02 Haus der Zukunft

„Haus der Zukunft“ ist ein umfangreiches Programm, das eine breite Vielfalt von Aspekten des ressourcenschonenden energieeffizienten Bauens abdeckt: Niedrigenergiehaus, Passivhaus, Nullenergiehaus und Plusenergiehaus. Mittels optimaler Ausrichtung des Gebäudes zur Sonne, lückenloser Wärmedämmung und dichter Gebäudehülle wird der Energieaufwand zur Erzeugung von Raumwärme und Kühlung reduziert. Durch Belüftung mit integrierter Wärmerückgewinnung kann die Effizienz von Gebäuden immens erhöht werden. Der Rest benötigter Energie kann mithilfe von Sonnenkollektoren oder Photovoltaikanlagen gewonnen werden.

Die Radiosendung

Eine Sendung von Alexander Chladek, Michael Hagn, Christa Reitermayr und Bernd Schweeger.

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>>Hintergrundinformation zum Thema Haus der Zukunft >>Interviewpartner_innen in dieser Sendung

Hintergrundinformation

Im Rahmen des seit dem Jahr 2000 laufenden Forschungs- und Entwicklungsprogramms „Haus der Zukunft“ (Programmträger ist das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie; für die Programmabwicklung zuständig: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft) wurden zahlreiche Aktivitäten im Bereich des ressourcenschonenden energieeffizienten Bauens gesetzt. Mehr als 200 Projekte mit verschiedenen Schwerpunkten (von der Grundlagenforschung über die konkrete Umsetzung bis zum Transfer der Ergebnisse) wurden gefördert, mehr als 20 Demonstrationsgebäude entweder neu gebaut oder saniert.

Trotz dieser umfangreichen Aktivitäten ist der Kenntnisstand innerhalb der allgemeinen Bevölkerung, über das Programm „Haus der Zukunft“ eher gering. Diesem Manko soll hiermit entgegengetreten werden.

„Haus der Zukunft“ ist ein sehr umfangreiches Programm, das eine breite Vielfalt von Aspekten des ressourcenschonenden energieeffizienten Bauens abdeckt.

Grundsätzliches zu Solararchitektur

Nachdem das Programm „Haus der Zukunft“ zum einen Teil auf Solararchitektur aufbaut, soll hier zuerst dazu ein Überblick gegeben werden.

Ziel der Solararchitektur ist es, den Energieaufwand zur Erzeugung von Raumwärme und Kühlung so weit wie möglich zu reduzieren. Dabei wird versucht, die solaren Wärmegewinne durch eine optimale Ausrichtung und Orientierung des Gebäudes zu maximieren und die Wärmeverluste durch eine lückenlose Wärmedämmung und eine dichte Gebäudehülle zu minimieren. In den Sommermonaten sind Maßnahmen zur Verschattung (siehe auch Abb.1) unbedingt vorzusehen. In Ländern mit heißem Klima ist die Solararchitektur auch bedeutsam, jedoch geht es dort darum, den solaren Wärmeeintrag zu minimieren und sämtliche physikalischen Prinzipien zur natürlichen Kühlung der Gebäude auszunutzen.

Zusätzlich zu den passiven baulichen Gestaltungsprinzipien kann durch moderne Gebäudetechnik der Wärmegewinn noch gesteigert bzw. die Verluste vermindert werden. Durch Belüftung mit integrierter Wärmerückgewinnung kann die Effizienz von Gebäuden immens erhöht werden. Ebenso wird ein hoher Wert auf natürliche Belichtung gelegt.

Der Rest der benötigten Energie kann mithilfe von Sonnenkollektoren oder Photovoltaikanlagen gewonnen werden. Werden diese funktionell und richtig in das Gebäudekonzept eingeplant, sind die Mehrkosten gering und der daraus erzielte Ertrag erhöht sich.

Sonnenkollektoren und Photovoltaikanlagen können neben ihrer Produktionsfunktion weitere wichtige Gebäudefunktionen übernehmen wie Witterungsschutz, Verschattung, Licht, Dacheindeckung, Fassadenverkleidung, Wärmedämmung oder Sichtschutz. So können Sonnenkollektoren z.B. einen Teil oder sogar die ganze Dachhaut ersetzen und Photovoltaikanlagen als Vordächer oder Verschattungselemente dienen.

Je nach Planungs- und Ausführungsqualität können folgende Energiestandards unterschieden werden: Niedrigenergiehaus, Passivhaus, Nullenergiehaus und Plusenergiehaus (siehe auch Kasten weiter unten).

Prinzipien des passiven solaren Bauens:

  • Minimierung der Oberflächen (günstiges Fläche/Volumen - Verhältnis) – Siehe dazu Abbildung 3

  • Öffnung zur Sonne

  • Solare Zonierung – kühle Räume im Norden, warme im Süden

  • Selektive Verschattung, Schutz vor steiler Sommersonne

  • Nutzung von Speichermassen zum Temperaturausgleich

In der folgenden Abbildung sind diese Prinzipien dargestellt. Im Sommer wird durch Verschattungselemente verhindert, dass die Sonne ins Gebäudeinnere scheint um eine Überhitzung zu vermeiden. Während die Sonne jedoch in den Wintermonaten weit ins Gebäude vordringen kann und für einen entsprechenden solaren Wärmegewinn sorgt (Sonneneinfall im Sommer bekanntlich steiler als im Winter).

Abbildung 1: Beispiel Purkersdorf, Hiessbergergasse / Wintergasse, Architekturbüro Reinberg; Quelle: http://www.reinberg.net/architektur/186/plane (Stand: 15.01.2009)

Abbildung 1: Beispiel Purkersdorf, Hiessbergergasse / Wintergasse, Architekturbüro Reinberg; Quelle: http://www.reinberg.net/architektur/186/plane (Stand: 15.01.2009)

Um auch im Winter den solaren Ertrag zu ermöglichen, ist eine abgestimmte Bebauungsplanung notwendig. Durch die Abstimmung von Ausrichtung, Gebäudeabständen und Gebäudehöhen kann verhindert werden, dass sich einzelne Gebäude gegenseitig beschatten. Auch die Dachform und deren Ausrichtung kann bei dichter Verbauung relevant sein, wie in Abbildung 2 im unteren Teil erkennbar ist.

Abbildung 2: Beispiel Salzburg Gneis Moos, Architekturbüro Reinberg; Quelle: REINBERG 2008 S. 82 und http://www.reinberg.net/architektur/56/plane (Stand: 15.01.2009)

Abbildung 2: Beispiel Salzburg Gneis Moos, Architekturbüro Reinberg; Quelle: REINBERG 2008 S. 82 und http://www.reinberg.net/architektur/56/plane (Stand: 15.01.2009)

Die folgende Abbildung zeigt den unterschiedlichen Wärmebedarf bei verschiedenen Oberflächen, aber gleichem Volumen. Durch Bebauungsvorgaben kann eine kompakte Verbauung gefordert werden.

Abbildung 3: Veränderungen des Wärmebedarfs eines Gebäudes bei verschiedenen Oberflächen, aber unverändertem Volumen; Quelle: SCHITTICH 2003 S. 18, Eigene Darstellung

Abbildung 3: Veränderungen des Wärmebedarfs eines Gebäudes bei verschiedenen Oberflächen, aber unverändertem Volumen; Quelle: SCHITTICH 2003 S. 18, Eigene Darstellung

Die Mehrkosten für Bauten, die nach den Solararchitekturprinzipien gebaut werden, betragen in etwa 10 %. Durch Förderungen (z.B.: gezielte Wohnbauförderung) können diese Mehrkosten abgemindert werden, bzw. ist in Zukunft durch die aufkommende Serienproduktion und die Einführung von Systemlösungen eine erhebliche Reduktion der Kosten zu erwarten.

Umweltauswirkungen und Flächenbedarf

Als Grundprinzip soll dabei gelten, dass möglichst viele und große Flächen der Fassade und Dachflächen zur Sonne, also vorrangig nach Süden, aber auch Osten und Westen, orientiert sind, und möglichst unverschattet bleiben. Die zur Sonne orientierten Flächen sollen ein möglichst optimales Verhältnis zum Volumen erreichen. Anders definiert kann gefordert werden, dass die Gebäudeerschließung, Gebäudeorientierung, Gebäudehöhe und Grundrisse so gestaltet werden müssen, dass bei Neubauten und möglichen Sanierungsmaßnahmen ein „Recht auf Sonne“ zum zentralen Planungskriterium wird.

Der daraus resultierende Flächenbedarf hängt vom gewollten solaren Energiegewinn, der beabsichtigten Gebäudenutzung und der Qualität der architektonischen Konstruktion ab. Beispiele dafür sind: Wird in einer Siedlung eine vollständig solare Wärmebereitstellung angestrebt, so muss darauf geachtet werden, dass alle Gebäude und Gebäudeteile unverschattet bleiben, mit den entsprechenden Auswirkungen auf den Bebauungsplan. Wird jedoch eine Bürohausanlage geplant, so kann der solaren Stromgewinnung vor der solaren Wärmegewinnung der Vorzug gegeben werden, wodurch andere Ausrichtungen und Abstände der Gebäude möglich und notwendig werden.

Die Auswirkungen auf die Umwelt können verglichen mit herkömmlicher Architektur als durchwegs positiv angesehen werden. Da der Energiebedarf für die Raumwärme drastisch gesenkt werden kann, reduzieren sich dadurch auch die damit verbundenen Emissionen. Der Mehraufwand ist im Verhältnis zum Nutzen, aufgrund der hohen erwartbaren Erträge, sowohl in finanzieller wie materieller („graue Energie“) Hinsicht gering.

Für die Betrachtung allgemeiner Implikationen bei der Anwendung von Solararchitektur im bestehenden System, siehe Kapitel „Überlegungen zur Anwendung“.

Erläuterungen zu Programm „Haus der Zukunft“

Das “Haus der Zukunft” baut auf den beiden wichtigsten Entwicklungen im Bereich des solaren und energieeffizienten Bauens auf - der solaren Niedrigenergiebauweise und der Passivhausbauweise (siehe oben).

Passivhaus: Haus, dessen Energiebedarf für Beheizung (bzw. dessen Heizwärmebedarf) derart stark reduziert ist, dass ein konventionelles Heizsystem nicht notwendig bzw. die Beheizung allein über die (erwärmte) Zuluft möglich ist (die Zuluftmenge orientiert sich am hygienisch erforderlichen Mindestluftwechsel). Passivhäuser weisen einen exzellenten Wärmeschutz (sehr dicke Wärmedämmung, Passivhausfenster, wärmebrückenfreie und luftdichte Bauweise) auf. Weiters zählt eine Lüftungsanlage (mit Wärmerückgewinnung, auch als „Komfortlüftung“ bezeichnet) zur Standardausstattung. Die Beheizung erfolgt entweder nur über die Zuluft oder ein deutlich reduziertes, von der Lüftung getrenntes Heizsystem. Genaue Kriterien für Passivhäuser sind vom Passivhaus-Institut (www.passivehouse.com) festgelegt.

Niedrigenergiehaus: Haus mit im Vergleich zu einem konventionellen Haus deutlich reduziertem Energiebedarf für Beheizung. Im Gegensatz zum Passivhaus nicht derart genau definiert, auch nähert sich der konventionelle Neubaustandard der Niedrigenergiebauweise an (bzw. wird mit dieser zunehmend deckungsgleich). Die konsequente Weiterentwicklung des Niedrigenergiehaus-Standards führte zum Passivhaus. Häuser, deren Kennwerte nahe beim Passivhausstandard liegen, werden auch als Niedrigstenergie- oder Fast-Passivhäuser bezeichnet.

Für das Programm “Haus der Zukunft” sollen diese “energiezentrierten” Innovationen um ökologische, ökonomische und soziale Anforderungen erweitert werden.

Unter “Haus der Zukunft” sind Neubauten und sanierte Altbauten zu verstehen, die im Vergleich zur derzeitigen Bau- und Sanierungspraxis in Österreich folgende Kriterien erfüllen:

  • erhöhte Energieeffizienz hinsichtlich des gesamten Lebenszyklus
  • verstärkter Einsatz erneuerbarer Energieträger, insbesondere Solarenergie
  • erhöhte Nutzung nachwachsender Rohstoffe und effizienter Materialeinsatz
  • vermehrte Berücksichtigung von Service- und Nutzungsaspekten für die BenutzerInnen von Wohn- und Bürogebäuden
  • vergleichbare Kosten gemessen an herkömmlichen Bauweisen

Beispiele konkreter Gebäude, die im Rahmen des Programmes gebaut wurden:
  • StudentInnenheim (in Passivhausbauweise) Molkereistraße, Wien
  • S-House (Passiv-Bürohaus, in Strohballenbauweise errichtet) in Böheimkirchen
  • Lehm-Passiv-Bürohaus in Tattendorf
  • Bürohaus SOL4 Eichkogel

Überlegungen zur Anwendung

Im Programm „Haus der Zukunft“ spielt eine gesamthafte Betrachtungsweise der Frage von Verbesserungen im Hausbau eine zentrale Rolle, weshalb, wie beschrieben, nicht nur auf die Solararchitektur als Lösungsansatz fokussiert wird, sondern auch andere Parameter in Betracht gezogen werden.

Hier wird nochmals gesondert auf die Wichtigkeit einer systemischen ökologischen Sicht auf den Bau von Passiv- oder Niedrigenergiehäusern hingewiesen, um zu verdeutlichen, dass auch der Einsatz dieser prinzipiell zu befürwortenden Technologien im Einzelfall auf seine Sinnhaftigkeit hinterfragt werden muss.

Die Einsparung an Energieverbrauch im „laufenden Betrieb“ eines Niedrig- oder Passivenergiehauses ist selbstredend an und für sich sehr begrüßenswert (sowohl aus ökologischer, wie auch aus langfristig finanzieller Sicht). Jedoch ist freilich zu beachten, dass prinzipiell für den Hausbau Energie zuerst einmal aufgebracht werden muss – z.B. für die Herstellung und den Transport der Baustoffe. Bei Verwendung von Solartechnologie, vor allem bei Anwendung von Photovoltaik, werden zu deren Herstellung natürlich auch Elemente gebraucht, die grundsätzlich nicht endlos verfügbar sind und deren Gewinnung auch Energie braucht. Hier wie auch sonst immer bei der Verwendung nicht erneuerbarer Stoffe gilt also, dass kein unendliches Wachstum denkbar ist (zur Problematik der Endlichkeit von Grundstoffen, siehe auch Text zu Sendung über Peak Oil / Peak Everything) und die vorhandenen Ressourcen also mit Bedacht eingesetzt werden wollen. Daher ist es in erster Linie immer wichtig zu bedenken, ob ein neues Haus grundsätzlich nötig ist. Ein Umbau im Rahmen der gegebenen Möglichkeiten, ist häufig energie- und ressourcenschonender. So ist es durchaus angebracht, zu überlegen, ob nicht einfach die weitere Nutzung eines schon einmal vorhandenen Objektes ökologisch sinnhafter ist, als Investitionen in Neu- oder sogar Umbau. „Zu-Ende-Nutzen“ von Produkten und Objekten geht aus ökologischer Sicht oft vor Neuanschaffung, Reparatur vor Neukauf.

Wenn nun aber ohnehin der Neubau eines Hauses geplant wird, ist natürlich aus Sicht eines möglichst geringen späteren Energieverbrauches die Ausführung in Passiv- oder zumindest Niedrigenergiebauweise einer konventionellen Bauweise vorzuziehen. Hierbei ist allerdings von zentraler Bedeutung, wo dieser Neubau geplant wird – und zwar nicht nur in der oben schon beschriebenen Ausrichtung des Hauses zum Sonnenstand. Es ist für den in Zukunft für die BewohnerInnen des Hauses nötigen möglichst geringen Energieverbrauch essentiell, dass Infrastruktur in Form von Einkaufsmöglichkeiten, öffentlichen Verkehrsmitteln, Kinderbetreuungseinrichtungen und was sonst so gebraucht wird, sich in der Nähe des geplanten Hauses befinden. Es geht also darum, nicht „auf der grünen Wiese“ zu bauen, denn das erhöht die Notwendigkeit von weiteren Wegen z.B. zum Beruf oder Einkauf, wobei wieder mehr Energieeinsatz nötig wird, den man gerade durch die Entscheidung für den Bau eines Passivhauses einsparen wollte. Klarerweise ist hier also nicht nur jede/r potentielle HäuslbauerIn aufgefordert, sich genau zu überlegen, wo gebaut wird, sondern auch die Politik ist am Zug, endlich einer Raumplanung, die Rücksicht auf möglichst geringe Notwendigkeit von weiteren Wegen zu alltäglichen Verrichtungen nimmt, den Vorzug einzuräumen.

Hinweis: Im Programm „Haus der Zukunft“ werden daher unter Bedachtnahme auf Landschaftszersiedelung, Flächenverbrauch und Mobilitätsbedarf im Bereich des Neubaus Mehrfamilienhäuser, Büro- und sonstiger Nutzbau berücksichtigt. Unter dem Aspekt der Ressourcenschonung wird der Althaussanierung in allen Gebäudekategorien besonderes Augenmerk geschenkt (siehe www.hausderzukunft.at).

Literatur

Broschüren auf der Homepage „Haus der Zukunft“:

http://www.hausderzukunft.at/publikationen/broschueren.htm

z.B. Broschüre „Aktuelle Ergebnisse Haus der Zukunft“: http://www.hausderzukunft.at/hdz_pdf/brochuere_ergebnisse_hdz_07.pdf

es gibt auch Filme, die bestellt werden können:

- Film DVD “S-HOUSE - Schiestlhaus - Lust auf Lehm” (http://www.hausderzukunft.at/publikationen/view.html/id571)

- Film DVD “Bauen mit Hausverstand - Das Haus der Zukunft”

http://www.hausderzukunft.at/publikationen/view.html/id445

  • HANUS, Christian (2007): Bauen mit Solarenergie. wegweisende Wohnbauten ; heutige Rahmenbedingungen ; Entwicklungstendenzen. Zürich: vdf Hochsch.-Verl. an der ETH.

  • HASELHUHN, Ralf (2006): Photovoltaik. Gebäude liefern Strom (5., vollst. überarb. Aufl.). - Karlsruhe: Fachinformationszentrum Karlsruhe (BINE-Informationsdienst).

  • KNOLL, Michael (1992): Solar-City. Sonnenenergie für die lebenswerte Stadt. (Zukunftsstudien, Band 5). - Weinheim u.a.: Beltz

  • REINBERG, Georg W.; BOECKL, Matthias (2008): Reinberg. Ökologische Architektur ; Entwurf, Planung, Ausführung. - Wien: Springer

  • SCHITTICH, Christian (2003): Im Detail: Solares Bauen. Strategien, Visionen, Konzepte. - Basel: Birkhäuser (Im Detail)

Weblinks

www.hausderzukunft.at (aufgerufen am 12.01.2010)

(siehe auch Links unter „Literatur“)

www.passivehouse.com (aufgerufen am 12.01.2010)

http://www.reinberg.net/ (aufgerufen am 15.01.2009)>

Fußnoten

Vgl. HASELHUHN 2006 S. 7

Vgl. SCHITTICH 2003 S. 14

Vgl. HANUS 2007 S. 123

Vgl. SCHNEIDER 1996 S. 152f

Vgl. KNOLL 1992 S. 26

eine der Leitlinien der nachhaltigen Technologieentwicklung ist das Prinzip der Dienstleistungs-, Service- und Nutzenorientierung: in einer nachhaltig zukunftsverträglichen Wirtschaft ist die Bereitstellung von Energie, von Gütern und Produkten nicht primär von reinen Versorgungsüberlegungen geprägt, sondern konzentriert sich zunächst auf die mit Energie, Gütern und Produkten zu erfüllenden Funktionen bzw. Dienst- oder Serviceleistungen. Beispiel: Bereitstellung von Wohlfühltemperatur ist Ziel, nicht Einleitung einer Heizung.

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Interviewpartner_innen aus der Sendung

Frau Mag. Renate Brandner-Weiß, Wien/Grünberg b. Horn, , Beraterin/Betriebswirtin und Umweltökonomin; Mitinitiatorin des Waldviertler Energiestammtisches, Geschäftsführerin der Energieagentur der Regionen, renate.brandner-weiss@wvnet.at, http://kunden.wvnet.at/energieagentur/

Ing. Siegfried Melcher, Energie Consulting Baden, selbständiger Berater, spezialisiert auf kommunale Energiekonzepte und Energieoptimierung in Betrieben, Melcher@Ingenieurbuero-Baden.at, www.Ingenieurbuero-Baden.at

Alfred Stachelberger, Bürgermeister St. Andrä-Wördern, SP, hat aus der Klimabündnisgemeinde St. Andrä-Wördern eine Vorzeigegemeinde in Punkto ökologisches Wohnen und nachhaltiger Energieversorgung gemacht. Alfred.Stachelberger@staw.at, http://www.staw.at.

Architekt Dipl.Ing.Fh Thomas Abendroth Staatlich befugter und beeideter Ziviltechniker, 1060 Wien, Linke Wienzeile 178 / Stiege 2 / 5.Stock /109b, Tel: 0043-1-952 12 62, Fax: 0043-1-952 12 62 9, Mobil: 0043-676-550 96 97, E-Mail: architekt@abendroth.at

Günther Nussbaum-Sekora, Wien Bau-Sachverständiger nach EN ISO/IEC 17024 zert. Luftdichtheitsprüfer, Gebäudethermograf Gebäudeabdichtungen, Spengler und Dachdeckerarbeiten hat eine Dachboden nach den Grundlagen der Passivhaus-Technologie ausgebaut. bauherrenhilfe@gesetz.at

Harald Winter, Gerasdorf hat ein Haus aus den 60er Jahren erworben und dieses so energieeffizient als möglich - vor allem hinsichtlich der Wärmedämmung- umgebaut. mehrgelb@yahoo.de