Energieautarkes MFH – Ein Projekt der Umwelt Arena
Als „Haus ohne Stromanschluss“ wird ein MFH in Brütten (Zwischen Winterthur und Zürich) in den Medien gefeiert und von Bundesrätin Leuthard im Sommer 2016 eingeweiht. Klar ist, dass Architekt René Schmid, der auch die Umwelt Arena (ein Wissens- und Kompetenzzentrum für Themen der Nachhaltigkeit) plante, hier mit Ausstellern der Umwelt Arena Beachtliches geleistet und ein Leuchtturm-Projekt realisiert hat. Beteiligter auf Seiten der Energie war Noah Heynen, Geschäftsführer / CEO der Helion Solar AG, die mit PV-Anlagen und entspr. Speichertechnik groß geworden ist (siehe Interview mit N. Heynen unter „Energie“).
Um sich harmonisch in die Umgebung einzufügen, wurde ein Gebäude mit neun Mietwohnungen mit ortstypischen Satteldach- und Kreuzgiebelform entworfen, bei dem auch Volumen und Fluchten bestehender Bauten aufgenommen werden.
Für die Fassade, als prägnantes Äusseres, entwickelten René Schmid Architekten in Kooperation mit mit Forschungsinstituten und PV-Spezialisten ein matt-dunkelbraunes Solarpaneel, das durch seine spezielle Oberflächenbehandlung nicht mehr an eine normale PV-Platte erinnert und dadurch die Integration in den Ort verstärkt.
Energie-Autarkie bedeutet auch Energie sparen
Für ein energieautarkes Gebäude ist Energiesparen Pflicht. In Fassade und Dach des Massivbaues wurde 28 cm Steinwolle-Dämmung verwendet, die einen U-Wert von 0,111 W/m2K (Fassade) und 0,148 (Dach) ergeben, es wurden Holzfenster mit Dreifachverglasung eingebaut. Als Verschattung dienen Storen, die auch Lichtlenkelemente enthalten, die das Tagerslicht optimiert in die Innenräume bringen.
Die Elektrogeräte entsprechen der höchsten Energiespar-Klasse und für die Beleuchtung entschied man sich für LED-Technik. Für hohen Wohnkomfort sorgt eine zentrale kontrollierte Lüftung mit CO2-Steuerung.
Strom produzieren und speichern
Die Strom-Produktion erfolgt über die matten Dünnschichtzellen, die auf allen Fassadenseiten angebracht sind. Auf dem Dach sind es kristalline PV-Module, die Gesamtleistung liegt bei 140 kW/peak.
Der Stromüberschuss der PV-Anlagen wird dreistufig gespeichert:
Erstens in einer Batterie mit einer Kapazität für bis zu drei Tage ohne PV-Eintrag (192 kWh brutto, 153 kWh netto, Lithium-Eisen-Phosphat).
Das Organigramm des MFH in CH-Brütten
Zweitens wird überschüssiger Strom als Langzeitspeicher mit einem Elektrolyseur in Wasserstoff umgesetzt und gespeichert. Bei Bedarf wird der Wasserstoff mit Brennstoffzellen in elektrische und thermische Energie umgewandelt.
Dazu Noah Heynen, Geschäftsführer der Helion-Solar: „Die Brennstoffzelle ist kostenintensiv und leistet 5 kW, die Batterie jedoch 110 kW. Für Aktionen im Gebäude sind 50 kW Leistungsspitzen nötig. Daher lädt die Brennstoffzelle direkt in die Batterie, die die Verbraucher beliefert und die schnell ist.“
Drittes Speichersystem: Zusätzlich heizt ein Teil der Sonnenenergie mit einer Wärmepumpe den technischen Wärmespeicher und versorgt damit die Wasserstation und die Gebäudeheizung, zusätzlich wird Wärme in einen Langzeitspeicher unter dem Gebäude geleitet.
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- Detail Gebäudeecke
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- Detail Giebel
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- Detail Loggia
Die Wärmeübertragung in den Wohnungen erfolgt über eine Fußbodenheizung.
Für die Bewohner zeigen Tablets die Energiedaten des Hauses und fördern das Bewusstsein für den Energieverbrauch und damit für Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Ressourcenschonung.
Abschließend sagte Architekt Schmid: „Das Gebäude zeigt, dass Sonnenenergie alleine ausreichend ist für den Betrieb einers Mehrfamilienhauses – auch im Winter. Es zeigt weiter, dass PV-Technik ästhetisch sein kann und dass Architektur und Technik eine Symbiose eingehen können. Ich sehe es als ein Leuchtturmprojekt, das aktuelle Möglichkeiten darstellt.“
Jörg Pfäffinger
