AUSGABE82 xia 82_titel.qxp 14.02.2013 15:48 Seite 1 01-03/13 Zeitschrift für Architektur und Technik EUR12, 50 EUR13, 70 EUR 13,80 sfr 24,50 D A L CH AUSGABE 82 Januar - März 2013 SchulitzArchitekten PIA-Architekten Hirner&RiehlArchitekten posArchitekten HausladenLiedldeSaldanha S72_81_xia 82_report.qxp 12.02.2013 14:23 Seite 72 REPORT BuildingPerformanceITGA EnergiePLUS–VomMehrfamilienhauszumQuartier EsexistierteineVielzahlvonBegriffenundDefinitionenfürdieBeschreibungzukunftsfähigerGebäudestandards.WoführtderWeghin?BildenNiedrigenergie-,Passiv-oderNullenergiegebäudenoch adäquateAnsätzefürGebäudeenergiekonzepte?Mit derEU-Richtliniezur„Gesamtenergieeffizienzvon Gebäuden“sinddieenergetischenZielefürdieZeit nochGebäudezugelassenwerden,dieihrebenötigteEnergieselbstundausregenerativenRessourcen erzeugen.VonTobiasNusserundBorisMahler EnergiePLUS-HäusersindGebäude,dieübereinen BetrachtungszeitraumvoneinemJahrmehrEnergie bereitstellen,alssieverbrauchen.EinmöglichsthoherAnteildereigenerzeugtenEnergiesolltedabei vorOrtdirektgenutztwerden.In[1]wirdalszusätzli- Foto:HHSHeggerHeggerSchleiffArchitekten ab2020vorgegeben.ImNeubausollendannnur Aktiv-Stadthaus,Frankfurt cheAnforderungfürkünftigePlusenergie-Standards eindirekterEigenstromanteilvonüber30 Prozent trendieNachfragenachEnergieundWohnraum. milienhäusernEnergiePLUSnurinKombinationmit gefordert.DieÜberschüssewerdenineinvorgela- MehrfamilienhäuserundstädtischeQuartiereim einerhocheffizientenWärmepumpeerreichtwerden. gertesStrom-oderWärmenetzeingespeist. EnergiePLUS-Standardkönnendabeialsdezentrale DaderNutzerstrombiszu60ProzentdesEndener- MitdemGebäudebegriffEnergiePLUSwirdaberkei- KraftwerkeindenVerbrauchszentrenzueinemwich- giebedarfsvonGebäudenausmachtundindie nesfallseineVisionfürdasBauenderZukunftbe- tigenBausteindesintelligentenEnergieversorgungs- Bilanzmiteinfließt,isteineAusstattungmithocheffizi- schrieben,dennEnergiePLUS-Gebäudesindschon systemsderZukunftwerden.StädtebaulicheEnt- entenHaushaltsgerätenausenergetischerundwirt- heuteStandderTechnik.BeispielediesesGebäu- wurfsprozesseerfahrendurchdieIdeedes schaftlicherSichtVoraussetzung.Fürdieregenerati- detypsfindetmanbereitsverteiltüberdasgesamte EnergiePLUSneueImpulseunderfordernvonArchi- veEnergieerzeugungineineminnerstädtischenGe- Bundesgebiet.DieimRahmendesEffizienzhaus- tekten,StadtplanernundIngenieurenneuekreative bietistdieFotovoltaikmeistdieeinziganwendbare Plus-ProgrammsdesBundesministeriumsfürVer- Konzepte[4].EineintegralequartiersbezogenePla- Technologie.BesondersbeiMehrfamilienhäusern kehr,BauundStadtentwicklung(BMVBS)[2]reali- nungverbindetdabeidieBereicheWärme,Strom bedarfeseineroptimalenAusnutzungdersolaraktiv siertenGebäudezeigen,dassdurchgutebau- undMobilitätimEnergiePLUS. verfügbarenHüllflächen.SosinktderAnteildernutz- physikalischeEigenschafteneinSpielraumfürver- barensüdorientiertenDach-undFassadenflächenin schiedeneTechnologiekonzeptebesteht.Neben CharakteristikundPlanungshinweise BezugaufdieNGFvoncirca40bis50Prozentbei demalsHauptmerkmalzunennendenbilanziellen EnergiePLUS-Gebäudeerforderneinganzheitliches Einfamilienhäusernaufunter25ProzentbeiMehrfa- EnergieüberschussweisendieHäusereineweitere Energiekonzept,sowohlaufEbenedesEinfamilien- milienhäusern.Durchdiehöherenzuerwartenden Gemeinsamkeitauf–essindallesEinfamilienhäuser. hausesalsauchvoninnerstädtischenMehrfamilien- EnergieerträgebleibendieDachflächenentschei- BeidiesemGebäudetypisteinPLUSinderEnergie- häusern.EnergieeffizientesBauenistGrundlagefür dendfürdasPLUSimGebäude. bilanzdurcheinengutenenergetischenGebäude- dasErreichendesEnergiePLUS.MitderBerücksich- BeidembeispielhaftenVergleichverschiedener standardunddenEinsatzeinergroßdimensionierten tigungderFaktorenGebäudeorientierung,Wärme- RandbedingungenvonEinfamilienhäusern,Mehrfa- FotovoltaikanlageaufdemDachrelativeinfachzu schutz,LuftdichtigkeitundrationellerEnergiebereit- milienhäusernundQuartierenwirdersichtlich,dass erreichen. stellungkannderBedarfunterdieAnforderungen sichdiesefürgrößereGebäudetypenschwieriger LässtsichmitdiesemAnsatzflächendeckenddas derEnEV 2009gesenktundgleichzeitigeinPLUS gestalten.IndemvomDBUgefördertenFor- PLUSindenGebäudebestandübertragen?Rund anNutzungskomforterreichtwerden.DerPassiv- schungsvorhaben„PlusQuartier“werdenkonkrete dieHälftederinDeutschlandvorhandenenWohn- haus-StandardistdabeikeinMuss,abereinmitdem HerausforderungenanzweiWohnquartierenaufge- flächebefindetsichinMehrfamilienhäusern[3].Die- KfW-40vergleichbarerEnergiestandardsollteeinge- zeigt[5].SoergebensichfürMehrfamilienhäuser serGebäudetypzeichnetsichdurcheinenhohen haltenwerden.GiltbeiEinfamilienhäusernnochdie undQuartiereBesonderheiten,wie: EnergiebedarfaufeinerbegrenztenGebäudegrund- Regel,dassmiteinemgutenbauphysikalischen –diegrößereAnzahlNutzerunddamiteinhöherer flächeaus.DurchdiefortschreitendeUrbanisierung EnergiestandardverschiedeneTechnologienzur EnergiebedarfbezogenaufdieGrundfläche verdichtetsichzudeminStädtenundBallungszen- Wärmeerzeugungdenkbarsind,sokannbeiMehrfa- –geringeresolaraktivnutzbareFläche 072 I073 xia01-032013 S72_81_xia 82_report.qxp 12.02.2013 14:23 Seite 73 EnergiePLUSVergleichvonGebäudetypologien SchemaAktiv-Stadthaus (VerschattungderFassaden,wenigerDachfläche (Wohnfläche6.750m²).Einhoherenergetischer hohenPV-Eigenstrom-Nutzungsgradzuerreichen. bezogenaufNGF) StandardmiteinemniedrigenHeizwärmebedarfvon KerndesEnergiemanagementsbildetein250kWh –diedrastischeVerschlechterungderEnergiebilanz 18kWh/(m²a)wirddurchbauphysikalischoptimierte Stromspeicher,mitdemderPV-Eigenstrom-Nut- durchdieEinbeziehungvonBestandsgebäuden Bauteileerreicht.FürdieGebäudehülleund-technik zungsgradaufüber50Prozenterhöhtwird.Einintel- –technische,organisatorischeundrechtlicheFra- kommenfolgendeKomponentenzumEinsatz: ligentesStromlastmanagementsystemregeltden gestellungenfürdieStromversorgungvonNutzern/ –Holzelementfassade,U-Wert0,13 W/m²K BetriebderWärmepumpeinAbhängigkeitvonder mehrerenEigentümern. –Fenstermiteinemg-Wertvon0,44undeinemUg- Erzeugungs-undBedarfssituation;ansteuerbare DemgegenübergibtesdurchgrößereEinheitenauch Wertvon0,5 W/m²K(Fensterflächenanteil:SSO- HaushaltsgerätewerdeninausgewähltenWohnun- ChancenzurVerbesserung,wie: Fassade62Prozent,Nordwestfassade38Prozent) geneingesetzt.InallenWohnungenwerdenNutzer- –demzentralenStromlastmanagementaufMehrfa- –dezentraleLüftungsgerätemiteinemhohenWär- displaysinstalliert,aufdenenHandlungsempfehlun- milienhaus-undQuartiersebene merückgewinnungsgradvon84Prozent. genzurGerätenutzungerscheinenundmitdenen –wirtschaftlichereStromspeicherlösungen DasvonderEGS-plan,Stuttgart,entwickelteinnova- dieBewohnerihrenEnergieverbrauchvisualisieren –dieIntegrationemissionsfreierElektromobilitätfür tiveEnergiekonzeptsiehtfürdieErzeugungvonWär- unddieGebäudetechnikbedienenkönnen.Einüber- einegrößereZielgruppe. meundStromhocheffizienteTechnikvor.DieNut- geordneteszentralesBuilding-Management-System zunglokalerRessourcen,wiedieAbwasserwärme, UmsetzungsbeispieleersterMehrfamilienhäuser sorgtinKombinationmiteinerWärmepumpefürei- WiediebesonderenAnforderungenanEnergie- nenniedrigenEnergiebedarf.UmdieWärmepumpe PLUS-MehrfamilienhäuserinderPraxiszuhandha- energieoptimiertzubetreiben,erfolgtdieWärmever- bensind,demonstriertdasmodellhafteBauvorha- teilungfürHeizwärmeundWarmwasserdurchge- ben„Aktiv-Stadthaus“imZentrumvonFrankfurtam trennteVerteilnetzeaufverschiedenenTemperaturni- Main.DieABGFrankfurtHoldingGmbHalsBauherr veaus.DieFußbodenheizungindenWohnungener- setztmitdiesemProjektganzaufInnovation.Geför- gänztdiesenTechnikansatzundsorgtfürbehagliche dertdurchdasBMVBS,wirdineinemForschungs- TemperaturenindenWohnräumen. projektinKooperationmitdemArchitekturbüroHHS, DurchdieIntegrationeinerFotovoltaikanlagesowohl Kassel,demFachgebiet„EntwerfenundEnergieeffi- aufdemDach(250kWp)alsauchinderFassade zientesBauen“derTUDarmstadtunddemSteinbeis (80kWp)entstehtdasPLUSinderEnergiebilanz. TransferzentrumEGS,Stuttgart,dieMachbarkeitge- Untersuchungenzeigen,dassfürdiebilanzielle prüft.DiebisherigenErkenntnissevonEnergiePLUS- BedarfsdeckungdesMehrfamilienhauseshocheffizi- Gebäudenwerdenerstmalsaufdengroßmaßstäbli- entePV-ModulemiteinemWirkungsgradvonrund chenGeschosswohnungsbauiminnerstädtischen 20ProzentaufdemDacherforderlichsind. Bereichübertragen[6].DasObjektumfasstinsge- NebendembilanziellenPLUSanEnergiezieltdas samt72WohneinheitenaufachtGeschossen Konzeptdes„Aktiv-Stadthauses“daraufab,einen Building-Management-System S72_81_xia 82_report.qxp 12.02.2013 14:23 Seite 74 REPORT BuildingPerformanceITGA PrimärenergiebedarfAktiv-Stadthaus kommuniziertzwischendeneinzelnenKomponenten KooperationmiteinemCarsharing-Anbietererfolgt EnergiePLUSaufQuartiersebene wieWärmeerzeuger,Stromspeicher,steuerbaren dieBuchungderFahrzeuge.MitdemMobilitätskon- DerStandard„EnergiePLUSwirdüberdenMaßstab Verbrauchern,derElektromobilitätunddemAbrech- zeptwirddiebisherigeBilanzierungsgrenzedes desGebäudeshinausgehenundQuartierseinheiten nungsmodulfürEnergie.DerBauherroderderBe- GrundstücksüberschrittenunddieInteraktionmit oderganzeStädteeinbeziehen“[7].Dievonder treiberderAnlagentechnikwirdbeidiesemModell deminnerstädtischenQuartierermöglicht. BundesregierungeingeläuteteEnergiewendemit zumStromversorgerderBewohner.AlleMieteinhei- EinfachereRahmenbedingungenliegenfürdasEner- demZieleinerregenerativenunddezentralenErzeu- tenundEnergieerzeugerwerdenmitSmart-Metern giePLUS-MehrfamilienhausderNassauischenHeim- gungsstrukturgelingtnichtalleindurchdenverstärk- zurErfassungderStrom-undWärmemengenaus- stätteindemFrankfurterStadtteilRiedbergvor. tenAusbauvonKraftwerken,derNetzinfrastruktur gestattet.ÜbereinSummenzählermodellkönnenda- AufnurfünfGeschossenundeinerWohnflächevon undvonStromspeichern.Vernetztundaktiveinge- mitalleEnergieströmeimGebäudebilanziertund 1.650m²sind17 Wohneinheitenverteilt.Derkom- bundenindasSmart-GridkönnenmehrereEnergie- denNutzerninRechnunggestelltwerden.DerNutzer pakteBaukörperunddergutebaulicheWärme- PLUS-GebäudezueinemvirtuellenKraftwerkgebün- hatbeidiesemModellweiterhindiefreieWahldes schutzbegünstigeneinenniedrigenHeizwärmebe- deltwerden.GebäudeimEnergiePLUS-Standard Energieversorgers.FürdenBetriebunddieStrom- darfunddamitdasErreichendesPassivhaus-Stan- sinddahernichtsepariertzubetrachten.Eingebun- vermarktungisteineErlaubnisnach§4StromStG dards.DasPLUSanEnergiewirddurcheinePV-An- denindassmarteStromnetzkönnensieeinenrele- beimHauptzollamtzubeantragen.DieAnzeigeder lageaufdemDachundanderSüdwest-Fassade vantenBeitragbeiderBereitstellungvonpositiver Energiebelieferungnach§5EnWGentfällt,da„die realisiert.ImVergleichzum„Aktiv-Stadthaus“wird undnegativerRegelenergieaufdemStrommarkt BelieferungvonHaushaltskundenausschließlich derErtragderPV-AnlagedurchverschattendeNach- leisten.FürdieIntegrationweiterererneuerbarer innerhalbeinerKundenanlage“vondieserPflicht bargebäudenichtbeeinträchtigt.ZurWärmeerzeu- EnergienwerdendieseNetzdienstleistungenent- befreitist.FürdenwirtschaftlichenBetriebwerden gungwirdeineWärmepumpeinKombinationmit scheidendsein. monatlicheEnergiepauschalenvondenMietern, einemEisspeichersystemundAbsorbernunterden AufderQuartiersebeneergebensichjedochnoch angelehntaneinWarmmietenmodell,eingefordert. PV-Dachmoduleneingesetzt.EinStromspeichermit andereAnforderungengegenüberEnergiePLUS- DasEnergiePLUS-Mehrfamilienhausvereintneben einerKapazitätvon65kWhträgtzurErhöhungdes Mehrfamilienhäuser.CharakteristischfürStadtquar- demPLUSanKomfortundEnergieaucheinPLUS PV-Eigenstrom-Nutzungsgradsaufcirca57Prozent tieresindfolgendeEigenschaften,diedasErreichen anMobilitätimGebäude.ImErdgeschossstehen bei.DaszentraleEnergiemanagementvernetztdie derbisherigenEnergiePLUS-Bilanzerschweren:He- denMieternunddenQuartiersbewohnernElektro- einzelnenAnlagenkomponentenimGebäudeund terogeneGebäudestruktur(NeubauinKombination fahrzeugezurVerfügung.DieFahrzeugesollenbe- dientzudemalsSchnittstellezurMobilität.Fürdie miteinemhohenBestandsanteil),Mischnutzung vorzugtüberdenlokalerzeugtenundzumTeilzwi- NutzerstehenimUntergeschosssechsLadestellen (Wohnen,Gewerbe,Bildung,Verwaltung),unter- schengespeichertenPV-Stromgeladenwerden.In fürElektromobilebereit. schiedlicheEigentumsverhältnisse,Bebauung/SanierunginmehrerenBauabschnitten,höhereVerschattungiminnerstädtischenRaum. DasQuartierimEnergiePLUS-StandardberücksichtigtdievorhandeneEnergieinfrastrukturundsetzt SchwerpunkteaufdiedezentraleerneuerbareErzeugungvonWärmeundStrom.EineKombinationverschiedenerVersorgungskonzeptehilft,SchwankungenbeiBedarfundErzeugunggeringzuhalten. FlexibleErzeugerwiedieauf„Biomassebasierende Kraft-Wärme-Kopplung“[8]sinddabeieineSchlüsseltechnologie.PotenzielleEnergieüberschüssekönnenaufQuartiersebenemitinnovativenTechnologien weitergenutztwerden.Überschussstromkannin WasserstoffoderMethan(Power-to-Gas)oderWärme(Power-to-Heat)umgewandeltundgespeichert werden.MethanundWasserstoff(ingeringenMengen)könnenindasGasnetzeingespeistwerden oderfürdieMobilitätalsKraftstoffdienen.Ebenso ermöglichtdieAusnutzungderthermischenGebäu- MehrfamilienhausFrankfurt-Riedberg 074 I075 xia01-032013 despeichermassendieVerwendungvonlokalem S72_81_xia 82_report.qxp 12.02.2013 14:23 Seite 75 Stromüberschuss.ÜberWärmepumpenwirdStrom aufgenommenundzurkontrolliertenErwärmungdes BaukörpersoderalternativzurLadungeinesPufferspeicherseingesetzt(Power-to-Heat). Inder„NeuenWeststadtEsslingen“entstehtinZentrumsnähedie„SMARTCITY“.Aufinsgesamt10ha FlächewerdenCO2-NeutralitätundderEnergiePLUSStandardfüreinStadtquartierangestrebt.Fürdie fünfzehnGebäudeblöckeisteineGewerbenutzung undzueinemkleinenAnteilWohnungsbebauung vorgesehen.DieinGehweiteerreichbarenHaltestellendesöffentlichenPersonennahverkehrs(Busund Bahn)bildendieVoraussetzungfüreinegeringe FahrzeugdichteimQuartier.DasstädtischeEnergie- SchemaWeststadtEsslingen konzeptsiehteineStromerzeugungmitPVund BHKW’svor.FürdieSpeicherungundUmwandlung sindsowohlthermischeSpeicher(Gebäude),Stromspeicher,FahrzeugbatterienalsaucheinElektrolyseundMethanisierungsprozesseingeplant.EinübergeordnetesEnergiemanagementhilftdieVerbraucher zusteuernunddieWärmeerzeugerinAbhängigkeit derLastanforderungenzu-undabzuschalten. MitdenbeschriebenenPilotprojektensinddieersten SchritteaufdemWegzueiner„flächendeckenden energetischenSanierungunsererStädte“[9]aufge- ModellfotoWeststadtEsslingen zeigt.DerUmbauderEnergieversorgungfindetalso bereitsstatt.DeshalbistnebenderUmgestaltung derGebäude-undEnergieerzeugungsinfrastruktur ImSeptember2012istdasBuch„EnergiePLUS–Gebäude besondersdieVerknüpfungvonEnergie-undintelli- undQuartierealserneuerbareEnergiequellen“vonFischet gentenKommunikationsnetzenauflokalerundüber- al.erschienen.AnhandvonzahlreichenProjektbeispielen regionalerEbenezuforcieren. vomEinfamilienhausbiszumStadtquartierstellendieAutorendiePraxistauglichkeitvonEnergiePLUSvor.Einedetail- Autoren: lierteBeschreibungderkonkretenAnforderungeninPlanung, M.Sc.TobiasNusser AusführungundBetriebbildetdenSchwerpunktdesBuches. Dr.BorisMahler DaraufaufbauendwerdenverschiedeneVersorgungskonzep- WeitereInformationen: teundTechnologieansätzevonEnergiePLUS-Gebäudendis- www.egs-plan.de kutiert.DieglobaleHerausforderung,denEnergiePLUSStandardaufandereKlimazonenzuübertragen,wirdindem BuchaufBasiskonzeptionellerStudienerörtert. ISBN978-3000391675 Quellen:[1]Fisch,N.Wilken,T.Stähr,C.:EnergiePLUS–GebäudeundQuartierealserneuerbareEnergiequellen.ISBN9783000391675.2012.S.29;[2]BMVBS.WegezumEffizienzhausPlus.Broschüre.Berlin.August2011;[3]IWU.Energieeffizienz imWohngebäudebestand–Techniken,Potenziale,Kostenund Wirtschaftlichkeit.Bericht.Darmstadt.November2007.S.17; [4]Hegger,M.Schleiff,G.HHSArchitektenin:EnergiePLUS– GebäudeundQuartierealserneuerbareEnergiequellen.ISBN 978-3000391675.2012.S.13;[5]SteinbeisTransferzentrum EGS:PlusQuartier–PlusenergiestandardinzweiWohnquartieren.AbschlussberichtdesForschungsvorhabens.Stuttgart 2012.GefördertdurchdieDeutscheBundesstiftungUmwelt; [6]BMVBS:Aktiv-Stadthaus–EntwicklungsgrundlagefürstädtischeMehrfamilienhäuserinPlus-Energie-Bauweise.AbschlussberichtdesForschungsvorhabens.Frankfurt2012.Gefördertim RahmenderForschungsinitiativeZukunftBAUdesBundesminis- teriumsfürVerkehr,BauundStadtentwicklungunddesBundesamtesfürBauwesenundRaumordnung;[7]Fisch,N.Wilken, T.Stähr,C.:EnergiePLUS–GebäudeundQuartierealserneuerbareEnergiequellen.ISBN978-3000391675.2012.S.310; [8]Fisch,N.Wilken,T.Stähr,C.:EnergiePLUS–Gebäudeund QuartierealserneuerbareEnergiequellen.2012.S.304; [9]Fisch,N.Wilken,T.Stähr,C.:EnergiePLUS–Gebäudeund QuartierealserneuerbareEnergiequellen.2012.S.280.