Häuser werden zu Kraftwerken

Von der schützenden Hülle zum aktiven Haus

Experten -  Prof-Manfred-Hegger

Manfred Hegger war Professor für Entwerfen und Energieeffizientes Bauen am Fachbereich Architektur der TU Darmstadt, zudem Architekt und Autor. Er leitete ein interdisziplinäres Forschungsteam aus Architekten, Stadtplanern und Energieberatern. Im Juli 2013 gründete er zusammen mit Prof. Dr. Norbert Fisch (TU Braunschweig) den AktivhausPLUS e.V. Manfred Hegger ist 2016 verstorben.

Wir müssen unseren Energieverbrauch senken und die CO2-Belastung unseres Planeten verringern. Dafür kann man sehr gut beim Bauen und Wohnen ansetzen, denn in westlichen Ländern entfällt etwa 40 Prozent des Energieverbrauchs auf das das Heizen und Kühlen von Gebäuden. Hier gibt es also jede Menge Potenzial für Verbesserungen. Seit den 1980er Jahren wird deshalb bei Neubauten und Sanierungen immer besser gedämmt. Seither hat sich auch die regenerative Energieerzeugung deutlich weiterentwickelt: Photovoltaik-Elemente sinken seit Jahren im Preis und die Wärmegewinnung aus Luft, Wasser und Boden hat sich für die Ingenieure zur Alltagstechnologie entwickelt. Manches Haus wird nun zum kleinen Kraftwerk. Ist das sinnvoll? Müssen die Bewohner jetzt gar ein Technik-Studium absolvieren? Der Darmstädter Architekturprofessor Manfred Hegger, einer der führenden Energieexperten, erläutert, was in Zukunft zweckmäßig sein wird.

 Woher bekommen wir in Zukunft die Energie zum Wohnen?

Schon mit heutiger Technik kann sich ein Einfamilienhaus bestens selbst versorgen. Das geht, weil im Vergleich zur Wohnfläche viel Gebäudehülle zur Verfügung steht, die für die Energiegewinnung genutzt werden kann. Dach und Wände sind ideale Flächen zum Einfangen von Sonnenenergie. Außerdem hat man Möglichkeiten, Energie über Geothermie aus dem Boden zu produzieren oder über Wärmerückgewinnung aus dem Haus selbst. Damit ist das Einfamilienhaus ein gutes Beispiel, wie man über das Jahr seine Verbrauchsenergie aus der Umwelt gewinnen kann und auch sollte.

Wird das nicht schnell zu technisch für die meisten Menschen?

Aus unseren Solar-Decathlon-Häusern und weiteren Projekten haben wir gelernt, dass ein Haus sehr einfach als Energieerzeuger genutzt werden kann. Bislang beschränkte sich der Kreis der Menschen, die das wollten, auf Technik-Freaks. Das hat sich geändert. Ein Aktivhaus – so nennen wir es – erfüllt ganz selbstverständlich und wartungsarm seine Aufgaben. Die Technik sollte grundsätzlich so beschaffen sein, dass sie ihre Bewohner über ihre Wirkung und die Erträge informiert, wenn sie es wünschen. Wichtig sind der spielerische Zugang und die kinderleichte Bedienung. Wer interessiert ist oder neugierig gemacht wird, sollte intuitiv mit der Technik umgehen können, letztlich wie mit einem Schalter oder einem einfachen Spiel.

Ist das Prinzip des Aktivhauses auf Einfamilienhäuser beschränkt?

Wir bauen gerade ein städtisches Aktivhaus mit 74 Wohneinheiten in der Innenstadt von Frankfurt. Dabei behandeln wir vier zentrale Themen. Erstens: Bekommen wir den Plus-Energiestandard bei so einem großen Haus überhaupt hin, denn das Gebäude soll schließlich seinen gesamten Bedarf an Heizwärme, Warmwasser und Elektrizität in der Jahresbilanz wieder einfahren. Zweitens: Wie sieht die Ökobilanz aus? Wir wollten auf keinen Fall

die Vorteile im Betrieb mit einem schweren ökologischen Rucksack aus dem Bau erkaufen. Das dritte Thema ist die Elektromobilität, auch weil wir an diesem Standort in der Stadt keine Tiefgarage bauen konnten. Mit der Stadt konnten wir vereinbaren, dass dort ausschließlich Carsharing angeboten wird und eigene Parkplätze für Behinderte vorgesehen werden. Das vierte Thema ist die Schnittstelle zwischen den Bewohnern und der Technik. Die Wohnungen werden warm vermietet, d.h. auskömmliche Mengen an Warmwasser, Heizung und Elektrizität sind in der Miete enthalten. Die Bewohner sollten ihren Verbrauch entsprechend überprüfen können. Wir haben hierzu ein Werkzeug entwickelt. Auf einem Bildschirm kann man sehen, wie hoch der eigene Verbrauch ist. Liegt man im grünen Bereich oder im Durchschnitt? Oder droht eine Zuzahlung am Ende des Jahrs, die man natürlich gerne vermeiden möchte. Man kann auch erkennen, wie man mit seinem Verbrauch im Verhältnis zu anderen Mietparteien liegt. Außerdem können die Bewohner nachvollziehen, ob die Energie aus der Umwelt, dem Gebäudespeicher oder aus dem Netz kommt.

Einige Firmen bieten solche Steuerungen der Hausanlage über die Oberfläche eines Smartphones an. Ist das der richtige Weg?

Das wird auch im Stadtaktivhaus möglich sein. Ich betrachte solche Hilfsmittel nur als einen Zwischenschritt. Demnächst werden Fenster oder Türen eine berührungsempfindliche Sensorik bekommen oder wir steuern durch Gesten. Der einfache Schalter und die simple Funktionsanzeige haben weiter ihre Berechtigung. Achten sollten wir auf unsere Privatsphäre: Daten über das Verhalten der Nutzer gehören nicht in die Öffentlichkeit. Aber es wäre andererseits falsch, wegen des Datenschutzes die Technik insgesamt zu verteufeln.

Es wird gerade viel diskutiert über den Umfang der Dämmung. Mancher spricht schon von einem „Dämm-Wahn“.

Ich stelle mich nachts im Winter nicht im T-Shirt auf die Straße. Ich brauche eine der Witterung angemessene Kleidung. Beim Haus nennen wir das Dämmung. Als 1977 die erste Wärmeschutzverordnungen in Kraft trat, kannten wir keine anderen Möglichkeiten, als zu dämmen. Inzwischen können wir aber mit Häusern auch Energie erzeugen. Neue Dämmstoffe erfordern weniger dicke Wände, denn neue mineralische Stoffe besitzen bessere Dämmwerte als alles, was wir bisher kannten. Es entstehen neue Techniken und damit neue Möglichkeiten und Freiheiten. In diesem Zusammenhang steht auch die Weiterentwicklung von Speichern, sonst schieben wir zu viel Energie ins Netz oder verlieren sie.

Welche Speicher meinen Sie?

Bekannte wie auch ganz neue Technologien. Bekannt ist die Nutzung der eingebauten Baustoffe als Speicher. Besonders wirksam sind hier der Lehmbau und der Ziegelmassivbau. Neue Technologien wären sogenannte Phasenwechselmaterialien. Das sind Stoffe, die beim Wechsel ihres Aggregatzustands von fest zu flüssig sehr viel Energie speichern können und sie dann langsam wieder abgeben. In dem Temperaturbereich, der uns interessiert, also etwa 23 oder 24 °C, funktioniert das sehr gut mit Paraffin oder Salzhydrat-Lösungen. Mit Paraffin etwa kann man in einem Putz geringer Stärke oder mit einer Gipskartonplatte eine hohe Speicherkapazität erreichen. Diese Materialien sind einfach zu verarbeiten, denn die Wachse sind mikroverkapselt. Wir haben das in unsere Decathlon-Häuser eingebaut: Damit reagieren Holzhäuser klimatisch wie Massivhäuser. Auch eine wenige Zentimeter starke Lehmplatte kann einen guten Speichereffekt erzeugen.

Wie sieht die Ökobilanz eines energieeffizienten Hauses aus? Beeinflusst der hohe Aufwand für die Installationen zur Energieerzeugung nicht die Bilanz negativ?

In der Bauphase muss sie nicht deutlich schlechter sein als bei einem konventionellen Haus, wenn ich eine bewusste Materialwahl vornehme. Da ein Aktivhaus Energie selbst produziert, steht es nach wenigen Jahren wesentlich besser da, denn es gibt nach dem Bau in der Bilanz ja kein CO2 mehr ab. Es kann sich, wenn es Überschüsse an Strom produziert und weiterreicht, sogar in seiner Bilanz über die Jahre noch verbessern.

Gibt es schon ein breites Bewusstsein für diese häusliche Energie?

Wir arbeiten bei unseren Projekten eng mit Sozialwissenschaftlern zusammen, weil wir wissen wollen, wie die Menschen auf unsere Häuser reagieren. Manche sind noch skeptisch.
Aber wir wissen: Mit großtechnischen Lösungen allein, den großen Kraftwerken zum Beispiel, werden wir die notwendigen CO2-Einsparungen nicht erreichen. Dafür brauchen wir eine nachhaltige und dezentrale Energieerzeugung in großen Teilen dort, wo die Energie auch verbraucht wird. Ich glaube auch, dass Menschen zufriedener sein werden, wenn sie die Dinge selbst in die Hand nehmen können. Die Werkzeuge dafür müssen aber einfach sein, sodass jeder damit umgehen kann und umweltfreundliche Technik auch Spaß macht.

Lohnt es sich, auch aus einem bestehenden Haus ein Aktivhaus zu machen?

Für Hamburg haben wir mit Studenten geplant, aus einem Siedlerhaus der 1950er Jahre ein Plusenergiehaus zu machen. Dieses sanierte Haus ist seit 2011 in Betrieb. Wir haben es in einer Ökobilanz mit einem Neubau verglichen und ein eindeutiges Ergebnis bekommen: Bei dem sanierten Altbau wird wesentlich weniger CO2 frei als bei jedem konventionellen Neubau. Ein ganz wesentlicher Faktor ist, dass die Anfangsinvestition des Rohbaus wegfällt, denn in den Fundamenten und im Massivbau steckt eine Menge „grauer Energie“, wie wir das nennen. Ein weiterer Faktor ist natürlich die Energieproduktion des Hauses selbst, hier über Sonnenkollektoren und Photovoltaik. Beides macht das Sanieren von bestehenden Häusern energetisch sehr interessant. Es gibt inzwischen Sanierungskonzepte, bei denen die Bewohner im Haus bleiben können. Das ist nicht ganz schmerzfrei, aber intelligent geplant dauert es nur kurze Zeit. Dazu müssen die technischen Gewerke und die Dämmung überwiegend außen in einer neuen Hülle untergebracht werden.
Viele Menschen scheuen allerdings bislang eine Sanierung wegen der hohen Kosten. Sie glauben, sie könnten ein Haus 50 Jahre lang bewohnen, ohne es in Teilen zu erneuern. Dann kommt der Zeitpunkt, an dem viele Menschen sagen, jetzt lohnt es sich nicht mehr für mich. Zu sagen, mir ist es egal, in welchem Zustand ich mein Haus zukünftigen Generationen hinter-lasse, finde ich ziemlich verant-wortungslos.

Beeinflusst die Energieerzeugung auch die Lage des Hauses und seine Form?

Viele haben vor zehn Jahren noch behauptet, dass wir zur Nutzung der Solarenergie ganze Stadtviertel nach Süden ausrichten müssen. Das müssen wir nicht. Wir bauen auch die Häuser nicht mit größeren Abständen, damit alle Fassaden verschattungsfrei werden. Aber wir wollen den Menschen in ihren Wohnungen wenigstens einige Stunden pro Tag Sonne geben. Der Mensch und seine Umwelt stehen im Mittelpunkt. Die Energieversorgung muss bei den niedrigen Preisen für die erneuerbaren Energiesysteme heute nicht mehr höchste Effizienz erfüllen. Wir können Dächer voll belegen, auch Fassaden energiegewinnend ausstatten, denn die diffuse Strahlung leistet einen nennenswerten Beitrag. Man wird freier in der Gestaltung, indem man die energie-gewinnende Fläche maximiert. Ich kann schon heute zu Hause Strom zu Preisen produzieren, die deutlich unter den Kosten liegen, die mir der Energieversorger in Rechnung stellt.

Hat Farbgestaltung eine Bedeutung?

Farbe spielt eine große Rolle. Helle Flächen strahlen Wärme ab, heizen insbesondere den Stadtraum weniger auf. Dunkle Flächen dagegen heizen auf. Solaranlagen sind notwendigerweise dunkel. Das gilt es zu bedenken, vor allem in Zeiten der Klimaerwärmung.

Können auch Städte oder Stadtviertel einen Beitrag zur Energieerzeugung leisten?

Städte und Stadtviertel sind, einfach ausgedrückt, Ansammlungen von Gebäuden mit unterschiedlichen Nutzungen. Wenn immer mehr von ihnen Energie erzeugen, entlastet das zunächst die regionalen und nationalen Netze. Hinzu kommt, das unterschiedliche Gebäude zu verschiedenen Zeiten viel Energie benötigen: Arbeitsplätze in Büros oder Gewerbebetrieben zu anderen Tageszeiten als etwa Wohnungen. Damit glättet sich der Bedarf, und wir können in höherem Umfang lokal erzeugte Energie auch lokal verbrauchen. Da ein Hauptproblem der Nutzung erneuerbarer Energien heute noch die Speicherung und der Austausch ist, spricht alles für eine Betrachtung auf den Ebenen des Quartiers und der Stadt. Gebäude, Quartiere und Städte können Energie miteinander austauschen. Ich plädiere für ein Smart Grid, ein intelligentes Netz, möglichst mit einem Speicher in der Nähe. Der Energie-Bunker in Hamburg-Wilhelmsburg leistet das für seine Nachbarschaft. Er puffert erneuerbare Energien beispielsweise bei starker Sonneneinstrahlung und stellt sie dann zur Verfügung, wenn sie gebraucht wird. Der Gedanke der Vernetzung schafft auch ein neues gesellschaftliches Bewusstsein. Man muss nicht alles allein machen: Man kann auch Mitglied einer energie-erzeugenden Gemeinschaft werden.

Sehen Sie noch andere Potenziale, unsere Umwelt zu schonen?

Wohnwünsche zielen heute oft auf viel Fläche: Je mehr, umso besser. Im Ergebnis bewohnen wir heute pro Kopf mehr als doppelt so viel Fläche als vor ca. 50 Jahren. Dieser Trend geht weiter. Er hat bislang alle bereits erzielten Bemühungen des energie-effizienten Bauens konterkariert: der Energiebedarf des Wohnens ist nicht gesunken. Ich würde mir wünschen, dass die Menschen in Zukunft sagen, ich brauche nicht viele Quadratmeter, ich möchte lieber tollen Raum. Ich begnüge mich mit weniger Fläche zugunsten besserer Technik und besserer Qualität. Dann kann ich auch auf lange Sicht meine Wohnung, mein Haus noch unterhalten.