Die Technik der energieautarken Mehrfamilienhäuser in Cottbus

Werbung

Baubeginn für zwei energieautarke Mehrfamilienhäuser mit Pauschalmiete und Energie-Flatrate für ein ganzes Jahrzehnt , Grafik: Timo Leukefeld

In Cottbus entstehen zur Zeit die ersten energieautarken Mehrfamilienhäuser, die den Mietern über zehn Jahre konstante Kosten für Wärme und Strom versprechen. Das heißt die Mieten enthalten eine konstante Pauschale, die Strom und Wärme bereits abdeckt. An den Gebäuden werden mit Solarwärme- und Solarstrom-Anlagen ein großer Teil der benötigten Energie für Wärme, Strom und Mobilität erzeugt. Dieses Konzept gibt es bereits für Einfamilienhäuser, doch im Mehrfamilienhaus ist dieses Konzept neu. Die Idee der Häuser stammt von dem Solar-Experten Timo Leukefeld, der hier zusammen mit der Cottbusser Wohnungsgenossenschaft eG  und der  HELMA Eigenheimbau AG arbeitet. In einem ersten Beitrag über dieses Projekt möchte ich die Technik der Häuser vorstellen.

Prinzip der Solarenergie-Häuser ist immer ähnlich

Prinzipiell sind die Unterschiede von Gebäuden, die sich fast komplett selbst mit Wärme und Strom versorgen, nicht sehr groß. Das kürzlich vorgestellte Zukunftshaus in Berlin, eine Sanierung, ist ein ähnliches Objekt, nur ohne Energie-Flatrate für die Mieter. Damit ein solches Konzept funktioniert, muss der Energiebedarf minimiert werden und große Flächen mit Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen werden installiert. Hinzu kommen noch Speicher für Wärme und Strom, sowie Flächenheizungen im Wohnraum.

Unterschiede gibt es vor allem in der Art der Speicherung, in der Deckung der Restwärme und wie hoch der verbleibende Energiebedarf ist. Es gibt kein bestimmtes einheitliches Niveau, auf das der Wärmebedarf reduziert wird. Für jedes Objekt und das individuelle Konzept muss eine eigene Stufe gefunden werden. Das Optimum kann sich deutlich unterscheiden.In manchen Fällen kann der Standard des Effizienzhaus 55 ausreichen. Aber vermutlich passt das Effizienzhaus 40 oder das Passivhaus besser.

Sonnenhaus-Konzept für Mehrfamilienhäuser in Cottbus

Die Mehrfamilienhäuser in Cottbus sind nach dem Sonnenhaus-Konzept geplant. Dies bedeutet eine optimale Nutzung der Sonneneinstrahlung für das Gebäude. Während früher die passive Nutzung der Solarenergie, z.B. durch Wintergärten und anderen verglasten Vorbauten, im Mittelpunkt stand, ist es heute die aktive Nutzung der Solarenergie. Große Flächen auf dem Dach mit Ausrichtung nach Süden mit Solarkollektoren und PV-Modulen sorgen für einen hohen Anteil der Eigenversorgung.

Mindestens die Hälfte der benötigten Wärme stellt die Solarthermie-Anlage, in Zusammenarbeit mit einem großen Wärmespeicher, zur Verfügung. Eine Zusatzheizung, idealerweise mit heimischem Holz, übernimmt den Rest der Wärmeversorgung. Von diesem solaren Langzeitspeicher, wie das Holz auch bezeichnet wird, benötigt man gar nicht mal so viel für einen komfortablen Betrieb.

In Cottbus sind die Gebäude, mit jeweils 600 qm Wohnfläche, als Effizienzhaus 55 geplant. Die Außenwände werden mit hochwärmedämmendem einschaligem Ziegelmauerwerk errichtet und nach Süden ausgerichtet. Die Dächer sind mit 50 Grad steiler als üblich, damit im Winter bei tief stehender Sonne viel Wärme und Strom erzeugt werden kann. Auf den nach Süden gerichteten Dächern und einem Teil der Fassaden werden jeweils 100 Quadratmeter Solarwärmekollektoren und Solarstrommodule mit jeweils 29,58 Kilowatt Leistung montiert.

Sonnenhaus zu vernetzten energieautarken Gebäuden weiter entwickelt

Der Freiberger Honorarprofessor und Experte für Solartechnik Timo Leukefeld hat den bewährten Ansatz des Sonnenhaus-Instituts zum Konzept der „vernetzten energieautarken Gebäude“ weiterentwickelt. Er hat bereits mehrere vernetzte energieautarke Gebäude geplant und lebt und arbeitet selbst in zweien. Wissenschaftliche Messungen können die geplanten Daten und bestätigen.

„Ich weiß aus eigener Erfahrung, dass das Konzept funktioniert“, sagt Leukefeld.

Vernetzung bedeutet, dass die Gebäude überschüssige Wärme und Strom an Nachbargebäude abgeben, die keine Solaranlage haben. Im Strombereich gibt es noch rechtliche Hindernisse, vor allem wenn dabei das öffentliche Netz genutzt wird. Bei der Wärme ist es hingegen gut vorstellbar die Häuser in ein lokales Wärmenetz einzubinden.

Prinzip der energieautarken Mehrfamilienhäuser in Cottbus, Grafik: Timo Leukefeld

Völlig energieautark sind diese Häuser nicht. Das müssen sie durch die Vernetzung auch nicht sein, damit sie Energieüberschuss abgeben können und vielleicht bei Bedarf Energie von außen aufnehmen können. Autark ist da eher das falsche Wort und klingt viel stärker als es in der Praxis ist.

In Cottbus sollen 60 bis 70 Prozent des Energiebedarfs für Elektrizität und die Heizung mit kostenfreier Solarenergie erzeugt werden. Der Rest der benötigten elektrischen Energie kommt aus dem Stromnetz. Wie die restliche Heizwärme gedeckt wird bleibt scheinbar offen, dafür gibt es in den vorliegenden Presseinformationen keine Angaben.

Speicher in Cottbusser vernetzten energieautarken Mehrfamilienhäuser

Die Heizenergie, die gerade nicht benötigt wird, fließt für den späteren Verbrauch in einen Langzeitwärmespeicher mit 24,6 Kubikmeter (=24.600 Liter) Wasser. Im Sommer kommt überschüssige Wärme über ein Nahwärmenetz zwei Nachbargebäuden zugute. Dadurch werden auch hier die Heizkosten reduziert und der Ertrag der Solarthermieanlage wird verdoppelt. Der geringe verbleibende Heizenergiebedarf wird mit einem Gasbrennwertkessel mit 40 Kilowatt Leistung erzeugt. Das warme Wasser wird über Frischwasserstationen bereitet.

Zur Speicherung des Solarstroms werden Lithium-Ionen-Akkus mit jeweils 54 Kilowattstunden Speicherkapazität eingebaut. Eine Anzahl ist nicht genannt.

Vernetzung mit Energieversorger geplant

Auch einen Energieversorger will er noch mit ins Boot holen. Das ist ein weiteres Prinzip der vernetzten energieautarken Gebäude, wie Leukefeld sie konzipiert. Energieversorger sollen die großen Speicher nutzen können, um überschüssigen Wind- und Solarstrom in Form von Wärme oder Strom zu speichern und bei Bedarf wieder zu entnehmen.

„Auf die Weise profitieren nicht nur die Bewohner und die Vermieter von dem Energiekonzept, sondern auch die Allgemeinheit. Wenn lokale Speicherkapazitäten genutzt werden, sinkt der Bedarf für den Ausbau des öffentlichen Stromnetzes.“

Hilfsmittel für Akzeptanz durch intelligentes Verschwenden

Sehr sinnvoll finde ich die energetischen Sicherungen, wie Timo Leukefeld sie nennt, damit sich die Bewohner nicht an die Technik anpassen müssen.

„Sie können die Solarenergie intelligent verschwenden, ohne horrende Nebenkostenrechnungen befürchten zu müssen.“

So werden Geschirrspüler (und Waschmaschinen?) an das warme Wasser, das größtenteils von Solarenergie erwärmt wird, angeschlossen. „Das spart bis zu 80 Prozent Stromkosten und der Geschirrspüler kann bedenkenlos und häufig benutzt werden, ohne dass die Energiebilanz verhagelt wird“, erläutert Leukefeld.

Gemischtes Fazit zum Projekt in Cottbus

Das Projekt in Cottbus finde ich sehr spannend und zukunftsweisend. Aber bei dem Begriff „energieautark“ habe ich Bauchschmerzen. Da ist das Zukunftshaus noch eher energieautark, es wird keine zusätzliche Wärme von außen benötigt. Der Gasbrennwertkessel verhagelt die sonst gute Bilanz der Gebäude.

Ein riesiger Wärmespeicher im Haus geht auf Kosten der Wohnfläche. Ich hoffe, dass hier noch neue Technologien entwickelt werden, z.B. mit Latentwärmespeicher, die den Platzbedarf verringern. Sonst kann sich dieses Konzept nicht durchsetzen. Beim Zukunftshaus kam beispielsweise ein ganz anderes Speicherkonzept zum Einsatz, mit geringen Temperaturen in der Erde neben dem Haus.

Aber grundsätzlich brauchen wir mehr solcher Konzepte, die Wärme, Strom und Mobilität verbinden. Die Mobilität hatte ich nicht erwähnt, aber Elektrofahrzeuge und Ladesäulen gehören auch dazu. Energie ist damit kein Kostenfaktor mehr, denn Kosten für Wärme und Strom, teilweise auch für die Mobilität sind bereits in der Miete enthalten. Ich bin gespannt auf die weitere Entwicklung. Dieses Projekt ist erst noch im Bau, aber wenn alles klappt, sollen weitere Objekte in der Art folgen.