Netto-Plusenergiegebäude, Leonberg

Angenehm klar und schlicht wirkt das Ende Oktober 2010 fertiggestellte Wohnhaus Berghalde von außen. Aufsehenerregend sind die Ausblicke, die seine exponierte Hanglage in der Nähe von Stuttgart möglich macht. Die tatsächliche Besonderheit aber zeigt sich in dem integralen Planungskonzept: Das Ergebnis ist ein Gebäude mit visionärem, ganzheitlichen Energiedesign und höchstem Nutzerkomfort.

Als erstes realisiertes Netto-Plusenergiehaus mit Stromlastmanagement und zukunftsweisender E-Mobilität setzt das Wohnhaus Berghalde neue Maßstäbe im Bereich des nachhaltigen Bauens – dabei sind energieeffizientes Wohnen und anspruchsvolle Architektur als ein ausgewogenes Gesamtgefüge konzipiert. Von Anfang an sind die architektonischen Überlegungen zur Gebäudeausrichtung und -form, Gebäudetechnik und Energiemanagement ideal aufeinander abgestimmt worden und arbeiten daher besonders effizient zusammen. Die Architekten und Innenarchitekten Berschneider + Berschneider haben 260 m² Wohnfläche in einem kompakten, zweigeschossigen Baukörper organisiert, der sich in Längsrichtung in den Hangverlauf integriert. So wird das natürliche Gefälle genutzt, um alle Wohn- und Aufenthaltsbereiche nach Süden zu orientieren und durch großzügige Fensterflächen von der traumhaften Panoramasicht profitieren zu lassen. Sämtliche Neben-, Wirtschafts- und Haustechnikbereiche befinden sich auf der eher geschlossenen Nordseite des Baukörpers. Die rahmenlos wirkenden Fenster im Süden tragen dazu bei, dass Außen- und Innenraum scheinbar nahtlos ineinander übergehen und sich die klare Formensprache der Außengestaltung bis in die Innenarchitektur hineinzieht. Von der tiefer liegenden Straße aus erreichen die Bewohner das Haus wahlweise über einen direkten Treppenaufgang durch die Garage oder eine Steintreppe durch den Garten.

Energie- und Gebäudetechnik

Wichtige Bausteine für das ganzheitliche Energiedesign sind neben dem Einsatz innovativer Gebäudetechnik, die Nutzung von solarer Energie und die konsequente Verringerung des Strom- und Wärmebedarfs. Dabei sorgt die bauphysikalisch exzellente Gebäudehülle in Kombination mit einer thermisch wirksamen inneren Speichermasse und einer elektrischen Wärmepumpe für den sehr niedrigen Endenergiebedarf.

Produziert wird der für Gebäudebetrieb und Haushalt benötigte Strom von einer Photovoltaik-Anlage auf dem nach Süden geneigten Pultdach des Hauses. Der Bauherr und gleichzeitig Energiedesigner Prof. Dr. M. Norbert Fisch legte besonderen Wert auf eine hohe Eigenstromnutzung, durch die möglichst wenig Überschüsse von der PV-Anlage ins öffentliche Netz eingespeist werden. Im Wohnhaus wird der Strom für die direkte Versorgung der Wärmepumpe, Lüftungsanlage, der Haushaltsgeräte und Beleuchtung, sowie indirekt durch Speicherung in einer stationären Batterieanlage und ebenso für das Aufladen der Elektrofahrzeuge eingesetzt. Durch abgestimmte Gebäudetechnik und ein intelligentes Stromlastmanagement wird sichergestellt, dass die regenerativ erzeugte Energie vorrangig zu dem Zeitpunkt, zu dem sie anfällt, genutzt werden kann – deshalb wird beispielsweise die Wärmepumpe nur tagsüber betrieben und nachts ausgeschaltet, einige Haushaltsgeräte wie Waschmaschine, Trockner und Spülmaschine laufen vorzugsweise ebenfalls nur tagsüber, um nur einige Maßnahmen zu nennen.

Effektiver Sonnenschutz

Bereits die Ausrichtung des Gebäudes nach Süden optimiert passive solare Gewinne und trägt damit zur Reduzierung des Heizenergiebedarfs bei. Darüber hinaus spielt auch die optimale Tageslichtnutzung eine große Rolle, um den Energieverbrauch deutlich zu senken. Die an den großflächig verglasten Südfenstern eingebauten WAREMA Raffstoren mit Aluminium-Flachlamellen reduzieren bei Bedarf die solare Einstrahlung und sorgen für einen effektiven Sonnen- und Blendschutz. Durch den variabel einstellbaren Lamellenwinkel ist eine gute Durchsicht nach außen gewährleistet.

Selektive Lamellen

Die selektiven Lamellen, die im Wohnhaus Berghalde zum Einsatz kommen, haben für die energetische Optimierung eines Gebäudes große Vorteile: Sie weisen eine spezielle Beschichtung auf, die für Infrarot- und UV-Strahlung nahezu transparent ist. Die darunterliegende schwarze Lackschicht absorbiert diese Strahlen. Zugleich reflektiert der obere, selektive Lack den sichtbaren Anteil des Sonnenspektrums tief in das Gebäude. Im Vergleich zu einer standardmäßigen Beschichtung schützt die selektive Lamelle also nicht nur vor Überhitzung, sondern lässt auch mehr natürliches Licht in den Raum einfallen – rund 30 % mehr Tageslicht und 50 % weniger Wärme werden in den Innenraum reflektiert. Der Raum wird heller, bleibt aber angenehm kühl. In Verbindung mit einer automatischen, sonnenstandsabhängigen Lamellennachführung lassen sich die Vorteile in punkto Nutzerkomfort und Energieeffizienz optimal nutzen.

Bauphysikalische und energetische Beratung

Das umfassende Beratungsangebot von WAREMA gewährleistet, dass in jedem Projekt die bestmögliche Sonnenschutzlösung gefunden werden kann – in Bezug auf Wärmeschutz, Tageslichtnutzung und -lenkung, optimale Behaglichkeit sowie Nachhaltigkeit. Bei der Umsetzung im Wohnhaus Berghalde hat WAREMA die hohen energetischen Anforderungen bereits in der Planungsphase passgenau unterstützt. So konnte die Wirksamkeit des eingebauten Sonnenschutzes durch bauphysikalische Berechnungen (nach DIN EN 13363) exakt bestimmt werden. Die WAREMA Raffstoren erreichen einen Fc-Wert von 0,09 bis 0,15. Der Abminderungsfaktor Fc gibt das Verhältnis zwischen dem Gesamtenergiedurchlassgrad durch ein Fenster mit und ohne Sonnenschutz an. D. h., je kleiner der Wert ist, desto effizienter ist der Sonnenschutz, da weniger Wärmeenergie nach innen gelangt; ohne Sonnenschutz entspricht der Fc-Wert der Kenngröße 1. Der Wert der WAREMA Produkte zeigt: Das Sonnenschutzsystem im Netto-Plusenergiegebäude reduziert den Energieeintrag der Sonnenstrahlung deutlich und hilft so, eine höchstmögliche Energieeffizienz bei hervorragendem Raumkomfort im Objekt zu erreichen.

Optimiertes Gesamtsystem

Auch alle anderen Systemkomponenten sind energetisch optimiert und im Einsatz höchst effizient. Das System bestehtaus einer elektrischen Wärmepumpe mit Pufferspeicher in Kombination mit drei Erdwärmesonden; ein Fußbodenheizsystem verteilt die Wärme im Haus. Die kontrollierte Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung kann von den Bewohnern, wie auch alle anderen relevanten Funktionen der Anlagentechnik, über die Gebäudeleittechnik (GLT) individuell eingestellt werden. Darüber hinaus unterstützt und überwacht die innovative GLT alle raumspezifischen Parameter wie Temperatur, Licht und Sonnenschutz, um Energieverluste zu vermeiden und die gesetzten Ziele zu erreichen. Ein umfangreiches Monitoring macht den aktuellen Energieverbrauch jederzeit sichtbar: so verankert sich energiesparendes Wohnverhalten im alltäglichen Bewusstsein.

Im Haus Berghalde wird die zur Verfügung stehende Energie optimal eingesetzt und genutzt. Die regenerativen Erträge reichen in der jährlichen Gesamtbilanz aus, um einen Elektrokleinwagen rund 15.000 km pro Jahr zu beladen und zu fahren.

Intelligent vernetzt

Im Netto-Plusenergiegebäude arbeitet das Energiesystem Hand-in-Hand mit den Systemen zur Erfassung, Analyse, Steuerung und Speicherung des Stroms, bis hin zur Nutzung für die Elektrofahrzeuge. Darüber hinaus wird in Leonberg ein besonderes Augenmerk auf die Schnittstelle zum öffentlichen Stromnetz gelegt. Dieses ist bislang nicht auf die zeitlich schwankenden Lastspitzen ausgelegt, die bei der Stromeinspeisung aus regenerativen Energien auftreten. Hier sorgt das intelligente Stromlastmanagement dafür, dass durch einen maximierten Eigenstromnutzungsanteil möglichst wenig Strom ins öffentliche Netz eingespeist wird. So wird das Haus Berghalde zu einem energetischen Vorreiterprojekt – und das mit maximalem Wohlfühlfaktor für die Nutzer.