Klimaneutrales Bauen
Schormann Architekten sind spezialisten für klimaneutrales 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 so gering wie möglich zu halten und damit dem Klimawandel entgegenzuwirken. Doch was bedeutet klimaneutrales Bauen eigentlich? Welche Maßnahmen können wir ergreifen, um möglichst langlebige Architekturen mit guter Umweltbilanz und Energieeffizienz zu realisieren?
Im Dezember 2022 präsentierten Schormann Architekten ihre Ideen und Visionen für klimaneutrales Bauen vor der Schwedischen Botschaft in Berlin. Ralf Schormann stellte in seinem Vortrag die Bedeutung des Holzbaus für die Klimaneutralität heraus. Darüber hinaus erläuterte er, was klimaneutrales Bauen für den laufenden Betrieb eines Gebäudes bedeutet, insbesondere im Hinblick auf Energieerzeugung, Energieverteilung und Energiespeicherung.
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.
Ökologische Vorteile von Holz als Baustoff
Holz ist einer der ältesten natürlichen Baustoffe. Seit Jahrtausenden wird es für die Errichtung von Gebäuden genutzt. Gründe dafür gibt es viele, denn Holz vereint eine Menge positiver Eigenschaften in sich:
– Holz ist ein nachwachsender Rohstoff
– Holz kann wiederverwertet werden
– Holz ist energie- und ressourceneffizient
– Holz kann regional hergestellt werden
– Holz enthält kaum Schadstoffe
– Holz ist klimaschonend
– Holz ist langlebig
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.
Technische Vorteile von Holz als Baustoff
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.
Aufstockungen aus Holz benötigen weniger Baumaterial und senken den Energiebedarf. Davon profitiert vor allem dem Wohnungsbau.
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
Im Holzbau können vorgefertigte Elemente eingesetzt werden. Damit beschleunigt sich die Bauausführung.
Weitere 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. Brandschutz durch Verkohlung entsteht, wenn das Holz unter Hitzeeinwirkung verkohlt. Die entstehende Holzkohleschicht wirkt isolierend, reflektiert Hitze und bildet eine Barriere gegen Flammen. Gleichzeitig werden brennbare Gase reduziert. Dies verlangsamt die Feuerausbreitung und gibt mehr Zeit zur Reaktion und Eindämmung von Bränden.
Beim Verkohlungsprozess bilden sich drei Zonen:
- Die Holzkohleschicht (char layer) wirkt isolierend.
- Die Pyrolysezone hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit.
- Das ungeschädigte Holz behält seine volle Tragfähigkeit.
Klimaneutralität 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 nutzen innovative Lösungen zur Energieeffizienz, um Klimaneutralität in der Praxis umzusetzen. Hier einige Beispiele:
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. Denn für den Transport der Luft durch die Rohre wird Energie benötigt. 50 Prozent der zentralen Lüftungskosten sind Energietransportkosten! Sie können eingespart werden durch dezentrale Geräte.
Für eine Raumgröße von rund 1000 Quadratmetern konzipieren Schormann Architekten 50 dezentrale Fassadenlüftungsgeräte zum Heizen, Kühlen und Belüften mit nur einem Gerät.
Die Vorteile:
- – Sie sparen Platz.
- – Sie benötigen 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 Prozent
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 so genannte 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.
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. Im Sommer kann der Eisspeicher genutzt werden, um Gebäude zu kühlen.