Das energieautarke Haus in Freiberg

Das energieautarke Eigenheim in Freiberg
• Hochwärmedämmender Poroton-T8-P für energieeffiziente Gebäudehülle • Kamtec-Schornstein für Biomasseheizung • Koramic-Dachlösung mit wirtschaftlicher Ziegelfalztechnik • Anforderungen eines KfW-Effizienzhauses 55 erfüllt

Referenzobjekt: Das energieautarke Haus von HELMA, Neubau
Fertigstellung: Geplant Frühjahr 2013
Planung Gebäude: HELMA Eigenheimbau AG
Planung Anlagentechnik: TU Bergakademie Freiberg
Wienerberger AG
DRECHSLER Haustechnik GmbH
Jenni Energietechnik AG
Buschbeck Energiesysteme GmbH
Fa. Timo Leukefeld

Ein besonderes Konzept

Mit einer symbolischen Schalterumlegung weihte Bundesumweltminister Peter Altmaier am 8. Juli 2013 die Solaranlagen auf der Freiberger Baustelle für zwei energieautarke, solar vollversorgte Ziegelhäuser ein. In seiner Rede würdigte er das besondere Konzept dieses Forschungsprojekts, das auf Autarkie und damit Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz setzt.
 

Um ein Einfamilienhaus völlig mit erneuerbaren Energien zu versorgen, muss nicht nur die Haustechnik perfekt abgestimmt sein. Für die beiden Häuser wurden ausschließlich energieeffiziente Baustoffe gewählt. Aus dem hochwertigen Programm der wirtschaftlichen Poroton-Wandlösungen von Wienerberger kommt für das Außenmauerwerk der hochwärmedämmende Poroton-T8-P in der Wandstärke 42,5 Zentimeter zum Einsatz. Für die Innenwände wurden Planziegel in den Stärken 11,5, 17,5 und 24,0 Zentimeter vermauert. Durch den Einsatz von Dünnbettmörtel ist bei allen diesen Steinformaten eine wirtschaftliche Verarbeitung möglich – ohne großen Feuchteeintrag. Die Hülle für den 6,30 Meter hohen Speicher wurde konventionell aus normalformatigen Ziegeln errichtet.

 

Dank der Wienerberger-Ergänzungsprodukte wie Deckenrandschalen, Ziegel- und Wärmedämmstürze sind die Konstruktionen nahezu wärmebrückenfrei. Möglich wurde das auch durch die Optimierung von konstruktiven Details im Rahmen der technischen Beratung. Resultat der hohen Energieeffizienz ist ein absolut niedriger Heizwärmebedarf. Klimadecken, die bereits alle Installationen für eine Bauteilaktivierung enthalten, unterstützen das energetische Konzept. Als Komplettanbieter für keramische Baustofflösungen liefert Wienerberger ebenfalls die Dacheindeckung: Neben der Unterspannbahn Classic 2S, die durch zwei integrierte Klebestreifen und passendem Systemzubehör besonders zuverlässig und sicher zu verlegen ist, kommt der ästhetische Flachziegel Actua 10 in Edelschwarz zum Einsatz. Ein einzügiger Schornstein aus dem Kamtec-System sorgt für die einwandfreie Funktion des Holzvergaserofens.

 

Das Besondere an diesem Forschungsprojekt: Beide Einfamilienhäuser sind tatsächlich energieautark und kommen ohne Anschluss an das öffentliche Stromnetz aus – im Unterschied zu Passiv- oder Plusenergiehäusern, die zu keiner Zeit auf Energie aus dem Netz verzichten können. Der komplette Bedarf an Strom und Wärme wird hier über die Sonne abgedeckt. Möglich ist das durch die Kombination von Solarthermie und Photovoltaik sowie einer Biomasseheizung im Bedarfsfall. Eine Herausforderung war bisher die Speicherung der gewonnenen thermischen und elektrischen Energie über längere Zeit. Aber auch dafür hat man in Freiberg eine Lösung gefunden.

Langzeitspeicher für Wärme

Die beiden Häuser wurden von der Helma Eigenheimbau AG nach dem energetischen Konzept des zweifachen Solarpreisträgers Prof. Timo Leukefeld geplant. Ausgestattet ist jedes mit einer solarthermischen Heizanlage. Im Dach eingebaute Kollektoren sammeln auf einer Fläche von 46 Quadratmetern die Sonnenwärme. Ein großer Langzeitspeicher mit 9,3 Kubikmetern, technisches Herzstück jedes Hauses, nimmt die Wärme auf und gibt sie über eine Fußbodenheizung an die Räume ab.

 

An besonders kalten Wintertagen versorgt ein Holzvergaserofen mit Wassertasche als Wärmetauscher den Speicher zusätzlich. Er hat einen Wirkungsgrad von etwa 90 Prozent. Während ein Einfamilienhaus Standardlösungen für kontrollierte Lüftung und Kühlung bietet, orientiert man sich beim zweiten Bauvorhaben an sogenannten enttechnisierten Lösungen. Passive Kühlung erfolgt über die Einspeisung von Erdkühle in die Fußbodenheizung. Belüftet wird über das Dachgeschoss, während die Fortluft in der Küche entweicht. Die kalte Zuluft wird durch den Solarkollektor vorgewärmt, was den Solarertrag steigert und die Lüftungsverluste senkt.

Mit eigenem Kraftwerk

Die 58 Quadratmeter große, im Dach integrierte Photovoltaikanlage produziert Strom für Licht und Haushaltsgeräte. Damit dieser unabhängig von der Sonneneinstrahlung zur Verfügung steht, wird er in einem mehrzelligen Elektroenergiespeicher mit einer Kapazität von 58 Kilowattstunden zwischengespeichert. Ein spezielles Mess-, Steuer und Regelsystem ist für den effizienten Einsatz der Energie verantwortlich. Den auf dem Dach erzeugten Strom selbst zu nutzen beziehungsweise zu speichern, lohnt sich für die Bewohner doppelt. Sie müssen weder aus dem Netz teuer einkaufen noch Erträge aus der Einspeisevergütung versteuern. Zusätzlich können die Bauherren auf Elektromobilität setzen. So wird der solare Eintrag durch nichts gemindert; die Ausgaben für die Anlage amortisieren sich schneller und die Bewohner sind unabhängig von Schwankungen bei Preis und Vergütung.

Rückschlüsse für die Zukunft

Der Primärenergiebedarf liegt mit sieben Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr um 90 Prozent unter den Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) für Neubauten und 80 Prozent unter dem Bedarf eines typischen Passivhauses beziehungsweise Plusenergiehauses. Dank des 45 Grad geneigten Daches ist die Energieausbeute im Winterhalbjahr optimal; die Solartechnik bewirkt einen solaren Deckungsgrad von 65 Prozent im Heizbereich und 100 Prozent im Strombereich. Die Helma Eigenheimbau AG hat bereits ein energieautarkes Haus realisiert. Trotzdem ist das Freiberger Vorhaben beispielhaft. Im Rahmen eines Pilotprojektes werden die Energieverbrauchswerte im bewohnten Zustand vom Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik der TU Bergakademie Freiberg erfasst. Leukefeld erwartet wichtige, wissenschaftlich untermauerte Rückschlüsse zur Optimierung des Energieverbrauchs, zum Nutzerverhalten und zum Technikkonzept. Wenn im Herbst beide Häuser bezogen sind, beginnt das zweijährige Monitoring durch die Wissenschaftler.

 

„Im Gegensatz zum Forschungsprogramm ,Effizienzhaus Plus‘ des Bundesbauministeriums wird in Freiberg konsequent auf Autarkie gesetzt. Dieser andere Ansatz des Konzepts bereichert die Diskussion um die Energiewende im Privatbereich. Wir sind mit einer ganzen Reihe von wirtschaftlichen und energieeffizienten Baustofflösungen aus gebranntem Ton dabei, die ihre Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen“, unterstreicht Sven Marco Studer, Leiter Produktmanagement & Marketing bei Wienerberger.

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