Weltweit steigt die Zahl der Nullenergie- oder Plusenergiegebäude. Es begann mit ersten Experimentalprojekten, die oft als kleine energieautarke Gebäude konzipiert waren, ohne Anschluss an irgendwelche Energienetze. Nullenergie- oder Plusenergiegebäuden haben ihre Geburtsstunde Anfang der frühen 1990er Jahre. Ab etwa 2000 steigt die Zahl der realiserten Projekte kontinuierlich an. Es handelt sich inzwischen zumeist um Gebäude mit Passivhauskonzept oder nach Minergiestandard. Unter Zuhilfenahme von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen oder Solarstromanlagen erreichen sie eine ausgeglichene oder positive Energiebilanz. Darunter sind auch größere Wohn-, Büro- und Industriegebäude. Ab etwa 2007 gibt es erste Sanierungsprojekte mit dem Ziel der ausgeglichenen Energiebilanz.

Wir stellen hier drei Projekte aus Deutschland vor:

 
Die Solarsiedlung am Schlierberg in Freiburg ist eine der ersten Plusenergiesiedlungen weltweit. Die großflächigen Solarstromdächer fallen besonders ins Auge und sorgen für ein deutliches Plus in der Energiebilanz. Doch im Kern basiert der Erfolg auf einer konsequenten Passivhausbauweise. Hinzu kommt die Anbindung an ein holzbefeuertes Nahwärmenetz des benachbarten Vorzeigequartiers Vauban.

Architekt und Initiator Rolf Disch wollte mit diesem Projekt über die Möglichkeiten der damals bereits populären Passivhäuser hinausgehen. Die Siedlung sollte nicht nur energiesparend gebaut und mit regenerativer Energie versorgt werden. Ja, die Gebäude sollten sogar mehr Energie bereitstellen als sie und ihre Bewohner verbrauchen. Rolf Disch prägte dafür den Begriff »Plusenergiehaus«.

Das Finanzierungskonzept ist ein wichtiger Bestandteil der im Zeitraum 2000 bis 2006 realisierten Siedlung. Denn die häuserübergreifenden Solardächer sollten auch dann realisiert werden, wenn einer der Reihenhauskäufer nicht das notwendige Kapital dafür aufbringen kann. Mit mehreren Solarfonds, also spezielle, geschlossene Immobilienfonds, werden evtl. Finanzierungslücken gedeckt. Die unterschiedlichen Eigentumsverhältnisse an Dach und Häusern werden über spezielle Vereinbarungen geklärt.

Siedlungskonzept

Auf dem 11.000 m² großen Areal sind fünzig Reihenhäuser in zehn Hauszeilen unterschiedlicher Größe konsequent nach Süden orientiert angeordnet. Dabei wurden die Abstände der Häuserzeilen und die Gebäudehöhen so optimiert, dass die Sonne auch im Winter in die Wohnungen scheint und die Dachflächen weitgehend verschattungsfrei sind. Mit dieser Anordnungund der dichten Bebauung ergibt sich ein sehr einheitliches Gesamtbild. Die Homogenität des Ensembles wird aber durch die unterschiedlichen Farben der Gebäude und eine leichte Drehung einzelner Hauszeilen aufgelockert.

Architektur

Die Grundrisse der Reihenhäuser folgen dem klassischen Solarhauskonzept: Wohn- und Aufenthaltsräume liegen im Süden, die innere Erschließung ist mittig und die Servicezone, das heißt Küche, Bäder und Haustechnik, im Norden. Die Gebäude weisen eine sehr kompakte Kubatur auf, sind nach Passivhauskonzept konzipiert, einschließlich mechanischer Lüftung mit Wärmerückgewinnung sowie einer konsequenten Tageslichtoptimierung.

Energiebilanz

Eine Solarstromanlage mit einer Leistung von insgesamt 400 Kilowatt liefert genügend Strom, um in der Jahresbilanz den gesamten Bedarf der Siedlung zu decken und zudem überschüssigen Strom in das Stromnetz einzuspeisen. Die Siedlung ist zudem an ein Nahwärmenetz angeschlossen, das über ein Blockheizkraftwerk mit Wärme versorgt wird. Das kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung erfolgt auf Basis von Holzhackschnitzel und Erdgas. So liegt der Primärenergiefaktor für die Wärme bei niedrigen 0,6 und der Primärenergiebedarf für Wärme kann durch den Solarstromüberschuss mehr als ausgeglichen werden. In der Jahresbilanz wird so eine deutlich positive Energiebilanz erreicht.

 
Mit diesem Gebäude möchte die Bayer AG zweierlei erreichen: Die Kindertagesstätte soll am Standort Monheim bei Leverkusen die Vereinbarkeit von Beruf und Familie verbessern und zugleich will der Konzern mit dem Gebäudeprojekt ein ökologisches Statement abgeben. Es soll gezeigt werden, dass energieeffiziente und umweltfreundliche Gebäude auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten überzeugen können. Mit dem ehrgeizigen Projekt erzielt in Deutschland eine Kindertagesstätte erstmals eine positive Energiebilanz und übererfüllt damit das selbstgesteckte Ziel der Klimaneutralität.

Der Entwurf von tr.architekten konnte in einem Gutachterverfahren überzeugen. Das Gebäude nach Passivhausstandard wurde im weiteren Planungsprozess im Kontext des »EcoCommercial Building Program« zu einem CO2-neutralen Gebäude weiterentwickelt. 2009 wurde die Kindertagesstätte dann realisiert.

Das Gebäude besitzt einen optimierten Wärmeschutz, setzt auf Tageslichtkomfort und stellt Wärme über eine geothermische Wärmepumpe und eine thermische Solaranlage bereit. Das kommt an: Kinder und Betreuer bewerten die Raumwirkung und das indirekte Tageslicht sehr positiv. Vor allem der thermische Komfort wird als sehr angenehm eingestuft. Das liegt zum einen an den sehr geringen Luftmengen, die zugfrei in den Raum gelangen. Und wohl auch an den großen, temperierten Flächen, welche die benötigte Wärme über sehr geringe Temperaturdifferenzen an den Raum abgeben.

Architektur

Der im Grundriss quadratische Baukörper wächst im Bereich der nördlichen Gebäudeecke auf ein zweigeschossiges Volumen an. Nur einige Funktionsbereiche für das Personal sind auf dieser zweiten Ebene untergebracht. Alle von Kindern genutzten Flächen befinden sich im Erdgeschoss, das durch wechselnde Geschosshöhen ein differenziertes Raumgefüge bildet.

Energiebilanz

Bereits im November 2010 wurde nach 12 Monaten Betrieb festgestellt, dass der Energieverbrauch die Planungsprognosen sogar um 10 Prozent unterschreitet. Und weil die Solarstromanlage im selben Zeitraum 20 Prozent mehr Ertrag lieferte als erwartet, wurde das gesteckte Ziel einer 100-prozentigen Versorgung aus erneuerbaren Energien und die Klimaneutralität locker erreicht.

Auszeichnungen

Das Gebäude wurde bereits mehrfach ausgezeichnet, so mit dem BMWi-Preis „Energieoptimiertes Bauen 2009“, mit der „Auszeichnung guter Bauten 2010“ des BDA und dem „Green Building Award 2011“ der EU.

Das 2008 fertiggestellte Headquarter der Solon AG steht im Berliner Wissenschafts- und Technologiepark Adlershof und vereint Verwaltung und Produktion. Solon verpflichtet sich – nicht untypisch für ein Solarunternehmen – den Grundsätzen des nachhaltigen Wirtschaftens und der konsequenten Nutzung erneuerbarer Energien. Diese Grundsätze sind auch in dem auffälligen Neubau spürbar. Zum Einsatz kommen traditionelle Baumaterialien, eine mechanische Lüftung, Vakuumdämmung, Hightech-Kommunikationstechnologien und Wärme, Kälte und Strom aus Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung und Solarstromanlagen.

Auf Wunsch des Bauherren sollte die gesamte Liegenschaft sehr energieeffizient und weitgehend CO2-neutral sein. Dabei wird allerdings der Energiebedarf der Produktionsanlagen bislang nicht einbezogen. In der Konzeptentwicklung arbeiteten Architekten, Energiedesigner und Fachplaner eng zusammen, um Standortbedingungen, Anforderungen der Produktion und der verschiedenen Nutzer des Gebäudes detailliert zu untersuchen. Bereits zu diesem Zeitpunkt werden auch Hersteller von einzelnen Systemen und Komponenten eingebunden, um etwa die Potenziale des für Büro- und Gewerbebauten ungewöhnlichen Holzbaus oder der innovativen Informations- und Kommunikationstechnologien optimal in das Gesamtkonzept zu integrieren.

Hervorzuheben ist das Konzept zur Qualitätssicherung und Betriebsoptimierung: Ein umfassendes Monitoringkonzept ist in die Gebäudeautomation integriert und erlaubt eine Optimierung des Gebäudes im laufenden Betrieb.

Architektur

Produktion und Verwaltung des Unternehmens bilden zwei Teile eines gemeinsamen Ensembles, die durch Brücken miteinander verbunden sind. Während das Produktionsgebäude den Anforderungen der Fertigungstechnik folgend im Wesentlichen als großes Hallengebäude ausgeführt wurde, ist das Bürogebäude als Raumlandschaft gestaltet, die unter einem nach Süden abfallenden Dach um fünf Innenhöfe fließt. Zur Straße bildet das Ensemble eine gerade Kante, zu dem benachbarten Park einen leicht geschwungenen Übergang aus.

Energiebilanz

Zur Entkopplung von Stromerzeugung und –verbrauch an flexibel wählbaren Arbeitsplätzen stehen so genannte E-Shuttles zur Verfügung, die eigens entwickelt wurden. Ihre Batterieeinheiten werden an zentralen Ladestationen aufgeladen und ermöglichen als mobile Einheiten vom Stromnetz unabhängiges Arbeiten im und sogar auf dem Gebäude. Und im Park hinter dem Gebäude befindet sich eine Solartankstelle mit einer Ladestation für acht firmeneigene Elektroroller. Die von den »Solar-Movern« erzeugte Energie geht mit in die Bilanz des Gebäudes ein. Sie sind daher auch mit dem Stromnetz des Gebäudes verbunden.

Eine gemeinsame Technikzentrale versorgt Büro- und Produktionsgebäude mit Wärme und Kälte. Die Abwärme des BHKW dient im Winter zur Beheizung und im Sommer zum Betrieb einer Absorptionskältemaschine. Weil das Blockheizkraftwerk mit Biogas betrieben wird, geht die bereitgestellte Wärme mit einem Primärenergiefaktor von 0,7 in die Bilanz ein. Zur redundanten Versorgung des Produktionsbetriebs steht ein zweites Stromnetz von der Technikzentrale zur Verfügung. Auf dem Dach des Gebäudes befindet sich eine Solarstromanlage mit einer Leistung von insgesamt 230 Kilowatt. Überschüssiger Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist. Die Anlage zeigt den integralen Gedanken der Planung: Nicht das gesamte Dach, wie bei vergleichbaren Konzepten, sondern lediglich die Randbereiche sind mit Photovoltaik aus eigener Produktion ausgestattet, damit eine Begrünung und Nutzung des Dachs möglich wird.

Knapp zwei Jahre nach der Inbetriebnahme im Jahr 2008 zeigt eine erste überschlägige Analyse der gesamten Liegenschaft, dass die Energiebilanz positiv ausfällt. Die Bilanzierung erfolgte hier entsprechend der EnEV-Bilanzgrenzen, also ohne die überwiegend produktionsbedingten Anlagen einzubeziehen.