Gebaeude Energie Berater Ausgabe: 03-2013

Modulares Plusenergiehaussystem von Variotec

Hybrid Building 2050


Auf dem Firmengelände der Firma Variotec, einem Hersteller von Vakuumdämmpaneelen sowie Passivhausfenstern und -türen, dokumentiert der Prototyp eines modularen Bausystems, wie sich eine optimal gedämmte Gebäudehülle und reduzierte Haustechnik zu einem energieeffizienten Plusenergiehaus kombinieren lassen. Das „Hybrid Building 2050“ soll Variotec den Einstieg in den Franchisingmarkt für diesen Haustyp ebnen – zu Baukosten, die auf dem Niveau von herkömmlichen Passivhäusern liegen.

Wenn Architekt Martin Forstner interessierten Besuchern den neuen Firmenanbau in Neumarkt zeigt, stellt er ein modulares Bausystem vor, bei dem bewährte Passivhauskomponenten nahtlos ineinandergreifen und dessen schlanke VIP-Dämmpaneele einen erheblichen Flächengewinn bei höchstem Dämmstandard ermöglichen. In dem länglichen, zweigeschossigen Bürotrakt stecken immerhin zwölf Jahre Erfahrung aus der Welt des energieeffizienten Bauens. Ungeachtet dessen basiert das modulare Bausystem „Hybrid Building 2050“ auf einfachen Prinzipien: „Das Wesentliche bauen und das Unwesentliche weglassen – und zwar alles mit handelsüblichen Produkten. Wir haben für das Gebäude nichts Neues erfunden, sondern bereits bestehende Produkte nur richtig miteinander verknüpft“, beschreibt der Planer das Leitmotiv des Konzeptes, das sowohl für Wohn- als auch Nichtwohngebäude adaptierbar ist. Neben dem generationenübergreifenden Wohnen stand vor allem das Thema Energiesparen immer im Fokus. Das Pilotprojekt am Firmensitz soll dem Neumarkter Unternehmen Variotec den Weg in den Franchisemarkt für Plusenergiehäuser ebnen.

Effizient und wirtschaftlich

Das Bausystem setzt auf eine hocheffiziente Gebäudehülle und reduzierte Haustechnik, wobei in dem Konzept die zur Plusenergiebilanzierung wichtige Photovoltaikanlage sowie das Heiz- und Kühlsystem bereits enthalten sind. Das ist ein wichtiges Signal für Bauherren, denn für die Finanzierung des modular aufgebauten Plusenergiehauses müssen Bauherren nicht mehr Geld in die Hand nehmen als für ein durchschnittliches Passivhaus. Die Energie für die Heizung, den Strom und die Kühlung erzeugt das System selbst – was einen ganzjährig hohen Innenraumkomfort verspricht. „Gerade die Kühlenergie ist und wird ein wesentlicher Bestandteil des Gebäudeunterhaltes werden. Bei unserem Konzept ist dieser dringende Bedarf bereits gedeckt“, erklärt Architekt Forstner weiter.

Kein Keller, stattdessen viel Glas und Holz

Die klare Kubatur des Firmenneubaus verrät den Passivhauscharakter: Nach Süden hin großflächig verglast, nach Norden hin eher verschlossen, wartet der Neubau in den Abmessungen 6,75 x 13,25 m mit einem Schulungsraum und einem Empfangsbereich im Erdgeschoss auf. Über die geradläufige Treppe gehts ins Obergeschoss, das vier Büroräume, die Haustechnikzelle und den Flur beherbergt (Abb. 1). Eine Gebäudegeometrie, die sich problemlos als Einfamilien- oder Reihenhaus nutzen lässt und eine variable Grundrissorganisation ermöglicht – auch mehrgeschossig.

Ein massives Holzbausystem sowie die zusätzlich aussteifende Stahlbetontreppe bildet die Tragstruktur des Gebäudes, wobei alle Lasten ausschließlich über die Außenwände abgeführt werden. Die Innenwände übernehmen keinerlei statische Funktion, was den Grundriss flexibel hält und spätere Umbauten ohne großen Aufwand ermöglicht. Der ganze Bau ruht auf einer in Styrodur gebetteten Stahlbetonbodenplatte. Das Erdgeschoss ist dreiseitig von 9,5 cm dicken Massiv­holzwänden umschlossen, auf denen wiederum eine knapp 20 cm dicke Massivholzdecke aufliegt. Darauf baut sich das Obergeschoss auf, welches von einem komplett vorgefertigten Pultdach überdeckt wird. Dieses setzt sich aus Stegträgern zusammen, die beidseitig mit OSB-Platten beplankt sind; der 40 cm dicke Hohlraum ist vollständig mit Mineral­wolle­dämmung ausgefüllt. Eine Dachhaut aus Trapezblech schützt die Konstruktion vor Regen, Wind und Schnee. Dank des hohen Vorfertigungsgrades stand der hölzerne Rohbau bereits innerhalb eines Tages.

VIP-Dämmung spart Konstruktionsfläche

Seit 2010 hat Variotec das bauaufsichtlich zugelassene Vakuumdämmsystem Qasa mit 14 verschiedenen Deckschichten im Programm und kann seit diesem Jahr eine Zulassung für die Baustoffklasse B1 vorweisen. Die Deckschichten schützen den dünnen Dämmkern aus Vakuum-Isolations-Paneelen (VIP) vor dem rauen Baustellenalltag und ermöglichen eine breit gefächerte Oberflächengestaltung. Verlegepläne und ein Zuschnittrand erleichtern den Handwerkern die Verarbeitung des Systems und die Anpassung an alle Gebäudegeometrien.

Um zu verdeutlichen, wie viel Platz sich mit VIP-Paneelen gegenüber herkömmlichen Dämm­lösungen sparen lässt, flossen mehrere Varianten in den Firmenanbau ein. Addieren sich im nord- und westseitigen Obergeschoss noch 30 cm Mineralfaserdämmung zuzüglich 6 cm Holz­weich­faserplatte und 1 cm Putzschicht zu einem 37 cm dicken Dämmpaket (U-Wert 0,09 W/(m2K)), fallen die Erdgeschosswände deutlich schlanker aus. Die mit Qasa-Elementen gedämmten und hinterlüfteten Nord- und Westwände beanspruchen mit 5 cm VIP-Dämmung plus beidseitiger PVC-Schutzschicht, Lattung und Holzverschalung lediglich 10,6 cm Platz für sich – bei einem U-Wert von 0,14 W/(m2K). Vor allem in Gegenden mit teuren Grundstücken lohnt es sich für Bauherren, diesen platzsparenden Trumpf bei der Konstruktionsfläche auszuspielen. Selbst bei dem kleinen Basisprojekt brachte das schlanke Qasa-Dämmsystem einen Flächengewinn von rund 20 m2!

In der Südfassade des Obergeschosses ist eine weitere Qasa-Variante namens „VT-A-Hydro-VIP“ verborgen. Das nur 85 mm schlanke Wärme­dämmverbundsystem erreicht einen U-Wert von 0,13 W/(m2K). Die Raffstoreanlage ist im Sturzbereich ebenfalls mit Qasa gedämmt – eine Lösung, die bei nahezu jedem Projekt auch bei herkömmlicher Fassadendämmung erforderlich ist.

Passivhausfenster in allen Varianten

Im Obergeschoss komplettieren die hauseigenen Holz-Alu-Fenster namens „ENEF 12 D“ die Süd- und Westfront der Gebäudehülle. Außenseitig sind die wartungsfreien Passivhausfenster (UW-Wert 0,78 W/(m2K)) mit einer anthrazitfarbigen Wetterschutzbekleidung versehen, innenseitig sucht man vergebens nach Beschlägen – diese sind komplett verdeckt liegend. Mit dem Fenster „Alterna Vallo“ hilft ein weiteres CE-konformes Produkt aus eigener Produktion auf der Nordseite beim Energiesparen – der UW-Wert liegt mit 0,79 W/(m2K) ebenfalls auf hohem Niveau. Dessen Besonderheit ist indes eine zwischen den Scheiben angeordnete Jalousie, die unabhängig vom Wetter jederzeit das Verschatten des Innenraums ermöglicht.

Das geschosshohe Passivhausfenster „Energyframe IV“ im Erdgeschoss schafft einen UW-Wert von 0,67 W/(m2K), wobei die 2,85 m hohen und bis zu 2,50 m breiten Elemente viel Licht als auch solare Wärme in das Gebäudeinnere lassen und somit ebenfalls ihr Scherflein zum Plusenergieeffekt beitragen. Ein motorengesteuertes Verschattungssystem schützt mit seinen 15 cm breiten Lamellen vor zu großer Aufheizung im Hochsommer. Auch die Haustür „Thermosafe 100“ reiht sich mit ihrem UD-Wert von 0,74 W/(m2K) nahtlos in das Plusenergiehauskonzept mit vorbildlich gedämmter Hülle ein.

Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen

Neben der Gebäudehülle auf Passivhausniveau spielt aber auch die dazu passende Haustechnik eine maßgebliche Rolle, damit das Plusenergiekonzept am Ende aufgeht. Bei dem Prototyp in Neumarkt versorgt eine Luft/Wasser-Wärmepumpe mit 10,6 kW Nennwärmeleistung und 12,6 kW Nennkühlleistung die Rohrleitungen unterhalb der Geschossdecke mit entsprechend temperiertem Wasser, um die Räume nach Bedarf zu heizen oder zu kühlen. Dieses Deckenheiz- und Kühlsystem ist kein Luxus, so Forstner, sondern vielmehr Grundlage aller Hybrid-Building-2050-Gebäude, da so der Temperatureintrag ohne Konvektionsanteile sondern allein über Strahlung erfolgt, was ein deutlich komfortableres Raumklima ergibt (Abb. 2).

In einem weiteren Schritt soll eine im Garten vergrabene Erdzisterne das Kühlwasser liefern. „Das System ist die günstigste Lösung überhaupt, da wir mit rund 5 Euro pro Jahr nahezu keine Betriebskosten für die Kühlung mehr haben werden“, erklärt der Architekt und stützt sich dabei auf jahrelange Erfahrungen mit solchen Anlagen. „Damit beenden wir endlich jegliche Diskussionen um unausgegorene Kühllasten in Passivhäusern.“ Für frische und angenehm temperierte Luft im Gebäude sorgt eine Be- und Entlüftungsanlage mit vorgeschaltetem Erdkollektor. Die Photovoltaikanlage auf dem Dach erzeugt mit 8,64 kWp genügend Strom für den Betrieb der Haustechnik. Überschüssige Energie vergütet der örtliche Versorger mit den staatlich festgelegten Sätzen. Damit leistet das Gebäude einen wichtigen Eigenbeitrag zur Finanzierung. Das Monitoringprojekt, das zusammen mit der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg läuft, soll Aufschluss darüber geben, wie viel Energie am Ende tatsächlich übrig bleibt. Dafür stattete der Bauherr seinen Neubau mit zahlreichen Messfühlern, Sensoren und einem EIB-Bussystem aus. Für das Konzept „Hybrid Building 2050“ ist zudem geplant, die Haustechnikeinheit komplett vorinstalliert in einer Raumzelle anzuliefern. http://www.variotec.de

  • 1 Grundrisse EG und OG des modularen Plus­energiehauses, M 1:400
  • 2 Energie-Schemaplan
  • 3 Die Haustechnikzelle im Obergeschoss bildet das Herz des Gebäudes. Im System „Hybrid Building 2050“ wird sie als fertig bestückte Raumzelle in den Rohbau komplett eingehoben.
  • 4 Vorsprung durch Rück­sprung: 26 cm ragt die mit Mineralfaser gedämmte Wand über die mit dem Vakuum­dämmsystem Qasa versehene Außenwand hinaus.

Literatur

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