Kraftwerk Neubau eines Plusenergiehauses in Leonberg

In Leonberg entstand ein Einfamilienhaus, das über ein eigenes kleines Kraftwerk nicht nur den Eigenbedarf abdeckt, sondern auch Strom für zwei Elektromobile produziert. Das Netto-Plusenergiehaus ist aber nicht nur aus energetischer und ökologischer, sondern auch aus baubiologischer Sicht sehr interessant.

Steigende Strompreise, hohe Ausgaben für Heizung und Warmwasser, teures Benzin – Tanja Fisch kann das nicht mehr erschrecken, denn sie ist Selbstversorger. Das Haus, das sie mit Mann und zwei Kindern bezogen hat, produziert rund 50 Prozent mehr Strom, als es insgesamt für die Raumheizung, Warmwasser, Beleuchtung, Lüftung, Informations- und Kommunikationstechnik sowie für den Betrieb von Haushaltsgeräten benötigt. Der über diesen Eigenbedarf hinaus produzierte Strom wird weitgehend für das Aufladen eines Elektroautos und eines E-Rollers eingesetzt. Nur eine geringe Menge der selbst produzierten Energie wird nicht genutzt und ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Kommt es vor, dass die Familie mal mehr Strom benötigt, als das Haus produziert, kann das Defizit aus dem Netz gedeckt werden.

 

Plusenergie-Wohnhaus auch für Forschungszwecke

Entwickelt wurde das Konzept, in dessen Mittelpunkt die Eigennutzung des solar erzeugten Stroms zur Entlastung des öffentlichen Netzes steht, von Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch. Er plante das Haus für seine Tochter nach neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen aus seiner Tätigkeit als Professor am Institut für Gebäude- und Solartechnik an der TU Braunschweig. Zudem nutzt der Energiedesigner es für Forschungszwecke: Das Gebäude ist mit entsprechender Mess- und Gebäudeleittechnik ausgestattet, die systematisch Werte zur wissenschaftlichen Auswertung unter realen Nutzungsbedingungen liefert. Die Ergebnisse fließen in die weitere Forschung ein.

Lage und Ausrichtung des vom Architektenbüro Berschneider + Berschneider für ein rund 900 m² großes Hanggrundstück entworfene Gebäude entsprechen dem energetischen Anspruch. Während die Nord-, West-, und Ostseite des schlichten, von einem Pultdach gekrönten Kubus nur durch wenige Fenster gegliedert werden, öffnet sich die Südseite mit einer großzügigen Fensterfront zum Tal hin. Dahinter sind die Wohnräume des Einfamilienhauses angeordnet, das insgesamt über eine Wohnfläche von 267 m² verfügt. Im Erdgeschoss liegen die raumhoch verglasten Kinderzimmer sowie ein Gästezimmer, im Obergeschoss befindet sich hier der großzügige, durchgehende Wohn-, Ess- und Kochbereich. Nebenräume wie die Badezimmer, der Wirtschafts- und Haustechnikraum, aber auch das Elternschlafzimmer befinden sich auf der Nordseite im rückwärtigen Teil des Gebäudes.

Errichtet wurde das Haus in Massivbauweise mit einem 20 cm dicken WDVS. Die hochwärmedämmende Gebäudehülle sorgt für den notwendigen Wärmeschutz ebenso wie die Dreifachverglasung der Fenster. Beim Bau wurde besonders auf eine wärmebrückenreduzierte und luftdichte Ausführung geachtet, um Wärmeverluste über die Außenbauteile weitgehend zu reduzieren.

Lüftungswärmeverluste minimiert der Einsatz einer kontrollierten Lüftung. Eine elektrische Wärmepumpe mit Erdsonden, die 100 m tief in die Erde gebohrt wurden, sorgt für Heizwärme. Über einen 800 Liter Pufferspeicher ist die Fußbodenheizung und die Trinkwasserversorgung angebunden.

Entscheidend für den optischen Eindruck des Hauses ist das Pultdach mit 17° Neigung, das die Schlichtheit des kompakten Kubus zusätzlich unterstreicht. Die rund 120 m² große Fläche ist fast vollständig mit einer 15-Kilowatt-Peak-Photovoltaik-Anlage und einer etwa 7 m² großen solarthermischen Kollektoranlage belegt. Das Dach ist mit 22 cm Mineralfaser und 5 cm extrudiertem Polystyrol-Hartschaum gedämmt. Der raumseitige Abschluss erfolgte in Trockenbauweise mit Fermacell greenline Gipsfaserplatten. Insgesamt erreicht die Dachkonstruktion einen U-Wert von 0,12 W/m²K.

 

Wohngesunder Innenausbau

„Da die hohen Ansprüche, die für uns bei der Konzeption des Hauses maßgebend waren, auch das Thema Wohngesundheit betreffen, “ so Professor Fisch, „haben wir uns entschieden, den Trockenbau mit Fermacell greenline auszuführen.“ Damit kam nicht nur für die Haustechnik, sondern auch für den Innenausbau ein Produkt zum Einsatz, das dem neuesten Stand der Forschung entspricht. Die Neuentwicklung bindet über eine spezielle beidseitige Beschichtung mit einem natürlichen Wirkstoff, der auch in der Schafwolle vorkommt, Schadstoffe wie Formaldehyd aus der Raumluft. Der Wirkmechanismus wurde im Rahmen von Testserien unter anderem durch das unabhängige eco-Institut in Köln geprüft und bestätigt. Verantwortlich für den Effekt ist ein spezifisches Molekulargemisch auf Keratinbasis, das in Form einer beidseitigen Grundierung der Platten Anwendung findet. Das Wirkprinzip ist dabei sehr einfach: Im ersten Schritt lagern sich Schadstoffmoleküle an der Oberfläche lose an, um dann – auch durch Oberbeläge hindurch – in tiefere Schichten einzudringen, wo sie dauerhaft chemisch gebunden und umgewandelt werden.

Raumseitig wurde die gesamte Deckenfläche mit Fermacell greenline beplankt. Die Montage der großformatigen Platten (12,5 x 3000 x 1250 mm) erfolgte auf einer Holz-Unterkonstruktion. Die Verarbeitung verlief wie bei klassischen Gipsfaserplatten: Die Platten konnten ohne Spezialwerkzeuge durch Ritzen, Brechen, Sägen, Fräsen oder Bohren bearbeitet und auf der Holzunterkonstruktion einfach und zeitsparend mit Klammern befestigt werden. Für die Fugen kam die Systemkomponente Fermacell greenline Fugenkleber zum Einsatz. Der Kleber ist kennzeichnungsfrei und muss nicht mit dem R40-Satz „Verdacht auf krebserzeugende Wirkung“ gekennzeichnet sein. Die Decke wurden abschließend mit einem diffusionsoffenen Spachtel bearbeitet.

Auch im Fußbodenbereich verarbeiteten die Handwerker Fermacell greenline als Trockenestrich. Die Bodenelemente bestehen aus einer doppelten Lage von 2 x 10 mm greenline sowie einer 10 mm dicken Holzfaserkaschierung. Die Verarbeitung erfolgte ebenfalls analog zu den klassischen Estrichelementen des Herstellers mit dem zum System gehörenden, kennzeichnungsfreien Estrichkleber.

In Trockenbauweise wurden auch die Funktionsräume sowie das Bad im Erdgeschoss ausgebaut. Da hier jedoch mit erhöhter Feuchtigkeit zu rechnen war, entschloss sich der Bauherr für den Einsatz von Fermacell Powerpanel H2O. Die beidseitig mit einem alkaliresistenten Glasfasergewebe armierten Leichtbeton-Platten mit Sandwichstruktur sind diffusionsfähig (Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl 56), schimmelpilzresistent und vor allem widerstandsfähig gegen Wasser. „Hier war uns die Feuchtigkeitsresistenz wichtig,“ erklärt Professor Fisch. „Fermacell Platten passen grundsätzlich gut zu unserem wohngesunden Konzept, da sie durch ihre hohe Umweltverträglichkeit unsere Qualitätsanforderungen einwandfrei erfüllen.“

 

Erste Erfahrungen mit dem Netto-Plusenergiehaus

Gut ein Jahr wohnt Tanja Fisch jetzt bereits mit ihrer Familie in dem von ihrem Vater konzipierten Netto-Plusenergiegebäude und – alle fühlen sich wohl. Mittlerweile liegen auch die ersten Verbrauchsergebnisse vor: Demnach lag der Stromverbrauch der Familie im vergangenen Jahr für den Gebäudebetrieb, die Wohnnutzung und die Elektromobilität bei rund 9026 kWh/a, insgesamt produzierte das Haus eine Strommenge von 16274 kWh/a. „Es macht einfach Spaß,“ freut sich Tanja Fisch, „so wenig Energie wie möglich zu verbrauchen.“

Autorin

Rita Jacobs M.A. führt ein PR-Büro mit Schwerpunkt Bau und Architektur in Düsseldorf. Sie arbeitet als freie Journalistin unter anderem für die Zeitschrift bauhandwerk.

Das Haus produziert eine Strommenge von insgesamt 16 274 kWh/a, verbraucht aber nur rund 9026 kWh/a

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