Doppelhaushälfte in Freilassing



Daten und Fakten

Standort:
Schlenkenstraße 41
83395 Freilassing/Oberbayern
Bauherr: Familie Jundt
Planer: Mag. Peter Reimerth

Planung: Ende 2009
Ausführung: 04/2010 bis 02/2011

Grundstücksgröße: ca. 400 m²
Wohnfläche: 154 m² (ohne DG)
Nutzfläche: 
141 m² (inkl. DG)
BGF: 
197,6 m²
BRI: 983 m³ (ohne Garage)
GRZ: 0,65
GFZ: 0,38

Planer

Architektur, Energieberatung und Haustechnik
Mag. Peter Reimerth
83395 Freilassing
Tel.: 08654-478601
info@reimerth.de

Büroschwerpunkte:
Energieberatung im Wohnbau, insbesondere thermische Sanierungen der Gebäudehülle, möglichst gesamtheitlich unter Einbeziehung der nach der Sanierung notwendigen neu auszulegenden Heiz- und Wärmetechnik.

Bürophilosophie:
Die private Bauherrschaft steht mit ihren Wünschen und Vorstellungen immer im Vordergrund. Sie wohnt in dem zu bauenden oder zu sanierenden Gebäude und soll sich dort auch über lange Zeit wohl fühlen. Möglichst homogene, von sich aus hochdämmende Wandaufbauten mit linearem Isothermenverlauf werden im Neubau bevorzugt. Dabei kommt dem Baustoff Porenbeton eine besondere Rolle zu, was sich insbesondere an Anschlussdetails (Fensteröffnungen usw.) bemerkbar macht.

Architektur, Baugesuchsplanung und Statik
Ing. Matthias Koch GmbH
Adelstetten 56-58
83404 Ainring
Tel.: 08654-49330

Energiekonzept
In Zusammenarbeit mit den Bauherren und Energie Südbayern als Pilotprojekt und Feldtest (Initiative Gaswärmepumpe).


Entwurfsaufgabe

Freilassing ist eine Stadt im oberbayrischen Landkreis Berchtesgadener Land und direkter Grenzort zum österreichischen Salzburg. In einem südwestlich vom alten Stadtkern gelegenen Neubaugebiet, umgeben von Wiesen und Feldern, plante und realisierte der ortsansässige Energiefachberater Peter Reimerth zusammen mit dem Bauunternehmer und Ingenieur Matthias Koch das Wohnhaus der Familie Jundt. Ihren Entwurf konnten Bauherrenfamilie und Planer jedoch nicht völlig frei gestalten, denn das zweigeschossige Gebäude wurde als Doppelhaushälfte eines bereits bestehenden Familienhauses realisiert und hatte sich dementsprechend bereits bestehenden Vorgaben, Details und Materialien anzupassen.

Bei der Wahl der Energieversorgung jedoch wollten die Jundts gänzlich neue Wege gehen. Sie wünschten sich eine Heiztechnik, die auch nach Jahren noch zukunftsweisend und mit regenerativen Energiequellen kombinierbar, beziehungsweise erweiterbar sein sollte. Zeitgleich suchte der für Freilassing zuständige Energieversorger ESB, Energie Südbayern, geeignete Wohnhäuser um im Zusammenhang mit einem bundesweiten Feldversuch eines der derzeit innovativsten Heizenergiesysteme langzeitlich zu testen: Seit 2011 ist im Haus der Familie Jundt darum die gasbetriebene Adsorptionswärmepumpe Vitosorp 200-F von Viessmann im Einsatz. Die erste Testphase haben Haus und Familie bereits erfolgreich hinter sich. Das innovative Gerät ist seit September 2013 erhältlich. Bei den Jundts aber gehen die aufschlussreichen Tests nun in die zweite Runde.



Baukonstruktion

Der Energiefachberater legte bei der Planung des Wohnhauses für die Familie Jundt von Anfang an den Schwerpunkt auf ein homogenes Bausystem, das Wärmebrücken und somit Transmissionswärmeverluste durch günstige Materialkombinationen und präzise Anschlussdetails ausschließt. Damit ist die Gebäudehülle ausreichend luftdicht und Wärmeübergänge sind auf ein Minimum reduziert. Die gleichmäßige Bauteilgeometrie minimiert geometrische, die monolithische Außenwandkonstruktion vermeidet materialbedingte und die weitestgehend luftdichte Gebäudehülle konvektive Wärmebrücken.

Die Wände des Hauses wurden aus 36,5 Zentimeter starken Porenbeton-Plansteinen errichtet. Dank der guten wärmedämmenden Eigenschaften des Materials war eine zusätzlich aufgebrachte Dämmschicht in Form eines Wärmedämmverbundsystems nicht erforderlich (U-Wert Außenwand: 0,22 W/m²K). Außerdem bewirkt die hohe Wärmespeicherfähigkeit von Porenbeton ein angenehmes Raumklima und gleicht Temperaturschwankungen aus. Die gleichmäßig verteilten Luftporen im Stein dämmen den Schall zuverlässig in jeder Richtung. Die Außenwände sind außen mit einem Leichtgrundputz und Decklage aus einem so genannten mineralischen Edelputz, innen mit einem Kalk-Einlagenputz versehen.

Kalkputze können besonders gut schädliche Substanzen wie Schwefeldioxid und das Treibhausgas CO2 aus der Umgebungsluft aufnehmen. So ist die Wand optimal für ihre klimaregulierende Funktion ausgestattet: Der Kalkputz arbeitet sozusagen wie eine „Klimaanlage“ die Feuchtigkeit absorbiert, sobald sich zu viel davon in der Luft befindet und diese später schrittweise wieder an die Umgebung abgibt. Mit ihrer natürlichen Alkalität, sind kalkverputzte Wände außerdem schimmelresistent.

Die umlaufenden Ringanker und die Stahlbetondecken wurden rundum mit einer Schicht aus extrudiertem Polystyrol Hartschaum, XPS, hochwirksam gedämmt, um Wärmebrücken zu vermeiden. Der umlaufende Balkon ist mittels Isokorb angeschlossen und somit thermisch wirkungsvoll vom tragenden Bauteil getrennt. Die Innenwände bestehen aus Schallschutzgründen aus Kalksandstein beziehungsweise Porenbetonplansteinen mit höherer Rohdichte als in den Außenwänden. Im Obergeschoss wurde aus statischen Gründen eine Zwischenwand als Stahlbeton-Wandscheibe gefertigt, um die Deckenstärke zu minimieren.

Die Kellerwände und die Unterseite der betonierten Bodenplatte sind ringsum mit zehn Zentimeter starkem Styrodur isoliert. Das in Dachhöhe und Dachneigung an die Nachbarbebauung angepasste Pfettendach hat eine Zwischensparrendämmung aus Steinwolle, die ebenfalls für guten Schallschutz sorgt. Zusammen mit der Untersparrendämmung ist das Dachpaket 24 Zentimeter dick (U-Wert Dach: 14 W/m²K). Die Dachdeckung besteht analog zum Nachbarhaus aus dunkelgrauen Ton-Dachziegeln. Im gesamten Haus wurden dreifach verglaste Energiesparfenster mit Holz-Alu-Rahmen eingebaut  (Uw-Wert Fenster und Fenstertüren 0,75 W/m²K). Die großen Verglasungen gegen Süden bringen solare Gewinne bei tief stehender Sonne im Winter, im Sommer verschattet der umlaufende Balkon wie ein Brise-soleil die Fensterflächen und ist damit nicht nur eine attraktive Freisitzfläche zum Alpenpanorama hin sondern zugleich baulicher, sommerlicher Wärmeschutz. Zusätzliche außenliegende Verschattung in Form von Rollläden mit ausgeschäumten Aluminiumlamellen sorgen dafür, dass im Sommer ein Zuviel an Sonnenwärme nicht in die Räume gelangt und im Winter bei Nacht ein wirksamer Wärmepuffer zwischen Scheibe und Rollladenfläche aufgebaut wird.

Im gesamten Haus wurde ein hochwertiger keramischer Fliesenbelag verlegt. Dieser ist als Teil so genannter KeramikKlimaböden in die Fußbodenheizung integriert und gibt eine gleichmäßige und angenehme Wärme ab. Durch das geringe Gewicht und die niedrige Aufbauhöhe dieser Böden – ein geringerer Estrichaufbau und die integrierte Noppenplatte zur Aufnahme der Heizrohre, das Fehlen konstruktiver Bewehrungen und die sehr geringe Estrichüberdeckung von weniger als einem Zentimeter sind dafür verantwortlich – konnten im gesamten Haus die Decken geringer als üblich dimensioniert werden. Über die gesamte Haushöhe verteilt, wurden so wertvolle Zentimeter gewonnen, die es ermöglichten, den Dachraum als fast vollwertiges Zusatzgeschoss auszubilden.


Interview

Interview mit dem Architekten Mag. Peter Reimerth


Was hat Sie an der Bauaufgabe für die Familie Jundt besonders gereizt?

Neben einer besonders energieeffizienten massiven Gebäudehülle die Anpassung an eine bereits bestehende Doppelhaushälfte mit Schaffung zusätzlicher Nutzfläche im Dachgeschoß.

Wie definieren Sie Nachhaltigkeit in der Architektur?
Massives Bauen für eine lange Gebäudelebensdauer unter Berücksichtigung möglichst niedrigen Energieeinsatzes bei der Baustoffproduktion.

Welche Erkenntnisse haben Sie als Energiefachplaner aus der Feldstudie gewinnen können?
Dass neue Technologien auch im energetisch optimierten Einfamilienhaus unter absolut realistischen Praxisbedingungen machbar sind.

Wie wichtig ist für Sie und Ihre Kunden die Einbindung regenerativer Energien in das Energiekonzept eines Hauses?
In der Nutzung regenerativer Energien liegt die Zukunft. Deshalb ist – gerade im Hinblick auf die nachfolgenden Generationen – meines Erachtens darauf besonderer Wert zu legen.


Energiekonzept

Wichtig war den jungen Bauherren, ihr neues Zuhause mit einem zukunftsweisenden Energiesystem auszustatten und dabei regenerative Energiequellen einzubeziehen. Sie informierten sich im Internet über unterschiedlichste Möglichkeiten moderner Energiegewinnung und erfuhren so von einer innovativen Technologie, der Zeolith-Gas-Wärmepumpe. Um die Entwicklung, Positionierung und Markteinführung von Gaswärmepumpen insbesondere für Ein- und Zweifamilienhäuser in Deutschland voranzutreiben, gründeten führende deutsche Gasgerätehersteller und Energieversorgungsunternehmen bereits Anfang 2008 die „Initiative Gaswärmepumpe (IGWP)“. Als regionaler Energieversorger, der sich seit Jahren umfassend in der Entwicklung und für den Einsatz effizienter Heizungstechnologien engagiert, beteiligt sich die Energie Südbayern GmbH (ESB) an den bundesweiten Feldtests der IGWP. Zur Untersuchung von Zeolith-Gas-Wärmepumpen hat ESB in ihrem Erdgasversorgungsgebiet acht Standorte mit Einfamilienhäusern ausgewählt und dort die neuen Geräte installiert. Ziel der Feldtests war der Nachweis der Betriebssicherheit und die Untersuchung des wirtschaftlichen Betriebsverhaltens, ebenso wie die Optimierung der Bedienfreundlichkeit für den Endkunden. Durch die Kombination wirtschaftlicher, ausgereifter Brennwerttechnik mit nutzbarer Umweltenergie aus thermischen Solaranlagen oder Erdwärme eröffnet die Zeolith-Technologie speziell Besitzern von Einfamilienhäusern neue Perspektiven für eine effiziente Wärmeversorgung. Begeistert von den neuen Möglichkeiten, bewarb sich auch die Familie Jundt erfolgreich mit ihrem Haus um die Teilnahme an der Feldstudie und lieferte in der zwei Jahre dauernden ersten Testphase wertvolle Erkenntnisse über Vitosorp 200-F von Viessmann. Diese Zeolith-Gas-Wärmepumpe ist seit Herbst 2013 marktverfügbar.

Heizung und Warmwasserversorgung

„Effizienzsteigerung durch Einkopplung von Umweltwärme“, so lässt sich in einem Satz das Prinzip der Zeolith-Gas- Wärmepumpentechnologie beschreiben. Diese ist die konsequente und zukunftsweisende Weiterentwicklung der bereits ausgereiften und physikalisch nicht mehr verbesserungsfähigen Gas-Brennwerttechnik. Die Zeolith-Gas-Wärmepumpe kann den Norm-Nutzungsgrad der Ausgangstechnologie noch deutlich übersteigen. Sie birgt enorme Energieeinsparpotenziale und da Gas auch weiterhin ein Energieträger der Zukunft ist – man denke dabei auch an „grünes“ Bio-Gas oder die zukünftige Möglichkeit Gas mittels Windkraft herzustellen – prognostizieren Fachleute der Technologie eine ausbaufähige Zukunft.

Vitosorp 200-F besteht aus zwei Modulen – einem Gas-Brennwertgerät und einer Zeolith-Wärmepumpe. Beide Komponenten sind zusammen in einem kompakten Gehäuse untergebracht. Das Wärmepumpenmodul trägt mit kostenloser Energie aus dem Erdreich die Grundlast der Gebäudebeheizung und kann – je nach Heizwärmebedarf des Gebäudes – bis zu 80 Prozent der Jahresheizarbeit leisten. Das Gas-Brennwertgerät dient zum Antrieb des Wärmepumpenprozesses und deckt an besonders kalten Tagen die Bedarfsspitzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen, elektrisch angetriebenen Wärmepumpen wird das Wärmepumpenmodul der Vitosorp 200-F mit Erdgas betrieben und nutzt statt eines üblichen Kältemittels das Mineral Zeolith. Aus dem Griechischen übersetzt bedeutet Zeolith „siedender Stein“. Die ungiftige mineralische Substanz ist bekannt als Enthärter in Waschmitteln oder als Kühlmittel in selbstkühlenden Bierfässern.

In Vitosorp 200-F wird Wärme aus dem Gas-Brennwertgerät genutzt, um den gebundenen Wasserdampf aus dem Zeolith „auszutreiben“. Die bei der anschließenden Kondensation dieses Dampfes frei werdende Wärme wird auf das Heizsystem übertragen. Diesen Vorgang nennt man Desorption. Andererseits können Zeolithe Wasserdampf aufnehmen und an sich binden („adsorbieren“). Dabei wird Wärme freigesetzt, die ebenfalls zum Heizen und zur Trinkwassererwärmung genutzt werden kann. Im Wärmepumpenmodul wird hierzu das Kältemittel Wasser unter Vakuum mit Hilfe der Wärme aus dem Erdreich verdampft. Diesen Vorgang nennt man Adsorption. Der Betrieb des Wärmepumpenmoduls im Vakuum ist erforderlich, damit mit dem eingesetzten Kältemittel Wasser die Aufnahme von Umgebungswärme auf niedrigem Temperaturniveau erfolgen kann. Nachdem das Sorptionsmittel gesättigt ist und keinen Wasserdampf mehr aufnehmen kann, erfolgt wieder die Umschaltung in die Desorptionsphase und der Prozess beginnt von Neuem.

Der Wärmetauscher in Vitosorp 200-F ist mit einer von Viessmann entwickelten und patentierten Zeolith-Beschichtung versehen. Im Vergleich zu Lösungen, bei denen der Zeolith lediglich als lose aufgeschüttetes Granulat den Wärmetauscher umgibt und deshalb nur punktförmig dessen Oberfläche berührt, hat der Wärmetauscher in Vitosorp 200-F eine deutlich größere Berührungsfläche und somit einen sehr viel intensiveren Kontakt zum Mineral. Dadurch ist die Wärmeübertragung auf das Heizungswasser deutlich effizienter. Zugleich ermöglicht die große Zeolithoberfläche eine hohe Aufnahmefähigkeit für Wasserdampf und einen entsprechend effektiven Sorptionsprozess.

Der Aufwand für die Integration einer Gaswärmepumpe im Haus ist sehr einfach und ihre Installation ebenso unkompliziert, wie die einer herkömmlichen Brennwertheizung – nur kommt der Anschluss für den Umweltwärmelieferanten, wie beispielsweise einer thermischen Solaranlage oder, wie im Fall der Familie Jundt, der Anschluss an eine Erdwärmesonde hinzu. Erdwärmesonden bieten sich besonders an, da sie die Fähigkeit besitzen, Energie im Winter wie im Sommer gut dimensioniert und kontinuierlich zur Verfügung zu stellen. Für die Heizungsanlage der Doppelhaushälfte wurde eine  57 Meter tiefe Bohrung gesetzt. Um die Erdwärme zu erschließen, genügen für Vitosorp 200-F in der Regel eine oder mehrere Bohrungen mit einer Gesamttiefe von lediglich etwa 50 Metern. Dafür ist in vielen Fällen auch kein schweres Gerät erforderlich. Im Vergleich zu Erdwärmesondenbohrungen herkömmlicher, elektrisch betriebener Wärmepumpenanlagen, die üblicherweise etwa 100 Meter tief sind, fallen deshalb sehr viel niedrigere Bohrkosten an. Vitosorp 200-F ist einfach zu montieren: Das Wärmepumpenmodul und das Gas-Brennwertgerät werden getrennt geliefert, dadurch ist ihre Einbringung sehr einfach. Mit den kompakten Abmessungen, insbesondere einer Breite von nur 60 Zentimetern und der leisen Arbeitsweise bestehen keine Einschränkungen, was den Aufstellort des Geräts betrifft. Auch der Betrieb in unmittelbarer Wohnraumnähe ist möglich. Die Inbetriebnahme des Geräts wird durch die Regelung Vitotronic 200 von Viessmann unterstützt. Der dort integrierte so genannte „Inbetriebnahmeassistent“ führt selbständig alle erforderlichen Abläufe durch und erfragt wichtige Einstellparameter. Das Wärmepumpenmodul in Vitosorp 200-F ist hermetisch geschlossen und somit über die gesamte Nutzungsdauer wartungsfrei.

Zur Trinkwassererwärmung und -bereitstellung wurde der 200 Liter fassende Viessmann Edelstahl-Trinkwasserspeicher Vitocell 300-V im Technikraum des Hauses gleich neben der Zeolith-Gas-Wärmepumpe aufgestellt. Sein Inhalt wird von dem in Vitosorp integrierten Gas-Brennwertgerät erwärmt. Der Energieverbrauch setzt sich aus einem Anteil von 79 Prozent zu Heizzwecken und 21 Prozent für die Warmwasserbereitung zusammen. Das sind derzeit 13.260 kWh pro Jahr. Davon werden 78 Prozent durch Gas gedeckt, die restlichen 22 Prozent werden durch kostenlose Umgebungswärme bereitgestellt. Um ihr System noch weiter zu optimieren und in Sachen Energieversorgung noch autarker zu werden, erwägen die Jundts auf dem angrenzenden Garagendach die Installation einer thermischen Solaranlage.

> Produktinfos Gas-Hybridgeräte Vitocaldens
> Produktinfos Warmwasserspeicher Vitocell 300-V
 





Stromerzeugung und Wohnraumlüftung

Den Stromenergiebedarf des Hauses deckt – zumindest im Sommer – eine auf der Südseite des Daches installierte Photovoltaikanlage, welche die 50 Quadratmeter große Dachfläche fast vollständig bedeckt. Die 36 Solarmodule haben zusammen eine Leistung von 6,5 kWp.

Kontrollierte Wohnraumlüftung hilft bei der Be- und Entlüftung des Gebäudes. Das eingebaute selbstregelnde Wohnungslüftungssystem passt sich raumweise den Gegebenheiten an und stellt die erforderlichen Luftmengen automatisch bereit. Es besteht aus einer Vertikalleitung mit Dachdurchführung, einer Lüftungseinheit (Ventilator, Schalldämmung), feuchtigkeitsgesteuerten Zuluftelementen in den Außenwänden und Abluftelementen. Alle Übergänge nach außen sind gedämmt und wärmebrückenoptimiert, um auch an diesen Stellen Wärmeverluste auszuschließen.

Autor: Iris Darstein-Ebner