Energieeffiziente Aufstockung: Stadtentwicklung in ungenutztem Terrain

Sechzehn Altbauten mit 287 Bestandswohnungen und 70 neuen Wohneinheiten gehören zu einer 1930 im Gartenstadtcharakter angelegten Wohnsiedlung des Wohnungsunternehmens Märkische Scholle im Stadtteil Lichterfelde. Die Gebäude zeichnen sich durch eine besonders gute Lage, mieterfreundliche Umsetzung der Sanierung und nun durch ein ganzes zusätzliches Stockwerk aus.

BBU-Studie als Grundlage

Eine Studie der beteiligten Architekten, der eZeit Ingenieure GmbH, die im Auftrag des BBU Verband Berlin-Brandenburgischer Wohnungsunternehmen e. V. durchgeführt wurde, zeigt an diesem Beispiel einen Weg, wie Klimaschutz im Zusammenspiel von bezahlbarem Wohnraum und „grüner Energie“ funktionieren kann. Anhand der Auswertung des realisierten Modellprojekts „Sanierung Gartenstadt Berlin-Lichterfelde Süd“ wird belegt, wie die Klimaziele in Bezug auf die Gebäude- und Bauwirtschaft erreicht und sogar übertroffen werden können. Grundlage für die Energiewende auf Gebäudeebene ist demnach, von der isolierten Betrachtung Abstand zu nehmen und ein sektorenübergreifendes Denken,Planen und Handeln anzustreben.

Basis zur Berechnung der BBU-Studie bildet das im Berliner Modellprojekt befindliche Mustergebäude mit 18 Wohneinheiten. Anhand dieses nach KfW 85-Kriterien der EnEV 2009 erbauten Effizienzhauses konnte dargestellt werden, dass die deutschen Klimaziele für 2050 bereits heute um 40 % unterschritten werden können. Berechnet wurde hierbei, wie sich der Unterschied des jährlichen CO²-Ausstoßes unter Berücksichtigung der verschiedenen Energieversorgungssysteme auswirkt.

Bis zu 96 % CO²-Einsparung

Im Durchschnitt führte die Fernwärme-Versorgung einer Wohnung mit 55 m² vor der Sanierung zu einem jährlichen CO²-Ausstoß von 3,3 Tonnen.Allein durch die Sanierung des Kerngebäudes hätte ein um 60 % reduzierter Wert von 1,3 Tonnen erreicht werden können.

Aufgrund des zusätzlichen Einsatzes eines dezentralen Wärmepumpensystems konnte, trotz der Berücksichtigung der ungünstigen rechtlichen Regularien, ein Ausstoß von nur 630 Kilogramm CO² pro Jahr realisiert werden. Zukünftig werden sich diese Werte aufgrund der Zunahme des Anteils an erneuerbaren Energien im deutschen Strommix bis zum Jahr 2030 halbieren und bis 2050 bei knapp 140 Kilogramm jährlich liegen. Allein gegenüber dem unsanierten Gebäude ergibt sich so eine Reduktion von etwa 96 %. Grundsätzlich ist damit eine Unterschreitung des 1,5-Grad-Ziels in Bezug auf die Wohnungswirtschaft durchaus darstellbar.

Dieses positive Ergebnis zeigt auch, dass das alleinige Einsparen von fossiler Heizenergie für eine nachhaltige Effizienz nicht ausreichend ist. Ziel des Berliner Bauprojekts war es, mit einem minimalen Energie- und Baumaterialaufwand das Maximum an Wohnfläche zur Verfügung zu haben.

Hierzu wurden Gebäudehülle und Haustechnik perfekt aufeinander abgestimmt. Ein energetisch hoher Standard mit einer effektiven Versorgung durch erneuerbare Energien sollte dabei erreicht werden. Dies gelang unter Einbezug aller Kosten sowie der Betrachtungen des Herstellungsprozesses und Transports der Baumaterialien.

Ganzheitliche Betrachtung schafft Vorteile

Aus der übergreifenden Betrachtung aller Komponenten ergeben sich in der Gesamtheit Vorteile bei der Energieeffizienz, ein zukunftsorientierter Weg zur Energiewende und die damit verbundene Einhaltung der Klimaziele. Zu betrachten sind hier beispielsweise auch die enormen Mengen der im Wohnungsbau benötigten Baustoffe, die über weite Wege unter Hinzuziehung fossiler Energie transportiert und weiterverarbeitet werden. Durch die Optimierung des Ressourceneinsatzes, wie beispielsweise die Reduktion unnötiger EPS-Dämmung und die damit verbundene Verringerung der Wandaufbauten, entfallen große Teile der Transportwege. Als zusätzlicher Effekt entsteht durch die Einsparung im Neubau ein Mehr an vermietbarer und damit bezahlter Wohnfläche. Positive Folge ist die Senkung der Investitionskosten.

Die Nutzung von Umweltenergie, die direkt durch Sonne, Wind, Erd‑, Umwelt- oder Abwärme ins Gebäude gelangt, ist ein Garant für günstige Heiz- und Energiekosten. Im Modell der Studie wurden beispielsweise bei der Heizkostenabrechnung nicht nur die am Heizkörper selbst abgelesenen Werte berücksichtigt. In die Abrechnung flossen ebenfalls alle versteckten Stromaufwendungen. Damit konnte in der Studie belegt werden, dass erneuerbare Energien günstiger zur Verfügung gestellt werden können als fossile Brennstoffe.

Synergieeffekte entstehen durch Vernetzung

Eine logische Schlussfolgerung aus den Erkenntnissen der Studie stellt die thermische und elektrische Vernetzung von Gebäuden dar. Zu einem Nahwärmenetz gekoppelte Gebäude rufen Synergieeffekte hervor, die gleichzeitig eine Effizienzsteigerung sowie eine Kostensenkung bewirken. Gemeinsam genutzte Anlagentechnik kann größer dimensioniert werden und ist daher günstiger. Durch den verringerten technischen Aufwand bei Wartung und Betrieb werden zudem weitere Ressourcen und Kosten eingespart.

Wird in der Bauplanung mit gebäudeübergreifender Energieversorgung nicht nur das Nahwärmenetz bedacht, sondern auch ein integriertes Arealstromnetz mit Übergabepunkt zum öffentlichen Netz, ergeben sich weitere entscheidende Vorzüge. Überschüsse innerhalb des Quartiers können so wirkungsvoller verschoben werden, indem sie einfach in einem der Nachbargebäude genutzt werden. Andererseits können bei erhöhtem Bedarf die Kosten des Strombezugs durch günstigere Einkaufskonditionen beim Energieversorger gesenkt werden.

Die Studie belegt: Vernetzung bringt ganzheitlichen Erfolg, es profitieren Bauwirtschaft, Wohnungsinhaber, Mieter und Umwelt in vollem Umfang davon.

Die mieterfreundliche Komplett-Sanierung im Detail

Der Bauherr „Märkische Scholle Wohnungsunternehmen eG“ entschloss sich zu einer Komplettsanierung mit Umstellung des Heizsystems von Fernwärme auf regenerative, am Gebäude erzeugte Energie zur Heizung und Warmwasserversorgung. Zusätzlich sollte neuer, familiengerechter Wohnraum mit großen Wohnungsgrundrissen entstehen, da dieser in der Wohnanlage bislang nur spärlich vorhanden war.

Die über die Jahre stark gestiegenen Instandhaltungskosten waren für die Eigentümer und Mieter inzwischen nicht mehr vertretbar. Durch die hohe Auslastung der Wohnungen konnten Sanierungen der Bäder, Stränge und Elektrik bislang nur sehr sporadisch, beispielsweise bei Auszug eines Mieters, durchgeführt werden. Rohrbrüche, hohe Ausfälle der Elektrik durch Überlastung und eine schlechte Wärmeversorgung aufgrund des veralteten Verteilungssystems sorgten zeitweise für erheblichen Ärger bei den Mietern.

Die Ausrichtung auf sozialverträgliche und warmmietneutrale Umsetzung ist den Verantwortlichen der Märkischen Scholle besonders wichtig, 34 kleine Wohnungen für Senioren wurden zusätzlich in zwei Neubauten in der Schöppinger Straße geschaffen.

Notwendige anfallende Kosten für den vorübergehenden Umzug wurden und werden von der Genossenschaft übernommen. Den Bewohnern wurde zusätzlich während der Bauzeit von den Eigentümern eine sogenannte Umsetzwohnung angeboten. Da sich die Bauzeiten durch vorproduzierte Holzbau-Elemente erheblich verkürzen, konnte man schon während der Bauphase eine Vielzahl von Anfragen durch Mietinteressenten verbindlich beantworten.

Holzbau in Präzision

In einer ZimmerMeisterHaus-Manufaktur läuft das meiste vollautomatisch. Das Holz wird computergesteuert auf die richtigen Maße zugeschnitten und für die weitere Verarbeitung vorbereitet. Auch die nächsten Schritte bis zu den fertigen Bauelementen erfolgen maschinell. Die vorgefertigten Holzbauteile lassen sich dann in wenigen Tagen auf der Baustelle montieren. Bevor die einzelnen Teile zugeschnitten und zusammengebaut werden können, müssen die Details am Computer festgelegt werden. Anders als bei mineralischen Baustoffen entfällt bei Holz die Austrocknungszeit.

Bisherige Energiekosten entfallen größtenteils

Das Planungskonzept für diese Bauaufgabe stammt von dem Unternehmen eZeit Ingenieure aus Berlin. Die Planer haben sich für das Vorhaben eine Menge spannender Lösungen einfallen lassen.

Für den schon existierenden, hohen Dachspeicher wählten sie einen Dachgeschossneubau in Holz, der die Gebäude nur um ca. 1,50 m erhöht. Die äußerst kompakte Bauform ermöglicht es, ohne übermäßig dicke Dämmstärken den jährlichen Heizwärmebedarf (ohne Warmwasser) von ursprünglich ca. 200 bis 210 kWh/m² auf ca. 33 kWh/m² zu senken. Der alte Dachraum wird in allen Gebäuden rückgebaut und durch den Neubau aus Holzfertigteilen ersetzt.

Für das Dach und die Außenwände haben sich die Experten für Zellulosedämmung entschieden: ökologisch sinnvoll, wirtschaftlich und gut für den sommerlichen Wärmeschutz. Durch eine intelligente Anlagentechnik sowie eine Beheizung des Gebäudes mit niedrigen Vorlauftemperaturen wird der nutzbare Solarertrag der solarthermischen Anlage langfristig enorm erhöht: von rund 300 kWh pro m² und Jahr auf über 700 kWh. Überschüssige und niedrige Temperaturerträge der Solaranlage werden in den sogenannten eTank geleitet, den man direkt neben den Gebäuden errichtet hat.

Der Vorteil für die Mieter liegt klar auf der Hand: Der Großteil ihrer bisherigen Energiekosten entfällt. Durch die fast vollständige Unabhängigkeit von Strom- und Energielieferungen im Bereich der Heizungsanlage sind die Mitglieder zudem kaum mehr von steigenden Energiepreisen betroffen. Vielmehr wird die neue Warmmiete der bisherigen Warmmiete nahezu entsprechen. Bisher zahlten Mieter 7,94 Euro Warmmiete pro m². Bei einer angenommenen Wohnungsgröße von 32 m² macht das 254,08 Euro. Nach der Sanierung könnte die Miete rechtlich zulässig auf 12,92 Euro je m² angehoben werden, die Wohnung würde dann über 413 Euro kosten

Das will die Genossenschaft ihren Mitgliedern nicht zumuten. Deshalb legte sie die Warmmiete im genannten Beispiel auf 8,25 Euro je m² fest; die sanierte Wohnung kostet damit 264 Euro – gerade 10 Euro mehr als zuvor. Das autarke regenerative Energiekonzept drückt den derzeit hohen Verbrauch in den Gebäuden erheblich nach unten. Auch bei der Sanierung selbst kann man bereits viel Zeit und Energie sparen.

Förderung durch Umweltinnovationsprogramm UIP

Das Projekt wird in Teilen gefördert vom Umweltinnovationsprogramm (UIP) und kann bereits mit einem äußerst niedrigen Primärenergiebedarf auf Basis der Energieeffizienzstrategie Gebäude (ESG) punkten. In den Häusern des ersten Bauabschnitts wird im ersten Jahr des Betriebs bereits der 2050 geforderte durchschnittliche Primärenergiebedarf von 40 kWh/m² deutlich um 40 % unterschritten.

Das Umweltinnovationsprogramm (UIP) ist ein Förderprogramm des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit. Das projektorientierte Programm unterstützt seit 1979 Unternehmen dabei, innovative, umweltentlastende technische Verfahren in die Praxisanwendung zu bringen, und zeigt, dass technische Verfahren und industrielle Produktion ökologische und ökonomische Anforderungen vereinen können.

Zahlreiche Unternehmen in Deutschland haben in den letzten 35 Jahren durch eine Förderung aus dem Umweltinnovationsprogramm in innovative technische Verfahren investiert. So auch hier: Mit Mitteln aus dem UIP wird beim Bauvorhaben in Berlin-Lichterfelde Süd derzeit der CO²-Ausstoß in der Gebäudetemperierung mittels regenerativer Energien systemisch minimiert sowie der Bedarf an Grauer Energie zum Erreichen des notwendigen Dämmwerts ermittelt. Es ist das erste Mal, dass ein Bauvorhaben aus den Mitteln des UIP gefördert wird.

Zur Ermittlung der Grauen Energie werden an vier Gebäude unterschiedliche WDV-Systeme angebracht und mit einem fünften Referenzgebäude verglichen. Untersucht werden zum Beispiel das Feuchteverhalten sowie die Temperaturunterschiede im Systemaufbau im Jahresrhythmus. Detailliert ermittelt wird, ob es zu einem unterschiedlichen Energiebedarf zwischen den Gebäuden kommen wird. Alle Dämmwerte sind gleich, demnach müssten alle Gebäude einen ähnlichen Heizwärmebedarf aufweisen.

Die Häuser unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Grauen Energie, die zur Herstellung des WDVS benötigt wurde. Verglichen werden Styropor, zwei mineralische Dämmsysteme mit unterschiedlicher Oberflächenbeschichtung, Holzwolle und Hanf, das erstmalig an einem mehrgeschossigen Wohnungsbau zum Einsatz kommt. Innovative Technologien werden im Gesamtkontext der Gebäudehülle betrachtet, Erdbzw. Batteriespeicher und zusätzlich noch die Smard-Grid-Fähigkeit untersucht.

In Herbst 2020 wird es hierzu einen umfassenden Abschlussbericht geben. Ziel ist es, aufzuzeigen, welche Investitionen in verschiedene verwendete Materialien sinnvoll sind und dass eine Investition in umweltentlastende Verfahren ökologisch und ökonomisch besonders erfolgreich sein kann. Energieoptimiertes Bauen ist Grundlage für sozialgerechte Mietpreise. Als Leuchtturm- Projekt für sozialverträgliches Bauen und Sanieren wertet die Märkische Scholle mit diesem Bauvorhaben den Standort erheblich auf – ein kurzes Unterfangen wird diese Angelegenheit jedoch dennoch nicht: Das Bauvorhaben dauert insgesamt etwa zehn Jahre.

2020 entsteht innerhalb dieses Bauvorhabens das Wohnprojekt „Wohnen am Turm“ – ein Generationenprojekt mit insgesamt 146 Wohnungen, inklusive 15 Seniorenappartements, einer Wohngemeinschaft für Menschen mit Demenz und einer Tagespflegestätte.

Projektdetails

Die Autorin

Eva Mittner
Freie Journalistin

Eva Mittner ist Autorin und lebt im Raum München. Nach Festanstellungen als Redakteurin und Pressesprecherin schreibt sie freiberuflich für verschiedene Architekturmedien. Sie hat sich zudem auf Presse- und Öffentlichkeitsarbeit für Architekten und Ingenieure spezialisiert.

eva.mittner@gmx.de
www.architektur-journalismus.com