Statisch besteht der Bauhaus Energy Hub aus zwei voneinander getrennten Systemen: Dem Exoskelett und der eingeschobenen Raumzelle.
Erklärtes Ziel der Planung war es, ein Gebäude zu erstellen, das sich selbst mit der für seinen Betrieb benötigen Energie versorgt. Schon im frühen Planungsstadium des wurde klar, dass die geneigten und nach Süden ausgerichteten Fensterflächen nicht ausreichen würden, um über den Treibhauseffekt den Innenraum mit Wärme zu versorgen. Die über acht Meter aufragenden Zwillingsbalken tragen daher Photovoltaik-Module, um die zusätzlich benötigte Energie zu sammeln und in einer Batterie, die sich unterhalb des Gebäudes befindet, zu speichern. So wird bereits von außen ablesbar, wie viel Sonnenenergie gesammelt werden muss, um einen vergleichsweise kleinen Raum von 10 m² Grundfläche mit Strom zu versorgen.
Bei der Umsetzung des Exoskeletts taten sich besondere Herausforderungen auf: durch die Höhe der Balken und der dort installierten Photovoltaikmodule ergeben sich hohe Windlasten, die statisch aufgefangen werden müssen.
Bei starken Winden kann man sich das Verhalten der Masten mit den Photovoltaikmodule wie die Segel eines Bootes vorstellen. Die Dimensionierung der Balken und die Art der Konstruktion muss sicherstellen, dass diese Kräfte über das Fundament in den Boden abgeleitet werden und das Gebäude nicht kippt. Die Balken sind daher als Zwillinge ausgebildet. Diese Zangenkonstruktion ermöglicht eine elegante Querschnittsvergrößerung von besonders beanspruchten Bauteilen.
Die sogenannten Dübelkreise in den vier Rahmenecken erzeugen einen biegesteifen Rahmen. Diese Biegesteifigkeit wird durch die Aufnahme ankommender Drehmomente in den Rahmenecken erreicht. Eine kreisförmige Anordnung von Verbindungsmitteln ist besonders gut dazu geeignet, um solche Drehmomente aufzunehmen. Bei genauer Beobachtung lässt sich erkennen, dass an den einzelnen Rahmenecken unterschiedlich viele Dübel zu finden sind. Das liegt daran, dass durch die Geometrie des Bauhaus Energy Hub an jeder der vier Ecken unterschiedlich große Drehmomente erwartet werden.
So wie sich die einzelnen Balken der Rahmen nicht gegeneinander verschieben sollen, so sollen sich auch nicht die Rahmen untereinander verschieben. Um dies zu erreichen, wurde ein Gefach zwischen zwei Rahmen mit Stahlseilen ausgekreuzt. Dabei wird den ankommenden Drehmomenten die Zugkraft innerhalb der Stahlseile entgegengesetzt. Ist ein Gefach auf diese Weise unverschieblich, so genügt es alle weiteren Rahmen mittels Druckstäben daran zu koppeln. Gut zu sehen sind diese Druckstäbe auf der Nordseite des Bauhaus Energy Hubs sowie knapp oberhalb des Daches und am oberen Ende der Masten.
Experimentell wird am Exoskelett weiterhin das Verhalten der Holzbauteile im Außenraum untersucht. Über die Herausforderungen für den Holzschutz am Exoskelett erfahren Sie hier mehr.
