Überbauung Grabenweg - gelebte Nachhaltigkeit
Die Anforderungen an das Bauen von heute sind hoch. Aber auch die technischen Möglichkeiten haben zugenommen. Diese auszuschöpfen und gezielt umzusetzen ist für Planer Herausforderung und Inspiration zugleich. Die Überbauung Grabenweg zeigt auf eindrückliche Weise, wie ein anspruchsvolles Vorhaben zu einem Leuchtturmobjekt verwirklicht werden kann, das seinesgleichen sucht.
Mehrfamilienhäuser in Möriken
Objekt:
- 4 Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 36 Wohnungen
- Baujahr 2017 - 2019
- Minergie-P; Minergie-Eco; PlusEnergie-Haus
- Solarstromoptimierte Gebäudetechnik
- Hoher Eigenverbrauchsgrad der solaren Energie
Ort:
- CH-5103 Möriken-Wildegg
Installierte Geräte:
- Erdsonde-Wärmepumpen: 3 WPF 27 und 1 WPF 10 cool mit Möglichkeit zur passiven Kühlung
- Pufferspeicher: 3 SBP 1500 und 1 SBP 700E
- Hygienespeicher: 3 HS-BM 2190 und 1 HS-BM 1000
- ISG als Schnittstelle zur Datenübermittlung
Realisierung:
- Setz Architektur AG, 5102 Rupperswil
- Kocher Heizungen AG, 5201 Brugg
- Smart Energy Control AG, 5200 Brugg
Schlussbericht BFE Überbauung Grabenweg
Im Rahmen eines Forschungsprojekt des Bundesamts für Energie (BFE) wurden die Messdaten während des ersten Jahres ausgewertet. Die Resultate sind aussagekräftig und relevant:
«Auf der Seite Ökologie wurde ein jährlicher Eigenverbrauchsgrad von 40% erzielt. Aufgrund der grossen PV-Anlagen ist der absolute Wert eher tief, er konnte jedoch klar gesteigert werden, insbesondere durch die gezielte Optimierung der Wärmepumpen. Noch stärker im Fokus war der jährliche Autarkiegrad, bei welchem dank Optimierung 45% erreicht wurden. Dieser Wert ist für eine Wohnüberbauung hoch, wenn man bedenkt, dass keine elektrischen Speicher verwendet wurden und auch die thermischen Speicher nur leicht überdimensioniert wurden.»
«Auf der Seite Effizienz konnten die Sole-/Wasser-Wärmepumpen mit einer hohen Jahresarbeitszahl >4 betrieben werden (Heizen und Brauchwarmwasserproduktion, ohne Speicherverluste). Dieser hohe gemessene Wert ist sowohl auf die effizienten Geräte, wie auch auf den Eigenverbrauchsmanager zurückzuführen. Der Eigenverbrauchsmanager hat gezielt die Vorlauftemperaturen für die Heizung gesenkt, speziell nachts und ausserhalb der PV-Produktionszeiten.»
«…zähl die heiteren Stunden nur…»
Die vier Mehrfamilienhäuser liegen dezent in das beschauliche Quartier in Waldnähe in Möriken integriert – doch hinter der Fassade «brodelt» es sprichwörtlich: Die an der Gebäudehülle, auf den Dächern sowie den Attikabrüstungen installierten PV-Anlagen erzeugen Solarstrom, welcher so weit wie möglich auf dem Areal selbst genutzt wird. Das Photovoltaiksystem ist so konzipiert, dass nebst dem Strom für sämtliche Energieverbraucher der Überbauung wie Heizung, Warmwasser, Lüftung, Haushalts- und Allgemeinstrom ein Energieüberschuss produziert und damit eine positive Jahresbilanz erreicht wird. Die Energieeffizienz der PV-Module allein reicht dazu nicht aus. Die besondere Herausforderung liegt im Management des selbst erzeugten Solarstroms. Denn wenn möglichst viel davon im Areal verwendet werden soll, müssen die Produktion und der Verbrauch aufeinander abgestimmt werden. Da die Elektrogeräte jedoch nicht automatisch miteinander kommunizieren, muss die Optimierung des Energiebezugs mittels einer Schnittstelle vorgenommen werden.
Der Eigenverbrauchsmanager regelt es
Der sogenannte Eigenverbrauchsmanager koordiniert und optimiert gezielt den Verbrauch des Solarstroms und erzielt dadurch einen verbesserten «Eigenverbrauchsgrad». Der angestrebte Autarkiegrad der Überbauung Grabenweg von 40% bis 50% ist beachtlich, wobei der Jahresschnitt mit zugeschalteten Elektromobilen sogar noch erhöht werden kann. Doch auch hier könnte die Anlage an ihre Grenzen stossen. «Ohne eine intelligente Software, welche den Ladestrom optimal auf die aktuelle Solarstromproduktion abstimmt, wäre eine umfassende Eigenstromnutzung gar nicht denkbar», erklärt David Zimmerli, Geschäftsleiter bei Setz Architektur AG. Dank diesem Vorgehen speist der Betreiber weniger Strom ins Netz und die Geräte können zu einem tieferen Energiepreis betrieben werden.
Auch der Betrieb von Wärmepumpe und Hygienespeicher wird mit der vorhandenen Energie abgestimmt. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Wärmepumpe nicht wie üblich zum günstigen Nachttarif, sondern während des Tages mit eigenem Solarstrom läuft. «Auch wenn unsere modernen Wärmepumpen bereits sehr energieeffizient sind, gehören sie zu den grössten Stromverbrauchern im Gebäude. Da ist es von Bedeutung, wenn mit dem Eigenverbrauchsmanager Optimierungen erreicht werden können», betont Zdravko Djuric, Produktmanager bei Stiebel Eltron. Daneben sind die passive Nutzung der beheizten Gebäudeteile als thermischer Speicher oder die aktive Wärmespeicherung im Hygienespeicher weitere Möglichkeiten, einen Energieüberschuss aufzufangen.
Einheizen und abkühlen
Die Klimaerwärmung wird auch hierzulande Auswirkungen zeigen. Vermehrte Hitzetage im Sommer können sich deshalb durchaus auf die Wohnqualität auswirken. In der Überbauung Grabenweg hat man für diese Problematik Vorkehrungen getroffen: Das installierte Sole | Wasser-Wärmepumpensystem erlaubt, im Sommer die Wärmepumpe mit erdgekühltem Antifrogen laufen zu lassen, wodurch die Wohnungen über das Bodenheizungsverteilnetz passiv gekühlt werden. Somit muss eine Wohlfühltemperatur selbst im heissen Sommer kein Wunschtraum bleiben. Der positive Nebeneffekt für die Umwelt: Durch die Rückführung der Wärme kann sich das Erdreich besser regenerieren.
