Die Idee für die Plusenergiehäuser der Freiburger Solarsiedlung klingt einfach. Es sollten Bauten entstehen, die mehr Energie produzieren, als Ihre Bewohner verbrauchen können. Zudem sollten gesunde Baustoffe den Bewohnern eine hohe Lebensqualität bieten und die Sonnenenergie als Motor genutzt werden.
Der Freiburger Architekt Horst Disch, der bereits in der Vergangenheit durch innovative Solarbauwerke auf sich aufmerksam machte, fand ein Konzept das diese Anforderungen erfüllte. Neben einer gut gedämmten und dichten Gebäudehülle und einer Belüftung mit Wärmerückgewinnung ist vor allem das großflächige Solardach für die positive Energiebilanz der in Holzbauweise errichteten Häuser verantwortlich. Wesentlich ist hierbei die filigrane, verzinkte Stahlkonstruktion, die sich an die nach Süden ausgerichtete Dachseite und an die Südfassade anschmiegt. Sie fungiert als Tragekonstruktion für die Balkone und Solardächer und ermöglicht auf den Passivhäusern großflächige Photovoltaikanlagen anzubringen, die daraus ein kleines Kraftwerk machen, das bis zu viermal mehr Energie erzeugt als im Inneren verbraucht wird. Gleichzeitig schützen die an der Stahlkonstruktion befindlichen Balkone durch den Schattenwurf bei hoch stehender Sonne die darunter liegenden Räume vor Überhitzung. Um aus den Häusern in Holzrahmenbauweise überhaupt Plusenergiehäuser machen zu können, wurde die verzinkte Unterkonstruktion als essentielles Element eingeführt, da sich hierdurch erst die dazu benötigte Stabilität und Flexibilität für die Zusatzkomponenten schaffen ließ. Bei den Plusenergiehäusern verschmelzen Solartechnologie und Architektur. Die Bauten bieten eine überzeugende Alternative zu konventionellen Ansätzen.
60 Wohnhäuser dieser Bauweise entstanden in der Freiburger Solarsiedlung am Schlierberg bereits. Neben dem gesellschaftlichen Nutzen mit Blick auf den Klimaschutz bestehen gleichzeitig auch betriebswirtschaftliche Vorteile. Die Häuser verursachen nur geringe Nebenkosten und generieren hohe Nebeneinnahmen über die Solarstromvergütung.
Funktion im Detail
Die feuerverzinkte Stahlkonstruktion dient der Aufnahme der Photovoltaik-Module. Das großflächige Solardach gewinnt umweltfreundlichen Strom und dient als Wetter- und Sonnenschutz. Der durch die 100 mm hohen IPE-Profile erzielte Abstand zum Hausdach ermöglicht eine gute Hinterlüftung und dadurch Kühlung der kristallinen Siliziumzellen. Hierdurch wird der Wirkungsgrad deutlich erhöht. Bei Schneefall sorgt die vor der Südfassade in den Zwischenraum aufsteigende Luft für das schnelle Schmelzen und Abrutschen des Schnees auf den rahmenlosen Modulen, so dass die Solaranlage im Winter mehr Stromertrag einbringt. Die leichte Balkonkonstruktion mit großer Transparenz und „schwebendem Solardach“ überspielt die dicke Außenhülle der Plusenergiehäuser mit ihrer massiven Dämmung. Die gesamte Konstruktion und Solartechnik wird ablesbar. Dies wird zusätzlich unterstützt durch die Semitransparenz der Glas-Glas-Module, die die Zellen sichtbar werden lassen und Licht- und Schattenspiele auf die Fassade werfen. Gleichzeitig können durch den Mehrfachnutzen des Solardaches als Wetter– und Sonnenschutz Kosten eingespart werden, so dass die wirtschaftliche Effizienz des Hauses gesteigert wird.
Bau- und Werkstoffe
Die mit PV-Modulen eingedeckte Dachfläche besteht aus vorgefertigten feuerverzinkten „Stahlleitern“, die modular auf die Dachfläche aufgebracht wurden. Die vertikalen Lasten werden punktuell über eingedichtete Stahlplatten in die Holzdachkonstruktion eingeleitet und sind mit dieser druck- und zugfest verbunden. Wärmeausdehnungen werden über Langlöcher ausgeglichen. Der große südliche Dachüberstand wird durch die verlängerte Balkonkonstruktion unterstützt. Die Balkone bestehen aus einer filigranen verzinkten Stahlkonstruktion aus vertikalen Rundrohren und je nach Geschossigkeit einem oder zwei eingehängten einachsigen horizontalen und verzinkten Gitterrosten, die mit Douglasien-Holz belegt wurden. Durch die Verwendung der Feuerverzinkung für sämtliche Stahlteile wird ein langlebiger, wartungsfreier und ökologischer Korrosionsschutz gewährleistet.
Abb. 1: Feuerverzinkter Stahl dient als Tragkonstruktion für die Balkone und Solardächer der Solarsiedlung.
Abb. 2: Die mit Photovoltaik-Modulen eingedeckte Dachfläche besteht aus vorgefertigten feuerverzinkten „Stahlleitern“, die modular auf die Dachfläche aufgebracht wurden.
Abb. 3: Die filigrane Balkonkonstruktion und das schwebend wirkende Solardach aus feuerverzinktem Stahl „überspielen“ die dicke, massiv gedämmte Außenhülle der Plusenergiehäuser.
Abb. 4: 60 Plusenergiehäuser entstanden in der Freiburger Solarsiedlung am Schlierberg bereits.
Backgrounder: Der Industrieverband Feuerverzinken e.V. und seine Serviceorganisation, das Institut Feuerverzinken GmbH, vertreten mit 110 Mitgliedern rund 75% des deutschen Feuerverzinkungsmarktes. Im Jahr 2006 wurden von der Branche in Deutschland ca. 1,4 Mio. t Stahl stückverzinkt. Wichtige Anwendungsbereiche des Korrosionsschutzes durch Feuerverzinken sind u.a. Architektur und Bauwesen sowie die Verkehrstechnik und der Fahrzeugbau. Weitere Informationen zum Feuerverzinken unter: www.feuerverzinken.com.
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