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Aktiv-Stadthaus in Frankfurt

Bei der Realisierung des Aktiv-Stadthauses legten der Bauherr und die Planer viel Wert auf eine möglichst ökonomisch und ökologisch sinnvolle Bauweise.

Mit einer leichten Faltung in der nach Südosten ausgerichteten Fassade gliedern die Architekten die 150 Meter lange Straßenfront des Neubaus entlang an der Speicherstrasse. (Bild: © Fotodesign Barbara Staubach, Frankfurt a.M)

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. Bei dem Projekt wurden die bisherigen Erkenntnisse mit Einfamilienhäusern erstmals auf einen großmaßstäblichen Geschosswohnungsbau übertragen und auf ihre Umsetzbarkeit geprüft.

Mit dem achtgeschossigen Aktiv-Stadthaus mit 74 Wohneinheiten mit seiner 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.

Nach Norden orientiert sich die geschlossenere Fassade des Aktiv-Stadthaus zu einem baumbestandenen, hofartigen Platz. (Bild: © Fotodesign Barbara Staubach, Frankfurt a.M.)

Energiekonzept

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 27,1 kWh/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 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.

Wenn die Wärme des Schmutzwasserkanals als Wärmequelle im Winter nicht ausreicht, übernimmt ein Gas-Brennwertkessel Vitocrossal 300 Typ CM3 die Wärmeversorgung. (Bild: © HHS Planer + Architekten AG, Kassel)

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 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.

Autor: Katharina Ricklefs

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