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Das sog. „kompakte Hofhaus“ wurde als neuartiger Hofhaustyp an der Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) entwickelt und untersucht.Zu Quartieren addiert stellt er den Bewohnern bei geringem Landverbrauch urbane Lebensräume zur Verfügung und kann hohe Dichte, Diversität von Nutzung sowie ein hohes Maß an Privatheit und Wohnqualität in Innen- wie Außenräumen miteinander vereinigen, in Neubau- wie in Bestandsituationen. Definitionsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass nicht einsehbare Höfe / Außenräume als ausschließlich private Nutzflächen in die Gebäudestruktur integriert werden (anstelle von exponierten „Abstandsflächen“ mit geringerem Nutzwert außerhalb des Gebäudes) und über diese Bereiche auch die Belichtung und Belüftung erfolgen kann. Innen- und Außenräume können so zu einem geschützten und eng miteinander verzahnten Lebensraum verschmelzen. Die bisherigen Ergebnisse der seit 2017 laufenden, DFG-geförderten interdisziplinären Forschungsarbeit weisen mit einer umfangreichen Typologie, allgemein gültigen Lösungsstrategien und vielen Einzeluntersuchungen nach, dass dieser Ansatz bereits auf ungewöhnlich kleinen Parzellen (ca. 60 bis 200 m²) unterschiedlicher Proportion mit bis zu fünfgeschossigen Gebäuden für eine oder mehrere Parteien funktioniert. Einige der aus verschiedenen Grundtypen hervorgehenden Varianten eignen sich als „Einfamilienhäuser“ auf eigenem Grund und können so diese von der Mehrheit angestrebte Wohnform in einem nachhaltigen urbanen Umfeld hoher Dichte und Heterogenität ermöglichen.

Im Rahmen des SDE 21/22 entwickelt das interdisziplinäre Team „coLLab” der Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) ein ganzheitliches und übertragbares Konzept für die Aufstockung und Sanierung eines Bestandsgebäudes auf dem Campus der Hochschule in der Stadtmitte von Stuttgart. Dabei handelt es sich um einen für die Nachkriegszeit typischen Stahlbeton-Skelettbau mit Verwaltungsnutzung aus den 1950er Jahren. Im Sinne hoher Übertragbarkeit und einer möglichst günstigen Gesamt-Ökobilanz kommt eine leichte Holzkonstruktion zum Einsatz. Für den Wettbewerbsbeitrag werden außerdem Low-Tech Konzepte mit innovativen Technologien und Methoden kombiniert. Dies wird insbesondere an der Fassade des Entwurfs durch den Einsatz von organischen Photovoltaikzellen (OPV) und einem Solarkamin sichtbar, auf deren Integration und Funktionsweise in diesem Bericht eingegangen wird.

Der jahrtausendealte Gebäudetyp des Hofhauses wurde als „Baustein“ für urbane Quartiere hoher Dichte und Heterogenität neu interpretiert (Low Rise - High Density). Das daraus resultierende „kompakte Hofhaus“ hat einen sehr geringen Grundflächenbedarf (ab ca. 60 - 200 m²). Mit drei bis fünf Geschossen und bis zu vier Nutzungseinheiten kann es Einfamilienhäuser und andere konventionelle Wohngebäude ersetzen. Außenraum, den übliche Gebäude als Abstand zueinander benötigen, wird als hochwertiger, nicht einsehbarer privater Hofraum in die Gebäude integriert. Innen- und Außenräume verschmelzen so zu einem Raumkontinuum mit hohem Wohnwert. Das Dilemma konventioneller Bauformen, bei denen Dichte in der Regel mit Verlust von Privatsphäre einhergeht, wird aufgelöst. Im Projekt wurde eine umfangreiche Typologie mit acht Grundkonzepten entwickelt, aus denen sich kompakte Hofhäuser für flächensparende Grundstücke unterschiedlicher Größe und Proportion in mannigfaltiger Varianz, auch mit integrierten gewerblichen Nutzungen, ableiten lassen. Mit diesem „Baukasten“ können durch Addition und Kombination gleicher und unterschiedlicher Typen Lösungen für konkrete städtebauliche Situationen gefunden werden, während die Typen selbst nur für relevante Standortfaktoren wie z. B. klimatische Situation, Orientierung, baurechtliche Anforderungen, kulturelle Aspekte etc. optimiert sind. Das Konzept des kompakten Hofhauses ermöglicht mit Heterogenität der Nutzung und Nutzer eine urbane Dichte, die sich annähernd auf dem Niveau städtbaulicher Konfigurationen / konventioneller Gebäudetypen in europäischen Kernstädten z. B. mittels Blockrandbebauungen bewegt. Die umfangreichen und interdisziplinär geführten Untersuchungen, die von diversen externen Experten begleitet und unterstützt wurden, weisen in vielen Fallbeispielen, technischen Daten und Kennwerten nach, wie der neuartige Gebäudetyp bei kritischer Betrachtung im Sinne einer Optimierung von Raum und den Ressourchen Material und Energie funktionieren kann. Die in der Regel an drei Seiten zum Anbauen geschlossenen kompakten Hofhäuser haben aus diversen Gründen nicht das Potenzial, durch direkte oder indirekte Solarenergienutzung zu Null- oder gar Plusenergiehäusern zu werden, ein Niedrigstenergiestandard ist aber erreichbar. Um dennoch eine gute energetische Bilanz und minimierte Umweltwirkungen zu erreichen, muss die materielle Realisierung, aber auch der Betrieb und Unterhalt des Gebäudes, sowie ein günstiges End-Of-Life-Szenario berücksichtigt bzw. konzipiert werden. Dies erfordert eine differenzierte Auswahl an möglichst sortenrein verbauten und wieder trennbaren Materialien mit geeigneten Ökobilanzdaten und eine kritische und genaue Betrachtung / Bilanzierung über alle Lebenszyklusphasen, selbst bei der vorzugsweisen Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen. Mikroklimatische Vorteile der begrünten Innenhöfe sind weniger ausschlaggebend als ursprünglich angenommen, unterstützen aber das nachhaltige Gebäudekonzept kompakter Hofhäuser, das auch akustische Anforderungen in den Höfen und Innenräumen gut bewältigt und somit auch in lärmbelasteten Umgebungen funktioniert. Das kompakte Hofhaus, Gebäudeklasse 2-4, oft ohne notwendige Unterkellerung, eignet sich gut für die Realisierung in Holzbauweisen mit einem hohen Vorfertigungsgrad. Wärmebrücken lassen sich so beim Übergang von Innenraum zu Hofraum minimieren bzw. vermeiden. Die hier in „Kompakte Hofhäuser 2“ dokumentierten Forschungsergebnisse bauen auf dem im Jahre 2021 im Triest Verlag erschienenen gedruckten Buch „Kompakte Hofhäuser“ auf. Ergebnisse unserer Lehrveranstaltung „Compact Courtyard Housing“ an der University of Newcastle in Australien lassen sich in „Kompakte Hofhäuser 3“ (deutsche und englische Ausgabe) finden.

Das Forschungsprojekt „Kompakte Hofhäuser für nachhaltige Urbanität hoher Dichte“ wurde bisher in den Jahren 2017 bis 2023 in zwei Stufen an der Hochschule für Technik Stuttgart HFT, Zentrum Integrale Architektur, mit Förderung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG durchgeführt (DFGGZ.: CR 557/2-1 und -2). Prof. Dr.-Ing. Jan Cremers leitete das Projekt. Die Ergebnisse der Stufe 1 wurden vom Triest Verlag im Jahre 2021 in Buchform unter den Titeln „Kompakte Hofhäuser“ (deutsche Version) und „Compact Courtyard Housing“ (englische Version) publiziert [Triest]. Das Forschungsteam sucht den internationalen Diskurs zur behandelten Thematik mit globaler Dimension, um das Konzept des kompakten Hofhauses, das individuell für jeweilige Parameter eines Ortes mit dem Ziel der Nachhaltigkeit optimiert werden muss, zu überprüfen, zu schärfen und weiterzuentwickeln. Dazu fanden bereits 2014 am „Kyoto Institute of Technology“ (KIT) und 2022 an der „Università degli Studi di Roma La Sapienza“ Veranstaltungen statt. Noch im Rahmen des Forschungsprojekts an der HFT kam Anfang 2023 mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG sowie des Deutschen Akademischen Auslandsdienstes DAAD eine Zusammenarbeit zwischen der Hochschule für Technik Stuttgart und der „University of Newcastle“ (UoN), Australia, School of Architecture and Built Environment“ zustande. Als Teil des Masterstudiengangs für Architekten an der UoN sollten die Forschungsergebnisse zumindest auf einer akademischen Ebene in städtebaulichen und architektonischen Entwürfen überprüft und angewandt werden. Gerade ein von Mitteleuropa sich deutlich unterscheidender klimatischer wie kultureller Rahmen kann weitere Perspektiven eröffnen. Damit dienten die bisherigen Ergebnisse des Forschungsprojekts der Lehrveranstaltung und umgekehrt konnte die Lehrveranstaltung letztlich auch dem Forschungsprojekt weitere Erkenntnisse bringen.

Prof. Jan Cremers’ research group set itself the goal of reinterpreting and further developing the courtyard house type to meet the current requirements of sustainable urbanisation. The hypothesis was pursued that courtyard houses have the potential to create sustainable, high-density neighbourhoods with a high degree of privacy and residential value and thus offer a feasible way out of the dilemma of conventional types, where high density and the resulting low spacing offer little privacy in the interior and exterior spaces. Based on the principles and inherent regularities of the courtyard house, the so-called “compact courtyard house” was developed as a new type of courtyard house using an interdisciplinary and systematic approach with current tools while its functionality was examined step by step in further stages. The type pursues few, yet clearly defined goals and consequently shows characteristics that distinguish it from known courtyard house types. As a largely autonomous building, it is optimised on its own space-saving plot (approx. 60 to 200 m²) of varying proportions with three to five storeys for one or more parties, it can keep ownership simple and thus even function as a single-family house. Courtyards / outdoor spaces shielded from view (instead of exposed “spacing areas” with a lower utility value outside the building) are integrated into the building structure as exclusively private usable areas (“as private as a bathroom“) assigned to individual parties. These protected areas are mainly used for lighting and ventilation of the interior spaces, merging interior and exterior spaces into a protected and closely interlinked living space. The individual buildings are generally orientated towards the public or semi-public space on one side (e.g. street front), but are closed for add-on on three sides (fire walls). This way, compact courtyard houses of very different shapes and sizes can be added and combined as “building blocks” of a “modular system” to create high-density urban neighbourhoods. The topic is thus equally at home in architecture as well as urban planning. To date, a total of eight basic types / concepts (C1 to C8) has been developed as the basis for a comprehensive typology with a wide range of variants that can be derived from the respective concepts’ basic geometric principles and solution strategies. The private courtyards, which vary in size, shape and location in the building, also have the function of microclimatic zones with a favourable effect on the thermal and acoustic comfort of the interior spaces.