Von Christian Schröter, 29. Oktober 2021, Lesedauer 7 Minuten, 10 Sekunden
#Hofanlage #Brombeerweg – Zukunft der #Hauswärmetechnik – eine dezentrales, internationales #Projekt der »#Expo 2000«, Hannover
Damals war die Erkenntnis: Die Erschöpfung der #Ölreserven und #Gasreserven unserer Erde wird eines Tages erreicht sein. Jedoch basieren auf diesen Primärenergiearten die Energieversorgung unseres Landes. Höchste Zeit also, nach Wegen zu suchen, den Verbrauch dieser begrenzten Vorräte wirksam einzuschränken und nachhaltige Alternativen zu entwickeln. Das ist eine zentrale Zielsetzung des »Expo« Projektes »Hofanlage Brombeerweg«, das von Ulrich #Stiebel, der inzwischen einen Doktortitel erworben hat, Miteigentümer von Stiebel Eltron, initiiert und mit Nachdruck vorangetrieben worden ist. Im Rahmen der »Expo 2000« konnte die Hofanlage in exponierter Hanglage #Holzminden besichtigt werden.
Projektbeschreibung und Ziele
Die in einem Siedlungsgebiet von Holzminden errichteten 55 Wohnungen, aufgeteilt auf Einzelhäuer, Reihenhäuser und Mehrfamilienhäuser, zeichnen sich durch eine exzellente Wärmedämmung und damit durch einen geringen Nutzwärmebedarf von weniger als 50 Kilowattstunden pro Quadratmeter aus, ohne dass der Wohnkomfort eingeschränkt werden muss. »Das Besondere hier ist, dass wir verschiedene Heiztechniken erstmals in einer Serie von Niedrigenergiehäusern einsetzen und damit ihre Wirksamkeit unter identischen Klimabedingungen vergleichen können«, so Ulrich Stiebel.
In der Hofanlage Brombeerweg in Holzminden, dem Stammsitz von Stiebel Eltron, wurden unterschiedlichste Wohngebäude realisiert – vom Einfamilienhaus bis zum Mehrfamilienhaus. In allen wurden moderne und zukunftsträchtige Heiztechniken – genauer gesagt Stiebel Eltron (STE) Produkte – installiert, die im Rahmen der »Expo 2000« zum Teil besichtigt werden konnten.
Stiebel hat die Grundstücke der »Hofanlage Brombeerweg« mit projektspezifischen Auflagen verkauft, die sicherstellten, dass der Baustandard der zu errichtenden Häuser den weiteren Verschärfungen der Wärmeschutzverordnung entsprichen würde. Das machte eine wärmebrückenfreie, luftdichte Ausführung der Gebäudehülle notwendig und führte zu vollständig veränderten Anforderungen an die Planung, Bauausführung und die einzusetzende Heiz und Lüftungstechnik. Für Ulrich Stiebel war es von besonderer Bedeutung, dass auch im Hinblick auf die Weiterentwicklung der #Haustechnik zum Heizen, zum #Lüften und zur #Warmwasserbereitung neue Impulse aus dem zukunftsorientierten Bauprojekt in Holzminden gewonnen wurden. So wurden unter anderem auch Blower Door Tests durchgeführt.
Es wurden #Heizungsanlagen mit #Gas, #Strom, #Wärme Kraft Kopplung, #Sonne und #Umweltwärme (Luft und Erdwärmenutzung mit #Wärmepumpen) realisiert. Die Besonderheit des Projektes war es, dass eine Vielfalt von #Energiesparsystemen für Niedrigenergiehäuser unter identischen #Klimabedingungen und Messmethoden praktisch verglichen wurde. Sensoren aus 16 Wohneinheiten haben kontinuierliche aussagekräftige Messwerte geliefert.
Hocheffiziente #Wärmeerzeugungsanlagen
Basistechnologien für die Wärmeerzeugung waren die #Brennwerttechnik, thermische #Solarenergienutzung, #Wärmepumpen und Kraft Wärme Kopplung.
#Sonnenenergie wird zum einen über große, im Winter verschattungsfreie Fensterflächen nach Süden realisiert (»passive« Nutzung). Aber auch die »aktive« Sonnenenergienutzung mit #Kollektoren wurde für die Warmwasserbereitung eingesetzt. In einigen Anlagen wurde auch ein solarer Beitrag zur #Heizung erreicht. #Photovoltaik wurde zum anteiligen Abdecken der notwendigen Hilfsenergie (beispielsweise für #Lüfter oder #Pumpen) und zur #Straßenbeleuchtung genutzt.
Neben den verschiedenen Varianten der dezentralen Wärmeversorgung wurden zwei getrennte Anlagen errichtet, die zur gemeinsamen Nahwärme Versorgung mehrerer Wohneinheiten dienten. Die erste Anlage basierte auf einem #Blockheizkraftwerk geringer Leistung, die zweite #Nahwärmeanlage basierte auf einem #Gasbrennwertkessel, der von einer leistungsfähigen #Vakuumröhren #Solaranlage unterstützt wurde.
Differenzdruck Messverfahren
Mit dem »Differenzdruck Messverfahren« (»Blower Door Test«) wird die Luftdichtheit eines Gebäudes gemessen. Das Verfahren dient dazu, Lecks in der Gebäudehülle aufzuspüren und die tatsächliche Luftwechselrate zu bestimmen.
Durch einen Ventilator wird Luft in das zu untersuchende Gebäude gedrückt oder herausgesogen. Zur Anpassung des geförderten Luftstroms an die Gebäudedichtigkeit dienen verschieden große Messblenden für den geförderten Volumenstrom. Durch Kalibrierung wird die Größe des Volumenstroms angezeigt. Der drehzahlgeregelte Ventilator wird so eingestellt, dass zum Umgebungsdruck eine Druckdifferenz von 50 Pascal entsteht. Druckdifferenzen entstehen auch natürlich, wenn zum Beispiel Wind weht und dabei auf eine Fläche wie eine Hausmauer trifft. Die entstehende Druckdifferenz bei Windlast hängt von Fläche und Windgeschwindigkeit ab, welcher Windstärke die aufgebaute Druckdifferenz von 50 Pascal entspricht, hängt also von der Größe des Messobjektes ab.
Der Ventilator wird mittels eines verstellbaren Metallrahmens, der von einer luftundurchlässigen Plane umgeben ist, in eine Tür oder Fensteröffnung eingesetzt. Dabei drückt sich der Rahmen über Gummidichtungen im Tür oder Fensterrahmen fest. Durch die Messung in einer Tür kam der Name »Blower Door Test« (»Gebläse Tür Messung«) zustande. Die Tür oder das Fenster, in der die Messeinrichtung eingesetzt wird, kann dann natürlich nicht mit gemessen werden. Da es oft sehr wichtig ist, auch die meist großen Haustüren mit zu messen, kann für den Einbau des »Blower Door Gerätes« auch beispielsweise eine Balkontür verwendet werden.
Mechanische Lüftungsanlagen mit #Wärmerückgewinnung
In fast allen Wohneinheiten der »Hofanlage Brombeerweg« arbeiteten Lüftungsanlagen mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung und geringem Hilfsenergiebedarf. Hygienische Luftwechselraten erfordern entsprechend anerkannter technischer Regeln mindestens 30 Kubikmeter Luftwechsel pro Bewohner und Stunde. In herkömmlichen #Wohnhäusern findet dieser Luftwechsel völlig unkontrolliert durch undichte Fenster, Wände und Dächer über das erforderliche Maß hinaus statt. Reichen die vorhandenen Undichtheiten nicht aus, sinkt die Qualität der Wohnungsluft und führt unter Umständen zu #Bauschäden durch Feuchte und Schimmelpilz. Die mechanisch belüfteten Häuser werden hingegen ohne Zutun der Bewohner immer mit der hygienisch erforderlichen Luftwechselrate belüftet. Somit sind Feuchteschäden ausgeschlossen.
Wissenschaftliche Begleitung und erwartete Ergebnisse
Die Fachhochschule Wolfenbüttel, namentlich das »Institut für Heizungstechnik und Klimatechnik«, begleitete ebenfalls das Projekt. Die in der Praxis erzielten Kosten Nutzen Relationen verschiedener Lösungen wurden gegenübergestellt und der tatsächlich erzielte Beitrag zur Umweltentlastung festgehalten. Für alle Varianten wurde untersucht, ob die technischen Ansätze von den Bewohnern, den »Nutzern, akzeptiert und durch deren Verhalten die Einsparungen verstärkt wurden. Die Daten wurden archiviert und in komprimierter Form der Öffentlichkeit zugänglich gemacht.
Registriertes weltweites Projekt der Weltausstellung »Expo 2000«
Während der »Expo« vom 1. Juni bis zum 31. Oktober 2000 wurden auf den öffentlichen Wegen der »Hofanlage Brombeerweg« Demonstrationsobjekte und Informationstafeln zur Veranschaulichung der eingesetzten Planungsansätze, Bauweisen und Hauswärme Systemlösungen aufgestellt. Ein Ausstellungs #Pavillon war für Besucher zugänglich. Folgende Orientierungshilfen werden gegeben –
Showroom mit Multimediashow, Exponaten, Dokumentationen – alles Wissenswerte über die »Hofanlage Brombeerweg«
Rundgang: Ein gekennzeichneter Rundweg mit Infotafeln vor jedem Haus, die die jeweiligen Besonderheiten herausstellten
Musterwohnung: Die Besucher konnten während eines Rundgangs in einer Musterwohnung die Systemtechnik kennenlernen
Hofplatz: Exponate, die das zukünftige Bauen bei Niedrigenergiehäusern anschaulich darstellten, zum Beispiel Wandaufbauten, Dachanschlüsse, Wandheizungen et cetera
Die »Stiebel Planungsgruppe« hielt bei dem Projekt die Fäden in der Hand.
Christian Schröter AGD
Gemeinsam mit Axel Triestram – Hausfotograf von Stiebel Eltron, Verleger, Buchautor, bekannter Heimatfotograf im Landkreis Holzminden in der Tradition seines Vaters – und zeitweise auch Ulrich Scholz, einem örtlichen Privatier, Verleger und Philantropen – gehörte auch Christian Schröter dem persönlichen Beraterstab von Ulrich Stiebel an: »Wir waren in der Planungs und Realisierungsphase des Projektes ständig vor Ort, es fanden Begehungen und Besichtigungen statt, und es wurde an konkreten Detaillösungen gearbeitet. Sowohl konzeptionell als auch in Sachen Grafik, Ideenfindung und Problemlösung«.
Neben der Realisierung der Website, Aufbereitung der wissenschaftlichen Daten und der Konzepte des Projektes für PR und Marketingzwecke und der Realisierung von Kommunikationsmitteln, fanden auch praktische Problemlösungen statt. So ergab sich beispielsweise das Problem, dass die hausinternen Belüftungsanlagen in der »Wohnpraxis« von den Bewohnern als zu laut empfunden wurden. Die Lösung: Die Blätter der Lüfterventilatoren wurden mit einer aufgerauten Oberfläche versehen, um durch die dadurch entstehenden Mikroturbulenzen aus einem turbulenten Strömungsverhalten ein pseudolaminares Strömungsverhalten zu generieren, das dann im Endeffekt in einem deutlich gesenkteren Geräuschpegel resultierte. Das Phänomen ist der »Biotechnologie« entlehnt und unter dem Begriff »Haifischhaut« bekannt. Es kommt auch experimentell in der Luftfahrt zum Tragen. Beispielsweise bei Tragflächen. Ein ähnlicher Ansatz ist der Besatz der Fronten von Rotorblättern von Hubschraubern mit »Tuberkeln« (»Knubbeln«), um strömungsdynamische Probleme zu lösen (analog etwa zu Walfinnen).
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