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Kraftwerk Haus

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Kraftwerk Haus

Passivhäuser sind bei Neubauten längst zum Standard geworden. Das Effizienzhaus Plus, ein Modellvorhaben der Forschungsgruppe Bauen, zeigt in Berlin, wie die Zukunft des Bauens aussieht.

EMS

Mehr Energie erzeugen als verbraucht wird – das ist die Grundidee, die hinter dem Forschungsprojekt des Bundesbauministeriums (BMVBS) und seiner Forschungsinitiative steckt. So müssen sowohl ein negativer Jahres-Primärenergiebedarf als auch ein negativer Jahres-Endenergiebedarf erreicht sowie alle Anforderungen der EnEV 2009 eingehalten werden. Das Besondere: Beim Berliner Modellvorhaben »Effizienzhaus Plus« werden energetische Überschüsse zuerst dafür genutzt, die elektrifizierten Fahrzeuge der Bewohner an der Ladestation in der heimischen Garage aufzuladen – was dann noch übrig bleibt, wird ins Stromnetz eingespeist. Dahinter steht ein konkreter Zwang: Eine novellierte EU-Richtlinie fordert, dass Neubauten ab 2021 nur noch so viel Energie verbrauchen, wie mit erneuerbaren Energien erzeugt werden kann. Da der Ausbau regenerativer Energien – besonders beim derzeitigen Stand der Energiewende – nicht flächendeckend umgesetzt werden kann, muss der Baukörper für seine Energieversorgung und die seiner Bewohner selbst sorgen. Wie solche Energie erzeugenden Häuser aussehen und zum alltagstauglichen Standard werden können, muss die Forschung zeigen.
Seit 2011 steht nun in der Berliner Innenstadt so ein Zukunftshaus. Eine vierköpfige Familie hat es 15 Monate lang bewohnt, seit Juni dieses Jahres steht es zur Besichtigung offen. Der kubische Bau mit 130 m² Wohnfläche wird von Westen her über ein »Schaufenster« erschlossen: Hier parken auch die Elektrofahrzeuge und werden induktiv geladen. Die große Fensterfront gibt Einblicke in das Haus und dient als Infozentrum für Passanten. Zur Gartenseite im Osten hin liegen die Wohnräume auf zwei Ebenen: Wohn- und Essbereich im Erdgeschoss, Schlafzimmer im Obergeschoss. Auch hier verläuft über die gesamte Gebäudeseite eine Fensterfront. Öffentlicher und privater Bereich der Gebäudeseiten werden durch den sogenannten Energiekern getrennt, in dem die Haustechnik untergebracht ist: Hier finden sich Wärmespeicher, Versorgunsgleitungen und Schaltschränke. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe sorgt für die nötige Wärmeenergie im Winter. Den Luftaustausch garantiert ein Belüftungssystem mit Wärmerückgewinnung. Lithium-Ionen-Batterien fungieren als kurzfristiger Zwischenspeicher für den lokal erzeugten Strom bis zur Verwendung.
Geplant hat das Effizienzhaus Plus das Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart mit Professor Werner Sobek und seinem Architektur- und Ingenieurbüro. Die Herausforderung: Möglichst alle Bauteile sollen rückbau- und recyclefähig sein. Daher wurde auf die Verklebung der Bauteile und Schichten größtenteils verzichtet. Das Modellhaus soll zudem möglichst kompakt und städtebaulich optimal ausgerichtet sein, durch seine Gebäudehülle maximale Energiegewinne erzielen sowie die Wärmeverluste verringern.
Besondere Bauanforderungen
Gleichzeitig dürfen nur regenerative und lokal erzeugte Energien zum Einsatz kommen. Kurz gefasst heißt das Ziel: Maximaler Komfort durch eine optimierte Gebäudetechnik bei optimaler Energiebilanz. Das Gebäude nutzt daher das gesamte Baufeld und ist an der Ost-West-Achse ausgerichtet. So wird die Verschattung durch umliegende hohe Gebäude minimiert und die Photovoltaik-Dachfläche vergrößert. Die geschlossene Nordfassade verringert die thermischen Verluste, die Solarfassade auf der Südseite maximiert den Energiegewinn. Boden, tragende Außenwände sowie die Decken- und Dachkonstruktion sind in Holztafelbauweise ausgeführt. Die Gebäudehülle ist mit Zellulose wärme-, und zusätzlich mit Hanf schallgedämmt. Der spezifische Transmissionswärmeverlust der Gebäudehülle beträgt 0,33 W/m²K und liegt rund 20 Prozent unter den Anforderungen der EnEV. Bei den Fensterfronten kommen Aluminiumfenster nach aktuellem, marktüblichem Stand der Technik mit Dreifach-Isolierverglasung und Argon im Scheibenzwischenraum zum Einsatz. Die Fenster haben einen UW-Wert von 0,7 W/m²K. Aluminium-Lamellen verhindern als außen liegender Sonnenschutz die Überhitzung. Auf der Westseite sorgt der Dachüberhang für die nötige Verschattung. Die Holzkonstruktion auf der Westseite ist der Witterung ausgesetzt und besteht aus Lärche, der Bodenbelag hier ist aus massiver Eiche – ebenso wie die Terrasse auf der Ostseite. Auf chemischen Holzschutz wurde daher verzichtet.
Das Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) hat das Modellhaus wissenschaftlich ausgewertet. Das Fazit: Die Haustechnik ist derzeit noch der Knackpunkt und verbraucht zu viel Energie. Allerdings kann sich das Haus in einem meteorologischen Durchschnittsjahr energetisch autark versorgen. Und auch diese Erkenntnis hat sich während des Modellvorhabens »Effizienzhaus Plus« sowie bei über 30 weiteren privaten Initiativen dieser Modellbauweise gezeigt: Es gibt noch viel zu wenige Architekten und Handwerker, die mit dieser komplexen Thematik und ihren Anforderungen an Bauteile umzugehen wissen. Denn es kommt hier vor allem auf das Zusammenspiel aller Komponenten an. Allerdings hat dieser Baustandard noch keine besonderen Anforderungen an die Fensterkonstruktion – der derzeitge Stand der Technik reicht also noch völlig aus.
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