»Effizienzhaus-plus mit Elektromobilität« in Berlin

Wohnhaus, Kraftwerk, Labor, Ladestation

Seit Anfang Dezember vergangenen Jahres steht in Berlin das sogenannte Haus der Zukunft der Bundesregierung bzw. das »Effizienzhaus-Plus mit Elektromobilität«. Das mit Fördermitteln finanzierte und mit modernster Technik ausgestattete Modellhaus soll beispielhaft Nachhaltigkeit, Architektur und Mobilität verknüpfen und der Öffentlichkeit präsentieren. Viele der hier eingesetzten Energiesparmaßnahmen sind zwar keineswegs neu, doch setzt das Gebäude Maßstäbe im Hinblick auf die Integration von Ästhetik und Technologie sowie Energieerzeugung, -speicherung und -verbrauch in ein Gebäudegesamtkonzept.

Text: Carsten Sauerbrei, Fotos: Ulrich Schwarz u. a.

Was als Zukunftsvision angekündigt wird, hat schon längst begonnen. Plusenergiehäuser, die nach Definition des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVB) sowohl einen negativen Jahres-Primär- als auch einen negativen Jahres-Endenergiebedarf aufweisen müssen, wurden schon vor zehn Jahren gebaut. Mittlerweile gibt es sie auf dem Fertighausmarkt ab ca. 450 000 Euro für 160 m² Wohnfläche. Auch die Möglichkeit, mit einem regenerativ gewonnenen Stromüberschuss Elektrofahrzeuge aufzuladen, ist nicht neu. Beispiel dafür sind die deutschen Gewinner des Solar-Decathlons 2007 und 2009 von der TU Darmstadt. Allerdings ist nun mit dem 150 m² Wohnfläche großen, zweigeschossigen Haus für 2,2 Mio. Euro des BMVBS in Berlin ein Prototyp hinsichtlich Energiemanagement und Recyclingfähigkeit entstanden. Den dafür 2010 durchgeführten Wettbewerb gewann Werner Sobek mit dem Stuttgarter ILEK (Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren). Ab März soll der Prototyp nun 15 Monate lang von einer vierköpfigen Familie bewohnt und begleitend wissenschaftlich evaluiert werden.
Energiesparen mit Hightech-Ästhetik
Das spätestens seit seinem »R128« bekannte Konzept Werner Sobeks, Ästhetik und Technologie integral zu planen, wird bereits vor dem Betreten des Hauses deutlich. Vor der vollständig verglasten Eingangsseite im Westen befindet sich das »Schaufenster der Elektromobilität«, ein überdachter, in den Baukörper integrierter Vorplatz als Park- und Ladestation für zwei Elektroautos. Direkt hinter der Fassade liegt der mit einem Farb- und Beleuchtungskonzept aufwendig gestaltete Technikraum als Schnittstelle zum Gebäude. Er ist Teil des zweigeschossigen Technikkerns, der alle Leitungen bündelt, damit kurze Wege garantiert und gleichzeitig die Wohnräume abschirmt. Auch die Doppelfunktion der vollständig aus PV-Modulen bestehenden Südfassade als elegant spiegelnde Hülle und Energielieferant zeigt die gelungene Kombination von Technik und Architektur.
Weitere Bestandteile des energieeffizienten Gebäudekonzepts sind die leichte, mit eingeblasener Zellulose hoch gedämmte Holztafelkonstruktion, der kompakte Baukörper und die Dreifach-Isolierverglasung der beiden Glasfassaden. Im Osten sorgen Jalousien aus Aluminiumlamellen für den notwendigen Sonnenschutz, im Westen konnte wegen des zurückgesetzten »Schaufensters« darauf verzichtet werden. Da Werner Sobeks Auffassung vom nachhaltigen Bauen immer auch die Verwendung gut recyclingfähiger Materialien einschließt, ist nicht nur die Haustreppe aus Stahl, sondern auch Schränke und Regale. Auch bei der Holzkonstruktion im Außenbereich ist angesichts der späteren biologischen bzw. energetischen Verwertung auf chemischen Holzschutz verzichtet worden. Sie besteht aus witterungsbeständiger, einheimischer Lärche bzw. Eiche. Diese Oberflächen und der Laminatboden im Innenraum mildern die doch recht kühle Hightech-Ästhetik des offenen, minimalistisch gestalteten Quaders ab.
Bewährte Energieerzeugung, innovative Speichertechnik
Die Gebäudetechnologie vereint neue, hier erstmals verwendete und bewährte Ansätze: Längst etabliert ist die Stromerzeugung durch eine PV-Anlage, in diesem Fall mit auf dem Dach platzierten, monokristallinen Hochleistungsmodulen (98,2 m², 14,1 kWp) und in die Südfassade integrierten, amorphen Dünnschichtmodulen (73 m², 8 kWp). Die Anlage erzeugt prognostizierte 16 625 kWh/a und damit 415 kWh/a mehr als der prognostizierte Stromverbrauch für die Nutzung des Gebäudes durch die Bewohner, den Betrieb einer Luft-Wärme-Pumpe und die Nutzung der E-Fahrzeuge mit einer Fahrleistung von 30 000 km/a. Der Heizwärmebedarf in Höhe von 21,1 kWh/m²a wird durch die hocheffiziente Luft-Wärme-Pumpe mit 5,8 kW Heizleistung gedeckt. Bewährte Ansätze sind auch die Nutzung einer Fußbodenheizung wie auch die mechanische Be- und Entlüftung des Gebäudes mit einer Wärmerückgewinnung von ca. 80 %.
Neuartig ist dagegen die künstliche Beleuchtung komplett mit energieeffizienten, dimmbaren LEDs, die über Präsenzmelder gesteuert werden. Und besonders innovativ stellt sich das »prädiktive« Energiemanagementsystem dar, dass auf Wettervorhersagen basiert und entsprechend kodiert ist. Auf dieser Grundlage wird erzeugte Energie und Wärmebedarf des Gebäudes errechnet sowie der Verbrauch von elektrischer Energie durch Bewohner und Fahrzeuge prognostiziert. Stromeinspeisung und -bezug sowie Zwischenspeicherung werden ebenfalls reguliert. Das Ziel ist es nicht nur, alle Energieflüsse so zu optimieren, dass eine positive Gesamtenergiebilanz erreicht wird, sondern auch Verbrauchs- und Einspeisespitzen durch hohen Eigenverbrauch des lokal erzeugten Stroms zu vermeiden. Damit soll die Belastung für das öffentliche Stromnetz minimiert werden. Als Speicher ›
› findet eine 40 kWh-Lithium-Ionen- Batterie Verwendung. Diese ist um ein Vielfaches leistungsfähiger als bisherige Hausbatterien mit rund 5 kWh und setzt sich aus »Secondary Use«-Fahrzeugbatterien zusammen, die aufgrund eines 20 %-igen Kapazitäts- und Leistungsabfalls für die E-Mobilität nicht mehr brauchbar sind. Aus Brandschutzgründen befindet sich die Batterie außerhalb des Gebäudes und nicht wie ursprünglich geplant im Technikraum.
Nach Rückbau Wiederverwertung
Recycling, ein bisher beim Bauen viel zu wenig beachteter Aspekt, ist Bestandteil des von Werner Sobek entwickelten »Triple Zero®«-Konzepts: Null Energiebedarf im Jahresmittel, null Treibhausemissionen, null Rückstände durch Rückbau und Wiederverwertung. Um letzteres Ziel zu erreichen, sind im ganzen Haus nur rückstandsfrei wieder verwertbare Produkte benutzt worden und – soweit konstruktiv möglich – nur einfach trennbare Schraub-, Klick- und Klemmverbindungen. Ein erheblicher Teil der sonst oft verlorenen Grauen Energie zur Herstellung der Materialien kann dadurch erhalten und bei der Produktion von Recycling-Baustoffen eingespart werden. So sollen z. B. nach Ende der Standzeit Aluminium und Stahl zu 100 % durch Einschmelzen recycelt, die Betonstreifenfundamente zu neuem RC-Beton aufbereitet oder die PV-Anlagen vom Hersteller zurückgenommen und an anderer Stelle erneut eingebaut werden.
Vorbild oder Blender?
Bei allen zukunftsfähigen Ansätzen wie dem Energiemanagementsystem, dem Wiederverwertungskonzept und der Begleitforschung sind nicht alle Chancen, das Bauen der Zukunft zu demonstrieren, genutzt worden. Eine Nachhaltigkeitsbewertung ist zwar auf der Grundlage des Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Bürogebäude (BNB) durchgeführt worden. Die Möglichkeit jedoch, am Beispiel dieses Gebäudes ein eigenes Nachhaltigkeitszertifikat für Einfamilienhäuser zu entwickeln und zu demonstrieren, blieb ungenutzt. Und überhaupt liegt das größere Energiesparpotenzial und damit die eigentliche Herausforderung für Architektur und Politik nicht im Neubau, sondern in der Bestandssanierung. Dennoch ist die hohe gestalterische Qualität des Gebäudes und die vorbildliche Integration der Gebäudetechnologie beispielgebend nicht nur für die ferne Zukunft, sondern hoffentlich auch für die nahe Gegenwart. •
Standort: Fasanenstraße 87, 10623 Berlin Bauherr: Bundesrepublik Deutschland vertreten durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung vertreten durch das Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung Architekten: ILEK mit Werner Sobek, Stuttgart Wohnfläche: ca. 150 m² BRI: ca. 617 m3 Heizwärmebedarf: 21,1 kWh/m2a Bauzeit: Mai bis Dezember 2011 Weitere Informationen: www.bmvbs.de/DE/EffizienzhausPlus/effizienzhaus-plus_node.html

Energie (S. 60)
Carsten Sauerbrei
s. Berlin