Mit Energie für die Stadt der Zukunft – Der Wettbewerb

www.solardecathloneurope2014.fr

Seit 2002 werden bei dem studentischen Bau- und Realisierungswettbewerb Solar

Decathlon Modellhäuser entwickelt, die den heutigen Komfortstandard eines Einfamilienhauses ausschließlich mit Solarenergie decken sollen. Bisher haben über 100 interdisziplinäre Studententeams an dem Wettbewerb teilgenommen.

struktion, Energieeffizienz, Kommunikation und soziales Bewusstsein, Städtebau, Verkehrseinbindung und Bezahlbarkeit sowie Nachhaltigkeit.

Neu in diesem Jahr sind Schwerpunkte wie die Nachverdichtung in Ballungsräumen, die energetische Sanierung bereits bestehender Gebäude sowie die Modernisierung der Infrastruktur durch intelligente Energienetze und E-Mobilität, mit der die Veranstalter neue Akzente setzen. Die 20 konkurrierenden Universitäten und Hochschulen hatten knapp zwei Jahre Zeit, ihre Antwort darauf durch den Bau einer innovativen und ressourcenschonenden Wohneinheit zu präsentieren.

Drei Teams gehen mit deutscher Beteiligung an den Start: das Team Rooftop der Technischen Universität Berlin und der Universität der Künste Berlin sowie das Team OnTop der Fachhochschule Frankfurt am Main und das internationale Team mit Studenten der FH Erfurt und den US-Universitäten der Brown University sowie der Rhode Island School of Design.

In dem Team der beiden Berliner Hochschulen arbeiten Studenten verschiedenster Fachrichtungen interdisziplinär zusammen. Die intensive Zusammenarbeit von Architekten und Ingenieuren (Architekten, Stadtplaner und Landschaftsarchitekten sowie konstruktive Bauingenieure, Bau- und Logistikspezialisten) führte zu einem Konzept, in dem jedes gestalterische Element einen technischen Nutzen und jedes technische Element eine gestalterische Ausarbeitung hat.

Mit ihrem Dachpavillon Rooftop schlagen die Studenten eine Lösung für die energie-effiziente Nachverdichtung vor: ein Plusenergie-Modul, eine zusätzliche Wohneinheit als Haus auf dem Haus, mit sie Stadthäuser aufstocken wollen. Der Grundriss ist offen und wird durch den Technikkern und drei Außenräume gegliedert: jede Wohneinheit verfügt über eine Sonnenterrasse auf der Südseite, einen Dachgarten im Osten und ein Refugium im Nordwesten. Das sogenannte Core Modul gliedert den offenen Raum und beherbergt die zentralen Funktionen eines modernen Gebäudes: Technikraum, Bad und Küchenzeile. Das Kernstück der Wohneinheit wird komplett vorgefertigt und mit einem Kran auf das Dachgeschoss gehievt.

Mit PV-Paneelen auf Dach und Fassade (insgesamt 9,5 kW_p) produzieren die neuen Wohnmodule genug Energie, dass sogar die darunterliegenden Wohnungen noch davon profitieren können. Auch die Fassade übernimmt neben Lichtregulation und Wärmedämmung einen aktiven Beitrag zur Energieproduktion. Die großflächigen Glasfassaden werden von einer mit PV-Modulen bestückten Konstruktion geschützt, die im geschlossenen Zustand eine weitere thermische Hülle darstellt und aufgeklappt als Sonnenschutz dient. Die Steuerung über Smartphone-App orientiert sich an dem Energieertrag und den Bedürfnissen der Bewohner. Weitere PV-Module befinden sich auf dem Dach des Pavillons.

Im Heizfall versorgt eine Luft-Wasser-Wär­mepumpe die Fußbodenheizung mit niedrigen Vorlauftemperaturen und unterstützt bei Bedarf die solare Trinkwarmwassererzeugung. Im Sommer tragen an der Decke und den opaken Außenwänden PCM-Module mit Schmelzpunkt 23 °C die maximale Kühllast von 1,1 kW/s ab. Da der Luftvolumenstrom im Innenraum bei einfacher Nachtlüftung nicht genügt, um die Moleküle wieder vollständig zu entladen, werden die Platten zusätzlich von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. Diese zirkuliert durch ein Grauwasser aufbereitendes Schilfbeet auf der Nordterrasse, das als Kältespeicher dient.

Auch das Frankfurter Team stellt sich dem Thema innerstädtische Nachverdichtung und entwickelt eine ca. 100 m² großen Wohneinheit, die auf ein Bestandsgebäude aufgesetzt wird und mit ihm eine Symbiose eingeht. Das neue Dachmodul erhält eine Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung, Nachheizregister und adiabate Kühlung. Weitere Bestandteile des Energiekonzepts sind ein Hochtemperatur-Speicher, der Heizung und Warmwasserbereitung versorgt und ein Hybrid-Speicher, der Abwärme nutzbar macht. Der Symbiont, so nennen die Studenten ihren Prototyp, stellt seinen mit PV-Modulen gewonnenen Energieüberschuss dem Bestand zur Verfügung. Das Bestandsgebäude wird mit einer Abluftanlage nachgerüstet und so die Abwärme des Bestands direkt zur Warmwasserbereitung verwendet. Überschüsse werden ins Netz eingespeist oder für die E-Autos genutzt, die der OnTop-Community als Car-Sharing zur Verfügung stehen.

Das interdisziplinäre Team wird von Studenten aus vier Fachbereichen gebildet –

Architektur/Bauingenieurwesen/Geomantik,
Informatik & Ingenieurwissenschaften, Wirtschaft & Recht, Soziale Arbeit & Gesundheit. Das OnTop-Konzept wird nach dem Solar
Decathlon-Wettbewerb an oder besser auf einem realen Bestandsgebäude im Frankfurter Ostend erprobt. Dabei wird die Übertragbarkeit auf andere Bestandssituationen untersucht. Neben baulichen und technischen Voraussetzungen stehen dabei auch die wirtschaftliche Umsetzbarkeit sowie rechtliche Fragestellungen bei unterschiedlichen Eigentümergruppen auf dem Prüfstand.

Einen ganz anderen Ansatz hat das Team Techstylehaus gewählt. In dem internationalen Team arbeiten Architekten, Ingenieure,
Industrie- und Möbeldesigner sowie Textilstudenten zusammen an einem außergewöhnlichen Projekt: ein modulares Passivhaus mit einer textilen Hülle, das als bau-

licher Organismus auf die Umwelt reagiert. Das Haus soll zudem auf möglichst viele

Klimazonen der Erde übertragbar sowie vollkommen CO₂-neutral und recyclebar sein. Die Hülle besteht aus einer äußeren Wetterschutzhülle und einer inneren Textilschicht, die eine Dämmebene aus Glaswolle umgeben. Die äußere Membran ist aus Glasfaser mit einerTeflonbeschichtung, die innere wurde von den Textilstudenten der Rhode Island School of Design speziell für das Techstylehaus entwickelt. Drei in die Hülle integrierte Stahlrahmen geben dem Haus seine ungewöhnliche Form und ermöglichen eine ideale Sonnenausrichtung für die flexiblen PV-

Module auf der äußeren Membran. Insgesamt 70 PV-Module aus monokristallinen

Silikonzellen erzeugen auf 23 m² eine Leis-tung von 5 kW_p und damit 5 500 kWh/a. Durch die textile Haut ist das Haus leicht zu transportieren und schnell auf- und abbaubar. Der freie, offene Grundriss wird durch einen Funktionskern mit Nasszellen und Küche sowie durch einen Technikkern strukturiert. Diese Mec-Box ist die „Maschine“ des Hauses und komprimiert alle Geräte zu einer kompakten Einheit. Mit Wassertank, Wärmepumpe und Lüftungsanlage finden sich dort alle notwendigen Einrichtungen. Die gewölbte Form verstärkt dabei die Luftzirkulation und unterstützt somit die Belüftung des Hauses. Sowohl Heizwärmebedarf (12 kWh/m²a) als auch Primärenergiebedarf (90,3 kWh/m²a)

liegen nach den Berechnungen unter den strengen Passivhauskriterien.