Aktivhaus in der Stadt ist ein “Kraftwerk”

Die Steigerung des Passivhauses ist das Aktivhaus, das mehr Energie erzeugt, als es selbst verbraucht. Die neue Generation der Energiesparhäuser ist der Wohnblock als Kraftwerk und Stromtankstelle.

Ein gerade fertiggestelltes Wohnhaus in Frankfurts Innenstadt setzt neue Maßstäbe…

Stadthaus als Kraftwerk

In der Frankfurter Speicherstraße wurde das erste Aktivstadthaus gebaut. Das Gebäude produziert mit Solarzellen und einem Wärmepumpensystem über das Jahr gesehen mehr Energie, als es selbst verbraucht. Mit acht Stockwerken ist es ein Zwerg, verglichen mit den Wolkenkratzern am selben Mainufer, dafür strotzt Frankfurts neues Highlight vor Energie. Vergangene Woche hat Bundesbauministerin Barbara Hendricks das Gebäude eröffnet, an dem Forscher der TU Darmstadt, Ingenieure aus Stuttgart, Architekten aus Kassel und der Wohnungs- und Immobilienkonzern der Stadt Frankfurt am Main beteiligt waren.

Deutschlands erstes Aktivstadthaus 

Kalkulierter jährlicher Strombedarf 31 kWh/m2 Wohnfläche, jährliche Stromerzeugung: 35 kWh/m2 1000 Solar-Module mit einer Maximalleistung von insgesamt 250 kW und 330 Fassadenmodule mit 80 kW produzieren jährlich rund 290 000 kWh. Überschüsse aus besonders sonnenreichen Tagen werden teils in der hauseigenen Batterie zwischengespeichert.

Das Gebäude am Frankfurter Westhafen versorgt sich über Sonnenenergie und produziert dabei in der Jahresbilanz noch Überschussstrom. Ein Haus also, das nicht nur nimmt, sondern auch gibt. Aktivstadthaus nennen es die Experten. „Es ist das erste seiner Art“, sagt Norbert Fisch, Planer und Aktivhauspionier. Bisher gibt es Aktivhäuser nur als Einfamilienhäuser. Zwei Jahre dauerte es vom ersten Spatenstich bis zur Einweihung vor wenigen Tagen. Härteste Randbedingungen herrschten für die Planung: inmitten dichter Bebauung, Verschattung durch Nachbargebäude, auf einem Schlauchgrundstück, das 150 m lang und nur 9 m breit ist. Jetzt, wo es fertig ist, bietet das 20,8 Mio. € teure Gebäude 74 Wohnungen mit zwei, drei und vier Zimmern, Balkons und Loggien. Hier sollen etwa 190 Menschen ihr zu Hause haben. Marvin Thams ist einer von ihnen. „Das Stadthaus ist in dieser Dimension das absolute Vorzeigeprojekt in Europa“, begeistert er sich. Gerade hat er seinen Mietvertrag für eine Zweizimmerwohnung unterschrieben. Thams studiert Bauingenieurwesen, die 894 € Warmmiete wird sich der 26-Jährige mit seiner Freundin teilen. „Unschlagbar in der Lage“, betont er. Thams ist hin und weg vom Technikkonzept und davon, dass man so etwas tatsächlich heutzutage umsetzen kann.

Wäre die Bundesbauministerin, deren Ministerium den Bau mit fast 600 000 € förderte, zur Eröffnungsfeier mit dem Hubschrauber gekommen, ihr wäre zuerst das Dach ins Auge fallen: Es sieht aus wie ein riesiges Surfbrett und setzt sich aus 1000 Hocheffizienz-Photovoltaikmodulen zusammen, um 10° gen Süden geneigt. Weitere 330 Module stecken in der Südfassade. Die Sonnenenergiesammler bilden die aktive Hülle. „Integriert und nicht aufgeklebt“, betont Fisch, der als Professor an der TU Braunschweig Architekten ausbildet. Die gewellte Front verleihe dem Bau etwas Luftiges. Wenn es nach Fisch geht, ist die Gebäudehülle der Zukunft aktiv. Sein Planungsbüro EGS-plan aus Stuttgart hat den Bau mitkonzipiert. Der Ingenieur ist überzeugt: Die Mieter werden sich wohlfühlen, das sei letztlich das Wichtigste. Thams freut sich derweil an der Bauqualität: hoher Standard mit dreifachverglasten Fenstern, Parkett und Fensterrahmen aus Holz.

Wie funktioniert das Haus als Kraftwerk?

Die Photovoltaikanlage liefert für jeden Quadratmeter Wohnfläche Energie von Überschüsse aus besonders sonnenreichen Tagen werden teils in der hauseigenen Batterie zwischengespeichert. Etwa die Hälfte wird für 11 Cent/kWh ins Stromnetz eingespeist. Knappheiten im Winter werden mit Netzstrom ausgeglichen. Über eine Wärmepumpe wird Warmwasser gewonnen, in der Heizperiode versorgt sie zusätzlich die Fußbodenheizung. Der Bau hat ein Stahlbetonskelett, tragende Teile sind aus Beton mit einer Aluminiumunterkonstruktion, die Fassade ist aus Holz mit einer Zellulosedämmung. Die Baustoffe haben alle einen möglichst kleinen ökologischen Fußabdruck und sind recycelbar. Ökobilanz der TU Darmstadt: Für das Aktivstadthaus wurden 49,17 kWh/m² pro Jahr Primärenergie aus fossilen Energieträgern aufgebracht. Der Wert liegt höher als bei einem vergleichbaren Passivhaus. Dennoch ist die CO – Bilanz in der Nutzungsphase deutlich besser, weil das Haus sich über die Photovoltaikanlage selbst versorgt und Überschussstrom produziert.

„Sie müssen den Leuten die Schalter und die Möglichkeit lassen, die Fenster aufzumachen.“ Norbert Fisch, Professor für Gebäude- und Solartechnik an der TU Braunschweig und Chef des Stuttgarter Planungsbüros EGSplan.

Die Photovoltaikanlage liefert für jeden Quadratmeter Wohnfläche Energie von rund 35 kWh im Jahr. Damit werden Beleuchtung, Haushalts- und Betriebsgeräte sowie Heizung und Warmwasser betrieben. Der erzeugte Solarstrom kann direkt genutzt oder in einer 250-kWh-Batterie im Haus gespeichert werden, damit auch nachts Strom da ist. Für den Haushaltsstrom haben die Techniker knapp 15 kWh/m² Jahresbedarf eingeplant. Das reicht nur, wenn sowohl Herd, Kühlschrank, Gefrierschrank, Waschmaschine als auch Trockner besonders energiesparend laufen. Geräte haben deshalb den höchsten Stromsparstandard, A+++. Sie werden mitvermietet, damit niemand die Bilanz mit einem schlechten Herd verdirbt.

Mainova, der städtische Energieversorger, betreibt die Solaranlagen und versorgt auch gleichzeitig die Wohnungen mit Strom. Für jede Wohnung sind zwischen 1800 kWh/a und 2500 kWh/a schon in der Miete enthalten. Wärme kommt aus dem Gully über eine elektrische Wärmepumpe ins Haus. Dafür hat man einen 55 m langen Wärmetauscher im Abwasserkanal der Parallelstraße verlegt. Leitungen transportieren die Wärmeenergie zur strombetriebenen Wärmepumpe im Technikraum des Gebäudes. Sie hebt das Temperaturniveau auf 33 °C für die Fußbodenheizung und auf 50 °C für die Heißwasserversorgung. Der erzeugte Strom, den das Stadthaus nicht selbst verbraucht, wird zum einen via öffentliches Netz in die Nachbargebäude eingespeist. Zum anderen bedient überschüssiger Sonnenstrom die hauseigene Elektrotankstelle, wo Elektroautos von den Mietern über das iPad in der Wohnung gebucht werden können. Jeder, der an dem Haus vorbeigeht, kann beim Laden der acht E-Mobile zusehen – das Erdgeschoss ist vollverglast. Er werde das Angebot auf jeden Fall nutzen, sagt Thams. Damit die Mieter ihre Energieverbräuche im Auge behalten können, hängt in jeder Wohnung ein Nutzerdisplay. Das zeigt ihnen, wie viel Energie das Haus produziert und wie sie im Vergleich zu den anderen Wohnungen im Verbrauch dastehen. Die Technik soll dem Menschen aber nichts diktieren, sie steht im Hintergrund.

Es sei wichtig, dass der Mensch nach seinen Bedürfnissen selber regulieren kann, betont Fisch. „Sie müssen den Leuten die Schalter und die Möglichkeit lassen, die Fenster aufzumachen“, fügt er hinzu. Das Herz des Ingenieurs schlägt schon sehr lange für das „Gebäude als Kraftwerk“. Vor 30 Jahren hat er seine ersten Aktivhäuser gebaut. Er will die Gebäude im Sinn der Energiewende revolutionieren. „Wir planen schon viel weiter“, so Fisch. Jetzt wären ganze Quartiere im neuen Standard dran.

Klaus Dosch, Geologe und Wirtschaftsingenieur bei der Aachener Stiftung Kathy Beys, sieht die Aktivhäuser dagegen kritisch: „Das Problem ist, dass Photovoltaik genau dann wenig Energie produziert, wenn die Wärmepumpe am meisten braucht.“ Für die Erzeugung von Licht und Wärme wird im Winter am meisten Strom gebraucht – dann, wenn die Module am wenigsten Energie liefern. Daher meint Dosch: „Aktivhäuser sind erst dann sinnvoll, wenn wir Energie längerfristig speichern können.“ Überschussstrom im Sommer, der nicht gespeichert werden kann, würde einfach an der Strombörse verschenkt, im Winter brauche es dann umso mehr fossilen Strom. „Das Haus mit einem zertifiziertem Ökostromtarif zu betreiben, ist für die Umwelt im Moment sogar besser, weil so Ökostrom dann eingespeist wird, wenn er auch gebraucht wird“, sagt Dosch. Aktivhäuser werden das Problem der zukünftigen Energieversorgung kaum allein lösen. Laut Experten können sie aber ein Teil der Lösung sein.

Quelle: VDI Ausgabe 29 | Auszüge aus Artikel von Kathleen Spilok  17.07.15