Zeitschrift EE

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2012-03

 

Nachaltige Gebäude

Im Rahmen des Leitprojektes aus der Forschungslinie „Haus der Zukunft Plus“ „Sanierungskonzepte zum Plus-Energiehaus mit vorgefertigten aktiven Dach- und Fassadenelementen, integrierter Haustechnik und Netzintegration“ wird in Kapfenberg (Steiermark) seitens des Wohnbauträgers „Gemeinnützige Wohn- u. Siedlungsgenossenschaft ennstal“ ein Demo-Sanierungsgebäude errichtet.

Sanierung zum Plusenergiegebäude – Mit vorgefertigten Fassaden- und Haustechnikmodulen

Von DI Dr. Karl Höfler *

Durch den Wandel des Gebäudes vom Energiekonsumenten zum Produzenten müssen die Funktionen und Aufgaben der einzelnen passiven und aktiven Komponenten neu orientiert werden. Plus-Energie in der Sanierung kann nur erreicht werden, wenn die Konzeption der thermischen Gebäudehülle, eine Reduktion der Energieverbräuche und das innovative Energieversorgungssystem optimiert und aufeinander abgestimmt sind. Diesbezüglich werden in einem der Subprojekte des Projektes „Sanierungskonzepte zum Plus-Energiehaus mit vorgefertigten aktiven Dach- und Fassadenelementen, integrierter Haustechnik und Netzintegration“ vorgefertigte passive und aktive Fassaden- und Haustechnikmodule entwickelt und diese dann im Demoprojekt in Kapfenberg weitgehend umgesetzt. Durch die Integration von aktiven Modulen, wie Photovoltaik und Solarkollektoren ist eine Umsetzung zum Plusenergiegebäude möglich.

Basis-Modulentwicklung

In einer Vorstudie wurde die Gebäudetypologie und die Gliederung der Fassaden der einzelnen Epochen recherchiert und analysiert. Somit ist es möglich ein wirtschaftliches Modul für Fassade und Haustechnik zu entwickeln, welches ein großes Einsatzpotenzial verspricht.

Fassadenmodule

Das solare Heiz- und Kühlsystem und seine Komponenten wurden in der Simulations­umgebung TRNSYS modelliert und mit den vorhandenen Messdaten validiert. Im Referenzmodell spiegelt sich praktisch die reale Anlage wieder. Es sind sämtliche Regelstrategien der hydraulischen Kreise, deren Leistungsabgabe, etc. exakt definiert und der realen Anlage nachgebildet. Mit Hilfe dieses Modells konnten ver­schiedene Systemvarianten durchgeführt bzw. theoretische Optimierungsmaß­nahmen betrachtet werden.

Anordnung der Module:

Durch die regelmäßigen Fassadenstrukturen, speziell der 60er und 70er Jahre hat sich das Projektteam für eine vertikale Verlegung des Moduls entschieden. Somit können großformatige Elemente über die gesamte Gebäudehöhe zwischen Haustechnikschächten und anderen Einbauten montiert werden. Dabei kommt dem Transport und der Montage eine besondere Bedeutung zu. Um eine wirtschaftliche Montage zu ermöglichen, muss diese möglichst rasch und ohne zusätzliche Zwischenlagerung erfolgen. Durch spezielle Mobilkräne (2 Seilrollen) wurde dies probiert und als möglich erachtet.

Abbildung 1: Skizze Fassadenmodul (Quelle: Nussmüller Architekten GmbH)

Abbildung 2: Lage und Anordnung der Fassadenmodule (Quelle: Nussmüller Architekten GmbH)

Modulgröße:

Bei den Überlegungen zur Modulgröße des vorgefertigten Fassadenelements galt es einige Faktoren mit zu berücksichtigen. So waren z.B. die vorhandenen Abmessungen der Oberflächenbekleidung ein wesentlicher Punkt für die Wirtschaftlichkeit der Module. Da der Einsatz von großformatigen (12 x 3 m) Fassadenmodulen eine Anlieferung der Teile mit Lastwagen, Sattelschlepper, Tieflader oder dgl. voraussetzt und die anschließende Montage Hebehilfsmittel in unterschiedlicher Form benötigt, müssen die vorhandenen Platzressourcen betrachtet und Potenziale für die Montage vorgefertigter Elemente aufweisen.

Dicke:

Die resultierende Dicke des vorgefertigten Fassadenmoduls ergibt sich in weiterer Folge aus der Erfüllung der drei Anforderungen: Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert), Statik und Toleranzausgleich.

Vorhandene Unebenheiten der bestehenden Außenfassade machen es notwendig eine zusätzliche innere Wärmedämmschicht (ca. 4 cm) zum Toleranzausgleich anzubringen. Die Dicke dieser Ausgleichsschicht hat sich dabei an den tatsächlichen Abweichungen am Gebäude zu orientieren. Eine Laservermessung früh im Planungsstadium trägt zur Feststellung der gegebenen Unebenheiten bei.

Feuchte-, Schall-, Brandschutz und Luftdichtheit:

Die bauphysikalischen Anforderungen lt. Norm sind jeweils einzuhalten und in die Planung miteinzubeziehen. Die Vorgaben an die Luftdichtheit des hochwertig sanierten Gebäudes werden von eigenen Bauteilschichten (OSB-Platte) des Moduls übernommen. Dabei kommt der dampf- und luftdichten Anbindung der Fenstereinbauten besondere Bedeutung zu.

Integration aktiver Elemente:

Bei den entwickelten Basismodulen ist es jederzeit möglich, neben der passiven Oberflächengestaltung auch aktive Fassadenelemente wie Photovoltaik, Sonnenkollektoren oder Solarwaben einzuplanen. Die erforderlichen Zu- und Ableitungen erfolgen in den angrenzenden außenliegenden Haustechnikmodulen.

Haustechnikmodule

Die Anordnung von vertikalen Installationsschächten dient der Erneuerung der Ver- und Entsorgungsleitungen von Gebäuden.
Befinden sich die Leitungsinstallationen innerhalb des Gebäudes, so ist es oft schwierig im Fall eines Schadens (z.B. Leitungsbruch) an diesen heranzukommen bzw. er bleibt für eine (sehr) lange Zeit unerkannt. Leitungstausch oder sonstige Wartungs- und Reparaturarbeiten sind oft nur sehr mühsam und aufwendig möglich.
Eine Möglichkeit diese Probleme zukünftig besser zu beherrschen kann durch eine gezielte Leitungsführung außerhalb des Gebäudes sein. Revisionstüren/-öffnungen ermöglichen dabei einen einfachen Zugang zu den Leitungen, wodurch es nicht mehr notwendig ist die einzelnen Wohnungen zu betreten, um Reparatur- und Wartungsarbeiten durchzuführen.
Werden die einzelnen Wohnungen nicht im Zuge der Sanierungsarbeiten an die neue Haustechnikversorgung angeschlossen (z.B. im Fall von Eigentumswohnen denkbar), muss ein nachträglicher Anschluss dieser an die haustechnischen Leitungen jederzeit und mit geringem Aufwand möglich sein. Die installierten Haustechnikmodule und -leitungen müssen auf diesen Umstand reagieren können.

Abbildung 3: Skizze Haustechnikmodul (Quelle: TB Hammer GmbH und Huter-Geberit)

Die Verbindung des vorgefertigten Haustechnikmoduls mit den ebenso vorgefertigten Fassadenmodulen erfolgt über die vertikalen Holzständer, an welchen der Haustechnikschacht befestigt wird. Das vorgefertigte Fassadenmodul wird dazu bei der Montage direkt an die vertikale Holzkonstruktion versetzt und mittels Schrauben verbunden und fixiert.

Probemontage Vorort

Im Zuge des Projektstarts des Demoprojektes in Kapfenberg (Steiermark) wurde ein Prototyp des Fassaden- und Haustechnikmoduls probeweise versetzt. Die dabei erzielten Erkenntnisse fließen in die weitere Entwicklung und Planung ein.

Abbildung 4a: Probemontage Vorort Fassaden- und Haustechnikmodul (Quelle: AEE INTEC)

Abbildung 4b: Probemontage Vorort Fassaden- und Haustechnikmodul (Quelle: AEE INTEC)

Abbildung 4c: Probemontage Vorort Fassaden- und Haustechnikmodul (Quelle: AEE INTEC)

Architektonisches Konzept

Seitens der Architektur wurde versucht, die innovativen Komponenten der Energieerzeugung an der Fassade und am Dach für den Betrachter sichtbar zu machen. Somit ist das alternative Energiekonzept augenscheinlich erkennbar.

Mittels der entwickelten vertikalen, vorgefertigten großflächigen Fassaden- und Haustechnikmodule wird ein völlig neuer Weg in der Gebäudesanierung beschrieben, in welchem speziell Fassadenkollektoren und PV-Module als gestalterisches Element in der Fassade wirken.

Abbildung 5: Rendering Demogebäude Sanierung zum Plus-Energiegebäude (BV Kapfenberg); Quelle Nussmüller Architekten ZT GmbH

Zusammenfassung und Ausblick

Um die Zielsetzung eines Plus-Energiestandards zu erreichen, ist es unbedingt erforderlich, dass eine optimale Abstimmung sämtlicher innovativer Komponenten stattfindet. Nur im Gesamtsystem kann von einer zukunftsweisenden innovativen Modernisierungsmethode gesprochen werden. Die Umsetzung dieser innovativen Sanierungsmethode mit großflächig vorgefertigten Fassaden- und Haustechnikmodulen mit integrierten aktiven Elementen ist derzeit einzigartig und gilt als Leuchtturmprojekt in Österreich.

Projektpartner

Logos der Projektpartner

*)DI Dr. Karl Höfler ist Leiter des Bereichs Nachhaltige Gebäude von AEE INTEC (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!) [^]

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2012-03

Simulationssoftware für PV-Anlagen PV*SOL Pro in der neuen Version 5.5

Von Rudi Moschik

Möchten Sie den Ertrag und die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage sowohl im netzgekoppelten als auch netzautarken Betrieb prognostizieren und optimieren? Das passende Simulationsprogramm für beide Fälle ist PV*SOL® Pro als Set.

PV*SOL® verfügt in allen Varianten über eine ausgesprochen gut gepflegte umfangreiche Modul – und Wechselrichterdatenbank mit inzwischen rund 10.000 Modul- und 2.100 Wechselrichterdaten. Die Pflege der Komponenten erfolgt online aus erster Hand durch die jeweiligen Hersteller, wird von Valentin Software überprüft und den Nutzern von PV*SOL® mit Hilfe der Updatefunktion regelmäßig bereitgestellt.

Wie bisher steht PV*SOL® multilingual in den fünf Sprachen Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch und Spanisch bereit und bietet als Service nun auch das entsprechende Handbuch in allen fünf Sprachen.

Weiterführende Informationen zur gesamten Softwarepalette im Solarbereich finden sich im Shop unter www.aee.at. Für Anfragen und Bestellungen steht Ihnen das Team des Buchversandes der AEE GmbH unter 04242 23224 23 bzw. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! gerne zur Verfügung.

Logo_Valentin Logo_PVSOL_Pro

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2012-03

 

Nachhaltige Gebäude

Die Menschheit ist in den nächsten 50 Jahren mit etlichen Herausforderungen konfrontiert; unter anderem Wasser-, Ressourcen-, Energie- und Lebensmittelknappheit, Umweltverschmutzung und alternde Gesellschaft. Die produzierende Industrie kann signifikant dazu beitragen diesen Herausforderungen gerecht zu werden, allerdings benötigt sie dafür eine strukturelle Änderung.

Forschungsagenda Prozessintensivierung

Von Christoph Brunner und Bettina Muster *

Prozessintensivierung (PI), definiert als ein Set an radikal innovativen Prinzipien für Prozess- und Anlagendesign, spielt dabei eine entscheidende Rolle. PI Prinzipien machen Prozesse nicht nur schlanker, kleiner und effizienter, sondern stellen verminderte Emissionen und Abfall sicher, sowie verbesserte Wettbewerbsfähigkeit.

Die Forschungsagenda Prozessintensivierung wurde ursprünglich von einem internationalen Team führender Wissenschaftler als Empfehlung an die Politik, Wirtschaft und Forschung entwickelt um umfassende Forschungsprogramme im Bereich Prozessintensivierung zu initiieren.

Ein multidisziplinäres Team aus 75 Wissenschaftlern aus 13 Ländern hat an der Definition der zukünftigen internationalen Forschungsaktivitäten für eine nachhaltige Welt im Jahr 2050 gearbeitet.

Ziel der Forschungsagenda zu Prozessintensivierung ist es, wichtige Forschungsfragen zu definieren, welche nötig sind um technologische Milestones für 2050 zu erreichen. Die Forschungsagenda ist Ergebnis eines Prozesses, bei welchem mit Hilfe der Backcasting Methode (Backcasting: Eine Denkweise, bei der ein gewünschtes Zukunftsbild und ein Ziel umrissen werden und zukünftige Aktionen dann aus der Perspektive dieses Ziels auf die gegenwärtige Situation zurückblickend definiert werde) durch Teilnahme und Analyse von 75 europäischen Experten zunächst Ziele für die Welt 2050, technologische Forschungszielsetzungen (Milestones) für 2030 und dafür nötige kurzfristige Ziele und Aktivitäten bis 2017 erarbeitet wurden (Abbildung 1).

Abbildung 2: Backcasting Methode zur Ermittlung kurzfristiger Ziele und Aktivitäten im Bereich Prozessintensivierung

Die Welt von 2050

Die Beschreibung des Zielzustandes der Welt im Jahr 2050 ist Basis für die weitergehende Definition der Forschungsfragen. In einem Workshop wurden sogenannte „Leuchttürme“ (Beacons) für das Jahr 2050 von den Teilnehmern definiert, die den erwünschten Zustand der Welt 2050 in vier unterschiedlichen Bereichen beschreiben. Die vier Bereiche umfassen Gesundheit, Transport, Leben und Lebensmittel & Landwirtschaft. Zusätzlich wurden noch drei „Rahmen-Leuchttürme“ (boundary beacons) definiert, deren Erreichung in allen Bereichen erstrebenswert ist: Abfall, Energie und Ressourcen (Abbildung 2).

Abbildung 3: Leuchttürme für den erwünschten Zustand der Welt 2050 in den vier Bereichen Gesundheit, Transport, Lebensweise und Lebensmittel & Landwirtschaft sowie notwendige Rahmenbedingungen für Energie, Ressourcen und Abfall

Basierend auf diesen Leuchttürmen, die den erwünschten Zustand im Jahr 2050 beschreiben, wurden essentielle technologische Meilensteine abgeleitet, die 2030 erreicht werden müssen um den Wunschzustand 2050 zu ermöglichen. Dabei wurden von den Experten 12 technologische Meilensteine identifiziert. Jeder technologische Milestone trägt zur Erreichung von mehreren Leuchttürmen dar (Abbildung 3).

Abbildung 4: technologische Meilensteine zur Erreichung des Wunschzustandes 2050

Diese Meilensteine, und speziell deren wissenschaftliche Herausforderungen, führen zur Identifikation von nötigen Forschungsthemen für Prozessintensivierung. Dazu wurden Positionspapiere zu jedem Meilenstein erarbeitet und im interdisziplinären Team diskutiert.

Die detaillierten Ergebnisse der einzelnen Meilensteine sind unter http://ispt.eu/cusimages/Publications/DSD_Research_Agenda.pdf nachzulesen.

*)DI Christoph Brunner ist Leiter und DI Bettina Muster ist Mitarbeiterin des Bereichs Industrielle Prozesse und Energiesysteme von AEE INTEC (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!) [^]

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2012-03

Projektvorstellung AIDA

AIDA-Logo

Projektnummer P2012_11
AEE-Projektleiter Armin Knotzer
Status Laufend
Laufzeit 01.04.2012-31.03.2015
Thema Nachhaltige Gebäude
Arbeitsschwerpunkt Know-How-Transfer
Titel AIDA: Affirmative Integrated Energy Design Action (Gezielte Förderung ganzheitlicher Energieplanung in Gebäuden)
Vorspann Das EU-Projekt AIDA hat zum Ziel, den Markteintritt von Niedrigstenergie-gebäuden („nearly zero-energy buildings – NZEB“) zu beschleunigen. Gemeint sind energieeffiziente Gebäude und die Nutzung von Erneuerbaren Energieträgern in diesen Gebäuden.
The European project AIDA aims to accelerate the market entry of nearly zero-energy buildings (NZEB). This means energy efficient buildings and the use of renewable energy sources.
Text Es bedarf mehr Anstrengungen, das Wissen über NZEB nachhaltig zu verbreiten. BürgerInnen wären besser vorbereitet und motiviert, selbst NZEB zu realisieren, wenn auch ihre Gemeinde oder Stadtverwaltungen Erfolgsbeispiele umsetzen, und ihnen aktiv Zugang zu diesen verschaffen und Erfahrungen damit weitergeben würden. Das Bewusstsein über NZEB in Gemeinden, Stadtbehörden und GebäudeplanerInnen zu schärfen, spielt dabei eine entscheidende Rolle. Daher besteht die Hauptzielgruppe aus VertreterInnen von in diesem Bereich zuständigen Verwaltungen und Behörden als Markt-MultiplikatorInnen auf der Nachfrageseite, und ArchitektInnen und BaumeisterInnen auf der Angebotsseite. AIDA bietet maßgeschneiderte Aktivitäten für jede dieser Zielgruppen, im Wesentlichen Exkursionen, Erfolgsgeschichten, Präsentationen bestehender (Software-)Tools, aktive Unterstützung der Gemeinde- und Stadtverwaltungen und enge Kooperation mit den EntscheidungsträgerInnen. Das Hauptziel von AIDA ist die breite Einführung von NZEB, flankiert von der Reduktion des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen, allesamt wichtige Themen zur Erreichung der EU 2020 Ziele. In diesem Zusammenhang können zwei Aussagen getroffen werden: 1. NZEB werden noch vor 2020 ein Haupttrend in Europa werden, wenn EntscheidungsträgerInnen und die Öffentlichkeit gut informiert und nachhaltige Gebäude von allen als Selbstverständlichkeit betrachtet werden. 2. Die breite Anwendung von nachhaltigen Gebäudetechnologien kann durch die Schaffung lokaler Erfolgsbeispiele als Startpunkt für die Technologieverbreitung in ganz Europa forciert werden. Diese “Keimlinge”, realisiert in den Städten und Gemeinden, sind der Beginn für das Lernen von guten Beispielen durch Austausch von Wissen und länderübergreifende Kooperation, auch über die Projektlaufzeit hinaus.
Currently, there is a lack of intense actions to spread knowledge about NZEB. It is evident, that citizens will be better prepared and more willing to adopt NZEB, if their municipality sets an example thus giving them direct access to and experience of NZEB. Raising awareness towards NZEB among local authorities and building planners becomes a key factor. So, in particular the target group of this project are primarily municipal representatives as market multipliers on the demand side, and architects and master-builders on the supply side. AIDA offers action tailored to suit each of these groups including study tours, operational success stories, presentation of existing tools, active support for municipalities and close cooperation with key actors. The core objective of AIDA is a widespread market adoption of NZEB, reducing energy consumption and carbon emissions, which are important factors to reach the EU 2020 targets. In this context two assumptions can be drawn: 1. NZEB will become a mainstream trend in Europe before 2020, if main stakeholders and the public are well informed and both consider sustainable building as a matter of course. 2. The wide-spread use of sustainable building technologies can be accelerated by creating local seeds as starting point for technology diffusion all over Europe. These seeds, created in municipalities, are the starting point for best-practice learning by common exchange of knowledge and transnational cooperation, even beyond the project’s timeline.
Auftraggeberin European Commission - Executive Agency for Competitiveness and Innovation (EACI)
Projektpartner TU Wien / Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Energy Economics Group – EEG, AT (Koordination) www.eeg.tuwien.ac.at
CIMNE BEE-Group, Building Energy and Environment www.cimne.com/beegroup
IREC - Catalonia Institute for Energy Research www.irec.cat
EURAC research, Institue for Renewable Energy www.eurac.edu
CRES - Centre for Renewable Energy Sources and Saving, Energy Policy Analysis Department www.cres.gr
Geonardo Environmental Technologies Ltd. www.geonardo.com
HESPUL énergies renouvelables & efficacité énergétique www.hespul.org
Greenspace Live Ltd. - Lews Castle College/UHI www.greenspacealive.com
Links www.aidaproject.eu
www.buildup.eu
www.energy-cities.eu
http://ec.europa.eu/energy/intelligent/

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2012-03

 

Nachhaltige Gebäude

Das fertiggestellte Ensemble aus altem Bauernhaus und neuem Glashaus mit Photovoltaik und SolarthermieAbbildung 1:Das fertiggestellte Ensemble aus altem Bauernhaus und neuem Glashaus mit Photovoltaik und Solarthermie

Die Aufwertung kulturhistorisch wertvoller Bausubstanz zu Passivhäusern oder sogar zu Energie Plus Häusern wurde am Beispiel des 160 Jahre alten Bauernhauses „vulgo Weber“ innerhalb der Programmlinie „Haus der Zukunft Plus“ sowie „Neue Energien 2020“ theoretisch aufgezeigt und gelöst. Nunmehr wurde das Projekt auch umgesetzt und wird seit Herbst 2011 als Demonstrationsobjekt einer breiten Öffentlichkeit durch seine touristische Nutzung nahegebracht.

Metamorphose eines historischen Bauernhauses zu einem Passivhaus und EnergiePlusHaus

Von Herwig Ronacher *

Ausgangssituation – Motivation des Projektes

Durch Planung, bauphysikalische Berechnungen sowie durch einen Feldversuch mit 30 cm Innendämmung (ohne Dampfbremse) wurde aufgezeigt, dass eine thermische Sanierung von historischem Altbestand auf PH-Standard möglich ist. Ziel des Projektes war es zu zeigen, dass ganzheitliches Denken im Bauen umgesetzt werden kann, dass es möglich ist, in der Kategorie „sowohl als auch“ zu denken, zu planen und umzusetzen. Am Anfang stand die Frage: „Wie kann der kraftvolle Ausdruck archaischer Materialien und Formen erhalten bleiben und durch eine Metamorphose daraus ein EnergiePlusHaus entstehen. Die Vision bestand darin, ein altes Bauernhaus aus Holz und Stein vornehmlich mit natürlichen Materialien zu einer gesunden neuen Ganzheit zu führen, die einerseits dem neuesten Standard der Bautechnik entspricht und gleichzeitig höchste Wohnqualität und Atmosphäre bietet. In dem ehemaligen Bauernhaus sind nun drei Gästewohnungen und ein Seminarraum untergebracht.

Thermische Sanierung

Im Erdgeschoß des Bestandsgebäudes wurde eine thermische Sanierung mit Innendämmung zur Erreichung von Wärmebrückenfreiheit durchgeführt. Zwei Gründe waren maßgeblich dafür, dass diese experimentelle und ungewöhnliche Ausführungsvariante mit 30-40 cm Innendämmung (ohne Dampfbremse) im südlichen Teil tatsächlich umgesetzt wurde: Einerseits um die ästhetische Wirkung des freiliegenden Steinmauerwerks zu ermöglichen, zum anderen um ein Demonstrationsobjekt zu verwirklichen, für welches bislang noch kein vergleichbares Beispiel existiert. Im südlichen Teil des Hauses wurden innenliegende tragende Steinmauern von den Außenwänden getrennt und die alten Holz-Dippelbaum-Decken von ihren Auflagern abgeschnitten und durch eine von der Außenwand getrennte Holzkonstruktion unterfangen. Die Innendämmung besteht aus 30–35 cm Zellulosedämmung (Isocell) sowie 5 cm starken Heraklithplatten und Lehmputz. Mit dieser Konstruktion wurde die Wärmebrückenfreiheit erreicht.

Abbildung 2: Tragendes Holzgerippe für Dämmung, Heraklith und alte Decke

Prognostizierte Energiebilanz zur Erreichung des Zieles eines EnergiePlusHauses

Laut Energieausweis beträgt die Heizlast für das Gebäude 7,3 kW, berechnet für den Standort Hermagor. Der Heizwärmebedarf beträgt nach der thermischen Sanierung 10,0 kWh/(m²a), vor der Sanierung lag dieser bei 145 kWh/(m²a). Eine PHPP-Berechnung ergab 18 kWh/(m²a) für den Energiekennwert Heizwärme. Damit wird rechnerisch nicht ganz der angestrebte Wert eines Passivhauses von 15 kWh/(m²a) erreicht. Während der gesamten Planungsphase wurden immer wieder Optionen für die Verbesserung des Oberflächen-Volumsverhältnisses diskutiert. Schließlich konnte dieses Verhältnis durch die Schaffung einer Pufferzone im nördlichen Viertel des Objektes verbessert werden.

Tabelle 1: Rechnerische Jahres-Gesamtenergiebilanz

Haustechnik

Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe (10,6 kW ) mit zwei Tiefenbohrungen zu je 80 m versorgt die Fußbodenheizung im Erdgeschoß und in den Bädern der darüber liegenden Geschoße sowie die Wandheizungen im 1. Obergeschoß und im Dachgeschoß. Die Heizungsanlage ist mit der Solaranlage kombiniert, das heißt, solare Erträge werden auch für die Raumheizung genutzt. Es wurden zwei Pufferspeicher mit einer Gesamtkapazität von 2.500 l installiert und die kontrollierte Wohnraumlüftung erfolgt je Geschoß über ein eigenes Lüftungsgerät mit CO2-Steuerung. Eine Besonderheit der Anlage ist, dass sämtliche Zuluftleitungen aus Zirbenholzkanälen mit einem quadratischen Querschnitt hergestellt wurden, nur für die Abluft kamen Wickelfalzrohre zum Einsatz. Die Solarkollektoren wurden in Auf-Dachmontage auf Aluminiumprofilen mit Hinterlüftung auf dem Blechdach seitlich (links und rechts) der Schrägverglasung des Glasgewächshauses installiert. 28 m² Kollektorfläche bedeuten 11.881 kWh errechneten Jahresertrag.

Nachdem der Anteil des Haushaltsstromes bei einem Passivhaus im Verhältnis zu einem konventionellen Gebäude relativ hoch ist, wurde großes Augenmerk auf die Begrenzung dieses Energiebedarfs gelegt. Die gesamte Grundbeleuchtung des Gebäudes wurde mit LED-Strahlern ausgeführt. Spezielles Highlight des Beleuchtungskonzepts ist der für den Seminarraum ausgewählte innovative Typ von Einbau-LEDs, der sämtliche Bereiche des Lichtspektrums abdecken kann. Dadurch ist es möglich, verschiedene Stimmungsbilder von Büroatmosphäre bis hin zur Yogaatmosphäre umzusetzen.

Glasgewächshaus mit PV und Solarthermie

Durch die Hanglage des Areals war es möglich, ein spezielles Glashaus zu entwickeln, welches die einfallende Sonnenenergie optimal passiv nutzt. Die üblichen Probleme von Glashäusern mit sehr großen Temperatur-Amplituden können hier ausgeglichen werden, da die Glasflächen lediglich auf die Südseite ausgerichtet bleiben, die übrigen Bauteile hingegen als Speichermassen dienen. Die auf diesem Glashaus installierten Photovoltaik- und Solarkollektoren decken gemeinsam mit der Photovoltaikanlage an den Balkonen der Südseite des Hauses die Energieversorgung des EnergiePlusHauses Weber ab.

Die Idee des EnergiePlusHauses wurde durch eine zusätzliche Anlage auf der Gartenmauer und der Einbeziehung der bestehenden Anlage des Architekturbüros auf ein „EnergiePlusAreal“ ausgedehnt. Durch den Zusammenschluss in ein gemeinsames Energiesystem wird der Energieverbrauch insgesamt optimiert, die Verbrauchszeiten des Architekturbüros mit der Hauptauslastung von Montag bis Freitag und die neuen Ferienwohnungen mit einer Hauptauslastung am Wochenende ergänzen einander. Die Photovoltaikanlagen wurden in Felder aufgeteilt, um den Solarertrag auch bei einer teilweisen Verschattung zu garantieren. Zentraler architektonischer Gestaltungsgedanke war von Anfang an die behutsame Integration der solaren Elemente von Photovoltaik und Solarthermie im Bestand und im Nebengebäude.

Abbildung 3: Südansicht des Bauernhauses mit Photovoltaikanlage

Abbildung 4: Ostansicht mit Bauernhaus und Glashaus EnergiePlusAreal

EnergiePlusAreal

Die Idee eines EnergiePlusHauses wurde durch die eine zusätzliche Photovoltaikanlage und der Einbeziehung der bestehenden Anlage des Architekturbüros letztendlich auf ein „EnergiePlusAreal“ ausgedehnt: Nicht nur das Gebäude soll mehr Energie liefern als benötigt wird, sondern das gesamte Areal soll auf verschiedenen Standorten durch PV Anlagen Strom erzeugen und durch Nutzpflanzenkultivierung biologische Lebensmittel produzieren. So sollte ein „Solar-Gehöft“ mit Permakultur entstehen, in dem Pflanzen und Bauwerk eine Symbiose eingehen. Die drei neuen PV-Anlagen sowie die Bestehende treten als dezentrale Einrichtungen nicht sehr dominant in Erscheinung. Die kleine Permakultur soll im Sinne des Gedankengutes von B. MOLLISON und D. HOLGREN umgesetzt und betrieben werden. Die Glashausarchitektur bildet eine Geländestufe als Teil der gesamten terrassierten Gartenanlage.

Bei dem EnergiePlusHaus – „Weber“, handelt es sich um ein Forschungsprojekt, das durch „Haus der Zukunft“ und „Neue Energien 2020“ gefördert wurde.

Logo Klimafonds Logo Haus der Zukunft

Abbildung 5: Lageplan des gesamten EnergiePlusAreals

Legende

  1. EnergiePlusHaus Weber (Bauernhaus zu einem Passivhaus modernisiert)
  2. Permakultur Glashaus mit 9,24 kWp PV-Anlage + 28 m² Solarthermie (Anlage 1)
  3. Carport und landwirtschaftliche Geräte
  4. Photovoltaik Südbalkone 3,0 kWp PV-Anlage (Anlage 2)
  5. PV-Anlage des Gästewohnhauses auf bestehenden Gartenmauern 4,0 kWp (Anlage 3)
  6. bestehende 5 kWp PV-Anlage beim Architekturbüro Ronacher und 18 m² Solarthermie wurde in das neue Gesamtsystem integriert (Anlage 4)
  7. Wohnhaus Architekten Ronacher

Tabelle 2: Lageplan des gesamten EnergiePlusAreals

Abbildung 6: Photovoltaikanlage auf der Gartenmauer

Zusammenfassung und Ausblick

Resümierend kann festgehalten werden, dass mit der Umwandlung des ehemaligen Bauernhauses „Weber“ mehrere Innovationen innerhalb eines Projektes umgesetzt werden konnten und das Ziel, aus diesem Gebäude samt Glashaus-Zubau ein EnergiePlusHaus zu errichten, erreicht wurde. Die Besonderheiten des Projektes sind, neben der extrem starken Zellulose-Innendämmung mit Lehmputz für den Massivbereich im Erdgeschoß, der Einsatz von Zirbenholzkanälen für die kontrollierte Wohnraumlüftung und als maßgebliches Gestaltungselement das Glashaus, dessen Größe und Ausformung von Beginn an auf die Erfordernisse der PV-Anlage und Solarthermie konzipiert wurde.

Die Bearbeitung des Projektes „EnergiePlusHaus Weber“ ist allerdings nach seiner Fertigstellung noch nicht zu Ende. Die Messungen sowie Auswertungen und Analysen der Gesamtenergiebilanz werden auch nach Fertigstellung des Projektes weitergeführt. Der prototypische Charakter des Projektes ist aus Sicht des Forschungsteams durch die große Zahl an großvolumigen, historischen Baukörpern gegeben, wie etwa für Bauernhöfe, Schlösser, Burgen, Klöster aber auch Industriehallen und dergleichen. Kenntnisse über die Tauglichkeit der zur Anwendung gebrachten Art der Innendämmung sollten im speziellen für denkmalgeschützte Gebäude von Bedeutung sein.

*)Architekt DI Dr. Herwig RONACHER, Architekten Ronacher ZT GmbH - Entwurf, Detailplanung, Überwachung der Bauausführung, Hermagor, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! [^]

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