Klimaneutral Bauen
Bei Planung, Bau und Betrieb von Gebäuden spielt Klimaneutralität eine immer wichtigere Rolle. Wir als Architekten tragen eine große Verantwortung dafür, die Umweltbelastung durch Gebäude über deren gesamten Lebenszyklus hinweg so gering wie möglich zu halten. Der Einsatz nachhaltiger Baumaterialien ist dabei ein wichtiger Faktor. Aber was bedeutet klimaneutrales Bauen für den laufenden Betrieb eines Gebäudes, insbesondere im Hinblick auf Energieerzeugung, Energieverteilung und Energiespeicherung? Schormann Architekten & Ingenieure suchen ständig nach innovativen Lösungen zur Energieeffizienz, um Klimaneutralität in der Praxis umzusetzen.
Klimaneutralität durch nachhaltige Baustoffe
Stahl und Beton sind in der Herstellung extrem energieintensiv und verursachen hohe CO²-Emissionen. Der Einsatz organischer und zirkulärer Baustoffe ist dagegen ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz. Nachwachsenden Rohstoffe wie Holz, Lehm oder Hanfstein schonen Ressourcen, binden Treibhausgase langfristig und senken den CO²-Fußabdruck deutlich. Viele natürliche Materialien eignen sich hervorragend als Baumaterial – manche werden schon seit Jahrtausenden verwendet, manche gerade erst entdeckt.
Hier finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten nachhaltigen Baustoffe und ihre Einsatzbereiche.
Klimaneutralität bei der Energieerzeugung
Ein klimaneutrales Gebäude muss im Betrieb idealerweise mehr Energie erzeugen, als es verbraucht. Die Gebäudehülle wird dabei selbst zum Kraftwerk, ohne die ästhetische Qualität zu beeinträchtigen. Hier zwei Beispiele für eine autarke Energieerzeugung:
Gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV)
Während Standard-Paneele oft wie Fremdkörper wirken, integrieren wir die Energiegewinnung direkt in die Architektur. Transparentes Photovoltaik-Glas in Fensterflächen oder farblich angepasste Solar-Fassadenmodule machen das Gebäude zum vertikalen Stromerzeuger, ohne die Gestaltungslinie zu stören.
Geothermie-Wärmepumpen
Durch Erdsonden nutzen wir die konstante Temperatur des Erdreichs (ca. 10-12 °C). Im Winter entzieht die Wärmepumpe dem Boden Wärme zum Heizen, im Sommer kann das System zur passiven Kühlung („Natural Cooling“) genutzt werden, was den Energiebedarf für Klimatisierung deutlich reduziert.
Klimaneutralität bei der Energieverteilung
50 Prozent der Betriebskosten zentraler Lüftungsanlagen entfallen allein auf den Transport der Energie durch riesige Kanalnetze. Diese Transportkosten lassen sich durch dezentrale Geräte einsparen.
Anstatt dicke Lüftungsrohre durch das gesamte Gebäude zu führen, nutzen Schormann Architekten dezentrale Fassadenlüftungsgeräte. Diese vereinen Heizen, Kühlen und Belüften in einem kompakten Modul direkt in der Außenwand. Bei einer Raumgröße von 1000 m2 konzipieren wir 50 Geräte.
Die Vorteile der dezentralen Fassadenlüftung:
Flächengewinn: Keine abgehängten Decken für Lüftungskanäle nötig – das spart Geschosshöhe und Material.
Präzision: Räume werden nur dann belüftet, wenn sie belegt sind (bedarfsgerechte Steuerung via CO²-Sensoren).
Flexibilität: Auch nach Fertigstellung des Gebäudes ist noch eine individuelle Raumaufteilung möglich.
Wärmerückgewinnung: Durch kurze Wege und effiziente Klappenmechanismen erreichen diese Geräte eine Rückgewinnung der Wärme von bis zu 90 Prozent aus der Abluft.
Klimaneutralität bei der Energieverteilung
Eine innovative Lösung sind Eisspeicher-Systeme, die durch den Phasenwechsel von Wasser zu Eis enorme Mengen an thermischer Energie für Heizung und Kühlung speichern können.
Das Prinzip der Eisspeicher-Heizung
Eine Eisspeicher-Heizung klingt im ersten Moment paradox: Wie lässt sich ein Gebäude mit Eis beheizen? Das Geheimnis liegt in der Thermodynamik, genauer gesagt im Phasenwechsel von Wasser zu Eis.
Kurz gesagt: Das Gefrieren ist wie eine Energie-Explosion in Zeitlupe – ein gewaltiger physikalischer Prozess, dessen Energie sich technisch nutzen lässt.
Ein Beispiel: Beim Vereisen von 10 Kubikmetern Wasser wird so viel Energie gespeichert wie beim Verbrennen von rund 100 Litern Heizöl.
Die drei Elemente der Eisspeicher-Heizung
1.
Die Zisterne
Ein im Erdreich versenkter Betonbehälter, gefüllt mit Wasser. Dort wird das Wasser kontinuierlich gefroren und wieder aufgetaut. Die Zisterne dient als thermischer Langzeitspeicher.
2.
Die Solaranlage
Solar-Paneelen auf dem Dach liefern Energie, um das Eis im Speicher gezielt aufzutauen. So wird gespeicherte Energie aus dem Eisspeicher reaktiviert und dem Kreislauf erneut zugeführt.
3.
Die Wärmepumpe
Eine Wärmepumpe nutzt die durch den Zisterneneinbau erschlossene Erdwärme und speist sie in das Heizsystem ein.
Mit einer Eisspeicher-Heizung können Gebäude nahezu aller Größen wirtschaftlich und umweltfreundlich mit Wärme versorgt werden – und im Sommer gekühlt werden. Denn wenn das Eis bei steigenden Temperaturen abkühlt, kann es als Kühlwasser für die Gebäudeklimatisierung verwendet werden.
