Haustech 7-8/2017

Von der Energieschleuder zum Plusenergiehaus

Die südseitigen Sonnenkollektorflächen sind farblich unauffällig und passen sich ideal ins Fassadenbild ein. (Foto: kaempfen für architektur ag)
Die Liegenschaft in Schwamendingen vor dem Umbau. (Foto: kaempfen für architektur ag)
Auch auf dem Dach der Anlage befindet sich eine PV-Anlage. (Foto: kaempfen für architektur ag)
Innenausbau der Attikawohnung. (Foto: kaempfen für architektur ag)
Sitzplatz der Attikawohnung. (Foto: kaempfen für architektur ag)
Kernstück des Heizkonzepts im Plusenergiehaus ist «Le cigar»; der Warmwasserspeicher in der Werkstatt der Firma Jenni in Burgdorf. (Foto: kaempfen für architektur ag)
Stefan Hartmann /

In Zürich-Schwamendingen wurde erstmals ein Mehrfamilienhaus im Minergie-AStandard saniert. Das Projekt nutzt konsequent die erneuerbare Energie. Anfang Mai 2017 wurde das umgebaute Plus-Heizenergiehaus mit 50 Kleinwohnungen der Öffentlichkeit vorgestellt.

Das Gebäude aus dem Jahr 1970 ist ein «Kind» seiner Zeit, was sich am schlechten energetischen Baustandard mit hohem Energieverbrauch zeigte. Die Betonkonstruktion wies systematische Wärmebrücken und nur eine minimale Innendämmung auf, war aber ansonsten intakt. Der Energieverbrauch von 30'000 Litern Heizöl pro Jahr, was rund 20 Liter/m2 entsprach, konnte mit der Sanierung in einen Energieüberschuss umgewandelt werden. Für das energetische Kunststück zeichnet das Architekturbüro von Beat Kämpfen verantwortlich, welches bereits 2002 mit dem Holzbau «Sunny Woods»  Furore gemacht hat. Für die vorbildliche Solararchitektur und das Null-Heizenergiekonzept erhielt Kämpfen seinerzeit den Europäischen Solarpreis.

Neuartige Kollektoren

Auch beim Umbau des Gebäudes an der Stettbachstrasse 43 in Schwamendingen stand die solare Energiegewinnung im Zentrum. Dies merkt man aber dem Haus, dessen ursprüngliche Architektur weitgehend belassen wurde, kaum an. Das ist neuartigen Sonnenkollektoren zu verdanken, die geschickt ins Fassadenbild integriert sind. Auf der Ost-, Süd- und Westfassade sind Teile der Fassade mit hellen Sonnenkollektoren zur Warmwassererzeugung bestückt. Dadurch wird ganztags Energie produziert.

Der vertikale Einbau reduziert den Ertrag im Sommer, optimiert die Kollektoren aber für den Winter. Die Kromatix-Gläser schimmern im Tagesverlauf und je nach Wetter in unterschiedlichen Grau- und Bronzetönen. Dies eröffne gestalterisch ganz neue Möglichkeiten, lobte Stadtrat André Odermatt bei der Hauseinweihung im Mai. Anders als die vertrauten schwarzen Solarpaneele trage die neue Generation von Kollektoren denkmalpflegerischen Aspekten besser Rechnung, meinte Odermatt.

«Solare» Architektur wird zum Thema

Die innovativen Kollektoren wurden von der Firma Swissinso und der ETH Lausanne (EPFL) entwickelt und von DOMA Solartechnik GmbH, dem österreichischen Tochterunternehmen von Ernst Schweizer AG, produziert. Farbe wie auch Format der kolorierten Gläser können nun unterschiedlichen Ansprüchen gerecht werden. Trotz des kleinen Verlusts von 5 bis 6 Prozent in der Wärmegewinnung eröffnen Kromatix-Solargläser neue Möglichkeiten in der Architektur.

Das ist auch in der ETH angekommen: Dort ist am Departement Architektur seit Kurzem das Integrieren von Solarmodulen beim Bauen zum Thema geworden. Für David Stickelberger von Swissolar ist die Sanierung Stettbachstrasse 43 das «gelungene Beispiel einer intelligenten Kombination von Photovoltaik und Solarwärme». Erstmals werde im  grösseren Stil gezeigt, dass nicht nur PV-Module, sondern auch Kollektoren als Gestaltungselemente eingesetzt werden können.

Zeichen gegen den Trend

Ersatzbau Der Umbau, das zeigt ein Rundgang, kommt ästhetisch und technisch einem Neubau gleich. Dank moderater Verdichtung in Form des Zusatzgeschosses konnten vier grössere Wohnungen gebaut werden, was den Wohnmix des Hauses vielfältiger macht. Das aufgestockte Attikageschoss besteht aus einer hoch gedämmten, vorfabrizierten Holzkonstruktion.

Die Bauherrschaft – das auf Nachhaltigkeit bedachte Ehepaar David und Ana Dubois – hätte das 45 Jahre alte Haus auch rückbauen und durch einen konventionellen Neubau ersetzen können. Doch er habe das Erbe seiner Vaters, der das Haus 1970 entworfen hat, würdig ins Heute überführen wollen, betont Dubois. Der Gebäudekern habe seine Lebensdauer noch lange nicht erreicht. Den Entscheid zum Umbau versteht er auch «als Zeichen gegen den Trend, ältere Gebäude wegen eines zu tiefen Wohnkomforts, schlechter Energiebilanz und trotz Potenzial zur Verdichtung abzubrechen».

Er habe daher beschlossen, eine tiefgreifende bauliche und energetische Erneuerung durchzuführen. Alle Fassaden sind 22 cm gedämmt und die Wärmebrücken wurden eliminiert. Obwohl die Wohnfläche um 22 Prozent erweitert worden ist, konnte der Energiebedarf um zwei Drittel auf 100 000 kWh/a reduziert werden. Dies entspricht einem Faktor vier! Um diese Energie zu erzeugen, sind nur 25'000 kWh/a Strom erforderlich. Bauherr Dubois versteht den kostenbewussten Umbau auch als Beitrag zur Energiewende. Für den Umbau wurde nur etwa ein Viertel der Grauen Energie aufgewendet, die bei einem gleich grossen Ersatzneubau hätte aufgewendet werden müssen. Die Kosten betrugen mit 6,5 Mio. Franken rund zwei Drittel der Summe, die ein Neubau gekostet hätte.

Der Solarspeicher – ein Glücksfall

Es sei ein Glücksfall, dass am Gebäude im Laufe der Jahrzehnte keine Änderungen vorgenommen worden seien, meinte Architekt Beat Kämpfen in seiner Präsentation. Dies habe eine geniale Lösung beim Heizenergiekonzept erlaubt: Im Zentrum des Gebäudes befand sich nämlich der Abluftschacht für die Entlüftung der Tiefgarage des nahen Grossverteilers. Die Entlüftung konnte verlegt und vereinfacht werden, und so war es möglich, diesen Schacht für die Platzierung eines 19 Meter hohen Solarspeichers zu nutzen. Der enge Schacht (1.80 × 1.80 Meter) erforderte einen sehr schlanken Speicher, weshalb ihm Haustechniker René Naef auch den Beinamen «Le cigar» gab – «die Zigarre, die nicht glüht, aber doch warm gibt».

Das Einpassen des Speichers – ein Produkt der Firma Jenni in Burgdorf – durch den grössten Pneukran der Schweiz ging letzten Herbst durch die Presse. Der Speicher ist das Herz der neuen Energiezentrale. Er fasst 19'000 Liter Wasser und dient der Heizungsunterstützung und der Deckung des Warmwasserbedarfs der 60 Mieterinnen und Mieter.

Bei Schlechtwetterperioden reicht der Speicher für drei Tage; dann kommt die Erdsondenwärmepumpe zum Einsatz. Überschüssige Solarwärme wird im Sommer in die vier Erdsonden gespiesen, die vor dem Haus in eine Tiefe von  235 Metern gebohrt wurden. Dies diene der Regeneration der Erdsonden und sei  wichtig, betont Haustechniker René Naef. «Man kann dem Boden nicht einfach über Jahre unbesehen Wärme entnehmen.» Im Sommer können die Erdsonden über eine Wärmepumpe auch zur Kühlung der Bodenheizungen in den Wohnungen genutzt werden.

Photovoltaik auf dem Dach – ein «Must»

Auf dem Dach wurde fast vollflächig auf 180 m2 eine PV-Anlage mit 30 kW Leistung horizontal montiert. Der produzierte Strom reicht aus, um die Wärmepumpe und die Lüftungsanlagen zu betreiben sowie den Allgemeinstrombedarf zu decken. Mit dem in Kürze geplanten Einbau eines Batteriespeichers soll der Anteil des Eigenverbrauchs noch verbessert werden. Die Energiebilanz für die Gebäudetechnik liegt mit 10'000 kWh Überschuss pro Jahr im positiven Bereich.