Erläuterungen zum Plus-Energie-Haus in Berlin

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PRESSEINFORMATION
Plus-Energie-Haus
Gebaute Zukunft nutzt Phasenverschiebung und Lüftungstechnik
Null
Energieverbrauch
ist
ihm
zu
wenig.
Vor
dem
Hauptbahnhof Berlin steht ein Haus, das mehr Energie
produziert, als es verbraucht: Das Plus-Energie-Haus. Mit
High-Tech-Errungenschaften wie Knauf PCM-Smartboards
und dem Lüftungsintegralgerät LWZ 303 (Jahresarbeitszahl
3:1) von Stiebel Eltron zum Pionier in punkto energetische
Effizienz.
Vorgänger des Berliner Hauses war ein Wettbewerbsbeitrag
der TU Darmstadt für den von der US-Regierung ausgeschriebenen Solar Decathlon 2007, bei dem das schönste,
funktionalste und zukunftsträchtigste Solarhaus gesucht worden war. Er gewann. Der jetzt in Berlin gezeigte Nachfolger
ist ein Ausstellungspavillion. Das Bundesbauministerium hat
ihn aufstellen lassen, um zu zeigen, welche Möglichkeiten
und Techniken es heute gibt, um einerseits komfortabel zu
wohnen und arbeiten und dabei andererseits Energie nicht
nur nicht zu verbrauchen, sondern sogar zu gewinnen.
Großes Vorbild des aus vier Modulen zusammengesetzten,
rund 89 m² beheizte Nettogrundfläche umfassenden Holzständerbaus ist das Zwiebelprinzip. Zwei Schichten hüllen
den zentralen Kern mit Nasszelle, Küche, Garderobe,
Technikzentrale und die daran angelehnten beiden offenen
Aufenthaltsbereiche ein: Die äußere dient der Verschattung
und als Wetterschutz sowie zur Energiegewinnung. Die
innere übernimmt Wärmeschutz und Klimaausgleich.
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Die Südfassade des Gebäudes besteht fast ausschließlich
aus Fenstertüren. Dank Dreifachverglasungen mit einem UWert von 0,5 im Süden und Vierfachverglasungen mit einem
U-Wert von 0,3 im Norden erfüllen sämtliche Fenster und
Türen passivhaustaugliche Dämmleistung. Die geschlossenen Außenwände decken die Anforderungen an Wärmedämmung, Dichtheit und Kompaktheit an Wände, Boden und
Decke durch eine 6 cm dicke Vakuumdämmschicht mit darunter liegender Dampfsperre ab. Als tragende Konstruktion
dienen beplankte Holzständerwände, die außen durch vorgehängte Zementfaserplatten und Lamellen geschützt sind.
Modifiziert durch Gefälledämmung und Dichtungsbahnen,
liegt dieses Konstruktionsprinzip auch dem Flachdach
zugrunde. Innen schließt der Wandaufbau mit zwei Lagen
15 mm dicken Knauf PCM Smartboards ab.
Die wie gewöhnliche Bauplatten einsetzbare Gipsplatten dienen als Latentwärmespeicher, die die solaren und internen
Wärmegewinne absorbieren und zeitversetzt wieder abgeben. Im Gegensatz zu diesen sind die PCM-Smartboards
jedoch
mit
PCM
(phase
changing
materials)
gefüllt:
Mikroskopisch kleine Kunststoffkügelchen enthalten in ihrem
Kern ein Speichermedium aus Wachsen. Steigt die Temperatur im Raum, nehmen sie Wärme auf – das Wachs in den
Kapseln schmilzt. Fällt sie, geben sie Wärme ab. Während
der Phasenumwandlung zwischen den Aggregatszuständen
fest und flüssig bleibt die Temperatur konstant. Der Effekt ist
enorm: So nimmt einer Beplankung mit 15 mm dicken Knauf
PCM-Smartboards bei einer Raumtemperatur von 23 °C soviel Energie auf wie 14 cm Beton oder eine 36,5 cm dicke
Ziegelwand und hält die Raumtemperatur im Plus-EnergieHaus damit exakt bei 23 °C konstant. Technisch ausgedrückt
heißt das: Die latente Wärmekapazität der Knauf PCMSmartboards liegt bei circa 330 kg/m².
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Ergänzt wird das System im ursprünglichen Wettbewerbsgebäude durch ein regeneratives Kühlsystem: In einem Kühltank enthaltenes Wasser wird nachts über Kapillarrohrmatten
auf das Dach gepumpt. Dort kühlt es nach dem Prinzip der
atmosphärischen Verdunstungskühlung ab und wird wieder
im Tank gespeichert. Während des Tages wird die über den
Kühlkreislauf in der Decke angesammelte Wärme abgeführt.
So erhöht sich die Wirksamkeit der PCM-Smartboarts.
All diese Maßnahmen verringern den Energieverbrauch des
Plus-Energie-Hauses für Heizung beziehungsweise Kühlung
auf ein Minimum. Diesen Rest steuert das mit einem
200 Liter fassenden Warmwasserspeicher kombinierte Lüftungsintegralgerät LWZ 303 (Jahresarbeitszahl 3:1) von
Stiebel Eltron bei. Es entzieht verbrauchter Luft Wärmeenergie, indem es sie über einen Wärmetauscher an der
Zuluft vorbeiführt, und pustet gleichzeitig die so vorgewärmte
frische Luft ins Haus. Den verbleibenden Restenergieertrag
der verbrauchten Luft nutzt eine integrierte Luftwärmepumpe
sowohl zur Warmwasserbereitung, als auch zur Heizung.
Reicht der Energieertrag aus der Abluft nicht aus, entzieht die
Wärmepumpe der Außenluft Energie.
Die äußere Gebäudehülle schließlich ist – neben ihrer Funktion als Wetter- und Sonnenschutz - für zusätzliche Energiegewinne zuständig. Sie besteht aus Schatten spendenden,
elektrisch an den Sonnenstand anpassbaren Lamellenelementen, die mit Photovoltaik-Modulen aus amorphem Silizium belegt sind. Klassische Photovoltaik-Dach-Module und
transparente Glas-Glas-Photovoltaik Dachmodule oberhalb
der Terrasse sowie zwei südorientierte Solarthermie-Flachdachkollektoren, die die Warmwassererzeugung übernehmen, ergänzen das System. Gemeinsam mit den PCMSmartboards und dem Lüftungsintegralgerät LWZ 303 machen sie den Berliner Pavillon zum würdigen Nachfolger des
Solar Decathlon 2007-Gewinners: dem schönsten, funk-
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tionalsten und zukunftsträchtigsten Solarhaus, das es derzeit
in Deutschland, wenn nicht gar in der ganzen Welt gibt.
C.R.
Entwurf:
Technische Universität Darmstadt
Prof. Manfred Hegger
Bauleitung:
Soap architecture, Darmstadt
Ausführung:
Holzbau Merkle, Bissingen/Teck
Fachberatung:
Knauf Gips KG, Iphofen
30.6.2009
276/Hu/622
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Bild 1:
Montage der 1. Lage Knauf Smartboard. Die Platte mit Latentspeicher-Funktion lässt sich
ebenso leicht wie eine gewöhnliche Knauf Platte verschrauben und verspachteln.
Foto: Knauf Gips KG/ Siegel
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Bild 2:
High-Tech-Bauweise der Zukunft. Das Plus-Energie-Haus von dem Berliner Hauptbahnhof.
Foto: Knauf Gips KG/ Gallandi
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