Rückschau

Wuppertal, Nordrhein-Westfalen - 2019

Energieeffizienz ohne Mehrkosten

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Innovationsprojekt Klimaschutz

Energieeffizienz bei Neubauten treibt die Baukosten in die Höhe - dieses Vorurteil hält sich hartnäckig. Dass energieeffizientes Bauen aber nicht zwangsläufig teurer sein muss, zeigt die B+P BauConsult GmbH aus Mülheim an der Ruhr: In Wuppertal realisiert das Unternehmen Nordrhein-Westfalens wohl ersten Neubau im Passivhaus Premium-Standard (Passivhaus³). Das Gebäude soll nicht nur einen besonders geringen Energiebedarf haben und sich komplett selbst mit Erneuerbarer Energie versorgen, sondern unter Berücksichtigung der öffentlichen Förderungen dieser Bauweise auch preislich mit den Baukosten eines Standardgebäudes konkurrieren können.

Das Mehrfamilienhaus mit 18 Wohneinheiten und einer Tiefgarage mit 19 Stellplätzen wird als Passivhaus der 3. Generation (Premium) realisiert, dem derzeit hochwertigsten Passivhaus-Baustandard. Passivhäuser leisten grundsätzlich einen wesentlichen Beitrag, um den Energieverbrauch von Gebäuden zu reduzieren. Zusätzlich zu den herkömmlichen Anforderungen an ein Passivhaus darf bei einem Passivhaus Premium (Passivhaus³) der Bedarf an Erneuerbarer Primärenergie (PER-Bedarf) maximal 30 Kilowattstunden pro Jahr und Quadratmeter (kWh/m²*a) Energiebezugsfläche betragen. Zudem muss das Gebäude mindestens 120 kWh Strom pro Jahr und Quadratmeter überbauter Grundfläche selbst erzeugen. Gegenüber einem Standard-Passivhaus werden die Verbrauchswerte so nochmals halbiert.

Maximaler Energiestandard zu minimalen Kosten

Das Wuppertaler Bauvorhaben leistet sogar noch mehr: Lediglich 6,6 kWh/m²a wird der Primärenergie-Kennwert des Gebäudes nach Fertigstellung betragen. Das entspricht lediglich knapp einem Zehntel des Primärenergiebedarfs eines „normalen“ EnEV-Referenzgebäudes, also einem Gebäude, das die aktuelle Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllt. Der errechnete Heizwärmebedarf liegt bei niedrigen 9,5 kWh/m²a, die Heizlast bei nur 7,6 Watt pro Quadratmeter. In Kombination mit effizienter Technik lassen sich so im Vergleich zum EnEV-Referenzgebäude insgesamt etwa 80 Tonnen CO₂ pro Jahr zusätzlich einsparen. Um die Baukosten trotz hohem Energiestandard gering zu halten, setzt das Projekt auf möglichst viele Vorarbeiten: Unter anderem werden verbaute Wandelemente industriell vorgefertigt, die, ähnlich wie bei der Holzrahmenbauweise, bereits eine so glatte Wandoberfläche aufweisen, dass ein Verputzen der Flächen nicht erforderliche ist und eine viel kostengünstigere Verspachtelung reicht. Ebenso sind bereits alle Elektroanschlüsse in den Wänden vorinstalliert, wodurch das Auffräsen und das mühsame Kabelverlegen entfallen. Passgenauigkeit und Konstruktionsperfektion ähnlich bei Produkten der Autoindustrie waren und sind Zielvoraussetzungen für eine kostenoptimierte Bauausführung.

Klimaschonende Gebäudetechnik

Das auf diese Weise eingesparte Geld fließt in moderne Technik: So wird das Gebäude etwa auf einer Fläche von 105 m² mit einer eigens entwickelten Hybrid-PV/Solarthermie-Anlage ausgestattet, bei der die Photovoltaikmodule aktiv gekühlt werden, um so die Effizienz der Solarzellen um bis zu 25 Prozent zu erhöhen. Die dabei anfallende Abwärme wird in einem Sondenfeld unterhalb des Gebäudes im Untergrund zwischengespeichert und im Winter über eine Wärmepumpe mit einer erheblich verbesserten Jahresarbeitszahl reaktiviert. Weitere 190 m² Dachfläche werden mit reinen Photovoltaik-Modulen bedeckt. Eine kontrollierte Wohnraumbelüftung mit Wärmerückgewinnung sorgt darüber hinaus dafür, dass über 85 Prozent der Wärme des Abluftstromes recycelt werden und im Gebäudesystem verbleiben können. Die Photovoltaikanlage und eine 5,0 kWh Brennstoffzellenanlage sichern die gesamte Energieversorgung des Gebäudes. Produzierter Strom wird in einer Batterieanlage mit einer Kapazität von 78 Kilowattstunden zwischengespeichert, um den Autarkiegrad des Gebäudes an das Maximum zu bringen. Eine erdgasbetriebene PEM-Niedrigtemperatur-Brennstoffzelleanlage sorgt darüber hinaus zusätzlich zur Stromversorgung, für eine maximale thermische Leistung von 7,5 Kilowatt, die für die Warmwasserversorgung und Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Ebenso interessant ist die geplante vehicle-to-home-Einbindung eines Nissan Leaf, der im Rahmen eines Carsharing-Angebots den Gebäudenutzern exklusiv zur Verfügung stehen soll und damit gleichzeitig die gebäudegebundene Batteriespeicherkapazität um weitere 40 Kilowattstunden erweitert.

Durch den Einsatz der klimaschonenden Gebäudetechnik kann in Verbindung mit der konstruktiven Auslegung des Gebäudes als Passivhaus³ der gesamte Energiebedarf bilanziell durch Erneuerbare Energien gedeckt werden. Dabei werden Autarkiegrade von bis zu 66 Prozent bei der Strom- und bis zu 90 Prozent bei der Wärmeversorgung erwartet.

Klimaneutraler Gebäudebestand bis 2050

Den Energiebedarf von Gebäuden zu verringern, ist ein Schwerpunkt der deutschen Klimapolitik: Der gebäuderelevante Endenergieverbrauch in Deutschland lag 2016 bei rund 3.234 Petajoule. Das entspricht etwa 35 Prozent des gesamten Endenergieverbrauchs und rund 30 Prozent der CO₂-Emissionen. Bis zum Jahr 2050 will die Bundesregierung einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand realisieren. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen der Anteil der Erneuerbaren Energien am Wärmeverbrauch und die Zahl energieeffizienter Gebäude steigen. Das Projekt könnte die Nachfrage nach energieeffizienten Neubauten beflügeln, indem es demonstriert, dass selbst ein hocheffizientes Gebäude bei entsprechender Planung und Auslegung kostenmäßig mit dem gleichartigen Neubau nach der gültigen EnEV konkurrieren kann.