Vom Schutzdach zum Energie-Nutzdach

*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.

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