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Nichtoffener Wettbewerb | 07/2013

EnergiePlusHäuser

Anerkennung

Preisgeld: 1.500 EUR

K13 Architektur

Architektur

Ingenieurbüro Dr. Bleiker GmbH

Energieplanung

Erläuterungstext

Entwurfskonzept
Der Prototyp für ein Einfamilienhaus mit EnergiePlus Standard befindet sich im Plangebiet ‚Brechtener Heide’ im Norden von Dortmund. Das Mustergrundstück liegt im Bauabschnitt ‚Mitte’ des Entwicklungsgebietes mit Anbindung an das öffentliche Grünnetz. Die Grünverbindung schafft für Fußgänger und Radfahrer die Möglichkeit sich, getrennt vom Kfz-Verkehr, durch das neue Wohngebiet zu bewegen. Eine geplante Fuß- und Radwegbrücke über die Autobahn A2 schafft eine gesonderte Anbindung an den nördlichen Ortskern von Brechten und die dort ansässige U-Bahn Station Brechten - Zentrum.

Die Kfz-Erschließung des Objektes erfolgt an der Nordseite des Grundstücks über den Enid-Blyton-Weg, wohingegen Fuß- und Radweganbindung über die Südseite des Grundstückes erfolgen. Dem Gebäude sind zwei PKW-Stellplätze zugeordnet, einer für ein Elektrofahrzeug mit Ladevorrichtung in der Garage und ein nicht überdachter auf der nord-östlichen Seite der Parzelle.
Das architektonische Konzept des Entwurfes basiert auf einem einheitlichen Baukörper mit einer klaren thermischen Trennung zwischen Haupt- und Nebengebäude bzw. zwischen Warm- und Kalthaus. Beide Baukörper werden durch eine gemeinsame Holzlamellen-verschalung in ihrem Erscheinungsbild verbunden, um einen kompakten Baukörper mit einem Maximum an Freifläche auf dem Grundstück zu platzieren. Das eingeschossige nicht beheizte Kalthaus (Garage, Abstellraum für Fahrräder, Gartengeräte und -möbel, Hausmüll, Wertstoffsammlung, Kinderwagen, Spielzeug, …) schmiegt sich an die Nordseite des zweigeschossigen beheizten Warmhauses (Wohnen). Das Warmhaus hat an dieser, seiner energetisch ungünstigen Seite keine Fensterflächen und orientiert sich mit allen Fassadenöffnungen nach Ost, Süd und West. Trotz der komplett geschlossen Nordfassade sind alle Wohnräume natürlich belichtet.

Das Erdgeschoss ist konsequent barrierefrei geplant. Die ebenerdige Anbindung des Außenraums ermöglicht auch Rollstuhlfahrern optimale Zugangsmöglichkeit, maximale Bewegungsfreiheit und Funktionalität. Um einen offenen, kommunikativen Wohnraum im Erdgeschoss zu ermöglichen, sind bis auf die notwendige Abtrennung der Nebenräume
(WC, Garderobe, Technik) keine raumteilenden Wände geplant. Der großzügige Wohn- und Essraum orientiert sich mit einer flächenoptimierten Glasfassade nach Süden, öffnet sich zum Garten und erzeugt visuell einen nahtlosen Übergang zwischen Innen- und Außenraum. Die Südfassade lässt eine optimale Nutzung passiv solarer Gewinne zu.

Im Obergeschoss befinden sich die Rückzugsräume (Eltern-, Kinder- oder Arbeitszimmer). Um eine flexible Nutzung der Einheiten zu ermöglichen, wurde neben der zentralen Erschließung der Räume besonderer Wert auf zwei getrennt begehbare Sanitärbereiche gelegt.

Die Planung der Außenanlagen verfolgt das Ziel, die Flächenversiegelung möglichst gering zu halten. Lediglich im Bereich des Hauptgebäudes wurde dieser Notwendigkeit Rechnung getragen. Das Nebengebäude und der Bereich des außen liegenden Stellplatzes erhalten einen unversiegelten Steinplattenbelag. Die Nord-/ Süd-Verbindung und deren angegliederte Terrassen werden durch offenfugige Holzstege und -decks gestaltet.


Nachhaltigkeit
Um den hohen Ansprüchen an Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes gerecht zu werden, wurde in der Wahl der Materialien, der Konstruktion und des Energiekonzeptes der Gedanke ganzheitlich umgesetzt.

Die Entscheidung für den nachwachsenden Rohstoff Holz in Form des Baumaterials Massivholz fiel aufgrund exzellenter Dämmeigenschaften, optimaler Energiespeicherung, herausragender Brand- und Schallschutzeigenschaften, gesundem Raumklima und hohen Wertstabilität. Der Primärenergieverbrauch zur Gewinnung bzw. Herstellung eines Baustoffs ist für dessen ganzheitliche Energiebilanz ein maßgeblicher Faktor. Unter dem Aspekt der Einsparung grauer Energie wirkt sich die Massivholzbauweise positiv auf die Gesamt-energiebilanz des Bauobjekts aus und ist zudem ein 100% wiederverwertbares, organisches, CO2-neutrales Baumaterial.

Weitere Vorteile ergeben sich durch die witterungsunabhängigen Vorfertigung, der daraus resultierenden kurzen Bau- bzw. Aufstellphase vor Ort, der schnellen Bezugsfertigkeit des Gebäudes ohne Anforderung an aufwändige Innenausbauten, dem minimalen 'Baumüllanfall' und dem gesundheitlichen Nutzen eines unter baubiologischen Gesichtspunkten maximal schadstoffreduzierten Gebäudes.

Konstruktion, Material, Energie
Das Gebäude ist als Massivholzbau auf einer Bodenplatte aus Stahlbeton geplant. Die Wand- und Deckenelemente (d=ca. 20cm) bestehen aus einzelnen Brettschichten zwischen 20mm und 60mm Dicke, die innen und außen kreuzweise verlegt sind (horizontal, vertikal und diagonal) und mit einem stehenden Kern von 60mm mittels im Raster versetzter Holzdübel (ca. d=20mm) verbunden sind. Notwendige Installationsschlitze werden in die Kernlage der Wand gefräst. Durch die mechanische Verbindung mit Holzdübeln kann auf Kunstharzverleimung und Nagelungen vollständig verzichtet werden. Somit bestehen die Elemente zu 100% aus Holz.
Die Außenwandelemente erhalten zwischen zwei Brettlagen Windpapier, um den hohen Anforderungen an die Winddichtigkeit gerecht zu werden. Zur Verbesserung der Wärmedämmleistung werden die innenliegenden Brettlagen mit Rillen versehen, die wie zusätzliche Luftpolster wirken. Diese Vollholzwände ermöglichen einen sehr hohen energetischen Standard der Gebäudeaußenhaut. Zur weiteren Verbesserung des U-Wertes werden die Außenwände mit einer außen liegenden Holzweichfaserdämmung versehen.

Um den Charakter des Massivholzhauses auch im äußeren Erscheinungsbild widerzuspiegeln erfolgt in der Außenhülle ein Wechselspiel von horizontalen und vertikalen Holzlamellen mit unterschiedlichen Fugenbreiten.
Im Innenraum bleiben die massiven Brettschichtholzelemente - mit Ausnahme der Nassbereiche - sichtbar. Auf materialverändernde Beschichtungen soll verzichtet werden. Das Gebäude bleibt so in seiner Konstruktion und Materialität erfahrbar.

Sonnenschutz
Aus Gründen der Verbesserung des Sonnenschutzes in Wechselwirkung mit der Orientierung des Gebäudes befinden sich die horizontalen Holzlamellen - der horizontale Sonnenschutz - vorwiegend an der Südseite des Gebäudes. So wird auf der Südseite direktes Sonnenlicht ausgeblendet, ohne dabei den Ausblick nennenswert einzuschränken. Das energieärmere, diffuse Tageslicht dringt jedoch in den Raum und hilft, den Strombedarf für Beleuchtung und die damit verbundenen internen Lasten zu verringern. Im Winter fällt die flach stehende Südsonne tief in den Raum und reduziert den Heizwärmebedarf.

Ost- und Westseite hingegen verlangen nach vertikal angeordneten Lamellen. Der nahezu senkrechte Einstrahlwinkel würde bei einer horizontalen Anordnung ein weitgehend geschlossenes Lamellensystem erfordern. Der Ausblick wäre extrem beeinträchtigt und das Tageslicht ausgeblendet. Vertikallamellen reduzieren die direkte Sonneneinstrahlung effektiv und generieren einen interessanten, partiell gerichteten Ausblick.


Energiekonzept
Das Konzept basiert auf einer Optimierung des Verhältnisses von Energieeinsparung (wärme- und luftdichte, jedoch atmungsaktiven Gebäudehülle, energieeffiziente Technologien) sowie passiver und aktiver Solarenergienutzung.
Als Energiequellen dienen eine Photovoltaikanlage (ca. 40qm) und Solarkollektorfelder (ca. 10qm) auf dem Dach und das öffentliche Stromnetz.
Das Wärmesystem basiert auf einer Wärmepumpe mit vertikalen Erdsonden, einer Fußbodenheizung und einer zentralen TWW-Bereitung.
Die mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung ist mit einem Erdreich-Wärmetauscher gekoppelt. Als Energiespeicher sind die thermisch wirksamen Gebäudemassen, ein Pufferspeicher und eine Batteriespeicherung vorhanden.
Zum Gesamtkonzept gehören weiterhin besonders energiesparende Haushaltsgeräte (Wasch- und Spülmaschine mit TWW-Anschluss) und eine energieeffiziente Beleuchtung.

Mit dem erzeugten Überschuss von über 1.000kWh pro Jahr wird das Elektrofahrzeug in der Garage mit selbstgewonnenem Strom gespeist.

Beurteilung durch das Preisgericht

"Die Arbeit verfolgt als entwurfsbestimmende Grundidee die Trennung zwischen Hauptgebäude und Nebengebäude (Warm- und Kalthaus), wobei beide Elemente durch eine Holzlamellenverschalung optisch verbunden werden. Hierdurch entsteht eine durchaus ansprechende und moderne Architektur. ...
Die Kubatur und die Gebäudelage nutzen das Grundstück gut aus. Die flach auf dem Dach vorgesehenen Solarelemente sind gut integriert und nicht sichtbar. Die Wohnräume im Erdgeschoss orientieren sich sowohl nach Westen als auch nach Osten, die Südausrichtung wird durch große Fensterflächen präsentiert. Bad und Küche erhalten Tageslicht. ...
Die Gebäudehülle besteht aus einer massiven Brettschichtholzbauweise mit zusätzlicher Wärmedämmung und einer außen liegenden Holzschalung. Diese gewährleistet auch sinnvoll den Sonnenschutz. Der kompakte Baukörper verfügt über ein günstiges A/V-Verhältnis mit einem niedrigen spezifischen Endenergiebedarf. .... Das insgesamt plausible Energiekonzept verfügt über eine Wärmepumpe mit Erdsonder, Solarthermie und PV. ...
Aufgrund der einfachen Kubatur des Baukörpers und der klassische Baumaterialien wird eine gute, auch wirtschaftliche Gesamtlösung vorgeschlagen."