Hamburg, Mai 2015. Um zu zeigen, dass CO2-neutrale Gebäude ohne Einbußen in Bezug auf Komfort und Wohnqualität errichtet werden können, hat die Velux Gruppe im Rahmen des europaweiten Model Home 2020 Projekts sechs Konzepthäuser auf Basis der Aktivhaus-Prinzipien „Energie, Raumklima und Umwelt“ errichtet und nach ihrer Fertigstellung wissenschaftlich begleiteten Praxistests unterzogen. Die nun vorliegenden Ergebnisse belegen, dass bereits mit heutigen Technologien und Materialien Gebäude im Einklang mit den voraussichtlichen Gebäude-Energiestandards für 2020 gebaut werden können, die ihren Nutzern zugleich eine hohe Lebensqualität und ein gesundes Raumklima bieten. Die gewonnenen Erkenntnisse leisten damit einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung von zukunftsfähigen Gebäuden, die sich den modernen Arbeits- und Lebensrhythmen anpassen und nicht umgekehrt.

90 Prozent des täglichen Lebens findet heutzutage innerhalb von Gebäuden statt. Trotzdem bietet rund ein Drittel von Europas Gebäudebestand seinen Nutzern kein gesundes Raumklima. Darüber hinaus sind Gebäude für gut 40 Prozent des europäischen Energieverbrauchs verantwortlich. Vor diesem Hintergrund hat sich die Velux Gruppe zum Ziel gesetzt, die Entwicklung nachhaltiger und gesunder Gebäude voranzutreiben. Um zu zeigen, dass bereits mit den heute verfügbaren Kenntnissen und Baumaterialien CO₂-neutrale Gebäude errichtet werden können, ohne dabei Kompromisse bei der Wohnqualität einzugehen, errichtete der weltweit größte Hersteller von Dachfenstern im Rahmen des Model Home 2020 Projekts an europaweit sechs Standorten nachhaltige Gebäude der nächsten Generation. Diese sogenannten Aktivhäuser stehen für die Vision von Neubauten und Modernisierungen, bei denen das Wohlbefinden der Nutzer im Mittelpunkt steht und die durch synergetische Interaktion der drei Leitprinzipien Energie, Innenraumklima und Umweltschutz mehr geben als sie nehmen.

Um die theoretischen Berechnungen zu überprüfen und herauszufinden wie die Häuser im täglichen Betrieb funktionieren, wurden sie nach ihrer Fertigstellung und der Übergabe an ihre Nutzer von interdisziplinären Forscherteams aus Architekten, Soziologen sowie Gebäudetechnikern über einen Zeitraum von bis zu zweieinhalb Jahren wissenschaftlich begleitet. Hierbei erfassten und dokumentierten die Wissenschaftler den Gesamtenergieverbrauch und die Energieproduktion der Model Homes. Gleichzeitig nahmen sie auch die Raumluft und Tageslichtqualität der Gebäude genau unter die Lupe, denn eine gute Energiebilanz allein schafft noch kein gesundes Umfeld für die Nutzer. Deren subjektiven Bewertungen wurden im Rahmen von Befragungen aufgezeichnet und ausgewertet. Die nun vorliegenden Ergebnisse des Model Home 2020 Projekts zeigen, wie gut Lebensqualität und Energieeffizienz miteinander in Einklang gebracht werden können.

Sonnenlicht versorgt Gebäude und Menschen mit Energie

Die als Null- oder Plus-Energiehäuser konzipierten und mit aktuell verfügbaren Technologien errichteten Gebäude erfüllen bereits heute die voraussichtlich für 2020 geltenden Gebäude-Energiestandards. Dabei wird die benötigte Energie fast vollständig durch erneuerbare Energien erzeugt. Hierbei kommen sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaik-Module zum Einsatz. Da alle sechs Gebäude in Übereinstimmung mit den Aktivhaus-Prinzipien konstruiert wurden, zeichnen sie sich darüber hinaus durch eine intelligente Tageslichtarchitektur aus. Große vertikale Glasflächen in Kombination mit Dachfenstern und Tageslichtspots versorgen die Innenräume aller sechs Projekte mit reichlich Tageslicht und reduzieren den jährlichen Stromverbrauch für künstliche Beleuchtung. Zudem sorgen die solaren Energiegewinne durch die Fenster dafür, dass in den Übergangszeiten die Heizung länger aus bleiben kann.

Die Sonnenstrahlen tragen aber nicht nur zur Deckung des Energiebedarfs der Gebäude bei, sondern der überdurchschnittlich hohe Tageslichteinfall in den Gebäuden wirkt sich auch positiv auf ihre Nutzer aus. „Alle Familien zeigten sich besonders zufrieden mit der Tageslichtversorgung im Haus und bezeichneten Licht als einen der wichtigsten Vorteile. Sie waren beeindruckt von der Menge an Licht, seiner positiven Wirkung und wie wenig Kunstlicht auch bei wolkenverhangenem Himmel notwendig war“, erklärt Moritz Fedkenheuer von der Humboldt Universität zu Berlin. Praktisch alle Familien in den Model Homes machten die Erfahrungen, die Yasmin Dorfstetter in Bezug auf das Sunlighthouse im österreichischen Pressbaum wie folgt beschreibt: „In der Nachbarschaft waren wir immer die letzten, die das Licht einschalten mussten.“ Und Christian Oldendorf, der mit seiner Familie das LichtAktiv Haus in Deutschland auf Herz und Nieren geprüft hat, konkretisiert die positive Auswirkung auf Gemüt und Gesundheit: „Es ist immer wieder ein tolles Gefühl, nach Hause zu kommen. Durch das viele Tageslicht ist es im ganzen Haus stets hell und freundlich, ganz egal, wie das Wetter ist. Das überträgt sich auch auf die eigene Stimmung, man ist automatisch besser drauf. Aber nicht nur die Stimmung ist besser, wir haben bemerkt, dass wir seit unserem Einzug bedeutend weniger krank waren und führen das auf unsere neue Umgebung zurück.“

Optimales Innenraumklima durch natürliche Ventilation

Darüber hinaus spielen die Fenster eine zentrale Rolle bei der Be- und Entlüftung der sechs Model Homes. Hierfür messen Sensoren kontinuierlich Temperatur, CO₂-Konzentration und Luftfeuchtigkeit und öffnen und schließen die Fenster automatisch bei Bedarf. Zudem wurde bei allen Gebäuden bereits in der Planungsphase auf die strategische Platzierung der Dach- und Fassadenfenster geachtet, um die Wirkung des sogenannten Kamineffekts zu unterstützen. Dabei steigt warme, verbrauchte Luft nach oben und zieht durch in Überkopfhöhe montierte Dachfenster ab, während von unten frische Luft nachströmt. Damit sorgen Wind und Temperaturunterschiede zwischen außen und innen für eine gute Frischluftzufuhr und gewährleisten über das ganze Jahr hinweg angenehme Temperaturen und ein gesundes Raumklima.

Im Hochsommer wirken die sensorgesteuerten Sonnenschutzelemente und Fenster wie eine natürliche Klimaanlage und sorgen für angenehm kühle Temperaturen im Inneren. „Wir befürchteten anfangs, dass ein Fensteranteil von über 50 Prozent der Wohnnutzfläche nicht nur viel Tageslicht, sondern auch Hitze ins Haus bringt“, erinnert sich Ludwig Dorfstetter an die Bedenken beim Einzug. „Das Sunlighthouse hat unsere Hitzebedenken jedoch Tag für Tag widerlegt: Das Innenklima war zu jeder Jahreszeit sehr angenehm.“

Damit belegen die projektübergreifenden Ergebnisse des Model Home 2020 Experiments, dass ein dynamisches System von Fenstern in Verbindung mit Sonnenschutzelementen auch bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen ein gutes Raumklima gewährleistet. Zudem belegen die Ergebnisse des deutschen Model Home Projektes, dass eine bedarfsgerechte natürliche Lüftung ohne Wärmerückgewinnung auch im Winter die Frischluftzufuhr sicherstellen kann, ohne dass der Energieverbrauch für die Heizung steigt.

Automation und Visualisierung steigern Energieeffizienz

Smart Home Technologien wie die sensorgesteuerte, automatische natürliche Klimatisierung spielen aber nicht nur eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung eines gesunden Raumklimas. Die damit verbundenen Kontrollmöglichkeiten der Gebäudetechnik ermöglichen es zudem, über den Kalkulationen liegende Energieverbräuche frühzeitig zu identifizieren und darauf zu reagieren. So sorgten beispielsweise fehlerhafte Wärmepumpen und Probleme mit der Hydraulik der Heizungsanlage in einigen Fällen für Abweichungen vom erwarteten Energiebedarf. Entdeckt und dann nachgeregelt wurden diese Probleme zumeist vom Kontrollsystem, das in den Häusern installiert worden war. „Damit zeigt sich, dass komplexe Gebäudesysteme überwacht werden müssen, damit sichergestellt ist, dass das Haus so funktioniert wie es soll“, erklärt Thomas Wilken von der Technischen Universität Braunschweig und Verantwortlicher für die technische Überwachung des LichtAktiv Hauses in Hamburg. Darüber hinaus hat die Visualisierung der verbrauchten und erzeugten Energie auf großen Bildschirmen in den Gebäuden einen positiven Effekt auf die Einstellung der Bewohner. „Nach dem Monitoring des Model Home 2020 Projekts können wir als Fazit ziehen, dass sich präzise Informationen über den Energieverbrauch in positiver und energiesparender Weise auf die täglichen Routinen der Bewohner auswirkt“, erklärt Moritz Fedkenheuer von der Humboldt Universität zu Berlin. Das bestätigt auch Christian Oldendorf: „Das faszinierende an der ganzen Technik ist, dass wir die Verbrauchsdaten jederzeit selbst auf den eingebauten Bildschirmen ablesen können. Dadurch ist unsere Sensibilität für den Energieverbrauch deutlich gestiegen.“

Fazit und Ausblick

Das Experiment Model Home 2020 zeigt, wie Gebäude konzipiert sein müssen, die die für 2020 angestrebten gesetzlichen Vorgaben für den Energieverbrauch von Gebäuden erfüllen und den ökologischen Fußabdruck minimieren. Für die Nutzer bedeutet das nicht nur geringere Betriebskosten durch die Nutzung von regenerativen Energien, sondern vor allem höhere Lebensqualität in Form von frischer, gesunder Raumluft, einem hohen Anteil an Tageslicht und einem ganzjährig angenehmen Raumklima. „Angepasst an unterschiedliche klimatische Bedingungen belegen diese Projektstudien die Praxistauglichkeit des Ansatzes von energieeffizienten und gleichzeitig behaglichen Wohnräumen“, erklärt Lone Feifer, Leiterin des europaweiten Velux Model Home 2020 Projekts. „Die sechs im Rahmen des Experiments realisierten Gebäude in Dänemark, Deutschland, Österreich, Frankreich und England sind für Velux ein weiterer Schritt hin zu der Vision eines klimaneutralen Hauses, das sich mit Hilfe dynamischer Bauteile wie automatische Dachfenster, Rollläden und Sonnenschutzprodukte an seine Umwelt anpasst und ein optimales Innenraumklima schafft.“

Auch nach Abschluss des Model Home 2020 Projekts arbeitet Velux weiter an der Lösungsfindung für nachhaltige und gesunde Gebäude – sowohl im Bestand als auch im Neubau. Bis heute hat das Unternehmen über 20 Demonstrationsgebäude und Aktivhäuser gebaut und plant derzeit weitere Projekte, wie beispielsweise das RenovActive Projekt in Brüssel. Die Modernisierung eines Doppelhauses aus den 1920er Jahren auf Basis der Activehaus-Prinzipien zeichnet sich durch die Reproduzierbarkeit in finanzieller und technischer Hinsicht aus.

Hamburg, Juli 2014. Hohe Wohnzufriedenheit bei den Bewohnern und eine gute Performance von Gebäude und Technik – dies sind die wichtigsten Ergebnisse des zweieinhalbjährigen, wissenschaftlich begleiteten Wohnexperiments im Velux LichtAktiv Haus. Damit bestätigt die in dieser Form erstmals durchgeführte interdisziplinäre Untersuchung eines als Nullenergiehaus konzipierten Gebäudes die theoretischen Planungen und Berechnungen des von Velux im Rahmen des internationalen Model Home 2020 Experiments modernisierten typischen Siedlerhauses aus den 50er Jahren.

„Mit unserem auf zweieinhalb Jahre angelegten Wohnexperiment im LichtAktiv Haus wollten wir zeigen, dass bereits mit den heute verfügbaren Kenntnissen und Baumaterialien CO₂-neutrale Gebäude errichtet werden können, ohne dabei Kompromisse bei Wohnqualität einzugehen“, erklärt Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer Velux Deutschland GmbH. „Die nun vorliegenden Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitforschung bestätigen unsere Annahmen grundsätzlich und zeigen, dass sich höchster Wohnwert und eine komfortable Nutzung erneuerbarer Energien auch bei der Modernisierung von Bestandsgebäuden verwirklichen lassen.“

So liegen die regenerativen Energieerträge durch die Photovoltaik-Module und Solarthermie-Kollektoren über den Erwartungen. Auch Wohnkomfort und Raumklima überzeugen: Die behaglichen Raumtemperaturen sowie das viele Tageslicht und die frische Luft im Haus werden von allen Mitgliedern der im Dezember 2011 eingezogenen Testfamilie als äußerst positiv empfunden. Die Testfamilie fühlt sich in ihrem modernisierten, tageslichtdurchfluteten Eigenheim auf Zeit sogar so wohl, dass sie das LichtAktiv Haus kaufen und dort wohnen bleiben möchte.

Einzig der zu hohe Stromverbrauch des eingesetzten Wärmepumpensystems trübt die positive Bilanz. Er lag auch 2013 über den theoretischen Berechnungen, sodass das Ziel „Nullenergie“ im modernisierten Siedlerhaus nicht erreicht werden konnte. Simulationen der TU Braunschweig mit einem alternativen Wärmepumpensystem haben jedoch ergeben, dass die ursprünglich kalkulierten Verbrauchswerte nicht nur eingehalten, sondern sogar unterschritten werden könnten. Aus diesem Grund ist geplant, die installierte Wärmepumpe im Verlauf des Sommers auszutauschen und die Verbrauchswerte des neuen Systems für ein weiteres Jahr zu erfassen und auszuwerten.

Parallel zu den physikalischen Messungen haben Soziologen der Humboldt-Universität zu Berlin die Erfahrungen der LichtAktiv Haus-Bewohner untersucht. Ziel des Wissenschaftsteams war es, das Gebäude von der Nutzerperspektive her zu evaluieren und so einen Bezug zwischen wahrgenommenem Komfort und Wohlbefinden der Testfamilie und den quantitativen Messwerten herzustellen. Gleichzeitig sollten die Untersuchungen im LichtAktiv Haus auch dazu dienen, mehr über die subjektive Wahrnehmung und Beurteilung von Wohnkomfort zu erfahren und ein standardisiertes Messinstrument zu dessen Erfassung zu entwickeln.

Hierfür wurde Wohnkomfort als mehrdimensionales Konstrukt konzeptualisiert und in Anlehnung an das Einstellungsmodell von Rosenberg und Hovland (1966) zwischen einer affektiven (Fühlen), einer kognitiven (Denken) und einer konativen (Handeln) Komponente unterschieden. Für die Datenerhebung wurde auf eine Reihe gängiger Instrumente aus der empirischen Sozialforschung zurückgegriffen, von persönlichen Interviews, über Fragebögen bis hin zur Möglichkeit der Bewohnerinnen und Bewohner, ihre Erfahrungen in einem Logbuch festzuhalten. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse konnten die Wissenschaftler der Humboldt Universität mittels Skalentests und Faktorenanalysen zehn relevante Dimensionen des Wohnkomforts ermitteln. Beschrieben werden können diese mit „emotionaler Verbundenheit“, „Größe“, „Modernität“, „Helligkeit“, „Nachbarschaft“, „Temperaturregulierung“, „Energieverbrauch“, „Feuchtigkeit“, „Schlafbedingungen“ und „Belüftung“. Damit hat das Wissenschaftsteam einen großen Schritt hin zu einem standardisierten Messinstrument zur Erfassung des Wohn-Wohlbefindens gemacht. Dieses Erhebungsinstrument ist Voraussetzung, um zum Beispiel mit Hilfe allgemeiner Bevölkerungsumfragen Aussagen zum Wohlbefinden von Bewohnern energieeffizienter Gebäude machen zu können und diese mit den Ergebnissen aus anderen Wohnumgebungen vergleichen zu können. In einem nächsten Schritt soll nun das entwickelte Instrument in einer größeren Untersuchung getestet und angewendet werden.

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Das LichtAktiv Haus Experiment – Ein zum Nullenergiehaus modernisiertes Siedlerhaus unter der Lupe der Wissenschaft

Beim Velux LichtAktiv Haus handelt es sich um ein typisches Siedlerhaus aus den 50er Jahren, das im Rahmen des europaweiten Velux „Model Home 2020“ Projektes als Nullenergiehaus konzipiert und modernisiert wurde. Der Entwurf entstand im Rahmen eines Studentenwettbewerbs am Lehrstuhls für Entwerfen und Energieeffizientes Bauen an der TU Darmstadt. Auf dieser Basis erarbeitete ein Kompetenzteam bestehend aus Prof. Manfred Hegger, Prof. Klaus Daniels vom Lehrstuhl für Entwerfen und Gebäudetechnologie der TU Darmstadt und dem Lichtplaner und Honorarprofessor an der Peter Behrens School of Architecture in Düsseldorf, Prof. Peter Andres, eine hinsichtlich Energieeffizienz und Nutzerkomfort optimierte Lösung und begleitete die Ausführungs- und Umsetzungsplanung. Um herauszufinden wie das Gebäude im täglichen Betrieb funktioniert, hat eine vierköpfige Testfamilie das Gebäude knapp zweieinhalb Jahre auf die Probe gestellt. Begleitet wurde dieses Wohnexperiment durch ein umfassendes wissenschaftliches Monitoring der Technischen Universitäten Braunschweig und Darmstadt sowie der Humboldt-Universität zu Berlin. Von Januar 2012 bis März 2014 standen Gesamtenergieverbrauch, Energieproduktion und Gebäudeautomation des modernisierten Siedlerhauses im Fokus der Wissenschaftler der TU Braunschweig. Gleichzeitig nahmen sie auch die Raumluft und Tageslichtqualität des Gebäudes genau unter die Lupe, denn eine gute Energiebilanz allein schafft noch kein Wohlfühlklima für die Bewohner. Deren subjektiven Bewertungen wurden von den Soziologen der HU Berlin aufgezeichnet und ausgewertet. Hierfür beantwortete die Testfamilie im Rahmen von qualitativen Interviews, Gruppendiskussionen und Onlinebefragungen regelmäßig Fragen zu ihrem persönlichen Wohn- und Wohlfühlgefühl, um einen Bezug zu den quantitativen Messwerten herzustellen. Von Februar 2013 bis März 2014 ergänzte zudem ein Elektroauto das Wohnexperiment, um Erkenntnisse darüber zu gewinnen, inwieweit Null- oder Plusenergiegebäude in Verbindung mit Elektromobilität bereit für eine breite Nutzung sind.

Wie relevant das LichtAktiv Haus für das Bauen und Wohnen der Zukunft ist, zeigt die Berücksichtigung des Projektes bei internationalen Kongressen rund um das Thema nachhaltige Architektur, wie der PLEA 2013 in München und der WSB14 in Barcelona, sowie die Auszeichnung mit dem „Bundespreis ecodesign“. Zudem ist das modernisierte Siedlerhaus ein offizielles Projekt der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ des Bundesministeriums für Umwelt und Bau (BMUB), in dessen Rahmen der Gebäudestandard „Effizienzhaus Plus“ als Beitrag für die Energiewende erarbeitet wurde.

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Die Ergebnisse des physikalischen Monitorings im Überblick

Im Rahmen des Wohnexperiments wurden seit Januar 2012 kontinuierlich alle Daten zu Energieerzeugung und -verbrauch sowie das Außenklima und die entsprechenden Innenraumwerte quantitativ erfasst und dokumentiert. Im Einzelnen lassen sich folgende Ergebnisse festhalten:

Innenraumklima und Luftqualität

Die Raumtemperaturen betragen im Mittel 22-23°C und sorgt ganzjährig für Behaglichkeit. Zudem gewährleistet die natürliche Querlüftung in den Sommermonaten auch bei Außentemperaturen von annähernd 40° C noch Temperaturen von 25-28° C im Gebäudeinneren, die aufgrund der Luftbewegung als angenehm empfunden werden. Die relative Raumluftfeuchte ist insbesondere in der Heizperiode im guten Bereich. Im Sommer ist die Luft manchmal etwas zu feucht, was zu einer leichten Einschränkung der Behaglichkeit führen kann. Die Luftqualität (CO₂-Gehalt) ist überwiegend gut, im Sommer besser, im Winter etwas schlechter. Zurückzuführen ist das einerseits darauf, dass die Bewohner die automatische Fensteröffnung in der Nacht abschalten. Zudem wird im Winter hin und wieder die Automatik deaktiviert, um Zugerscheinungen beispielsweise beim Fernsehen zu verhindern.

Wärmebedarf

Der Heizwärmebedarf im Gebäude ist geringer als vorausberechnet – und das, obwohl die Innenraumtemperatur im Winter durchschnittlich rund zweieinhalb Grad über den nach Norm kalkulierten Werten lag. Dieses Ergebnis zeigt, dass ein niedriger Energieverbrauch auch mit einer bedarfsgerechten natürlichen Lüftung ohne Wärmerückgewinnung erzielt werden kann.

Trinkwarmwasserbereitung

Der Anteil der Trinkwarmwasserbereitung am Gesamtwärmeverbrauch ist sehr gering. Insgesamt liegt der Verbrauch deutlich unter der Kalkulation und zeigt, dass die Bewohner sparsam mit Warmwasser umgehen. Der Warmwasserverbrauch liegt bei etwa 15 Litern pro Person und Tag.

Photovoltaik

Der Jahresertrag der Photovoltaik-Anlage in 2013 liegt 10 Prozent über den berechneten Werten und mit 7.692 kWh auf dem Niveau von 2012. Der regenerative Deckungsanteil am Gesamtstromverbrauch durch die PV-Anlage beträgt 56 Prozent (Endenergie) bzw. 66 Prozent (Primärenergie). Die Verringerung des regenerativen Deckungsanteils gegenüber 2012 ist auf den nochmals gestiegenen Verbrauch der Anlagentechnik sowie das Elektrofahrzeug als zusätzlichen Verbraucher zurückzuführen.

E-Mobilität

Seit Februar 2013 ergänzt ein Elektroauto das Wohnexperiment und erhöht die Eigennutzungsquote der solar gewonnenen elektrischen Energie. Die gemessenen Daten zeigen eine regelmäßige Nutzung des Fahrzeugs. Insgesamt wurde das Auto mit 2.816 kWh Strom am Haus geladen. Bei einem durchschnittlichen Verbrauch von 17,8 kWh pro 100 Kilometer entspricht das einer Fahrleistung von etwa 15.800 Kilometern.

Wasserverbrauch

Der Verbrauch an Frischwasser ist mit etwa 85 Litern pro Person und Tag gering im Vergleich zum Bundesdurchschnitt in Höhe von ca. 120 Liter Frischwasserverbrauch pro Person und Tag. Dies ist unter anderem auf Regenwassernutzung zurückzuführen, durch die ca. 30 Prozent der Frischwassermenge eingespart werden.

Solarthermie und Geothermie

Die solarthermische Anlage ist mit ca. 19 m² deutlich überdimensioniert. Die nicht nutzbaren bzw. im Wasserspeicher nicht speicherbaren Erträge wurden ursprünglich über die Außeneinheit der Wärmepumpe abgeführt. Im Laufe des Jahres 2013 sind zwei Doppel-U-Erdsonden mit einer Länge von jeweils 50 Metern in die Gebäudeversorgung eingebunden worden. Hierdurch ist es nun möglich, bei hohen Speichertemperaturen das Erdreich als Wärmesenke bzw. -speicher zu nutzen. Dadurch entfällt einerseits der Stromverbrauch, der bislang für die Rückkühlung der solarthermischen Überschüsse notwendig war. Zudem kann nun im Winter eine höher temperierte Wärmequelle als die Außenluft genutzt werden, was ebenfalls zu einer Reduzierung des Stromverbrauchs führt.

Energieperformance

Das Ziel „Nullenergiehaus" wird in 2013 nicht erreicht. Dieses ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die Anlagentechnik deutlich mehr Strom verbraucht als kalkuliert. Die Abweichungen des gemessenen Stromverbrauchs der Anlagentechnik gegenüber dem nach EnEV kalkulierten Verbrauch betragen etwa 65 Prozent. Auch nach einer Normalisierungsberechnung des Verbrauchs, mit deren Hilfe abweichende Raumtemperaturen und Witterungsbedingungen gegenüber der EnEV-Auslegung bereinigt werden, liegt der Stromverbrauch der Anlagentechnik etwa 48 Prozent über der ursprünglichen Kalkulation.

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Die Ergebnisse des sozialwissenschaftlichen Monitorings im Überblick

Im Rahmen des Wohnexperiments im LichtAktiv Haus kamen verschiedene sozialwissenschaftliche Untersuchungsinstrumente zum Einsatz. Diese ermöglichten es, die Einstellungen der Testfamilie zu ihrem neuen Zuhause und mögliche Veränderungen im Zeitverlauf zu erfassen. Hierzu gehörten neben Gruppendiskussion zu Beginn des Experiments sowie im Wechsel der vier Jahreszeiten durchgeführte, leitfadengestützte Interviews mit der Familie vor Ort im LichtAktiv Haus. Zudem füllten die Bewohner etwa alle vier Wochen einen Online-Fragebogen mit offenen und geschlossenen Fragen zu den Dimensionen des Wohlbefindens aus und etwa alle vier bis acht Wochen wurden mit den Eltern vertiefende, leitfadengestützte Interviews in Form von Videotelefonaten durchgeführt. Die Auswertung der im Detail protokollierten Aussagen ermöglichte es den Wissenschaftlern, den Einfluss des LichtAktiv Hauses auf das Wohlbefinden der Familie zu beurteilen.

Nach über zwei Jahren intensiven, sozialwissenschaftlichen Monitorings stellt das Wissenschaftsteam der Humboldt-Universität zu Berlin dem Velux LichtAktiv Haus ein positives Zeugnis aus. Das Gebäude bietet einen hohen Wohnkomfort und vermag es auf besondere Weise, das individuelle Wohlbefinden der Bewohnerinnen und Bewohner zu steigern.

Im Einzelnen bleibt folgendes festzuhalten:

• Das Velux LichtAktiv Haus hat einen sehr positiven Effekt auf die Gemütslage, die Gesundheit und die Produktivität der Bewohnerinnen und Bewohner.

• Im Allgemeinen bestand eine große Zufriedenheit mit dem gebotenen Komfort in Bezug auf die Dimensionen Lufttemperatur und -qualität.

• Das viele Tageslicht, die stetige Frischluft sowie das großzügige Raumangebot sind in besonderem Maße für den positiven Einfluss des Gebäudes verantwortlich.

• Die Bewohnerinnen und Bewohner hielten sich mit dem Einzug in das Velux LichtAktiv Haus deutlich häufiger zuhause auf, konnten die dortigen Aktivitäten mehr genießen und haben auch öfter Besuch empfangen, als das in ihrer alten Wohnung der Fall war. Es ist somit ein positiver Einfluss auf das Sozialleben festzustellen.

• Der Umgang mit der in dem Haus verbauten Technik wurde zügig erlernt und die Techniksteuerung in relativ kurzer Zeit wie selbstverständlich in das Alltagsleben integriert.

Die Bewohnerinnen und Bewohner zeigten sich im Laufe der Zeit sensibler und interessierter in Bezug auf den Aspekt der Nachhaltigkeit und legten auch ihrem Energiesparverhalten höhere Maßstäbe zugrunde.

Hamburg / Wien. Gebäude mit viel Tageslicht und frischer Luft sorgen für höchste Wohnqualität und Behaglichkeit – darüber waren sich die Testfamilien des deutschen und des österreichischen VELUX Model Home 2020 bei ihrem Treffen im niederösterreichischen Pressbaum einig. Im Mittelpunkt des Besuchs der LichtAktiv Haus Familie im Sunlighthouse stand der Erfahrungsaustausch mit Yasmin und Ludwig Dorfstetter, die seit März 2012 gemeinsam mit ihren beiden Söhnen Alfred und Johann das Konzepthaus am Wiener Wald testen.

Koffer packen und auf ins winterliche Wien hieß es für die LichtAktiv Haus Bewohner Christian und Irina Oldendorf sowie für ihre beiden Söhne Lasse und Finn. Nach dem Besuch von Familie Dorfstetter in Hamburg, stand nun der Gegenbesuch im österreichischen Sunlighthouse an. Bei Wiener Schnitzel und Kaiserschmarrn verglichen die Testfamilien beide Häuser und sprachen über ihre Erfahrungen mit dem wissenschaftlich begleiteten Wohnexperiment. Sie waren sich schnell darüber einig, dass die lichtdurchfluteten Räume und das angenehme Raumklima in beiden Häusern dafür sorgen, dass sie sich rundum wohlfühlen. So ist es selbst an trüben Tagen hell genug und das viele Tageslicht wirkt sich positiv auf das Wohlbefinden aller Familienmitglieder aus. Das hat auch die Zwischenbilanz zum österreichischen Wohnexperiment gezeigt, denn die Berechnungen aus der Planungsphase wurden im Monitoring durch reale Lichtmessergebnisse bestätigt. „Auch die Raumtemperatur war selbst im Hochsommer angenehm – für Häuser mit großzügigen Fensterflächen keine Selbstverständlichkeit“, berichtet Ludwig Dorfstetter. So betrug die durchschnittliche Temperatur im Gebäude zwischen März und August nicht mehr als 23,2 Grad Celsius. Besonders an schwülen Sommerabenden konnte durch automatisierte Gebäudesteuerung und natürlich kontrollierte Lüftung die Frischluftzufuhr sehr gut gesteuert und so eine hervorragende Luftqualität für einen erholsamen Schlaf erreicht werden. Daneben zeigte die wissenschaftliche Überprüfung, dass sich Komfort und Energieeffizienz nicht ausschließen – die Wärme- und Strombilanz sind positiv, die Energieeinträge höher als prognostiziert.

Dass es sich im österreichischen Model Home gut leben lässt, davon waren auch die vier Oldendorfs nach ihrem Besuch überzeugt: „Bei einem Rundgang erklärten uns Yasmin und Ludwig die Besonderheiten des tollen Neubaus. Besonders gut gefielen uns das viele Holz im Gebäude und der Ausblick auf die nahe gelegenen Wiener Berge“, berichten die Hamburger nach ihrer Rückkehr.

Hamburg, August 2012. Es ist so weit: Die LichtAktiv Haus Testfamilie, das sind Christian, Irina, Lasse und Finn Oldendorf, bloggen über ihren Alltag im Haus der Zukunft und freuen sich über den Austausch mit ihren Lesern. Neben Beiträgen rund um das Leben im modernisierten Siedlerhaus, finden Besucher hier Informationen zum Gebäude, seinen Bewohnern und dem Model Home 2020 Projekt. Interessierte können die Einträge kommentieren oder der Familie direkt eine Frage stellen. Der Blog ist sowohl mit der VELUX Facebook-Fanseite als auch mit der Unternehmensseite verknüpft.

Wer den Blog der VELUX Testfamilie liest, ist hautnah dabei und erhält regelmäßig Einblicke in den Alltag der vier LichtAktiv Haus Bewohner. Mindestens einmal pro Woche berichten sie über ihr Leben im modernisierten Siedlerhaus aus den 1950er Jahren. Besucher finden hier neben Beiträgen über die Erfahrungen mit der Haustechnik, zum wissenschaftlich begleiteten Monitoring oder zum Erstkontakt mit Medien auch Berichte über das Wohngefühl der Familie im LichtAktiv Haus, vor allem im Vergleich zu ihrer alten, dunklen Altbauwohnung.

In chronologischer Reihenfolge und bunt bebildert lassen sich zudem die ersten Monate der Praxisphase des auf zwei Jahre angelegten, wissenschaftlich begleiteten Wohnexperiments im Blog nachlesen: Von der feierlichen Hausübergabe über den Umzug und ersten Begegnungen mit den Nachbarn bis hin zu Erkundungen der neuen Umgebung.

Dabei möchte der Blog nicht nur informieren, sondern versteht sich auch als interaktive Plattform zum Austausch mit den Bewohnern. So haben Interessierte die Möglichkeit über die Kommentar- und Fragefunktionen in direkten Kontakt mit den Oldendorfs zu treten.

Die Ergebnisse aus der Testphase des LichtAktiv Haus Experiments werden mit den Erkenntnissen der anderen Model Home Projekte zusammengeführt. So ist ein Treffen zwischen der deutschen und österreichischen Familie noch in diesem Jahr geplant. Nach einem ersten Kennenlernen soll vor allem ein intensiver Erfahrungsaustausch stattfinden, der im LichtAktiv Haus Blog und auf der VELUX Facebookseite in Text, Bild und Ton dokumentiert wird.

Die CarbonLight Homes in Rothwell in der Nähe von Birmingham sind Großbritanniens Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft sechs Konzepthäuser, darunter auch das deutsche LichtAktiv Haus, umsetzt. Die beiden CO₂-neutralen Doppelhaushälften wurden gemäß der anspruchsvollen Zero Carbon-Richtlinie der britischen Regierung in Bezug auf emissionsfreies Wohnen konzipiert und sollen ihren Bewohnern ein gesundes und angenehmes Leben ermöglichen, ohne sich negativ auf das Klima und die Umwelt auszuwirken. So erzeugen die CarbonLight Homes 80 Prozent der benötigten Energie für Heizung, Strom und Warmwasser durch erneuerbare Energien selbst – und sorgen so zugleich für eine entsprechende Reduzierung der CO₂-Emissionen. Die verbleibenden 20 Prozent werden durch eine in Großbritannien übliche Kompensation ausgeglichen: Sanierungsmaßnahmen an Bestandsgebäuden in der Nachbarschaft sorgen für eine Erhöhung der Energieeffizienz dieser Gebäude. Dadurch wird der verbleibende CO₂-Ausstoß der CarbonLight Homes sogar überkompensiert und in der Summe CO₂-Neutralität verwirklicht.

Die CarbonLight Homes zeigen, dass es möglich ist, energieeffizienten und umweltverträglichen Wohnraum zu schaffen, in dem es sich nicht nur gesund und komfortabel leben lässt, sondern der auch einfach und kostengünstig in größeren Wohnungsbauprojekten realisiert werden kann. So orientiert sich das von HTA Architects entworfene Doppelhaus an dem für England typischen Reihenhausbau, der mit großer Gebäudetiefe bei gleichzeitig schmaler Straßenfront eine bestmögliche Ausnutzung der oft tiefen Grundstücke erlaubt. Zudem trägt die Minimierung der Gebäudehüllfläche zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei.

Das mit Holzschindeln verkleidete Gebäude fügt sich harmonisch in das Neubaugebiet von Rothwell ein und zeichnet sich zugleich durch eine eigenständige Identität aus. Im Zentrum der beiden dreigeschossigen Doppelhaushälften steht jeweils ein offener Wohn- und Erschließungsbereich, der sich vom Erdgeschoss bis zum First erstreckt. Auch sonst unterscheiden sich die beiden Haushälften nur durch die Größe und die Anzahl der Zimmer: So verfügt die eine Haushälfte über drei Zimmer und eine Wohnfläche von 97 Quadratmetern, während die andere Hälfte mit 142 Quadratmetern und vier Zimmern etwas größer ausfällt.

Tageslicht und natürliche Klimatisierung als Schlüssel für hohe Wohnqualität

Die CarbonLight Homes zeichnen sich durch die innovative Nutzung natürlichen Tageslichts und frischer Luft zur Reduzierung des Energieverbrauchs aus. Ein wesentlicher Aspekt sind dabei die großen Fensterflächen, die bei der Nutzung solarer Energieeinträge und der Regulierung der Temperatur in den CarbonLight Homes eine zentrale Rolle spielen. Insgesamt beträgt die Fensterfläche der englischen Model Homes knapp 25 Prozent der Wohnfläche, sodass in den Räumen ein durchschnittlicher Tageslichtfaktor von mehr als fünf Prozent erreicht wird – dreimal mehr, als das britische Gesetz für nachhaltiges Wohnen für Wohnbereiche fordert. Die ausgewogenen Lichtverhältnisse tragen zum angenehmen und gesunden Wohnklima bei. Zugleich wird durch diesen hohen Tageslichtanteil der Bedarf an künstlichem Licht reduziert.

Auch bei der Belüftung spielen die vielen Fassaden- und Dachfenster der CarbonLight Homes eine zentrale Rolle. In der hochgedämmten und aus energetischen Gründen luftdichten Bausubstanz öffnen und schließen sich die Fenster automatisch je nach Temperatur, CO₂-Konzentration und Luftfeuchtigkeit. Dabei verstärken die mehrgeschossigen, offenen Wohn- und Erschließungsbereiche, die sich in beiden Doppelhaushälften über die gesamte Gebäudehöhe bis unter das Dach erstrecken, die Wirkung des sogenannten Kamineffekts und unterstützen eine natürliche Belüftung von unten nach oben. Das gesamte System von Sonnenschutzelementen und Fenstern wirkt wie eine natürliche Klimaanlage und sichert ein gesundes und behagliches Raumklima. Darüber hinaus reduziert die natürliche Klimatisierung den zur Kühlung benötigten Energiebedarf.

Unterstützt wird die natürliche Ventilation im englischen Model Home durch ein innovatives mechanisches Klimatisierungssystem mit Wärmerückgewinnung. In Abhängigkeit von Jahreszeit und Außentemperatur kombiniert das System die mechanische mit der natürlichen Lüftung und steuert den Luftaustausch je nach CO₂- und Feuchtigkeitsgehalt. Im Sommer sorgen die natürliche Belüftung und die automatische Steuerung von Fenstern in Verbindung mit den äußeren Sonnenschutzvorrichtungen tagsüber für ein angenehmes Raumklima. In der Nacht lassen die vielen Fenster Frischluft durch das Haus zirkulieren. Die während des Tages angestaute Hitze zieht durch die automatische, kontrollierte nächtliche Öffnung vertikaler Oberlichter und Dachfenster ab und die kühle Nachtluft wird gespeichert.

Im Winter werden die Räume über das mechanische Klimatisierungssystem mit Wärmerückgewinnung mit Frischluft versorgt. Das System nutzt dabei die Abluft aus Küche und Bädern und leitet die rückgewonnene Wärme in den Wohnbereich zurück. Dadurch kann Heizenergie gespart und der Wärmekomfort erhöht werden. In den Übergangsjahreszeiten werden beide Lüftungsarten kombiniert und damit Luftqualität und Wohnkomfort optimiert. So ermöglicht die Kombination von natürlicher und mechanischer Klimatisierung eine optimale Steuerung des Raumklimas bei gleichzeitiger Energieeinsparung und gewährleistet ganzjährig eine ausgezeichnete Raumluftqualität.

Energiekonzept

Die Häuser wurden so konzipiert, dass der Verbrauch an aus fossilen Brennstoffen gewonnener Energie für Wärme, Heißwasser und Strom auf ein Minimum reduziert wird. Grundlage für die hohe Energieeffizienz ist die Qualität der Gebäudehülle und deren Luftundurchlässigkeit. Um die Wärmeverluste so gering wie möglich zu halten, wurden Wände, Dach und Bodenplatte nach modernsten Erkenntnissen gedämmt, mit dem Ergebnis, dass der Wärmedurchgangskoeffizient der Gebäudehülle den Wert von 0,11 W/m²K nicht überschreitet. Natürliche Klimatisierung und die Nutzung von Tageslicht sorgen für eine zusätzliche Reduzierung des Primärenergiebedarfs, sodass dieser inklusive des gesamten Haushaltsstroms nur noch 91,8 kWh pro Quadratmeter und Jahr beträgt. Zugleich setzt das Energiekonzept des Hauses auf die Nutzung erneuerbarer Energien. Solarkollektoren erzeugen in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe 72,5 kWh pro Quadratmeter und Jahr und damit praktisch die gesamte für Warmwasser und Heizung benötigte Energie.

Insgesamt deckt die in den CarbonLight Homes erzeugte Energie 80 Prozent des Bedarfs – und sorgt so zugleich für eine entsprechende Reduzierung der CO₂-Emissionen. Die verbleibenden 20 Prozent werden durch eine in Großbritannien übliche Kompensation mehr als ausgeglichen: Sanierungsmaßnahmen an Bestandsgebäuden in der Nachbarschaft erhöhen die Energieeffizienz dieser Gebäude und kompensieren den verbleibenden CO₂-Ausstoß der CarbonLight Homes. Insgesamt werden die Restemissionen der englischen Model Homes sogar überkompensiert und damit die für das Projekt geforderte Reduzierung der CO₂-Emissionen um 100 Prozent sogar noch übertroffen, sodass in der Summe CO₂-Neutralität verwirklicht wird.

Das Wohnen von Morgen bereits heute erleben

Die CarbonLight Homes stehen noch bis zum Spätherbst 2012 für Veranstaltungen und Besichtigungen offen. Dann wird – genauso wie im deutschen LichtAktiv Haus und den anderen Model Home Projekten – eine Familie in die größere der beiden Doppelhaushälften einziehen und für ein Jahr das Leben und Wohnen der Zukunft auf die Probe stellen. Die Ergebnisse dieses Wohnexperiments werden mit den Erkenntnissen der anderen Model Home 2020 Experimente zusammengeführt, so dass eine europäische Plattform für wissenschaftliche Forschungsaktivitäten im Bereich nachhaltigen Wohnens entsteht.

((Kasten Porträt Architekturbüro HTA))

Im Jahre 1969 als Hunt Thompson Associates gegründet ist HTA heute als ein führendes Unternehmen im Wohnungsbau mit dem Schwerpunkt auf einer engen Zusammenarbeit mit Wohnungsbaugesellschaften und Gemeinden anerkannt. Das Unternehmen beschäftigt über 90 Mitarbeiter in seinen Niederlassungen in London und Edinburgh und verfügt über 40 Jahre Erfahrung bei der Planung und erfolgreichen Fertigstellung eines breiten Spektrums von privaten und sozialen Wohnungsbau- und Stadtsanierungsprojekten (Neubau und Bestand) sowie von Maßnahmen zur Wohnumfeldverbesserung und Renovierung. Dabei verfolgt HTA einen ganzheitlichen Ansatz mit dem Ziel, durch eine Verbesserung der Bausubstanz in Verbindung mit sozialen und wirtschaftlichen Maßnahmen ein Wohnumfeld zu schaffen, in dem Menschen gerne leben

Mit dem deutschen Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020 zeigt der Dachfensterhersteller wie sich ein altes Gebäude zukunftsweisend modernisieren lässt. Dabei erscheint die Verwandlung wie die vom hässlichen Entlein zum Schwan: Während das ursprüngliche Siedlerhaus durch kleine, gedrungene Räume geprägt war, bietet das VELUX LichtAktiv Haus seinen Bewohnern nicht nur höchsten Wohnkomfort mit viel Tageslicht und frischer Luft, sondern macht zudem Heizungs- und Stromrechnungen für alle Zeiten überflüssig. Um herauszufinden wie das anspruchsvolle Modernisierungskonzept in der Praxis funktioniert und ob es den Anforderungen einer realen Familie stand hält, stellen seit Ende Dezember 2011 Christian und Irina Oldendorf mit ihren beiden Söhnen Lasse und Finn im Rahmen eines wissenschaftlich begleiteten Wohnexperiments das Haus für zwei Jahre auf die Probe.

Am Tag der offenen Tür können sich modernisierungsbegeisterte Eigenheimbesitzer und zukünftige Bauherren im Rahmen geführter Rundgänge durch Haus und Garten einen Eindruck vom Bauen und Wohnen der Zukunft verschaffen und Ideen für ihr Zuhause sammeln. Zudem haben Besucher die Möglichkeit, sich bei Kaffee und Kuchen mit den Bewohnern des LichtAktiv Hauses auszutauschen und zu erfahren, was es heißt in einem hellen, modernen Nullenergiehaus zu wohnen.

Tag der offenen Tür im LichtAktiv Haus

Termin: 10. Juni 2012

Uhrzeit: 14.00 Uhr – 17.00 Uhr

Adresse: Katenweg 41, Hamburg-Wilhelmsburg

Das VELUX Maison Air et Lumière ist der französische Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft sechs Konzepthäuser umsetzt. Dabei steht die Wohn- und Lebensqualität der Bewohner im Fokus. Kernelemente des von „Nomade Architectes“ entwickelten Architekturkonzepts sind das ausgeklügelte Satteldach sowie die modulare Bauweise des französischen Model Home. Das Dach wird dadurch zu einer fünften aktiven Fassade, die das Raumklima reguliert und Luft- und Lichtzufuhr optimiert, während es gleichzeitig für architektonische Ästhetik sorgt. Die unterschiedlich geneigten Dachflächen ermöglichen eine bestmögliche Nutzung der Sonnenenergie und tragen zur positiven Energiebilanz des Hauses bei. Zugleich versorgt eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur das Gebäude mit viel Licht und frischer Luft und sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit. So verbindet das französische Model Home beispielhaft intelligentes Energiedesign mit höchstem Wohnwert.

Das VELUX Maison Air et Lumière in Verrières-le-Buisson bei Paris wurde auf einer von unten isolierten Betonbodenplatte errichtet. Die hochgedämmte Holzrahmenkonstruktion besteht aus drei unterschiedlichen Basismodulen, die miteinander verbunden sind und sich ergänzen. Dabei weisen die Dachflächen der einzelnen Module unterschiedliche Neigungen auf und lassen so eine Innengestaltung mit variablen Raumgrößen zu. Zugleich verleiht das Zusammenspiel der unterschiedlich geneigten Dachflächen dem Haus nicht nur von außen Lebendigkeit, sondern ermöglicht im Inneren ganz unterschiedliche Wohnflächen und -atmosphären. Die Innenwände wurden mit Terrakotta-Fliesen verkleidet, wodurch die Wärmeträgheit des Gebäudes spürbar verbessert werden konnte und stabile und angenehme Raumtemperaturen gewährleistet werden. Durch geschickte Nutzung des Raums unter dem Dach gelang es den Architekten, auf zwei Etagen sowie einem Zwischengeschoss zwischen Gartenebene und oberer Etage insgesamt 130 Quadratmeter Wohnfläche zu schaffen. Zudem wurden die Wege im und um das Haus so angelegt, dass sie auch den Bedürfnissen von Menschen mit eingeschränkter Mobilität gerecht werden.

Tageslicht und natürliches Klimatisieren als Kernkriterien für hohen Wohnwert

Dank der ausgeklügelten Dachstruktur und des Einbaus von Fensteröffnungen in sämtliche Fassaden fällt Tageslicht aus allen Himmelsrichtungen und auch direkt von oben ins Gebäude. So können solare Energieeinträge maximal genutzt werden und die ausgewogenen Lichtverhältnisse tragen zum angenehmen und gesunden Wohnklima bei. Zudem kann ganzjährig die künstliche Beleuchtung reduziert werden. Insgesamt entspricht die Fensterfläche des VELUX Maison Air et Lumière mit einem Anteil von 33 Prozent im Verhältnis zur Wohnfläche etwa dem Doppelten des in der französischen Wärmeschutzverordnung von 2012 angegebenen Wertes. Eine Kombination von Dachfenstern mit unterschiedlichen Abmessungen und großer vertikaler Glasflächen sowie der Einbau von Tageslichtspots sorgt für viel Tageslicht in allen Räumen des VELUX Maison Air et Lumière: So wird im gesamten Haus ein durchschnittlicher Tageslichtquotient von über fünf Prozent erzielt.

Darüber hinaus spielen die Dachfenster auch bei der Be- und Entlüftung des Gebäudes eine zentrale Rolle. In der aus energetischen Gründen luftdichten Bausubstanz öffnen und schließen sich die Fenster automatisch je nach Temperatur, CO₂-Konzentration und Luftfeuchtigkeit. Dabei verstärken die unterschiedlichen Dachneigungen der einzelnen Module die Wirkung des sogenannten Kamineffekts und unterstützen eine natürliche Belüftung von unten nach oben. Das gesamte System von Sonnenschutzelementen und Fenstern wirkt wie eine natürliche Klimaanlage und sichert ein gesundes und behagliches Raumklima.

Unterstützt wird die natürliche Ventilation im französischen Model Home durch eine mechanische Zwei-Wege-Lüftung. In Abhängigkeit von Jahreszeit und Außentemperatur kombiniert das System die mechanische mit der natürlichen Lüftung und steuert den Luftaustausch je nach CO₂- und Feuchtigkeitsgehalt. Im Sommer sorgen die natürliche Belüftung und die automatische Steuerung von Fenstern in Verbindung mit den äußeren Sonnenschutzvorrichtungen tagsüber für einen hohen Wohnkomfort. In der Nacht zieht die während des Tages angestaute Hitze durch die automatische, kontrollierte nächtliche Öffnung vertikaler Oberlichter und Dachfenster ab und die kühle Nachtluft wird gespeichert. Im Winter wird die kontrollierte Zwei-Wege-Wohnraumlüftung aktiviert, die die Abluftwärme zur Erwärmung der Frischluft nutzt. Dadurch kann Heizenergie gespart und der Wärmekomfort erhöht werden. In den Übergangsjahreszeiten werden beide Lüftungsarten kombiniert und damit Luftqualität und Wohnkomfort optimiert. Dadurch ermöglicht die sogenannte Hybridlüftung eine optimale Steuerung des Raumklimas bei gleichzeitiger Energieeinsparung und gewährleistet eine ausgezeichnete Raumluftqualität.

Mit innovativem Energiekonzept zum Plus-Energie-Haus

Das VELUX Maison Air et Lumière produziert mehr Energie, als es verbraucht. Grundlage für die hohe Energieeffizienz ist die Qualität der Gebäudehülle und deren Luftundurchlässigkeit. Zudem setzt das Energiekonzept des Hauses auf maximale Nutzung erneuerbarer Energien. Dabei tragen die unterschiedlichen Dachneigungen der einzelnen Module aktiv zur Energieleistung des Hauses bei: Ausrichtung und Neigung wurden genau berechnet und bewusst gewählt, um den Wirkungsgrad der thermischen Solarkollektoren und der Photovoltaikmodule sowie die Gewinnung von Wärmeenergie über die großen Fensterflächen zu optimieren.

Die ganzjährige Bereitstellung von Wärme für Wasser und Heizung übernimmt das Komplettheizsystem Solar Compleet von Sonnenkraft. Dabei nutzt die Luft-Wasser-Wärmepumpe des Systems dank der Kopplung mit der 8,4 Quadratmeter großen solarthermischen Anlage sowohl die Umweltwärme aus der Luft als auch die Sonnenenergie. Da die Wärmepumpe unmittelbar in den Solarkreis eingebunden ist, erhöht sich ihr Wirkungsgrad gegenüber einer herkömmlichen Anlage. Zudem heizt die Wärmepumpe im Heizbetrieb nicht erst den Speicher auf, sondern speist die Heizkreise direkt. So werden Abstrahlverluste durch den Speicher vermieden und der Energieaufwand ist geringer, als bei herkömmlicher Pufferung im Speicher. Eine Niedrigtemperatur-Fußbodenheizung wärmt die Wohnräume. Warmwasser wird im Durchlaufprinzip erzeugt.

Den für Haushalt, Beleuchtung und Betrieb der Wärmepumpe erforderlichen Strom erzeugen in das Dach integrierte Photovoltaik-Module mit einer Fläche von 35 Quadratmetern. Die überschüssige Elektrizität wird ins Netz eingespeist. Somit werden alle verursachten CO₂-Emissionen durch regenerative Energieerzeugung mehr als ausgeglichen.

Fazit

Das von VELUX im Rahmen des Projekts Model Home 2020 konzipierte VELUX Maison Air et Lumière steht für eine Generation von Häusern, die den bis 2020 zu erfüllenden gesetzlichen Anforderungen an die Energieeffizienz vorgreifen und gleichzeitig das Augenmerk auf den Wohnkomfort richten. Dank der hocheffizienten Isolierung in Kombination mit der Rückgewinnung der freien Innenwärme und der Solargewinne durch die Fenster kann der Heizbedarf auf ein Minimum reduziert werden. So kann der jährliche Energiebedarf des CO2-neutralen Plus-Energie-Hauses durch die nachhaltig, selbst erzeugte Energieausbeute mehr als ausgeglichen werden. Gleichzeitig versorgt eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur das Gebäude mit viel natürlichem Licht und frischer Luft und sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit.

Darüber hinaus ermöglicht das zugrunde liegende modulare Konzept des VELUX Maison Air et Lumière eine beliebige Anordnung der unterschiedlichen Module. So lassen sich allein durch die Veränderung von Art und Anzahl der eingesetzten Module kleinere oder größere Häuser, frei stehende Häuser oder Reihenhäuser, städtische oder ländliche Häuser errichten. Dadurch kann das Haus an unterschiedliche geografische, klimatische und finanzielle Gegebenheiten angepasst werden, ohne dass die Grundsätze Wohnkomfort und Energieeffizienz darunter leiden.

((Kasten Testphase))

Das Wohnen von Morgen bereits heute erleben

Das VELUX Maison Air et Lumière steht noch bis September 2012 für Veranstaltungen und Besichtigungen offen. Im Anschluss wird eine Familie in das CO₂-neutrale Plus-Energie-Haus einziehen und für ein Jahr das Leben und Wohnen der Zukunft auf die Probe stellen. Dieses „Wohnwert-Experiment“ soll Aufschluss darüber geben, wie sich die Vision von optimaler Energieeffizienz und attraktivem Wohnwert mit viel Tageslicht und frischer Luft in der Praxis bewährt. Während der Testphase werden Energieverbrauch und Innenraumklima laufend gemessen und die Ergebnisse dokumentiert. Auch das individuelle Wohn- und Wohlfühlgefühl der Familie wird regelmäßig erfasst und ausgewertet. Ziel ist es, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie eine umweltverträgliche Wohnlösung konzipiert sein sollte, die seinen Bewohnern gleichzeitig ein gesundes Raumklima und besten Wohnwert bietet. Die Ergebnisse werden mit den Erkenntnissen der anderen Model Home 2020 Experimente zusammengeführt, so dass eine europäische Plattform für wissenschaftliche Forschungsaktivitäten im Bereich nachhaltigen Wohnens entsteht.

((Kasten Hintergrund-Informationen))

Luftqualität als Gesundheitsfaktor

Heute verbringt der Mensch 80 bis 90 % seiner Lebenszeit in Gebäuden. Laut einer INSERM-Studie leiden 30 % der Bevölkerung westlicher Länder an Allergien oder Atemwegsproblemen. Die Luftqualität ist daher in der heutigen Zeit ein wichtiger Aspekt beim Hausbau. Für eine höhere Raumluftqualität müssen zwei Aspekte beachtet werden: weniger Luftverschmutzung und stärkerer Luftaustausch.

Die Vorteile von Tageslicht

Zahlreiche Studien belegen die positive Wirkung von Tageslicht auf das Wohlbefinden, die Leistung und besonders die Konzentrationsfähigkeit von Kindern. Wenn Tageslicht fehlt, kann dies zu saisonabhängigen depressiven Verstimmungen, einer niedrigeren Schlafqualität und einer Schwächung der Abwehrkräfte gegen Viren und andere Krankheitserreger führen.

Wohnkomfort als Hauptkriterium französischer Hausbauer

Laut einer von TNS Sofres und Cap Consommateurs Habitants bei der Baumesse Batimat 2009 veröffentlichten Studie bleibt bei den Franzosen der höhere Wohnkomfort der wichtigste Grund für die Bauentscheidung.

Steckbrief VELUX Maison Air et Lumière

Das LichtAktiv Haus ist der deutsche Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020 und ein Projekt der Internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg. Das Konzepthaus zeigt, wie sich die Vision von viel Tageslicht, frischer Luft und Ausblick auch bei anspruchsvollen Modernisierungsvorhaben umsetzen lässt. Das in ein Nullenergiehaus verwandelte Siedlerhaus aus den 1950er Jahren deckt die benötigte Energie vollständig durch erneuerbare Energien und macht Heizungs- und Stromrechnungen für alle Zeiten überflüssig. Um herauszufinden, wie das Gebäude im täglichen Betrieb funktioniert, ist im Dezember 2011 eine in einem mehrstufigen Verfahren ausgewählte Familie dort eingezogen und wird das VELUX LichtAktiv Haus im Rahmen eines wissenschaftlich begleiteten Wohnexperiments zwei Jahre auf Herz und Nieren testen.

Am Sonntag, den 24. Juni, können Architekten und Architekturbegeistere im Rahmen des Tages der Architektur das VELUX LichtAktiv Haus besichtigen. Architekt Jan Ostermann führt durch das Gebäude und berichtet über seine Erfahrungen bei der nachhaltigen Sanierung und Modernisierung dieses typischen Siedlerhauses und der Realisierung des innovativen Energiekonzeptes, das in der Jahresbilanz einen CO₂-neutralen Betrieb des Velux LichtAktiv Haus ermöglicht. Die Testfamilie ist anwesend und beantwortet im Anschluss an die Führung bei Kaffee und Kuchen gerne Fragen über das Leben im CO₂ neutralen Siedleraus.

Die Führung beginnt um 14.00 Uhr und die Teilnahme ist kostenlos. Da jedoch nur eine begrenzte Anzahl an Plätzen zur Verfügung steht, ist eine schriftliche Anmeldung bei der Hamburger Architektenkammer erforderlich. Hierfür müssen Interessierte nur die dem offiziellen Programm-Flyer zum Tag der Architektur beiliegende Bestellkarte ausfüllen und bis zum 15. Juni an die Hamburger Architektenkammer senden. Das Programm inklusive Bestellkarte steht ab dem 8. Juni auf der Website der Hamburger Architektenkammer www.akhh.de im Bereich Aktuell zum Download zur Verfügung.

In europaweit sechs Bauprojekten entwickelt VELUX gemeinsam mit Experten neue Wege für das Wohnen und Arbeiten mit angenehmem Raumklima, Tageslicht und optimaler Energieeffizienz. Das Ziel des Experiments: Durch eine zukunftsweisende Planung, hochwertige Materialien und intelligente Bauteile sollen Gebäude realisiert werden, die die Elemente der Natur nutzen, um ihren Bewohnern zu jeder Jahreszeit viel Tageslicht, frische Luft und Ausblick zu bieten – und dabei optimale Energieeffizienz zu erreichen.

Die Projekte in Dänemark (Kopenhagen und Aarhus), Österreich, England, Frankreich und Deutschland wurden in den Jahren 2009 bis 2011 umgesetzt. Sie greifen die jeweils unterschiedlichen klimatischen, kulturellen und architektonischen Bedingungen auf und entwickeln spezifische Lösungen. Die beiden dänischen Konzepthäuser, das Einfamilienhaus ”Home for Life” in Århus und das Verwaltungsgebäude ”Green Lighthouse” an der Universität Kopenhagen, sind wie das modernisierte Siedlerhaus in Deutschland (”LichtAktiv Haus”) bereits fertig gestellt und an ihre Nutzer übergeben. Auch bei den Projekten in Österreich (”Sunlighthouse”), Großbritannien (”CarbonLight Homes”) und Frankreich (”Maison Air et Lumière”) sind die Bauphasen abgeschlossen und der Einzug der Bewohner in 2012 vorgesehen.

Herausforderung Bestand

Das deutsche Projekt LichtAktiv Haus ist die Modernisierung eines Siedlerhauses aus den 1950er Jahren und steht in Hamburg-Wilhelmsburg. Das Experiment soll zeigen, wie sich optimale Energieeffizienz und höchster Wohnwert auch bei einem anspruchsvollen Modernisierungsvorhaben zukunftsweisend verbinden lassen. Die Ziele: CO₂-Neutralität im Betrieb und ein gesundes Raumklima für die Bewohner mit viel Tageslicht und frischer Luft. Das Siedlerhaus soll zum modernen, hellen Null-Energiehaus werden.

Mit der Modernisierung einer Bestandsimmobilie nimmt sich VELUX in Deutschland einer Aufgabe von gesamtgesellschaftlicher Relevanz an. Etwa die Hälfte der 39 Millionen Wohneinheiten in der Bundesrepublik ist zwischen 30 und 60 Jahren alt und energetisch modernisierungsbedürftig. Hier liegen enorme Potenziale für Energieeinsparung, Klimaschutz und den Arbeitsmarkt. Die Ergebnisse des Experiments Model Home 2020 haben somit eine hohe Praxisrelevanz.

Das LichtAktiv Haus wird auch als Projekt der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg zu sehen sein. Die IBA setzt sich als Stadtentwicklungsprozess mit den Anforderungen an die zukünftige Lebensqualität auseinander. Als Partner der IBA Hamburg leistet VELUX einen Beitrag zum Klimaschutzkonzept „Erneuerbares Wilhelmsburg“. Die gemeinsamen Ziele: Nachhaltigkeit und Klimaschutz.

Vom Entwurf bis zur Umsetzung: Das LichtAktiv Haus entsteht

Kreativen Input für das deutsche Model Home Projekt lieferten im Vorfeld des Planungsprozesses Studenten der TU Darmstadt im Rahmen eines geschlossenen Wettbewerbs. Eine Fach-Jury prämierte Anfang September 2009 vier der insgesamt zwölf eingereichten Entwürfe. Neben dem Energiekonzept und den Maßnahmen zur Steigerung des Wohnwerts bewertete die Jury außerdem die architektonische Kreativität der Konzepte. Als Siegerin ging Katharina Fey mit ihrem Entwurf „...aus eigenem Anbau“ aus dem mit insgesamt 7.500 Euro dotierten Wettbewerb hervor.

Auf Basis der studentischen Arbeiten wurde die Konzeption für das LichtAktiv Haus vorangetrieben. Das interdisziplinäre VELUX Kompetenzteam, bestehend aus Architektur- und Lichtplanungs-Experten wie Prof. Manfred Hegger, TU Darmstadt, und Lichtplaner Prof. Peter Andres, TU Düsseldorf, begleitete die Planung. Nach intensiver Auseinandersetzung mit verschiedenen Entwürfen, Modellen und Konzepten fand die Entwurfsplanung Ende März 2010 ihren Abschluss. Der integrale Planungsprozess setzte sich bis zum Beginn der baulichen Umsetzung im Frühsommer fort. Die feierliche Eröffnung des deutschen Model Home fand am 19. November statt.

Das LichtAktiv Haus zeichnet sich durch ein innovatives Tageslicht- und Energiekonzept sowie eine moderne, offene Raumgestaltung aus. Großzügige und Licht durchflutete Räume bieten den Bewohnern höchsten Wohnwert. Ein Erweiterungsriegel ersetzt den alten Anbau und bietet zusätzlichen Wohnraum. Solarkollektoren auf dem Dach des Anbaus sind wesentliche Elemente für die energetische Versorgung. Ziel ist, CO₂-Neutralität im Betrieb zu erreichen und den gesamten Energiebedarf des Hauses durch erneuerbare Energien zu decken.

Der Nutzer im Mittelpunkt

Das LichtAktiv Haus stand bis Ende 2011 für Besichtigungen und Veranstaltungen einige Monate offen. Seit Dezember 2011 bewohnt als wesentlicher Bestandteil des Experiments eine Familie für ein Jahr das Haus. Energieverbrauch und das Raumklima werden während der Nutzungsphase durch eine aufwendige Haustechnik laufend gemessen und die Ergebnisse dokumentiert – ohne dabei die Bewohner einzuschränken. Die Auswertung der Daten gibt Aufschluss darüber, wie sich die VELUX Vision von optimalen Wohnbedingungen mit angenehmem Raumklima, Tageslicht und optimaler Energieeffizienz in der Praxis bewährt. „Dahinter steht unsere Überzeugung, dass der Mensch als Nutzer eines Gebäudes im Mittelpunkt stehen sollte, um nachhaltiges Wohnen zukunftsfähig zu machen“, sagt Sebastian Dresse, Geschäftsführer der VELUX Deutschland GmbH. „Das LichtAktiv Haus soll ein Haus sein, das sich den Bedürfnissen der Bewohner anpasst, nicht umgekehrt.“

Weitere Informationen rund um das Thema Model Home 2020 finden Sie auch unter www.velux.de/modelhome.

Mit dem Hamburger LichtAktiv Haus zeigen die Tageslichtexperten von VELUX im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg, wie sich zukunftsweisendes Wohnen im Bestand bereits heute umsetzen lässt: Die im modernisierten Siedlerhaus aus den 1950er Jahren benötigte Energie wird vollständig durch erneuerbare Energien erzeugt und eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit. Damit bietet das moderne, helle Nullenergiehaus seinen Bewohnern nicht nur höchsten Wohnkomfort mit viel Tageslicht und frischer Luft, sondern macht zudem Heizungs- und Stromrechnungen für alle Zeiten überflüssig. Um herauszufinden wie das Gebäude in der Praxis funktioniert, sind im Dezember 2011 Christian (39) und Irina (37) Oldendorf mit ihren beiden Söhnen Lasse (8) und Finn (6) in das LichtAktiv Haus eingezogen. Für zwei Jahre stellt die in einem mehrstufigen Verfahren unter zahlreichen Bewerbern ausgewählte Familie aus Hamburg Ottensen das modernisierte Siedlerhaus auf die Probe und wird im Rahmen eines wissenschaftlich begleiteten Wohnexperiments ihr Wohn- und Wohlfühlempfinden dokumentieren. Darüber hinaus werden Energieverbrauch und Innenraumklima kontinuierlich gemessen und von einem interdisziplinären Forscherteam aus Architekten und Soziologen sowie Gebäude- und Solartechnikern der Technischen Universitäten Braunschweig und Darmstadt sowie der Humboldt-Universität zu Berlin ausgewertet.

Seit dem Einzug ist inzwischen ein Vierteljahr vergangen – Zeit für ein erstes Resümee:

Wie waren die ersten 100 Tage im LichtAktiv Haus?

Christian Oldendorf: Mit dem Umzug hat sich unser Leben komplett verändert. Wir sind aus einer Drei-Zimmer-Wohnung mit 73 Quadratmetern hierhin gezogen, allein das Raumangebot ist für uns paradiesisch. Wir haben mehr Platz für uns und die Kinder und die Lebensqualität hat sich deutlich erhöht. Vor allem Lasse und Finn sind ausgeglichener und haben viel Platz zum Spielen und Entdecken.

Irina Oldendorf: Wir können es eigentlich immer noch nicht fassen, dass wir nun tatsächlich im LichtAktiv Haus leben. Vor allem das Mehr an Licht hat sich gerade jetzt in der dunklen Jahreszeit positiv bemerkbar gemacht. In der alten Wohnung ging mein erster Schritt stets zum Lichtschalter. Im LichtAktiv Haus wusste ich anfangs gar nicht, wo die sind, denn hier ist es selbst an trüben Tagen immer hell genug.

Und wie fühlt man sich als Testfamilie mit all der Technik?

Irina Oldendorf: Die Technik läuft mehr oder weniger unbemerkt im Hintergrund. Wir haben gar nicht den Eindruck, in einem Technikensemble zu sitzen, sondern freuen uns, das Ganze zu testen und zu verstehen. Auch die Interviews mit den Wissenschaftlern und Technikern sind in Wirklichkeit nette Gespräche, die alle paar Wochen stattfindende und uns selbst Spaß machen.

Christian Oldendorf:. Das faszinierende an der Technik ist, dass wir die Daten zum Energieverbrauch jederzeit selbst auf den eingebauten Bildschirmen ablesen können. Dadurch ist unsere Sensibilität für den Energieverbrauch deutlich gestiegen. Lasse, unser ältester Sohn, baut beispielsweise neuerdings seine Lego Häuser und Autos mit einer Solaranlage.

Was erwarten Sie von den kommenden zwei Jahren?

Christian Oldendorf: Es ist sehr beeindruckend zu sehen, dass man ein gewöhnliches, altes Siedlerhaus aus den 50er Jahren in ein so ein helles, modernes Nullenergiehaus verwandeln kann. Wir freuen uns noch immer, dass wir das Abenteuer gewagt haben und sind gespannt, was wir noch alles erleben werden – denn hier wird es garantiert nicht langweilig.

90 Prozent unserer Lebenszeit verbringen wir Europäer in geschlossenen Räumen, doch nur 30 Prozent der Gebäude unterstützen ein gesundes Wohnumfeld. Menschen aber brauchen ein gutes Raumklima, angenehme Temperatur, frische Luft und viel Tageslicht, um sich wohl zu fühlen, gesund und leistungsfähig zu sein. Gleichbedeutend mit gesundem Raumklima ist die energetische Optimierung der Gebäude. Derzeit gehen immer noch rund 40 Prozent des Gesamtenergieverbrauchs in Europa zu Lasten des Gebäudebestands – ein Anteil, der durch kluge Planung und moderne Technik deutlich verringert werden kann. Entscheidend sind flexible Lösungen, die bei aller Globalität des Themas, auch lokale kulturelle und infrastrukturelle Besonderheiten berücksichtigen. Diese drei Herausforderungen verbindet VELUX im europaweiten ModelHome2020 Experiment, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft sechs Konzepthäuser umsetzt.

Das österreichische ModelHome2020 steht in Pressbaum westlich von Wien – auf einem Grundstück, wie es durch seine Topografie, Lage und Ausrichtung in Österreich häufig vorkommt: abschüssig und nicht rein südorientiert. „Wir haben uns bewusst für ein schwierig zu bebauendes Grundstück entschieden“, betont VELUX Österreich Geschäftsführer Michael Walter. „Damit dokumentieren wir, dass es auch unter schwierigen Rahmenbedingungen möglich ist, CO2-neutral und mit außergewöhnlich hohem Tageslichtanteil zu bauen.“

Die Pläne für das Haus stammen von HEIN-TROY Architekten, die bereits mehrfach für ihre energieeffizienten und ökologischen Projekte ausgezeichnet wurden. Ihr Entwurf ging aus einem geladenen Architekturwettbewerb mit neun Teilnehmern als Sieger hervor.

4 x mehr Tageslicht als üblich

Juri Troy von HEIN-TROY Architekten hat mit seinem Entwurf die örtlichen Gegebenheiten perfekt genützt. Das Gebäude folgt der Form des abschüssigen Hanges. Straßenseitig betritt man das Haus im Erdgeschoß, wo die zentralen Versorgungsräume und der Wohnbereich platziert sind. Küche und Essbereich im Erdgeschoß umschließen einen in das Gebäude zurückspringenden und damit windgeschützten Freiplatz und vergrößern damit den Wohnbereich nach außen. Der Verschattung durch den naheliegenden Berg begegnen die Architekten durch hoch positionierte Dachflächenfenster. Diese sogenannten „Skylights“ werfen das Licht tief in den Wohnraum.

Im Obergeschoß des Einfamilienhauses befinden sich der Elternbereich sowie die Kinderzimmer mit Spielfläche. Die Fensteröffnungen – sowohl die Dachflächenfenster als auch die vertikalen Verglasungen – sind strategisch positioniert: Sie ermöglichen den gezielten Ausblick, maximieren die passiven Solargewinne und unterstreichen die Charakteristik des Hauses. Bezogen auf die Grundfläche beträgt der Fensteranteil 42 Prozent und das bedeutet 4-mal mehr Tageslicht, als die Bauordnung vorschreibt!

Ökologisches Gesamtkonzept

Die Auswahl sämtlicher Baustoffe erfolgte in enger Zusammenarbeit mit dem Österreichischen Institut für Baubiologie und –ökologie IBO nach strengsten ökologischen Kriterien: Generell wurden Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen bzw. mit hohem Recyclinganteil, geringem Energieverbrauch in der Herstellung und kurzen Transportwegen verwendet.

Die tragende Konstruktion des Wohnhauses besteht aus vorgefertigten Holzelementen: einer Holzriegelkonstruktion, ausgefacht mit Zellulose-Dämmstoff. Der außerordentlich hohe Grad an Vorfertigung und die damit einhergehende Präzision in der Verarbeitung sind entscheidend für die hohe Ausführungsqualität, die sich auch beim Blower-Door-Test gezeigt hat.

Fundament und Keller sind mit Ökobeton ausgeführt, für dessen Produktion der übliche energieintensive Brennvorgang von Zement entfällt. Selbst im Fliesenbereich konnten Produkte gefunden werden, die zu 70 Prozent aus Recycling-Stoffen bestehen. Das gesamte Gebäude ist PVC- und HFCKW-frei.

Ausgeklügeltes Belüftungssystem

Die Belüftung des Hauses erfolgt auf zweierlei Wegen, abhängig von der Jahreszeit: Während der Heizperiode sorgt kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung für behagliche Wärme und gesunde Raumluft. Im Frühjahr schaltet sich die kontrollierte Wohnraumlüftung ab und stellt auf automatische Fensterlüftung um.

Sensoren messen Innen- und Außentemperatur, Windgeschwindigkeit, CO2-Gehalt und Feuchtigkeit der Raumluft. Nach exakt definierten Kriterien öffnen und schließen sich die Fenster vollautomatisch. Die Kombination dieser beiden Techniken sorgt für wohngesundes Raumklima mit natürlicher Belüftung bei höchstem Komfort und geringstem Energieaufwand.

Selbstverständlich ist es möglich, in die automatische Steuerung einzugreifen und die Fenster händisch zu öffnen. Alle Fenster sind mit außen liegendem, automatisiertem Sonnenschutz ausgerüstet. Hochverdichtete Platten bringen mehr speicherfähige Masse in die Holzkonstruktion ein. Die Kombination all dieser Maßnahmen führt dazu, dass die Raumtemperatur auch an heißen Sommertagen immer angenehm bleibt.

Plusenergie dank innovativem Energiekonzept

Erklärtes Ziel beim Sunlighthouse war es, den Gesamtenergiebedarf so gering wie möglich zu halten und durch erneuerbare Energieträger abzudecken. Die Heizwärme wird durch eine Sole-Wasser-Wärmepumpe bereitgestellt und die Warmwasser-Produktion erfolgt überwiegend durch Solarkollektoren mit einer Fläche von 8 m2. Den erforderlichen Strom produzieren Photovoltaik-Paneele modernster Backside-Contact-Technologie mit einer Gesamtfläche von 43 m². Zudem sorgen effiziente Haustechnik-Komponenten und Wasser sparende Armaturen für geringen Energieverbrauch ohne den Komfort einzuschränken.

Insgesamt kann so der jährliche Energiebedarf für Heizung-, Warmwasser und Strom von 50,8 kWh pro Quadratmeter durch die nachhaltig, selbst erzeugte Energieausbeute von insgesamt 63 kWh pro Quadratmeter mehr als ausgeglichen werden. Das Sunlighthouse produziert einen Energie-Überschuss von 12,2 kWh pro Quadratmeter und kann somit als Plusenergie- oder Aktivhaus bezeichnet werden.

Wohnexperiment im Sunlighthouse

Mit dem Einzug von Yasmin und Ludwig Dorfstetter mit ihren beiden Söhne Johann (2) und Alfred (4) im März 2012 hat im Sunlighthouse die zweite Phase Experiments auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft begonnen. Als Testfamilie werden die Dorfstetters überprüfen, wie sich das Konzept des Aktivhauses, das Energieeffizienz, Umwelt und gesundes Innenraumklima vereinen will, in der Praxis bewährt. Wissenschaftlich begleitet wird das auf 12 Monate angesetzte Wohnprojekt von einem Expertenteam der Donau-Universität Krems sowie dem Österreichischen Institut für Baubiologie und -ökologie (IBO). Im Rahmen eines umfassenden Monitorings wird der Gesamtenergieverbrauch gemessen und der Energieproduktion gegenübergestellt. Darüber hinaus wird gleichzeitig auch der Einfluss des Nutzerverhaltens im realen Gebrauch evaluiert. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die Frage zu beantworten, wie sich die zukünftigen Anforderungen an die Energieeffizienz eines Gebäudes bei maximaler Nutzerfreundlichkeit realisieren lassen.

Daten Sunlighthouse

Pressbaum, März 2012 – Endlich ist es so weit: VELUX hat die Suche nach der Sunlighthouse-Family erfolgreich abgeschlossen. Das mehrfach ausgezeichnete Sunlighthouse begeisterte bisher Wissenschaft und Fachpublikum, jetzt folgt der Praxistest. Yasmin und Ludwig Dorfstetter werden gemeinsam mit ihren beiden Kindern testen, ob es tatsächlich gelingt, Energie-Überschuss und CO2-Neutralität in Kombination mit hohem Tageslicht-Anteil und ökologischen Materialien zu realisieren. Bisher nur graue Theorie, stellt sich das Aktivhaus nun unter schwierigen Bedingungen wie Hanglage und schattigem Grundstück dem Familien-Alltag. Ob das Experiment gelingt? Alle Details werden wissenschaftlich ausgewertet, Familie Dorfstetter wird laufend im Internet berichten.

Experiment mit Magnetwirkung

Der Ansturm auf die Website (http://www.sunlighthouse.at/) der Sunlighthouse-Family-Suche war enorm. Über hundert Familien aus ganz Österreich wollten sich die einzigartige Chance nicht entgehen lassen, die Zukunft grünen Bauens und Wohnens mitzugestalten. Und gleichzeitig ein ganzes Jahr lang mietfrei im architektonisch ansprechenden und ökologisch einzigartigen Traumhaus mit Panoramablick zu leben. Bei der großen Auswahl an motivierten und sympathischen Bewerbern war die Arbeit der Jury nicht einfach. Aber am Ende waren sich die Jurymitglieder, bestehend aus Vertretern von VELUX, Kommunikationsexperten und Psychologen einig und kürten die Familie Dorfstetter zum klaren Sieger für dieses einzigartige Experiment.

Familie mit Know-how und Lust auf Abenteuer

Denn Yasmin und Ludwig Dorfstetter konnten nicht nur durch ihre sympathische Ausstrahlung, Abenteuergeist und ihre Begeisterung für das Projekt überzeugen. Beide bringen durch ihre beruflichen Tätigkeiten auch wertvolles Wissen im Bereich Ökologie in das Projekt mit ein: Der Niederösterreicher Ludwig Dorfstetter (31 Jahre) arbeitet bei den Österreichischen Bundesforsten als Spezialist für Privatwaldbewirtschaftung. Die gebürtige Allgäuerin Yasmin Dorfstetter (29 Jahre) ist als wissenschaftliche Mitarbeiterin bei der Forschungskooperation Klimaschutz eine Idealbesetzung für die Aufgabe, das Sunlighthouse einem gründlichen Praxistest zu unterziehen: „Beruflich steht der nachhaltige Umgang mit natürlichen Ressourcen bei uns schon lange im Vordergrund. Deshalb sind wir begeistert, im Rahmen dieses Experiments auch privat die Zukunft des ökologischen Bauens und Wohnens ein Stück mitzugestalten.”

Darum wagen die beiden Wahl-Salzburger mit ihren Kindern Johann (2 Jahre) und Alfred (4 Jahre) den Sprung von Salzburg nach Niederösterreich und freuen sich darauf zu überprüfen, wie sich das Konzept des Aktivhauses, das Energieeffizienz, Umwelt und gesundes Innenraumklima vereinen will, in der Praxis bewährt. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt, werden die ökologische Sicht auf Bauen und Umwelt nachhaltig verändern. Beim einjährigen Test ist die Familie nicht alleine. Zahlreiche Experten aus den unterschiedlichsten Bereichen begleiten und unterstützen sie auf ihrem Weg.

Berichte aus dem Sunlighthouse-Alltag

Das Sunlighthouse in Pressbaum ist Teil der europaweiten VELUX-Initiative ModelHome 2020, die zeigt, wie sich energieeffizientes Bauen mit geringsten CO2-Emissionen und gesundem und behaglichem Wohnklima verbinden lässt. „Wir sind schon sehr gespannt, wie der Alltag im Sunlighthouse ist und werden über unsere Erfahrungen laufend im Internet berichten, um uns mit interessierten Häuslebauern und Familien auszutauschen“, freut sich Yasmin Dorfstetter. „Während der nächsten 12 Monate, die wir im Sunlighthouse wohnen, sammeln die Spezialisten von VELUX Praxisdaten über Energieverbrauch, Innenraumklima und Komfort im Haus. So können wir mithelfen, das einzigartige Konzept des Aktivhauses weiter zu verfeinern und zu verbessern”, ergänzt Ludwig Dorfstetter.

Das erste CO2-neutrale Einfamilienhaus Österreichs

Das Sunlighthouse wurde von VELUX in enger Zusammenarbeit mit HEIN-TROY Architekten, der Donau-Universität Krems und dem IBO, dem Österreichischen Institut für Baubiologie und -ökologie, entwickelt.  Im Sinne des Aktivhaus-Prinzips geht es um eine gesamtheitliche Sicht: Nicht nur die Energie für den Heiz-Wärmebedarf steht im Vordergrund, sondern ein geringerer Gesamt-Energieverbrauch, die Verwendung umweltschonender Baustoffe und ein gesundes Innenraumklima mit viel Tageslicht und frischer Luft. Die für den Betrieb des Hauses notwendige Energie stammt ausschließlich aus erneuerbaren Energieträgern. Entstanden ist so nicht nur Österreichs erstes Haus, das in Errichtung und Betrieb völlig CO₂-neutral ist, sondern als sogenanntes Plus-Energie-Haus sogar laufend mehr Energie erzeugt als es verbraucht. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden alle denkbaren Möglichkeiten ausgeschöpft: Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe für die Heizung und thermische Solarkollektoren für die Warmwasseraufbereitung, Photovoltaikelemente, sensorisch gesteuerte Fensterlüftung, hocheffiziente Elektrogeräte, Baustoffe aus Recycling-Materialien und nachwachsenden Rohstoffen – die Liste der Maßnahmen ist mehr als umfassend.

Die optimale Nutzung des Tageslichts gab dem Haus seinen Namen: Der Fensteranteil beträgt über 50 Prozent der Wohnnutzfläche und ist damit fünf Mal höher, als die niederösterreichische Bauordnung als Mindestmaß vorschreibt. Der hohe Tageslichtanteil unterstreicht einmal mehr die Zielsetzung, den Menschen bei diesem Wohlfühlhaus in den Mittelpunkt zu stellen: Zahlreiche Studien belegen die positive Wirkung natürlichen Lichts auf unsere Gesundheit. Da in einem Haus auch das Interieur zum Wohlbefinden beiträgt, wurde das Sunlighthouse von den Wohnstylisten von Leiner eingerichtet.

Siedlerhäuser zeichnen sich durch ihre großen Gärten aus. Hier konnten die Bewohner Obst und Gemüse anbauen und sich vor allem während der Wirtschaftskrise der 30er Jahre und nach dem zweiten Weltkrieg eigenständig mit Lebensmitteln versorgen. Selbst zur Tierhaltung ließ sich das große Grundstück nutzen. Diese grundlegende Idee der Selbstversorgung, den Siedlergedanken, hat VELUX bei der Modernisierung des in Hamburg Wilhelmsburg gelegenen ehemaligen Siedlerhauses aus den 1950er Jahren zum LichtAktiv Haus bewahrt und auf die Anforderungen des 21. Jahrhunderts übertragen. Doch statt Gemüse bauen die heutigen Bewohner vor allem Energie an. So wurden auf dem Dach des neu errichteten, eingeschossigen Anbaus Photovoltaik-Module und Solarthermie-Kollektoren installiert, die in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe den gesamten Energiebedarf des als Nullenergiehaus konzipierten LichtAktiv Hauses erzeugen. Zugleich wurde die verbleibende Gartenfläche in Zusammenarbeit mit dem Verband für Wohneigentum in einen familienfreundlichen Nutz- und Freizeitgarten umstrukturiert.

„Der zeitgemäß angelegte Garten ist pflegeleicht und verbindet Familienfreundlichkeit mit Klimaschutz“, erklärt Martin Breidbach, Dipl.-Ing. Gartenbau und Bundesgartenfachberater beim Verband für Wohneigentum, das Konzept. „Dabei bieten die großzügig gestalteten Freiflächen Platz für die unterschiedlichen Bedürfnisse einer Familie und eröffnen Spielräume, eigene Ideen und Schwerpunkte in der Gartengestaltung umzusetzen – gleichzeitig unterstützen die gewählten Pflanzen das Kleinklima in der Siedlung.”

So greift der neu gestaltete Garten des LichtAktiv Hauses die vorhandenen Strukturen der Siedlung auf und verbindet dank des zurückhaltenden, überwiegend in grün-weiß gehaltenen Farbkonzepts die moderne Architektur des Hauses mit der Tradition der Siedlergärten im Norden. Geschnittene Hecken und niedrige Bepflanzung im Vorgartenbereich wurden ebenso in die Gestaltung mit einbezogen wie Rasen und Obstbäume sowie Gehölze und Stauden im Nutzgartenbereich. Bei der Auswahl der Bepflanzung legten die Planer Wert auf eine große Vielfalt und auf die Verwendung heimischer Gehölze, die – im Gegensatz zur ursprünglichen Monokultur aus serbischen Fichten – der heimischen Tierwelt vielfältige Nutzungsmöglichkeiten bieten.

Die seitlich des Küchenbereichs angelegten Kräuter- und Gemüsebeete ermöglichen auch den neuen Bewohnern des LichtAktiv Hauses den Anbau von Kräutern, Obst und Gemüse – allerdings in reduziertem Umfang und angepasst an die heutige Lebens- und Arbeitswelt. Hier kann die Testfamilie unter fachkundiger Anleitung von Gartenberatern des Verbandes für Wohneigentum im Zyklus der Jahreszeiten ihr eigenes Obst und Gemüse anpflanzen und nach der Ernte in der direkt angrenzenden Küche frisch zubereiten. Den Kindern dienen die Beete nicht nur als Nasch- sondern auch Lerngarten, der spielerisch ihr Bewusstsein für eine gesunde Ernährung fördert.

Viel Platz für Freizeitaktivitäten aller Art bietet die große Rasenfläche und in der ehemaligen, zum Gartenhaus umgebauten Garage ist ausreichend Stauraum für Spielsachen und Gartengeräte. Zur Bewässerung des Gartens dient das aus einer Zisterne gewonnene Regenwasser. Verbunden werden die verschiedenen Bereiche des Gartens mit Wegen aus Trittsteinen, die sich harmonisch in das Gesamtbild einfügen und dank der durchgehenden Verwendung hellgrauer Materialien eine Einheit mit dem Gebäude bilden. Zudem tragen sie dazu bei, die Versiegelung des Bodens möglichst gering zu halten.

Folgt man der Sichtachse aus Trittsteinen bis zum Ende des Grundstücks, fällt der Blick auf eine Holzterrasse und die umliegende Landschaft mit riesigen Apfelbäumen, Farnen und wilden Gräsern. Diese Aussicht lädt zum Träumen und Entspannen ein und bietet zu jeder Jahreszeit ein einzigartiges Motiv. So hat man trotz der Nähe zur Großstadt im LichtAktiv Haus das Gefühl, auf dem Land zu leben – umgeben von und im Einklang mit der Natur.

Ein kurzer Filmbeitrag auf YouTube (http://www.youtube.com/user/VeluxDeutschland#p/c/4137307CA69561BF/4/bG5FlvP-jqk) erläutert das Konzept des neugestalteten Garten des LichtAktiv Haus. Darüber hinaus stehen unter der Adresse www.velux.de/lichtaktivhaus weitere Informationen, Bilder und Videos rund um das Projekt bereit.

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Gartenbepflanzung LichtAktiv Haus

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Wenn Energiepreise keine Rolle mehr spielen

Das LichtAktiv Haus ist Teil des internationalen VELUX Experiments Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft europaweit sechs Konzepthäuser umsetzt. Beim deutschen Beitrag handelt es sich um ein in Hamburg Wilhelmsburg gelegenes, typisches Siedlerhaus aus den 50er Jahren, das im Rahmen der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg als Nullenergiehaus modernisiert wurde. Dabei verbindet das LichtAktiv Haus beispielhaft intelligentes Energiedesign mit höchstem Wohnwert. Eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur versorgt das Gebäude mit viel Licht und frischer Luft und sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit. Zudem erzeugen Photovoltaik-Module und Solarthermie-Kollektoren in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die gesamte im LichtAktiv Haus benötigte Energie für Heizung, Warmwasser und Strom. Damit bietet das LichtAktiv Haus seinen Bewohnern ein Zuhause, in dem sie sich rundum Wohlfühlen können und in dem steigende Energiepreise keine Rolle spielen.

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Das Wohnen von Morgen bereits heute erleben

Anfang Dezember 2011 sind Christian (39) und Irina (37) Oldendorf mit ihren beiden Söhnen Lasse (8) und Finn (5) ins VELUX LichtAktiv Haus eingezogen und werden in den kommenden zwei Jahren das in ein modernes, helles Nullenergiehaus verwandelte Siedlerhaus auf Herz und Nieren testen. Dieses „Wohnwert-Experiment“ soll Aufschluss darüber geben, wie sich die Vision von optimaler Energieeffizienz und attraktivem Wohnwert mit viel Tageslicht und frischer Luft in der Praxis bewährt – und wer kann dies besser beurteilen, als eine Familie, die das Wohnen der Zukunft selbst erlebt. Während der Testphase werden Energieverbrauch und Innenraumklima laufend gemessen und die Ergebnisse dokumentiert. Auch das individuelle Wohn- und Wohlfühlgefühl der Familie wird regelmäßig erfasst und ausgewertet. Ziel ist es, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie eine umweltverträgliche Wohnlösung konzipiert sein sollte, die seinen Bewohnern gleichzeitig ein gesundes Raumklima und besten Wohnwert bietet.

Hamburg, Januar 2012. Das VELUX LichtAktiv Haus ist mit dem Gütesiegel Effizienzhaus der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) ausgezeichnet worden. Das Siegel wird an Gebäude vergeben, deren besonders niedriger Energiebedarf in einem qualitätsgesicherten dena-Verfahren nachgewiesen wird. Das im Rahmen der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg modernisierte Siedlerhaus aus den 1950er Jahren erreicht den Standard „Effizienzhaus 70“, verbraucht also nur 70 Prozent der Energie, wie für vergleichbare Neubauten von der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2009 vorgeschrieben.

„Wir sind stolz darauf, dass unser LichtAktiv Haus mit dem dena Gütesiegel ausgezeichnet wurde, denn es belegt die hohe Praxisrelevanz unseres Experiments auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft für Bauherren und Modernisierer“, freut sich Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer VELUX Deutschland GmbH. Stephan Kohler, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung, erklärt: „Unser dena-Gütesiegel Effizienzhaus bestätigt die hohe energetische Qualität des LichtAktiv Hauses. So wird für jeden auf den ersten Blick erkennbar: Hier steckt Energieeffizienz drin. Zudem zeigt das LichtAktiv-Haus einmal mehr, dass eine hochwertige energetische Sanierung nicht nur die Energiekosten minimiert, sondern auch für neuen Wohnkomfort sorgt.“

Mit dem Hamburger LichtAktiv Haus zeigen die Tageslichtexperten von VELUX, wie sich zukunftsweisendes Wohnen im Bestand mit viel natürlichem Licht bereits heute umsetzen lässt. Dabei verbindet der deutsche Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020 beispielhaft intelligentes Energiedesign mit höchstem Wohnwert. Eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur versorgt das Gebäude mit viel Licht und frischer Luft und sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit. Zudem erzeugen Photovoltaik-Module und Solarthermie-Kollektoren in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die gesamte im LichtAktiv Haus benötigte Energie für Heizung, Warmwasser und Strom. Damit bietet das LichtAktiv Haus seinen Bewohnern ein Zuhause, in dem sie sich rundum Wohlfühlen können und in dem steigende Energiepreise keine Rolle spielen.

Mit dem LichtAktiv Haus zeigt VELUX beispielhaft, dass sich höchster Wohnwert bei gleichzeitiger Energieautarkie auch im Bestand verwirklichen lässt. So wird die im Gebäude benötigte Energie inklusive des Haushaltsstroms vollständig durch erneuerbare Energien erzeugt. CO₂-neutrales Wohnen im modernisierten Siedlerhaus ist damit erstmals möglich. Zugleich sorgt eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur für Wohlbefinden und Behaglichkeit. Nun ist eine in einem mehrstufigen Verfahren unter zahlreichen Bewerbern ausgewählte Familie dort eingezogen und wird im Rahmen eines Wohnexperiments das VELUX LichtAktiv Haus zwei Jahre lang auf Herz und Nieren testen. Dabei verbindet das Konzept für das begleitende wissenschaftliche Monitoring erstmals quantitative und qualitative  Untersuchungsmethoden. In den kommenden beiden Jahren wird ein interdisziplinäres Forscherteam aus Architekten und Soziologen sowie Gebäude- und Solartechnikern der Technischen Universitäten Braunschweig und Darmstadt sowie der Humboldt-Universität zu Berlin untersuchen, wie das als Nullenergiehaus konzipierte Gebäude im täglichen Betrieb funktioniert und ob die theoretischen Berechnungen den tatsächlichen Lebensgewohnheiten einer vierköpfigen Familie standhalten.

Wohnkomfort und Energieeffizienz im Fokus

Das LichtAktiv Haus ist Teil des internationalen VELUX Experiments Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft europaweit sechs Konzepthäuser umsetzt. Beim deutschen Beitrag handelt es sich um ein in Hamburg Wilhelmsburg gelegenes, typisches Siedlerhaus aus den 50er Jahren, das im Rahmen der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg als Nullenergiehaus modernisiert wurde. Dabei verbindet das LichtAktiv Haus beispielhaft intelligentes Energiedesign mit höchstem Wohnwert. Eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur versorgt das Gebäude mit viel Licht und frischer Luft und sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit. Gleichzeitig unterstützen solare Energieeinträge durch die von 18 auf 93 Quadratmeter erweiterte Fensterfläche die Heizung und in den tageslichtdurchfluteten Räumen kann auch an trüben Tagen meist auf künstliche Beleuchtung verzichtet werden. Ein neu errichteter Anbau bietet zusätzliche Wohnfläche und steht darüber hinaus im Mittelpunkt des innovativen Energiekonzeptes: Die auf dem Dach des Anbaus installierten Photovoltaik-Module und Solarthermie-Kollektoren erzeugen in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die im LichtAktiv Haus für Heizung, Warmwasser und Strom benötigte Energie und ermöglichen in der Jahresbilanz einen CO₂-neutralen Betrieb. Da das LichtAktiv Haus sogar mehr Energie erzeugt, als von seinen Bewohnern und dem Gebäude selbst theoretisch verbraucht wird, können außerdem auch Emissionen, die durch Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung der Gebäudekonstruktion anfallen, mit fortschreitendem Betrieb abgebaut werden. Rein rechnerisch erreicht das LichtAktiv Haus dadurch nach 26 Jahren ein neutrales Treibhauspotential – so das Ergebnis der von der TU Darmstadt erstellten Ökobilanz.

Zweijährige Testphase verbindet quantitative und qualitative Forschung

Nachdem das VELUX LichtAktiv Haus in den vergangenen elf Monaten unter anderem für exklusive Fachveranstaltungen genutzt wurde und für Besichtigungen offen stand, werden die theoretischen Planungen und Berechnungen nun einem zweijährigen Praxistest unterzogen. Um herauszufinden, wie sich die Vision von hoher Wohnqualität mit viel Tageslicht und frischer Luft und die optimale Nutzung erneuerbarer Energie in der Praxis bewährt, sind Anfang Dezember 2011 Christian und Irina Oldendorf mit ihren beiden fünf und acht Jahre alten Söhnen Lasse und Finn in das LichtAktiv Haus eingezogen. Als Testfamilie werden sie in den kommenden beiden Jahren das Wohnen der Zukunft im LichtAktiv Haus auf die Probe stellen. Begleitet wird dieser Praxistest durch ein umfassendes wissenschaftliches Monitoring der Technischen Universitäten Braunschweig und Darmstadt sowie der Humboldt-Universität zu Berlin. Ziel ist es, die Vielzahl sowohl von neuen als auch bereits in den Markt eingeführten Produkten und Technologien unter realen Bedingungen auf Herz und Nieren zu testen und Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie eine umweltverträgliche Wohnlösung konzipiert sein sollte, die seinen Bewohnern gleichzeitig ein gesundes Raumklima und besten Wohnwert bietet. Hierbei werden nicht nur das Außenklima und die entsprechenden Innenraumwerte quantitativ erfasst und dokumentiert, sondern durch eine qualitative Untersuchung auch ein Bezug zum persönlichen Wohn- und Wohlfühlgefühl der Testfamilie hergestellt.

„Während in der Bundesrepublik mittlerweile die ersten Passiv-, Nullenergie-, und Plusenergiehäuser quantitativ evaluiert werden, um neue Erkenntnisse zu gewinnen, stellt die Erforschung der wahrgenommenen Erfahrungen der Bewohner ein Novum dar“, erklärt Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer VELUX Deutschland GmbH. „Wir sind sehr stolz darauf, dass wir mit den Lehrstühlen von Prof. Norbert Fisch vom Institut für Gebäude- und Solartechnik der TU Braunschweig, Prof. Manfred Hegger vom Institut für Entwerfen und Energieeffizientes Bauen der TU Darmstadt und Prof. Bernd Wegener vom Institut für Sozialwissenschaften der Humboldt-Universität zu Berlin so hochkarätige wissenschaftliche Kompetenz für unser Projekt gewinnen konnten.“

Quantitative Messungen als Basis für zukünftige Konzepte

Während der zweijährigen Testphase wird das Institut für Gebäude- und Solartechnik der Technischen Universität Braunschweig die Energieerzeugung und den Energieverbrauch laufend messen und die Ergebnisse dokumentieren. Hierfür wurden alle Komponenten, die zur Energieversorgung beitragen, mit einer umfangreichen Mess- und Monitoring-Ausstattung ausgerüstet, sodass sowohl die regenerativen Erträge, als auch der für den Betrieb von Kompressoren und Pumpen benötigte Strom kontinuierlich erfasst werden kann. Auch der Energieverbrauch für die Beleuchtung und alle im Haus angeschlossenen elektrischen Geräte wird separat gemessen und dokumentiert.

Neben der Energiebilanz des LichtAktiv Hauses stehen auch die überdurchschnittliche Tageslichtversorgung und die gesteuerte natürliche Belüftung auf dem Prüfstand. Denn die zu erwartenden Raumkonditionen wurden zwar im Rahmen der Planung rechnerisch ermittelt und mit modernster Simulationstechnik bestimmt. Ob jedoch diese Berechnungen und Simulationen des Innenraumklimas auch tatsächlich zutreffen, muss die Praxis zeigen. Um Aussagen zum Raumklima und zum Wohnkomfort treffen zu können, erfassen Wärme- und Tageslichtsensoren kontinuierlich die Temperatur und Helligkeit in allen Räumen des LichtAktiv Hauses. Darüber hinaus messen CO₂-Sensoren und Feuchtefühler die Luftfeuchtigkeit und CO₂-Konzentration in der Luft und auch flüchtige organische Verbindungen – sogenannte VOCs – werden durch gesonderte Sensoren erfasst und die Konzentration dieser Luftschadstoffe dokumentiert. Parallel zu dieser automatisierten Datenerfassung über Sensoren, Fühler und Messgeräte wird die Testfamilie ihre Erfahrungen mit der im hohen Maße automatisierten Gebäudetechnik protokollieren. Auch manuelle Eingriffe oder ein mögliches Fehlverhalten der Systeme werden von ihnen dokumentiert.

Die erfassten Daten werden von den Wissenschaftlern der TU Braunschweig bewertet und mit den Prognosen in Bezug gesetzt, um die Energieeffizienz des LichtAktiv Haus zu analysieren. Monatliche Bilanzen fassen die Ergebnisse zusammen und bewerten zudem den Nutzereinfluss. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, Standards für Produkte und Technologien zu entwickeln, die zukünftige Anforderungen bei maximaler Nutzerfreundlichkeit an ein Gebäude erfüllen.

Wohn- und Wohlfühlgefühl im Fokus der qualitativen Untersuchung

Parallel zu den quantitativen Messungen erfasst ein interdisziplinäres Team aus Architekten und Soziologen der Technischen Universität Darmstadt und der Humboldt-Universität zu Berlin die tatsächlich wahrgenommenen Erfahrungen der Testfamilie über einen Zeitraum von zwölf Monaten. Dabei rechnen die Wissenschaftler damit, im Verlauf des Wohnexperiments einen Wandel in Bezug auf Umweltbewusstsein und Energieverbrauch sowie bei der Wohnzufriedenheit und anderen subjektiven Wohnwertindikatoren feststellen zu können. Um diese Veränderungen festhalten zu können, wurden bereits kurz nach dem Einzug der Familie die ersten Erfahrungen mit dem LichtAktiv Haus in einem Initialgespräch erfasst und auch die Erfahrungen mit ihrer bisherigen Wohnsituation zur späteren Einordnung mit aufgenommen.

In den kommenden Monaten sollen qualitative Interviews Aufschluss über die gefühlte Behaglichkeit und das subjektive Empfinden von Temperatur, Helligkeit oder Lärm geben. Darüber hinaus erfragen die Wissenschaftler, welche Auswirkungen das LichtAktiv Haus auf das allgemeine Wohlbefinden, die Gesundheit und das Zusammenleben der Testfamilie hat. Um eine kontinuierliche Erfassung zu gewährleisten, sind Gruppendiskussionen zu unterschiedlichen Jahreszeiten im LichtAktiv Haus geplant. Zusätzlich sind in monatlichen Intervallen Interviews in Form von Videochats mit der Familie und Erhebungen mittels Online-Fragebögen vorgesehen.

Dabei erhoffen sich die Wissenschaftler unter anderem einen Zusammenhang zwischen dem saisonal und im Tagesverlauf unterschiedlichen Tageslichteintrag in das Haus und dem Tageslichtumgang der Familie nachweisen zu können – also in welchen Räumen sich Kinder und Erwachsene bei welchem Wetter aufhalten. Zudem wird das individuelle Wohn- und Wohlfühlgefühl mit den Ergebnissen der quantitativen Evaluation verglichen und bietet so die Möglichkeit, die theoretischen Annahmen zu überprüfen und die eingesetzte Technik bei Bedarf zu optimieren und weiterzuentwickeln. Gleichzeitig sollen die Untersuchungen im LichtAktiv Haus auch als Basis für eine bundesweite Studie dienen. Ziel des Wissenschaftsteams ist es, Instrumente zur Verlaufsmessung von empfundener Wohnqualität, Wohnbehaglichkeit und anderen subjektiven Wohnwertindikatoren zu entwickeln und im Anschluss eine Umfrage in der Gesamtbevölkerung zum Thema „Wohnen und Umweltbewusstsein“ durchzuführen. Diese soll dazu beiträgt, die grundsätzliche Frage zu beantworten, was in Bezug auf zukünftige Wohnqualität wirklich wichtig ist.

Klimaschutz im Fokus – Wohnqualität inklusive

Mit dem LichtAktiv Haus Experiment gibt VELUX einen Ausblick auf das Bauen und Wohnen der Zukunft und zeigt beispielhaft, wie bei bestehender Bausubstanz Nachhaltigkeit mit den gestiegenen Ansprüchen an Wohnraum verbunden werden kann. Dabei hat das als Nullenergiehaus modernisierte Siedlerhaus hohe Praxisrelevanz, denn vor dem Hintergrund der Klimaschutzziele der Bundesregierung, die bis 2020 Energieeinsparungen im Gebäudebereich von 19 Prozent gegenüber 2005 vorsehen, kommt der energetischen Sanierung des Gebäudebestands eine wichtige Rolle zu. Diese darf jedoch nicht zu Lasten von Wohnqualität oder Gesundheit der Bewohner gehen. Zukunftsweisende Gebäude sollten beides sein: energieeffizient und schonend im Umgang mit den natürlichen Ressourcen und zugleich gesunde, attraktive Lebensräume zum Wohlfühlen mit viel Tageslicht und frischer Luft. Das in dieser Form erstmals durchgeführte Wohnexperiment wird Aufschluss darüber geben, wie sich die VELUX Vision von optimaler Energieeffizienz und attraktivem Wohnwert in der Praxis bewährt und leistet damit einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung von zukunftsfähigen Wohnlösungen, die sich den modernen Arbeits- und Lebensrhythmen einer Familie anpassen und nicht umgekehrt.

Das im Oktober 2010 eröffnete Sunlighthouse von VELUX hat für viel Aufsehen gesorgt. Der fünfmal höhere Tageslichtanteil, die Kombination zweier automatisiertes Luftwechselsysteme zur Optimierung des Raumklimas und die positive Energiebilanz sind in dieser Kombination einzigartig. Wir sprachen mit Mag. Arch Juri Troy von HEIN-TROY Architekten über sein Konzept und den Praxistest.

Herr Troy, das Sunlighthouse von VELUX ist ein Experiment. Das Unternehmen will anhand von sechs Gebäuden in fünf Ländern Europas unter Beweis stellen, dass wir schon heute CO2-neutral bauen und gleichzeitig hervorragendes Innenraumklima herstellen können. Ist Ihnen dieser Beweis mit dem österreichischen Projekt gelungen?

In die Planung und Ausführung dieses Einfamilienhauses sind die Erfahrungen so vieler Experten eingeflossen, alle Berechnungen wurden wissenschaftlich untermauert. Den Beweis dafür aber wird erst das Monitoring liefern.

Ihr Projekt ist als Sieger aus einem geladenen Wettbewerb hervorgegangen. Welche Planänderungen waren anschließend erforderlich?

In den zwei Jahren vom Wettbewerb bis zur Fertigstellung haben wir unglaubliche Mengen an Forschungsmaterial gesammelt und aufgrund neuer Befunde unsere Planung abgeändert. Das Grundkonzept hat sich natürlich von Anfang bis Schluss durchgezogen, aber in den Details und in den Funktionen hat sich sehr viel verändert. Ein wichtiger Grund dafür war, dass wir das Haus zweimal kürzen mussten – aus unterschiedlichen Gründen. Aber das bedeutete für uns natürlich eine komplette Neuaufteilung der inneren Zonierung. Bei der zweiten Umplanung ist auch die ungewöhnliche Dachform entstanden, die für die Funktionalität des Hauses entscheidende Bedeutung hat.

Diese Dachform ist tatsächlich sehr auffällig. Warum diese ungewöhnliche Lösung?

Der Dachvorsprung des Sunlighthouse ist beispielhaft für die Komplexität des gesamten Gebäudes. Hier kulminieren sehr viele unterschiedliche Ansprüche. Erstens muss das Haus sich selbst mit Strom versorgen. Dazu brauchen wir eine große Dachfläche. Gleichzeitig sollten die Dachflächenfenster in einer Höhe montiert werden, die einem Kind, das am Schreibtisch sitzt, den freien Blick in die Umgebung ermöglicht. Die Höhe der Arbeitsfläche ist nach ergonomischen Richtlinien vorgegeben, die Absturzsicherung nach Bauordnung sicherzustellen. Größe und Form der Photovoltaikelemente wird von den Anlagen der Hersteller vorgegeben. Und dann haben wir auch noch die innen liegenden Regenrinnen unterbringen müssen. In dem ursprünglich vorgesehenen, bündig mit der Außenwand abschließenden Dach hätten wir das – nach der Gebäudekürzung – nicht geschafft. Dieser Vorsprung, diese Auskragung, war die Lösung für alles. Und noch mehr, damit haben wir auch die Möglichkeit geschaffen, über drei Fensternischen mehr Tageslicht vom Dach bis ins Erdgeschoß zu leiten.

Ihre Arbeiten sind bekannt für die besondere Linienführung mit Licht. Welche Herausforderungen gab es beim Sunlighthouse?

Licht spielt bei unseren Entwürfen immer eine besondere Rolle. Wir bauen bei vielen Projekten im Vorfeld Modelle, um zu sehen, ob der Lichteinfall wie geplant funktioniert. Aber trotzdem bleibt es bei der subjektiven Empfindung. Beim VELUX Sunlighthouse war das anders. Hier war die Anforderung, dass jeder Aufenthaltsraum 5 Prozent Tageslichtfaktor haben musste – und die Umsetzung dieser Anforderung wurde von der Donau-Universität im Lichtlabor und rechnerisch überprüft. Dabei hat sich gezeigt: Um 5 Prozent Tageslichtfaktor zu erreichen, muss man schon an allen Details drehen und alles optimieren – bis hin zur Innenausstattung. Aber das Sunlighthouse zeigt, es geht – und ist ein wesentlicher Bestandteil des Projekts.

Vorarlberger sind bekannte Passivhausarchitekten. Sie verfolgen hier den Gedanken des Aktivhauses, oder?

Nach der Begehung des Grundstücks war uns sehr bald klar, dass ein Passivhaus auf diesem Grundstück und bei dieser starken Beschattung extreme architektonische und räumliche Einbußen bedeuten würde, vor allem was den Tageslichtfaktor betrifft. Also haben wir bei unserer Einreichung zum Wettbewerb kein Passivhaus vorgeschlagen. Für uns ist dieses Haus die Weiterführung des Passivhaus-Gedankens. Der Heizwärmebedarf liegt zwar ein wenig über dem eines Passivhauses, aber durch die solaren Energiegewinne können wir die Differenz mehr als ausgleichen. Es geht um das Gesamtergebnis, nicht um eine einzelne Kennziffer.

Wenn das Grundstück so stark beschattet ist, wie haben Sie dann den hohen Tageslichtfaktor erzielt?

Ich muss zugeben, dass es mich selbst sehr überrascht hat, wie viel mehr Tageslicht durch ein Dachflächenfenster ins Haus fällt im Vergleich zu einem Fassadenfenster. Man weiß zwar, dass das Zenitlicht dreimal stärker ist als das Horizontallicht – aber wie sich das im Raum tatsächlich auswirkt, davon macht man sich keine Vorstellung. Aufgrund der starken Beschattung des Grundstücks durch Mauern zu den Nachbargrundstücken und einen sehr hohen Wald, haben wir an den Fassaden, wo konventionelle Häuser Fenster hätten, darauf verzichtet, und statt dessen Dachflächenfenster eingesetzt. Mit großem Erfolg.

Zunächst hatten wir noch Bedenken wegen der, möglichen Energieverluste durch die Dachflächenfenster. Aber diese Bedenken hat die Donau-Universität vollkommen ausgeräumt.

Setzen Sie das Gebäude dann nicht der Gefahr der sommerlichen Überwärmung aus?

Mit diesem Thema haben wir uns eingehend beschäftigt und zwei parallele Strategien entwickelt: Zum einen sind alle Fenster mit außen liegendem Sonnenschutz ausgerüstet, das ist absolut unverzichtbar. Dieser Sonnenschutz ist aus perforiertem Textilgewebe und so optimiert, dass die dahinterliegenden Räume hell bleiben. Zum anderen haben wir über Gipsfaserplatten in der Holzkonstruktion des Gebäudes zusätzliche Speichermassen eingebracht. Die Berechnungen der Donau-Universität weisen aus, dass wir damit Klasse A erreichen, d.h. dass die Innentemperatur des Wohnhauses auch in sommerlichen Hitzephasen nicht über 27°C steigen wird.

Viele Fenster, viel Tageslicht – und wie stellen Sie die Belüftung der Innenräume sicher, ohne zu hohe Energieverluste zu riskieren?

In diesem Wohngebäude sind zwei Belüftungssysteme kombiniert. In der kalten Jahreszeit nützen wir die Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung. Sobald die Außentemperatur es zulässt, steigt das System automatisch um auf Fensterlüftung. Sensoren messen Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit und CO2-Gehalt der Luft und öffnen und schließen die Fenster automatisch. Aber natürlich können die Bewohner auch in diese Systeme eingreifen und die Fenster manuell bedienen.

Meinen Sie, dass experimentelle Projekte wie das Sunlighthouse die Architektur im allgemeinen beeinflussen und weiterentwickeln können?

Ja, das denke ich schon. VELUX hat mit diesem Projekt einen Meilenstein gesetzt. Wie oft gibt es schon die Möglichkeit, sich mit einem Einfamilienhaus in dieser Intensität auseinander zu setzen, einen Prototyp zu planen, in allen Details zu berechnen, dann auch wirklich zu bauen und das Ergebnis einem Monitoring zu unterziehen. Und dann auch noch mit den besonderen Ansprüchen an Tageslicht und CO2-Neutralität. Rückblickend bin ich auch froh darüber, dass VELUX dafür ein so schwieriges Grundstück ausgesucht hat – denn wenn es hier gelingen konnte, ein solches Haus zu verwirklichen, dann geht es überall.

Hamburg, Dezember 2011. Nachdem das VELUX LichtAktiv Haus noch bis vor wenigen Wochen für Veranstaltungen und Besichtigungen offen stand, beginnt nun die zweite Phase des Experiments auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft: Christian (39) und Irina (37) Oldendorf ziehen mit ihren Söhnen Lasse (8) und Finn (5) nach Hamburg Wilhelmsburg ins LichtAktiv Haus ein. Der deutsche Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020 zeigt im Rahmen der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg, wie sich zukunftsweisendes Wohnen im Bestand mit viel natürlichem Licht bereits heute umsetzen lässt. Nun wird die in einem mehrstufigen Verfahren unter zahlreichen Bewerbern ausgewählte Familie aus Hamburg Ottensen dort einziehen und in den kommenden zwei Jahren das in ein modernes, helles Nullenergiehaus verwandelte Siedlerhaus auf Herz und Nieren testen.

„Diese Testphase ist zentraler Bestandteil des Projekts. Wir wollen nun herausfinden, wie sich unsere Vision von viel Tageslicht, frischer Luft und Ausblick in der Praxis bewährt – und wer kann dies besser beurteilen, als eine Familie, die das Wohnen der Zukunft auf die Probe stellt?“, erklärt Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer VELUX Deutschland GmbH, anlässlich der offiziellen Schlüsselübergabe, bei der er der Familie zugleich „Brot und Salz“ als traditionelles Einzugsgeschenk überreichte.

Auch Uli Hellweg, Geschäftsführer der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg, begrüßte die Testfamilie in ihrem neuen Domizil und überreichte die offizielle IBA-Plakette für das LichtAktiv Haus. „Das VELUX LichtAktiv Haus deckt seine benötigte Energie vollständig durch erneuerbare Energien ab und erreicht CO₂-Neutralität im Betrieb“, erläutert Hellweg. „Damit leistet die zukunftsweisend modernisierte Doppelhaushälfte als Projekt der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutzkonzept Erneuerbares Wilhelmsburg.“

In den kommenden zwei Jahren wird die TU Braunschweig gemeinsam mit der Hafencity-Universität Hamburg kontinuierlich den Energieverbrauch und das Innenraumklima messen und die Ergebnisse dokumentieren. Auch das individuelle Wohn- und Wohlfühlgefühl der Familie wird erfasst und ausgewertet. Hierfür werden die TU Darmstadt und die Humboldt-Universität Berlin regelmäßig Befragungen und Gruppengespräche mit den Oldendorfs durchführen und einen Bezug zu den quantitative Messungen der TU Braunschweig herstellen. Darüber hinaus wird die Testfamilie ihre Erfahrungen protokollieren und den beteiligten Wissenschaftlichen Institutionen regelmäßig über ihr Leben im LichtAktiv Haus berichten. „Die zweijährige Testphase wird unser Leben komplett verändern. Wir lassen unsere kleine, dunkle Wohnung hinter uns und wagen das Abenteuer Nullenergiehaus“, erklärt Irina Oldendorf und Christian Oldendorf ergänzt: „Das LichtAktiv Haus hat uns sofort fasziniert – insbesondere die hellen, von Tageslicht durchfluteten Räume und das Zusammenspiel von Tradition und Moderne haben uns vom ersten Moment an überzeugt. Es ist beeindruckend zu sehen, was man aus einem 50er-Jahre Bau machen kann und wir sind alle sehr gespannt, wie sich das Wohnen der Zukunft in der Praxis bewährt.“

Die im Rahmen des LichtAktiv Haus Experiments gewonnenen Erkenntnisse sollen Aufschluss darüber geben, wie eine umweltverträgliche Wohnlösung konzipiert sein sollte, die seinen Bewohnern ein gesundes Raumklima und besten Wohnwert bei gleichzeitiger Minimierung des Ökologischen Fußabdrucks bietet. Das LichtAktiv Haus hat somit hohe Praxisrelevanz, denn es erfüllt bereits heute die Anforderungen an ein zukünftiges Gebäude und zeigt beispielhaft, dass sich höchster Wohnwert bei gleichzeitiger Energieautarkie auch im Bestand verwirklichen lässt.

Hamburg, November 2011. Von Januar bis Ende Oktober nutzten knapp 2.200 Besucher aus dem In- und Ausland die Möglichkeit, das LichtAktiv Haus in Hamburg Wilhelmsburg zu besichtigen und sich über das Bauen und Wohnen der Zukunft zu informieren. Mit dem in ein Nullenergiehaus verwandelten Siedlerhaus aus den 1950er Jahren zeigt VELUX im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg, wie sich ein anspruchsvolles Modernisierungsvorhaben umsetzen lässt. Dabei deckt die zukunftsweisend modernisierte Doppelhaushälfte die benötigte Energie vollständig durch erneuerbare Energien ab und erreicht CO₂-Neutralität im Betrieb. Nun schließt das LichtAktiv Haus vorläufig seine Türen und bereitet sich auf die nächste Phase des Experimentes vor. Um herauszufinden, wie sich die Vision von hoher Wohnqualität mit viel Tageslicht und frischer Luft und die optimale Nutzung erneuerbarer Energie in der Praxis bewährt, wird Ende 2011 eine Familie für zwei Jahre in das LichtAktiv Haus einziehen und das Wohnen der Zukunft auf die Probe stellen.

„Die Veranstaltungs- und Besichtigungsphase war ein voller Erfolg. Wir freuen uns, dass sich so viele Menschen für unser Experiment auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft interessieren“, sagt Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer VELUX Deutschland GmbH.

In den vergangenen neun Monaten wurde das LichtAktiv Haus unter anderem für exklusive Fachveranstaltungen genutzt und stand für Besichtigungen offen. So referierten Experten wie Manfred Hegger, Professor für Entwerfen und Energieeffizientes Bauen, und Lichtplaner Professor Peter Andres im Rahmen einer exklusiven Veranstaltungsreihe für Architekten über die Top-Themen der Branche und diskutierten mit dem Fachpublikum die Zukunft nachhaltiger Architektur. Regelmäßig stattfindende Führungen vermittelten zudem den Teilnehmern aus Handel und Handwerk einen praxisnahen Eindruck von der baulichen Umsetzung des Modernisierungsprojekts. Auch die IBA Hamburg und der Verband Wohneigentum nutzten das LichtAktiv Haus für Führungen und Veranstaltungen und darüber hinaus war das Haus an jedem ersten Samstag im Monat für die breite Öffentlichkeit geöffnet, sodass Interessierte das Projekt besichtigen und Ideen für das eigene Heim sammeln konnten.

Um Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie eine umweltverträgliche Wohnlösung im Bestand konzipiert sein sollte, hat VELUX ein typisches Siedlerhaus aus den 50er Jahren in ein modernes, helles Nullenergiehaus verwandelt. Heute bietet das LichtAktiv Haus seinen Bewohnern nicht nur höchsten Wohnkomfort mit viel Tageslicht und frischer Luft, sondern macht außerdem Heizungs- und Stromrechnungen für alle Zeiten überflüssig

Die Lichtplanung nahm eine zentrale Rolle bei der Planung des LichtAktiv Hauses ein und basiert auf umfangreichen Untersuchungen des Lichtplaners Professor Peter Andres. In diesem Interview spricht er über die Bedeutung von Tageslicht für das menschliche Wohlbefinden, die Planung des Licht-Konzepts sowie die widersprüchliche Entwicklung zwischen ausreichendem Tageslicht in Wohnräumen und den Anforderungen der Energieeinsparverordnung.

Das LichtAktiv Haus setzt auf Tageslicht. Was sind die wichtigsten Vorteile der Nutzung von Tageslicht in Räumen gegenüber der künstlichen Beleuchtung?

Das Tageslicht ist die Urform des Lichts. Nicht nur dass das Leben ohne Licht grundsätzlich nicht möglich wäre, sondern auch die Entwicklung aller unwillkürlichen Mechanismen des menschlichen Auges wie Helligkeits-, Entfernungs- und Farbanpassung ist im Laufe der Evolution ausschließlich unter Tages- bzw. Sonnenlicht abgelaufen. Wir Menschen verfügen über innere Uhren, die wichtige biologische Prozesse rhythmisch steuern wie z. B. den Tag-Nacht-Rhythmus. Um diese innere Uhr zu synchronisieren, braucht der Mensch jeden Tag eine gewisse Menge an Licht, die normaler Weise nur das Tageslicht zur Verfügung stellen kann. Hierbei handelt es sich um Lichtmengen, die weit über dem liegen, was man beispielsweise fürs Lesen braucht. Diesen Aspekt hat man Jahrzehnte lang nicht berücksichtigt. Man muss heute trennen zwischen dem Licht für die Erfüllung einer Sehaufgabe und dem Licht, das man zur Sicherstellung der gesundheitlichen Faktoren braucht. Deshalb ist Licht für den Menschen ein absolutes Grundnahrungsmittel. Dabei ist es eben auch besonderes wichtig, dass die Qualität des künstlichen Lichts an der Lichtqualität des Tageslichts gemessen wird. Es kommt also nicht nur auf die Menge des Lichtes, sondern auch auf dessen Qualität an.

Sie haben das Licht-Konzept des Hauses geplant. Wie sind Sie dabei vorgegangen?

Zuerst wurden die Tageslichtbedingungen für den Sieger-Entwurf der TU Darmstadt untersucht und dann mit den Wetterdaten von Hamburg ausgewertet. Anhand einer solchen Simulation kann man dann feststellen, wieviel Prozent des außen verfügbaren Tageslichts im Innenraum ankommt. Darauf hin wurde z. B. die Position der Fenster weiter optimiert. Erst wenn das Tageslicht-Konzept steht, beginnt die Planung des Kunstlichtes.

Die Fensterflächen wurden im Bestandsgebäude von ehemals 18 qm auf insgesamt 60 qm im erweitert. Wie gläsern darf ein Haus sein, damit sich der Mensch darin wohl fühlt?

Ein Haus darf nicht zu gläsern sein, da man sonst im Sommer – jedenfalls ohne wirksamen Sonnenschutz - ein Überhitzungsproblem hat, außerdem fehlt es dann an Geborgenheit und Privatsphäre. So ist es in den Abendstunden extrem schwierig in den Räumen eine behagliche Atmosphäre zu planen, da das künstliche Licht z. B. auf den spiegelnden Glasflächen reflektiert wird und diese auch grundsätzlich zu dunkel wirken. Hier gilt es, die richtige Balance zwischen Rückzugsbereichen und Ein- sowie Ausblicken zu finden.

Haben Sie eine Vermutung, wo sich die Testfamilie, insbesondere die Kinder, bevorzugt aufhalten werden?

Ich kann mir gut vorstellen, dass vor allem bei Schlechtwetter-Phasen der Treppenraum vor der Bibliothek besonders reizvoll ist. Hier fällt durch die Anordnung mehrerer Dachflächenfenster besonders viel Tageslicht ein. Gleichzeitig öffnet sich dieser Treppenraum auch horizontal mit einer Fensterfront auf knapp fünf Metern Länge zum Garten hin. Dies ist ein idealer Raum zum Lesen, Träumen und Rausschauen.

Wie wird in der wissenschaftlichen Begleitung dokumentiert, wo sich die Bewohner aufhalten? Was wird untersucht und wie?

Voraussichtlich werden HDR-Aufnahmen mit einer Spezialkamera aufgenommen. Diese Hochkontrastbilder können große Helligkeitsunterschiede darstellen. Damit wird die Helligkeitsverteilung in den Räumen dokumentiert. Anschließend werden diese Aufnahmen mit den Wetterdaten aus Hamburg abgeglichen und hieraus Rückschlüsse gewonnen.

Besonderes spannend wird es sein, wie sich die Bewohner bei einer Schlechtwetterphase im Haus verhalten.

Was können Planer und Architekten vom Licht-Konzept des Hauses lernen?

Der Aspekt Licht und Gesundheit muss stärker ins Bewusstsein rücken. Die DIN 5034 regelt derzeit die Lichtmenge für Wohnräume. In dieser DIN werden Werte vorgegeben, die in unseren Breiten in keiner Weise sicher stellen, dass wir in der dunklen Jahreszeit ausreichend Licht in biologisch wirksamer Quantität erhalten. Daher müssten die entsprechenden Bauvorschriften bzw. Empfehlungen entsprechend überarbeitet werden, was für die gesamte Bauwirtschaft tiefgreifende Konsequenzen haben würde.

Sind einem Licht-Konzept durch die Energieeinsparverordnung Grenzen gesetzt?

Zurzeit gibt es durch die Anforderungen der Energieeinsparverordnung verschiedene Entwicklungen, die überhaupt nicht zusammen passen. Es wird vor allem auf den Dämmwert geschaut, die Fensteröffnungen werden immer kleiner und teilweise noch falsch platziert. Unabhängig von der Energierechnung muss die erste Prämisse immer sein, dass sich der Mensch in den Räumen wohl fühlt und gesund bleibt, wofür er ausreichend Licht braucht. Erst wenn die Faktoren Gesundheit und Wohlbefinden ausreichend in der Planung berücksichtig sind, sollte nach einer  Lösung gesucht werden, wie man möglichst wirtschaftlich Energie einspart.

Über Prof. Andres: Prof. Ing. Peter Andres besuchte die Ingenieurschule HTL in Innsbruck, bevor er von 1977 bis 1983 bei Lichtplanung Christian Bartenbach tätig war. Anschließend arbeitete er bis 1985 bei Interferenz Lichtsysteme GmbH und gründete anschließend sein eigenes Lichtplanungsbüro in Hamburg. Seit 2001 besteht zusätzlich ein Büro in Tirol. Das Leistungsbild reicht von der Tageslicht- und Kunstlichtplanung aller Bereiche der Architektur über Modelluntersuchungen unter dem künstlichen Himmel, Besonnungsstudien, Simulationen und Visualisierungen bis hin zur Entwicklung von Tages- und Kunstlichtsystemen. Andres ist unter anderem als Honorarprofessor an der Peter Behrens School of Architecture PBSA in Düsseldorf tätig.

Das Haus zeichnet sich insbesondere durch die intelligente Nutzung des Satteldachs im Sinne von Wohlbefinden und Energieeffizienz aus. Das Dach kann verschiedene Neigungswinkel aufweisen, die die Gewinnung von Sonnenenergie steigern und die Energiebilanz des Hauses aktiv beeinflussen können. Ausrichtungen und Neigungen wurden so gewählt und berechnet, dass die Energiegewinnung durch Sonnenkollektoren und Photovoltaikanlagen optimiert wird. Das Dach wird dadurch zu einer fünften aktiven Fassade, die nicht nur das Raumklima reguliert und eine optimale Versorgung mit Frischluft und Tageslicht gewährleistet, sondern auch als ästhetisches Gestaltungselement überzeugt. Dank der Nutzung erneuerbarer Energien ist das Maison Air et Lumière CO₂-neutral und verfügt über eine positive Energiebilanz, d. h. es produziert mehr, als es verbraucht.

Das architektonische Zusammenspiel der Dachneigungen ermöglicht maximalen Lichteinfall von oben durch eine insgesamt großflächige Verglasung in Form geschickt kombinierter Dachfenster unterschiedlicher Größen in den einzelnen Räumen.

Die verschiedenen Dachneigungen bieten viel Raum zur Innengestaltung des Hauses, wobei in Zwischengeschossen persönliche oder gemeinsame Wohnbereiche geschaffen werden können. Die Wege im und ums Haus wurden so konzipiert, dass sie auch den Anforderungen von Menschen mit eingeschränkter Mobilität gerecht werden.

Das Maison Air et Lumière basiert auf einem modularen Satteldach-Architekturkonzept. Die Module können nach Wunsch kombiniert werden. Das Haus kann an die jeweiligen geografischen, klimatischen, städtischen und finanziellen Gegebenheiten angepasst werden, ohne die Grundprinzipien des Wohnkomforts und der Energieeffizienz zu beeinträchtigen. Arten und Anzahl der Module allein inspirieren zum Bau frei stehender Häuser oder Stadthäuser, kleiner oder großer Häuser, in städtischer oder in ländlicher Lage – alle mit denselben Grundprinzipien. Die Innenräume können an die Anforderungen, Wünsche und Veränderungen im Familienleben angepasst werden.

„Dieses Haus wurde mit Unterstützung durch Partner gebaut, die sich für komfortable Wohnbedingungen in Gebäuden mit positiver Energiebilanz einsetzen und sich den damit verbundenen Herausforderungen bewusst sind. Das Haus wird ein angenehmes Umfeld zum Leben sein, eines, in dem man dank der hohen Qualität der Räume, des Tageslichts und des Standorts gerne lebt. Die gesamte Technologie zeigt sich letztendlich von ihrer besten Seite, wenn sie diskret und unsichtbar funktioniert, sodass die Menschen wieder mit den zentralen Elementen, Luft und Tageslicht, in Berührung kommen″, erklärt Michel Langrand, Geschäftsführer von VELUX Frankreich.

Das Maison Air et Lumière steht nun sechs Monate lang für die Branche offen, bevor es eine einjährige Post-Occupancy-Evaluation durchläuft. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse stellen für die Branche ein wichtiges Feedback dar, das einen Beitrag zum künftigen Design von Wohnhäusern mit positiver Energiebilanz leisten wird.

Über das VELUX Maison Air et Lumière

Das VELUX Maison Air et Lumière ist der französische Beitrag zum europaweiten VELUX Model Home 2020 Projekt. Im Rahmen des Experiments begeben sich die Tageslichtexperten auf die Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft. Das VELUX Maison Air et Lumière zeigt wie sich optimale Energieeffizienz, höchster Wohnwert und Umweltneutralität zukunftsweisend verbinden lassen. Das als Plus-Energiehaus konzipierte Gebäude besteht aus drei unterschiedlichen Basismodulen, die miteinander verbunden sind und sich ergänzen. Das modulare Architekturkonzept ermöglicht eine beliebige Anordnung der Module, sodass das Haus an unterschiedliche geografische, klimatische, städtische und finanzielle Gegebenheiten angepasst werden kann, ohne dass Wohnkomfort und Energieeffizienz darunter leiden. Das Haus wurde von Nomade Architectes designt und in Zusammenarbeit mit Cardonnel Ingénierie, E.T.H.A. und den Industriepartnern Saint-Gobain, Aldes, Umicore, Somfy und Eternit entwickelt. Für das Haus benötigte Bauelemente stammen von WindowMaster und Sonnenkraft.
Weitere Informationen zum Maison Air et Lumière: www.maisonairetlumiere.fr

Die Klimaschutzziele der Bundesregierung sehen im Gebäudebereich bis 2020 Energieeinsparungen von 19 Prozent gegenüber 2005 vor. Da sich dieses Ziel alleine mit Neubauten nicht erreichen lässt, kommt der energetischen Sanierung des Gebäudebestands eine wichtige Rolle zu. Dass die Modernisierung von Bestandsgebäuden sogar Vorteile gegenüber Abriss und Ersatzneubau haben kann, lässt sich durch eine Ökobilanz, wie sie von der TU Darmstadt für das VELUX LichtAktiv Haus beispielhaft durchgeführt wurde, belegen. Hierbei werden zusätzlich zum Energieverbrauch während der Nutzung auch die Umweltwirkungen der Gebäudekonstruktion über den gesamten Lebenszyklus – von der Herstellung über die Instandhaltung bis zu Abriss und Entsorgung – in eine ganzheitliche Betrachtung mit einbezogen. Dabei zeigt sich, dass die angestrebten Energieeinsparungen durch die Modernisierung eines Bestandsgebäudes mit einem deutlich kleineren Ressourcenaufwand und geringeren Umweltwirkungen realisiert werden können als im Neubau.

Vor dem Hintergrund des einsetzenden Klimawandels, der Verknappung fossiler Brennstoffe sowie dem in Deutschland beschlossenen Ausstieg aus der Atomenergie stehen Architektur und Bauwirtschaft vor großen Herausforderungen: Da Gebäude 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs verursachen, spielt ihre Energieeffizienz für die Reduzierung der CO₂-Emissionen eine zentrale Rolle. Mit Wärmeschutz- und Energieeinsparverordnung hat der Gesetzgeber bereits seit Mitte der 70er Jahre die Anforderungen an Neubauten kontinuierlich erhöht und damit deren Energieverbrauch deutlich reduziert. Jedoch sind etwa 70 Prozent der Gebäude in Deutschland älter als 30 Jahre und erfüllen damit noch nicht einmal die Vorgaben der ersten Wärmeschutzverordnung von 1976. Hier liegen enorme Potenziale für Energieeinsparung und Klimaschutz.

Auf der Suche nach Bauen und Wohnen der Zukunft

Mit dem LichtAktiv Haus zeigt VELUX im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg, wie sich höchster Wohnwert bei gleichzeitiger Energieautarkie auch im Bestand verwirklichen lässt. Die Modernisierung eines typischen Siedlerhauses aus den 50er Jahren ist Teil des internationalen VELUX Experiments Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft europaweit sechs Konzepthäuser umsetzt. Beim deutschen Beitrag handelt es sich um eine in Hamburg Wilhelmsburg gelegene Doppelhaushälfte, die nach neuesten Erkenntnissen gedämmt und modernisiert wurde. Außerdem wurde das Konzepthaus um einen neu errichteten Anbau erweitert. Dieser bietet nicht nur zusätzliche Wohnfläche, sondern steht auch im Mittelpunkt des innovativen Energiekonzeptes. Die auf dem Dach des Anbaus installierten Photovoltaik- und Solarthermie-Module erzeugen in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die im LichtAktiv Haus für Heizung, Warmwasser und Strom benötigte Energie. Um bei der späteren Auswertung des Experiments die Umweltwirkungen des LichtAktiv Hauses ganzheitlich darstellen zu können, beauftragte VELUX bereits in der Planungsphase Dipl.-Ing. Joost Hartwig vom Fachgebiet Entwerfen und Energieeffizientes Bauen an der TU Darmstadt mit der Erstellung einer Ökobilanz.

Globaler Ausgleich als Basis

Eine solche ganzheitliche Betrachtung berücksichtigt neben dem Energieverbrauch im Betrieb auch die Umweltwirkungen der Gebäudekonstruktion. In die Berechnungen fließen deshalb alle Stoff- und Energieströme ein, die für die Produktion der Baumaterialien und für den Bauprozess selbst sowie für den Abriss und die Entsorgung des Gebäudes anfallen. Hinzu kommen die Aufwendungen für die Instandhaltung und die Energieverbräuche während der Gebäudenutzung. Im ersten Schritt werden all diese Stoff- und Energieströme im Rahmen einer sogenannten Sachbilanz erfasst und dann ihre Umweltwirkungen für unterschiedliche Wirkungskategorien, wie beispielsweise ihr Treibhaus- oder Ozonabbaupotenzial, berechnet. Damit ermöglicht die Auswertung der Ökobilanz sowohl eine Betrachtung der Umweltwirkungen des Gebäudes als Ganzes als auch die Betrachtung einzelner Bauelemente.

Dabei berücksichtigt die Methode der Ökobilanz als globales Kompensationsmodell auch das Vermeiden von Umweltwirkungen an anderer Stelle. So erhalten beispielsweise Baustoffe mit einem hohen Recyclingpotential eine rechnerische Gutschrift auf ihre Umweltwirkungen, da durch ihr Recycling an anderer Stelle Energie- und Ressourcenverbrauch vermieden werden können. Holzprodukte haben sogar eine negative CO₂-Bilanz, da das Holz am Ende des Lebenszyklus verbrannt wird. Die dabei freiwerdende Energie kann genutzt werden und ersetzt somit Energie, die ansonsten aus anderen, zum Teil nicht regenerativen Ressourcen, gewonnen werden müsste. Auch die Nutzung regenerativer Energien während des Betriebs, wie beispielsweise selbst erzeugter Solarstrom, wird mit Gutschriften in der Ökobilanz berücksichtigt. Denn durch den regenerativ erzeugten Strom wird in der Nutzungsphase die Erzeugung von Strom aus anderen, nicht regenerativen Energiequellen reduziert und damit CO₂-Emissionen vermieden – und zwar deutlich mehr als zuvor bei der Herstellung der Photovoltaikanlage emittiert wurden.

DGNB-Verfahren gewährleistet Vergleichbarkeit

Für die Erstellung der Ökobilanz des LichtAktiv Hauses nutzte die TU Darmstadt das „Vereinfachte Verfahren“ der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB). Dieses enthält Vorgaben zur Vereinheitlichung der Untersuchung. Unter anderem erlaubt es die DGNB Methode, Stöße und Verschneidungen mit anderen Bauteilen bei der Sachbilanz zu vernachlässigen. Ausgeglichen wird diese Vereinfachung mit einem pauschalen Aufschlag von 10 Prozent. Zudem ermöglicht das Verfahren den Vergleich mit einem vom DGNB definierten Referenzgebäude. Bei diesem handelt es sich um ein durchschnittliches Vergleichsgebäude, das zur besseren Einordnung der Ergebnisse der Ökobilanz dient. Für die Gebäudekonstruktion gelten dabei feste Referenzwerte und für den Gebäudebetrieb werden die Endenergieverbräuche des EnEV-Referenzgebäudes mit einem konventionellen Heizsystem nachgebildet.

Für die Erstellung der Sachbilanz des LichtAktiv Hauses erfasste die TU Darmstadt zunächst die Regelaufbauten, wie die Wände inklusive Türen und Fenster sowie Bodenplatten, Geschossdecken und Dach. Anschließend wurden die Ergebnisse der Sachbilanz mit den entsprechenden Ökobilanzdaten verknüpft und so die Umweltwirkungen der Konstruktion berechnet. Hierfür nutzte die TU verschiedene im Internet zur Verfügung stehende Datenbanken, wie zum Beispiel die Ökobau.dat-Datenbank (www.nachhaltigesbauen.de) des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Diese größte frei verfügbare Sammlung von Ökobilanzdaten für den Gebäudebereich in Deutschland basiert auf konkreten Produktökobilanzdaten einzelner Hersteller sowie auf Durchschnittsdatensätzen für einzelne Produktgruppen, die extra für die Ökobau.dat erstellt wurden.

Zusätzlich zu den Umweltwirkungen der Konstruktion wurde auch der Energiebedarf im LichtAktiv Haus während der Nutzungsdauer in die Ökobilanz einbezogen. Dem auf Basis der EnEV-Berechnung kalkulierten Stromverbrauch für Wärmeerzeugung und Haushaltsstrom von insgesamt 220.710 kWh über den angenommenen Zeitraum von 50 Jahren steht photovoltaisch erzeugter Strom in Höhe von 392.980 kWh gegenüber. Daraus ergibt sich ein rechnerischer Strom-Überschuss in Höhe von 132.270 kWh, der in das lokale Netz eingespeist wird. Das LichtAktiv Haus ist somit ein gutes Beispiel dafür, dass ein Plusenergiehaus nicht unbedingt ein Neubau sein muss.

Ökobilanz des LichtAktiv Hauses bestätigt Vorteile

Für die Auswertung der Ökobilanz wurden alle errechneten Umweltwirkungen auf einen Quadratmeter Nettogrundfläche heruntergebrochen und im Vergleich mit dem Referenzgebäude dargestellt. Dabei zeigt sich, dass die Umweltwirkungen des LichtAktiv Hauses in allen betrachteten Wirkungskategorien deutlich unter denen des Referenzgebäudes liegen. Ausschlaggebend hierfür ist vor allem die Nutzung der vorhandenen Primärstruktur des Bestandsgebäudes – also Wände, Bodenplatte und Zwischendecken –, denn diese gehen in der Regel auf Grund ihrer Masse mit einen Beitrag von etwa 50 Prozent in die meisten Wirkungskategorien ein. Da sie beim LichtAktiv Haus zum größten Teil nicht mehr errichtet werden mussten und daher ohne Umweltwirkungen in die Bilanz eingehen, wird die Gesamtbilanz für das LichtAktiv Haus entsprechend reduziert. Auch die konsequente Ausführung des neuen Anbaus als Holzbau wirkt sich in der Gesamtbilanz äußerst positiv aus, da die oben beschriebenen Vorteile von Holzwerkstoffen der Bilanz gutgeschrieben werden. Die größten Umweltwirkungen des Neubaus resultieren dementsprechend aus der massiven und massereichen Bodenplatte.

Zudem deckt das LichtAktiv Haus seinen gesamten Energiebedarf mit erneuerbaren Energien und produziert dank des intelligenten Energiekonzeptes im Betrieb mehr Energie, als von seinen Bewohnern und dem Gebäude selbst theoretisch verbraucht wird. Der überschüssige Strom wird in das Stromnetz eingespeist und der Ökobilanz des LichtAktiv Hauses in den entsprechenden Wirkungskategorien gutgeschrieben, da er die Erzeugung von Strom aus anderen, nicht regenerativen Quellen vermeidet. Dies führt dazu, dass auch die Emissionen, die durch Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung der Gebäudekonstruktion anfallen, mit fortschreitendem Betrieb rein rechnerisch abgebaut werden.

So erreicht das LichtAktiv Haus beispielsweise nach 26 Jahren ein neutrales Treibhauspotential – d.h. alle Treibhausgasemissionen, die bei Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung anfallen, werden bis dahin in entsprechender Menge eingespart. Im Gegensatz dazu erreicht das konventionelle DGNB-Referenzgebäude nie ein neutrales Treibhauspotenzial, da es innerhalb seiner Betriebszeit nur Energie verbraucht und selbst keine erzeugt. Selbst mit der gleichen Photovoltaikanlage wie auf dem LichtAktiv Haus würde es beim DGNB-Referenzgebäude auf Grund der höheren Umweltwirkungen der Gebäudekonstruktion mindestens doppelt so lange dauern, bis ein neutrales Treibhauspotenzial erreicht wäre.

Fazit

Mit dem LichtAktiv Haus Experiment gibt VELUX einen Ausblick auf das Bauen und Wohnen der Zukunft und zeigt beispielhaft, dass sich durch innovative Modernisierung höchste Energieeffizienz auch im Bestand verwirklichen lässt. Zudem belegt die von der TU Darmstadt erstellte Ökobilanz, dass die Umweltwirkungen des LichtAktiv Hauses erheblich geringer sind als die des DGNB Referenzgebäudes und sogar im Verlauf des Lebenszyklus des Gebäudes teilweise oder sogar vollständig ausgeglichen werden. Damit stellt das modernisierte Siedlerhaus unter den gegebenen Umständen ein ökologisches Optimum dar und unterstützt die Annahme, dass die umfangreiche Modernisierung eines Bestandsgebäudes deutliche Vorteile gegenüber einem konventionellen Neubau haben kann. Betrachtet man zudem den sanierungsbedürftigen Gebäudebestand als quasi unerschöpfliche Ressource, wird deutlich, welche Relevanz die Ökobilanz des LichtAktiv Haus für Planer, Besitzer oder Käufer von Immobilen haben kann.

Übersicht Umweltwirkungen

Wirkungskategorien beschreiben jeweils eine bestimmte potentielle Umweltwirkung und werden mittels eines Stoffäquivalents dargestellt. Im Gebäudebereich werden üblicherweise die folgenden Wirkungskategorien betrachtet:

Treibhauspotenzial GWP [kg CO2-Äquivalent]

Das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential) beschreibt den Beitrag eines Stoffs zur Klimaerwärmung. Alle Emissionen werden bezüglich ihres potenziellen Treibhauseffektes zu CO2 ins Verhältnis gesetzt und in kg Kohlendioxid-Äquivalent (CO2-Äquivalent) angegeben.

Ozonabbaupotenzial ODP [kg R11-Äquivalent]

Das Ozonabbaupotential beschreibt den Beitrag eines Stoffes zur  Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre und wird in kg Trichlorfluormethan-Äquivalent (R11-Äquivalent) angegeben.

Photochemisches Oxidantienbildungspotenzial POCP [kg C₂H₄-Äquivalent]

Das Photochemische Oxidantienbildungspotenzial, auch Ozonbildungspotenzial, beschreibt die Entstehung von aggressiven Reaktionsprodukten unter Einwirkung von Sonnenstrahlung und wird in kg Ethen-Äquivalent (C₂H₄-Äquivalent) angegeben. Die entstehenden Reaktionsprodukte, insbesondere Ozon, werden auch Sommersmog genannt und wirken in höheren Konzentrationen toxisch auf den Menschen, Nutzpflanzen und ganze Ökosysteme.

Versauerungspotenzial AP [kg SO₂-Äquivalent]

Das Versauerungspotenzial wird den Beitrag eines Stoffs zur Entstehung von saurem Regen bezeichnet. Dieser führt zu Waldschäden und der Versauerung von Böden. Außerdem unterstützt er die Korrosion von Metallen und die Zersetzung von Naturstein bei. Verantwortlich hierfür sind vor allem die Emissionen aus der Verbrennung schwefelhaltiger fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl bei, sowie Stickoxide, die ebenfalls bei Verbrennungsprozessen freigesetzt werden. Das Versauerungspotenzial wird in kg Schwefeldioxid-Äquivalent (SO₂-Äquivalent) angegeben.

Eutrophierungspotenzial EP [kg PO₄³-Äquivalent]

Unter Eutrophierung bzw. Überdüngung versteht man die lokale Anreicherung von Nährstoffen in einem Ökosystem. In einem Gewässer kann dies zu vermehrtem Algenwachstum und in der Folge zum biologischen Tod („Umkippen“) des Gewässers führen. Verantwortlich hierfür sind vor allem Phosphor und Stickstoff zum Beispiel aus Düngemitteln oder Haushalts- und Industrieabwässern. Ein hoher Nährstoffeintrag führt außerdem zur Nitratanreicherung im Grund- und Trinkwasser, wo es zu für Menschen giftigem Nitrit reagieren kann. Das Überdüngungspotenzial wird in PO₄^3--Äquivalent angegeben.

Primärenergieinhalt PEI [MJ]

Der Primärenergieinhalt eines Baustoffs beschreibt den zur Herstellung, Nutzung und Entsorgung des Materials notwendigen Aufwand an Energieträgern. Dabei wird zwischen nicht erneuerbarer (z.B. Erdöl, Erdgas, Kohle, Uran) und erneuerbarer Primärenergie (z.B. Strom aus Windkraft) unterschieden. Es handelt sich im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Umweltwirkungen um eine Input-bezogene Wirkungskategorie, die den Verbrauch von begrenzt vorhandenen Ressourcen beschreibt. Der Primärenergieverbrauch wird in Megajoule (MJ) Primärenergie angegeben.

Wer bereits Hausbesitzer ist – oder plant, es zu werden –, kennt das Problem: Viele Häuser sind älter als 30 Jahre und deshalb meist modernisierungsbedürftig. Zudem entsprechen Raumaufteilung und -größen oft nicht mehr den heutigen Ansprüchen und auch in Bezug auf den Energieverbrauch besteht häufig Handlungsbedarf. Wie sich solch ein altes Gebäude zukunftsweisend modernisieren lässt, zeigt VELUX mit dem „LichtAktiv Haus“ im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg. Das in ein Nullenergiehaus verwandelte Siedlerhaus aus den 1950er-Jahren bietet seinen Bewohnern nicht nur höchsten Wohnkomfort mit viel Tageslicht und frischer Luft, sondern macht zudem Heizungs- und Stromrechnungen für alle Zeiten überflüssig.

Wie vom hässlichen Entlein zum Schwan – so erscheint die Verwandlung des ursprünglich durch kleine, gedrungene Räume geprägten, typischen Siedlerhaus ins „LichtAktiv Haus“: Eine vom Erdgeschoss bis in die Dachspitze reichende Dachfensterfront versorgt das neue offene Treppenhaus mit viel Tageslicht und erlaubt den ungestörten Blick in den großen Garten. Zudem trägt die insgesamt von 18 auf 93 Quadratmeter erweiterte Fensterfläche dazu bei, den Energieverbrauch im Gebäude zu senken: So müssen die Bewohner an kalten Wintertagen dank der wärmenden Sonnenstrahlen nicht so viel heizen und können in den tageslichtdurchfluteten Räumen auch an trüben Tagen meist auf künstliches Licht verzichten.

Zwei Kinderzimmer, ein Schlafzimmer mit Ankleide sowie zwei Badezimmer bieten Platz für eine vierköpfige Familie – und der ehemals ungenutzte, dunkle Spitzboden lädt dank großzügiger Dachfenster und gemütlichen Sitzkissen zum Entspannen und Wohlfühlen ein. Die Küche sowie ein Wohn- und Essbereich befinden sich im neu errichteten Anbau. Bodentiefe Fenster in der Fassade und geschickt angeordnete Dachfenster sorgen auch hier für ein gesundes Raumklima mit viel Licht und frischer Luft. Zudem wurde auf dem Anbau ein regelrechtes „Energiedach“ installiert: Photovoltaik- und Solarthermiemodule erzeugen in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die gesamte im LichtAktiv Haus benötigte Energie für Heizung, Warmwasser und Strom.

Vom Wohn- und Essbereich gelangt man direkt in den großen, neugestalteten Garten. Ursprünglich für die Selbstversorgung der Bewohner gedacht, verbindet er nun die Tradition der Siedlergärten mit den heutigen Ansprüchen an einen modernen Nutz- und Freizeitgarten. Damit bietet das LichtAktiv Haus seinen Bewohnern ein Zuhause, in dem sie sich rundum Wohlfühlen können und in dem steigende Energiepreise keine Rolle spielen.

Alle Pläne und weiteren Informationen zum LichtAktiv Haus stehen auch unter www.velux.de/lichtaktivhaus zur Verfügung. Zwei zusätzliche Modernisierungs-Varianten zeigen zudem, wie ein altes Siedlerhaus auch mit geringerem Budget in ein energieeffizientes und modernes Eigenheim verwandelt werden kann.

((Infokasten))

VELUX Model Home 2020

Mit dem Projekt „Model Home 2020“ begibt sich VELUX in europaweit sechs Experimenten auf die Suche nach dem Wohnen der Zukunft. Im Rahmen des Projekts werden insgesamt sechs Gebäude gebaut, die allesamt die bis 2020 in der EU erwarteten gesetzlichen und normativen Anforderungen erfüllen. Treibende Kraft hinter diesem Projekt ist die Vision des sogenannten Aktivhauses, eines Hauses, das niedrigen Energiebedarf mit gutem Raumklima und optimierter Abstimmung auf Lage, Standort und Umwelt kombiniert und seinen Bewohnern höchste Wohnqualität bietet. Die Projekte in Dänemark (Kopenhagen und Aarhus), Österreich, England, Frankreich und Deutschland wurden und werden in den Jahren 2009 bis 2010 geplant und umgesetzt.

((Infokasten))

Plus-Energie-Haus

Ein Plus-Energie-Haus erzeugt mehr Energie, als seine Bewohner im Jahr verbrauchen. Die benötigte Energie wird vor allem mittels Solaranlagen zur Stromerzeugung und Brauchwassererwärmung selbst erzeugt. Eine effektive Dämmung trägt dazu bei, den Energieverbrauch zu reduzieren. Zusätzlich kommen Wärmepumpen zum Einsatz. Der überschüssige Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Ein Plus-Energie-Haus produziert einen Energieüberschuss von durchschnittlich 36 kWh/m² pro Jahr. (Quelle: Plusenergiehaus.de)

Von elementarer Bedeutung für das Design der beiden CO₂-neutralen Wohnhäuser, die Teil des Projekts „VELUX Model Home 2020“ sind, ist die Tatsache, dass sie den Aktivhausrichtlinien entsprechen, die den dualen Herausforderungen von Energiedesign auf der einen und Lebensqualität auf der anderen Seite Rechnung tragen.

Die neuen CarbonLight Homes fördern die Gesundheit und das Wohlbefinden ihrer Bewohner aktiv, sie schaffen ein Gefühl von Zusammengehörigkeit und setzen sich für einen respektvollen Umgang mit der Umwelt ein. Darüber hinaus erzielen sie vor Ort eine Reduzierung der CO₂-Emissionen um 70 Prozent. Die verbleibenden 30 Prozent werden durch Abkommen mit der örtlichen Regierung ausgeglichen, die Energieeffizienz anderer Gebäude im Umkreis zu erhöhen.

Durchdachte Bautechnik, natürliche Klimatisierung und Tageslicht wurden vom Projektpartner HTA Architects auf innovative Weise eingesetzt, um den Energieverbrauch zu minimieren, ein gesundes Raumklima zu schaffen und die CarbonLight Homes so zu einem attraktiven Platz zum Leben zu machen Dieses Konzept wurde bei den renommierten British Homes Awards 2010 mit dem Innovation Award for Building Technology ausgezeichnet.
 
Der Bedarf der einzelnen Gebäude an Energie aus fossilen Brennstoffen für Wärme, Heißwasser und Strom wurde auf ein Minimum reduziert. Die dynamischen Gebäudehüllen regulieren die Wärmeübertragung am Tag ebenso wie in der Nacht. Im Sommer wird auf diese Weise, durch den Einsatz natürlicher Klimatisierung, der zur Kühlung benötigte Energiebedarf gesenkt, während im Winter passive Solarthermie genutzt wird.

Durch die Verwendung von Solarwärme in Kombination mit dem Einsatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen zur Heißwassergewinnung und Raumheizung fördern die CarbonLight Homes die Energieautarkie. Auf ähnliche Weise wird natürliche Belüftung auch zur Kühlung der Gebäude mit dreifach hohen Atrien um die Treppenaufgänge eingesetzt, um Schacht- und Querlüftung zu ermöglichen. In den heißeren Monaten können die Häuser geöffnet und durch Spüllüftung gekühlt werden, während interne und externe Überwachungssysteme helfen, den solaren Wärmegewinn zu kontrollieren, sodass ein angenehmes Raumklima entsteht. Im Winter werden die Räume neben der natürlichen Belüftung über ein innovatives mechanisches Klimatisierungssystem mit Wärmerückgewinnung mit Frischluft versorgt. Dabei wird die aus der Abluft von Küche und Bädern gewonnene Wärme in den Wohnbereich geleitet.

Fenster spielen bei der Gewinnung von Solarenergie und der Regulierung der Temperatur in den CarbonLight Homes eine zentrale Rolle und ermöglichen darüber hinaus einen hohen Tageslichtanteil in den Räumen. Die Häuser wurden so designt, dass ihr durchschnittlicher Tageslichtfaktor durchgängig bei 5% liegt, einem Wert, der dreimal höher ist als vom Code for Sustainable Homes gefordert. Auf diese Weise wird der Bedarf an künstlichem Licht reduziert und die Gesundheit der Bewohner gefördert.

Die Steuersysteme im Haus helfen den Bewohnern außerdem dabei, ihren Energieverbrauch zu senken und ein gesundes Raumklima zu gewährleisten. Die Fenster können zu voreingestellten Zeiten geöffnet werden. Über ein Klimasteuersystem werden Fenster und Verdunkelungen bei veränderten Witterungsbedingungen automatisch geöffnet oder geschlossen.

Keith Riddle, Managing Director bei VELUX Company Ltd, dazu:

„Wir sind sehr stolz auf die fertiggestellten Häuser und auf den Fortschritt im Bereich kohlenstofffreier Wohnraum, den sie symbolisieren. Während die Branche bei der Entwicklung und dem Bau von Häusern, die unsere Energieziele erfüllen, immer größere Fortschritte macht, bleiben die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bewohner leider viel zu oft unbeachtet. Mit ihrem innovativen Ansatz bei Bautechnologie, Tageslichtnutzung und natürlicher Klimatisierung sollen unsere CarbonLight Homes ein Meilenstein für nachhaltiges Design der Zukunft im weitesten Sinne sein.” Ben Derbyshire, Managing Director von HTA Architects, fügt hinzu:

„Ihr hoher durchschnittlicher Tageslichtfaktor, der intelligente Einsatz natürlicher Klimatisierung und ihre dynamische Gebäudeumhüllung machen die CarbonLight Homes zu einer wirklich einzigartigen Wohnentwicklung, die eine Innenraumumgebung bietet, welche die Gesundheit der Bewohner aktiv fördert. Raum, Licht und Luft – das sind die Hauptzutaten eines Rezepts, das, wie wir glauben, sehr attraktiv für Hauskäufer ist und das sich unserer Meinung nach weiter verbreiten und den Faktor Lebensqualität für den Volumenmarkt erschließen wird.”

Die CarbonLight Homes stehen nun sechs Monate lang für die Branche offen, bevor sie eine einjährige Post-Occupancy Evaluation durchlaufen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse stellen für die Branche ein wichtiges Feedback dar, das einen Beitrag zum künftigen Design CO₂-armer Wohnhäuser leisten wird.

Über die CarbonLight Homes

CarbonLight Homes sind die ersten Neubauwohnhäuser in Großbritannien, die gemäß der Zero-Carbon-Definition der britischen Regierung entwickelt und konstruiert wurden. Sie wurden unter Anwendung von massenproduktionstauglichen Konstruktionstechniken entwickelt, um ein echtes Zuhause für echte Menschen zu schaffen. CarbonLight Homes setzen die natürlichen Gegebenheiten auf intelligente Weise ein, um den Tageslichteinfall zu maximieren und einen nachhaltigen Lebensstil zu fördern. Das Design ist offen gestaltet und umfasst viel Tageslicht und eine natürliche Klimatisierung zur Minimierung des Energieverbrauchs und Schaffung eines Gemeinschaftsgefühls unter den Bewohnern. Die CarbonLight Homes zeigen, dass ein Design, das dem gesunden Menschenverstand folgt, genutzt werden kann, um inspirierende, nachhaltige Häuser zu entwickeln, die britische Bauherren ganz leicht nachbauen können.

Die CarbonLight Homes wurden im Rahmen einer strategischen Partnerschaft zwischen Architects HTA, der VELUX Gruppe, dem Kettering Borough Council, WILLMOTT DIXON und North Northants Development entwickelt. Die für die Häuser benötigten Bauelemente stammen von WindowMaster, VELFAC, Drexel und Weiss und Sonnenkraft.  Die CarbonLight Homes sind das fünfte von insgesamt sechs Bauprojekten, welche die VELUX Gruppe im Rahmen des Experiments „Model Home 2020“ in Europa realisiert.

Weitere Informationen erhalten Sie unter http://www.velux.com/Sustainable_living/Model_home_2020/CarbonLight_Homes/default.aspx

Hamburg, Juni 2011. Das Hamburger LichtAktiv Haus hat geringere Umweltwirkungen, als das vergleichbare DGNB-Referenzgebäude und erreicht nach nur 26 Jahren ein neutrales Treibhauspotenzial. Mit diesem zentralen Ergebnis unterstützt die Ökobilanz des deutschen Beitrags zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020 die Annahme, dass die umfangreiche Modernisierung eines Bestandsgebäudes deutliche Vorteile gegenüber einem konventionellen Neubau haben kann – und das sogar auch dann, wenn wie beim LichtAktiv Haus zusätzlich ein Erweiterungsbau neu errichtet wird.

„Etwa die Hälfte der 39 Millionen Wohneinheiten in Deutschland ist zwischen 30 und 60 Jahre alt und energetisch modernisierungsbedürftig – gleichzeitig spielt der Energieverbrauch von Häusern eine zentrale Rolle für die Reduzierung der globalen CO₂-Emissionen“, erklärt Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer VELUX Deutschland GmbH. „Das LichtAktiv Haus hat somit hohe Praxisrelevanz, denn es zeigt beispielhaft, dass sich auch bei bestehender Bausubstanz höchster Wohnwert bei gleichzeitiger Energieautarkie verwirklichen lässt“.

Die von der TU Darmstadt durchgeführte Ökobilanz berücksichtigt den gesamten Lebenszyklus des LichtAktiv Hauses – von der Herstellung über den Betrieb und die Instandhaltung bis zur Entsorgung der Gebäudekonstruktion. Dabei sind die Nutzung der vorhandenen Primärstruktur des Bestandsgebäudes, die nicht mehr errichtet werden muss und deshalb ohne Umweltwirkung in die Bilanz eingeht, sowie die konsequente Ausführung des Neubaus als Holzbau ausschlaggebend dafür, dass die Umweltwirkungen der Gebäudekonstruktion teilweise erheblich unterhalb denen des DGNB-Referenzgebäudes liegen.

Zudem deckt das LichtAktiv Haus seinen gesamten Energiebedarf mit erneuerbaren Energien und produziert dank des intelligenten Energiekonzeptes im Betrieb mehr Energie, als von seinen Bewohnern und dem Gebäude selbst theoretisch verbraucht wird – vermeidet also mehr CO₂-Emissionen, als es selbst durch den Verbrauch von Strom für Heizung und Warmwasser verursacht. Dies führt dazu, dass auch die Emissionen, die durch Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung der Gebäudekonstruktion anfallen, mit fortschreitendem Betrieb abgebaut werden und das LichtAktiv Haus rein rechnerisch nach 26 Jahren ein neutrales Treibhauspotential erreicht – d.h. alle Treibhausgasemissionen, die bei Herstellung, Instandhaltung und Entsorgung anfallen, werden bis dahin vollständig eingespart.

Attraktiver Wohnraum in Verbindung mit nachhaltiger Energieversorgung und optimierter Klimatisierung ist nicht mehr nur dem Neubau vorbehalten. Mit der Modernisierung eines Hamburger Siedlerhauses zum LichtAktiv Haus zeigen die Tageslichtexperten von VELUX im Rahmen der Internationalen Bauausstellung (IBA) Hamburg, wie sich zukunftsweisendes Wohnen im Bestand mit viel natürlichem Licht bereits heute umsetzen lässt. Dabei verbindet der deutsche Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft sechs Konzepthäuser umsetzt, beispielhaft intelligentes Energiedesign mit höchstem Wohnwert. So kann die im LichtAktiv Haus benötigte Energie inklusive des Haushaltsstroms vollständig durch erneuerbare Energien erzeugt werden. CO₂-neutrales Wohnen im modernisierten Siedlerhaus ist damit erstmals möglich.

Moderne Raumstruktur und hohe Lichtausbeute sorgen für Wohlbefinden

Den Ausgangspunkt bildete eine in Hamburg-Wilhelmsburg gelegene, unsanierte Doppelhaushälfte aus den 1950er Jahren. Mit einer Grundfläche von acht Metern im Quadrat sowie dem kleinen, ursprünglich als Stall genutzten Anbau entsprach das Objekt nicht mehr den aktuellen Ansprüchen an Raumgrößen und -höhen. Um zusätzliche Wohn- und Nutzfläche zu gewinnen und mehr Freiheiten für individuelle Bedürfnisse zu schaffen, wurde der Anbau durch einen neuen Erweiterungsbau ersetzt und das Bestandsgebäude umfassend modernisiert. Dabei wurde die geschlossene, kleinteilige Raumstruktur aufgebrochen und großzügige Aufenthalts-, Erlebnis- und Verkehrsbereiche geschaffen. Zudem konnte im Rahmen der Umbau- und Modernisierungsarbeiten Barrierearmut im Erdgeschoss realisiert werden.

Gleichzeitig versorgt eine anspruchsvolle Tageslichtarchitektur das Gebäude mit viel natürlichem Licht und frischer Luft und sorgt für Wohlbefinden und Behaglichkeit. Hierfür wurde unter anderem die Fensterfläche im Bestandsgebäude verdoppelt. So versorgt nun eine Dachfensterfront von fast fünf Metern Länge den gesamten Raum des neuen offenen Treppenhauses vom Erdgeschoss bis zum Dach mit viel natürlichem Licht. Diese sogenannte „Tageslicht-Lampe“ macht Tageszeiten erlebbar und eröffnet den ungestörten Blick in den großen Garten.

Auch die geschickt angeordnete Treppe bietet mit ihrem Geländer aus weißem Stahlrohr und gespannten Stahlseilen höchstmögliche Transparenz und ermöglicht ungehinderten Lichteinfall. Der Treppenraum – einst dunkel und unspektakulär – ist somit heute Begegnungsort, Multifunktionsmöbel und Bibliothek. Funktional und attraktiv zugleich bildet er ein spannendes Zentrum. Ebenfalls im Bestandsgebäude befinden sich zwei Kinderzimmer, ein Schlafzimmer mit Ankleide sowie zwei Badezimmer. Zudem verwandelt sich der ehemals ungenutzte Spitzboden dank großzügiger Dachfenster in einen zusätzlichen Wohn- oder Bürobereich.

Erweiterungsbau kombiniert Funktionalität und Lebensqualität

Ein eingeschossiger Zwischenbau mit Flachdach, der als Hauseingang und Gartenaustritt dient, verbindet das Bestandsgebäude mit der Holzrahmenkonstruktion des Erweiterungsbaus. Dieser bietet mit einer flexiblen Raumaufteilung Platz für einen Wohn-, Koch- und Essbereich und garantiert dabei ein Höchstmaß an Variabilität. Architektonisches Gestaltungselement und Wetterschutz zugleich sind die großflächigen Glasfassadenelemente von Velfac, mit denen die Außenwände der Süd- und Nordfassade verkleidet wurden. Im westlichen Kopf des Anbaus befinden sich ein Haustechnikraum, eine Vorratskammer sowie ein Gäste-WC. Den Abschluss bildet ein Carport, der aus der Konstruktion des Anbaus hervorgeht. Am östlichen Kopfbereich schließt sich an den Wohnbereich eine überdachte Terrasse an, die in Verbindung mit dem Garten für ein hohes Maß an Lebensqualität sorgt.

Zugleich trägt der Anbau mit einem intelligenten Energiedesign zum Erreichen der energetischen Autarkie bei: Dank des Einbaus von Solarkollektoren entsteht auf dem Erweiterungsbau ein regelrechtes „Energiedach“. Dabei kommen sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaik-Module zum Einsatz. Zudem gewährleisten großflächige VELUX Dachfenster ein optimales Zusammenspiel zwischen Belichtung, passiven, solaren Wärmegewinnen und sommerlichem Wärmeschutz.

Energetische Ertüchtigung minimiert Energiebedarf

Voraussetzung für CO₂-Neutralität im Betrieb ist ein möglichst geringer Gesamtenergiebedarf für beide Gebäudeteile. Bei der energetischen Ertüchtigung der Altbausubstanz standen deshalb die Dämmung nach modernsten Erkenntnissen und der Einsatz hoch innovativer Materialien im Mittelpunkt. So erzielt beispielsweise die auf der vorhandenen Betonsohle verlegte Polyurethandämmung gute Dämmwerte trotz niedriger Aufbauhöhen. Für die energetische Optimierung der Fassade sorgt eine 200 Millimeter dicke mineralische Dämmung aus Steinwolle von Knauf. Auch die Sparren des neu errichteten Kehlbalkendachs wurden mit einer Höhe von 220 Millimeter vollständig ausgedämmt und mit einer außenseitig angeordneten, 35 Millimeter starken Holzfaserdämmstoffplatte verkleidet. Beim Einbau der dreifach verglasten VELUX Dachfenster, darunter zwei Lichtbänder und ein Ausstiegsfenster, kam zudem der VELUX Eindeckrahmen EDW zum Einsatz. Dieser ermöglicht den vertieften Einbau der Fenster und sorgt so für eine zusätzliche Reduzierung von Wärmeverlusten in diesem Bereich. Die auf dem Dach eingesetzten hellen Faserzementplatten von Eternit überzeugen nicht nur durch ihre moderne Optik, sondern leisten zudem einen aktiven Beitrag zur Smog-Verringerung: Dank der Zugabe von Titandioxid in den Zement können die Dachplatten gesundheitsschädliche Stickoxide mit Hilfe von Tageslicht in unschädliche Nitrate umwandeln.

Energieeffizienz und natürliche Klimatisierung dank intelligenter Tageslichtarchitektur

Neben der optimierten Wärmedämmung tragen insbesondere die Dachfenster in beiden Gebäudeteilen durch ihren hohen Anteil an der Gesamtfensterfläche dazu bei, den Energiebedarf des LichtAktiv Hauses zu minimieren. Die ausgewählten Fenster schaffen durch Größe, Standortwahl und Beschaffenheit genau die benötigte Balance zwischen erforderlicher Wärmedämmung (U-Wert) und Nutzung solarer, passiver Wärmegewinne (g-Wert). Außerdem lässt sich – je nach Wetter, Tages- und Jahreszeit – der Einfall von Tages- und Sonnenlicht im Zusammenspiel von Fenstern und Beschattungselementen dynamisch regulieren. Dabei verbindet die optimierte Tageslichtnutzung Energieeffizienz mit hohem Wohnkomfort. Die Bewohner können die Raumhelligkeit flexibel und komfortabel an ihre Bedürfnisse anpassen – der Einsatz von künstlicher Beleuchtung kann gleichzeitig reduziert werden. Die auf Basis der Tageslichtplanung konzipierte Kunstlichtplanung sorgt dabei für höchste Energieeffizienz bei angenehmer und bedarfsorientierter Belichtung.

Darüber hinaus spielen die Dachfenster eine zentrale Rolle bei der Be- und Entlüftung des Gebäudes. In der aus energetischen Gründen luftdichten Bausubstanz öffnen und schließen sich die Fenster automatisch je nach Temperatur, CO₂-Konzentration und Luftfeuchtigkeit. Dabei sorgen Wind und Temperaturunterschiede zwischen außen und innen für eine gute Frischluftzufuhr. Zudem verstärkt die unterschiedliche Höhe der Fenster die Wirkung des sogenannten Kamineffekts und unterstützt eine natürliche Belüftung von unten nach oben. Dadurch wirkt das gesamte System von Rollläden, Sonnenschutzelementen und Fenstern wie eine natürliche Klimaanlage und sichert ein gesundes und behagliches Raumklima.

Mit innovativer Energiegewinnung zum Null-Energie-Haus

Die ganzjährige Bereitstellung von Wärme für Wasser und Heizung übernimmt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe von Sonnenkraft. Diese nutzt dank der Kopplung mit der 22,5 Quadratmeter großen solarthermischen Anlage sowohl die Umweltwärme aus der Luft als auch die Sonnenenergie. Da die Wärmepumpe unmittelbar in den Solarkreis eingebunden ist, erhöht sich ihr Wirkungsgrad gegenüber einer herkömmlichen Anlage um 25 Prozent. Zudem heizt die Wärmepumpe im Heizbetrieb nicht erst den Speicher auf, sondern speist die Heizkreise direkt. So werden Abstrahlverluste durch den Speicher vermieden und der Energieaufwand ist geringer, als bei herkömmlicher Pufferung im Speicher. Eine Niedrigtemperatur-Fußbodenheizung wärmt die Wohnräume. Warmwasser wird im Durchlaufprinzip erzeugt. Für eine Reduzierung des Wasserverbrauchs sorgt eine Zisterne im Vorgarten: Sie fängt Regenwasser auf, das für die Toiletten, die Gartenbewässerung und die Waschmaschine genutzt wird.

Der benötigten Restmenge an Energie wie Haushaltsstrom, Beleuchtung oder Hilfsstrom für die Wärmepumpe stehen in gleichem Umfang Energiegewinne durch Photovoltaik gegenüber. Die eingesetzten Glas-Glas-Photovoltaikmodule von Scheuten Solar haben eine Fläche von insgesamt zirka 75 Quadratmetern und nutzen damit die gesamte verbleibende Dachfläche des Neubauriegels aus. Somit werden alle verursachten CO₂-Emissionen durch regenerative Energieerzeugung vollständig neutralisiert.

Fazit

Das LichtAktiv Haus Experiment von VELUX gibt einen Ausblick auf das Bauen und Wohnen der Zukunft und zeigt beispielhaft, wie sich durch innovative Modernisierung höchster Wohnwert und optimale Nutzung erneuerbarer Energien verwirklichen lassen. Die Grundlage hierfür bildet die auf Energieeffizienz ausgerichtete Architektur sowie die intelligente Gebäudetechnik. Dank ausgefeilter Tageslicht-, Belüftungs- und Beschattungskonzepte sowie einer durchdachten Raumplanung kann der jährliche Energiebedarf für Heizung, Warmwasser und Strom von ursprünglich 293,6 kWh/m² auf 108,4 kWh/m² gesenkt werden. Dieser kann ganzjährig durch die nachhaltig, selbst erzeugte Energieausbeute von insgesamt 108,6 kWh/m² ausgeglichen werden. Dadurch ermöglicht der deutsche Beitrag zum europaweiten VELUX Model Home 2020 Projekt erstmalig CO₂-neutrales, nachhaltiges Wohnen im modernisierten Siedlerhaus und sorgt dafür, dass steigende Energiepreise im LichtAktiv Haus keine Rolle spielen.

Zudem ergab die von der TU Darmstadt durchgeführte Ökobilanz, dass das LichtAktiv Haus geringere negative Umweltwirkungen hat, als das vergleichbare DGNB-Referenzgebäude, und nach nur 26 Jahren CO₂-neutral wird. Mit diesem zentralen Ergebnis unterstützt die Ökobilanz die Annahme, dass die umfangreiche Modernisierung eines Bestandsgebäudes deutliche Vorteile gegenüber einem konventionellen Neubau haben kann und belegt die Relevanz des LichtAktiv Haus Experiments in Deutschland.

Dämmung als Voraussetzung für Plus-Energie

Das Haus basiert auf einer leichten Holzkonstruktion mit tragenden Holz I-Trägern und Leimholz Balken. Zusätzlich wurden die Konsolen im Bereiche der Küche und des Wohnzimmers mit Stahlkonstruktionen verstärkt. Um die Wärmeverluste der Gebäudehülle auf ein Minimum zu reduzieren, standen die luftdichte Konstruktion der Gebäudehülle und die effektive Dämmung von Wänden, Dach und Bodenplatte nach modernsten Erkenntnissen im Mittelpunkt. Aus diesem Grund kam an den Wänden eine 395 Millimeter starke mineralische Dämmung aus Rockwool-Steinwolle zum Einsatz, sodass ein U-Wert von 0,1 W/m²K erreicht werden konnte. Auch das Satteldach wurde zweilagig mit Steinwolle in einer Stärke von 540 Millimetern gedämmt. Der U-Wert beträgt 0,07 W/m²K. Sowohl die Fassade als auch das Dach wurden mit Kongebro Naturschiefer verkleidet. Die Bodenplatte wurde ebenfalls mit einer Höhe von 500 Millimeter gedämmt. Der U-Wert beträgt auch hier 0,07 W/m²K.

Für den luftdichten Abschluss der verbauten Dachfenster zur angrenzenden Dachfläche sorgt die VELUX Dampfsperrschürze. Diese in den Ecken verschweißte und jeweils zur Fenstergröße passende Folie gewährleistet eine dampf- und luftdichte Verbindung vom Fenster zur dachseitigen Dampfsperre und Luftdichtheitsschicht. Klebebänder dichten den Übergang zur Dampfsperre und Luftdichtheitsschicht in der Dachfläche ab. Durch den Einbau mit dem VELUX Eindeckrahmen EDW liegen die Fenster tiefer im Dach, so dass eine ebene Dachfläche entsteht. Dies bietet nicht nur eine moderne Optik, sondern erzielt gleichzeitig eine verbesserte Wärmedämmung. Die Fenster sind 3-fach-verglast und ihre Rahmen zusätzlich innen und außen gedämmt.

Passive, solare Wärmeeinträge als Basis des innovativen Energiekonzepts

Ein wesentlicher Aspekt bei der Energieplanung und hervorstechendstes Kennzeichen des „Home for Life“ sind die großen Fensterflächen. Mit 75 Quadratmetern betragen sie ca. 40 Prozent der Geschossfläche und sind damit fast doppelt so groß wie bei einem typischen Einfamilienhaus. Größe und Position der ausgewählten Fenster wurden durch die Sonnenstellung am Himmel, die Jahreszeiten, Energieoptimierungsaspekte und die Bedürfnisse der Bewohner bestimmt. Licht- und Lufteintrag werden optimiert und der Energiebedarf des „Home for Life“ minimiert. Zudem schaffen die ausgewählten Fenster durch Größe, Standortwahl und Beschaffenheit genau die benötigte Balance zwischen erforderlicher Wärmedämmung (U-Wert) und Nutzung passiver Wärmegewinne (g-Wert) und tragen in erheblichen Umfang zur Deckung des Wärmebedarfs im Winter bei. So können im „Home for Life“ ca. 50 Prozent der Raumwärme durch passive Solargewinne gedeckt werden. Der restliche Heizwärmebedarf wird über eine Kombination von Fußbodenheizung in den Aufenthaltsräumen und Heizkörpern in den Schlafräumen abgedeckt.

Beim Gebäudemanagement wird zudem auf einen möglichst geringen Heizwärmeverbrauch geachtet. Unter anderem sorgt ein während der Heizperiode eingesetztes, mechanisches Belüftungssystem mit Wärmerückgewinnung dafür, dass die kalte Zuluft ohne zusätzlichen Energiebedarf aufgewärmt wird. Das System ist so programmiert, dass die einzelnen Zimmer nur bei Bedarf mit frischer Luft versorgt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Haus nicht stärker als nötig belüftet wird und dennoch ein angenehmes Innenraumklima herrscht. Zusätzlich verhindert die automatische Lüftung auch die Entstehung einer zu großen Feuchtigkeit in der Raumluft und sorgt so dafür, dass sich kein Schimmel bilden kann. Im Sommer ersetzt ein sensorgesteuertes, natürliches Belüftungssystem das mechanische System. Es gewährleistet nicht nur die Frischluftzufuhr in den Räumen sondern reduziert zudem den Energieverbrauch.

Energiedach erwirtschaftet Überschuss

Der auf ein Minimum reduzierte jährliche Gesamtenergiebedarf von insgesamt 53,2 kWh/m² für Heizwärme, Warmwasser und Strom wird komplett mit erneuerbaren Energien produziert. Im Mittelpunkt steht dabei das südwärts orientierte Schieferdach, das als regelrechtes „Energiedach“ konzipierte wurde: Photovoltaik-Kollektoren mit einer Fläche von 50 Quadratmetern produzieren den benötigten Strom. Für die Warmwasserproduktion sind Solarthermie-Elemente mit einer Fläche von 6,7 Quadratmeter zuständig. Die Indach-Kollektoren von VELUX ähneln in der Gestaltung den VELUX Dachfenstern und fügen sich harmonisch in die Dacharchitektur ein. Der Clou für den Dachhandwerker: Die fachgerechte, dichte Montage der Kollektoren erfolgt nach den gleichen Prinzipien wie bei den Dachfenstern.

Den restlichen Energiebedarf deckt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. Diese nutzt dank der Kopplung mit der solarthermischen Anlage sowohl die Umweltwärme aus der Luft als auch die Sonnenenergie. Da die Wärmepumpe unmittelbar in den Solarkreis eingebunden ist, erhöht sich ihr Wirkungsgrad gegenüber einer herkömmlichen Anlage um 25 Prozent. Zudem heizt die Wärmepumpe im Heizbetrieb nicht erst den Speicher auf, sondern speist die Heizkreise direkt. So werden Abstrahlverluste durch den Speicher vermieden und der Energieaufwand ist geringer, als bei herkömmlicher Pufferung im Speicher. Die nachhaltig, selbst erzeugte Energieausbeute beträgt 62,6 kWh/m² pro Jahr - das Home for Life erwirtschaftet damit einen jährlichen  Energieüberschuss von 9,4 kWh/m².

Tageslicht und frische Luft sorgen für Wohlbefinden

Die auf allen vier Fassadenseiten sowie im Dach platzierten Fenster sorgen dank schmaler Rahmenprofile für tief in alle Raume fallendes natürliches Tageslicht. Dabei verbindet die optimierte Tageslichtnutzung Energieeffizienz mit hohem Wohnkomfort. Im Zusammenspiel mit Beschattungselementen lässt sich der Einfall von Tages- und Sonnenlicht dynamisch regulieren. So können die Bewohner die Raumhelligkeit flexibel und komfortabel an ihre Bedürfnisse anpassen – der Einsatz von künstlicher Beleuchtung kann gleichzeitig reduziert werden. Darüber hinaus schaltet das Steuerungssystem das Licht in unbenutzten Räumen automatisch aus und reduziert den Energieverbrauch zusätzlich.

Die an der Hausinnen- und -außenseite angebrachten Sonnenschutzvorrichtungen werden ebenfalls durch die intelligente Steuerung reguliert. Durch das intelligente Zusammenspiel der Sensoren und einen regelmäßigen Abgleich von Sonnenlicht und Außentemperatur entscheidet das Sensorsystem das ganze Jahr über selbständig, ob automatische Rollläden und Hitzeschutzmarkisen besser geöffnet oder geschlossen sein sollten. Im Sommer sind die Räume automatisch besser vor Hitze geschützt, im Winter nutzt das System tagsüber intelligent die solare Energie und optimiert in der Nacht die Wärmedämmung. Dadurch werden Wärmeaufnahme und Lichteinfall optimiert und ganzjährig ein gesundes Raumklima geschaffen:

Einjähriger Praxistest liefert wichtige Erkenntnisse

Der entscheidende Teil des Experiments begann nach der Fertigstellung des „Home for Life“: Um das Wohnen der Zukunft auf die Probe zu stellen und die Theorie in der Praxis zu überprüfen, zog eine fünfköpfige Familie in das Konzepthaus ein. Die Simonsens waren ein Jahr lang Teil des Experiments und führten Protokoll über die Bewohnbarkeit des Hauses. Parallel wurden Energieerzeugung und -verbrauch von der Ingenieurhochschule Aarhus gemessen und dokumentiert.

Zu den wesentlichen Erkenntnissen zählt, dass die über die Sonnenkollektoren und Solarzellen gewonnenen Energiemengen allen Erwartungen gerecht wurden und sogar die ursprünglich berechneten Werte übertrafen. „An einem sonnigen Tag konnten wir sechsmal mehr Strom in das Netz einspeisen, als wir selbst benötigten”, erklärt Sverre Simonsen. Auch kann der Energiebedarf in Zukunft niedrig gehalten werden, obwohl dieser während der einjährigen Testphase über den theoretischen Berechnungen lag. Dies lag vor allem daran, dass die Simonsens erst kurz vor dem Einzug ins „Home for Life“ ihr drittes Kind bekommen hatten: Deshalb musste die Temperatur in den Wohnräumen um zwei bis drei Grad höher sein, als ursprünglich berechnet.

Auch die Steuerungssysteme benötigten während der Testphase mehr Energie, als im Normalbetrieb erforderlich wäre. Dies lag zum einen an den umfangreichen Messungen und Aufzeichnungen von Verbrauchsdaten und daran, dass das System erst eingefahren werden musste. Darüber hinaus war der Bedienbildschirm der Steuerungseinheit durch seine zentrale Lage jedoch auch eine große Attraktion für die technikbegeisterte Familie, die ebenfalls viel mit der Steuerung experimentierte. In Zukunft wird der Energiebedarf des Steuersystems deutlich sinken und seine Steuerungsfunktionen noch benutzerfreundlicher werden.

Der hohe Tageslichtanteil und die frische Luft im Haus wurden von allen Familienmitgliedern als äußerst positiv empfunden. „Wir konnten jede Minute im Haus genießen, und wir haben schon ein paar Ideen, wie wir mehr Tageslicht in unser eigenes, in traditioneller Bauweise erstelltes Einfamilienhaus bekommen können”, berichtet Sophie Simonsen. Und auch das gute Raumklima im Haus überzeugte: Messungen der Raumtemperatur, der Luftfeuchtigkeit und des CO₂-Gehalts der Luft zeigten, dass das Raumklima insgesamt den Erwartungen entsprach und von der Familie als angenehm empfunden wurde. So war der CO₂-Gehalt in den Räumen mit natürlicher Klimatisierung deutlich geringer als in denen ohne und auch das Raumklima wurde von den Familienmitgliedern in diesen Zimmern am angenehmsten empfunden.

Fazit

Die Erfahrungen aus dem Home for Life-Projekt zeigen, dass sich die Vision von Energieeffizienz in Verbindung mit höchstem Wohnwert verwirklichen lässt und bis 2020 die in der EU erwarteten gesetzlichen und normativen Anforderungen erfüllt werden können. Dank des energieeffizienten Designs erzeugt das „Home for Life“ mehr Energie, als die Bewohner verbrauchen, sodass die überschüssige Energie. nach rund 40 Jahren der für die Hausbaumaterialien aufgewendeten Energiemenge entspricht.

Den Ausgangspunkt bildete eine in Hamburg-Wilhelmsburg gelegene, unsanierte Doppelhaushälfte aus den 1950er Jahren. Mit einer Grundfläche von 8 x 8 Metern sowie dem kleinen, ursprünglich als Stall genutzten Anbau entsprach das Objekt nicht mehr den aktuellen Ansprüchen an Raumgrößen und -höhen. Zudem wurden die kleinen, gedrungenen Räume aufgrund der geringen Fensterflächen nur mit wenig Tageslicht versorgt. Um einerseits zusätzliche Wohn- und Nutzfläche zu gewinnen und mehr Freiheiten für individuelle Bedürfnisse zu schaffen und um andererseits Flächen für die solare Energieerzeugung zu gewinnen, wurde der Anbau durch einen neuen Erweiterungsbau ersetzt. Zudem wurde das Bestandsgebäude umfassend gedämmt und modernisiert.

Lichtarchitektur auf der Basis des Tageslichtquotienten

Bei der integralen Planung des LichtAktiv Hauses nahm die Tageslicht- und Kunstlichtplanung eine zentrale Rolle ein. Sie basiert auf umfangreichen Untersuchungen des Lichtplaners Professor Peter Andres. Die Tageslichtverfügbarkeit und deren Wirkung werden durch die Berechnung des Tageslichtquotienten vergleichbar. Dieser international anerkannte Wert in Prozent trifft eine Aussage darüber, wie viel des von außen einfallenden Tageslichts im Innenraum nutzbar ist. Ein Raum mit einem Tageslichtquotienten von durchschnittlich zwei Prozent gilt zwar als Licht durchflutet, muss aber für bestimmte Tätigkeiten zusätzlich mit Kunstlicht angereichert werden. Ein Raum mit über fünf Prozent wirkt schon besonders intensiv von Tageslicht durchflutet.

Das Lichtkonzept als zentrale Komponente des LichtAktiv Hauses verfolgt das Ziel, einen Großteil der Räume intensiv von Tageslicht durchfluten zu lassen, denn in diesem Fall kann auf den Einsatz von Kunstlicht verzichtet werden. Zudem muss dank der kontrollierten, solaren Energieeinträge über die Fenster im Winter weniger geheizt werden. So wird die Energiebilanz des Gebäudes spürbar positiv beeinflusst. Durch eine geschickte Positionierung der Fensteröffnungen im LichtAktiv Haus lassen sich in den stark frequentierten Aufenthaltsräumen wie dem Wohnbereich, der Küche oder den Kinderräumen die angestrebten Tageslichtquotienten von durchschnittlich fünf Prozent oder mehr verwirklichen. Damit es im Sommer nicht zu warm wird und auch im Winter ausreichend frische Luft ins Gebäude gelangt, wirken Fenster, Sonnenschutzelemente und Rollläden wie eine natürliche Klimaanlage. Je nach Temperatur, CO2-Konzentration und Luftfeuchtigkeit öffnen und schließen sie sich automatisch und sichern ein gesundes und behagliches Raumklima.

Helle, tageslichtdurchflutete Räume im Altbau

Eine besonders gute Tageslichtausbeute liefert die so genannte „Tageslicht-Lampe“. Dieser zentrale Erschließungs- und Bibliotheksbereich löst das ehemals kleinteilige und geschlossene Treppenhaus des Bestandsgebäudes sowohl horizontal als auch vertikal auf und versorgt mit zehn großflächigen Dachfenstern den gesamten Raum vom Erdgeschoss bis zum Dach mit viel natürlichem Licht. Die geschickt angeordnete Treppe unterstützt in ihrer Farbgebung die Lichtausbeute. Ein Geländer aus weißen Stahlprofilen schafft größtmögliche Transparenz und dadurch Helligkeit. Zudem eröffnet die fast fünf Meter lange Fensterfront den ungestörten Blick in den großen Garten und macht den Wechsel der Tages- und Jahreszeiten auch im Inneren erlebbar. Zwei Kinderzimmer, ein Schlafzimmer mit Ankleide sowie zwei Badezimmer bieten Platz für eine vierköpfige Familie – und der ehemals ungenutzte, dunkle Spitzboden lädt dank großzügiger Dachfenster und gemütlichen Sitzkissen zum Entspannen und Wohlfühlen ein. Die Oberlichter auf beiden Seiten des Firsts erzielen dort Werte von über zehn Prozent, denn Dachfenster liefern bei vergleichbaren Lichtverhältnissen mehr als doppelt so viel Licht wie vertikal angeordnete Fenster. Auch im Erdgeschoss wird unter der Tageslicht-Lampe ein guter Tageslichtquotient von durchschnittlich fünf bis sechs Prozent erreicht. Auf Kunstlicht kann hier auch an trüben Tagen meist verzichtet werden. Im Treppen- und Bibliotheksbereich ist mit etwa vier Prozent zu rechnen.

Optimale Lichtplanung im Erweiterungsbau

Mit dem Erweiterungsbau werden deutliche Wohn- und Nutzflächengewinne erzielt, aber auch weitere Perspektiven bei der Umsetzung des Energie- und Tageslichtkonzepts eröffnet. So wurde auf dem Anbau ein regelrechtes „Energiedach“ installiert: Photovoltaik- und Solarthermiemodule erzeugen in Kombination mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe die gesamte im LichtAktiv Haus benötigte Energie für Heizung, Warmwasser und Strom. Um ein optimales Zusammenspiel zwischen Belichtung, passiven Wärmegewinnen und sommerlichem Wärmeschutz zu erzielen, wurden sowohl die Süd- als auch die Nordfassade zum Teil aus transparenten Bauteilen errichtet. Die Giebelseiten sind weitgehend geschlossen. Die Raumaufteilung ist grundsätzlich flexibel angelegt. Raumteilende Möbel schaffen Platz für einen Wohn-, Koch- und Essbereich und garantieren ein Höchstmaß an Variabilität und Nutzungsfreiheit. Das Besondere: Durch die eingeschossige Bauweise des Erweiterungsbaus kann die Versorgung des Wohnraums mit natürlichem Licht auch über Dachfenster erfolgen. Diese ermöglichen eine gleichmäßige Ausleuchtung des Raums ohne Schattenwurf und erzeugen eine außergewöhnliche Lichtstimmung. So werden beispielsweise in der Küchenzone Tageslichtquotienten zwischen fünf und acht Prozent erreicht und die Möglichkeiten des Baukörpers ideal ausgenutzt. Im westlichen Kopf des Anbaus befinden sich ein Haustechnikraum, eine Vorratskammer sowie ein Gäste-WC. Den Abschluss bildet ein Carport, der aus der Konstruktion des Anbaus hervorgeht. Am östlichen Kopfbereich schließt sich an den Wohnbereich eine überdachte Terrasse an, die als Verbindung zwischen Innen und Außen ein hohes Maß an Lebensqualität bietet.

Fazit

Das LichtAktiv Haus Experiment von VELUX zeigt beispielhaft, wie sich ein altes Gebäude zukunftsweisend modernisieren lässt. Das in ein Nullenergiehaus verwandelte Siedlerhaus aus den 1950er-Jahren bietet seinen Bewohnern nicht nur höchsten Wohnkomfort mit viel Tageslicht und frischer Luft, sondern macht zudem Heizungs- und Stromrechnungen für alle Zeiten überflüssig. Dabei sorgt die anspruchsvolle Tageslichtarchitektur nicht nur dafür, dass sich die Bewohner im LichtAktiv Haus besonders wohlfühlen, sondern trägt außerdem dazu bei, den Energiebedarf signifikant zu senken.

Die Ausgangssituation stellt sich als unsanierte Doppelhaushälfte eines Siedlerhauses aus den 1950er Jahren mit einer Grundfläche von 8 x 8 m sowie einem kleinem Anbau als Nebengelass dar. Das Wohngebäude besteht aus kleinen gedrungenen Räumen mit insgesamt nur 18 m² Fensterflächen, die die Räume mit einer eher dürftigen Tageslichtausbeute versorgen. Bedingungen also, die gemeinsam mit der veralteten Dämm- und Heizungstechnik nicht mehr heutigen Komfortansprüchen und Wohnbedürfnissen genügen. Dem gegenüber trägt ein großer Nutzgarten auf dem 1.110 m² großen Areal zum positiven Lebensgefühl bei. Der Garten sollte den Bewohnern früher die Selbstversorgung durch den eigenen Anbau von Obst und Gemüse ermöglichen, das Nebengelass diente einst als Stallgebäude.

Inspiriert durch diese Tradition der Selbstversorgung entstand in Zusammenarbeit von VELUX und dem Expertenteam um Professor Manfred Hegger (Lehrstuhl für Entwerfen und Energieeffizientes Bauen, TU Darmstadt) im Rahmen eines integralen Planungsprozesses ein Projekt, das zukunftsweisend die Idee der Energie-Autarkie in den Mittelpunkt rückt. Das Wohngebäude soll weitgehend erhalten, aber modernisiert werden. Mit einem Erweiterungsbau für den alten Anbau lassen sich einerseits deutliche Wohn- und Nutzflächengewinne erzielen und andererseits weitere Perspektiven bei der Umsetzung des Energiekonzepts eröffnen.

Das Energiekonzept

Das Energiekonzept des LichtAktiv Hauses verfolgt das Ziel, CO₂-Neutralität im Betrieb zu realisieren. Die im Gebäude benötigte Energie inklusive des Haushaltsstroms deckt sich vollständig durch erneuerbare Energien, ohne auf eine attraktive Architektur mit hohem Wohnwert, Behaglichkeit, reichlich Tageslicht und frischer Luft verzichten zu müssen. Die Grundlage des Energiekonzepts bildet neben der intelligenten Architektur und ausgefeilten Gebäudetechnik die energetische Ertüchtigung des Bestandsgebäudes.

Hohe Tageslichtausbeute bei optimalen solaren Energiegewinnen

Neben der optimierten Wärmedämmung bieten insbesondere die Dachfenster durch ihren hohen Anteil an der Gesamtfensterfläche ein bemerkenswertes Energie-Einsparpotenzial sowie zusätzliche solare Energiegewinne. Architektonisches Ziel ist es, die Fenster weitgehend in die Ideen des Energiekonzeptes zu integrieren. Die ausgewählten Fenster schaffen durch Größe, Standortwahl und Beschaffenheit genau die benötigte Balance zwischen erforderlicher Wärmedämmung (U-Wert) und Nutzung passiver Wärmegewinne (g-Wert), um den Energiebedarf des LichtAktiv Hauses höchstmöglich zu minimieren. Hinzu kommt eine großzügige Tageslichtausbeute – bei Dachfenstern ist sie gegenüber gleich großen Fassadenfenstern rund zweifach höher, gegenüber Gauben sogar um mehr als das Dreifache. Dadurch reduziert sich der Einsatz von elektrisch erzeugtem Kunstlicht deutlich und setzt weitere Einsparmöglichkeiten frei.

Autarke Energieversorgung intelligent gesteuert

Für die autarke nachhaltige ganzjährige Energieversorgung auf Basis regenerativer Erzeugung sorgt als Herzstück der Gebäudetechnik die Solar Compleet-Anlage, die Solarthermie mit einer Luft-/Wasser-Wärmepumpe (Jahresarbeitszahl 3,7) kombiniert und den größten Teil des Bedarfs an Heizwärme und Warmwasser deckt. Die Wärmepumpe mit Solareinbindung nutzt sowohl die Sonne als auch die Umweltwärme aus der Luft zur Energiegewinnung. Ein Ventilator saugt die Außenluft an und leitet sie durch die Außeneinheit. Die Wärme wird an die Wärmepumpe abgegeben anschließend direkt in das Heizungssystem geleitet. Auch der Energieertrag der integrierten 22,5 m² großen solarthermischen Anlage läuft direkt in die Wärmepumpe, wodurch keine Übertragungsverluste entstehen. Weil die Wärmepumpe unmittelbar in den Solarkreis eingebunden ist, erhöht sich der Wirkungsgrad um 25 Prozent (Jahressystemarbeitszeit 4,94) gegenüber einer herkömmlichen Anlage.

Eine Besonderheit des Solar Compleet-Systems: Die Wärmepumpe heizt im Heizbetrieb nicht erst auf den Puffer, sondern fährt direkt in die Heizkreise. So werden Abstrahlverluste durch den Speicher vermieden und der Energieaufwand ist niedriger, als bei herkömmlicher Pufferung im Speicher. Lediglich der erzeugte Wärmeüberschuss wird in einem Speicher eingelagert. Die Wohnräume werden über eine Fußbodenheizung temperiert. Die benötigte Restmenge an Energie für Haushaltsstrom, Beleuchtung, Hilfsstrom für Wärmepumpe und ähnliches beträgt nur noch etwa ein Drittel des gesamten Energiebedarfs. Dem stehen in gleichem Umfang Energiegewinne durch Photovoltaik-Elemente gegenüber. Dem Farbkonzept des Gebäudes entsprechend, wurden graue polykristalline Photovoltaikzellen gewählt. Die Glas-Glas-Photovoltaikmodule haben eine Fläche von insgesamt zirka 75 m² und nutzen damit die gesamte verfügbare Dachfläche des Neubauriegels aus. Die reine Modulfläche beträgt zirka 58 m². Sowohl der Heizenergie- und Wärmebedarf als auch der Strombedarf in Höhe von zusammen 108,5 kWh/m² im Jahr werden durch die eigenen Erzeugungsanlagen der kombinierten Solar-Luft-/Wasser-Wärmepumpe sowie durch Photovoltaik mit einer Ausbeute von insgesamt 108,6 kWh/m² im Jahr ausgeglichen. Alle verursachten CO₂-Emissionen erfahren durch regenerative Energieerzeugung eine vollständige Neutralisierung.

Natürliches Klimatisieren statt Klimaanlage

Ebenfalls dem Nachhaltigkeitsanspruch und Energiekonzept verpflichtet sind die Lösungen der Be- und Entlüftung des Gebäudes. Um den aufwendigen nachträglichen Einbau von Lüftungsschächten zu vermeiden, wird der notwendige Mindestluftwechsel mit automatischen Dach- und Fassadenfenstern realisiert. In dem aus energetischen Gründen luftdichten Gebäude öffnen und schließen je nach Temperatur, CO₂-Konzentration und Luftfeuchtigkeit die Fenster automatisch, so dass ein gesundes und behagliches Raumklima gesichert ist. Wobei kein Gerät, sondern die Natur selbst durch den Winddruck auf das Gebäude und die Temperaturunterschiede zwischen außen und innen für eine gute Frischluftzufuhr sorgt. Mit unterschiedlich hoch eingebauten Fenstern wird zusätzlich ein Kamineffekt erzeugt, der von unten nach oben eine natürliche Belüftung unterstützt. Durch das intelligente Zusammenspiel von temperatur- und lichtabhängig gesteuerten Rollläden und Sonnenschutzelementen mit den Fenstern wirkt das gesamte System wie eine natürliche Klimaanlage.

Energetische Ertüchtigung des Bestandsgebäudes

Zentraler Bestandteil des Energiekonzepts ist es, den Altbau nach modernsten Erkenntnissen zu dämmen. Aufgrund der niedrigen Geschosshöhe und der fehlenden Unterkellerung, wurde auf der vorhandenen Betonsohle oberseitig eine Polyurethandämmung verlegt und darauf das Fußbodenheizungssystem angeordnet. Eine 200 mm dicke mineralische Dämmung aus Steinwolle sorgt für die energetische Optimierung der Fassade. Die Sparren des neuen Kehlbalkendachs mit einer Höhe von 220 mm wurden vollständig ausgedämmt. Die Stärke der außenseitig angeordneten Holzfaserdämmstoffplatten beträgt 35 mm. Aus der Geometrie und den weiteren Randbedingungen (unter anderem Luftdichtheit mit n₅₀ = 1,0/h und optimierte Wärmebrücken mit DU_WB = 0,05 W/m²K) ergab sich ein Primärenergiebedarf nach EnEV von 42,28 kWh/m²a für das Gesamtgebäude. Der Wert entspricht einem Drittel (34,5 %) des für das EnEV-Referenzgebäude zulässigen Energiebedarfs. Bei der gesamtenergetischen Betrachtung des LichtAktiv Hauses gingen die Berechnungen sogar über die Anforderungen der EnEV hinaus. So wurden abweichend von der EnEV 2009 spezielle Klimadaten für Hamburg, der energetische Bedarf von Beleuchtung und Geräten (Haushaltsstrom) sowie die Abluftanlage (kurzzeitige Lüftung) berücksichtigt. Außerdem berechnete das Expertenteam die Werte jeweils für das komplette Haus, das heißt Altbau und Neubau. Weiterhin wurden solare Energieeinträge auch außerhalb der Heizzeit berücksichtigt.

Die dem energetischen Ziel verpflichtete, aber dennoch hoch anspruchsvolle Architektur schafft völlig neue Aufenthalts- und Verkehrsflächen. Es entsteht ein offenes Treppenhaus, das mit großflächigen Dachfenstern den gesamten Raum vom Erdgeschoss bis zum Dach mit viel natürlichem Licht versorgt, Tageszeiten erlebbar macht und Energie für eine künstliche Beleuchtung einspart. Die geschickt angeordnete Treppe behindert nicht den Lichteinfall und unterstützt in ihrer Farbgebung die Lichtausbeute. Ein Geländer aus weißem Stahlrohr schafft größtmögliche Transparenz und Helligkeit. Der Treppenbereich, einst schmuckloses architektonisches Stiefkind des Gebäudes, wird außerdem mit seiner fast 5 m langen Fensterfront zum Garten hin zum Erlebnisbereich, denn er eröffnet nicht nur den ungestörten Blick ins Freie, sondern auch bei jedem Wetter eine enge Beziehung zur Natur.

Im Erdgeschoss verbleiben zwei Kinderzimmer und ein Bad. Im Obergeschoss werden ein Elternschlafzimmer, ein Ankleideraum und ebenfalls ein Bad eingerichtet. Der ehemals dunkle Spitzboden verwandelt sich dank großzügiger Dachfenster in einen zusätzlichen Wohnraum.

Der Erweiterungsbau: Energieeffizienz und Wohnwert vereint

Der Neubau schafft nicht nur den nach modernen Nutzungsansprüchen benötigten Flächenzuwachs um mehr als 30 Prozent, sondern ist in seiner Konstruktion, Gestaltung und Konzeption als optimierte Verkörperung des Vorgängerbaus zu sehen. Die Holzrahmenkonstruktion sowie die Dach- und Bodenaufbauten können auf U-Werte zwischen 0,12 und 0,14 W/(m²K) verweisen. Um ein optimales Zusammenspiel zwischen Belichtung, passiven Wärmegewinnen und sommerlichem Wärmeschutz zu erzielen, werden sowohl die Süd- als auch die Nordfassade teilweise aus transparenten Bauteilen errichtet. Die Giebelseiten bleiben weitgehend geschlossen. Die Raumaufteilung ist grundsätzlich flexibel angelegt. Raumteilende Möbel schaffen Platz für einen Wohn-, Koch- und Essbereich und garantieren dennoch ein Höchstmaß an Variabilität und Nutzungsfreiheit. Im westlichen Kopf des Anbaus befinden sich ein Haustechnikraum, eine Vorratskammer sowie ein Gäste-WC. Den Abschluss bildet ein Carport, der aus der Konstruktion des Anbaus hervorgeht. Am östlichen Kopfbereich schließt sich eine überdachte Terrasse an den Wohnbereich an, die als Verbindung zwischen Innen und Außen, als Raum zwischen dem Leben im Garten und mit dem Garten ein hohes Maß an Lebensqualität bietet. Insgesamt erhöht sich die Wohnfläche von 95 auf 132 m², die Fensterfläche des Gebäudes vergrößert sich von 18 auf 93 m².

Im LichtAktiv Haus spielen steigende Energiepreise keine Rolle. Dank ausgefeilter Tageslicht-, Belüftungs- und Beschattungskonzepte sowie einer durchdachten Raumplanung wird der gesamte Energiebedarf für Heizung-, Warmwasser und Strom nachhaltig ganzjährig durch Sonnen- und Umweltenergie gedeckt. Die Idee der energetischen Autarkie erhält auch ohne Abstriche an die architektonische Freiheit und gestalterische Vielfalt eine ganz neue Dimension.

Steckbrief LichtAktiv Haus

Nach fünf Monaten Bauzeit ist die Verwandlung perfekt: Das mehr als 50 Jahre alte, typische Siedlerhaus in Hamburg-Wilhelmsburg wurde umfassend modernisiert und durch einen lichten, großzügigen Anbau ergänzt. Es ist nun ein helles, zeitgemäßes Familienhaus, das höchsten Ansprüchen an Energieeffizienz, gesundes Raumklima und Wohnkomfort gerecht wird.

Vor der feierlichen Eröffnung des LichtAktiv Hauses am 19. November durch Markus Schreiber, Bezirksamtsleiter Hamburg-Mitte, erfuhren die Gäste aus Politik, Wirtschaft und Wissenschaft, aber auch der Nachbarschaft des LichtAktiv Hauses in Hamburg-Wilhelmsburg, von Jørgen Tang-Jensen, CEO VELUX A/S, und Dr. Sebastian Dresse, Geschäftsführer VELUX Deutschland GmbH, mehr über Hintergründe des Model Home 2020. Uli Hellweg, Geschäftsführer der IBA Hamburg GmbH, freute sich über die Fertigstellung eines offiziellen Projekts der Internationalen Bauausstellung IBA Hamburg, das seinen Beitrag zu Nachhaltigkeit und Klimaschutz leisten wird. Die Bedeutung des Experiments LichtAktiv Hauses für seine Mitglieder hob Rolf-Rüdiger Seidel, erster Vorsitzender des Verbands für Haus- und Wohneigentum Hamburg, in dem auch zahlreiche Eigentümer eines zu modernisierenden Siedlerhauses zusammengeschlossen sind, hervor.

Das LichtAktiv Haus ist der deutsche Beitrag zum europaweiten VELUX Experiment Model Home 2020, in dessen Rahmen das Unternehmen auf der Suche nach dem Bauen und Wohnen der Zukunft sechs Konzepthäuser umsetzt. Als zukunftsweisendes Modernisierungsbeispiel liefert das LichtAktiv Haus Anregungen und Erkenntnisse für in Deutschland hunderttausendfach zu findende Siedlerhäuser im Speziellen wie auch für unzählige ältere Bestandsgebäude im Allgemeinen.

Das LichtAktiv Haus in 2011: Besichtigungen und Wohnexperiment

Ab Anfang 2011 steht das LichtAktiv Haus einige Monate für Besichtigungen und Veranstaltungen offen. Danach bewohnt und testet als Bestandteil des Experiments eine Familie das Haus für ein Jahr. Energieverbrauch und die Innenklimabedingungen werden während der Nutzungsphase durch eine aufwendige Haustechnik laufend gemessen und die Ergebnisse dokumentiert – ohne dabei die Bewohner einzuschränken. „Dahinter steht unsere Überzeugung, dass der Mensch als Nutzer eines Gebäudes im Mittelpunkt stehen sollte, um nachhaltiges Wohnen zukunftsfähig zu machen“, sagt Dresse. „Das LichtAktiv Haus soll ein Gebäude sein, das sich den Bedürfnissen der Bewohner anpasst, nicht umgekehrt.“

Die Auswertung der Daten wird Aufschluss darüber geben, wie sich die VELUX Vision von optimalen Wohnbedingungen mit angenehmem Raumklima, Tageslicht und optimaler Energieeffizienz in der Praxis bewährt. Die Ergebnisse wird der Dachfensterhersteller der Öffentlichkeit zur Verfügung stellen. „Es entspricht unserer Unternehmensphilosophie, gesellschaftliche Verantwortung zu übernehmen. Deshalb wollen wir mit dem Projekt Model Home 2020 einen aktiven Beitrag zum energieeffizienten und qualitativ ansprechenden Bauen und Wohnen der Zukunft leisten“, erklärt Dresse.

Neben dem LichtAktiv Haus als Premium-Modernisierung, entwarf das Projekt-Team im Rahmen des integralen Planungsprozesses auch weitere Modernisierungsstufen geringeren Umfangs. Diese verdeutlichen, wie man auch mit kleineren und mittleren Budgets zukunftsweisend modernisieren kann. Genau wie für die Premium-Variante berechnet VELUX auch für die drei alternativen Modernisierungen die Energiebilanz und wird die Ergebnisse in 2011 vorstellen.

Die Partner innerhalb der VKR-Gruppe beim LichtAktiv Haus Projekt sind Velfac, WindowMaster und Sonnenkraft. Als Kooperationspartner unterstützen das Projekt zudem Eternit, Gira, Grohe, Keramag, Knauf, Knauf Insulation, Nolte Küchen und Somfy.

Aarhus, Oktober 2010. Das Testwohnprojekt lieferte der Baubranche wertvolle Erkenntnisse, wie sich die Herausforderungen im Bau nachhaltiger und zukunftsweisender Wohnräume meistern lassen.

Die Simonsens, eine fünfköpfige Familie, haben gerade die letzten Kartons in den Umzugswagen verladen und sich vom Wohnen in der Zukunft verabschiedet. Ein Jahr lang waren sie freiwillig die menschlichen „Versuchskaninchen“ im Home for Life-Experiment und testeten das Leben und Wohnen in einem sogenannten Aktivhaus, das aktiv Energie und Strom spart, ein angenehmes Raumklima bietet und mit attraktivem Wohnraum in schöner Lage verwöhnt. Home for Life ist ein Gemeinschaftsprojekt der VELUX Gruppe und VELFAC, die mit dem Haus neue Erkenntnisse darüber sammeln wollten, wie sich hochwertige Baustoffe, Technik und der Bedürfnisse von Familien in Zukunft zu einer möglichst energieeffizienten und umweltverträglichen Wohnlösung kombinieren lassen.

Home for Life bringt eine Vielzahl neuer Produkte, neuer Technologien und diverse Prototypen erstmals oder in noch nie dagewesenen Kombination zusammen. Dies ist ein entscheidender Aspekt des Experiments und der beiden Hauptziele, die mit ihm verfolgt werden sollen: Nämlich durch den aktiven Praxistest von Theorien neues Wissen zu gewinnen und durch Innovationen neue Erkenntnisse und Erfahrungen zu generieren.

Interessante Ergebnisse für die gesamte Baubranche

„Die Erfahrungen aus dem Home for Life-Projekt zeigen ganz klar, dass es bis 2020 möglich sein wird, Aktivhäuser zum gängigen Standard zu machen. Dieses Projekt war ein unschätzbar wertvoller Lernprozess, der uns einmalige Daten und Erkenntnisse über Produkte, Lösungen und Wohnanforderungen lieferte. Wir haben erkannt, dass die Puzzleteile Technik, Baustoffe, Architekturkonzept und Wohnanforderungen äußerst sorgfältig aufeinander abgestimmt werden müssen. Das Haus hat uns gezeigt, wie sensibel es auf Schwankungen und Veränderungen reagiert und wie viele Faktoren bedacht werden wollen, um das beste Ergebnis zu erzielen“, sagt Lone Feifer, strategische Projektleiterin bei VELUX A/S.

Das einjährige Experiment brachte bislang fünf wesentliche Erkenntnisse:

• Der Energiebedarf kann in Zukunft niedrig gehalten werden, auch wenn er im ersten Betriebsjahr des Hauses über den theoretischen Berechnungen lag: Die Haupterklärung für diesen Umstand ist darin zu suchen, dass die Wohngewohnheiten der Simonsens schlicht von den theoretischen Berechnungsgrundlagen abwichen. So wollten sie beispielsweise die Temperatur in den Wohnräumen um zwei bis drei Grad höher als planmäßig in der Anlage programmiert. Bedingungen, die sich auf das Gebäude und seine technischen Anlagen auswirken, veränderten sich im Laufe des Jahres. Unter anderem zeigte sich, dass die Heizanlage zu eng auf den kalkulierten Verbrauch ausgelegt war und deshalb dem regelmäßigen, zusätzlichen Wärmebedarf nicht nachkommen konnte. Nun soll ergänzend eine auf die Hausgröße zugeschnittene Wärmepumpe installiert werden. Nach Abschluss der Monitoringphase, in der alle Verbrauchsdaten umfassend aufgezeichnet werden, wird sich der Strombedarf der Steuerungsysteme halbieren. Die über Sonnenkollektoren und Solarzellen gewonnenen Energiemengen wurden allen Erwartungen gerecht und übertrafen die ursprünglich berechneten Werte sogar.

• Der Heizenergiebedarf des Hauses war höher als erwartet: Im ersten Jahr lag er beim Doppelten der ursprünglichen Berechnung. Er wird in Zukunft jedoch zurückgehen, sobald das Steuersystem in den Übergangsmonaten (Frühjahr und Herbst) und im Sommer optimiert wurde.

• Die Steuerungseinheit war eine große Attraktion für die Familie, aber ein unerwarteter Energiefresser: Durch seine zentrale Lage war der Bedienbildschirm des Steuersystems ein beliebter Treffpunkt der Familie. Allerdings wurde die Leistung des Systems dadurch eingeschränkt, dass es im ersten Jahr erst eingefahren werden musste und nicht nur Anpassungen und Veränderungen an den technischen Anlagen vorgenommen wurden, sondern auch die Familie selbst übermäßig oft in die Steuerung eingriff. Der Energiebedarf des Steuersystems wird in Zukunft deutlich sinken und seine Steuerungsfunktionen noch benutzerfreundlicher werden.

• Das gute Raumklima im Haus überzeugte: Messungen der Raumtemperatur, der Luftfeuchtigkeit und des CO₂-Gehalts der Luft zeigten, dass das Raumklima insgesamt den Erwartungen entsprach und von der Familie als angenehm empfunden wurde. Die Durchschnittstemperaturen lagen zwei bis drei Grad über den Berechnungen. Der CO₂-Gehalt war in den Räumen mit natürlicher Klimatisierung deutlich geringer als in denen ohne. Das Raumklima in den Zimmern mit natürlicher Klimatisierung wurde von den Familienmitgliedern am angenehmsten empfunden.

• Hohe Lichtzufuhr aus allen Richtungen wurde von allen Nutzern sehr positiv bewertet: Das viele Tageslicht und die frische Luft im Haus wurden von allen Familienmitgliedern als äußerst positiv empfunden, auch wenn das gelegentliche Überhitzen der Räume durch die nach Süden gelegenen Fenster störte. Ein Großteil der Südfassade des Hauses besteht aus Fensterflächen und die Elemente des Klimatisierungs- und Beschattungssystem waren noch nicht optimal aufeinander abgestimmt, wodurch es teilweise zu Temperaturschwankungen und überhitzten Räumen kam. Das viele durch die Dach- und Fassadenfenster hereinflutende und im Tagesverlauf wechselnde Tageslicht war für Gesundheit und Wohlbefinden der Bewohner extrem wichtig.

Home for Life ist eines von insgesamt sechs Gebäuden, welche die VELUX Gruppe im Rahmen seines Projekts „Model Home 2020“ bauen lässt und die allesamt die bis 2020 in der EU erwarteten gesetzlichen und normativen Anforderungen erfüllen. Treibende Kraft hinter diesem Projekt ist die Vision des sogenannten Aktivhauses, eines Hauses, das niedrigen Energiebedarf mit gutem Raumklima und optimierter Abstimmung auf Lage, Standort und Umwelt kombiniert. Weitere Informationen zu den Ergebnissen des Projekts finden Sie im Internet unter www.activehouse.info.