Solares Bauen mit Baubiologe Stefan Schön: Bio-Solar-Aktivhaus 1

Im Interview hat der Baubiologe Stefan Schön als Experte für Solares Bauen über seine Bio-Solar-Aktivhäuser gesprochen. Heute möchte ich Euch ein erstes Beispiel für diesen Haustyp made by Stefan Schön vorstellen: das Haus der Familie Jezussek in Neumarkt in der Oberpfalz.

Das Bio-Solar-Aktivhaus, um das es hier geht, hat Stefan Schön 2013 für die Familie Jezussek gebaut. Die Familie wollte ihm zufolge ursprünglich ein Passivhaus bauen. Dann hätte sie einem seiner Expertenvorträge gelauscht und sich für den Bau eines Sonnenhauses mit Stromspeicher und größtmöglicher Energieautarkie entschieden. Vom Bauamt sei die Forderung gekommen, einen konventionellen Baukörper mit hohem Kniestock und Flachdach zu errichten. Also habe Stefan Schön genau das geplant.

Den Bauherren sei es wichtig gewesen, erklärt uns Stefan Schön, dass ihr neues Haus mit Energietechnik energetisch optimiert und aus möglichst vielen baubiologischen Baustoffen errichtet werde, deren Herstellung möglichst wenig Energie verbraucht hätte.

Wichtige Eckdaten zum Haus auf einen Blick

• Haustyp / Energiestandard: KfW Energieeffizienzhaus 40 mit Sonnenhaus-Technologie,
• Bauweise: Holz-Lehm-Haus der Firma Holzbauhaus mit leimfreien Holzrahmenbau und Innenaussteifung aus einer Massivholzschalung als dreischalige Bauweise (insgesamt etwa 100 Kubikmeter in der Dichte und Eigenschaft von Holz verarbeitet)
• Wohnfläche: rund 147 m² (Erdgeschoss, Obergeschoss) und rund 71 m² (Kellergeschoss),
• Stromspeicher: 5 kWh,
• Solarstrom: 43 m² Photovoltaikanlage (21 Grad Neigungswinkel auf Flachdach),
• Solarwärme: 18 m² thermische Röhrenkollektoren Paradigma, an der Fassadenwand
• montiert,
• Wärmespeicher: 3.000 Liter Pufferspeicher
• Scheitholzofen zum Nachheizen im Keller (3 bis 5 Raummeter je Winter),
• Wandheizung mit 16 Millimeter Verbundrohren in Lehm eingeputzt,
• dezentrale Abluftanlage Ventomaxx Z-WRG plus mit Keramikwärmetauscher,
• Schallschutz 42 dB in Wohnzimmer, Schlaf- und Kinderzimmer

Die Außenwände

Die Außenwände trügen einen mineralischen Fassadenputz (Schichtdicke: ein Zentimeter) und einen doppelten Anstrich mit Dispersionssilikatfarbe. Der Mineral-Leichtputz sei biozidfrei und in der Lage, Betauungsfeuchtigkeit zu puffern. Laut Stefan Schön bleibe er länger schön als sogenannte Dünnschichtsysteme.

Unter dem Putz sitze eine Holzweichfaserplatte, die laut Schön im Nassverfahren ohne synthetische Stützfaser hergestellt worden sei. Die Außenwände seien zudem mit Holzspänen gedämmt worden, die mit Lehm mineralisiert wurden. Raumseitig bestünden die Außenwände aus dick mit Lehm verputzten magnesitgebundenen Holzwolleplatten (sogenannte Sauerkrautplatten). In den Lehm habe man Heizrohre eingebettet, die für angenehme Strahlungswärme sorgen würden. Die Vorlauftemperatur der Wandheizung betrage 27 bis 30 Grad Celsius.

Die Böden und Decken

In den Böden sorgten elf Tonnen Kalksplit, eine Holz-Lehm-Schüttung sowie Holzweichfaserplatten für die akustische Dämpfung und die Wärmepufferung. Obenauf lägen geölte Holzböden aus massiver Lärche, die seien nicht nur schön, sondern auch langlebig, sagt Stefan Schön. Auch die Kellerdecke sei als sogenannte Sichtmassivholzdecke ausgelegt worden.

Energieerzeugung und Energieverbrauch allgemein

Im zweiten Teil unseres Experteninterviews hat Stefan Schön ausführlich erklärt, warum er seine Bio-Solar-Aktivhäuser so plane, dass mit Photovoltaik vorrangig der Haushaltsstrom (Haustechnik plus Mobilität) erzeugt werde und dass nicht mit Strom geheizt werde. Die Wärme lasse er von Vakuumröhrenkollektoren erzeugen – an der Traufseite der Fassade des Hauses wurden daher 18 Quadratmeter (Bruttokollektorfläche) Vakuumröhrenkollektoren von Paradigma montiert. Die Solarthermie-Anlage habe er, so sagt Schön weiter, mit einem Stückholzkessel im Keller kombiniert. Der verbrauche jährlich zwischen drei und fünf Kubikmeter Brennstoff. Dieses Energiesystem käme  insgesamt auf einen echten Autarkiegrad zwischen 74 und 80 Prozent.

• Echte Stromautarkie: rund 80 Prozent,
• thermische Autarkie: rund 60 Prozent,
• jährlicher Stromenergieüberschuss: von ? 3.500 kWh

Warum Solares Bauen für Stefan Schön unbedingt bedeutet, die Vorteile von Solarthermie und Photovoltaik zu kombinieren, erklärt er uns am Ertragsmonat Dezember 2014 des Jezussek-Hauses:

Der komplette Monatsertrag der Photovoltaik im Dezember 2014 habe demnach 71 kWh betragen. Das genüge selbst bei diesem energieoptimierten Gebäude nicht, um damit den Bedarf an Strom im Haushalt zu decken. Im selben Zeitraum bestünde ein Heizwärmebedarf von 996 kWh. Das sei etwa das Vierzehnfache! Selbst wenn man den elektrischen Strom in eine Wärmepumpe speisen würde, könnte diese daraus vielleicht 300 kWh Heizwärme erzeugen, was kaum ein Drittel des Heizwärmebedarfs decken würde. Warmwasser hätte man damit noch immer nicht. Würde man mit Strom heizen wollen, müsste man die Energiedifferenz von zwei Drittel plus Warmwasser plus x aus dem öffentlichen Stromnetz dazu kaufen. Zu den üblichen Netzpreisen und mit dem Wissen, dass der herkömmliche Strom in Deutschland im Winter zu mehr als 70 Prozent aus nicht erneuerbaren Energien stamme und damit sehr umweltschädlich erzeugt werde.

Die Solarthermie-Anlage

Die Solarthermie-Anlage sei laut Stefan Schön auf einen hohen Winterertrag hin optimiert worden: Die Vakuum-Röhrenkollektoren mit guten Dämmeigenschaften und niedrigen Wärmeverlusten wären daher senkrecht an der Fassade montiert worden. Im Vorfeld habe Schön die Wirtschaftlichkeit von Flach- und Röhrenkollektoren verglichen – die Röhrenmodelle hätten sich bei diesem Haus als wirtschaftlicher herausgestellt. Mit seiner 18 m2 großen Solarthermie-Kollektorfläche erreiche das Haus in Sachen Wärme einen Autarkiegrad von etwa 60 Prozent.

Da beim Röhrenkollektor der Speicher kleiner sein könne, als bei Flachkollektoren, seien auch die Verluste kleiner, betont Schön. Man habe hier also einen Solar-Schichtenspeicher mit einem Nenn-Volumen von lediglich 3.000 Litern einbauen können. Das Paradigma-System funktioniere zudem mit reinem Wasser und mache so den ökologisch als problematisch zu bewertenden Frostschutz mit Glykol überflüssig. Planer Schön weist außerdem darauf hin, dass die Vakuumkollektoren Studien der Uni Stuttgart zufolge Temperaturen von minus 25 Grad Celsius aushielten, ohne einzufrieren. Standardmäßig habe Hersteller Paradigma dennoch eine Schutzschaltung eingebaut, die bei Bedarf Wasser aus dem Speicher durch die Kollektoren pumpe. Der Frostschutzbedarf liege nach Herstellerangaben je nach Anlagengröße zwischen 0,5 und 3,5 Prozent des Solarertrags. Als weitere Vorteile erwähnt Stefan Schön, dass die Wärmeleitfähigkeit von reinem Wasser besser sei und zudem eine Wärmeübertragung gespart würde: Denn das solar erwärmte Heizungswasser gelange ohne Umwege und Zwischenstationen direkt in den Speicher. Bestehe Frostgefahr in den Kollektoren, würden sie leicht erwärmt werden.

Der Sicherheits-Frostschutz bringe deutlich weniger Verluste, als er zunächst erwartet habe, sagt Baubiologe und Planer Stefan Schön. Zwar hätten die Bauherren für die Röhrenkollektoren tiefer in die Tasche greifen müssen, als für flache Kollektoren, dafür hätten sie aber an Kosten und Platz für den Pufferspeicher gespart und auf einen extra umbauten Raum verzichten können. Das Objekt zeige Schön zufolge, dass dank der Röhrenkollektoren deutlich kleinere Pufferspeicher einsetzbar seien. Der Pufferspeicher passe somit auch in den Haustechnikraum.

Die Photovoltaik-Anlage

Die Neigung des Flachdachs von 21 Grad optimiere laut Planer Stefan Schön den Sommerertrag der Photovoltaik-Anlage (Solarmodultyp: polykristallin). Der zugehörige Stromspeicher könne 5 Kilowattstunden (kWh) nominell vorhalten. Im Winter würden die PV-Anlage und ihre Batterien den Haushaltsstrom allerdings nicht decken können. Die Überschüsse im Sommer – pro Jahr erwarte er über 3.500 kWh, sagt Schön – wolle die Baufamilie künftig mobil verbrauchen.

Bilanz-Daten:

• Jahresverbrauch: 2703,41 kWh
• Netzbezug: 693,95 kWh
• Eigenversorgung: 2009,47 kWh
• Batterieentladung: 799,70 kWh
• Direktverbrauch: 1209,77 kWh
• Autarkiequote: 74 Prozent
• Jahresertrag: 6957,64 kWh
• Eigenverbrauch: 2231,64 kWh
• Batterieladung: 1175,10 kWh
• Netzeinspeisung: 4739,98 kWh
• Eigenverbrauchsquote: 32 Prozent
• Direktverbrauchsquote: 17 Prozent

Auszeichnungen für das nachhaltige Jezussek-Haus

Die Stadt Neumarkt in der Oberpfalz verlieh dem Haus der Familie Jezussek direkt nach seiner Fertigstellung 2014 die „Grüne Hausnummer“ und im Folgejahr 2015 auch den Klimaschutzpreis.

Fotos: Stefan Schön