Solar Decathlon Europe 2010

Von 18. bis 27. Juni 2010 präsentieren sich alle Teilnehmer am Solar Declathon-Wettbewerb als »Solar Village« im Zentrum von Madrid einer breiten Öffentlichkeit. Wir zeigen Bilder der vier deutschen Beiträge. Die Hochschule für Technik Stuttgart (HFT Stuttgart) wurde zusammen mit einem Berliner Team (Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin, Beuth Hochschule für Technik Berlin, Universität der Künste Berlin), der Hochschule Rosenheim und der Bergischen Universität Wuppertal aus einer Vielzahl internationaler Bewerber für die Endrunde des Solar Declathon 2010 ausgewählt. Die Häuser aller Teams präsentieren sich von 18. bis 27. Juni 2010 als »Solar Village« im Zentrum von Madrid einer breiten Öffentlichkeit.

Ausgangspunkt des Stuttgarter Entwurfs ist ein kompaktes und sehr gut gedämmtes Volumen, das in einzelne Module aufgeteilt wird, die mit etwas Abstand zueinander angeordnet werden. Die entstehenden Fugen dienen der Belichtung, der Belüftung, der Vorwärmung im Winter und der passiven Kühlung im Sommer. Eine besondere Rolle spielt dabei der gestalterisch und räumlich prägende »Energieturm«, der im Zusammenspiel von Wind, Verdunstungskälte und thermischem Auftrieb die Belüftung und Kühlung der Zuluft des Gebäudes übernimmt, ohne dabei Strom für den Lufttransport oder die Kühlung zu benötigen. Dabei bedient er sich der Grundprinzipien traditioneller lokaler Vorbilder, wie der Windtürme im arabischen Raum und der Patios in Spanien. Im Innenraum erhöhen Phasenwechselmaterialien (PCM) die thermisch wirksame Masse der aus Holz gefertigten Module. Um den niedrigen Restenergiebedarf zu decken, wird die gesamte Gebäudehülle solar aktiviert: Das Dach und die Ost- und Westfassaden werden mit einer zweiten Haut aus neuartigen Photovoltaik-Modulen zur Stromerzeugung versehen. Damit wird das Gebäude zum »Plusenergiehaus«. Die Energiehülle erzeugt tagsüber Strom und stellt zusätzlich nachts Kälte bereit. Dazu wird Wasser aus einem Rückkühlspeicher durch Rohre hinter den PV-Modulen auf dem Dach gepumpt. Durch die Abstrahlung gegen den Nachthimmel kühlen die PV-Module aus und entziehen dem dahinter vorbeifließenden Wasser Wärme. Das so gekühlte Wasser wird zur Regenerierung der PCM-Decke im Gebäudeinneren, zur direkten Kühlung des Fußbodens und zur Rückkühlung einer kleinen neu entwickelten reversiblen Wärmepumpe genutzt, die zur Abdeckung von Spitzenlasten vorgehalten wird. Diese Kombination aus PV-Modul und »Kälte-Kollektor« haben wir an der HFT entwickelt. Der modulare Aufbau des Gebäudes ermöglicht die Weiterentwicklung zu einem Bausystem.

Das Berliner Team »living EQUIA« orientiert sich mit seinem architektonischen Konzept an der traditionellen mitteleuropäischen Gebäudetypologie eines Einfamilienhauses. Aufgebrochen durch zwei Lichtachsen in Nord-Süd und Ost-West Richtung und durch ein um rund 29 Grad geneigtes Satteldach erhält das Gebäude eine individuelle Dynamik und wird zudem optimal zur Sonne ausgerichtet. Der Grundriss ist durch die Achsen klar und offen definiert und erlaubt den flexiblen Einsatz des zum Teil selbst entworfenen Mobiliars. Die vorgehängte Fassade besteht aus 1 x 1 m großen oberflächig abgeflammten Lärchenholzplatten. Auf dem Süddach des Hauses ist die 4,6 kWp Aufdach-PV-Anlage integriert, die aus rahmenlosen, quadratischen Modulen besteht. Durch ihre rein schwarze Optik fügt sie sich harmonisch in das Gesamtbild des Hauses ein. Zusätzlich ist eine, gemeinsam mit einer namhaften Firma entwickelte und mit maßgeschneiderten Kunststoffsolarmodulen bestückte PV-Anlage in den Sonnenschutz integriert, die als Faltladensystem vor den Fenstertüren im Süden und Westen des Hauses angebracht ist. Die Solarthermiekollektoren befinden sich auf der Südfassade des Gebäudes neben den Terrassentüren und wurden ebenfalls passend zum Gebäuderaster gefertigt.

Die Leitidee des Energiekonzeptes für das Gebäude des Teams »ikaROS Bavaria« der Hochschule Rosenheim ist eine sehr gute Isolierung, ein Maximum an Luftdichtheit und ein effizienter Sonnenschutz. Mit einem völlig neu entwickelten Fassaden- und Sonnenschutz-Design »Zacken-Fassade« erhält die Architektur des Gebäudes einen individuellen Charakter. Die besondere Gestaltung der Außenhülle ist aus dem Gedanken entstanden, einen Sonnenschutz zu entwickeln, der sich im Laufe des Tages und im Jahresverlauf verändert. Durch die verschiedenen Positionen der Sonne über den Tag spielt die Fassade mit Licht und Schatten und bekommt dadurch fortlaufend ein anderes Gesicht. Tagsüber dringt durch die Öffnungen zwischen den Zacken Sonnenlicht ins Innere des Gebäudes, wodurch sich ein spannendes Lichtspiel auf den Oberflächen abzeichnet.
Die Südfassade des Gebäudes ist mit einer Dreischeiben-Isolier-, Sonnenschutz- und Schallschutzverglasung (U-Wert = 0,5 Wm²/k, g-Wert = 0,3, RW,R = 40 dB (A)) ausgeführt. Während der Mittagsstunden, wenn die solaren Lasten am größten sind, kann der im Boden versenkbare Sonnenschutz vom Boden bis zur Traufe hochgefahren werden. Selbst bei bedecktem Himmel und vollständig geschlossenem Sonnenschutz kann an der ungünstigsten Stelle im Raum noch ein Tageslichtquotient von über einem Prozent erzielt werden. Durch die stufenlose Positionierung des Sonnenschutzes und dem dadurch entstehendem Oberlichtstreifen, kann die verfügbare Tageslichtmenge individuell eingestellt werden.

Grundidee des Konzepts des Teams der Uni Wuppertal ist die Entwicklung eines zukunftsfähigen Europäischen Hauses. Dies bedeutet, dass das Gebäude nicht ausschließlich für den Wettbewerb und somit den sommerwarmen Standort Madrid konzipiert ist. Es soll auch an anderen Standorten Europas, vor allem dem späteren Nutzungsstandort Wuppertal den hohen Ansprüchen gerecht werden.
Zwei solaraktive Wandscheiben definieren als Hauptmerkmal des Solarhauses einen funktional offenen Raum. Auf einer Länge von rund 13 Metern überspannt ein auf den Wandscheiben aufliegendes Tragwerk den Innenraum stützenfrei und bildet den oberen Gebäudeabschluss sowie einen Dachpatio. Die Fassade kann im unteren Bereich nach West und Ost über Glasschiebeelemente vollständig zum Außenraum geöffnet werden.
Ausgangspunkt des Energiekonzepts ist eine ausgeglichene Jahresenergiebilanz d.h. es wird im Zeitraum eines Jahres mindestens genauso viel Energie bereitgestellt wie verbraucht. Über die Deckung des eigenen Strombedarfs hinaus wird standortabhängig ein mehr oder weniger hoher Überschuss an Solarstrom produziert, der den Herstellungsenergiebedarf des Gebäudes amortisiert. Realisiert wird dies durch den Einsatz von best-practice Geräten im Haushalt, LED-Technik für die Beleuchtung und durch die energetische Optimierung der Gebäudehülle und Gebäudetechnik. Neben der Solarstromanlage auf dem Dach und den Solarkollektoren in der Fassade ist das auffälligste Merkmal die Solarwand. Durch die Kombination von PV-Modulen unterschiedlicher Zelltypen entsteht ein individuelles Bild.

www.epia.org
www.sdeurope.de
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