Reportagen

Energie für neues Wohnen

Eine gute Energiebilanz wird beim Hausbau immer wichtiger. Dafür könnten bald Sumpfpflanzen auf dem Dach und Algen in den Fenstern sorgen. Und eine Regensburger Firma forscht an der Mauer der Zukunft.

Ein kleines Holzhaus, davor ein Teich. So weit, so unspektakulär. Aber dieses Häuschen hat es in sich: Auf dem Dach wachsen Sumpfpflanzen mit besonders hoher Wurzelaktivität, die das Abwasser aus Dusche, Abwasch und Waschmaschine auf natürliche Weise reinigen. Moderne Hochleistungsfilter bereiten es wieder zu Trinkwasser auf. Das wird dem Kreislauf zugeführt und landet wieder auf dem Sumpfpflanzendach. 

Dieser Entwurf eines geschlossenen Wasserkreislaufs stammt von den Entwicklern der Wohnwagons, kleinen, mobilen Wohneinheiten, die ein energie- und wasserautarkes Leben ermöglichen sollen. Diese Unabhängigkeit ist Teil des Konzepts der gleichnamigen österreichischen Firma, die auf ihrer Website neben den hölzernen Wagons unter anderem auch Imkereibedarf und eine Startpopulation Kompostwürmer anbietet.

Die Toilette ist Teil des Kreislaufs

Grundlage des geschlossenen Wasserkreislaufs ist die Trennung von Schwarz- und Grauwasser. Letzteres stammt aus Abwasch, Waschmaschine und Dusche, bei ersterem handelt es sich um das mit Keimen belastete Wasser aus der Toilette. Auch die ist Teil des geschlossenen Kreislaufs: Urin und Kot werden in einer Bio-Toilette getrennt aufgenommen. Der Kot wird mit Granulat hinuntergelassen – geruchsneutral, versichern die Hersteller. So entsteht Schwarzerde, die besonders stabil und reichhaltig sein soll. Zusammen mit anderem organischen Material und Erde landet sie auf dem Kompost. Sechs Monate später sollen dann auch alle Krankheitserreger abgebaut sein. Der Urin ist laut „Wohnwagon“ völlig keimfrei und kann 1:10 verdünnt zum Gartengießen verwendet werden.

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    Eine Bio-Toilette (Foto: @Wohnwagon)
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    Die Wurzeln der Pflanzen auf dem Dach sollen das Abwasser reinigen - und für ein angenehmes Wohnklima sorgen. (Foto: @Wohnwagon)
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    Ein "Wohnwagon" bei Nacht (Foto: @Wohnwagon)

Ein solches wasserautarkes Haus steht zum Beispiel im Schweizer Ort Zofingen. Der Teich davor führt dem Kreislauf frisches Wasser zu. Die Bewohnerin, Architektin Franziska Jud, kann im Sommer darin baden. Die Erbauer haben die natürlichen Gegebenheiten des Grundstücks mitberücksichtigt. „Das Schöne am Arbeiten mit Autarkie ist, dass ich mich mit dem Ort auseinandersetzen muss“, sagt Christoph Raz, Prokurist bei Wohnwagon.

Sind die autarken Minihäuser ein Modell für die Zukunft? Frank Späte, Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Umwelttechnik der OTH Amberg-Weiden, dämpft die Erwartungen: „Hier handelt es sich eher um einen Ökotrend als um das Wohnen der Zukunft“, sagt der Experte für energieeffiziente Gebäudetechnik. Aber es wäre nicht das erste Mal, dass ein Ökotrend in die Zukunft weist. Die Grünen seien ja auch zunächst als Spinner verschrien worden, sagt Späte – und viele ihrer Ideen heute alltäglich.

„Die Frage ist, ob ich Dinge mache, damit sich alles rechnet, oder aus Pioniergeist." Christoph Raz, "Wohnwagon"

Noch sind energieautarke Konzepte aber ein Modell für Idealisten. Energieautarkie sei zwar möglich, ökonomisch sei sie aber noch nicht, sagt Professor Späte. „Die Frage ist, ob ich Dinge mache, damit sich alles rechnet, oder aus Pioniergeist“, entgegnet Christoph Raz von „Wohnwagon“. 

Die Energieautarkie hat neben dem ökologischen auch einen sozialen Aspekt: Wer autark lebt, ist zwar unabhängig von Lieferanten, Stromnetzen und Preissteigerungen – schottet sich aber auch ab. Und um das ganze Jahr über eine gleichmäßige Energieversorgung zu gewährleisten, sind große Speicheranlagen nötig, die etwa im Sommer vollkommen überproportioniert wären – was wiederum unökologisch ist, erklärt Späte.

Für Raz ist eine Abschottung aber gar nicht erstrebenswert: Das Ziel sei gemeinschaftliches Wohnen in Mehrfamilienhäusern, ähnlich dem Konzept eines Dorfes, in dem die Bewohner ihre Siedlung gemeinsam gestalten, selbst die Felder bestellen und sich mit ihren Kenntnissen untereinander aushelfen. Laut Professorin Susan Draeger, Leiterin des Studiengangs Gebäudeklimatik und des Kompetenzzentrums nachhaltiges Bauen an der OTH Regensburg, sind solche autarken Siedlungen eher für ländliche Regionen geeignet. Ein wirklich zukunftsweisendes Modell auch für Städte sieht sie im Energieplusgebäude. Hier funktioniert ein Haus wie ein kleines Kraftwerk: Es gewinnt mehr Energie, als es letztendlich verbraucht. Mehrere Häuser könnten diese positive Energiebilanz nutzen, um ein eigenes Nahversorgungsnetz zu bilden. Die überschüssige Energie könnte auch in ein Stadtnetz eingespeist werden. Für einen Neubau sei das Konzept bereits gut realisierbar, erklärt Draeger, einen Altbau in ein Plusenergiehaus zu verwandeln könne aber sehr kostspielig werden.

Suche nach perfekter Dämmung

Das Konzept des Plusenergiehauses ist in Sonnenhäusern verwirklicht: Sie gewinnen mindestens 50 Prozent der Energie für die Gebäudeheizung durch thermische Solaranlagen. Die Wärmeversorgung macht in einem Haus den weitaus größten Teil des Energieverbrauchs aus, erklärt Professor Späte, elektrische Geräte dagegen nicht einmal zehn Prozent. Die Sonnenhäuser verfügen neben den Solaranlagen über einen Wärmespeicher, oft in Form eines Wassertanks. So kann Sonnenwärme im Sommer gesammelt und im Winter noch genutzt werden. Der Schlüssel zu solchen Häusern der Zukunft sind sogenannte Smart Materials. Darunter versteht man Werkstoffe, die selbstständig auf sich verändernde Umweltbedingungen reagieren, wie etwa eine Temperaturerhöhung.

Das Aerogel gilt als Hoffnungsträger im Bereich Dämmstoffe.

Die Suche nach vielseitig einsetzbaren Materialien bestimmt die Forschung. Eine Regensburger Firma tüftelt an der Mauer der Zukunft. Chemiker Dr. Oliver Zech steht im Labor der RAS AG und schüttet weißes Granulat in eine kleine Schale. Es handelt sich um Silizium Aerogel. Ein Stoff, der eigentlich für die Raumfahrt entwickelt wurde und hervorragend dämmt und isoliert. Die RAS AG forscht für den Ziegelhersteller Leipfinger Bader, der am EU-Projekt „Wall Ace“ beteiligt ist.

Das Aerogel gilt als Hoffnungsträger im Bereich Dämmstoffe. Als Ziegelverfüllung soll es die Isolierung verbessern. Gleichzeitig ist es atmungsaktiv und soll so für ein besseres Wohnklima sorgen. Diese Eigenschaften sollen zugleich den Energieverbrauch reduzieren und damit CO2 einsparen. Ein weiterer Vorteil: Im Gegensatz zu anderen Füllmaterialien ist das Aerogel nicht brennbar. Die Herstellung ist allerdings momentan noch sehr teuer. 

Chemiker Dr. Oliver Zech erklärt das Silizium Aerogel:

Aber es sind nicht nur hochmoderne Stoffe aus der Weltraumforschung, die die Energiebilanz verbessern und die Wohnqualität erhöhen sollen. Auch eine der primitivsten Lebensformen könnte in Zukunft eine große Rolle beim Wohnungsbau spielen: Algen. Ein Beispiel, das für Aufsehen gesorgt hat, ist das BIQ-Haus, ein Demonstrationsprojekt der Internationalen Bauausstellung 2013 in Hamburg: Die Fassade besteht aus über 120 Glassegmenten, in denen grüne Algen auf und ab gluckern.

Und so funktioniert der Energiekreislauf: Das Sonnenlicht lässt die Mikroalgen wachsen. Das von ihnen benötigte Kohlendioxid stellt eine Brennstoffzelle zur Verfügung, in der Biogas zu Strom und Wärme umgewandelt wird. Die Algen selbst sind wertvolle Biomasse: Aus ihnen wird Methan gewonnen. Dazu dienen sie als Nahrungsmittel oder Rohstoff für die Pharma- und Kosmetikbranche. Die Bioreaktorfassade ist gleichzeitig eine solarthermische Anlage –und bindet dank der Algen CO2. Das Konzept hat sich allerdings noch nicht durchgesetzt. Ein Grund ist der geringe Wirkungsgrad, der sich wohl aber noch steigern lassen könnte.

Das Video zeigt Ihnen, wie das BIQ-Haus funktioniert:

Algen als Sonnenschutz

In den Algen steckt noch mehr: Sie lassen sich auch als natürlicher, variabler Sonnenschutz einsetzen. Professorin Draeger erläutert, wie das funktionieren kann: Die Algen wachsen im Sommer zwischen den verschiedenen Verglasungen der Fenster und lassen so weniger Licht durch. Im Winter zieht sich die Alge fast komplett zurück. Marktreif ist allerdings auch dieses Konzept noch nicht: Die Pflanzen hinterlassen einen unschönen braunen Schleier.

Energieautarke Gebäude und Smart Materials zeigen, in welche Richtung sich der Hausbau in Zukunft entwickeln könnte. Trotzdem gilt natürlich weiter: Auch durch angepasstes Verbraucherverhalten kann jeder viel Energie sparen.

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