Klimaneutrales Bauen – Was bedeutet das eigentlich?

Klimaneutralität durch Einsatz von Holz als Baustoff

Holzprodukte können dazu beitragen, den Bausektor zu transformieren und ihn von einer Emissionsquelle von Treibhausgas zu einem Treiber der CO2-Reduzierung zu machen.

Jeder Kubikmeter Holz, der als Ersatz für nicht erneuerbare
Baumaterialien verwendet wird, reduziert die CO2-Emissionen um durchschnittlich 1,5 Tonnen.

Beim Einsatz von Holz bleibt der Kohlenstoff über Generationen in Holzgebäuden gespeichert, während neue Bäume nachwachsen und wiederum Kohlenstoff binden. Die Bauindustrie kann somit Teil der Lösung zur Eindämmung der globalen Erwärmung werden.

Werkstoff Holz: ökologische Vorteile











Holz ist einer der ältesten natürlichen Baustoffe.
Seit Jahrtausenden wird es für die Errichtung von Gebäuden genutzt.
Gründe dafür gibt es viele, denn der nachwachsende Rohstoff vereint
eine Menge positiver Eigenschaften in sich:

Werkstoff Holz: technische und ökonomische Vorteile







Aufgrund seiner hervorragenden bauphysikalischen Eigenschaften kann Holz nicht nur für den Neubau von Wohnraum, Bürogebäuden und Verkaufsräumen eingesetzt werden, sondern auch für Nachverdichtungen durch Aufstockungen.

1. Holz ist leichter als Beton

Holz besitzt eine hohe mechanische Festigkeit und gleichzeitig ein vorteilhaftes Verhältnis von Festigkeit zu Eigengewicht.

Das bedeutet: Holz ist bei gleicher Tragfähigkeit leichter als Stahl oder Beton und annähernd so druckfest wie Beton.
Nachverdichtungen und Aufbauten sind mit Holz statisch kein Problem.

Für den Ausbau von Dachgeschossen und Aufstockungen sind in Hamburg seit 01.08.2018 keine Baugenehmigungen mehr erforderlich.

Zugelassen ist eine Höhe von bis zu 22 Metern; das entspricht 6 bis 7 Stockwerken. Davon profitiert vor allem dem Wohnungsbau.
Aufstockungen aus Holz benötigen weniger Baumaterial und senken den Energiebedarf.

2. Realisierung großer Spannweiten


Mit Holz ist eine Spannweite von bis zu 50 Metern möglich. In Beton wäre eine solch große Spannweite undenkbar, in Stahl sehr aufwändig zu realisieren. Dachkonstruktionen aus Holz sind auch für Verkaufsräume und Industriebauten attraktiv.

3. Schnelle Ausführung durch Einsatz vorgefertigter Elemente

Vorteile:
- Wettergeschütze Vorfertigung der Elemente
- Einfacher Transport
- Montage ohne Wetterschutz vor Ort
- Keine Gerüste, keine Schalung
- Keine Trockenzeit

4. Brandschutz durch Verkohlung

Bäume und damit auch Holz haben einen natürlichen Brandschutz. 6 Monate nach einem Waldbrand zeigen sich bereits wieder grüne Triebe.

Verkohlungsprozess: 3 Zonen bilden sich aus

-Holzkohleschicht wirkt isolierend
-Sehr geringe Wärmeleitfähigkeit
-Das ungeschädigte Holz behält seine volle Tragfähigkeit



Klimaneutralität auch im Gebäudebetrieb


Der Einsatz von Holz als Baumaterial ist ein wichtiger Faktor zur Erreichung von Klimaneutralität.
Aber was bedeutet klimaneutrales Bauen für den laufenden Betrieb eines Gebäudes, insbesondere im Hinblick auf Energieerzeugung, Energieverteilung und Energiespeicherung?
Schormann Architekten suchen ständig nach innovativen Lösungen zur Energieeffizienz, um Klimaneutralität in der Praxis umzusetzen.

Energieerzeugung: Photovoltaik-Glas für Fassaden


Photovoltaik auf Dachflächen ist mittlerweile Standard.
Schormann Architekten verwandeln Gebäude in vertikale Stromerzeuger durch den Einsatz von durchsichtigem Photovoltaik-Glas in der Gebäudefassade.

Energieverteilung: Dezentrale Fassadenlüftung

Lüftungsrohre an der Decke sind nicht nur hässlich, sie sind auch Energieverbraucher.
50 % der zentralen Lüftungskosten sind Energietransportkosten!
Sie können eingespart werden durch dezentrale Geräte.

Für eine Raumgröße von rund 1000 m2 konzipieren Schormann Architekten rund 50 dezentrale Fassadenlüftungsgeräte zum Heizen, Kühlen und Belüften mit einem Gerät.

Die Vorteile:
- Sie sparen Platz
- Keine Lüftungskanäle
- Sie ermöglichen eine raumindividuelle Regelung von Luftmenge und Temperatur
- Damit ist eine individuelle Raumaufteilung nach Fertigstellung des Gebäudes möglich

Warum sind dezentrale Lüftungsgeräte so energieeffizient?
Sie verfügen nur über einen Luftweg für Zu- und Abluft, der über einen einfachen Klappenmechanismus gesteuert wird.

Damit können sie
- ein größeres Luftvolumen bewegen
- eine höhere Heiz- und Kühlleistung erbringen
- mehr Wärme aus der Abluft zurückgewinnen:

Das Ergebnis: Wärmerückgewinnung von bis zu 90 %

Energiespeicherung: Eisspeicher-Heizung

Die Eisspeicher-Heizung nutzt folgendes physikalisches Phänomen: Wenn ein Stoff seinen Aggregatzustand ändert, wird Wärme freigesetzt.
Das bedeutet: Wenn Wasser zu Eis gefriert, wird Kristallisationsenergie frei – und zwar nicht wenig. Die beim Gefrieren freiwerdende Energiemenge entspricht der Menge, die benötigt wird, um Wasser von null auf 80 °C zu erwärmen.

Kristallisationsenergie (Kristallisationsenthalpie) wird freigesetzt wird, wenn ein Stoff seinen Aggregatzustand von flüssig zu fest ändert. Sie ist das Gegenstück zur Schmelzenthalpie. Diese wird benötigt, um einen festen Stoff zu schmelzen. Beide Energien sind gleich groß, haben aber entgegengesetzte Vorzeichen.

Eis benötigt nur ein Achtzigstel des Volumens im Vergleich zu Wasser.
Beim Vereisen von 10 Kubikmetern Wasser entsteht Energie, die etwa der Energie von 100 Litern Heizöl entspricht.
Diese Energie wird mithilfe einer Wärmepumpe zum Heizen genutzt.

Das Kernstück der Eisspeicherheizung ist ein unterirdischer Eisspeicher, in dem Wasser kontinuierlich gefroren und wieder aufgetaut wird. Eine Solaranlage auf dem Dach produziert die Wärme, mit der das Eis aufgetaut wird. Dadurch wird die Energie des Eisspeichers freigesetzt. Mit Hilfe einer Wärmepumpe wird die Energie in Wärme umgewandelt.

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 Gebäude- klimatisierung verwendet werden.
Erklärvideo: https://www.youtube.com/watch? v=A4tuJvYFKw4