ZEB – Das Null-Energie Haus im klimatischen Kontext

Aluminium- und Glasfassaden: Neue Bauprodukte und neues Messmonitoring

Dr.-Ing. Werner Jager

Europa hat sich zu Beginn des dritten Jahrtausends dazu verpflichtet, Maßnahmen zu ergreifen, um CO₂-Emissionen und im gleichen Atemzug auch den Energieverbrauch um 20 % zu reduzieren. Die Legislative hat sich dabei langfristige Ziele gesetzt. So gibt es u.a. folgende Vorgabe:

Ab 2020 werden alle neuen Gebäude nur noch als „nahezu“ Null-Energie ( n-ZEB: nearly Zero Energy Building ) gebaut werden dürfen. Hintergrund hierzu ist der Sachverhalt, dass Gebäude bis zu 40% des weltweiten Energieverbrauches verursachen. Ein Großteil ( ca. 4/5 ) davon entfällt auf die Nutzungsphase des Gebäudes, um es beheizen, kühlen, beleuchten und belüften zu können.

Aus den Forschungsergebnissen der HYDRO ist bekannt, dass die Ge­bäudehülle einen wesentlichen Anteil zur Energiereduktion beitragen kann und dies bis zu 50% und mehr mit einer integrativen Gebäudehülle heute schon möglich ist. Mit Techniken und Technologien, die bereits heute verfügbar sind. Dieses Wissen ist in Teilen der Gebäudeindustrie nicht verankert, ebenso wie die relevanten europäischen und nationalen Direktiven, Normen und Regelwerke, welche den Weg in Richtung Null-Energie Gebäude, auch Zero Energy Buildung, kurz ZEB genannt, vorzeichnet.
Dass diese Europäische Initiative auch weltweit neue Märkte für Europäische Technologien und Expertise erschließen kann, zeigen u.a. die Forschungsschwer­punkte in Kalifornien und Massachusetts in den USA und der dortige politische Wille, in 8 Jahren ( ab 2020 ) alle Wohnungsbauten als „nahezu Null-Netto-Energie Gebäude“ ausführen zu lassen ( Kalifornien ) und ab 2030 alle Gebäudearten ( Kalifornien und Massachusetts ).

Zur Erzielung von Null-Energie-Gebäuden gibt es jedoch keine Standardlösungen,
sondern diese sind ab­hängig von unterschiedlichen Parametern, wie Gebäudegeometrie, Gebäudeausrüs­tung und -automation, Nutzerbelegung und -bedürfnissen. Vor allem aber vom Ge­bäudestandort und dem dort vorliegenden Klima. Lösungen, welche sich in inner­städtischen Gebieten Zentraleuropas be­währen, können in anderen Klimaregionen gänzlich andere Auswirkungen auf den Nutzerkomfort und den hiermit sich ein­stellenden Energieverbrauch haben. Die­sem Umstand wird bei HYDRO durch ein Netzwerk von Testzentren in Deutschland, Süd-Frankreich und, neu in der Planung für 2012, in Qatar, Rechnung getragen.
Die Testzentren bestehen aus mehreren Einzelraumlösungen, bei welchen die Gebäudehülle individuell ausgetauscht werden kann. In den Räumen kann das Innenraumklima mittels Sensorik ganz­jährig ermittelt werden. Hierdurch wird er­reicht, dass der jährliche Energiebedarf und die Schwankungen in der Behaglich­keit für jede Gebäudehülle untersucht wer­den können.

Durch die zeitlich parallele Vermessung weiterer Gebäudehüllenlö­sungen ist es möglich, in erster Linie quali­tative Abschätzungen in Bezug auf Raum­klimatik und Nutzerkomfort zu machen.

Dadurch, dass alle Testräume begehbar sind, können diese gemessenen Unter­schiede für spätere Nutzer und Investoren auch „fühlbar“ und „erlebbar“ gemacht werden.
Neben Wetterstationen, welche Nieder­schlag, solare Einstrahlung ( direkt und hemisspärisch ), Luft- und Oberflächen­temperaturen, Windstärke und -richtungen minütlich erfassen, wird das Raumklima über Wärmestromzähler, Luftgeschwin­digkeitsmesser, Solarimeter, CO₂-Injektion und Detektion, Thermoelemente und Feuchtesensoren ganzjährig erfasst, s.Abb.2.
Die Messung des Raumverhaltens und des realen Wetters ermöglicht dann die nume­rische Simulation nahe an der Realität. Die CO₂-Raumfühler können CO₂-Konzentrationen zwischen […]