des Bauteils zusammen mit ihrer Umweltleistung visualisiert. Es zeigt, dass jeder Quadratmeter des Erdgeschosses für 2,4 kgCO₂-eq/m²a an Treibhausgasemissionen (THG) verantwortlich ist.

      Wenn man ein Material ändert oder die Dicke einer Schicht anpasst, kann man sofort sehen, wie die Werte steigen oder sinken.

    • Aufbau der Bodenplatte, Schicht für Schicht

    • Im Bombasei-Areal haben die Böden nicht alle die gleiche Zusammensetzung. Jede Situation erfordert eine andere Konstruktionslogik. Der Boden des Untergeschosses über der Garage ist aus Beton. Der Boden des Erdgeschosses zwischen einem beheizten und einem unbeheizten Raum enthält eine viel dickere Isolierschicht mit 750 mm Stroh. Die oberen Geschosse zwischen zwei beheizten Räumen sowie die Balkonplatten folgen einer weiteren Schichtung.

      Die verschiedenen Bodentypen, Wände, Dächer und Decken werden daher in EcoTool individuell nachgebaut. Das Bombasei-Areal wird nicht mehr in Typologien vereinfacht, sondern in seiner vollen baulichen Komplexität dargestellt.

    • Bauteile des Bombasei-Areals, schichtweise aufgebaut, wobei jedes Material in seiner tatsächlichen Dicke dargestellt ist.

    • Wenn alle Bauteile schichtweise aufgebaut und optimiert sind, verlagern wir den Maßstab von der Materialebene auf das Gebäude als Ganzes. Im Schritt der Gebäudeoptimierung geben wir die Flächen jedes zuvor definierten Bauteils ein.

      Das Ergebnis ist eine Reihe von Diagrammen, die zeigen, wie viel jedes Element zu den Emissionen in der Bauphase beiträgt.

      Für das Bombasei-Areal zeigen die Diagramme, dass der Boden und die Fenster den größten Einfluss auf die baubedingten Emissionen haben. Im ersten Diagramm ist jedoch die Photovoltaikanlage noch nicht berücksichtigt. Sobald sie berücksichtigt wird, ändert sich die Gesamtverteilung erheblich. Die Außenwände sind nicht mehr der Hauptverursacher, sondern die Photovoltaikanlage wird zur größten Emissionsquelle, die etwa 35 % der gesamten Emissionen der Bauphase ausmacht. Gleichzeitig liefert die Photovoltaikanlage lokal erzeugte erneuerbare Energie, was die Betriebsemissionen und den gesamten Kohlenstoff-Fußabdruck während des Lebenszyklus verringert.

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    • Welches Gebäudeelement hat den größten Einfluss? Iim ersten Diagramm ist es die Außenwand. Im zweiten Diagramm wird die Photovoltaikanlage zum dominierenden Faktor, sobald sie mit einbezogen wird.

    • Der letzte Schritt vor der Durchführung der vollständigen Simulation ist die Festlegung der allgemeinen Projektparameter, die das Gebäude als Ganzes beschreiben. Das Projekt befindet sich in Zürich-Kloten auf einer Höhe von 425 m über dem Meeresspiegel, und die Energiebezugsfläche (ERA) wird auf 3.322 m² festgelegt. Dann wird die Photovoltaikanlage mit einer erwarteten jährlichen Stromproduktion von ca. 36.000 kWh definiert. Abschließend wird die Haustechnik einschließlich der Heizungs-, Lüftungs- und Energieversorgungssysteme festgelegt.

      Auf der Grundlage dieser Eingaben generiert das Modell eine Reihe von grafischen Zusammenfassungen, die die Material-, Energie- und CO₂-Ströme des Bomber-Areals beschreiben, wobei der Schwerpunkt auf den Treibhausgasemissionen und dem nicht erneuerbaren Primärenergiebedarf liegt.

      • 10,3 kg CO₂-eq / m² ERA / a, Gebäude Treibhausgasemissionen

      • 0,8 kg CO₂-eq / m² ERA / a, Betrieb Treibhausgasemissionen

      • 44,4 kWh Öl-eq / m² ERA / a, Bau Nicht-erneuerbare Primärenergie

      Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass die Umweltauswirkungen des Projekts von der Bauphase dominiert werden, die den weitaus größten Teil sowohl der Treibhausgasemissionen als auch des nicht-erneuerbaren Primärenergiebedarfs verursacht, während die Betriebsphase nur einen vergleichsweise geringen Anteil an den gesamten CO₂-Emissionen hat.