Energie aus dem Abwasser

Baugemeinschaft StadtFinken, Hamburg

Mit einem in die Zukunft weisenden Energiekonzept entstand im Hamburger Stadtteil Uhlenhorst ein urbanes Baugruppenprojekt. Den Anstoß dafür gab das Architekturbüro Mudlaff & Otte aus Hamburg. Oliver Otte und Remigiusz Mudlaff hatten 2013 für ihren Wettbewerbsentwurf ein Team aus Architekten, Ingenieuren und Projektentwicklern zusammengestellt. Das Projektberatungs­büro Conplan trat gegenüber der Stadt Hamburg als Investor auf und betreute die Baugemeinschaft, die sich nach dem Wettbewerbserfolg über Conplan zusammenfand und sich später den Namen StadtFinken gab.

Zu bebauen war eine 145 lange Straßenseite mit Reihenhäusern. Für das Baufeld auf dem ehemaligen Gelände der Frauenklinik Finkenau war als Mindeststandard Passivhaus oder Effizienzhaus Plus vorgegeben, auch die Verwendung von hochwertigen und geprüften Baustoffen

war schon im Wettbewerb gefordert. Das Projekt mit seinen 22 modernen Stadthäusern wurde schließlich im Effizienzhaus Plus Standard gebaut. Die Bewohner der insgesamt 42 Wohneinheiten werden weniger Energie verbrauchen, als von dem Gebäude produziert wird. In Bezug auf die Energieversorgung hat das Projekt für die Stadt Hamburg Pilotprojektcharakter, weil für den Wohnungsbau wegweisende Sig­nale gesetzt wurden.

Modernes Hauskonzept für Stadthäuser

Die Architekten Mudlaff und Otte konnten für ihren Entwurf auf ihre früheren Studien zum historischen Hamburger Stadthaus zurückgreifen. Die für Hamburg typischen Bürgerhäuser zeichneten sich durch rote Klinkerfassaden sowie durch zweigeschossige Erker, sogenannte Utluchten, sowie überhöhte Natursteinportale aus. Diese Motive griffen die Architekten auf und gaben ihnen eine moderne Gestalt. Für die 22 Stadthäuser entwarfen sie zusammen mit ihren Kollegen sechs Haustypen, vom 5 m schmalen Lofthaus bis zum 13 m breiten Zwillingshaus, das auch historische Wurzeln hat, und stellten sie in einer abwechslungsreichen Folge von Addition und Spiegelung zusammen. Zwei Torhäuser erschließen die gemeinsame Tiefgarage. Drei Haustypen greifen die Utlucht des Hamburger Stadthauses auf. Trotz der Vielfalt der Fassaden entsteht ein harmonisches Ganzes, weil alle Häuser die gleiche Traufhöhe haben, auch bei den Staffelgeschossen und Erkern, sowie nahezu gleiche Geschosshöhen aufweisen. Überall dominiert Verblendmauerwerk aus Backstein die Fassaden. Zu den beiden verbauten Natursteinen, Jura und Muschelkalk, wurde für jedes Haus farblich passende Ziegel ausgesucht.

Die Gebäudehülle wurde im Passivhausstandard erstellt. Die Außenwände sind als zweischaliges Mauerwerk mit Vollklinkerziegeln in der Vormauerschale gebaut und mit 20 cm Mineralwolle gedämmt, nach Ansicht von Architekt Otte die „langlebigste Art, eine Fassade auszubilden“. Alle Durchdringungen wurden thermisch entkoppelt, sämtliche Wärmebrücken wurden von dem beteiligten Ingenieurbüro einer Prüfung unterzogen und im Einzelnachweis berechnet.

22 Häuser in einem Gebäude

Schon in der Konzeptphase verständigte man sich mit Conplan darauf, dass die mit drei Vollgeschossen und einem Staffelgeschoss sehr großen Häuser aufgeteilt werden sollten. Also entstanden in den 22 Häusern 42 Wohneinheiten mit Wohnungsgrößen von 85 bis 140 m², zumeist als Maisonette-Wohnungen über je zwei Geschosse. Nur in den Lofthäusern wurden drei Reihenhauswohnungen mit je 210 m² errichtet. Auch wenn es nicht so aussieht: Rechtlich und baulich ist die Häuserzeile ein einziges Gebäude – ein Mehrfamilienhaus mit Eigentumswohnungen und verschiedenen Fassadenteilen –, obwohl jedes der Häuser seinen eigenen Eingang hat. Das 145 m lange Mehrfamilienhaus ruht auf einer gemeinsamen Tiefgarage mit 34 Stellplätzen, einer E-Bike-Ladestation und Fahrradstellplätzen.

Das Mehrfamilienhaus-Konzept hat viele Vorteile: Außer den notwendigen Brandschutzwänden und den Haustrennwänden der Lofthäuser waren die weitaus kostengünstigeren Wohnungstrennwände ausreichend. Vier Höhenversprünge gingen als Bauteilfuge durch. Die internen Treppenaufgänge für die oberen Wohnungen ersparten teure Entrauchungsanlagen.

Die Gestaltung der Fassade war durch den Wettbewerb fixiert, dies wurde in den Einzelverträgen mit den Bauherren noch einmal festgeschrieben. Die Fassade ist Gemeinschaftseigentum, ebenso wie die Tiefgarage und der große Garten hinter den Häusern. Das bedeutet, dass kein einzelner Eigentümer bei einer späteren Sanierung die Fassadenharmonie zerstören kann. Sonderlösungen gab es für die Eigentümer nur bei der Grundrissgestaltung und den Wand- und Bodenbeschichtungen. Dafür konnte das Baubudget für nachhaltige, ökologisch geprüfte und gesiegelte Bauprodukte verwendet werden. Hier setzte Conplan zur Überwachung ein Zertifizierungssystem ein, das auf dem DGNB-Standard basiert, aber von dem Büro a°blue für den Wohnungsbau modifiziert worden ist.

Abwasser als Energieträger

Auch für das Energiekonzept war die Sache mit dem Mehrfamilienhaus ein entscheidender Faktor. Schon für den Wettbewerb hatte ­Fabian Köppen von Dudda Energiesysteme ein Haustechnikkonzept entwickelt, das auf einer bivalenten Wärmepumpe, einem gasbetriebenen BHKW für die Trinkwassererwärmung und einer Photovoltaikanlage basiert. Für die Wärmepumpe werden zwei Energiequellen genutzt: zum einen Geo­thermie aus 2 000 m tiefen Bohrungen unter der Tiefgarage und zum anderen das warme Abwasser der Bewohner. Hierfür werden Kalt- und Warmwasser in getrennten Rohrsystemen geführt und dann in einer Abwasserwärmerückgewinnungs­anlage thermisch entwertet. Die Abwässer der Bewohner mit einer Durchschnittstemperatur von 30 bis 35 °C können so für die Beheizung der Wohnungen genutzt werden – ein bisher einzigartiges System, das für eine Restaurantkette entwickelt, im Wohnungsbau in dieser Form bisher jedoch noch nicht ein­gesetzt worden ist. Das Pilotprojekt wird sich in einem Monitoring beweisen und hofft auf Nachahmer. „Wärmerückgewinnung aus Abwasser ist gerade deshalb so sinnvoll, weil heute ein Großteil der Wärmeenergie im Wohnungsbau für Warmwasser verwendet wird. Der Anteil liegt mittlerweile bei 20 bis 30 %,“ sagt Fabian Köppen dazu. Noch ist die Anlage ein Projekt im ­Forschungsstadium, aber sie setzt jetzt schon wertvolle ­Signale in den Markt.

Erdwärme zum Kühlen

Die Erdwärme wird bei dem StadtFinken-Projekt nicht nur für die Heizung, sondern auch für die Kühlung eingesetzt. Im Sommer fließt angenehm kühles Wasser durch die Rohrleitungen der Fußbodenheizung und temperiert die Räume. Mehrkosten pro Wohneinheit: einmalig ca. 400 € für die hydraulische Regelungstechnik. Komfortgewinn: unbezahlbar! Die Bauherren waren von der Aussicht auf die kostenneutrale Kühlfunktion ihrer Fußböden begeistert. Leider ist die geothermische Kühlung in der Energiebilanz bisher noch nicht anrechenbar, daher musste zusätzlich eine Photovoltaik-Anlage auf den Gründächern installiert werden. Fabian Köppen dazu: „Gerade im Wohnungsbau wird das Thema Kälteenergie bisher viel zu sehr vernachlässigt, in Wohngebäuden wird so gut wie gar nicht gekühlt. Dabei ist Kälteenergie die Energie, die Komfortkriterien repräsentiert: In jedem Hotel wird gekühlt, aber da, wo unser Zuhause ist, wo wir schlafen, wird daran gespart.“ Nach Köppen wäre die
energetische Bilanzierung des Projekts auch ohne Photovoltaikanlage positiv ausgefallen.

Um den Eigenstromanteil im Mehrfamilienhaus so hoch wie möglich ansetzen zu können, tritt die Baugruppe gegenüber dem Energieversorgungsunternehmen als Wohnungseigentümergemeinschaft mit nur einem Hausanschluss und nur einem Zähler auf. Die dahinter geschaltete eigene Zähleranlage misst den Verbrauch je Wohneinheit und wird als Grundlage für die interne Abrechnung genutzt. Durch dieses Abrechnungssystem konnte der ­Eigenstromanteil auf 80 % erhöht und die Wirtschaftlichkeit der Anlage erheblich verbessert werden. ISch

Projektdaten

Objekt: 22 Stadthäuser der Baugemeinschaft StadtFinken

Standort: Leo-Leistikow-Allee 47–89, 22081 Hamburg
Bauherr: StadtFinken GbR
Architekten: ARGE Mudlaff & Otte Architekten, www.mudlaff-otte.de;
Studio Witt BDA Architecture & Design, www.studiowitt.com; MoRe Architekten, www.baunetz-architekten.de/more-architekten; alle Hamburg
Projektentwicklung/Baugruppenbetreuung: Conplan Betriebs- und Projektberatungs GmbH, Hamburg, www.conplan-projekte.de
Fachplaner
Tragwerksplaner/Energieberatung: Schreyer Ingenieure, Bad Oldesloe,
Energieplaner/Haustechnik: Dudda Energiesysteme, Hamburg, www.des.de
Bauphysik: Schreyer Ingenieure, Bad Oldesloe, www.schreyer-ingenieure.de
(Beratung nachhaltige Bauprodukte); a°blue, Hamburg, www.agradblue.com
Brandschutzplaner: SV Sander / Donislawski, Hamburg, www.sv-sander.de
Landschaftsplaner: Dr. H. Marxen-Drewes, Melsdorf, www.marxen-drewes.de,
R. Kahns, Schönwalde am Bungsberg, www.werkstattlebensraum.de
Baudaten
Gebäudenutzfläche: 6 256,3 m²
Wohnfläche: 5 362,62 m²
BGF: 9469,18 m²; BRI: 31820,54 m³
Energiekonzept
Dach: 1,5 cm Putzmörtel, 20 cm Stb.-Deckenplatte, 34 cm (i.M.) Wärmedämmung WLG 045; Außenwand Klinker: 1,5 cm Putzmörtel, 20 cm Kalksandstein, 20 cm Wärmedämmung WLG 032, 10,8 cm Vollklinker; Außenwand WDVS: 20 cm Kalksandstein, 22 cm WDVS WLG 035; Kellerdecke gg. Tiefgarage (unbeheizt): 6,5 cm Estrich, 3 cm Trittschalldämmung WLG 045, 12 cm Wärmedämmung WLG 035, 25 cm Stb.-Deckenplatte, 14 cm Wärmedämmung WLG 035, 1,5 cm Dämmplatte;
Gebäudehülle
U-Wert Außenwand Klinker = 0,169 W/(m²K)
U-Wert Außenwand WDVS = 0,150 W/(m²K)
U-Wert Dach = 0,128 W/(m²K)
U-Wert Dachterrasse = 0,162 W/(m²K)
U-Wert Kellerdecke = 0,113 W/(m²K)
U-Wert Bodenplatte Erker = 0,100 W/(m²K)
U-Wert Bodenplatte Tiefgarage = 0,210 W/(m²K)
U-Wert Fenster = 0,75 bzw. 0,70 W/(m²K)
Ug-Wert (Verglasung) = 0,46 W/(m²K)
Luftwechselrate n50 = 0,50 1/h
Haustechnik
BHKW (Biogas) und Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden und Wärmerückgewinnung aus Abwasser, Pufferspeicher 2 000 l, WW-Speicher 1 350 l, Photovoltaik (81 kWp), Abluftanlage ohne Wärmerückgewinnung, Sonnenschutzglas, Raffstores auf der Südseite
Abakus bauintegrierte Technologie GmbH, www.abakus-Technologie.de
Ziegelei Hebrok GmbH & Co. KG, www.hebrok-ziegler.de
Petersen Tegl A/S, https://de.petersen-tegl.dk
Wirth Naturstein GmbH, www.wirth-naturstein.de
Xella Deutschland GmbH, www.multipor.de
Ursa Deutschland GmbH, www.ursa.de
SAINT-GOBAIN ISOVER G+H AG, www.isover.de
Climowool GmbH, www.climowool.com
Vedag GmbH, www.vedag.de
Optigrün international AG, www.optigruen.de

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