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Erste Sanierung eines Wohnhauses zu einem Plusenergiehaus mit Elektromobilität
Das Forschungs- und Modellprojekt energy+Home zeigt als realisierter Prototyp Chancen und Möglichkeiten des Sanierens im Bestand auf. Aus einem typischen Wohngebäude mit konventioneller Ausstattung wird ein Plusenergiehaus, mit dessen Überschuss an selbst gewonnenem Strom ein Elektrofahrzeug betrieben werden kann. Zudem wird durch das architektonische Konzept auch ein Mehr an Komfort und Raum gewonnen. Das Forschungs- und Modelprojekt des Instituts für Tragwerksentwicklung und Bauphysik der Technischen Universität Darmstadt entstand in Kooperation mit Tichelmann & Barillas Ingenieure, Lang+Volkwein Architekten und Ingenieure sowie Industriepartnern und folgt der Zielsetzung der Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) als Prototyp für Plusenergiehauskonzepte mit Elektromobilität (Effizienzhaus Plus).
Die Forschungsinitiative "Zukunft Bau" beauftragt Forschungsprojekte, um die Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Bauwesens auf dem Europäischen Markt zu stärken. Themenfelder sind u.a. Energieeffizienz und erneuerbare Energien im Gebäudebereich, Konzepte und Prototypen für das energiesparende Bauen, Null- bzw. Plusenergiehauskonzepte oder Modernisierung des Gebäudebestands. Unsanierte Wohngebäude sind heute für über 50 Prozent klimaschädlicher Emissionen verantwortlich. Das Modellprojekt energy+Home verfolgt als begleitetes Forschungsprojekt das Ziel, ein gewöhnliches Wohnhaus mit intelligenten Konzepten und aktueller Technik in ein Plusenergiehaus umzubauen.
Architektur und Energiekonzept
Das Ausgangsobjekt ist ein Einfamilienhaus für 4-5 Personen in einem charakteristischen Wohngebiet im Rhein-Main-Gebiet, das 1970 in massiver Bauweise mit Holzsparrendach errichtet wurde. Mit Ölzentralheizung, Terrasse und beheizter Garage entsprach die Ausstattung zur Bauzeit einem hohen Standard. Der durchschnittliche Energieverbrauch wurde für die vergangenen 10 Jahre mit einem CO2-Äquvalent von mehr als 16.000 kg/Jahr ermittelt.
Als bauliche Maßnahmen wurden unter anderem die Fensterflächen vergrößert und Dachflächenfenster eingebaut. Durch die Auflösung der kleinteiligen Struktur und eine offene Erschließung entstanden fließende Raumübergänge, einfallendes Licht reicht bis ins Untergeschoss. Das Wohlbefinden wird nun durch die verbesserte Belichtung wesentlich gesteigert, zudem kann der Einsatz von Kunstlicht reduziert werden. Die vormals für den Öltank genutzte Stellfläche wird zum komfortablen Wellnessbad. Zusammen mit der ehemaligen Terrasse werden so fast 25m² Wohnraum hinzugewonnen.
Energetisch werden durch den Einsatz konventioneller Wärmedämmung von bis zu 280mm Stärke Wärmeverluste reduziert; dabei kommt auch Innendämmung zum Einsatz, um Wärmebrücken zu vermeiden. Zusammen mit neuen Fenstern mit Dreifachverglasung kann der Transmissionswärmeverlust von 1,5 W/m²K auf 0,298 W/m²K vermindert werden. Eine mechanische Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ergänzt das absolut dichte Gebäude. Der Energiebedarf einer Niedertemperatur-Flächenheizung im Fußboden, die für die verschiedenen Wohnbereiche individuell geregelt werden kann, wird von einer Luft-Wasser-Wärmepumpe erzeugt. Dunkle Fassadenpaneele verbessern den Wirkungsgrades durch Vorwärmen der Luft. In der Heizperiode unterstützt ein Holzkaminofen mit Warmwasserwärmetauscher die Deckung des Wärmebedarfs und steigert die Behaglichkeit für die Bewohner. Der Strom für die Wärmepumpe wird durch Photovoltaik-Flächen produziert, die in die Dachfläche integriert sind. Überschüsse werden ins Stromnetz eingespeist. Mit dem erzeugten Strom kann zusätzlich ein Elektrofahrzeug etwa 100 km pro Arbeitstag bewegt werden.
Recycling ist ein weiterer Aspekt der Sanierung. Der Gebäudebestand wird beim Umbau als Materiallager verstanden und z.B. Balken der abgebauten Holzbalkendecke in einer neuen Holzständerwand eingesetzt. Ohne technischen Aufwand kann der Lebenszyklus und somit die Energiebilanz eines Hauses wesentlich verbessert werden. Aus dieser Maßnahme entstand die Idee eines Rohstoffpasses, in dem alle Bauteile, ihre Verwendung und Lebensdauer festgehalten werden. Das Bewusstsein für den reellen Wert und den sinnvollen und nachhaltigen Einsatz von Materialien wird sensibilisiert.
Durchweg positives Fazit
Das Ergebnis ist ein CO2-neutrales Gebäude, das mehr Energie produziert als es verbraucht und so aktiv zum Klimaschutz beiträgt. Der hergestellte Status entspricht einem Standard, der für Neubauten im Jahr 2020 erwartet wird. Auch im Vergleich mit der Sanierung nach EnEV 2009 und nach Passivhausstandard kommt das energy+Home durchweg positiv weg. Hierbei wurde die gesamte Energiebilanz einschließlich Herstellung verglichen. Das Modellprojekt wurde mit Fördermitteln der KfW Bank realisiert, jedoch ohne Forschungsgelder. Die Mehrkosten für die Umbaumaßnahmen zur CO2-Neutralität im Vergleich zum Standard nach EnEV werden durch die Wertsteigerung, die aus der zusätzliche Wohnfläche entsteht, mehr als gedeckt. Das architektonische Konzept der Sanierung steht dabei keineswegs hinter der technischen Umsetzung zurück. Vielmehr gehen räumliche Ideen, Materialwahl und energetische Konzeption vielschichtige Verbindungen ein, die sich gegenseitig befruchten. Es entsteht eine Lösung, die durch hohe Raum- und Wohnqualität, Komfort und Klarheit besticht. Impulse für das Bauwesen Das Forschungsprojekt energy+Home zeigt anschaulich die Verwandlung eines typischen Einfamilienhauses in ein Heim der Zukunft – unter realen Umständen und mit dem heutigen Stand der Technik. Das zukunftsfähige, nachhaltige Konzept fungiert somit als wichtiger Impulsgeber und Multiplikator für Baumaßnahmen im Bestand.
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