Vom Schutzdach zum Energie-Nutzdach

Die gängigen Heiz- und Dämm­systeme, weiß DEKRA-Energieexperte Mike Ver­hoeven, werden in teils naher Zukunft Kon­kurrenz durch Neuentwicklungen be­kom­men, die den Energieverbrauch noch weiter senken. Viele von ihnen stecken aktuell in den Kinderschuhen, doch für Hausbesitzer, die eine Sanierung oder einen Neubau planen, empfiehlt es sich, die Fortschritte im Auge zu behalten.

Mini-Blockheizkraftwerk: Es ist eine An­la­ge zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und Wärme, die nach Möglichkeit am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben wird. Das BHKW funktioniert nach dem Prinzip der Kraft-Wär­­me-Kopplung. Der Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt zwischen 25 bis 50 Pro­zent. Durch die ortsnahe Nutzung der Ab­wärme wird ein Wirkungsgrad der Strom­erzeugung von 80 bis 90 Prozent realisiert. Im Vergleich: Ein „modernes“ Groß­kraftwerk auf Steinkohlebasis hat einen Wir­kungs­grad von lediglich 45 Prozent. BHKWs gibt es heut­e mit einer Leistung von 5 Kilowatt bis 5 Megawatt.

In naher Zukunft werden eine Vielzahl kleiner dezentraler Anlagen entstehen, die sich jedoch als virtuelles Kraftwerk zentral steuern lassen. Die Wirt­schaftlichkeit einer solchen Anlage hängt stark von den jährlichen Be­triebs­stunden ab: Mehr als 4.000 Volllaststunden pro Jahr sollten realisiert werden. Wirt­schaftlich ist ein Mini-BKHW für einzelne Häuser bislang nur, wenn mehrere Parteien darin wohnen. Die Ent­wicklung neuer BHKWs fürs Ein­fa­mi­lien­haus läuft auf Hoch­touren.

Brennstoffzellen-Heizgeräte mit einer ähnlichen Infrastruktur wie Gasheizungen könnten in Zukunft neben Wärme auch Strom im Ein­familienhauskeller produzieren. Erste Tests sind gelaufen, serientaugliche Geräte frühestens 2010 zu erwarten. Generell gilt die Brennstoffzelle als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts.

Photovoltaik-Anlagen: Die Ent­wicklung geht dahin, die Solarmodule mehr und mehr in die Fassade zu integrieren, direkt an der Wand oder als Balkon­elemente. So steigt die nutzbare Fläche für Solaranlagen enorm – und mit ihr die Chancen für die Ästhetik am Bau. Ein Gebäude kann damit so viel Strom erzeugen, dass es vom Energieverbraucher zum Energie­produzent wird („Plusener­gie­haus“). In Zukunft werden Solarzellen immer dünner, ihre Anwendungs­möglichkeiten immer besser. Die sogenannten Dünnschichtzellen sind nur wenige Tausendstel Millimeter dick und nahezu unsichtbar. Denkbar wäre, mit ihnen die Fensterscheiben zur Strom­er­zeu­gung zu nutzen. Die Inge­nieure arbeiten ge­gen­wärtig auch daran, Farbstoffe nach Vor­bild der Photosynthese für die Strom­ge­winnung nutzbar zu machen. Eine Idee, die vielfältige Anwendung verspricht.

Vakuumisolationspaneele (VIP): Auch auf dem Gebiet der Wärmedämmung gibt es hocheffiziente Neuigkeiten. Die VIP (siehe Infokasten rechts) gelten als Dämmsystem der Zukunft. Die Vakuumdämmung ist seit Langem bekannt, dieses physikalische Prin­zip wird zum Beispiel in Thermoskannen ge­nutzt. Im Bauwesen kann es mittels Pa­neelen angewendet werden, bei denen anstelle eines starren Behälters ein evakuierbares Füll­material den Druck aufnimmt.

• Vakuumisolationspaneele (VIP) arbeiten gleichsam nach der Thermos­kan­nen-Methode. Sie werden wachsende Be­deu­tung beim Bauen gewinnen.

• Der Einsatz von VIP wird künftig vor allem deswegen stark wachsen, weil sie die 8- bis 10-fache Dämmwirkung im Vergleich zu herkömmlichen Dämm­stof­fen wie Styropor oder Mineralwolle aufweisen. Bereits ein Paneel von 2 Zen­ti­meter Dicke reicht aus, um die Energie­spar­vor­schriften zu erfüllen. Die Mög­lichkeit, platzsparend zu bauen, ist bei hohen Grund­stücks­preisen ein wichtiger Aspekt.

• Die ersten VIP-Produkte erhielten 2007 die allgemeine bauaufsichtliche Zu­las­sung. Das Problem bei VIP: Sie müssen millimetergenau vorgefertigt werden, können nicht wie Sty­ropor oder Mi­ne­ral­wolle auf der Baustelle zugeschnitten werden. Das setzt exakte Pla­nung voraus.

• Zurzeit wird an schaltbaren VIP ge­forscht: Je nach Bedarf könnten sie in einen hoch dämmenden oder wärmeleitenden Zustand versetzt werden.

Transparente Wärme­dämmung (TWD) ist ein lichtdurchlässiger Dämmstoff, der die Sonnenenergie als Wärmequelle direkt an der Außenwand von Gebäuden nutzbar macht. Diese Art der Fassaden­däm­mung re­duziert einerseits den Wärmeverlust über die Außenwände und erzeugt im Winter gleichzeitig Heizenergie durch die Ab­sorp­tion von einfallendem Sonnenlicht, die im Mauerwerk gespeichert wird. Im Sommer verhindert die transparente Wär­me­­dämmung das Auf­heizen der Wände, da die Sonnenstrahlen auf dem Glasputz re­flektiert werden, der über den Kapillaren liegt. Der Energiegewinn an Südfassaden lie­ge laut Angabe der Hersteller bei immerhin 120 Kilowattstunden pro Quadratmeter TWD je Heizsaison, ist derzeit aber um ein Viel­faches teurer als herkömmliche Däm­mung.

Fenster: Auch hier ist das Ende der Ent­wicklung nicht erreicht. Neu ist das Vaku­umisolierglas, eine Doppel­verglasung, in deren Scheibenzwi­schen­raum ein Vakuum besteht. Dadurch lassen sich Wärme­durch­gangskoeffizienten von U 0,5 W/(m²K) bei einem sehr schlanken System­aufbau von we­niger als 10 Milli­metern realisieren. Eine Dreischeiben­ver­glasung, wie sie in Passiv­häu­sern eingesetzt wird, erreicht bei einer Dicke von 28 bis 44 Millimetern einen U-Wert von üblicherweise 0,6 bis 0,7 W/m²K, dies jedoch bei 50 Prozent mehr Gewicht. Das Vakuumisolierglas mit U 0,5 W/m²K ist noch nicht erhältlich. Im Rahmen eines von der Bundesregierung geförderten Projektes wird momentan die Pro­duktions­technik für solche Systeme entwickelt. Sie soll voraussichtlich 2010 zur Verfügung stehen.

Gebäudeautomatisation beschreibt die Über­wachungs-, Steuer-, und Regel­ein­rich­tungen in Gebäuden. Ziel ist es, die Funk­tions­abläufe automatisch nach vorgegebenen Parametern durchzuführen und deren Bedienung zu vereinfachen. Die größten Schwierigkeiten liegen momentan darin, dass die Anlagen verschiedener Her­steller nicht kompatibel sind. Daran wird sich in naher Zukunft nichts ändern, da der Um­satz stark von diesem Faktor abhängig ist. Die Anwendungen für die Automatisation sind dennoch vielfältig: zentrale automatische Steuerung der Be­leuchtung, bedarfsgerechte Steuerung der Hei­zung, der Lüftungs- und Klimaanlage, Steuerung von Gardinen, Rollos und Markisen, Überwachung von Fenster- und Türkontakten. Die Vorteile liegen auf der Hand: Automati­sie­rung spart Energie, bietet mehr Wohn­kom­fort und Sicherheit. Die An­schaf­fungs­kosten sind leider noch sehr hoch, sie amortisieren sich erst nach einigen Jahren.