543 Hortus

Atrium as Green Oasis

The building wraps around a green atrium. It stands on stilts, floating slightly above the ground. The four-storey timber-frame construction with rammed-earth ceilings opens to a wide passageway in the south that leads to a garden designed by landscape architect Piet Oudolf. Tall shrubs, grasses, flowering perennials, and climbing plants on the courtyard façades provide dense greenery along a curved gravel path. Underneath the garden is a rainwater collection tank that is used for watering the plants and for the sanitary facilities.

The atrium, with its covered wooden veranda, serves as a recreational area for employees and visitors to take a break. In addition to other meeting rooms available for external parties to rent, the ground floor provides a restaurant, a gym with a café bar, and seating niches for the public.

Collaborative Use

The open plans of the four upper floors, which offer approximately 10,000 m² of office space, encourage employee engagement and exchange. The open layouts allow for flexibility and variety in use. Depending on their needs, teams have access to protected or open seating areas of various sizes, either inside or outside on the veranda. Some areas are shared with the other users. Each floor has communal lounges and kitchenettes. The ground floor and the veranda facing south towards the park are accessible for all visitors.

Materials in Circulation

HORTUS stands for House of Research, Technology, Utopia, and Sustainability. It focuses on innovative sustainability concepts. The design process began with a scientific analysis of materials, in which construction materials were tested and compared based on their environmental and physical characteristics. One of the main criteria was that they be naturally sourced from renewable materials. Following the “cradle-to-cradle” principle, all building components were cataloged for future reuse. The clay from the ceiling modules can be returned directly to the ground. The reduced palette of renewable materials, including wood, compressed clay, and cellulose highlights the ecological principles of Hortus’s modular timber-frame construction. Timber joinery was employed to avoid metal connections so that, at the end of the building’s lifespan, the components can be easily dismantled and reused.

New Floor System

In collaboration with ZPF Engineers, we developed a hybrid floor system consisting of rectangular timber elements and compressed clay. We perfected the ceiling modules with the help of Blumer Lehmann and Lehm Ton Erde. Each hybrid element consists of a prefabricated wooden frame made with timber harvested from nearby forests. Clay is compressed in the form of a vault between the inlaid wooden beams of the frame. The dense clay provides fire protection and serves as a thermal mass in the summer, absorbing excess heat.

The floor slabs have been produced locally. The clay is excavated from the construction site, and each floor slab was manufactured in a field factory next to the building. Using a process specially developed for Hortus by Lehm Ton Erde, the clay mixture was produced directly on site and tamped into the wooden modules. The carbon emissions of the clay-timber floor system are causes ten times less than a conventional flat concrete floor with a comparable load capacity.

Energy Positive and Carbon Reduction

The design aims to drastically minimize the building’s carbon footprint and incorporates a holistic sustainability concept. It substantially exceeds guidelines for environmentally sustainable buildings, such as SIA 2040. The compact building form reduces energy loss. Not having a concrete basement, the building essentially floats over the landscape. The air underneath the building is cool in the summer and warm in the winter. Together with geothermal energy for heating and cooling, it regulates the room temperature. A photovoltaic surface of approximately five thousand square meters on the roof and along the parapets provides renewable solar energy. This system generates a surplus from day one, therefore the embodied energy necessary for constructing the building will be fully amortized within 31 years.

Sustainability at Herzog & de Meuron

Herzog & de Meuron understands sustainability as a key challenge of the building industry. Sustainability should be a feature not only of our built environment but also of how we live in it, with a focus on a holistic approach. The goal is to create a balance of environmental, economic, and socio-cultural conditions.

According to studies by the IEA (International Energy Agency) and the WEF (World Economic Forum), the construction sector is responsible for the consumption of approximately 40 percent of all raw materials and energy and is simultaneously one of the main producers of carbon emissions worldwide. As architects, we see it as our task to influence this statistic. The question of how to plan a climate-neutral building is an architectural challenge that not only requires environmentally sound building principles but also committing to an ongoing process to find the best possible approach for each individual situation. This requires a high level of innovation and solution-oriented design, custom-tailored for each geographic, urban, and cultural context.

The example of Hortus demonstrates that sustainable architecture can act as a local source of energy and raw materials, while simultaneously being aesthetic, healthy to build and occupy, and useful for the economy, the environment, and our society.

Quotes

“We need to think anew: sustainability should be at the forefront of everything we produce – indeed, everything we do. This will result in unexpected and surprising architecture with a beauty of its own. It is a challenge, but it is also a stimulating incentive, because it questions aesthetic norms and opens up new approaches for us.”
–Jacques Herzog

“Hortus stands for maximum ecological sustainability – the claim can hardly be extended any further. The architecture follows the Lego principle: all elements are modular. They can be completely disassembled and either returned to nature or reused for other buildings. We transferred the principles of healing architecture to office buildings. The careful consideration of natural materials, light, air quality, the connection to nature via the green inner courtyard, and the promotion of social interaction create an environment that is healthy and inspiring.”
–Stefan Marbach

“Hortus has shown how radical sustainability in architecture is possible in order to create an attractive place focusing on the wellbeing of people. The project initiated the formation of an internal Herzog & de Meuron Sustainability Team. We see sustainability as an integral part of the design process at an early stage. As a team of experts, we contribute to decision-making with conceptual thinking, our experience and the latest digital tools. Just as Hortus is making a real contribution to climate protection and resource conservation, it is our task to transfer this expertise to other projects.”
–Alexander Franz

Grüne Oase im Atrium

Das um ein grünes Atrium herum angelegte Gebäude steht auf Stelzen und schwebt leicht über dem Boden. Der vierstöckige Holzrahmenbau mit Stampflehmdecken öffnet sich über einen breiten Durchgang im Süden zu einem vom Landschaftsarchitekten Piet Oudolf gestalteten Garten. Entlang eines geschwungenen Kieswegs sorgen hohe Sträucher, Gräser, blühende Stauden sowie Rankpflanzen entlang der Innenhoffassaden für eine dichte Begrünung. Ein Regenwasserspeicher wird für die Bewässerung der Pflanzen und die Sanitärspülungen verwendet.

Dank einer überdachten Holzveranda dient das Atrium auch als Erholungsort, den Mitarbeitende und Arealbesuchende für eine Pause nutzen können. Neben weiteren, auch für Externe mietbaren Sitzungsräumen stehen im Erdgeschoss ein Restaurant, ein Gym mit Café-Bar sowie abgeschirmte Sitzgelegenheiten zur Verfügung. Von hier aus erreicht man die ca. 10’000m² Büroflächen in den vier Obergeschossen.

Gemeinschaftliche Nutzung

Die umlaufenden Raumabfolgen unterstützen den Austausch der Mitarbeitenden untereinander. Die offenen Grundrisse ermöglichen ein grosses Mass an Flexibilität und unterschiedliche Nutzungsweisen. Je nach Bedarf stehen den Teams abgeschirmte oder offene Sitzgelegenheiten in unterschiedlichen Grössen im Innern oder ganz informell auch draussen auf der Veranda zur Verfügung. Zugleich werden einige Bereiche geteilt. So verfügt jedes Stockwerk über gemeinschaftliche Aufenthaltsräume und Teeküchen. Das Erdgeschoss, ebenso wie die sich nach Süden zu dem vorgelagerten Park erstreckende Veranda ist offen für alle Arealbesuchenden.

Material-Kreisläufe

Hortus steht für House of Research, Technology, Utopia and Sustainability und setzt den Fokus auf innovative Nachhaltigkeitskonzepte. So lag dem Entwurfsprozess eine akademische Materialanalyse zugrunde, bei der Baumaterialien mittels neuester technologischer Tools auf ihre ökologischen und physikalischen Eigenschaften geprüft und miteinander verglichen wurden. Ein Hauptkriterium dabei war ihr natürlicher Ursprung aus nachwachsenden Rohstoffen. Ganz im Sinne des Cradle-to-Cradle-Prinzips sind alle verwendeten Bauteile katalogisiert worden und können als Teil des ökologischen Kreislaufsystems wiederverwertet werden. Der Lehm der Deckenmodule kann direkt wieder der Erde zurückgegeben werden.

Eine reduzierte Palette aus erneuerbaren Materialien wie Holz, Lehm und Zellulose unterstreichen den ökologischen Grundgedanken des mehrgeschossigen Holzrahmenbaus. Das Raster ist modular und Holzverbindungen werden gesteckt. Sie sind ohne Verwendung von Metallschrauben am Ende ihrer Nutzungszeit leicht demontierbar und vollständig wiederverwertbar.

Neues Deckensystem

In Zusammenarbeit mit ZPF-Ingenieuren, Basel haben wir ein neuartiges Deckensystem aus rechteckigen Holzelementen mit gestampftem Lehm entwickelt. Unter weiterer Mitwirkung von Blumer Lehmann und Lehm Ton Erde wurden die Deckenmodule gemeinsam perfektioniert. Ein Element besteht aus einem gefertigten Rahmen aus Holz, geschlagen in verschiedenen Wäldern der Umgebung. Zwischen eingelegte Massivholzbalken wird der Lehm in Form eines Gewölbes eingestampft. Der verdichtete Lehm wirkt dabei als Brandschutz und sorgt gleichzeitig für ein gutes und gesundes Raumklima. Er gleicht Feuchtigkeitsschwankungen aus und dient im Sommer als thermische Masse, um überschüssige Hitze aufzunehmen.

Für die Gewinnung des Lehms wurde der Aushub vor Ort verwendet. Der Kies aus dem Aushub wurde im gegenüberliegenden Schüttwerk gebrochen. In einer Feldfabrik auf dem Nachbargrundstück wurden die Decken fabriziert. Mit einem eigens für Hortus entwickelten Verfahren der Firma Lehm Ton Erde wurde in der Feldfabrik direkt vor Ort die Lehmmischung hergestellt und in die Holzdeckenmodule eingestampft. Die Erstellung der Hortus Decke verursacht 10-mal weniger CO² Emissionen als eine konventionelle Flachdecke aus Beton mit vergleichbarer Traglast.

Energiepositiv und CO²-reduziert

Der Entwurf von Hortus basiert auf einer drastischen Minimierung des CO²-Fussabdrucks als entscheidendem Designfaktor und setzt auf ein ganzheitliches Nachhaltigkeitskonzept. Dabei werden Empfehlungen für ökologisches Bauen, wie z.B. der SIA 2040, noch übertroffen. Die kompakte Gebäudeform reduziert Energieverluste. Auf ein Kellergeschoss aus Beton wurde verzichtet, wodurch der Bau etwas über dem Boden schwebt. Die Luft unter dem Gebäude ist im Sommer kühl und im Winter warm. Dieser energetische Vorteil wird gemeinsam mit Geothermie, die das Haus mit Energie zum Heizen und Kühlen versorgt, zur Temperaturregulierung im Gebäude genutzt.

Eine Photovoltaik-Fläche von ca. 5000m² auf dem Dach und entlang der externen Brüstungen sorgt für eine unabhängige Versorgung mit erneuerbarer und ressourcenschonender Solarenergie und schafft gleichzeitig so viel Überschuss, dass die graue Energie, die für den Bau des Gebäudes benötigt wurde, innerhalb von 31 Jahren komplett amortisiert wird.

Nachhaltigkeit bei Herzog & de Meuron

Herzog & de Meuron versteht Nachhaltigkeit als eine zentrale Herausforderung in der Architektur. Nachhaltigkeit soll nicht nur gebaut, sondern auch gelebt werden, mit dem Fokus auf einen ganzheitlichen Ansatz und dem Ziel einer Balance von ökologischen, ökonomischen und sozio-kulturellen Bedingungen.

Der Gebäudesektor ist laut Studien der Internationalen Energieagentur (IEA) und des World Economic Forums (WEF) verantwortlich für den Verbrauch von ca. 40% aller Rohstoffe und Energie. Er ist gleichzeitig einer der Hauptverursacher des weltweiten CO²-Ausstosses. Als Architekten sehen wir es als unsere Aufgabe, an dieser Schnittstelle Einfluss zu nehmen. Die Frage, wie man ein klimaneutrales Gebäude plant, ist eine architektonische Herausforderung, die nicht nur den Einsatz ökologischer Bauprinzipien erfordert, sondern als fortwährender Prozess betrachtet werden soll. Bei diesem geht es darum, für jede individuelle Situation den bestmöglichen Ansatz zu finden. Dies erfordert ein hohes Mass an Innovation und lösungsorientiertem Design, massgeschneidert für den jeweiligen städtebaulichen, geographischen und kulturellen Kontext.

Am Beispiel von Hortus möchten wir zeigen, dass nachhaltige Architektur zugleich ästhetisch, lokal, gesund und nützlich sein kann für Gesellschaft, Umwelt und Wirtschaft.

Quotes
«Wir müssen neu denken: Nachhaltigkeit sollte bei allem, was wir herstellen – ja überhaupt allem, was wir tun – im Vordergrund sein. Daraus wird unerwartete und überraschende Architektur mit einer eigenen Schönheit entstehen. Das ist eine Herausforderung, aber auch reizvoller Ansporn, weil dies ästhetische Normen in Frage stellt und uns neue Wege eröffnet.»
-Jacques Herzog

«Das Hortus-Projekt steht für maximale, ökologische Nachhaltigkeit – weiter lässt sich dieser Anspruch kaum steigern. Die Architektur folgt dem Lego-Prinzip: Alle Elemente sind modular aufgebaut, können vollständig rückgebaut und entweder der Natur zurückgegeben oder für andere Bauprojekte wiederverwendet werden. Wir haben Prinzipien aus der Healing Architecture auf den Bürobau übertragen. Durch den gezielten Einsatz von natürlichen Materialien, Licht, Luftqualität, die Verbindung zur Natur durch den begrünten Innenhof und die Förderung eines sozialen Miteinanders entsteht ein Arbeitsumfeld, das gesundheitsfördernd und inspirierend ist.»
-Stefan Marbach

«Hortus hat gezeigt, wie radikale Nachhaltigkeit in der Architektur möglich ist, um einen attraktiven Ort zu schaffen, an dem der Mensch im Mittelpunkt steht. Mit dem Projekt hat Herzog & de Meuron ein Nachhaltigkeits-Team ins Leben gerufen. Wir verstehen Nachhaltigkeit als integralen Bestandteil, welcher frühzeitig in den Entwurfsprozess einfliesst. Wir als Experten-Team tragen mit konzeptionellem Denken, Erfahrung und neuesten digitalen Tools zur Entscheidungsfindung bei. So wie Hortus einen echten Beitrag zu Klimaschutz und Ressourcenschonung leistet, ist es unsere Aufgabe, diese Expertise auf andere Projekte zu übertragen.»
–Alexander Franz