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Plusenergiehaus in Hybridbauweise

Anbau eines Bürogebäudes in Neumarkt i.d. Oberpfalz
Plusenergiehaus in Hybridbauweise

Seit Dezember 2012 erweitert das Plusenergiehaus die Nutzfläche einer Firmenzentrale in der Oberpfalz um 137 m². In dem Prototyp für Franchise-Plusenergiehäuser tragen neben hauseigenen Produkten wie Passivhausfenster, -türen und Vakuumdämmung auch handelsübliche Systeme anderer Hersteller zum Energiegewinn bei.

Nach dem ersten vakuumgedämmten Nullheizenergiehaus in Voggenthal oder dem Hybridwohnhaus in Stegen bei Freiburg gibt es von Variotec ein neues Pilotprojekt, das den Weg in den Franchisemarkt für Plusenergiehäuser ebnen will. „Hybrid Building 2050“ heißt das modulare Bausystem, für das Architekten, Bauunternehmer, aber auch Bauträger Lizenzen erwerben können.

Das Leitmotiv zum Neubau beschreibt der federführende Architekt, Martin Forstner, so: „Das Wesentliche bauen und das Unwesentliche weglassen – und zwar alles mit handelsüblichen Produkten. Wir haben für das Gebäude nichts Neues erfunden, sondern bereits bestehende Produkte nur richtig miteinander verknüpft.“
Mit dem neuen Bausystem, das mit hocheffizienter Gebäudehülle und reduzierter Haustechnik arbeitet, soll der breiten Masse der Zugang zum Plusenergiehausmarkt ermöglicht werden. „In unserem Konzept „Hybrid Building 2050“ sind die zur Plusenergiebilanzierung wichtige Photovoltaikanlage sowie das Heiz- und Kühlsystem bereits enthalten“, betont Forstner. Damit entsprechen die Kosten denen der herkömmlichen EnEV-Bauweise. Die Energie für Heizung, Strom und Kühlung erzeugt das System dabei selbst – bei hohem Innenraumkomfort. „Gerade die Kühlenergie ist und wird ein wesentlicher Bestandteil des Gebäudeunterhaltes werden. Bei unserem Konzept ist dieser dringende Bedarf bereits gedeckt“, erklärt der Architekt weiter.
Konstruktion mit Holz
Die Kistenform des Firmenneubaus verrät den Passivhauscharakter: Nach Süden hin großflächig verglast, nach Norden hin eher verschlossen, wartet der Neubau in den Abmessungen 6,80 x 13,25 m mit einem Schulungsraum und einem Empfangsbereich im Erdgeschoss auf. Das Obergeschoss beherbergt drei Büroräume, die Haustechnikzelle, den Flur und den Treppenaufgang. In dieser Geometrie kann das Gebäude jederzeit auch als Einfamilien- sowie Reihenhaus genutzt oder als Mehrgeschosser ausgeführt werden.
Die Tragstruktur des Gebäudes wird mit dem massiven Holzbausystem KLH ausgebildet. Um eine offene Grundrissgestaltung und spätere Umbauten zu ermöglichen, verzichtete der Planer dabei auf tragende Innenwände. Der ganze Bau ruht auf einer in Styrodur gebetteten Stahlbetonbodenplatte. Darüber schultern dreiseitig angeordnete und 9,5 cm starke Massivholzwände die knapp 20 cm dicke Massivholzdecke, das OG sowie das komplett vorgefertigte Pultdach. Dieses besteht aus Stegträgern, beidseitig mit OSB-Platten beplankt und gedämmt mit 40 cm dicken Paketen aus Mineralwolle. Darüber schützt eine Dachhaut aus Trapezblech die Konstruktion vor Regen, Wind und Schnee. Eine Stahlbetonfertigtreppe steift die Konstruktion aus. Durch den hohen Grad der Vorfertigung stand der hölzerne Rohbau bereits innerhalb eines Tages.
Platzgewinn durch Vakuumdämmung
Seit 2010 bietet Variotec sein unter der Nummer Z-23.11–1779 bauaufsichtlich zugelassenes und extrem schlankes Vakuumdämmsystem Qasa mit 14 verschiedenen Deckschichten an. Letztere schützen nicht nur die Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) in ihrer Funktion als Dämmkern vor dem rauen Baustellenalltag. Sie verleihen dem System auch eine elegantere Optik und verbessern den Schall- und Brandschutz. Mittels Verlegeplänen und einem Zuschnittrand können Handwerker das System sicher verarbeiten.
Um zu verdeutlichen, wie viel Platz sich damit gegenüber herkömmlichen Dämmlösungen sparen lässt, flossen mehrere Varianten in den Firmenanbau ein. Addieren sich in Richtung des Gebäudebestandes sowie im nord- und westseitigen Obergeschoss noch 30 cm Mineralfaserdämmung, gefolgt von 6 cm starken Holzweichfaserplatten und einer 1 cm Putzschicht zu einem 37 cm dicken Dämmpaket (U-Wert 0,09 W/(m²K)), kommen die Erdgeschosswände deutlich graziler daher. Die mit Qasa-Elementen isolierten und hinterlüfteten Nord- und Westwände beanspruchen mit 5 cm Dämmstärke plus beidseitiger PVC-Schutzschicht, Lattung und Holzverschalung lediglich 10,6 cm Platz für sich – bei einem U-Wert von 0,14 W/(m²K). Vor allem in Gegenden mit teuren Grundstücken lohnt es sich für Bauherren, diesen schlanken Trumpf auszuspielen.
In die Südseite des Obergeschosses integrierte der Architekt eine weitere Variante namens „VT-A-Hydro-VIP“. Mit dem nur 85 mm aufbauenden Wärmedämmverbundsystem wird ein U-Wert von 0,13 W/(m²K) erreicht. Die Variante „VT-A-Roll-VIP“ hilft in den Rollladenkästen ebenfalls beim Energiesparen.
Passivhausfenster und -tür
Dass Variotec zu den Marktführern im Bereich der Passivhausfenster und -türen gehört, dokumentiert auch der Neubau. „Für uns war es wichtig, Bauherren und Planern mit diesem Gebäude unser Know-How und die Produktvielfalt beim energiesparenden Bauen zu zeigen“, verrät Architekt Martin Forstner.
Im OG komplettieren die hauseigenen Holz-Alu-Fenster „ENEF 12 D“ die Süd- und Westfront der Gebäudehülle. Die Außenseite der wartungsfreien Passivhausfenster mit einem UW-Wert von 0,78 W/(m²K) erhielt eine anthrazitfarbene Wetterschutzbekleidung. Die Aluminiumschale schützt die darunter liegende Holzkonstruktion dauerhaft vor Witterungseinflüssen sowie UV-Strahlung. Bei der nach DIN EN 14351–1:2006 + A1:2010 CE-konformen Konstruktion stören keine Beschläge die hölzerne Innenansicht, denn diese liegen komplett verdeckt. Mit dem Fenster „Alterna Vallo“ hilft ein weiteres CE-konformes Produkt aus eigener Produktion auf der Nordseite beim Energiesparen. Das Fenster mit einem UW-Wert von 0,79 W/(m²K) bietet nicht nur Sturm- und Schlagregensicherheit, die zwischen den Scheiben angeordnete Jalousie sorgt zudem für Verschattung.
Dass mit diesem Passivhausfenster auch geschosshoch gebaut werden kann, wird im EG des Neubaus mit „Energy-frame IV“ gezeigt. Ausgestattet mit einem UW-Wert von 0,67 W/(m²K), lassen die 2,85 hohen und bis zu 2,50 m breiten Elemente viel Licht und Wärme ins Gebäude-innere und tragen zum Plusenergieeffekt bei. Ein motorengesteuertes Verschattungssystem schützt mit 15 cm breiten Lamellen vor zu großer Aufheizung im Hochsommer.
Die Eingangstür „Thermosafe 100“, eine Verbundkonstruktion aus Holz und Aluminium, zeigt die gestalterischen Möglichkeiten – bei einem UD-Wert von 0,74 W/(m²K). Neben der seitlichen Verglasung macht das LED-verzierte Firmenlogo im Oberlicht die Tür zum Hingucker. Über den individuellen Zugang zum Gebäude wacht ein Fingerprintsensor, der sich mit Klingel und Briefkasten in einer Stehsäule vor dem Haus wiederfindet.
Kombinierte Haustechnik
Die Gebäudehülle im Passivhausstandard ist Grundlage der Philosophie, doch nur mit der richtigen Haustechnik geht das Plusenergiekonzept auch auf. Bei dem Prototyp in Neumarkt bestimmt u.a. die Wassertemperatur in den Rohrleitungen unterhalb der Geschossdecke darüber, ob geheizt oder gekühlt wird. „Für uns ist die Geschossdecke seit Jahren der ideale Wärmetauscher, da sie die größte auf den Raum bezogene freie Fläche bietet“, erklärt Architekt Forstner. Die gewünschte Temperatur produziert eine Luft/Wasser-Wärme-pumpe mit 10,6 kW Nennwärmeleistung und 12,6 kW -kühlleistung.
In einem weiteren Schritt soll eine im Garten vergrabene Erdzisterne das Kühlwasser liefern. Die Pumpe wird dann das vom Erdreich natürlich gekühlte Wasser auf die Reise durch die Rohrleitungen unterhalb der Decke schicken. „Das System ist die günstigste Lösung überhaupt, da wir mit ca. 5 Euro/Jahr nahezu keine Betriebskosten mehr haben werden“, schwärmt der Architekt und stützt sich dabei auf die Erfahrungen aus dem Bau des Forschungsgebäudes in Voggenthal. „Damit beenden wir endlich jegliche Diskussionen um unausgegorene Kühllasten in Passivhäusern.“ Für frische und angenehm temperierte Luft im Gebäude sorgt eine Be- und Entlüftungsanlage mit vorgeschaltetem Erdkollektor. Die Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt mit 8,64 kWp genügend Strom für den Betrieb der Haustechnik. Überschüssige Energie vergütet der örtliche Versorger mit den staatlich festgelegten Sätzen. Damit leistet das Gebäude einen wichtigen Eigenbeitrag zur Finanzierung. Das Monitoringprojekt soll zusammen mit der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg Aufschluss darüber geben, wie viel Energie am Ende tatsächlich übrig bleibt. Dafür stattete der Bauherr seinen Neubau mit zahlreichen Messfühlern, Sensoren und einem EIB-Bussystem aus.
Für das Konzept „Hybrid Building 2050“ ist geplant, die Haustechnikeinheit komplett vorinstalliert in einer Raumzelle anzuliefern.
„Für Wohnhäuser wird der Plusenergiestandard voraussichtlich in den Jahren 2020/21 kommen. Für Nichtwohngebäude bereits 2019. Mit unseren System ,Hybrid Building 2050’ wollen wir Architekten, Bauunternehmern und Bauträgern heute schon die Möglichkeit geben, Plusenergiehäuser ohne Kinderkrankheiten zu einem Preis zu bauen, der nicht höher liegt als bei heutigen Neubauten nach EnEV-Standard“, betont Architekt Forstner. Damit dieses Ziel erreicht werden kann, entsteht derzeit ein Bauteilkatalog, der den Lizenznehmern von „Hybrid Building 2050“ in Kürze zur Verfügung stehen wird.
Architekt: Martin Forstner, Neumarkt
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