Aktuell gibt es keine konkreten Normen für natürliche oder hybride Lüftungskonzepte. Oft werden absolute Ziele verlangt, die mit dem variablen Aussenklima als Energie- und Frischluftquelle nicht vollständig erreichbar sind. Durch den Verzicht auf behagliche Perfektion können Mechanisierung und Installationen reduziert werden, was die Kosten und Emissionen senkt. Passive Konzepte benötigen meist weniger Gebäudetechnik und reduzieren so baulichen Aufwand und Emissionen, da das Tragwerk einfacher ausgebildet werden kann, Technikräume kleiner werden oder entfallen und Verkleidungsschichten unnötig werden.

Die Forschungsunit STEP2 auf dem Nest-Gebäude repräsentiert einen Ausschnitt aus einem Hochhaus mit Büronutzung. Die Fassade ist eine Closed Cavity Fassade (CCF) mit einem hohen Glasanteil (ca. 80%). Vorrangig sollten passive Systeme wie beispielsweise natürliche Belüftung und Belichtung, passive Beheizung sowie Kühlung zur Konditionierung des Innenraumes genutzt werden. Aktive Systeme dienen lediglich zur Ergänzung für den Fall, dass die passiven Systeme nicht ausreichen, um die gewünschten Anforderungen hinsichtlich des Komforts zu erfüllen.

Anhand von thermodynamischen Simulationen, welche die Realität möglichst genau abbilden, wurden Regelungsstrategien entwickelt, welche die Raumbedingungen mittels der adaptiven Gebäudehülle innerhalb des thermischen Komfortbandes schwanken lassen. Die Unit ist ein Living-Lab: Sämtliche behaglichkeitsrelevanten Werte werden über einen langen Zeitraum gemessen und analysiert. Dadurch soll einerseits das Simulationsmodell validiert und anderseits die Steuerungen optimiert werden.

Dank den thermischen Gebäudesimulationen kann:

• auf eine mechanische Lüftung verzichtet werden
• gezeigt werden, dass mit der natürlichen Lüftung für 90% der Zeit RAL2 erreicht wird und es keine Überschreitungen von RAL3 geben wird.
• der Verglasungsaufbau (inkl. Beschichtungen) optimiert werden hinsichtlich Behaglichkeit und Betriebsenergie
• physikalische Eigenschaften des Sonnenschutzes vorgegeben werden
• die Behaglichkeit im Sommer gewährleistet ist, trotz 80% Verglasungsanteil
• zukünftig die Nachvollziehbarkeit und Optimierung vom Performance-Gap verbessert werden, da alles gemessen wird
  

Folgende Firmen waren am Projekt beteiligt:
Bauherrschaft: Empa
Architektur: ROK Architekten
Bauingenieur: WaltGalmarini AG
Bauphysik & Simulationen: WaltGalmarini AG