Zeitschrift EE

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2003-01: Solare Architektur

Information und Service

Bücher

Solarwaerme

Solarwärme optimal nutzen

Handbuch für Technik, Planung und Montage

"Sehr empfehlenswert als verständlicher Ratgeben mit hohem, teils sehr hohem Informationsgehalt sowohl für Selbstbauer als auch für Bauherren und Planer. Das Buch vermittelt nicht nur reichhaltiges Hintergrundwissen, sondern enthält vor allem auch detaillierte, praxisorientierte Bauanleitungen." (Stiftung Warentest, test spezial, 3/95, 11. Auflage 11/94)

Autoren: Norbert Schreier, Andreas Wagner, Ralf Oths und Thomas Rotarius

Wagner & Co Verlag
19,80 zzgl. Versandkosten
252 Seiten, zahlreiche Fotos und Abbildungen;
17. überarbeitete Auflage 2002/2003;
Gesamtauflage 78.000; ISBN 3-923129-17-3

Auf der Suche nach dem ökologischen Fußabdruck

Da die Zukunft der Erde in den Händen der Kinder liegt, erhält die Bildung im Bereich der Nachhaltigkeit für Kinder einen besonderen Stellenwert. Die illustrierte Kindergeschichte "Auf der Suche nach dem ökologischen Fußabdruck" entstand im Rahmen einer Diplomarbeit an der Universität Hannover. Das Buch bietet sich zum pädagogischen Einsatz in Einrichtungen wie Kindertagesstätten, Grundschulen und Orientierungsstufen im Bereich der Umweltbildung an.

Autoren: Michaela Hannig

Ökom Verlag München 2002,
17 Seiten mit farbigen Zeichnungen, für Kinder zwischen fünf und zwölf Jahren
3,80 zzgl. Versandkosten
ISBN 3-936581-00-2

Zu beziehen bei: AEE Kärnten/Sbg., 9500 Villach, Unterer Heidenweg 7, Tel. 04242 / 23 2 24 bzw. im Shop

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2003-01: Solare Architektur

Energiepolitik

Greisberger Natineum-10cm Abbildung 1: Nautineum, Außenstelle des Meereskundemuseums in Stralsund auf der Insel Dänholm in Strelas
Quelle: ThyssenKrupp. Bausystem GmbH, Dinslaken, D
Der Grundgedanke einer ökologischen SteuerREFORM besteht in der höheren Besteuerung von Umweltbelastung und -nutzung bei gleichzeitiger Entlastung des Faktors Arbeit sowie einer Senkung umweltschädlicher Subventionen.

Energiewirtschaft ökologisch steuern

Von Herbert Greisberger*

Durch die Umschichtung der Steuerlast und den Abbau umweltschädlicher Subventionen wird einerseits die Umweltsituation verbessert, andererseteits die Beschäftigung erhöht. Überall dort, wo durch die derzeitige Übernutzung der ökologischen Basis externe Effekte (z. B. Gesundheitsschäden, Naturkatastrophen) gegeben sind, stellt eine ökologische Steuer-REFORM darüber hinaus einen Schritt hin zur Internationalisierung externer Kosten dar und erhöht somit die Effizienz des Wirtschaftssystems. eine ökologische SteuerREFORM ist daher deutlich zu unterscheiden von einseitigen Steuererhöhungen. Ebensowenig muss sich eine ökologische SteuerREFORM auf die Internationalisierung - schwer zu berechnender - externer Kosten beschränken, sondern stellt auch ein marktwirtschaftliches Instrument zur Lnekung des Writschaftsgeschehens dar.

Obwohl die wissenschaftliche Diskussion dazu bereits seit Anfang der 90er Jahre weitgehend abgeschlossen ist, erfolgt ihre politische Umsetzung mehr als zögerlich. Europaweit entaöllen etwa 7% des Gesamtsteueraufkommens auf ökologisch orientierte Steuern und Abgaben. Ökosteuern sind in der Praxis jedoch zumeist Verkehrs- und in geringerem Umfang Energiesteuern, wenngleich eine langfristige Ökologisierung des Steuersystems auch sonsige Umweltgüter (Wasser, Boden) und Emissionen (z. B. Lärm) einzubeziehen sind. Derzeit stammen OECD-weit nahezu 90% der ökologisch orientierten Steuern aus dem Verkehrssektor, gefolgt von Heiz- und Prozessenergie und Elektrizität mit etwas je 5%. Sonstige Steuern (z. B. Abfall) spielen im Hinblick auf ihren Beitrag zum Budget nur eine untergeordnete Rolle.

Betrachtet man die Entwicklung der Ökosteuern seit Mitte der 90er Jahre, so ist ein leichtes Absinken des Anteils ökologisch orientierter Steuern am Bruttosozialprodukt (BSP) feststellbar (siehe Abbildung 2), wobei sich die einzelnen Staaten in Niveauund Dynamik jedoch deutlich unterscheiden. Während Dänemark mit 4,6% des BSP eine weltweite Spitzenstellung einnimmt, liegt ihr Anteil in den USA bei unter einem Prozent.

Forget Europe

Obwohl das Thema Harmonisierung der Energiesteuern bereits seit 1992 auf europäischer Ebene diskutiert wird, konnte noch kein Kompromiss innerhalb der europäischen Finanzminister erzielt werden. Gerade für die Besteuerung des weitgehend steuerbefreiten Flugverkehrs, der energieintensiven Industrie und auch der Treibstoffe bedarf es europäischer Regelungen, um negative Auswirkungen auf das jeweilige Vorreiterland hintan zu halten. Nicht nur die Länge der Diskussion ist enttäuschend, sondern auch die jüngsten Kompromissvorschläge lassen aus Umweltsicht nichts Gutes erwarten. So soll den Staaten das Recht eingeräumt werden, die - ohnehin sehr geringen - Mindeststeuersätze zu unterschreiten. Angesichts dieser Entwicklung besteht sogar die Gefahr, dass eine EU-weite Regelung auf nationaler Ebene zur Rücknahme der Verkehrs- und Energiebesteuerung führt.

Vorreiterstaaten als Gewinner

Anfang der 90er Jahre waren es vor allem die skandinavischen Staaten (Finnland, Dänemark, Großbritannien, Norwegen und Schweden), die als Vorreiter auf dem Gebiet der ökologischen SteuerREFORM agierten. Ein Blick auf die wichtigsten Wirtschaftsdaten zeigt, dass diese damit sehr gut gefahren sind. In den Vorreiterstaaten hat sich sowohl das Wirtschaftswachstum als auch die Arbeitslosigkeit deutlich besser entwickelt als im europäischen Durchschnitt. So war in der Periode von 1993 bis 1997 das Wirtschaftswachstum dieser Länder nahezu doppelt so hoch wie der EU-Durchschnitt. Ebenso sind zwischen 1998 und 2002 geringe Wachstumsvorsprünge feststellbar. Analog dazu verbesserte sich die Arbeitsmarktsituation in den Vorreiterländern zwischen 1993 und 2001 deutlich. Ausgehend von einem leicht höheren Niveau der Arbeitslosigkeit gegenüber dem EU-Durchschnitt von 10,2% lag diese im Jahr 2001 mit 5,4% um 2%-Punkte unter dem europäischen Durchschnitt. Dennoch wäre es zu optimistisch, die positiven Entwicklungen am Arbeitsmarkt primär auf die fortschrittliche Energiebesteuerung zurückzuführen. Sie sind jedoch ein deutliches Indiz dafür, dass die Einführung bzw. Erhöhung der Besteuerung von Energie auf nationaler Ebene nicht zu wirtschaftlichen Problemen geführt hat.

Steuern für Kyoto

Wesentliche Impulse einer Erhöhung der Energiebesteuerung werden auch für die Erreichung des Kyoto-Zieles erwartet. Dies insbesondere dann, wenn es zu einer deutlichen Differenzierung der Steuersätze für Energie in Abhängigkeit vom CO2-Gehalt des Energieträgers kommt. Mit einer mutigen ökologischen SteuerREFORM kann sowohl der Energieverbrauch gesenkt werden als auch die Nutzung erneuerbarer Energieträger weiter forciert werden. Darüber hinaus ist zu erwarten, dass dadurch die österreichische Technologieführerschaft im Bereich der erneuerbaren Energieträger weiter abgesichert bzw. ausgebaut würde - mit positiven Effekten für Umwelt und Wirtschaft.

Abbildung 2
Erlöse umweltbezogener Steuern in Prozent des Bruttosozialprodukts
(Quelle: OECD/EU database on environmentally related taxes)

Eine ökologische SteuerREFORM ist mittel- und langfristig auch ein wesentlicher Beitrag für die Erreichung des Kyoto-Zieles Die Effekte der deutschen Ökosteuer werden auf eine Reduktion der CO2-Emissionen in der Höhe von 2 bis 3% geschätzt.

Während die mittel- und langfristigen Effekte durch entsprechende Anpassungsprozesse (und Technologieentwicklung) als hoch einzuschätzen sind, kommt es kurzfristig vor allem zum Umstieg auf Energieträger mit geringem CO2-Gehalt (Fuel switch) und Änderungen des Konsumstiles.

Ganz oder gar nicht

Die wichtigste Voraussetzung für die Wirksamkeit einer ökologischen SteuerREFORM ist jedoch das angestrebte Volumen. Nur durch eine deutliche Verschiebung der Steuerlast sind auch entsprechende Anpassungen auf wirtschaftlicher und privater Ebene zu erwarten. Aus diesem Grunde fordert das Europäische Umweltbüro (EEB) in seiner Kampagne eine Umschichtung von 10% der Gesamtsteuerlast vom Faktor Arbeit auf den Faktor Umweltverbrauch bis 2010. Für Österreich bedeutet dies ein Volumen von etwa 10 Mrd. E pro Jahr. Im Vergleich dazu betragen die Einnahmen aus der Mineralölsteuer 2,8 Mrd. E pro Jahr, die Lohnsteuer 17 Mrd. E im Jahr 2002. Eine ökologische SteuerREFORM dieser Größenordnung ist nur dann politisch machbar, wenn den damit verbundenen sozialen Wirkungen besonderes Augenmerk geschenkt wird. Dies ist durch eine entsprechende Gestaltung der Transferleistungen oder der Einführung eines Ökobonusmodells durchaus machbar. Kaum national umsetzbar ist jedoch die Einbeziehung der energieintensiven Industrie im selben Ausmaß. Inwieweit es gelingt, die erforderlichen Reduktionen der CO2-Emissionen aus der Industrie durch andere Instrumente (z. B. freiwillige Vereinbarungen, die Einführung des Emissionshandels) zu erreichen, bleibt abzuwarten.

Eine ökologische SteuerREFORM ist kein Allheilmittel, aber das zentrale Instrument um Umweltziele mit marktwirtschaftlichen Instrumenten zu erreichen. Sie ist eine der wichtigsten Reformschritte zur Erreichung ökologischer und wirtschaftlicher Ziele. Im Gegensatz zu den bisher durchgeführten Steuererhöhungen auf Energie, stellt eine ökologische SteuerREFORM eine grundlegende Änderung der steuerlichen Rahmenbedingungen dar. Hierzu bedarf es daher eines entsprechenden langen zeitlichen Horizonts und klarer politischer Entscheidungen. Und es bedarf einer mutigen Regierung, die bereit ist, langfristige Reformen auch umzusetzen.

*) Dr. Herbert Greisberger ist Generalsekretär der ÖGUT. Die ÖGUT ist Mitherausgeber des "Bimonthly English Newsletter on Enviromental Fiscal Reform" zu beziehen bei Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! [^]

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2003-01: Solare Architektur

Photovoltaik

Bild 14 Gesamtansicht beider Anlagen Bereits im Herbst 1998 wurde die SOLON AG für Solartechnik im Zuge einer öffentlichen Ausschreibung mit der Errichtung einer 22 KW Photovoltaikanlage am Molekularbiologischen Forschungszentrum (Nikolaus Fiebiger-Zentrum) der Universität Erlangen beauftragt. Für das junge Unternehmen, das gerade ein Jahr zuvor mit dem Aufbau der Produktion begonnen hatte, war dieser Auftrag eine sehr große Herausforderung, da es sich bei dieser Solaranlage nicht um eine "klassische Standardanlage" handelte.

PV-Fassade an der Universität Erlangen

Von Clemens Triebel*

Der Architekt hatte aus gestalterischen Gründen dem sehr massiv erscheinenden Technikdachgeschoss sein "unerträgliches" Volumen durch die Anordnung eines zweiten Vordaches genommen, indem er es leicht versetzt unter dem bereits bestehenden Überstand des "Flugdaches" angeordnet hatte.

Dadurch sollten das darunter befindliche Nutzgeschoss mit den Sicherheitslabors der Stufe S 3 verschattet werden. Die Notwendigkeit der Verschattung (starke Blendwirkung auf Südseite) mit der Erzeugung photovoltaischen Stromes zu verbinden ist aus Sicht der Architekten eine naheliegende Lösung. Jedoch die damit verbunden zeitaufwendigen Hürden, die bedingten Mehrkosten über komplizierte Fördertöpfe "zusammenzukratzen" hat in diesem Projekt im Zusammenspiel der universitären Institute, der Landesregierung und einem sehr engagierten und nicht locker lassendem Architekten hervorragend geklappt. Aus Sicht der PV-Ingenieure war natürlich das vorgezogene Technikdach eine potenzielle Verschattung der darunterliegenden PV-Anlage. Im Sommer bei hochstehender Sonne, war mit einer Direktabschattung der oberen Modulreihe zu rechnen und über das gesamte Jahr mit einer teilweisen Reduzierung des diffusen Strahlungsanteils.

Um den Einfluss weiterer Verschattungen auf die 220 m² große Solaranlage weitestgehend zu minimieren, wurden die Module auf eine sehr hohe Spannung ausgelegt und ein Wechselrichter mit niedrigen Eingansspannungen eingesetzt, so dass jedes einzelne Modul parallel verschaltet werden konnte (siehe Abbildung 1). Dieses Verschaltungskonzept verhindert, dass bereits verschattete Module auch andere unverschattete Module (bei Reihenverschaltung) in ihrer Leistungsabgabe behindern.

Das Modullayout musste sich an den Gebäuderastern orientieren und die großflächigen Gläser sollten in Glaspunkthaltern auf einer Stahlkonstruktion ruhen. Da die Rasterung des Zellenlayouts im Modul auch den genauen Vorstellungen des Architekten entsprechen musste, konnte kein klassischer symmetrischer Modulaufbau mit Bypassdioden realisiert werden, sondern es mussten mit isolierten Mittelabgriffen auf der Zellenrückseite teilweise über die ganze Modulfläche Lötverbindungen in die Anschlussdose gelegt werden, um einen sicheren Betrieb bei Teilverschattungen (Vermeidung des Hot-spots) zu gewährleisten. Außerdem war es durch die hohen Anforderungen an eine homogene Verschattung mit einer gleichmäßigen semitransparenten Wirkung ohne optisch stark auffallende Abstandssprünge nicht möglich, das Zellenlayout mit großen Randabständen zu versehen. Dadurch mussten die Punkthalter in das bestehende Zellenfeld gelegt werden, was dazu geführt hat, dass auch spezielle Dummyzellen (mit Löchern) im Bereich der Punkthalter anzufertigen waren.

Der Architekt wurde in einem regionalen Zeitungsartikel mit dem Titel "Strom auch aus Jalousien" auf eine weitere Möglichkeit der photovoltaischen Nutzung aufmerksam und entschloss sich in dem östlichen Gebäudeteil eine weitere Verschattungsanlage zu installieren. Um eine größtmögliche Sichtbeziehung nach außen bei maximaler Verschattungswirkung der dahinterliegenden Laborbereiche zu ermöglichen, wurden auch hier semitransparente Doppelglasmodule als linienförmige Lamellen im Sturz- und Brüstungsbereich vor den bereits vorhandenen Fluchtbalkonen montiert (siehe Abbildung 2). Die Lamellen können einachsig dem Sonnenstand nachgeführt werden und erhöhen somit den Ertrag (ca.15%) und verbessern die Verschattungswirkung in den Laborräumen. Nachts und bei Sturm werden die Lamellen in eine waagrechte Position gefahren, um den Winddruck auf die Jalousie zu reduzieren. Bei Schneefall oder drohender Modulvereisung (wird über Sensoren erfasst) bleiben die Module senkrecht um abstürzende Schneemassen oder Eiszapfenbildung zu minimieren.

Generell lässt sich sagen, dass der Wunsch nach einer optimalen Verschattung und einem angenehmen Raumklima sowie der Wunsch nach einer optimalen Solarstromausbeute etwa 70 - 80% des Jahres gut miteinander korrelieren. Allerdings muss beim Einsatz einer Fassadenanlage berücksichtigt werden, dass die Mehrerträge durch eine Nachführung durch die senkrechte Anordnung in der Fassade überkompensiert werden. Abbildung 3 verdeutlicht in etwa die Zusammenhänge im Tagesverlauf, hier in einem Übergangsmonat.

Auch bei der nachgeführten Anlage wurden die einzelnen Strings verschattungsoptimiert verschaltet, so dass ein von oben nach unten wandernder Schatten nur minimale Auswirkung auf die einzelne Stringleistung hat. Um die semitransparente Wirkung der Lamellen zu verstärken wurden die rückseitigen Gläser mit einer punktrasterförmigen Siebbedruckung versehen.

Abbildung 1
Verschaltungskonzept der PV-Fassadenanlagen am Molekularbiologischen Forschungszentrum der Universität Erlangen. Jedes Modul wurde parallel verschalten

Abbildung 2
Semitransparente Doppelglasmodule als linienförmige Lamellen im Sturz- und Brüstungsbereich. Die Lamellen können einachsig dem Sonnenstand nachgeführt werden

Beide Anlagen werden getrennt vermessen, so dass eine wissenschaftliche Auswertung der Betriebsergebnisse zu neuen Erkenntnissen bei der Auslegung gebäudeintegrierter Solaranlagen führen wird.

Damit die Anlage auch von den Besuchern des Zentrums wahrgenommen werden kann, werden auf einer eigens für dieses Projekt konzipierten Großschautafel Informationen zur Anlage und Onlinebetriebsergebnisse dargestellt. Auf mehreren Großdisplays werden die meteorologischen Daten, die aktuellen Leistungen der Teilanlagen und auch der Gesamtenergieertrag seit Inbetriebnahme angezeigt.

Die ersten Betriebsergebnisse zeigen einerseits, dass tatsächlich eine Verschattung der oberen Modulreihe zu drastische Einbußen im Sommer geführt hat, dass aber anderseits die Gesamtergebnisse auf Grund der gewählten Schaltungskonzepte immer noch erfreulich hoch liegen und für eine gebäudeintegrierte Anlage in der Fassade mit sehr gut zu bewerten sind.

Die Lamellenanlage schneidet auf Grund der Verschattung durch gegenüberliegende Gebäude und Bäume, sowie durch die Eigenverschattung durch die feststehende Anlage vergleichsweise schlechter ab. Da jedoch sowohl die Verschattungswirkung als auch die aus der aktiven Regelung der Lamellen resultierenden Lichtverhältnisse von den Nutzern des Gebäudes angenehm empfunden werden, können Kompromisse in der Energiebilanz wohl hingenommen werden.

Auch in einem bayrischen Landeswettbewerb über innovative gebäudeintegrierte Solarstromanlagen wurde dieses Projekt mit dem 1. Preis prämiert.

Unter der Adresse http://www.solar.e-technik.uni-erlangen.de können die Ergebnisse online abgerufen werden. Dort können die gesamten Datensätze einzelner Tage der letzten Betriebsjahre heruntergeladen werden.

Eine Vergleichsgraphik zur Beurteilung der einzelnen Zeilen im Vergleich zu konventionellen Standardanlagen in der Umgebung ist in Abbildung 4 wiedergegeben:

Besonders erfreulich ist in diesem Projekt, dass vielleicht eine politische Einigung zwischen den Errichtern, den Betreibern und dem EVU dahingehend getroffen werden könnte, um im Nachhinein noch eine Rückvergütung von ca. 48 Cent /KWh zu erreichen. Die Gelder (ca. 10.000 Euro/a) sollen dann dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg dienen, was mit Sicherheit in dieser Form Vorbildcharakter hätte.

Abbildung 3
Einstrahlung auf einer Süd-Ost-Fassade im September mit und ohne Nachführung im Vergleich zur Einstrahlung in die Horizontale

Abbildung 4
Ertrag der PV-Anlage im Jahr 2001 relativ zum regionalen Durchschnitt für das oberste (blau), das mittlere (rot) und das unterste (gelb) Feld. Jahreswerte: 61%, 93%, 97% (100% = 850 kWh)

 

*) Dipl.-Ing. Clemens Triebel ist Projektleiter bei der SLON AG für Solartechnik in Berlin, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! [^]

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2003-01: Solare Architektur

Photovoltaik

Kaltenegger imt3 Höchste Anforderungen des Bauherrn wurden bei diesem Plus-Energie-Bürogebäude in Passivhausqualität durch eine integrale Planung unter frühzeitiger Einbeziehung aller Sonderplaner konsequent umgesetzt.

Plus-Energie Institutsgebäude in Gutau

Von Erwin Kaltenegger*

Nachdem es im alten Firmensitz des Institutes für Marketing und Trendanalysen in Pregarten immer wieder zu Kapazitätsengpässen gekommen ist, bzw. es keine Möglichkeiten im Haus gab Seminare abhalten zu können, entschloss man sich zum Neubau eines entsprechenden Institutsgebäudes in der ca. 10 km entfernten Gemeinde Gutau.

Die Bauaufgabe als Herausforderung

Da der Institutsleiter Mag. Christian Hehenberger in seinen Vorträgen und Seminaren immer wieder von den Gebäuden der Zukunft spricht, die ihren gesamten Energiebedarf aus erneuerbaren Energien selbst produzieren, bzw. bei optimaler Konzeption sogar einen Energieüberschuss erwirtschaften können, war es selbstredend, dass das neue Institutsgebäude ein solches "Plus-Energie-Haus" sein sollte.

Folgende Anforderungen des Bauherrn mussten bei der Planung und Konzeption des Gebäudes eingehalten werden: keine Heizkosten, keine Stromkosten, keine Kosten für die Warmwasserversorgung, keine künstliche Gebäudekühlung, größtmögliche Tageslichtnutzung ohne jegliche Einschränkungen auf die Bildschirmarbeitsplatzqualität bzw. ohne Überhitzung der Arbeitsräume, ein jährlicher Gewinn von mind. 700 € durch die Einspeisung des überschüssigen PV-Stromes in das öffentliche Netz und schließlich die Erfüllung höchster Sicherheitsanforderungen.

Das Atrium als Zentrum

Der zweigeschossige beheizte Gebäudeteil über dem massiven Kellergeschoss aus vorgefertigten Wand- und Deckenelementen aus Stahlbeton, besteht aus einer hoch-wärmegedämmten vorgefertigten Holz-Rahmenkonstruktion, welche zum Teil mit einer hinterlüfteten Eternit-Fassade, sowie einem Verputz auf Dämmplatten, verkleidet wurde. Im Kellergeschoss befinden sich neben der Energiezentrale die Archiv- und Lagerräume des Institutes.

Herzstück des Erdgeschosses ist das zweigeschossige Atrium, welches nicht nur als Empfangs- und Verteilerfläche, sowie als Pausenbereich bei Seminaren, sondern auch als Veranstaltungsraum genutzt wird. Rund um das Atrium befinden sich neben den Büroräumen des Institutes auch ein Grafikbüro und das Druckzentrum für die hauseigene Werbeagentur, sowie der Seminar- und Vortragssaal mit diversen Nebenräumen (siehe Abbildung 2). Im Obergeschoss sind noch weitere Büroräumlichkeiten und ein kleiner Seminarraum angeordnet.

Aktives Energiemanagement

Bei Dämmstärken der Wände und Decken von 25,0 bis 35,0 cm ergeben sich U-Werte um 0,11 W/m²K. Die Fenster in Passivhausqualität haben einen U-Wert von 0,8 W/m²K. Die Differenz des rechnerischen Gesamtenergieverbrauches mit 22,3 kWh/m²a gegenüber der Passivhausmarke von ca. 15,0 kWh/m²a wird durch die aktive Komponente der zweischaligen Atriumsverglasung mehr als wettgemacht. Durch die über das hausinterne BUS-System vollautomatisch gesteuerten mechanisch öffenbaren Lüftungsflügel in beiden Verglasungsebenen und durch das Oberlicht-Fensterband des Atriums kann ganzjährig ein angenehmes Temperaturniveau im Atrium gewährleistet werden (siehe Abbildung 3). Jahreszeitbedingte Temperaturspitzen werden durch die vorhandene Fußbodenheizung und -kühlung auf Wasserbasis gekappt, wobei erwähnt werden sollte, dass für die sommerliche Kühlung die Temperatur des umliegenden Erdreiches ohne zusätzliche mechanische Kälteerzeugung ausreichend ist. Alle anderen Räume werden wie bei einem herkömmlichen Passivhaus durch die sogenannte Komfortlüftung mit dem notwendigen Restenergiebedarf und mit Frischluft versorgt.

Komfortable Tageslichttechnik

Die entsprechende Größe und Anordnung der Fenster- und Oberlichtflächen gewährleistet eine 80%-ige Tageslichtautonomie des Büro-, Seminar- und Atriumsbereiches während der normalen Arbeitszeit über ein Jahr gesehen. Als Überhitzungsschutz sind außenliegende Jalousien angebracht. Durch die asymmetrische Lamellenteilung wird bei Überhitzungsgefahr bzw. zu starker Blendung die Jalousie heruntergefahren und der untere Teil geschlossen. Im oberen Drittel werden die Lamellen so gedreht, dass zwar die direkte Sonnenstrahlung nicht in den Raum gelangt, durch die Umlenkfunktion das Licht aber an die Decke des Raumes gelenkt wird, und so trotzdem eine entsprechende Ausleuchtung des Raumes vorhanden ist. Auch diese Funktion ist an das BUS-System angeschlossen und wird zusammen mit der Energieverwaltung und der Kunstlichtanlage vollautomatisch gesteuert und verwaltet.

Abbildung 1
Die Gesamtfläche der PV-Anlage des Plus-Energie-Gebäudes beträgt ca. 208 m² mit einem prognostizierten jährlichen Stromertrag von ca. 16.500 kWh

Abbildung 2
Büroräume, Seminarräume, ein Vortragssaal, ein Grafikbüro und ein Druckzentrum sind rund um das zwei-geschossige Atrium angeordnet

Abbildung 3
Vollautomatisch gesteuerte mechanisch öffenbare Lüftungsflügel sorgen für angenehmes Temperaturniveau im Atrium

PV als Gestaltungselement

Da dieses Gebäude ja ein "Plus-Energie-Haus" sein sollte, wurde der Gesamtenergiebedarf (Gebäudeheizung und Stromverbrauch) berechnet und eine entsprechend große Photovoltaikanlage konzipiert, die sich an den Südwest-Fassadenflächen, sowie auf dem Dach des Gebäudes befindet. Die Gesamtfläche beträgt ca. 208 m² (22,05 kWp) mit einem prognostizierten jährlichen Stromertrag von ca. 16.500 kWh.

Teamwork von Anfang an

Der Umstetzungsphase ging eine sehr intensive Planungsphase voraus. Schon in der Zeit des Vorentwurfes wurde zusammen mit den Sonderplanern mit den Simulationen für die Energie- und Lichttechnik begonnen um in gegenseitiger konstruktiver Arbeit die hochgesteckten Ziele des Bauherrn erreichen zu können. Mit dem Gebäude des Institutes für Marketing und Trendanalysen wird nicht nur der Beweis geliefert, dass neben Wohnanlagen durchaus auch Bürogebäude als "Plus-Energie-Häuser" möglich sind, sondern dass energieeffizientes Bauen auch sehr gut mit einer zeitgemäßen Architektursprache umzusetzen ist.

Abbildung 4
Heizwärmebilanz des Plus-Energie Institutsgebäudes in Gutau

Durch diese Umschichtung der Steuerlast und den Abbau umweltschädlicher Subventionen wird einerseits die Umweltsituation verbessert, andererseits die Beschäftigung erhöht. Überall dort, wo durch die derzeitige Übernutzung der ökologischen Basis externe Effekte (z. B. Gesundheitsschäden, Naturkatastrophen) gegeben sind, stellt eine ökologische SteuerREFORM darüber hinaus einen Schritt hin zur Internalisierung externer Kosten dar und erhöht somit die Effizienz des Wirtschaftssystems. Eine ökologische SteuerREFORM ist daher deutlich zu unterscheiden von einseitigen Steuererhöhungen. Ebensowenig muss sich eine ökologische SteuerREFORM auf die Internalisierung - schwer zu berechnender - externer Kosten beschränken, sondern stellt auch ein marktwirtschaftliches Instrument zur Lenkung des Wirtschaftsgeschehens dar.

Obwohl die wissenschaftliche Diskussion dazu bereits seit Anfang der 90er Jahre weitgehend abgeschlossen ist, erfolgt ihre politische Umsetzung mehr als zögerlich. Europaweit entfallen etwa 7% des Gesamtsteueraufkommens auf ökologisch orientierte Steuern und Abgaben. Ökosteuern sind in der Praxis jedoch zumeist Verkehrs- und in geringerem Umfang Energiesteuern, wenngleich eine langfristige Ökologisierung des Steuersystems auch sonstige Umweltgüter (Wasser, Boden) und Emissionen (z. B. Lärm) einzubeziehen hat. Derzeit stammen OECD-weit nahezu 90% der ökologisch orientierten Steuern aus dem Verkehrssektor, gefolgt von Heiz- und Prozessenergie und Elektrizität mit etwa je 5%. Sonstige Steuern (z. B. Abfall) spielen im Hinblick auf ihren Beitrag zum Budget nur eine sehr untergeordnete Rolle.

Betrachtet man die Entwicklung der Ökosteuern seit Mitte der 90er Jahre, so ist ein leichtes Absinken des Anteils ökologisch orientierter Steuern am Bruttosozialprodukt (BSP) feststellbar (siehe Abbildung 2), wobei sich die einzelnen Staaten in Niveau und Dynamik jedoch deutlich unterscheiden. Während Dänemark mit 4,6% des BSP eine weltweite Spitzenstellung einnimmt, liegt ihr Anteil in den USA bei unter einem Prozent.

 

*) Dipl.-Ing. Erwin Kaltenegger ist Architekt in Passail, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!, www.dike.at [^]

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2003-01: Solare Architektur

Photovoltaik

Fassade-Detail-Himmel Quelle: ThyssenKrupp Bausysteme GmbH
Solarmodule, die als Bauelemente verwendet werden können, sind auf dem Vormarsch. In welche Richtung sich die Weiterentwicklung abzeichnet, ist von der eingesetzten Technik nicht zu trennen.

Designerlösung für Industriefassade

Von Michaela Kawaters*

Den Löwenanteil des Solarstrommarkts beanspruchen derzeit kristalline Solarzellen für sich: Knapp 85 % aller installierten Solarmodule basierten 2001 auf mono- oder polykristallinen Zellen. Nanokristalline Technik erlaubt eine relativ freie Wahl der Werkstoffe. Sie nimmt zwar derzeit erst Platz drei auf der Technologierangliste ein, bietet aber für die designorientierten Module der zweiten und dritten Generation eine breite Palette an Möglichkeiten.

Der flexiblere Einsatz nanokristallinen Solarlaminats war für die ThyssenKrupp Bausysteme GmbH der Anlass, diese Technik für ihr Dach- und Fassadensystem THYSSEN-Solartec® zu nutzen. Ohne Frage integriert sich höchst effektive Solartechnik bei kaum einem anderen System so unauffällig in die Außenhaut eines Gebäudes wie bei der Kombination aus THYSSEN Solartec® mit dem Farbsystem ReflectionsOne.

Bestes Beispiel hierfür ist die nach Südwest ausgerichtete ca. 1.000 m² große Solarfassade der Warmbandspaltanlage von ThyssenKrupp Stahl in Duisburg. Der Farbdesigner Friedrich Ernst von Garnier plante die Fassade so, dass sich das Gebäude in sein Umfeld am Niederrhein einfügt. Die von ihm gestaltete Fassade in Duisburg ist auf den ersten Blick eher unscheinbar. Wer Kontraste erwartet, wird überrascht sein, denn das Grün und die dunklen, in auflockernden Wellenstrukturen integrierten Module gliedern das Gebäude in seine Umgebung ein. Dabei ist eine Komposition aus Farbe und "schwarzer Technik” für von Garnier kein Gegensatz: "Meine Farben schlagen die Brücke, die diese Technik mit den Menschen um sie herum verbindet.” Die Fassade wurde den am 10. Oktober 2002 offiziell eingeweiht.

Neben der ansprechenden äußeren Form hat das stahlbasierte Photovoltaik-System noch weitere Vorteile. Die meisten kristallinen Elemente müssen in der Regel auf ein bereits bestehendes Dach oder eine Fassade aufmontiert werden. THYSSEN-Solartec® Module ersetzen beides. Wahlweise schützt eine integrierte Dämmschicht zusätzlich vor Wärmeverlusten. Weiters benötigen die leichten und robusten Elemente im Gegensatz zu kristallinen Photovoltaikzellen keine schützende und schwere Abdeckplatte aus Glas.

 

*) Michaela Kawaters, ist Mitarbeiterin der PR Agentur "klar & deutlich" in Dortmund, Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! [^]

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