Wettbewerb PV im Bau - Sonnenfalter- Wohnen in der Solarsiedlung Warnitz

Wettbewerb Photovoltaik im Gebäudeentwurf – PV-im-Bau/ Sonnenfalter – Wohnen in der Solarsiedlung Warnitz

Bau-Bionik, Werner Nachtigall, Springer Verlag Berlin Heidelberg 2003

Teilnahme am Wettbewerb Photovoltaik im Gebäudeentwurf – PV-im-Bau Feb. 2006

„Schmetterlinge brauchen für das Funktionieren ihres Muskelmotors eine Thoraxinnentemperatur von etwa 40°C. Des morgens stellen sich viele Arten mit schräggeklappten Flügeln so zur Sonne, dass die Flügeloberflächen das Sonnenlicht ideal auf den Thorax reflektieren. Spezielle, polsterartige Thoraxschuppen verhindern, dass die aufgenommene Wärem rasch entweicht. Eine Reihe von Flügeladern sind von Haemolymphe durchströmt. Diese wird somit über die exponierten Flügel direkt aufgeheizt, strömt in den Rumpf und wärmt ihn zusätzlich auf.“ zitiert nach Bau-Bionik, Prof. e.m.Dr. rer.nat. Werner Nachtigall, Springer Verlag Berlin Heidelberg 2003, Kapitel 1.10 Solarnutzung- Vielfalt der Technologien, s.111

Sonnenfalter- Solares, passives und altersgerechtes Wohnen in der Solarsiedlung Warmitz

In der Bundesrepublik nimmt der Anteil der älteren Bevölkerung rasant zu. Es entsteht dabei ein anderer Typus von Senioren, Vital und Unternehmungslustig und durchaus an Gesellschaftlichen Dingen Interessiert (Energie, Umwelt, Kultur, Natur). Auch ein gutes Einkommen ist oft vorhanden. Für diese Gruppe sollten auch neue Wohnkonzepte entwickelt und angeboten werden. Das Vorhaben ist ein Wohnprojekt mit zwei Einheiten und einem zwischengeschalteten Wellnessbereich mit Schwimmbad und Sauna. Das Projekt ist speziell auf das Wohnen im Alter konzipiert. Es ist barrierefrei geplant und produziert Energieüberschüsse. Geplant ist eine Nutzung durch eine Senioren-Wohngemeinschaft. Die Bauweise unterstützt die Möglichkeit vielfältiger Begegnung sei es bei Gemeinsamen Schwimmen, Saunieren, kreativem Arbeiten im Atelier oder beim Wandern in der einmaligen Umgebung. Diverse Dienstleistungen, die im Alter vermehrt Nachgefragt werden, können Extern aus der Region erbracht werden.

Städtebauliche/ Landschaftsplanerische Situation

Das Grundstück ist Teil der geplanten Solarsiedlung Warnitz. Der kleine Ort befindet sich in der Uckermark, südlich von Prenzlau/ Brandenburg und liegt direkt am Ostufer des Oberuckersees. Warnitz ist ein bekanntes Ausflugsziel für Berliner, ein zentraler Bahnhof, mehrere Restaurants und ausgedehnte Freiflächen entlang des Seeufers zeugen davon. Mit der Regionalbahn oder über die nahegelegene Autobahn ist man in knapp einer Stunde in Berlin.

Die Solarsiedlung Warnitz wird von einem Privatmann entwickelt und gefördert, der die Idee der energieautarken Wohnnachbarschaft im Alter ebenfalls forcieren und mit kulturellen Möglichkeiten verknüpfen will. Ein weiteres auf dem Areal geplantes Projekt ist Töpfern mit Sonne & Wind, bei welchem sich Bewohner und Gäste künstlerisch (und energieautark) betätigen können.

Als Solarsiedlung Warnitz wird eine gut 2 ha. große Fläche eines früheren Industriestandortes bezeichnet. Die Anbindung an den Ortskern mit Infrastruktur ist gegeben, das Gelände ist erschlossen. Hauptattraktivität ist allerdings die Lage direkt am Oberuckersee auf einem Geländeplateau, welches eine südorientierte und dennoch dem See zugewandte Bauweise ermöglicht.

Die solare Bauweise von ca. 20 Wohnhäusern (EFH, DH, RH) wird planungsrechtlich durch einen Bebauungsplan geregelt, konzeptionell und bautechnisch werden privatrechtliche Verträge zwischen dem Grundstücksverkäufer und den Bauherren die Anforderungen an die Nachhaltigkeit sicherstellen. Das Projekt Sonnenfalter ist das erste Bauvorhaben der Solarsiedlung Warnitz und soll 2007 fertiggestellt werden.

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Sonnenfalter – Gebäude Konzept Entwurf Energiekonzept Standards

Die Flügel des Schmetterlings funktionieren wie Solarkollektoren bzw. -reflektoren. Ihre Oberflächen reflektieren einerseits die Sonnenwärme auf den Körper, zusätzlich wird über winzige Adern Wärme aus den Flügeln in den Körper transportiert – ein perfekter Wärmetauscher.

Zwei weitgehend ebenerdige WohnHäuser mit rollstuhlgerechter, solarorientierter Grundrissdisposition und vollflächigen PV-Dächern lagern sich an einen zentralen Wellnessbereich mit Schwimmbad und Sauna an. Die Wohnbereiche und die Schwimmhalle werden im Passivhausstandard konzipiert.Typischerweise erfolgt ein bedeutender Wärmegewinn durch Sonnenenergieeintrag über die Glasflächen. Die restliche Heizwärme für Wohnbereich, Schwimmbecken und Warmwasser wird über 40m² Solarthermie zugeführt. Die Solarenergie wird in einen 1000 l Schichtenspeicher eingespeist.

Das Schwimmbecken (ca. 50 m³) fungiert als zweiter großer Pufferspeicher. Dadurch kann die gewonnene Sonnenergie zu 100 % genutzt werden. Ein Teil der Wärme dieses Bereiches wird über die Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlage den Wohnflügeln zugeführt. Ein sehr geringer Restenergiebedarf für die Heizwärme und Warmwasserbereitung wird durch ein Pellet-Primärofen in den Pufferspeicher eingebracht.

Die Heizwärmeübertragung erfolgt in der Grundlast über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Im Winter wird die Frischluft über einen Erdwärmetauscher vorerwärmt. Die Zuluft ist im Winter sehr trocken und daher im Stande, die Raumluftfeuchte des Schwimmbades zu regulieren. Im Sommer lässt sich die Feuchte über Fensterquerlüftung abführen.

Die verbleibende Heizwärmeübertragung erfolgt über Lehmwandheizungsflächen im Niedertemperaturbereich. Die Innenwände werden alle mit Lehm verputzt. Das führt zu einem baubiologisch erwünschten behaglichen Klima mit einem hohen Strahlungswärmeanteil und einer konstanten Raumluftfeuchte.

Die Atelierflächen im Dachgeschoss der Wohnflügel dienen als thermische Puffer der darunter befindlichen hochgedämmten Wohnflächen und sind nur temporär über eine einzelofengefütterte Gebläseheizung temperiert. Eine sommerliche Überhitzung dieser „Wintergärten“ ist wegen der Verschattung der PV-Module nicht zu erwarten.

Photovoltaik

Wie die Flügel des Schmetterlings sind die Dächer der beiden Wohnflügel die Kollektorflächen. Der eigentliche Widerspruch zwischen der idealen Dachneigung zum Zweck der Modulanbringung einerseits und der Dachneigung (Baukörperorientierung) im Hinblick auf Energiegewinne und -verluste andererseits wird gelöst, indem der sich nach Norden öffnende Baukörper im Dachgeschoss als Puffer ausgebildet wird. Dadurch wird die kalte Nordfassade minimiert und zusätzlich Raum geschaffen für semitemperierte Atelierflächen, die sich funktional (Malkurse,Fotokurse, Ausstellungen …) in das Kulturkonzept der Solarsiedlung einfügen.

Konstruktiv bilden die PV- Solarmodule als Haut eine Einheit mit dem gesamten Dach, dadurch ist offensichtlich – Hier wird die edelste Energieform „elektrischer Strom“ produziert. Durch die Wahl unterschiedlicher PV-Module im vorderen (Flügel) und im hinterem (Flügel) ergibt sich ein attraktiver Blick auf den „Sonnenfalter“. Diese Wirkung wird noch durch die schuppenartig auf dem Flachdach des Schwimmbades aufgesetzten Thermiekollektoren unterstützt. Das Erscheinungsbild signalisiert ein in die Zukunft weisendes Energiekonzept.

Noch ein Satz zum Kosten-Nutzen-Verhältnis der PV-Anlage. Unsere Preisanfragen erfolgten in einer Zeit mit extremer Siliziumknappheit, was zu sehr hohen Preisangaben führte. Wir gehen von einem deutlich gesunkenem Preis (7-12%)in der Realisierung, gegenüber unseren jetzigen Angaben, aus. Auf der Ertragsseite werden wir für ein Jahr vor Ort Realdaten (Globalstrahlung, Lufttemperatur und Windgeschwindigkeit ) sammeln. Diese belastbaren Daten dürften nach unserer bisherigen Information zu einer 10-12 %igen Steigerung des zu Erwartenden Ertrags führen.

Siehe auch „Ertragsdatenkataster von Solaranlagen in Norddeutschland – www.solarertrag-nord.de .

Energiewerte/ Ökologie/ Ökonomie

Die Einhaltung der Grundsätze des energetischen und nachhaltigen Bauens – Verzicht auf fossile Energieträger, CO2-neutrale Energiegewinnung, Minimierung von Energieverlusten – ist selbstverständlich. Darüber hinaus gilt die Idee, speziell das Wohnen im Alter nicht energieintensiv, sondern energieunabhängig zu gestalten mit der Option, sogar Überschüsse zu produzieren und einen komfortablen und gesundheitsfördernden Standard (Sauna, Schwimmbad) zu erzielen. Es sind daher ökologische, ökonomische und nicht zuletzt soziale Komponenten des Themas Energie.