Allgemeines zu Wärme, Kälte, Strom und Wasser

Um ein nachhaltiges Gebäude zu planen oder ein Bestandsgebäude nachhaltig zu sanieren, sind einige passive und aktive Maßnahmen möglich. Während die passiven Maßnahmen sich auf den Bau selbst beziehen, also etwa auf die Wahl des Außenwandmaterials oder die Gebäudekubatur entsprechend dem Sonnenverlauf, bezeichnen die aktiven Maßnahmen die Wahl der gebäudetechnischen Anlagen. Es gibt viele verschiedene Wege aktiver Maßnahmen, dementsprechend hoch ist das Nachhaltigkeitspotenzial. Somit gehört die Optimierung der Energiekonzepte zu den wichtigsten Voraussetzungen für nachhaltiges Bauen. Ebenso müssen die Wirtschaftlichkeit und die Versorgungssicherheit gewährleistet sein.

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Die Planung von gebäudetechnischen Anlagen setzt eine gute und fachgerechte Betreuung durch Experte*innen voraus. Denn die Komponenten in einem Gebäudetechnikkonzept sind heutzutage in der Regel mittels eines individuellen Gebäudemanagementsystems miteinander vernetzt. Das sich daraus ergebende Zusammenspiel führt zu einer hohen Effizienz des Gesamtsystems aus Energieerzeugung, Energiespeicherung und Energieverbrauch. Zusätzlich können durch Monitoring, also durch Beobachtung des gesamten Systems im Betrieb, wichtige Erkenntnisse im Zusammenspiel mit der konkreten Nutzung gewonnen und die Geräte sowie die Software entsprechend nachjustiert werden. Oberstes Ziel ist ein effizienter, energiesparender, emissionsarmer, umwelt-/klimaschonender und langlebiger Betrieb der gebäudetechnischen Anlagen.

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Dieses Ziel kann durch verschiedene Planungsprämissen erreicht werden:

  • Ausschöpfen der passiven/baulichen Maßnahmen zur Klimatisierungsreduktion
  • Gewinnung regenerativer Energie direkt vor Ort, etwa durch eine Photovoltaik-Anlage oder eine Solarthermie-Anlage
  • Reduzierung des Heizwärmebedarfs, zum Beispiel durch den Einsatz von Flächenheizungen oder durch geschickte Nutzung des solaren Wärmeeintrags in den Räumen
  • Reduzierung des Kältebedarfs, beispielsweise durch sommerlichen Wärmeschutz oder durch Nutzung von geothermischer Kälte
  • Verringerung des Stromverbrauchs, etwa durch eine stromsparende Beleuchtung oder durch energieeffizientere Geräte
  • Sparsamer Umgang mit Wasser, etwa durch Sammeln von Regenwasser in Zisternen zur Bewässerung des Gartens oder der Dachbegrünung
  • Speicherung von überschüssiger Energie aus Photovoltaik und Solarthermie oder Einspeisung von überschüssigem Strom ins öffentliche Stromnetz
  • Einsatz von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung
  • Gute Dämmung der wärme- und kälteführenden Rohrleitungen
  • Monitoring des Gesamtsystems, um durch Nachjustierung einen nachhaltigeren Betrieb zu gewährleisten
  • Kommunikation des richtigen Nutzerverhaltens, damit durch den falschen Umgang nicht unnötig Energie verbraucht wird, zum Beispiel Stoßlüften statt Dauerlüften
  • Planung der richtigen, zum Verbrauch passenden Anlage, um eine Über- oder Unterdimensionierung zu vermeiden.

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Planung der Gebäudetechnik

Zur ökologisch und somit ökonomisch sinnvollen Begrenzung des Primärenergiebedarfs eines Hauses ist es unerlässlich, die Planung der gebäudetechnischen Anlagen bereits in einer frühen Planungsphase und fachkundig durchzuführen. Nur so lassen sich die Gesamtkosten minimieren, die Energieeffizienz steigern und die Emissionen reduzieren oder sogar ganz vermeiden. Zudem lässt sich bei dieser Vorgehensweise die Anlagentechnik effektiv in das Gebäude integrieren, besonders in Bezug auf den Leitungsverlauf, die Durchbrücke, den Verzicht oder die Notwendigkeit von Schornsteinen, die Anordnung der Geräte und Verknüpfung der Komponenten. Heutzutage gibt es viele verschiedene Möglichkeiten im Umgang mit Wärme, Kälte, Strom und Wasser im Gebäude, sodass sehr individuelle gebäudetechnische Konzepte erstellt werden können.

Da die Regelwerke und Normen zudem stetig verändert und angepasst werden, ist es ratsam, entsprechende Expert*innen wie Energie- oder Gebäudetechnik-Fachplanende an der Planung zu beteiligen. Auch bei kleineren Projekten, wie etwa Einfamilienhäusern oder Bestandssanierungen von Gebäuden, ist das Hinzuziehen von Fachleuten sinnvoll, um das jeweilige Gebäude fit für die nächsten Jahrzehnte zu machen. Die wichtigsten Regelungen für den Umgang mit Energie in Gebäuden finden sich im Gebäudeenergiegesetz (GEG) in der aktuellen Version. Eine gute Übersicht liefert auch das Baunetz-Wissen-Thema „Gebäudetechnik“ (s. Surftipps).

Fachwissen zum Thema

Die heute übliche Stromerzeugung durch Photovoltaik beruht auf dem photoelektrischen Effekt.

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Neben der Funktionalität eines Gebäudes sollte immer die zeitlose, ansprechende Gestaltung berücksichtigt werden (im Bild: Barnimpanorama, Naturparkzentrum – Agrarmuseum Wandlitz (2013); Architektur: rw+, Berlin).

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Planungsgrundlagen

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Nicht nur die Funktionalität, auch die zeitlose, ansprechende Gestaltung ist zu berücksichtigen. Je nach lokalen Gegebenheiten sollten Sparstrategie und Gewinnstrategie im Gleichgewicht stehen.

In der nördlichen Hemisphäre erzielen Südfassaden im Winter die höchsten solaren Wärmegewinne, im Sommer lassen sie sich am leichtesten gegen Überhitzung schützen (im Bild: VM Häuser in Orestad/Kopenhagen, 2005; Architektur: BIG + JSD = PLOT, Kopenhagen).

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Lichtverschmutzung ist eine besondere Form der Umweltverschmutzung mit zahlreichen negativen Folgen für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit.

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Natürliche Kühlung von Gebäuden

Windturm im Gajali Khan Komplex im Iran.

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Durch den Einsatz von intelligenten Regelungsanlagen und einem optimierten Anlagenbetrieb können sehr hohe Energieeinsparungen...

Regenwassernutzung

Schema einer Regenwassernutzungsanlage

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Solarthermische Kollektoren können Kälteanlagen antreiben, die im Sommer Gebäude kühlen und klimatisieren

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Wärmepumpen

Funktionsprinzip einer Wärmepumpe: Der Luft wird Wärmeenergie entzogen, die unter Einsatz von Antriebsenergie in Form von Strom auf ein für Heizung und Warmwasser erforderliches Temperaturenniveau angehoben wird.

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Wärmepumpen sind eine effiziente und vor allem eine klimaneutrale Alternative zu fossilen Brennstoffen. Doch welche Arten gibt es und was sollte bei der Planung beachtet werden?

Warmwasserbereitung

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