ZiHaus - Haus ohne Heizung

Die Ursprünge des ZiHauses
Inspiriert von Konzepten über „einfaches Bauen“ war die Vision eines eigenen Hauses ohne Heizung entstanden. So begann es mit einer Skizze auf der Rückseite eines Briefumschlags. Während er sich um seine schwerkranke Frau kümmerte, dachte Hans-Günther Schwarz als Architekt darüber nach: „Wie könnte dein Austragshäuschen aussehen?“ Dieser Begriff ist heutzutage kaum noch bekannt. Er stammt aus der Landwirtschaft und ist die Bezeichnung für ein kleineres Gebäude auf einem Gehöft, das für die Altbauern errichtet wurde und ihnen zum Wohnen diente, nachdem der Hof an die Erben übergeben worden war.
So wurde es im Garten des eigenen Grundstücks verwirklicht, oberhalb eines kleinen fränkischen Dorfes, als Nachverdichtung des Bestandes.
Das Raumprogramm war einfach und klar. Ein Haus für 2-3 Personen mit einer Fläche von 60 m², ohne Keller. Trotzdem waren die Anforderungen hoch: Keine Heizung, keine mechanische Lüftungsanlage, keine Wärmepumpe, minimale Technik, dicke Ziegelwände, auch im Boden und Dach, barrierefrei, dazu alters- und pflegegerecht.
Und natürlich musste es auch den hohen gestalterischen Ansprüchen eines Architekten (einer Architektenfamilie!) gerecht werden.

Die Umsetzung des ZiHauses
Die Situation war besonders glücklich und einzigartig: Die beiden Söhne Jörg-Helmuth und Bernd-Simon Schwarz waren die Bauherren, beide Architekten in der dritten Generation. Ihr Vater, als Entwurfsverfasser und Werkplaner, arbeitete direkt auf der Baustelle als bauleitender Architekt. Er traf täglich Entscheidungen im Namen seiner Söhne. Das „ZiHaus“ (Zi für Ziegel innovativ) wurde dadurch zu einem Experiment für zukünftiges Bauen. Dabei wurden historische Baumaterialien wie Ziegel, Stroh und Lehm in neuen Kombinationen und Zusammensetzungen verwendet.

Das Haus hat dicke Aussenmauern aus Porenleichtziegeln mit Holzfaserfüllung und einer Stroh-Kerndämmung. Das gleiche Mauerwerk wird auch auf dem Satteldach mit einem Neigungswinkel von 25 Grad verbaut, die Ziegel werden verklebt. Unter dem Fussboden befindet sich ein massiver Speicherblock aus Vollziegeln mit einem Gewicht von 70 Tonnen, das Herzstück des Hauses, der die Wärme des Sommers für den Winter speichert. Es gibt auch eine Strohdämmung unter dem Bodenbelag, was bislang so noch nie verbaut wurde. Das Dach besteht aus Stahlsparren mit Einhängeziegeln, darüber eine Brettsperrholz-Dachplatte aus Nadelholz; sie ragt polygonal über das Gebäude hinaus und verbirgt elegant den Dachaufbau von 1,10 m Dicke.
Die Baustelle war für alle Handwerker ein grosses Abenteuer und eine Herausforderung, da sie so noch nie gebaut hatten. Der Architekt war Teil des Teams und machte gemeinsam mit ihnen Pause in der Baubude.

Die Gestaltung des ZiHauses
Die Fenster im ZiHaus sind besonders angeordnet, sodass sie mit der Sonne und dem Schatten spielen. Sie haben tiefe Leibungen, die im Sommer als Sonnenschutz dienen und im Winter die Sonnenwärme ins Haus lassen. Schlanke und einfache Stahl-Fensterprofile verleihen dem Haus ein schlichtes Aussehen.
Das Dach ist offen, von innen sichtbar, und zusammen mit den Fenstern an den richtigen Stellen, den einfachen Fronten der Einbauschränke aus Eschenholz, der Essecke aus massiver Esche, dem lebhaften Eichenparkettboden und der neu entwickelten Akzentbeleuchtung ist ein besonderen Raum entstanden.
Besonders nachts wird er zu einem Erlebnis, wenn die Leibungsbeleuchtung eingeschaltet ist
Das Haus ist komplett barrierefrei, ohne Bodenanschläge oder Schwellen, und alle Innentüren verschwinden vollständig in der Wand. Schubladen in der Aussenwand auf einer angenehmen Höhe erleichtern älteren Menschen das Widerauffinden von wichtigen Dingen, ohne dass sie herumliegen.

Der Wohnraum und seine Besonderheiten
Der Wohnraum, der 35 m² gross ist, erfüllt drei verschiedene Funktionen: Wohnzimmer mit Essecke, Schlafzimmer und Konferenzraum für bis zu 20 Personen.
Abends können bis zu drei Betten motorisch aus einem Schrank ausgefahren werden. Neben den Betten befindet sich eine Toilette mit Waschbecken, die tagsüber im Schrank verborgen ist. Am Morgen kann das Schlafzimmer per Knopfdruck zurück in ein Wohnzimmer verwandelt werden. Übrigens kann man morgens im Bett liegend bei Sonnenaufgang den Ausblick geniessen – ein Aufwachen mit Weitsicht.
Ein im Boden versenkter Tisch, der 1,00 x 3,00 m gross ist, kann motorisch ausgefahren werden und bietet Platz für bis zu 20 Personen, zusammen mit der Essecke, für Konferenzen mit Leinwand und Beamer. Die Designer-Klappstühle sind in der Nähe im Schrank verstaut.
Der überdachte Haustürvorplatz mit einer Esche-Sitzbank und Abendsonne bietet einen herrlichen Blick auf das Landschaftsschutzgebiet und ist auch bei Regenwetter sehr nützlich. Ein Schuhabkratzer, der in die Wand eingebaut ist, und eine Ladestation für das E-Bike, das unter dem Dach geschützt steht, sind unverzichtbare Elemente.
Vom Essplatz aus kann der gesamte Bereich überblickt werden.
Die überdachte Terrasse bietet einen herrlichen Blick ins Schwarzachtal. Auf ein Geländer wurde verzichtet, um die Aussicht nicht zu behindern. Ein niedriger Anschlag sorgt jedoch für Sicherheit.

Die autarke Energieversorgung des ZiHauses
Das ZiHaus ist vollständig autark und wird rein solar- und windelektrisch betrieben. Die Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 25,9 kWp dient gleichzeitig als Dach. Sie passt sich perfekt der polygonalen Dachform an, wobei Traufe und Ortgang in einer durchgehenden Dachrinne zusammenfliessen, was eine bemerkenswerte handwerkliche Leistung darstellt.
Die autarke Funktion des ZiHauses verfügt über einen Plan B und C, die je nach Bedarf aktiviert werden können.
Plan B beinhaltet eine Kleinwindanlage neben dem Gebäude, die 10 Meter hoch ist. Sie liefert besonders im Winter zusätzlichen Strom, wenn die Photovoltaikanlage durch Schnee beeinträchtigt ist. Der Stahlmast der Windanlage ist speziell gestaltet und von einer runden Sitzbank umgeben, von wo aus man einen herrlichen Blick ins Tal genießen kann.
Plan C umfasst das Elektrofahrzeug VW ID.5 mit einer Batteriekapazität von 78 kW und der Möglichkeit des bidirektionalen Ladens (V2H – Vehicle to Home).

Das ZiHaus ist so einzigartig und innovativ, dass seine Bauweise bereits durch ein Gebrauchsmuster geschützt ist, und für den Vollziegel-Speicherblock wurde ein Patent angemeldet.
Der Nachweis für die Autarkie des Hauses ist erbracht, die Zertifizierung durch den TÜV wird bis Ende 2024 abgeschlossen sein, das BREEAM_Pre-Assessment liegt bereits vor.

Fazit und Ausblick
Der Verzicht auf eine herkömmliche Heizung ist ein Experiment, das zeigen soll, dass es möglich ist, auch ohne fortschrittliche Technologie auszukommen. Dies wird durch ein Umdenken und Ändern des Verhaltens sowie die intelligente Nutzung der Wetterbedingungen erreicht, möglicherweise in Zukunft sogar durch eine vollständig intelligente Steuerung über KNX-Technologie – und das alles ohne CO2-Emissionen. In den nächsten zwei bis drei Jahren werden während des Betriebs Beobachtungen und Messungen durchgeführt und dokumentiert. Gegebenenfalls werden Anpassungen vorgenommen. Nach Abschluss der Forschungen sollen die gewonnenen Erkenntnisse in grösseren Projekten umgesetzt werden. Es gibt bereits viele Ideen. Der Planer ist zuversichtlich, dass dieses neue Gebäudekonzept funktionieren wird, da er selbst ab 2025 im ZiHaus leben wird. Derzeit steht es Interessierten als Anschauungsobjekt zur Verfügung und kann nach Vereinbarung besichtigt werden.

 

-autark
-keine Heizung (Vollziegelspeicherblock)
-keine Lüftungsanlage (intelligente Steuerung der Fensterflügel über CO2-Messung); hygienisch
-dachintegrierte Solarziegel als PV-Anlage, keine zusätzlichen Dachziegel erforderlich, Firma Sunstyle
-zusätzlicher Strom aus Kleinwindanlage der Firma Skywind
-bidirektionale Laden
-klein: reduzierter Platzbedarf durch flexible Raumnutzung (Nutzungsflexibilität)
-Anpassen des Raums bei veränderten Wohnbedürfnissen (altersgerecht, barrierefrei)
-innovative und altersgerechte Einbaumöbel erleichtern das Leben
-barrierefrei
-altersgerechte Details


 

Das Energiekonzept sieht vor, dass das Haus rein solar- und windelektrisch betrieben wird, CO2-Ausstoß = NULL
Es gibt einen 70 t schwere Speicherblock aus Vollziegel, der den Einsatz einer herkömmlichen Heizung erübrigt. Er speichert die Sonnenenergie und gibt sie zeitversetzt wieder ab. Er wird von der PV-Anlage versorgt.
Ein 10 m hohes Windrad liefert zusätzlichen Strom. Es gibt eine Ladestation mit der Möglichkeit des bidirektionalen Ladens.
Die tiefen Fensterleibungen bringen im Sommer die natürliche Beschattung, im Winter die solaren Gewinne.
Es gibt keine Lüftungsanlage, die Fensterflügel reagieren auf den Co2-Gehalt der Raumluft, eine Regulation der Temperatur ist über Nachtauskühlung möglich.  
Das Gebäude ist als KfW-Effizienzhaus 40 klassifiziert.

Das Materialkonzept:
Der Baukörper ist schlicht und kompakt, optimal ausgerichtet zum Verlauf der Sonne, hergestellt aus möglichst wenigen Materialien, die in einer innovativen Bauweise eingesetzt wurden.
Die Wahl war auf robuste und kreislauffähige Materialien gefallen: Ziegel, Stroh, Lehm und Holz, aber auch recycelte Materialien wie Glasschaumschotter als Dämmung unter der Bodenplatte.
Durch ihre Wertigkeit ist das Gebäude nachhaltig, der erwartete Lebenszyklus ist sehr hoch. Beim Einsatz der Materiealien wurde außerdem darauf geachtet, möglichst reginale Produkte mit kurzen Transportwegen zu verwenden. 
Durch das kleine Raumprogramm bzw. die multifnktionale Nutzung des Raumes ist ein Grundriss entstanden, der einen geringen Flächenverbrauch aufzuweisen hat und als Nachverdichtung im Garten des eigenen Grundstücks Platz gefunden hat.
Die Zertifizierung daes Hauses über den TÜV ist in Arbeit, die Fertigstellung wird Ende 2024 erwartet, die Einstufung in  BREEAM - Excellent ist in Aussicht gestellt.