Bautechnik 
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Dipl. Ing. Mira Heinze, Prof. Dr. Karsten Voss, Wuppertal
Das Ziel klingt simpel und wird in Variati-
onen weltweit strapaziert. Energie- und Um-
weltpolitik fordern den Null-Verbrauch als
Fernziel ein, der Begriff ist vom Marketing
entdeckt, erste Gebäude und Siedlungspro-
jekte mit dem Anspruch ausgeglichene Ener-
gie- oder Emissionsbilanz sind realisiert. So
definiert die Bundesregierung im fünften En-
ergieforschungsprogramm: „Beim Neubau
ist es Ziel, den Primärenergiebedarf, d. h. den
Energiebedarf, der für Beheizung, Trinkwas-
sererwärmung, Lüftung, Klimatisierung und
Beleuchtung sowie Hilfsenergien notwendig
ist, gegenüber dem heutigen Stand der Tech-
nik nochmals zu halbieren. Das Fernziel sind
Nullemissionshäuser.“ England und die USA
zielen in politischen Programmen auf zero
carbon developments und net-zero ener-
gy buildings. Die plan 08, Forum aktueller
Architektur in Köln, lädt ein zum Entwick-
lungswork-shop Zero Emission City. Der Va-
tikan lässt sich „Klima-Ablass“ schenken -
und wird damit der erste Staat der Welt, der
seine C02-Emissionen vollständig ausgleicht.
Megaprojekte in den Wachstumsregionen
Golf und China werben mit CO2-neutraler
Bilanz. In Masdar, Abu Dhabi soll eine Zero
Carbon Community entstehen, in Dongtan
Chinas erste carbon-neutral ecocity. Nicht
nur für die internationale Kommunikation,
sondern auch für die anstehenden Prozesse
zur Lösung von Energiefragen ist die Klä-
rung zentraler Begriffe und deren Verwen-
dungszusammenhänge wesentlich. Dazu
will der Artikel einen Beitrag leisten.
Solarsiedlung Freiburg am Schlierberg, 59 Plusen-
ergie-Reihenhäuser, davon 9 auf einem Büroriegel
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Ziel Null Energie
Erfahrungen am Beispiel
der Solarsiedlung Freiburg
am Schlierberg
Null Energie verbrauchen
Nullenergiehaus, Plusenergiehaus®, Null­
emissionsstadt oder im internationalen
Sprachraum net zero energy building, equi­
librium building, carbon neutral city ­ je
nach Standpunkt und Motivation wird unter­
schiedlich bilanziert. Mit dem Fokus Ressour­
cenknappheit / Endlichkeit der Ressourcen
wird Energie betrachtet, stehen Klimaschutz
und Gesundheit im Vordergrund, werden CO2
äquivalente Emissionen berechnet, für die
„zweite Miete“ interessieren die Energieko­
sten. Eine Bilanz kann in die nächste über­
setzt werden, doch verschieben sich mit Um­
rechnungsfaktoren auch die Bilanzen. Der
nachfolgend benutzte Maßstab der Energie
vermeidet die Vermischung mit nicht energe­
tischen Maßnahmen (Beispiel: Ablass Wald­
wirtschaft) und umgeht die Atomstromdebat­
te, in der Atomstrom teils als CO2 neutral in
die Rechnung eingeht. Die Begriffsvielfalt
weist darauf hin ­ eine wissenschaftlich be­
lastbare Methodik fehlt.
Seit Oktober 08 beschäftigt dies eine Ex­
pertengruppe der Internationalen Energie­
agentur unter dem Titel Towards Net Zero
Energy Solar Buildings. Ziel ist die Dokumen­
tation und Analyse exemplarischer Gebäude
nahe der Nullenergiebilanz, um dabei Metho­
dik und Werkzeuge für die Arbeit mit diesen
Häusern zu entwickeln. Der Lehrstuhl btga
der Universität Wuppertal koordiniert mit
Förderung durch das Bundesministerium für
Wirtschaft und Technologie die methodischen
Arbeiten. Im Rahmen des vom Ministerium
des Landes NRW geförderten Forschungs­
projekts Bauen und Energie in der Lehre wur­
den beispielhafte Solarsiedlungen aus ener­
getischer Sicht bilanziert. An einer dieser
Siedlungen wird nachfolgend der Nullener­
gieansatz erläutert.
Die Solarsiedlung Freiburg
Rolf Disch ist Pionier des Bauens mit der
Sonne. 1999 ­ 2006 baute er seine Solarsied­
lung in Freiburg am Schlierberg aus Plusen­
ergiehäusern. Die Siedlung liegt drei Kilome­
ter südlich der Freiburger Altstadt, in direkter
Nachbarschaft zum Quartier Vauban. Dieses
ehemalige Kasernenareal ist seit den 90er
Jahren ein Experimentierfeld für nachhalti­
ges, ökologisches Bauen. In der Solarsied­
lung leben ca. 170 Bewohner in 59 Reihen­
häusern, neun davon stehen auf dem Dach
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DBZ 1 | 2009
 
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Simulation Besonnungspotential der Dachflächen. Fast durchgängig ist ein solarer Ertrag von 105-110 %
möglich. Dabei beziehen sich 100 % auf eine horizontale unverschattete Fläche bei ca. 1 050 kWh/m²a
Globalstrahlung
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des Sonnenschiffs, eines Büro­ und Geschäfts­
riegels als Lärmschutz zur Hauptverkehrsach­
se. Die Reihenhäuser variieren in der Breite
auf zwei, selten drei Geschossen, so dass
Wohnflächen zwischen 75 und 200 m² entste­
hen. Wohn­ und Aufenthaltsräume liegen für
solares Bauen klassisch im Süden, die Er­
schließung mittig, in der Servicezone im
Norden liegen Küche, Bäder, Haustechnik.
Verbrauchsmessungen statt Bedarfsbilanz
Im Rahmen des Forschungsprojekts Bauen
und Energie in der Lehre evaluiert das Fach­
gebiet btga der Universität Wuppertal die 50
bodenständigen Reihenhäuser der Siedlung
energetisch. Ziel ist die vollständige Bilanz
des Verbrauchs ­ Wärme und Strom auf der
Soll­, Solarstromerzeugung auf der Haben­
seite. Sie ist mit üblicher Zählerausstattung
möglich, die Daten können wie bei Energie­
ausweisen über die Versorgungsunternehmen
erhoben werden. Heute übliche Zähler spei­
chern auch Monats­ bzw.Tageswerte mehre­
rer Jahre. Alle Bewohner wurden um ihre
Zustimmung zur Erfassung ihrer Verbrauchs­
und Stromertragsdaten gebeten. 24 Haus­
halte stimmten zu, von 20 Häusern wurden
ausreichende Daten erfasst ­ mindestens
jährliche zeitgleiche Verbrauchsdaten Wär­
me inkl. Warmwasser, Stromverbrauch inkl.
Haushaltsstrom, und Stromerzeugung. Die er­
fassten Häuser werden hier beschrieben. Für
einzelne Häuser liegen monatliche, teils täg­
liche Verbrauchs­ und Erzeugungsdaten vor.
In vier Häusern laufen aktuell zusätzlich Mes­
sungen des Innenraumklimas und des Ener­
gieverbrauchs Warmwasser.
Integrale Planung
Ausrichtung und Dichte der Siedlung ent­
standen in Abwägung von Wohnqualität,
ganzjährig besonnten Solarstromdachflä­
chen, verschatteter Südfassade im Sommer
und verschattungsfreier Südfassade im Win­
ter einerseits und teurem Grundstück ande­
rerseits. Ein Beispiel für geeignetes Werkzeug
der Planungsphase zeigt die Simulation, hier
in Anwendung bei einer Studienarbeit des
Masterprofils Environmental Building Design
im Architekturstudium in Wuppertal. Die Aus­
richtung von Niedrigstenergiegebäuden ist
einen gesonderte Betrachtung wert. Abwei­
chungen bis 45° von der Südausrichtung füh­
ren heute nicht mehr zu bedeutenden Ver­
lusten des Solarertrags der Südfassade.
Einsparpotential
Die Häuser verbrauchen sehr wenig Energie.
Nur diese geringe Restenergie kann mit So­
larstromerträgen der Dächer ausgeglichen
werden. Hohe Energieeffizienz vor Ort (Pas­
sivhaus) mindert auch den Verbrauch von er­
neuerbarer Energie und die Ansprüche an
Transport und Speicherung von Energie in
Netzen (geringer „Mismatch“). Der geringe
Verbrauch resultiert aus einem Bündel an
Maßnahmen: Die kompakten Häuser wurden
in Passivhausstandard gebaut, der hohe
Dämmstandard ­ mittlerer U­Wert der Gebäu­
dehülle von 0,28 W/m2K ­ ist hier der erste
Schlüssel zum niedrigen Verbrauch. In den
Häusern wurden wassersparende Armaturen
eingesetzt. Stromsparende Geräte und Nut­
zerverhalten verringern Haushaltstromver­
bräuche. Schließlich sind die Häuser der Sied­
lung angeschlossen an ein Wärmenetz aus
Kraft­Wärme­Kopplung, ein Blockheizkraftwerk
betrieben mit Holzhackschnitzeln und Gas.
Strom ist ein hochwertiger Energieträger,
Wärme ein einfacherer. Bilanzen mit Strom
und Wärme werden deshalb in Primärenergie
betrachtet, hier wird die verbrauchte Enden­
ergie je Energieträger mit einem Primärener­
giefaktor bewertet. Deutsche Normung be­
wertet den Energieträger Holz z.B. mit Faktor
0,2, Heizöl und Gas mit Faktor 1,1, Strom mit
dem Faktor 2,7. Aus den Daten der Siedlung
wurde das mittlere Haus bestimmt:
– 2,9 Bewohner,
– 137 m2 beheizte Wohnfläche,
– 49 m2 Solarstromanlage mit 6,3 kWp Nenn­
leistung, d.h. pro m² beheizte Wohnfläche
0,36 m² Solarstromanlage mit 46 WP Nenn­
leistung.
Das mittlere Haus der Freiburger Solarsied­
lung erzeugt in der Jahressumme ein Plus
von 36 kWh/m2a Primärenergie.
a. Das mittlere Haus der Solarsiedlung, als
Variante geplant nach EnEV­Anforderun­
gen, würde 185 kWh/m2a verbrauchen,
b. dieses EnEV­Haus als stromsparender
Haushalt gleich dem mittleren Haushalt
der Freiburger Solarsiedlung würde
165 kWh/m2a verbrauchen.