Aktiv-Stadthaus in Frankfurt



Daten und Fakten

Standort: Speicherstraße 20-26, 60327 Frankfurt
Bauherr: ABG FRANKFURT HOLDING, Frankfurt
Architekt: HHS Planer + Architekten AG, Kassel
Begleitforschung: TU Darmstadt, Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen,
Prof. Manfred Hegger, Darmstadt
Steinbeis Transferzentrum (Energie-, Gebäude- und Solartechnik), Stuttgart

Wettbewerb: 2012
Bauzeit: 24 Monate
Fertigstellung: 06/2015
Eröffnung: 07/2015

BGF: 11.700 m²
BRI: 38.000 m³
Wohnfläche: 6.644 m²
Wohneinheiten: 74
Geschosse: 8

Kennwerte nach Effizienzhaus-Plus Bewertung:
Endenergiebedarf: 27,1 kWh/m²a
Primärenergiebedarf QP: 65,1 kWh/m²a
Endenergieüberschuss: + 7,0 kWh/m²a
Primärenergieüberschuss: 23,0 kWh/m²a
Energiestandard: Plusenergiehaus
Forschungsförderung: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), Forschungsinitiative „ZukunftBAU“

Architekten

HHS Planer + Architekten AG
Habichtswalder Str. 19
34119 Kassel
Tel.: 0561 - 930940
Fax: 0561 - 9309421
mail@hhs.ag
www.hhs.ag

Bürophilosophie:
HHS Planer + Architekten AG wurde 1980 von Manfred Hegger, Doris Hegger-Luhnen und Günter Schleiff gegründet und seit 2001 durch die Partner Gerhard Greinen und Andreas Wiege erweitert. Das Büro hat derzeit 24 Mitarbeiter und hat sich vor allem im Bereich der Energieeffizienten Architektur einen Namen gemacht. Das Tätigkeitsspektrum umfasst neben dem Wohnungsbau, auch große Gewerbe- und Industriebauwerke, Masterplanungen sowie Arbeiten im Bereich Forschung und Entwicklung. Dem Büro wurden zahlreiche Preise und Auszeichnungen verliehen, u.a. der Deutsche Solarpreis, der Europäische Solarpreis und der German Design Award. Neben dem Aktiv-Stadthaus plant HHS ein weiteres Mehrfamilienhaus im Effizienzhaus-Plus-Standard am Riedberg in Frankfurt, weitere bedeutende und große Projekte sind die Akademie in Mont-Cenis in Herne, die SMA Solarakademie in Niestetal und der Energiebunker in Hamburg-Wilhelmsburg.

Fachplaner

Technische Gebäudeausstattung
EGS-plan – Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik mbH
Gropiusplatz 10
70563 Stuttgart
Tel.: 0711 - 990075
Fax: 0711 - 9900799
info@egs-plan.de
www.egs-plan.de

Tragwerksplanung
B+G Ingenieure Bollinger und Grohmann GmbH
Westhafenplatz 1
60327 Frankfurt am Main
Tel.: 069 - 2400070
Fax: 069 - 24000730
office@bollinger-grohmann.de
www.bollinger-grohmann.de

Bauleitung
schneider+schumacher Planungsgesellschaft
Poststraße 20 a
60329 Frankfurt am Main
Tel.: 069 - 25626262
Fax: 069 - 25626299
office@schneider-schumacher.de
www.schneider-schumacher.de

Entwurfsaufgabe

Ab dem Jahre 2020 sollen gemäß der europäischen Richtlinie ‚Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) 2010/31/EU‘ Neubauten nur noch im Niedrigenergiestandard errichtet werden. Wie diese Anforderungen verwirklicht und auch in wirtschaftlicher Hinsicht umgesetzt werden können, erprobte die städtische Wohnungsbaugesellschaft ABG Frankfurt Holding bei der Realisierung des Aktiv-Stadthauses in Frankfurt. Gefördert durch die Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ des Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) wurden bei dem Projekt die bisherigen Erkenntnisse mit Einfamilienhäusern erstmals auf einen großmaßstäblichen Geschosswohnungsbau übertragen und auf ihre Umsetzbarkeit geprüft.

Das Kasseler Architekturbüro HHS Planer + Architekten AG entwickelte in Zusammenarbeit mit den Fachplanern der EGSplan – Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik mbH aus Stuttgart das achtgeschossige Aktiv-Stadthaus mit 74 Wohneinheiten. Mit einer wärme- und luftdichten Gebäudehülle im nahezu Passivhausstandard sowie dezentralen mechanischen Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung in den einzelnen Wohnungen gelang es den Planern, den Heizwärmebedarf auf ein Minimum zu reduzieren. Als regenerative Wärmequelle für Heizung und Warmwasser dient ein nahegelegener Schmutzwasserkanal, dem über einen Wärmetauscher die Wärme entzogen und dann weiter an eine Wärmepumpe gegeben wird. Eine großflächige Photovoltaikanlage auf dem Dach sowie in der Südfassade liefert nicht nur den Strom zum Betrieb der Haustechnik-Komponenten und deckt den Bedarf der Bewohner, sondern erzeugt einen deutlichen Überschuss, der in einer Batterie gespeichert, ins öffentliche Netz eingespeist wird und zudem die Car-Sharing-Station versorgt.




Projektbeschreibung

Die hessische Großstadt Frankfurt am Main ist als Finanz- und Messemetropole weit über die Grenzen Deutschlands bekannt. Zahlreiche deutsche Geldinstitute sowie die Europäische Zentralbank haben ihren Sitz in der Stadt am Main. Innerhalb von Deutschland bildet Frankfurt einen zentralen Verkehrsknotenpunkt. Der Flughafen ist der drittgrößte in Europa und in punkto Frachtaufkommen sogar europäischer Spitzenreiter. In der wirtschaftsstarken Metropolregion Rhein-Main leben um die 2,5 Millionen Einwohner. Mit ihren zahlreichen Hochhäusern ist die Sykline in Deutschland einzigartig.

Wie in vielen deutschen Großstädten steigen auch in Frankfurt seit Jahren kontinuierlich die Mieten. Auch im Hinblick auf diese Entwicklung betreibt die städtische Wohnungsbaugesellschaft ABG Frankfurt Holding seit Jahren das Programm „Wohnen für alle“. In den rund 51.000 Wohnungen der Wohnungsbaugesellschaft der Stadt Frankfurt lebt fast ein Viertel der Bevölkerung. Die durchschnittliche Miete liegt bei der ABG Frankfurt Holding bei 7,64 Euro pro Quadratmeter. Der Wohnungsmarktbericht der Industrie- und Handelskammer (IHK) beziffert im Vergleich dazu die durchschnittliche Miete mit 9,94 Euro pro Quadratmeter. Somit liegt die durchschnittliche Miete der Wohnungsbaugesellschaft 24 Prozent darunter.

Um den aus Klimawandel und Energiewende resultierenden, zukünftigen Anforderungen gewachsen zu sein, sieht sich die ABG Frankfurt Holding dem Grundsatz der Energieeffizienz verpflichtet und engagiert sich für die Passivhausbauweise. Mit dem Aktiv-Stadthaus erprobte die ABG Frankfurt Holding erstmals, inwieweit die im Bereich der Einfamilienhäuser gewonnenen Erkenntnisse zum Plusenergiestandard auf den Geschosswohnungsbau anwendbar sind. Das Vorhaben wurde dabei durch die Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) gefördert und durch die TU Darmstadt und das Steinbeis Transferzentrum aus Stuttgart begleitet.

In bester Lage, südlich vom zentral gelegenen Hauptbahnhof und nur zwei Blocks vom Mainufer entfernt, errichtete die ABG Frankfurt Holding das Aktiv-Stadthaus im Plusenergiestandard. Mit HHS Planer + Architekten AG aus Kassel entschied sich die ABG Frankfurt Holding für ein Architekturbüro, das sich im Bereich der Energieeffizienten Architektur bereits einen Namen gemacht hat. Das keine zehn Gehminuten vom Hauptbahnhof entfernte Grundstück an der vielbefahrenen Speicherstraße im Gutleutviertel diente bislang als Stellplatzfläche. Aufgrund der Abmessungen von 160 Metern Länge bei einer Tiefe von nur neun Metern galt das Grundstück lange Zeit als unbebaubar.

Mit der Gebäudeform, die das Grundstück vollständig überbaut, reagieren die Architekten auf den besonders knappen Grundstückszuschnitt. Der achtgeschossige und 150 Meter lange Baukörper des Neubaus erstreckt sich von Osten nach Westen parallel zur südlich angrenzenden Speicherstraße. Nach Norden orientiert sich das Gebäude zu einem baumbestandenen, hofartigen Platz. Das siebte Obergeschoss ist als Staffelgeschoss ausgeführt, ein Pultdach bildet den oberen Gebäudeabschluss. Eine leichte Faltung der nach Südosten ausgerichteten Fassade gliedert die lange Straßenfront an der Speicherstraße. Gleichzeitig gelang es den Architekten damit, die notwendigen Grundrisstiefen zu generieren.

Im Erdgeschoss befinden sich zwei Ladenlokale sowie eine öffentliche Car-Sharing-Station für Elektromobile, die von book-n-drive, einem Unternehmen des Bauherrn, betrieben wird. Diese Pkw-Stellplätze werden von der Straßenseite des Gebäudes angefahren. Vier Hauseingänge entlang der Speicherstraße erschließen das langgestreckte Wohnhaus. Das Aktiv-Stadthaus verfügt über keine Tiefgarage, vielmehr schufen die Planer Stellflächen für die stadtgerechte Fahrradmobilität: Eingangsnah stehen im Erdgeschoss neben jedem Hauseingang Fahrrad-Stellplätze innerhalb des Gebäudes zur Verfügung.

In den sieben Obergeschossen entstanden insgesamt 74 Wohneinheiten als Mietwohnungen. Die Zwei- bis Vier-Zimmer- Wohnungen weisen Wohnungsgrößen zwischen 60 und 120 Quadratmetern auf. Durch die schmalen Proportionen des Baukörpers sind die Wohnungen zwar knapp geschnitten, wirken aufgrund ihrer räumlichen Disposition und der guten Tageslichtverhältnisse dennoch großzügig. Jede Wohnung verfügt über einen privaten Außenbereich, entweder als Loggia auf der Südseite oder als Balkon am westlichen beziehungsweise östlichen Gebäudeende sowie an der Nordfassade.

Die 74 Wohnungen werden einschließlich eines Budgets für die Heizung, Warmwasser und Elektrizität von der ABG Frankfurt Holding vermietet. Über ein Touchpanel in der Wohnung und über Apps können sich die Mieter jederzeit über ihren Energieverbrauch im Verhältnis zu den angesetzten Budgets informieren und ihren Platz auf einem inoffiziellen „Ranking“ aller Stromverbraucher im Aktiv-Stadthaus einsehen. Dies soll die Bewohner unter anderem zu einem bewussten Energieverbrauchsverhalten animieren. Im Rahmen eines zweijährigen Monitoring, das mit dem Einzug der Bewohner beginnt, wird der Erfolg dieser Maßnahmen untersucht.


Baukonstruktion

Bei der Realisierung des Aktiv-Stadthauses legten der Bauherr und die Planer viel Wert auf eine möglichst ökonomisch und ökologisch sinnvolle Bauweise. Aus diesem Grund fiel die Entscheidung für eine Hybridkonstruktion. Die primäre Tragstruktur des 150 Meter langen achtgeschossigen Mehrfamilienhauses wie Geschossdecken und Schottentrennwände sind aus Stahlbeton errichtet.

Die gesamte Dach- und Außenwandkonstruktion wurde mit vorgefertigten Holzrahmenelementen erstellt. Die horizontale Anbindung der selbsttragenden Holzkonstruktion erfolgt an den Geschossdecken. Vertikale Lasten werden in die Decke über dem Erdgeschoss eingeleitet. Die stark horizontal gegliederte Fassade unterstreicht die Länge und die Faltung des Baukörpers entlang der Speicherstraße. Das äußere Erscheinungsbild des Aktiv-Stadthauses wird an der Südfassade durch Glas bzw. in Glas integrierte Photovoltaik-Module bestimmt. Die Fassade nach Norden wurde mit Faserzementplatten verkleidet.

Der Wandaufbau der Nordfassade mit rund 47 Zentimetern sowie der Südfassade mit rund 55 Zentimetern ermöglicht KfW-40 Standard. Die vorgehängte Fassade erlaubt einen schlankeren Wandaufbau als bei einer vergleichbaren Massivkonstruktion, was auf dem schmalen Grundstück mehr vermietbare Fläche bedeutet und somit wirtschaftlich als auch umweltfreundlich ist.


Interview

mit Prof. Manfred Hegger, HHS Planer + Architekten AG, Kassel


Mit welcher Zielsetzung für das Wohnhaus ist der Bauherr an Sie herangetreten?

Der Bauherr wollte seine langjährigen Erfahrungen und Erfolge mit der Passivhausbauweise überdenken und einen nächsten Schritt tun. Er war über den Solar Decathlon, unser Plusenergiehaus für die Bundesregierung und erste Projekte im Nicht-Wohnungsbau informiert und wollte wissen, ob das auch im Mietwohnungsbau möglich ist. Er wollte die Grenzen der Plusenergie-Idee kennenlernen: technisch, aber besonders auch wirtschaftlich.

Wie sind Sie mit der geringen Grundstückstiefe umgegangen?
Neben der Gebäudeausrichtung Nord-Nord-Ost/Süd-Süd-West, der Gebäudehöhe von acht Geschossen und der Verschattungssituation durch Nachbarbauten war natürlich die Grundstückstiefe von nur neun Metern eine Herausforderung. Eine Tiefgarage war nicht möglich, also konnten andere, stadtverträglichere Verkehrsangebote in den Vordergrund treten: Fahrradstellplätze und Car-Sharing im Erdgeschoss. Die geringe Gebäudetiefe erschwerte die Grundrissentwicklung, aber letztlich entstanden Wohnungen mit guten Tageslichtangeboten und viel Ausblick. Schließlich war die geringe Gebäudetiefe auch ein nützlicher Faktor für die aktive Nutzung der Sonnenenergie.

Was zeichnet die Grundrisse der Wohnungen aus?
Das Wohnraumangebot kommt aus unserer Sicht dem steigenden Bedarf nach kleineren Wohnungen entgegen. Damit kann dem ständigen Wachstum an Fläche pro Person ein Stück entgegengewirkt werden, das die Bemühungen um Energie- und Materialeffizienz immer wieder konterkariert. Dennoch wirken die Wohnungen nicht klein, sie sind bei aller Grundstücksproblematik gut geschnitten. Sie bieten angenehme Räume, viel Tageslicht, Ausblicke und Außenkontakt über Balkone und Loggien.

Was musste hinsichtlich der Integration der Photovoltaik-Module in die Fassade beachtet werden?
Bei der Entwicklung der Photovoltaikfassade waren die technischen Probleme am Ende einfacher lösbar als die politisch bedingten. Hiermit meine ich die mehrfachen Sprünge in der Förderung der erneuerbaren Energien, die uns in der Planungszeit hart trafen: Firmenzusammenbrüche im Solarbereich, die bewirkten, dass wir die Fassade mit immer wieder neuen Industriepartnern mehrfach umplanen mussten. Technisch war die Fassade als vorgehängte Konstruktion letztlich gut lösbar. Das Angebot an technischen Lösungen ist aber sehr eingeschränkt, was eine optimale Nutzung der diffusen Strahlung angelangt.

Welchen Auflagen unterliegt die Nutzung des Abwasserkanals als Wärmequelle?
Die Nutzung des Abwasserkanals als Wärmequelle stand zu Beginn vor großen Problemen. Die Stadt musste Neuland betreten, denn Abwasser ist ein öffentliches Gut, dessen Restwärme hier zu einem kleinen Teil genutzt wird. Die Lösung liegt darin, dass der Eigentümer für die Nutzung des Abwassers eine überschaubare Gebühr entrichtet.


Energiekonzept

Bei der Planung des Aktiv-Stadthaus arbeiteten das Architekturbüro HHS Planer + Architekten AG eng mit den Fachplanern der EGS-plan–Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik mbH aus Stuttgart zusammen. Mit einer wärme- und luftdichten Gebäudehülle im Passivhausstandard sowie dezentralen, mechanischen Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung in den Wohnungen erzielten die Planer einen sehr geringen Heizwärmebedarf und Endenergiebedarf von nur 27,1kWh/m²a.

Wärmeversorgung

Das Aktiv-Stadthaus nutzt als regenerative Wärmequelle einen nahegelegenen Abwasserkanal der Stadt Frankfurt. Eine elektrisch betriebene Wärmepumpe mit 120 Kilowatt Leistung entzieht über ein Wärmetauschersystem dem Abwasser Wärme und speichert diese in einem großen Pufferspeicher für das Heizsystem und die Versorgung mit Warmwasser zwischen. Die Wärmeverteilung in den Wohneinheiten erfolgt über eine Fußbodenheizung.

Wenn in besonders kalten Wintermonaten die Wärme des Schmutzwasserkanals als Wärmequelle nicht ausreichen sollte, übernimmt ein Gas-Brennwertkessel Vitocrossal 300 Typ CM3 von Viessmann mit einer Leistung von 142 Kilowatt die Wärmeversorgung. Der zur Absicherung der Heiz- und Warmwasserversorgung installierte bodenstehende Gas-Brennwertkessel verfügt über Inox-Crossal-Wärmetauscherflächen und Matrix Strahlungsbrenner. Die Konstruktion der senkrecht angeordneten Wärmetauscherflächen nutzt die Kondensationswärme der Heizgase besonders intensiv. Damit wird die eingesetzte Energie bis zu 98 Prozent in Wärme umgewandelt. Die Steuerung erfolgt über die komfortable Regelung Vitotronic 100 von Viessmann.

> Produktinfos Gas-Brennwertkessel Vitocrossal 300 Typ CM3C

Stromversorgung

Um mit dem Aktiv-Stadthaus das Ziel eines Plusenergiehauses zu erreichen, wurde sowohl auf dem Dach als auch in der Südfassade eine großflächige Photovoltaik-Anlage eingeplant. Das optimal zur Sonne geneigte Pultdach überragt für eine größtmögliche nutzbare Fläche den Gebäudekörper an allen Seiten. Auf dem circa 1.500 Quadratmeter großen auskragenden Pultdach wurden 769 hocheffiziente Photovoltaikmodule mit einem Wirkungsgrad von 20 Prozent und einer nominalen Leistung von circa 250 kWp installiert. An der Südfassade sind es insgesamt 348 weitere Photovoltaikmodule, die eine Leistung von nochmals circa 120 kWp erzeugen. Der jährliche Stromertrag aus den Photovoltaik-Anlagen beträgt etwa 300.000 kWh/a.

Der aus der Sonnenenergie gewonnene Strom wird in einer Lithium-Eisen-Phosphat -Batterie im Untergeschoss eingespeichert. Dieser Puffer mit rund 250 kWh Kapazität dient dem Ausgleich von Angebot und Nachfrage an Elektrizität im Gebäude. Der Batteriespeicher erhöht den Eigenverbrauch der selbst erzeugten elektrischen Energie, um das Stromnetz zu entlasten. Aus der Hausbatterie werden haustechnische Komponenten wie die Wärmepumpe betrieben, die Elektromobile der Car-Sharing-Station nachgeladen und der Strombedarf der Mieter gedeckt. Alle Wohnungen wurden mit besonders sparsamen Haushaltsgeräten ausgestattet.

Die Mieter profitieren von dem neuen Energie- und Versorgungskonzept durch eine sogenannte Flatrate-Miete. Das bedeutet, dass die Wohnungen im Aktiv-Stadthaus mit einem festgelegten Budget für Heizung, Warmwasser und Elektrizität vermietet werden, das im Mietpreis enthalten ist. Um den eigenen Verbrauch Nachverfolgen zu können, erhält jede Mietpartei ein Tablet mit einer vorinstallierten App. Dies ermöglicht jederzeit einen Überblick über den Energieverbrauch im Verhältnis zum Budget. Zudem lassen sich darüber viele weitere Informationen über das Haus wie die Verfügbarkeit der Car-Sharing-Autos abfragen. Auf diese Weise soll ein spielerischer Zugang und die Identifikation mit dem Haus und das Bewusstsein für die Themen Energie und Wohnen gestärkt werden.

Autor: Katharina Ricklefs