Die Anlage im Überblick: Im Vordergrund das 2017 fertiggestellte Doppelhaus. Links der teilsanierte Altbau und im Hintergrund das Mehrfamilienhaus (Fertigstellung 2018) (© Ludwig Stein Baulogistik)
Viele reden, einige machen. Zum Beispiel wenn es um das klimaschonende Bauen und Heizen geht. Das Sonnenhauskonzept arbeitet mit Solarthermie und Schichtspeicher. Das erlaubt, die Kraft der Sonne zu nutzen und je nach Auslegung der Anlage von 50 bis zu 100 Prozent Energie zu sparen.
Ludwig Stein plant Häuser und ist dem Sonnenhaus-Konzept schon seit vielen Jahren verbunden. Er hat eine lange Reihe von bemerkenswerten Objekten realisiert. Für die Familie Nadler hat er nochmal Eins draufgesetzt: Auf einem Grundstück nahe Ingolstadt entstanden zwei Sonnenhaus-Neubauten im Effizienzhaus40-Standard neben einem Bestandsgebäude aus dem Jahr 1964.
Fast 40 Menschen wohnen hier weitgehend klimaneutral
Versorgungsschema zwischen Alt- und Neubau (das DH ist hier nicht aufgeführt)
Alle drei Häuser sind energetisch vernetzt. Die zwei Neubauten nutzen die Sonnenkraft und liefern diese per Nahwärme-Leitung in den Altbau. Umgekehrt versorgt der Altbau mit seiner Pelletheizung die beiden anderen Gebäude in winterlichen Phasen, wenn die Speicher leer werden und zu wenig Sonne scheint.
Mitten im oberbayerischen Dörfchen Echenzell (Landkreis Eichstätt) entstand so auf einem 3200 Quadratmeter-Grundstück ein privates Nahwärmenetz mit hohem regenerativem Anteil, das fast 40 Bewohner versorgt. Eine echte Blaupause für die Zukunft des Heizens und Wohnens, denn eines ist klar: während viel über CO2-Reduktion im Individualverkehr und Stromverbrauch debattiert wird, liegt die klimaneutrale Wärmeversorgung der Zukunft weitgehend im Dunkeln. Die vielen Luftwärmepumpen, die derzeit verkauft und verbaut werden, sind in der Summe absolut keine nachhaltige Lösung. Der rasant steigende Strombedarf, den diese Anlagen in der Heizperiode verursachen, kann regenerativ nicht effizient erzeugt und bereitgestellt werden. Neue Kraftwerkskapazitäten für Spitzenzeiten werden erforderlich und die Netze werden zudem übergebührlich belastet.
Heizen mit der regenerativen Energiequelle Holz ist allemal besser für das Klima als mit fossilen Brennstoffen. Aber auch keine Patentlösung, denn Holz steht nur begrenzt zur Verfügung und verursacht bei der Verbrennung mehr Feinstaub als bei Gas oder Öl.
Primär sollte also die Sonne per Solarthermie so gut als möglich genutzt werden. Den Restenergiebedarf mit Holzfeuerung zu decken ist dann aber eine ausgesprochen klimaschonende Lösung. Genau so läuft es bei einem klassischen Sonnenhaus und auch bei den Nadlers in Echenzell.
Nebenbei produzieren diese Häuser über die großzügig dimensionierte PV-Anlage eine Menge Strom zum Eigenverbrauch, zum Laden von E-Autos oder zur Abgabe ins Netz. Auch wenn diese Wohnanlage in Ihrem Erscheinungsbild eigentlich konventionell daherkommt und mitten im Dorf liegt: nachhaltiger ist Wohnen heute und morgen kaum darstellbar, insbesondere wenn man bezahlbares Bauen ohne kostentreibendes High-Tech zugrunde legt.
Mehrfamilienhaus kommt ohne Vollwärmeschutz aus
Die hydraulische Installation im Keller des MFH: (von links) Frischwasser, Solaranlage, Heizkreis. Nicht sichtbar hinter dieser Installation befindet sich der große Solarthermie-Speicher. Rechts im Vordergrund: Druckausgleichbehälter (grau) und Warmwasserspeicher (rot) der Trinkwasserversorgung. (© Sonnenhaus-Institut/Privat)
Entstanden ist ein zweigeschossiger Bau von 26,5 x 13 Metern und insgesamt 750 Quadratmetern Wohnfläche verteilt auf 8 Wohneinheiten. Baubeginn war im März 2018, der Bezug erfolgte im Frühjahr 2019. Insgesamt 6 Wohnungen mit Größen zwischen 70 und 100 m² – drei auf jeder Etage – sind im Erdgeschoss und im 1. Obergeschoss angeordnet. Zwei weitere Wohnungen befinden sich im ausgebauten Dachgeschoss. Im Mittel bewohnen 24 Personen das Gebäude, so Eigentümer Robert Nadler, der mit seiner Familie nach Fertigstellung hier ebenfalls eingezogen ist.
Die Ausstattung entspricht einem gehobenen Standard. Sämtliche Wohnungen sind mit einem Aufzug barrierefrei erreichbar. Die Wohnungen im Erdgeschoss verfügen über geräumige Terrassen, in der ersten Etage freuen sich die Bewohner über großzügige Balkone und im Obergeschoss über Loggien. Alle Wohnungen bieten einen gut durchdachten, großzügig dimensionierten Wohn-/Ess-/ Küchenbereich, einen Schlafraum mit Ankleide sowie Kinderzimmer. Zur Sonnenseite hin sind große Fenster angeordnet, die für ein helles und freundliches Ambiente im Inneren sorgen.
Wie bei jedem Sonnenhaus ist eine gute Gebäudehülle Voraussetzung für möglichst effiziente Eigenversorgung. Deshalb plant Ludwig Stein seine Sonnenhäuser mit einer massiv gebauten, monolithischen Außenwandkonstruktion aus hochwärmedämmenden 42,5 cm dicken Porenbeton-Steinen mit einem Lambda-Wert von λ = 0,08. Durch die Kombination von niedriger Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit bietet die Konstruktion sehr gute Voraussetzungen für die Realisierung eines Sonnenhauses. Zugleich eine wirtschaftliche Lösung, weil auf einen Vollwärmeschutz verzichtet werden konnte.
Maximale Einsparung bis zu 38 Tonnen CO2 im Jahr
Anlagenschema Doppelhaus (© Ludwig Stein Baulogistik)
Das im Mehrfamilienhaus ausgeführte Hausbaukonzept hat einen Primärenergieausstoß von nur 1,9 kWh/m²a bezogen auf Warmwasser und Heizwärme unter Anrechnung der PV-Erträge. Die Erträge aus der PV-Anlage betragen simuliert (nach Potsdam gemäß EnEV) 26.129 kWh/a, also 2.613 kWh/a rechnerisch für jede versorgte Einheit. Nach Vorgaben der Energieeinsparverordnung kann die Ersparnis für die Wärme- und Warmwasserproduktion nach Angaben von Ludwig Stein bis zu 38.000 kg CO2 im Jahr betragen. „Pro Mieter“, rechnet Stein vor, „sind dies etwa 1.600 kg CO2-Ersparnis jährlich, oder 4.790 kg CO2 pro Wohneinheit und Jahr.
Bemerkenswert ist auch die Tatsache, dass nahezu der gesamte Keller mit Fußbodenheizung ausgelegt wurde und im Sommer und den Übergangszeiten mit überschüssiger Sonnenenergie temperiert wird. Damit werden die Kellerräume immer über 18° gehalten, um Schwitzwasser-Kondensat zu vermeiden. Eine Schimmelbildung ist damit praktisch unmöglich. Ludwig Stein: „Wir heizen den Keller völlig kostenlos! Welches Haus kann das schon außer ein Sonnenhaus?“
Der Baustandard des Doppelhauses (Fertigstellung 2017) entspricht in allen wesentlichen Punkten dem Mehrfamilienhaus, allerdings ohne Keller.
Pelletsheizung für Restwärmebedarf
2017 wurde im Altbau (Baujahr 1964, 2 Wohneinheiten mit insgesamt 180 Quadratmetern) eine altgediente Ölheizung durch eine Pelletheizung ersetzt, die wie eingangs erwähnt den Restwärmebedarf für alle drei Gebäude erfüllt. Im Normalfall, so berichtet Robert Nadler von seinen bisherigen Erfahrungen, steht die Heizungsanlage von Mitte April bis Mitte Oktober komplett. Im aktuellen Sommer, der von der Einstrahlung eher suboptimal verlief, standen von April bis Anfang September überschaubare 100 Betriebsstunden auf der Uhr. Das sind Werte, mit denen der Bauherr sehr zufrieden ist.
PV-Anlage und E-Mobilität
PV-Installation im Keller des Altbaus (von links): Wechselrichter, Stromspeicher und Verteilung (© Sonnenhaus-Institut/Privat)
Der PV-Strom wird über eine 18 Kwh Batterieanlage für den Eigenbedarf gepuffert. Zur Abrechnung des Haushaltsstroms mit seinen Mietern hat sich Robert Nadler für den Dienstleister Polarstern entschieden. Angesichts der komplizierten Gesetzeslage ist er mit diesem Modell momentan zufrieden, weil der persönliche Aufwand damit minimiert wird.
Die Gesamtbilanz ist ziemlich ausgeglichen was die Entnahmen aus dem Netz bzw. die Einspeisungen betrifft.
Wechselrichter im MFH, darunter die Stromspeicher mit insgesamt 18 kwh Kapazität (© Sonnenhaus-Institut/Privat)
Beim Doppelhaus gibt es zwei komplett getrennte PV-Anlagen. Die beiden Haushälften (je 147 Quadratmeter) werden aktuell von jeweils 3 Personen bewohnt. Jedem Haushalt steht hier ein 6 kwh Stromspeicher zur Verfügung. Robert Nadler hat diese Konfiguration bewusst gewählt für die Option, dass später eine Haushälfte mit eigenständiger PV-Anlage verkauft werden kann.
Auch der Altbau wurde nun vor kurzem mit einer PV-Anlage ausgerüstet, die demnächst in Betrieb gehen wird: 22,4 kwP mit 11 kwh Stromspeicher sind hier die Eckdaten. Robert Nadler entschied sich hier für ein Modell der Allgäuer Firma sonnen.de, welche die Batterien lieferte und gleichzeitig die kompletten Verbräuche be- und abrechnet.
Robert Nadler beschreibt das Konzept so: „Unsere Stromkosten liegen bei 0 Euro ohne Grundgebühr. Die Stromüberschüsse speisen wir in das sonnen- Netz ein. Dadurch bekommen wir eine bestimmte Stromfreimenge gutgeschrieben, die wir entweder zu einem späteren Zeitpunkt verbrauchen oder vergütet bekommen.“
Auch die Elektromobilität wurde bei diesem Projekt angemessen berücksichtigt. Insgesamt stehen acht Ladestationen zur Verfügung (5 für das MFH, 2 für Doppelhaus und 1 für den Altbau).
Genehmigungsprobleme
Aus Sorge, mit den modernen Gebäuden das dörfliche Ortsbild zu zerstören, genehmigte die Gemeinde auf der ehemals landwirtschaftlich genutzten Fläche, die bereits seit mehr als 20 Jahren brach lag, nach einem langwierigen Planungsprozess nur ein Doppelhaus und ein Mehrfamilienhaus mit 8 Wohneinheiten. Die behördlichen Vorgaben bezogen sich ausdrücklich auf das äußere Erscheinungsbild und die Größe der Häuser.
Aber auch in Bezug auf die optimale Umsetzung des Energiekonzeptes wurden Einschränkungen gemacht. Statt der von der Behörde geforderten 35 Grad Dachneigung wäre eine Ausrichtung der Solarkollektoren von 55 Grad bis 70 Grad optimal gewesen. „Damit hätten wir nochmal deutlich bessere Einsparwerte erzielt“, bedauert Ludwig Stein noch immer.
Mehr Informationen:
Ludwig Stein Baulogistik
Hüttenheim 79 a
97348 Willanzheim
www.sonnenhaus-bau.de
Heckmeier Haustechnik GmbH
Loipertshausener Str. 2
85301 Sünzhausen
www.heckmeier.com