Stuttgarter Umland: Effizienzhaus-Plus durch Solarenergie
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Im Rahmen des Forschungsprojekts „Betriebsstrategien für EnergiePLUS-Gebäude am Beispiel der Berghalde“ des Instituts für Gebäude- und Solartechnik (IGS) der TU Braunschweig wurde das Effizienzhaus-Plus in Leonberg-Warmbronn (nahe Stuttgart) über vier Jahre wissenschaftlich begleitet. Die vollständige Energieversorgung durch Solar und Erdwärme in Kombination mit hohen Wärmeschutzeigenschaften machen das Einfamilienhaus zum ganzheitlichen Modellhaus für zukunftsweisende Gebäudekonzepte.
Eine Säule des Energieeffizienzhaus-Plus sind die Wärmedämmeigenschaften der Gebäudehülle. Bei der Planung stand bereits die wärmebrückenreduzierte Bauweise im Vordergrund. Daraus resultierten Vorzeigewerte für die Dichtheit der Gebäudehülle und minimierte Wärmeverluste.
Die Dämmung am Dach besteht aus einer 22 cm dicken Mineralwolldämmung gepaart mit einer 5 cm Schicht extrudiertem Polystyrol-Hartschaum. Hier kann ein U-Wert von nur 0,12 W/m2K erreicht werden. Eine 20 cm Stahlbeton Konstruktion in Kombination mit einer 22 cm dicken Wärmedämmung bildet die Außenwand des Gebäudes mit U-Werten von 0,15 W/ m2K.
Dreifachverglaste Wärmschutzscheiben mit Wärmedurchgangskoeffizienten von 0,7 bis 0,8 W/m2K verhindern die potentiellen Schwachstellen im Fensterbereich. Die Fenster weisen g-Werte von 0,35 bis 0,50 auf.
Die gesamte Dachfläche des Gebäudes ist mit einer Photovoltaikanlage ausgestattet. Auf rund 120 m2 produziert die PV-Anlage mit installierter Leistung von 15 kWp durchschnittlich 15.000 kWh Strom pro Jahr. Das Dach ist mit einem 17° geneigten Pultdach nach Süden gerichtet. Mit der großflächigen Anlage können im Jahr je nach solarer Einstrahlung rund 6.947 kWh an Stromüberschuss produziert werden.
Um den Eigennutzungsanteil zu maximieren, speichern zwei Batterien mit 7 und 20 kWh Kapazität den erzeugten Sonnenstrom. Ein Elektroauto mit rund 10 kWh Li-Ion Akku ermöglicht eine zusätzliche Steigerung des Eigennutzungsanteils auf insgesamt 80 % im Winter und 20 % im Sommer.
Die Wärmeerzeugung im Gebäude basiert auf einer Wasser/Wasser Wärmepumpe mit 2,2 bis 3,5 kWel und bis zu 10 kWthermisch. Solarkollektoren auf einer Fläche von 7 m2 ergänzen die thermische Versorgung der rund 260 m2 Nettogrundfläche. Die durchschnittlich erzeugte Wärmeenergie im Jahr beträgt 13.755,5 kWh witterungsbereinigt, wobei 75 % der thermischen Energie durch die Wärmepumpe und 25 % durch die Solarthermie bereitgestellt werden.
Zur Nutzung der Erdwärme befinden sich drei Erdsonden mit einer Tiefe von jeweils 95 m im Erdreich. Diese ermöglichen in warmen Sommermonaten eine Kühlung der Räume über die flächendeckende Fußbodenheizung. Zur Unterstützung in der Warmwasserbereitung erweitert ein 825 Liter Pufferspeicher die Ausgangsleistung von Warmwasser und Trinkwarmwasser im Gebäude.
Eine flächendeckende Fußbodenheizung sowie zusätzliche Wandheizkörper in den zwei Bädern verteilen die erzeugte Wärme. Eine zentrale Lüftungsanlage mit max. 225 m3/h erhöht die Effizienz der eingesetzten Raumwärme im Gebäude. Der Rückgewinnungsgrad des zentralen Lüftungsgeräts trägt mit 90 % wesentlich zur Reduktion des Endenergiebedarfs im Gebäude bei.
Die Mehrkosten für das Effizienzhaus-Plus im Vergleich zu GEG-Standard-Gebäuden belaufen sich auf 27.000 € bis 59.000 € bei 100 bis 130 €/(m2 Wohnfläche). Die zusätzlichen Investitionen sollen durch die produzierten Stromüberschüsse und den effizienten Wärmeenergieeinsatz kompensiert werden. In dem Effizienzhaus-Plus können in der Betriebsphase jährlich rund 4,8 Tonnen CO2 eingespart werden.
| Steckbrief | |
|---|---|
| Projektnummer: 2702 | |
| Objekt: Freistehendes Einfamilienhaus | |
| Ort: Leonberg-Warmbronn | |
| Beteiligte Unternehmen: Berschneider & Berschneider Architekten, TU Braunschweig, Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS), EGS-plan, Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik | |
| Elektrische Leistung: 15,00 kW | |
| Größe/ Fläche Solarthermie-Anlage: 7,00 m2 | |
| Größe/ Fläche Photovoltaik-Anlage: 120,00 m2 | |
| Produzierte kWh thermisch pro Jahr: 13.755,50 kWh | |
| Produzierte kWh elektrisch pro Jahr: 15.000,00 kWh | |
| Eingesparte Tonnen CO2 pro Jahr: 4,80 | |
| Baujahr: 2010 | |
| Quelle: Effizienzhaus-Plus in Leonberg |
| Steckbrief | |
|---|---|
| Projektnummer: 2702 | |
| Objekt: Freistehendes Einfamilienhaus | |
| Ort: Leonberg-Warmbronn | |
| Beteiligte Unternehmen: Berschneider & Berschneider Architekten, TU Braunschweig, Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS), EGS-plan, Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik | |
| Elektrische Leistung: 15,00 kW | |
| Größe/ Fläche Solarthermie-Anlage: 7,00 m2 | |
| Größe/ Fläche Photovoltaik-Anlage: 120,00 m2 | |
| Produzierte kWh thermisch pro Jahr: 13.755,50 kWh | |
| Produzierte kWh elektrisch pro Jahr: 15.000,00 kWh | |
| Eingesparte Tonnen CO2 pro Jahr: 4,80 | |
| Baujahr: 2010 | |
| Quelle: Effizienzhaus-Plus in Leonberg |
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