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Nichtoffener Wettbewerb | 07/2013

EnergiePlusHäuser

Aussenperspektive

Aussenperspektive

2. Preis

Preisgeld: 5.500 EUR

johannes WALTHER architekt

Architektur, Energieplanung

Erläuterungstext

Architektur
Eine kompakte Gebäudehülle sowie die klare Ausrichtung der Fensterflächen nach Süden und in Richtung Garten stellen die Grundidee des Gebäudeentwurfs dar und verbinden somit die architektonische Haltung mit den energetischen Belangen.
Das Innere des Gebäudes wird bestimmt durch helle, großzügige Räume sowie eine offene Grundrissgestaltung. Trotz der Reduzierung von Fensterflächen in Nord-, West- und Ostfassade ermöglichen großflächige Verglasungen in der Südfassade sowie Öffnungen im Dach ein Höchstmaß an Tageslichteinfall im gesamten Haus.
Für eine spätere barrierefreie Nutzung ist die nachträgliche Installation eines Plattformlifts bereits berücksichtigt.

Die horizontale Gliederung im Zusammenspiel mit den in der Breite changierenden und das Licht reflektierenden Aluminium-Fassadenpaneelen sowie flächenbündigen Verglasungen verleihen dem gradlinigen Baukörper eine dezente Leichtigkeit. Einschnitte auf der Ost- und Westseite, die sich bis in die Dachfläche ziehen, lockern den Baukörper zusätzlich auf.

Graue Energie
Der Aspekt der in den Baumaterialien enthaltenen Energie findet in der aktuellen Diskussion um klimaneutrales Bauen noch immer zu wenig Beachtung. Die Frage, wie viel überschüssige Energie ein Haus produziert, kann unter ganzheitlichen Gesichtspunkten nur eine nebensächliche sein. Die Überlegung muss viel mehr lauten: schafft es ein Gebäude innerhalb seines Lebenszyklus mehr Energie zu produzieren, als für die Herstellung der Baumaterialien und Errichtung des Gebäudes verbraucht wird? Nur wenn dieses Ziel erreicht wird, kann von einem echten Energie Plus Haus gesprochen werden. Ein Altbau kann mit der äquivalenten Energie, die fürdie Errichtung benötigt wird über mehrere Jahrzehnte beheizt werden. Bei einem konventionellen Passivhaus verlängert sich dieser Zeitraum weit über die zu erwartende Lebensdauer. Daher muss dem Primärenergiebedarf der verwendeten Baumaterialien eine ebenso große Bedeutung beigemessen werden, wie deren Wärmedämmeigenschaften. Nur durch Verwendung energiearmer Materialien und einer Erhöhung der Lebenszyklen von Gebäuden kann das ambitionierte Ziel erreicht werden Häuser mit einer tatsächlich positiven Energiebilanz zu errichten.

Bauweise
Die massive Holzbauweise aus Brettsperrholz ermöglicht den Verzicht auf eine leckagenanfällige Dampfbremse und stellt dank nachwachsender Rohstoffe eine primärenergiearme Bauweise mit hoher thermischer Speicherfähigkeit da. Die Holzfaser- bzw. Zellulosedämmung in Verbindung mit material- und wärmebrückenoptimierten TJI-Trägern weist ebenfalls einen niedrigen Primärenergiebedarf auf und verfügt neben sehr gute Schallschutzeigenschaften auch über optimale Wärmespeicherfähigkeiten. Diese Eigenschaft führt zu einer Phasenverschiebung und hilft Wärmespitzen abzupuffern. Die guten Feuchteregulierungseigenschaften schaffen in Kombination mit dem diffusionsoffenen Lehmputz ein ausgewogenes Raumklima. Der schlanke Querschnitt der Brettstapeldecke ermöglicht eine höhere Kompaktheit des Gebäudes. Die Installationsebene der Flachkanäle der Be- und Entlüftung wird zur Verbesserung des Schallschutz mit einem Gemisch aus Perlite und gebranntem Sand verfüllt. Die Holzdielen werden auf einer zwischen Holzdämmplatten verlegten Unterkonstruktion aus Holz verschraubt. Auf einen Zementestrich kann somit verzichtet werden. Die „leichte“ Dachkonstruktion erhält durch Zugabe von PCM´s (phase change materials) in der raumseitig angeordneten Lehmbauplatte die thermischen Eigenschaften einer massiven Decke. Die Fassade aus Aluminiumwaben- Sandwichpaneelen weist vom Material zwar einen hohen Energiegehalt auf, kann dies aber durch die ressourcensparende Sandwichwabenkonstruktion, hohe Langlebigkeit und exzellente Recyclebarkeit innerhalb des Lebenszyklus mehr als kompensieren. Die Sohle wird mangels wirtschaftlich akzeptabler Alternativen aus Stahlbeton gefertigt. Der Materialverbrauch wird dafür aber mittels einer nur 10cm starken WU-Betonsohle bestmöglich reduziert. Die Bodenplatte ist durch ein Polster aus Schaumglasschotter unterseitig zusätzlich gedämmt. Die weiße Dachbahn erhöht die solaren Erträge der Photovoltaikröhren auf dem Dach und sorgt für ein verbessertes Mikroklima. Die geringeren Temperaturschwankungen auf dem Dach garantieren zudem eine höhere Langlebigkeit der Dachabdichtung.

Energetisches Konzept
Die Qualität der Gebäudehülle ist an den Passivhausstandard angelehnt, wobei der zuweilen mit hohem finanziellen und energetischen Aufwand zu realisierende obligatorische Heizwärmebedarf von 15kwh/qma nicht zwangsläufig erreicht werden muss. Etwas schlechtere Werte können durch eine aktive Energiegewinnung kompensiert werden. In Kombination mit der sehr kompakten Bauweise werden zudem die Transmissionswärmeverluste auf ein Minimum reduziert. Die vornehmlich nach Süden orientierten Fensterflächen ermöglichen hohe solare Gewinne. In den übrigen Fassaden wurden zur energetischen Optimierung Fensterflächen auf das architektonisch notwendige Maß reduziert.

Haustechnik
Die Haustechnik wird bewusst einfach gehalten. Hightechlösungen ermöglichen zwar eine höhere energetische Effizienz, sind aber aufgrund ihrer diffizilen Regelungstechnik störanfällig und bisher eher für Forschungszwecke geeignet. Heizung, Warmwasser und Lüftung werden von einem Wärmepumpenkompaktgerät mit Wärmerückgewinnung bereitgestellt. Die Wärmeverteilung erfolgt vornehmlich über die Zuluft. Lediglich im Bad und Wohnzimmer werden zur Komfortsteigerung Fußboden- bzw. Wandheizflächen installiert. Bei hohen Außentemperaturen leitet der integrierte Bypass kühle Luft ins Innere. Die kompakte Bauweise ermöglicht es die Technikflächen auf ein Minimum zu reduzieren. Das Gerät wurde an der Außenwand angeordnet um Wärmeverluste über die Außen- und Fortluftkanäle zu minimieren. Auf Solarthermie wird zu Gunsten einer größeren Photovoltaikanlage verzichtet, deren schlechterer Wirkungsgrad durch eine Wärmepumpe kompensiert wird. Zudem kann durch den Einsatz von CIS-Photovoltaikmodulen auch bei diffusem Licht noch ausreichend Warmwasser erzeugt und solare Überschüsse ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Photovoltaik
Aus gestalterischen Gründen werden für die Südfassade CIS-Module verwendet. Sie bilden zusammen mit den Structural-Glazing-Fenstern ein nahezu einheitliches Flächenbild. Auf dem Dach ermöglichen CIS-Module in Röhrenform eine Aufständerung ohne Dachdurchdringungen oder zusätzliche Auflasten. Im Vergleich zu konventionellen, flächigen Solarmodulen senkt die natürliche Luftzirkulation durch die Module die Betriebstemperaturen und erhöhen dessen Wirkungsgrad. CIS-Module zeichnen sich durch ihr hervorragendes Schwachlichtverhalten aus und ressourcenschonende Bauweise aus, so dass Sie monokristallinen Photovoltaikelementen insgesamt überlegen sind.

Sonnenschutz
Im Erdgeschoss ist ein außenliegender, verschiebbarer Sonnenschutz vorgesehen. Das Obergeschoss kommt aufgrund der kleineren Fensterflächenanteile mit einer innenliegenden Jalousie aus. Warme Luft kann über das öffenbare Oberlicht im Bad sowie über die überraumhohen Südfenster abgeführt werden.

Kosteneffizienz
Einsparungen werden insbesondere durch die sehr kompakte Gebäudegeometrie, die effizient gestalteten Grundrisse sowie den Verzicht auf ein Kellergeschoss erzielt. Notwendige Lager- und Abstellmöglichkeiten sind in den Flurflächen so angeordnet, dass zusätzliche Erschließungsflächen hierdurch entfallen können. Weitere Einsparungen werden durch die vergleichsweise einfache Haustechnik ermöglicht.

Beurteilung durch das Preisgericht

Die Verfasser schlagen einen kompakten Baukörper mit hoher Nutzungsqualität und gut strukturierten Grundrissen vor. Durch die kompakte Bauform ergibt sich eine hohe Flächeneffizienz und eine minimale gebäudehülle.

Die Teilbarkeit des Gebäudes in zwei Wohneinheiten wird nicht nachgewiesen, ist jedoch innerhalb der sauber durchgearbeiteten grundrisse denkbar.

Das Spiel von glatten Alupaneelen und großflächigen Verglasungen ist elegant und modern bis hin zu den dünnen Rahmen an Dach- und Gebäudekanten, die jedoch durch einen innenliegenden Sonnenschutz im Obergeschoss erkauft werden. Hier könnte eine Kastenfensterkonstruktion die Aufheizung verhindern. Gut gelungen ist auch die dezente Integration der Solarpaneele in die Südfassade.

Die vorgesehenen Aluminium-Verbund-Paneele versprechen eine hohe Dauerhaftigkeit, sind aber in Bezug auf den Primärenergiebedarf bei der Produktion kritisch zu hinterfragen. Die Brettsperrholz-konstruktion der Außenwände ist dagegen deutlich nachhaltiger.

Das gewählte Haustechnikkonzept erscheint erfrischend einfach und effektiv. Das Energiekonzept ist plausibel, Erzeuger sind PV und Luft-Wasser-Wärmepumpe. Eine formale Fassadenintegration der Solartechnik ist vorgesehen. Der Endenergiebedarf des Gebäudes liegt im mittleren Bereich, die PV-Strombedarfs- deckung erfüllt den vorgegebenen Standard. Abgesehen vom hohen Aufwand für eine saubere Ausführung der Aluminium-Glas-Fassade erscheint die gewählte Gebäudekonzeption sehr wirtschaftlich.

Insgesamt handelt es sich um einen eleganten Baukörper mit hoher Effizienz, der zu Qualitätsstei- gerung der Architektur unserer Vorstädte beitragen kann und den Bewohnern anpassungsfähige lebensräume bietet.
Grundriss EG

Grundriss EG

Grundriss OG

Grundriss OG

Ansicht Nord

Ansicht Nord

Ansicht West

Ansicht West

Ansicht Süd

Ansicht Süd

Ansicht Ost

Ansicht Ost

Schnitt A

Schnitt A

Schnitt B

Schnitt B

Detailschnitt

Detailschnitt

Energiekonzept

Energiekonzept