Nachhaltiges Reallabor für die Energiewende

Energy Campus, Holzminden

Qualität ist ein Merkmal, mit dem man Wer-
tigkeit, Langlebigkeit, ausgesuchte Materialien und einen hohen Nutzwert verbinden kann. Hervorragende Haptik und eine gute Gestaltung helfen bei der Vermarktung oder dem Image. In der Regel handelt es sich um industriell gefertigte bzw. Serienprodukte, häufig Einheiten in größerer Stückzahl mit immer derselben Eigenschaft und Güte, die eben der Qualität entsprechen. Prozesse

und Kontrollen in der Fertigung sind darauf ausgerichtet. Und Zer­tifizierungen belegen zusätzlich die definier­ten Standards.

Diesen Anspruch hat man bei STIEBEL ELTRON auf die Bauaufgabe für das neue Schulungs-, Kommunikations- und Forschungszentrum, den Energy Campus, übertragen. Bewusst außerhalb des Firmengeländes platziert, am Eingang zum Werk, integriert es zusätzlich das Restaurant für Gäste und Mitarbeiter. Mit der Entscheidung für den Neubau wurde ein Zeichen gesetzt: Es wurde nicht für ausgewählte Personengruppen gebaut, alle sollten von diesem Haus profitieren. Das sollte die Akzeptanz für die Investition erhöhen. Ein Prozess, den energydesign als beteiligtes Ingenieurbüro für das Energiekonzept und die Zertifizierung im Gespräch mit Mitarbeitern von STIEBEL ELTRON widergespiegelt bekommen hat. HHS Planer + Architekten ist es darüber hinaus gelungen – in Abstimmung mit den Bauherrnvertretern und dem Planungsteam sowie den Mitarbeitern – von Beginn an den Austausch auf den verschiedenen Ebenen zu pflegen. Regelmäßige interne wie externe Veröffentlichungen haben über den Stand der Planung informiert und zunehmend detailliertere Visualisierungen den Fortschritt dokumentiert.

Mit der höchsten in Deutschland vergebenen Platin­auszeichnung in der Kategorie Schulungsgebäude (Abb. 2) ist es gelungen, das Gebäude als Ausdruck der eigenen Philosophie umzusetzen. Vorüberlegungen, Planungen, Detaillierungen und Ausführungen wurden mit dem Prozess einer DGNB Zerti­fizierung begleitet, um die Merkmale der Anforderungen zu definieren, die Prozesse durchgehend zu steuern und am Ende zu dokumentieren.

Am eindrucksvollsten ließ sich der Erfolg des Aufwands durch Mitarbeiter und Besucher wahrnehmen, als mit dem Einzug ein fertiggestelltes Gebäude übergeben werden konnte, dass durch die Architektur, spannende Raumeindrücke, angenehme Materialien mit abgestimmten Farbkonzepten und funktionaler wie gut integrierter Gebäude­technik überzeugt, nicht aber durch aufdringliche Gerüche von Farben, Lacken oder Lösungsmitteln bzw. weiteren als möglicherweise störend empfundenen oder gesundheitsschädlichen Inhaltsstoffen von Baumaterialien.

Rückblickend ist dies eine der zeitintensivsten Aufgaben gewesen, nämlich Materialien aus­zusuchen, die der höchsten Qualitätsstufe entsprechen, zertifiziert und nachweislich schadstofffrei sind bzw. nach allen Maßstäben ein geringstmögliches Risiko für die gebaute Umwelt darstellen. Dabei war nicht nur die Produkt­entscheidung relevant, sondern der dokumentierte Weg über die Ausschreibung bis zum Einbau auf der Baustelle. Ein Prozess, der für den Neubau des Energy Campus in Bausteine zerlegt wurde. Abb. 3 erläutert das gewählte Vorgehen.

Der Energy Campus vereint verschiedene Nutzungsbedarfe, die STIEBEL ELTRON für die zukunftsorientierte Ertüchtigung am Standort Holzminden zusammenfasst. Es ist ein Leuchtturmprojekt für nachhaltiges und ressourcenschonendes Bauen. Zentrale Funktion hat der Neubau für Schulungen und Trainings von Mitarbeitern und Kunden zu den Gerätegruppen des Herstellers. Hierfür sind sowohl Praxisräume für den handwerklichen ­Bereich als auch Seminarräume für die Theorieschulung entstanden. Im Außenbereich, dem sogenannten „Energiegarten“, gibt es ebenfalls Komponenten, die gleichzeitig Teil der Gebäudeversorgung sind und reale Installationsbeispiele zeigen. Die Technikzentrale im Obergeschoss ist begehbar und macht das nachhaltige Gebäudekonzept der Nutzung von Umweltenergie augenscheinlich. Räume für Meetings und ein Ausstellungsbereich zur Produktpalette ergänzen das flexibel nutzbare Raumangebot. Die beschriebenen Merkmale sind u. a. Teil des ökonomischen Nachhaltigkeitskonzepts für den Energy Campus und werden im DGNB Prozess besonders in den Bereichen Flexibilität, Nutzungsvielfalt und Umnutzungsfähigkeit positiv bewertet.

Ganzheitliches Konzept

Mit dem Energy Campus ist ein „Nachhaltiges Reallabor für die Energiewende” entstanden, entwickelt wurde der Campus im Team aus Architekten und Energiedesignern. Er ist zugleich Kraftwerk und Speicher für erneuerbare Energien. Die regenerativen Quellen sind Wasser, Luft und Sonne, die das Gebäude komplett versorgen können, da in einem integralen Planungsprozess der Energiebedarf für Wärme, Kälte und Strom auf ein wirtschaftliches Minimum reduziert werden konnte.

Das zukunftsfähige Energiekonzept ent-
wickelte energy­design aus Braunschweig. Überprüft wurden die Ansätze durch den Einsatz moderner Simulationswerkzeu­ge, mit denen sich u. a. die thermische Behaglichkeit unter der Berücksichtigung der für den Betrieb relevanten Nutzungsbedingungen bewerten ließ.

In das ganzheitliche Konzept sind sowohl zentrale Wärmepumpenanlagen integriert, die als ganzjährig nutzbare Energiequelle Grundwasser verwenden, als auch die im Praxis- und Schulungsbetrieb eingesetzten Aggregate. Große thermische Speicher nehmen thermische Überschüsse auf und machen die Lasten im Gebäude verschiebbar. So wird vermieden, dass Erträge aus dem Betrieb von Anlagen zur Wärme- und Kälteerzeugung ungenutzt bleiben, zusätzlich lassen sich Lastspitzen verringern. Grundwasser steht aber auch als natürliche Kältequelle für die Kühlung des Gebäudes zu Verfügung. Erst wenn die Leistung oder das Temperaturniveau nicht mehr ausreichen, z. B. bei An­forderung einer Entfeuchtung, werden die akti­ven Komponenten zugeschaltet. Die Auslegung der Übergabesysteme in den Aggregaten (Wärmetauscher in zentralen Lüftungsanlagen) und im Raum (Flächenheizungen in Wand und Boden) ist auf die Nutzung erneuerbarer Energien abgestimmt. Konsequent bleibt das Energiekonzept in den vier Themenwelten Wärmepumpe, Lüftung, Warmwasserbereitung und Montagezentrum in den Praxisräumen im Obergeschoss transparent. Im Außenraum verbildlicht das gestalterisch integrierte Wasserbecken vor dem Gebäude die Energiequelle Grundwasser. Die aktive Nutzung von Solarenergie wird durch die fassadenintegrierte Photovoltaik verdeutlicht. Zusammen mit der PV auf dem Dach des Gebäudes wird der Energiebedarf gedeckt. Alle Aggregate sind auf Strom als einzigen Energieträger ausgelegt, so dass eine hohe Eigenstromnutzung erreicht wird. Überschüsse können in das werkseigene Stromnetz abgegeben werden. Häufig besteht die Herausforderung darin, Firmen und Handwerker dafür zu gewinnen, etwas nur in geringem Umfang anders zu machen als gewohnt. „Das haben wir schon immer so gemacht” ist ein vielbemühter Satz und die damit verbundene Einstellung der Feind einer nachhaltigen Baustelle. Es gehört Überzeugungsarbeit dazu, dass weder die Kompetenz noch die Umsetzungsqualität in Frage gestellt wird, der Prozess, angefangen bei der Angebotserstellung über die Dokumentation der Produkte mit Deklarationen und Sicherheitsdatenblättern, die Baubeteilig-ten Planer aber in die Lage versetzt, Schadstoffe konsequent zu vermeiden. Am Ende lassen sich die Daten zu einem Gebäudehandbuch zusammentragen, indem eingesetzte Produkte und Mengen erfasst sind. Ein deutliches Unterscheidungsmerkmal, welches am ­Energy Campus umgesetzt wurde.

Um Verständnis zu erreichen, sind wiederkehrende Einweisungen und Informationen ebenso notwendig wie Kontrollen. Die Erwähnung abschließender Messungen erhöht die Ernsthaftigkeit und ist häufig ein schlagkräftiges Argument. Hilfreich wäre aber vor allem eine verständlichere Kennzeichnung deklarationspflichtiger Bauprodukte. Heute kommt eine Baustelle ohne die Begleitung eines Schadstoffgutachters, der Codierungen und Label entschlüsselt, noch nicht aus. Für die Übertragbarkeit auf konventionelle Bauvorhaben sollten Vereinheitlichungen flächen­deckend etabliert werden.

Der Unterschied zwischen Serienprodukt und dem Bauwesen sind nicht in erster Linie die stets neuen und unterschiedlichen Aufgaben. Dafür haben sich Planungsprozesse etabliert, die im Sinne der Nachhaltigkeit sinnvoll ergänzt werden können. Eine besondere Herausforderung besteht darin, Qualität mit immer neuen Teams umzusetzen. Das ist sowohl in der Planung als auch für die Umsetzung relevant.

Dem Neubau des Energy Campus kam entgegen, dass HHS und energydesign (Architekt und Energiedesigner) schon gemeinsam Projekte realisiert haben und dass für die Ausführung durch STIEBEL ELTRON überwiegend regional verortete Firmen gewählt wurden, zu denen bereits langjährige Verbindungen bestanden. Sind diese Voraussetzun­gen so nicht gegeben, werden die Prozesse noch relevanter und die Qualitätssicherung entscheidend für den Erfolg.

Ökologische, ökonomische und soziokulturelle Qualitäten – analog zum Themenkanon der DGNB Zertifizierung – zeichnen den Energy Campus aus. Dem Anspruch folgend wurde ein Gebäude realisiert, das u. a.

– einen hohen Nutzwert für den Bauherrn ­besitzt und damit eine umfangreiche Bedarfsplanung umsetzt,

– Räume bietet, die hohe Behaglichkeits-
kriterien erfüllen,

– erneuerbare Energien zur Wärme-, Kälte- und Stromerzeugung einsetzt,

– mehr Energie erzeugt, als in der Jahres-
bilanz verbraucht wird,

– Strom als (einzigen) Energieträger der Zukunft adressiert,

– eine barrierefreie Erreichbarkeit für alle Personengruppen und Nutzer, mit oder ohne körperliche und geistige Einschränkung, ermöglicht,

– gestalterisch wie technisch und funktional Maßstäbe für einen Zukunftsstandard von Gebäuden setzt.

Der Energy Campus ist für STIEBEL ELTRON ein Ausdruck der eigenen Firmenphilosophie. Zu der Botschaft gehört, dass Gebäude zukünftig stromdominant sind. Die innovativen Konzepte mit eigener, lokaler Stromerzeugung über Photovoltaik lassen sich in Verbindung mit Wärmepumpentechnologien auch im Objektbau hervorragend umsetzen. Verbunden mit dem Anspruch an hohe Qualitätsstandards war das Motivation genug, die Inhalte des Nachhaltigen Bauens in die Planung zu integrieren. Der Mehrwert durch die Herangehensweise lässt sich mit der Umsetzung der Idee im und am Gebäude transportieren.

Lernen vom Energy Campus

Der Aufwand, ein nachhaltiges Gebäude zu planen und zu bauen, hält sich dann in Grenzen, wenn die Entscheidungsgrundlagen frühzeitig feststehen und kommuniziert werden. Eine nachträgliche Berücksichtigung von Anforderungen bedeutet zusätzlichen, aber eigentlich vermeidbaren Aufwand. Die umfangreich beschriebenen Kriterien und Checklisten einer Zertifizierung sollten in diesem Fall als Unterstützung und nicht als zusätzliche Belastung verstanden werden. Da der Planungsprozess integral verläuft, können Entscheidungen häufig nicht singulär getroffen werden. So hat z. B. die Planung von Deckenspiegeln akustischen, aber unter Umständen auch thermischen Einfluss, wenn z. B. massive Bauteile als Speichermasse angesetzt wurden. Ändert sich das System und damit die Gestaltung oder die Anforderung, sind iterativ alle betroffenen Bereiche zu überprüfen und neu zu bewerten. Diese Komplexität erfordert es, dass Nachhaltigkeits­as­pekte allen Beteiligten bewusst sind und die Relevanz stets erläutert wird.

Nachhaltigkeit von Gebäuden ist aber nicht allein eine Frage einer ökologischen Versorgung, auch wenn die aktuellen Diskussionen über bauliche Standards und weitere Verschärfungen der Normen diesen Eindruck hinterlassen und die öffentlichen Debatten zu dominieren scheinen. Natürlich fordert die EU ihre Mitgliedsländer auf, Vorgaben für Neubauten und die Sanierung zu entwickeln und natürlich soll der Energiebedarf minimiert und der Anteil erneuerbarer Energien maximal sein. Die entscheidende Zielformulierung bleibt aber allzu häufig unbeachtet. Nachhaltigkeit wird in ganz großem Umfang durch die Wirtschaftlichkeit von Maßnahmen bestimmt. Das spiegelt sich auch mit einem deutlichen Schwerpunkt in den Bewertungsschemen der DGNB wieder, die aktuelle, gebaute Beispiele dokumentieren und auszeichnet. Wäre dieser Fokus in der aktuellen Debatte präsenter, müsste über eine weitere Verschär­fung des baulichen Wärmeschutzes nicht diskutiert werden. Neubauten, ob im Wohn- oder Objektbereich, werden überwiegend durch den Strombedarf dominiert. Dies wird dann augenscheinlich, wenn die energetische Bilanz nicht nur den Wärme-, Kälte- und Strombedarf für den Gebäudebetrieb abbildet, sondern die Nutzerausstattung und ggf. sogar die Mobilität mit einbezieht. Werden Gebäude nach den heutigen Vorgaben errichtet und setzt der Bauherr sogar noch weitergehende Anforderungen wie ein gefördertes Effizienzhaus um, sinkt der Anteil für die Wärmebereitstellung an der Gesamtbilanz auf 20 – 30 %. In Gewerbeimmobilien liegt er teilweise sogar noch deutlich darunter. Wenn sich diese Kennt­nis endlich durchsetzt, muss Strom als wesentlicher Energieträger nur noch grüner werden. 35 % des Stroms werden bereits heute erneuerbar erzeugt. Vor Ort ist eine gute gestalterische Integration von PV ein Anfang und im Sinne der Nachhaltigkeit Ausdruck von architektonischer Qualität. Schaffen wir es Nachahmer zu motivieren, ist der Durchbruch des nachhaltigen Bauens geschafft.

Obwohl die Komplexität des Schulungs- und Kommunikationsgebäudes im Energy Campus in Holzminden aufgrund der besonderen Anforderungen als Beispielgebäude hoch ist, sind für das energetische Konzept drei Komponenten elementar: PV-Strom, erneuerbare Energiequellen und Wärmepumpentechnologie. Das Konzept wurde im Frühjahr 2016 auf den Berliner Energietagen mit dem Deutschen TGA-Award ausgezeichnet. Der Ansatz ist in Verbindung mit einem an­gemessenen baulichen Wärmeschutz und einem guten Konzept zur Vermeidung sommerlicher Überhitzung multiplizierbar und auf viele Gebäudetypologien übertragbar. Ein Net-Zero-Energy-Building ist also mit heutigen Mitteln und Materialien realisierbar.

Fazit

Trotz aller Betrachtung energetischer Fragestellungen werden Gebäude für die Nutzer oder einen bestimmten Zweck errichtet. Die umfangreiche Klärung des Bedarfs ist daher elementar und sollte konform zu Erwartun­gen und den Anforderungen geplant werden. Iterationen im Prozess gehören dazu, auch wenn gerade diese den Aufwand in den frühen Leistungsphasen erhöhen. Die Überprüfung der Aufgabenstellung, die Rückmeldung von Bauherrn und Nutzern, verlangen vom Konzept mehrfach Anpassungen und Veränderungen, die dann zielführend abgeschlossen werden können, wenn die Partizipation als gewinnbringend betrachtet wird und Berücksichtigung findet. Im Zusammenhang mit den genannten Planungsschritten sollten dem Grunde nach Gebäude entstehen, die gekennzeichnet sind durch Flexibilität und Flächeneffizienz. Nutzerwünsche ändern sich trotz aller durchdachten Szenarien schneller als vorgesehen und sollten – im Rahmen – durch eine gewisse Robustheit des Konzepts möglich sein.