Allan Gardens Conservatory, Toronto, ON, Kanada

Das gusseiserne Palmenhaus mit Glaskuppel von 1910 ist ein Wahrzeichen in einem der ältesten Parks Torontos und dieser Art in Nordamerika. Die von der Stadt eingeleitete Machbarkeitsstudie umfasst die komplette Renovierung, auch des Inneren des bestehenden Verwaltungsgebäudes, sowie eine Erweiterung um 720 Quadratmeter mit neuen Räumen für Büros. Transsolar erarbeitete ein Konzept zur Energieeffizienz im Neubau und zur deren Verbesserung im zu renovierenden Bestand.

Bei Gewächshäusern sind die Bedürfnisse der Pflanzen vorrangig. Horizontale und vertikale Fassaden sollen hauptsächlich transparent sein, was im Konflikt mit Gewinnung erneuerbarer Energie vor Ort steht. Hohem Heizbedarf im Winter steht drohende Überhitzungsgefahr im Sommer gegenüber, wie auch tagsüber hohe solare Gewinne starken Energieverlusten in der Nacht. Obendrein muss der bemerkenswerte architektonische Wert erhalten bleiben.

Für die warme Jahreszeit nutzt das umweltfreundliche Konzept, neben lokalen Ressourcen, Physik und Thermodynamik, um mit Auftrieb und Schichtung die Durchlüftung zu unterstützen. Der bestehende Erdkanal unter dem Palmenhaus wird mit dem Außenbereich verbunden und erhält dort seinen Lufteinlass. Die im Sommer warme Luft von außen kühlt der Tunnel passiv ab; sie wird bodennah in die Bestandsgebäude sowie in das neue Gewächshaus eingelassen. Im Inneren erwärmt sich die Luft und steigt zur Decke auf, wo sie motorische Lüfter definierter Größe absaugen. Das gesamte Luftvolumen strömt vom neuen Gewächshaus aus durch den Schornstein des bestehenden Kesselhauses, der jetzt als Solarkamin fungiert, ab. Sein Kamineffekt verleiht der Lüftung natürlichen Vortrieb für eine bis zu zehnfache Luftwechselrate pro Stunde. Zusätzliche Kühlmöglichkeit bietet die Verbindung des Ansaugluftstroms mit dem geothermischen Feld unter dem neuen Gewächshaus mit einem Heiz-/Kühlregister. Vor hohen solaren Gewinnen durch die Fassade des Bestands während des Sommers schützt wie früher Tünche von außen. Am Neubau übernimmt eine flexible, bewegliche PV-Anlage diese Aufgabe. Auf der Dachfassade angebracht, hindert sie einen Teil der Sonnenenergie daran, einzudringen und wandelt sie in Elektrizität um. Sie ist so biegsam, dass sie während des Winters abgenommen, aufgerollt und gelagert werden kann.

Für niedrigen Energiebedarf im Winter und zugleich gute Tageslichtqualität ist die Qualität der Hülle in Kombination mit einer kontrollierten natürlichen Belüftung entscheidend. Um die Architektur des Gewächshauses zu bewahren bleiben als Maßnahmen die Verbesserung der Luftdichtheit der Fassade durch den Austausch der Verglasung und die Instandsetzung der Dichtungen. Beim Erweiterungsbau werden Fassadenteile in Bereichen mit geringem Sonneneinfall lichtundurchlässig ausgeführt und wesentlich besser gedämmt als transparente Elemente. Die Verglasung wird nach dem neuesten Stand der Technik ausgeführt. Die Frischluft strömt, vorgewärmt durch den Erdkanal, in die sanierten Gewächshäuser. Ein Heizregister im Ansaugluftstrom hebt die Temperatur der Zuluft auf das gewünschte Niveau. Die Wärme zum Heizen entnimmt eine Wärmepumpe dem geothermischen Feld und speist das Niedertemperatur-Heizsystem. Die Lüftungsöffnungen oben im Palmenhaus bleiben geschlossen, die gesamte Luft bewegt sich über die verbindenden Besucherwege in das neue Gewächshaus. In hohen Räumen verhindern Ventilatoren eine Luftschichtung; warme Luft drücken sie von der Decke nach unten. Der kontrollierte Luftwechsel gewährleistet die Mindestlüftung für Pflanzen und Besucher (0,5/h) und hat einen natürlichen Antrieb durch den bestehenden Kamin. Ein Wärmetauscher bringt Wärme aus dem Abluftstrom über Wasser zurück an die Zuluft. Selbst bei den Räumen unter der Erde wurde auf niedrigen Energiebedarf gesorgt, mit ausreichend Tageslicht dank durchdachtem Oberlichtdesign, gezielter Raumbelegung, und energieeffizienter Beleuchtung mit intelligenter Steuerung.