Modellprojekt

Leben im Wunderwerk der Technik

"Wir wollen versuchen, in den kommenden Monaten so energieoptimiert zu leben wie möglich." Jörg Welke hat sich ein paar Tage nachdem seine Familie Anfang März in das Effizienzhaus Plus eingezogen ist. schnell eingelebt. Kein Wunder: Auch sonst lebt Welke mit Ehefrau Simone Wiechers und den beiden Kindern Freyja und Lenz sehr umweltfreundlich.

So fährt die Familie privat etwa E-Auto und achtet auf ihren Stromverbrauch. Lebt die Familie sonst in Prenzlauer Berg, so hat sie für die kommenden 15 Monate nun ihr Domizil gewechselt - und zwar nach Charlottenburg in ein Haus der Superlative, das "Effizienzhaus Plus mit Elektromobilität" des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung.

Es ist ein Modellprojekt, das gleichzeitig Energieeffizienz mit Elektromobilität kombiniert. So ist vom Haus produzierte Energie für die Elektromobile der Bewohner nutzbar. Damit ist es Teil der ehrgeizigen Pläne der Bundesregierung, dass neu gebaute Gebäude ab 2019 klimaneutral sein sollen. Die Familie hatte bei einem Wettbewerb des Bundesministeriums, das Testbewohner suchte, gewonnen.

Nachhaltiger Klimaschutz

Dass ein solches Projekt nun auf seine Alltagstauglichkeit getestet werden soll, gehört zur aktuellen Energiewende: Der Gebäudesektor verfügt über eines der größten Entwicklungspotenziale für nachhaltiges Wirtschaften und Klimaschutz. Häuser sollen also Energie erwirtschaften, was die Testfamilie ausprobieren soll.

Diverse Forschungseinrichtungen haben Messreihen und Untersuchungen am Gebäude gestartet. So wird ein Energiemonitoring durch das Fraunhofer-Institut für Bauphysik Stuttgart durchgeführt. Synergien zwischen Gebäude und Verkehr sollen auf Nachhaltigkeit, Alltagstauglichkeit und Marktfähigkeit erforscht werden. Das Modell will beweisen, dass bereits heute eine komplette erneuerbare Energieversorgung in zwei entscheidenden Lebensbereichen funktionieren kann. Das Haus ist dafür mit Photovoltaik- und moderner Energietechnik ausgerüstet. Das Gebäude soll so den Schritt vom Null-Energiehaus zum Plus-Energiehaus bewältigen. Obwohl das Testhaus ausreichend Energie produziert, um Warmwasser, Heizung, den Betrieb elektrischer Geräte und den Antrieb der Elektrofahrzeuge zu ermöglichen, ist es dennoch an das öffentliche Stromnetz angeschlossen, wird also nicht autark betrieben und kann seinen Energieüberschuss abgeben.

Das Haus mit 136 Quadratmeter Wohnfläche wurde 2010 nach einem Wettbewerb durch das Institut für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren der Universität Stuttgart entworfen. Es handelt sich um einen zweigeschossigen, nicht unterkellerten Bau in Holztafelbauweise mit einem vorgelagerten zweigeschossigen Schaufenster, hinter dem sich der Park- und Ladeplatz für die Elektrofahrzeuge befindet. Dieses Schaufenster verfügt zudem über Monitore und Displays, die nicht nur der Familie selbst, sondern auch Passanten die Energiebilanz des Gebäudes aufschlüsseln.

Die Gebäudehülle hat Dämmungswerte, wie sie für Passivhäuser vorgeschrieben ist. Die Außenwände wurden mit Holzfaserdämmung versehen und hinterlüftet. Die Fassadenoberfläche an der Süd-West-Seite besteht aus Dünnschicht-Photovoltaik-Modulen, auf der gegenüber liegenden Seite aus schwarzen Glastafeln. Die großen Fensterfronten bestehen aus Dreifach-Isolierglas mit Edelgasfüllung. Dank der Isolierung der Hülle und optimierter Technik werden Wärmeverluste, wie sie bei herkömmlichen Bauweisen in erheblichem Umfang entstehen, minimiert. Als Energie-Zwischenspeicher dient eine 40 kWh-Lithium-Ionen-Batterie, die aus alten Fahrzeugbatterien zusammengesetzt wurde. Diese nicht mehr brauchbaren Fahrzeugbatterien sind noch jahrelang als stationäre Speicher tauglich.

Mit Hilfe von Photovoltaik gewonnene Energie wird unter anderem eingesetzt, um eine Luft-Wasser-Wärmepumpe anzutreiben - die zweite Energiequelle des Hauses. Sie kann aus der Außenluft Wärme für die Zentralheizung erzeugen. Die Wärmeabgabe erfolgt wiederum über die mechanische Belüftung und eine Fußbodenheizung.

Auf den Einsatz von Kühlung für heiße Sommermonate verzichteten die Planer hingegen: Außen liegende, steuerbare Verschattungselemente sollen ein Überhitzen verhindern. Mehr noch: Die komplette Haustechnik ist im so genannten Energiekern im Zentrum des Hauses gebündelt. Dieser ist aus Glas und damit Bestandteil des Informationskonzeptes. Technik soll für alle Besucher sichtbar und nachvollziehbar werden. Zudem bewirkt die Bündelung der Gebäudetechnik, dass Leitungswege und Luftkanäle so kurz wie möglich gehalten werden können. Außerdem wurden sie einer Wärmedämmung unterzogen, um Verteilverluste auf ein Minimum zu senken.

Steuerung per Smartphone

Durch überwiegenden Eigenverbrauch der selbst erzeugten Energie soll das System dafür sorgen, dass möglichst wenig Strom aus dem Netz nachgefragt werden muss. Hierzu ist das System in der Lage, anhand von Wetterprognosen die von der Photovoltaik-Anlage erzeugte Energie und den Wärmebedarf des Gebäudes vorherzusagen.

Die vielfältige Technik kann durch die Bewohner über zwei Touchpanels sowie über Smartphones eingesehen und gesteuert werden. So können sie vorgeben, wann sie die Fahrzeuge nutzen und welche Strecken sie fahren wollen. Ein Regelungssystem ermittelt eine optimale Ladestrategie für die Elektroautos. Die Pufferbatterie erlaubt es, die Fahrzeuge auch nachts aufzuladen, wenn keine Sonnenenergie zur Verfügung steht. Eine Säule mit Anschluss für die Schnellladung verkürzt die Zeiten durch den Einsatz hoher Stromstärken für 100 Kilometer Reichweite auf 30 Minuten. Das reicht in Berlin für die meisten Fahrten. Andererseits kann die Ladung der Fahrzeuge induktiv, ganz ohne Kabel erfolgen. Hierbei wird der Ladestrom kontaktlos über ein elektromagnetisches Feld von einer Spule im Parkplatz auf eine Spule im Fahrzeugboden übertragen.

Aber auch sozialwissenschaftliche Gesichtspunkte werden Gegenstand der Untersuchungen sein, hinsichtlich der Schnittstellen zwischen Mensch und Technik, der Akzeptanz und Anwendung neuer Technologien, der Nutzung intelligenter Netze zur Bedienung des Gebäudes und der Elektromobilität.