Plusenergie auf 260 m²Haus Berghalde,
Leonberg-Warmbronn
Leonberg-Warmbronn
Das Projekt
Das zweigeschossige Haus Berghalde wurde 2010 in Massivbauweise auf ein nach Süden ausgerichtetes Hanggrundstück gebaut. Das Einfamilienhaus verfügt über eine Wohnfläche von 260 m². Die Architekten Berschneider + Berschneider gestalteten den gestaffelten Baukörper nach energetischen Aspekten: Der kompakte Baukörper mit der hochwärmegedämmten Gebäudehülle schiebt sein etwas vorgezogenes Erdgeschoss mit der Wohnebene über den darunterliegenden Wohnbereich. Die Auskragung spendet Schatten, wenn die Sonne im Sommer hoch steht, und lässt im Winter die
tiefstehende Sonne hinein. Das schräg geneigte Dach folgt der Hangneigung und ist optimal ausgerichtet für die Nutzung der
Sonnenenergie durch eine Photovoltaikanlage kombiniert mit
Solarthermie. Architektur und Innenarchitektur gehen bei dem Wohnhaus Hand in Hand. Berschneider + Berschneider gestalteten mit reduzierter Material- und Farbpalette.
Bauherr Prof. Dr.-Ing. Norbert Fisch zeichnet mit seinem Ingenieurbüro EGS-plan für das Energiekonzept verantwortlich. Das Haus verfügt über eine kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung, sodass es kaum Wärmeverluste gibt. Die Außenluft wird durch
einen 50 m langen Erdreich-Wärmetauscher vortemperiert, bevor sie ins Haus gelangt. Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe steuert den Heizwärmebedarf und nutzt drei Erdsonden als Wärmequelle. Die Warmwasserbereitung wird durch Solarthermie unterstützt,
die Kollektorfläche misst 7 m². Für die Stromgewinnung sorgt eine Photovoltaikanlage auf dem Dach mit 15 kWp. Der Stromverbrauch wird durch ein intelligentes Stromlastmanagement gesteuert, das
eigens für das Projekt entwickelt wurde und mit dem ein hoher Eigenstrom-Nutzungsanteil gesichert wird. Die Betriebsfunktionen des Gebäudes werden außerdem durch eine Gebäudeleittechnik
unterstützt. Eventuelle Stromüberschüsse können in zwei Batterien
mit 7 und 20 kWh gespeichert und von den Elektrofahrzeugen
der Bewohner genutzt werden. Die Prognose sah vor, dass rund 15 000 km im Jahr mit selbst produziertem Strom gefahren werden können. Im Monitoring wurden in beiden Jahren Energieüberschüsse ermittelt. Der erzielte jährliche Energieüberschuss beträgt seit der Inbetriebnahme in 2011 im Mittel rund 44 % bezogen auf den Jahresstromverbrauch von ca. 10 800 kWh/a.
Was bedeuten die Monitoringergebnisse für zukünftige Projekte? Wir fragten den Architekten Johannes Berschneider und Prof. Dr.-Ing. Norbert Fisch nach ihren Erfahrungen mit dem
Projekt.
„Auch nach 5 Jahren ist das Gebäude für mich immer noch ein zukunftsweisendes Gesamtpaket aus Architektur und Technik. Es hat sich bestätigt, wie wichtig unsere Arbeitsweise ist, alle beteiligten Disziplinen von Anfang an ins Boot zu holen, auch wenn es sich „nur“ um ein Wohnhaus handelt. Die spannende Herausforderung für alle Beteiligten lag eben genau darin. Nur beim Miteinander von Anfang an kommt am Ende ein stimmiges, harmonisches Ganzes heraus.“ Johannes Berschneider, BERSCHNEIDER + BERSCHNEIDER GMBH ARCHITEKTEN BDA + INNENARCHITEKTEN, Pilsach/Neumarkt
Architekt Johannes Berschneider über das Projekt Wohnhaus Berghalde
„Das Wohnhaus war auch für uns als Architekten eine Art Forschungsprojekt. Auch nach 5 Jahren ist das Gebäude für mich immer noch ein zukunftsweisendes Gesamtpaket aus Architektur und Technik. Es hat sich bestätigt, wie wichtig unsere Arbeitsweise ist, alle beteiligten Disziplinen von Anfang an ins Boot zu holen, auch wenn es sich „nur“ um ein Wohnhaus handelt. Die spannende Herausforderung für alle Beteiligten lag eben genau darin. Nur beim Miteinander von Anfang an kommt am Ende ein stimmiges, harmonisches Ganzes heraus. Architektur, Innenarchitektur und zukunftsweisende Haustechnik aus einem Guss.Im gebauten Alltag ist es leider oft anders. Da werden Häuser geplant, oft auch schon mit dem Bau begonnen und dann wird erst die Frage nach Haustechnik und Energie gestellt. Dann wird oft ohne Rücksicht auf die Architektur die Technik aufgepfropft. Die Energiebilanz mag dann zwar herausragend sein, der Beitrag für Architektur und Baukultur ist es dann aber oft leider nicht.
Gerade das gemeinsame Planen vom Entwurf an ist für alle Beteiligten sicher eine Herausforderung, läuft nicht immer eine harte Diskussionen und Reibereien. Aber das bringt am Ende eben die guten Lösungen. Die Energietechnik setzt Rahmenbedingungen, die der Architekt in Gebäudeform und Grundrisse übersetzt und einbringt. Die Architektur bringt Möglichkeiten, auch teilweise auf Technik verzichten zu können. So einen gelungenen Planungsprozess, bei dem sich alle Disziplinen gegenseitig befruchten und inspirieren, konnten wir bei diesem Projekt erleben und mit gestalten.
Das Wohnhaus in Warmbronn ist auch aus heutiger Sicht noch eine High-End Lösung. Heute ein großes Thema, waren Elektro-Mobilität und die intelligente Steuerung von Licht, Heizung, Sonnenschutz und Stromverbrauch schon damals eingebundene Faktoren in das Energiekonzept des Wohnhauses. Vorausschauend ist für mich nach wie vor auch das umgesetzte Konzept des nahezu autarken Wohnens. Die selbst erzeugte Energie kann soweit wie möglich direkt im Haus genutzt werden: für Heizung, Licht, Lüftung und eben auch das Auto. Die Erfahrungen, das Wissen und Bausteine aus dem erarbeiteten Konzept können wir in anderen Projekten einsetzen, die Planungsprozesse in andere Bauaufgaben übersetzen. Die Denkansätze, die gemeinsame Suche nach Synergie Effekten aus Technik und Architektur, sind für uns nach wie vor Ansporn und Ehrgeiz bei allen unseren Projekten von der ersten Skizze an eine ganzheitliche Lösung für die jeweilige Bauaufgabe zu finden.“
„Lediglich 30 % des Stroms waren für die Beheizung und Warmwasserbereitung erforderlich, der überwiegende Teil jedoch wird durch Haushaltsgeräte, Beleuchtung, Gebäudeautomation und Elektromobilität verbraucht. Diese Erkenntnis ist im Kontext der weiteren EnEV-Verschärfung von besonderem Interesse, da es bei der EnEV lediglich um die Begrenzung des 30 %-Anteils geht. Im Kontext der CO2-Emissionen von Neubauten ist jedoch der in Zukunft weiter zunehmende Stromverbrauch durch Haushaltsgeräte dominant.“ Univ. Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch, EGS-Plan GmbH, Stuttgart und Department Architektur TU Braunschweig
Prof. Fisch zur Bewertung der Ergebnisse
„Die Ergebnisse des wissenschaftlichen Begleitprogramms bestätigen die in der Planung gesteckten Ziele zu 100 %. Der angestrebte EnergiePLUS-Standard wurde bestätigt. Lediglich 30 % des Stroms waren für die Beheizung und Warmwasserbereitung erforderlich, der überwiegende Teil jedoch wird durch Haushaltsgeräte, Beleuchtung, Gebäudeautomation und Elektromobilität verbraucht. Diese Erkenntnis ist im Kontext der weiteren EnEV-Verschärfung von besonderem Interesse, da es bei der EnEV lediglich um die Begrenzung des 30 %-Anteils geht. Im Kontext der CO2-Emissionen von Neubauten ist jedoch der in Zukunft weiter zunehmende Stromverbrauch durch Haushaltsgeräte dominant. Bemerkenswert war auch der relativ hohe Anteil der MSR- und Gebäudeleittechnik von 10% am Stromverbrauch, was z. T. durch die installierten Mess- und Zähleinrichtungen für das Monitoring verursacht wird.
Der sehr geringe Energiebedarf zur Raumheizung ist u.a. auf die im Rahmen des Monitoring erfolgte Optimierung des Wärmepumpensystems zurückzuführen, die Jahres-Arbeitszahl konnte von ca. 3 auf 4,8 gesteigert werden. Der Eigenstrom-Nutzungsanteil, d. h. der von der PV-Anlage gelieferte und im Haus direkt verbrauchte Strom, konnte von 20% auf 30% verbessert werden. Der solare Deckungsanteil, d. h. der Anteil des PV-Stroms am Stromverbrauch, konnte durch das begleitende Monitoring und den daraus abgeleiteten Optimierungen sogar auf über 40% erhöht werden. Beide Anteile sollen im laufenden Begleitprogramm, gefördert durch das BMVBS, durch die Einbindung von Batterien (10 und 20 kWh), eine Vergrößerung des Wärmespeicher-Volumens und die Einführung eines Stromlast-Managements gesteigert werden.
Die Erfahrungen mit dem Betrieb der Gesamtanlage sind rundherum positiv. Die geringen Temperaturen der Fußbodenheizung reduzieren den Strombedarf der Wärmepumpe (steigert die Jahresarbeitszahl) und führen zu einem „Selbst-Regeleffekt“, der die Nachteile der Flächenheizung (Überwärmung an sonnigen Wintertagen, träges Verhalten) erheblich reduziert. Der thermische Komfort im Gebäude wurde während der verschiedenen Jahreszeiten durch ein Spot-Monitoring, kombiniert mit einer Nutzerbefragung, untersucht. Die Mess-Ergebnisse belegen das hervorragende Raumklima im Gebäude und die hohe Nutzer-Zufriedenheit.
Alles in allem kann man festhalten: Das technische Konzept im Stromhaus „Berghalde“ wurde durch das wissenschaftliche Begleitprogramm voll bestätigt und lässt sich eins zu eins auf andere Wohngebäude übertragen.“
