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“active building” - So sieht die Zunkunft des Bauens aus...!
Die hier vorgestellte Solar Passivhaus Bauweise ist das Ergebnis einer Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu einem Bausystem, das ermöglicht, schnell und kostengünstig, Solar Passivhäuser zu errichten, mit einem besseren Primärenergiekennwert als im gegenwärtigen Passivhausstandard !
Diese Solar Passivhausgebäude sind in der Lage, einen bisher noch nicht erreichten Energieüberschuss über den Eigenbedarf hinaus zu produzieren, der in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. Diese Gewinne aus diesem Energieüberschuss sind in der Lage, die Baukosten eines Gebäudes mit zu refinanzieren. Die Einkünfte sind für die nächsten 20 Jahre staatlich garantiert. Desweiteren erhalten Neubauten mit Photovoltaikmodulen Förderungen der kfw-Bank, welche die Finanzierung ebenfalls erheblich unterstützt.
Kern der Entwicklung der Solar Passivhäuser ist der Einsatz von Bauelementen und Materialien, die zertifiziert auf dem Baumarkt existieren.
Kriterien für deren Einsatz sind Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Langzeiterfahrungen und Leistungsausführung.
Durch die Lastabtragung auf die Außenwände wird eine hohe Variabilität in der Grundrissgestaltung erreicht.
Die Solar Passivhäuser, mit einer Wohnfläche ab 76 m², sind horizontal und vertikal vollständig mit Photovoltaikmodulen besetzt. Diese ermöglichen eine Energieumwandlung von Sonnenenergie in elektrischer Energie.
Bei einem durchschnittlichen Eigenbedarf der Gebäude von ca. 5.000 kWh können die Überschüsse an öffentliche Energieträger verkauft werden.
Der Beitrag zur Verringerung der CO²-Emission pro Jahr und Haus sind ebenfalls erheblich und je nach Gebäudegröße selbstverständlich unterschiedlich hoch.
Das eingesetzte Be- und Entlüftungssystem schafft ein gesundes Raumklima innerhalb des Hauses und trägt zur Einsparung von Wärmeenergie bei.
Mit der Regenwasseraufbereitungsanlage, die dem neuesten Stand der Technik entspricht, sind diese Solar Passivhäuser nahezu „autarke“ technische Gebilde.
Im Übrigen lassen sich mit dieser ökologisch und ökonomisch unvergleichbar wertvollen Bauweise Wohnanlagen, z.B. für betreutes Altenwohnen, Ferienanlagen sowie Anlagen für studentisches Wohnen, Städte- und Kommunale Gebäude, Schulen und Kindergärten als städtebauliche Lösungen gestalten, die sich ähnlich „selbstversorgen“ und unschlagbar niedrige Nebenkosten als kostensparende Zugabe haben.
INNOVATION
Eine zentrale Forderung der Umweltkonferenz in Kopenhagen ist, den Temperaturanstieg der Erdatmosphäre bis 2020 auf 2° C zu begrenzen.
Expertenmeinungen gehen davon aus, dass dieses Ziel nur zu erreichen ist, wenn unter anderem die Gebäude, in denen Menschen leben und arbeiten, sich energetisch „selbstversorgen“ und durch entsprechende vorhandene erneuerbare Technologien den Ausstoß von CO² verringern helfen.
Eine erfolgreiche Technologie für die Umwandlung der Sonnenenergie in elektrische Energie ist die Photovoltaik.
Das hier in der Kurzfassung beschriebene Bausystem ist als Beitrag zu verstehen, dem unumstrittenen Klimawandel Rechnung zu tragen und die menschliche Lebensumwelt verbessern zu helfen.
Durch den konsequenten Einsatz von Elementen der Photovoltaik (Solarmodule) wird die Gebäudehülle, der mit dem Bausystem entwickelten Solarhäuser, als Ganzes zu einem Energieumwandler (Wärmetauscher).
Sie wird damit Teil einer ganzheitlichen Lösung, die außer dem beschriebenen energetischen Ansatz, zusätzlich durch technische und konstruktive Systeme die Gesundheit und Lebensqualität der Nutzer erhöhen soll.
Um ein entsprechendes Lüftungssystem zu finden, war es notwendig, Untersuchungen zu Strömungsverhältnissen in der Raumluft hinsichtlich ihrer Reinhaltung, dem Einfluss auf die Körpertemperatur der Benutzer und der erforderlichen Behaglichkeit innerhalb der Raumhülle anzustellen und mit den Ergebnissen, die auf den Markt befindlichen Systemen entsprechend zu vergleichen.
Mit dem ausgewählten Hersteller (Firma Nilan) wurde ein physikalisch und konstruktiv auf dem neuesten Stand sich befindendes System vorgesehen, dass u.a. mit seinem geringen Platzbedarf der angestrebten Nutzungsvariabilität sehr entgegenkommt.
Weitere Beispiele für eine frühzeitige interdisziplinäre Zusammenarbeit mit Unternehmen der Bauindustrie, die in die Entwicklung des Bausystems einbezogen wurden, sind die Konstruktionen
der Außenwand und der Dachdecke.
Nach Untersuchungen zu Wandkonstruktionen, die unseren Anforderungen an Baugeschwindigkeit, Lastabtragung, Bauphysik (Wärmehaushalt, Luftfeuchtigkeit, Behaglichkeit, Raumklima etc.) Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit von Baustoffen entsprechen könnten, wurde ein
Schalungssteinsystem der Fa. Argisol ausgewählt. Dieses System ist eine Art „Legosteinprinzip“, bei dem die Steine eine Innen- und Aussendämmschicht besitzen, verbunden durch eine Leichtmetallkonstruktion. Das Dämmmaterial ist eine Entwicklung der BASF und besitzt als einziges das sogenannte „Ökologisches Effizienz-Label“.
Die Steine werden trocken verlegt und schließlich mit einem Betonkern versehen, der entsprechend der Lastabtragung aus dem Dach bewehrt werden kann.
Der konstruktive Aufbau, besonders hinsichtlich der Steinabmessung, wurde von uns modifiziert.
Nach gründlichen Wärmedurchgangsberechnungen haben wir uns bei der gesamten Gebäudehülle für eine innenliegende Wärmedämmung entschieden, da das Material diffusionsoffen ist und eine günstige Wasserdampfableitung ermöglicht.
Wärmebrücken werden vermieden und der Lehmputz im Inneren dient der Qualität des Raumklimas und dem Schallschutz.
Diese Wandkonstruktion erlaubt eine hohe Baugeschwindigkeit bei geringem Maschineneinsatz und einer entsprechend kurzen Bauzeit.
Die außenliegende Photovoltaikkonstruktion wurde in das Modulsystem (Steinabmessung) der Außenwand integriert, dies wiederum in enger Zusammenarbeit mit dem Hersteller der Solaranlage der Firma EcoXtra.
Die Konstruktion der Dachdecke (bzw. bei mehrgeschossigen Gebäuden auch der Geschoßdecke) wurde mit der Firma Cobiax, die erst kürzlich mit dem Schweizer Umweltpreis ausgezeichnet worden ist, entwickelt.
Ursprünglich im Brückenbau angewandt, besteht sie in einem neuartigen Bewehrungsprinzip (luftgefüllte Kunststoffbälle in Bewehrungskörbe eingefügt), dass Gewichtsminimierung (Betoneinsparung), größere Spannweiten (im Wohnungsbau sonst unüblich) und damit die Nutzungsvariabilität der Gebäudegrundrisse ermöglicht.
Für die Gründung haben wir eine Konstruktion vorgesehen, die ebenfalls das Bauen vereinfacht und die Bauzeit verkürzt.
Gewählt wurde eine Plattengründung, die ohne Frostschürze „schwimmend“ auf einem Unterbau, der aus einer Glasschaumschotterschicht besteht, aufgelegt wird.
Dieses Material besitzt einen hohen Wärmedämmwert, ist druckfest, kapillarbrechend und das Ergebnis von recyceltem Glasabfall.
Die Schicht liegt auf einem geneigten Unterboden und wird drainiert. Ein möglicher Wasseranfall wird somit aus der Schicht abgezogen und das Auffrieren wird bei niedrigen Temperaturen verhindert.
(ein ähnliches Verfahren wurde schon im 19. Jahrhundert von dem Architekten Frank Lloyd Wright beim Bau seiner Präriehäuser angewandt)
Darüber hinaus ist diese Konstruktion für schlechten Baugrund günstig (Sand, Schluff, u.a.) und erdbebensicher.
Die Anlage zur Steuerung der gesamten Gebäudetechnik stammt von der Firma Beckhoff.
Sie wurde ausgewählt, weil uns die Besonderheit der Erweiterungsmöglichkeit der Steuerungsmodule wichtig ist.
Innovativ und Ergebnis der Zusammenarbeit mit dem Hersteller (Firma EcoXtra) ist die Konzeption für die Solaranlage.
Eine besondere, sich aus der Form der Gebäudehülle ergebende Verschaltung (SolarMagic), für den Einsatz von Wechselrichter und eine spezielle Nanobeschichtung der eingesetzten Photovoltaikmodule, erzeugen eine hohe Effizienz bei der Energieumwandlung, d.h. der Erzeugung von elektrischen Strom, selbst bei der Sonneneinstrahlung nur bedingt ausgesetzten Flächen (Norden bzw. Nord/Ost).
Schließlich soll an dieser Stelle betont werden, das dieses Bausystem ausführungsreif durchgearbeitet sofort umsetzbar ist.
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Die gesamte Entwicklung, ebenso die Kooperation mit den Unternehmen, wurde ausschließlich von dem Büro Max Hickel & Partner geleistet.
Modellcharakter
Das Bausystem und die damit möglichen Gebäudeformen- und funktionen ist so konzipiert, dass es sich an jedem Ort mit den einfachsten technischen Mitteln realisieren lässt.
Durch den Vorfertigungsgrad seiner Einzelelemente ist es „containergerecht“ transportierbar.
Die Vorbildhaftigkeit des Bausystems erhöht sich in dem Maße, wie die Notwendigkeit für den Einsatz erneuerbarer Energien, der Verminderung von CO²-Emission sowie der Verbesserung der
menschlichen Lebensumständen durch „sich selbst versorgende“ Bau- und Siedlungsformen zu einer globalen Forderung, auch in unterschiedlichen Gesellschaftssystemen, werden wird.
Im Übrigen kann das energetische Konzept auch ohne die noch üblichen internationalen Einspeisevergütungen als Beitrag zur Umweltverbesserung beitragen.
Umweltentlastung
Die Tatsache, dass sich bei der Umsetzung dieses Bausystems eine erhebliche Verminderung der CO²-Emission Jahr und Haus ergibt, ist ein wesentliches Ergebnis für die Verbesserung der Erdatmosphäre.
Die Verwendung recycelter Baumaterialien (Glasschaumschotter) sowie der Einbau von Wärmedämmmaterialien (BASF), die mit umweltschützenden Verfahren hergestellt werden, stellen ebenso einen Beitrag zur Entlastung der Umwelt dar wie der Verzicht auf große Baumaschinen bei der Realisierung des Bausystems.
Die eingesetzte Technik zur Regeneration von Regen- und Schmutzwasser, das in den Gebäudehaushalt zurückgeführt werden kann, ist ebenso ein Beitrag zur Umweltentlastung wie das angewandte Steuerungssystem für die Haustechnik, insbesondere der Be- und Entlüftung in den Gebäuden.
Die Art und Weise, wie die Be- und Entlüftung in den Gebäuden technisch erfolgt, bedeutet schließlich auch eine Reduzierung energetisch aufwendig herzustellender Wärmeenergie.
Insbesondere bedeutet die Vorgehensweise bei der Gründung des Gebäudes, dass der Eingriff in gewachsene Bodenflächen minimiert wird.
“active building” -
So sieht die Zunkunft des Bauens aus -
vielleicht auch schon bald Ihr neues Solar Passivhaus...!
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