Wohnanlage mit modernem Energiekonzept
Matrix-Living in Berlin
„Null Energie“-Häuser sind gewünscht und sollen ab 2019 im Neubau üblich sein. Um das zu erreichen, wird an einer Vielzahl von Konzepten gearbeitet. In Berlin entstand eine luxuriöse Wohnanlage, die den Anforderungen der Zukunft bereits heute sehr nahe kommt. Durch den konsequenten Einsatz innovativer Energie- und Regelungskonzepte konnten die Nebenkosten der Anlage um bis zu 40 % gesenkt werden. Für den Käufer der hochwertigen Eigentumswohnungen heißt das: Aufgrund weniger Nebenkosten bleibt mehr Geld für Investitionen, beispielsweise in die Finanzierung der Immobilie.
Mitten in Berlin, zwischen Kurfürstendamm und dem Volkspark Wilmersdorf, entstand von Mai 2009 bis Oktober 2010 die Wohnanlage „Matrix-Living“, ein Wohnprojekt mit Zukunftsanspruch. Der Komplex besteht aus 43 Wohneinheiten, drei attraktiven Gewerbeeinheiten, 1200 m² Tiefgarage mit Be- und Entlüftung und 800 m² Freifläche und Dachbegrünung. Die großzügigen Wohnungen (Wohnfläche: 88 bis 399 m² und 3 bis 9 Zimmer) mit ihren bodentiefen Fenstern und geräumigen privaten Außenbereichen (Terrassen, Balkone oder Loggien) sind mit Fußbodenheizung, Badheizkörpern, dezentraler Warmwasserbereitstellung, Heizung und Kühlung der Wohnräume sowie individueller Wohnraumbelüftung mit optimiertem Luftaustausch ausgestattet. Die zuständige Projektentwicklungsgesellschaft setzte mit ihrem Bauvorhaben grundsätzlich auf grüne Technologien, neueste Technik und die Schonung wertvoller Ressourcen. Speziell das Energiekonzept und die Haustechnik sind in einer Wohnanlage dieser Größe einzigartig.
Energieersparnisse durch Technikkonzept
Im Jahr 2010 trat die Novelle der EU-Richtlinie über die Gesamtenergie-Effizienz in Gebäuden (EPBD 2010) in Kraft, die unter anderem besagt, dass Neubauten ab 2019 nur noch als Netto-Nullenergiegebäude ausgelegt werden dürfen. Das bedeutet, dass ab diesem Zeitpunkt neue Gebäude im Jahresverlauf mindestens so viel Energie produzieren müssen wie sie verbrauchen. In der aktuellen Diskussion gibt es kritische Stimmen aus der Fachwelt, die anzweifeln, dass dieses Ziel überhaupt umsetzbar ist. Doch die Matrix Projektgesellschaft GmbH setzte mit „Matrix-Living“ ein Projekt um, das bereits in die vorgegebene Richtung weist. Die Wohnanlage erreicht einen Primärenergieverbrauch, also die Energie, die nicht vom Gebäude erzeugt oder zurückgewonnen wird, von nur 22,6 kWh/m2a und erfüllt dabei gleichzeitig hohe Ansprüche an den Wohnkomfort. Erreicht wurde das ambitionierte Ziel durch die Vernetzung alternativer und konventioneller Wärmeerzeuger, die so geregelt werden, dass jede Wohneinheit bedarfsgerecht mit Energie versorgt wird. Die Wohnanlage ist ein Paradebeispiel dafür, wie durch den Einsatz zeitgemäßer Regelungstechnik bei multivalenten Installationen außergewöhnliche Energieeinsparungen erzielt werden können. Hinter der Regelungstechnik und der Gebäudeleitzentrale, die einen wesentlichen Beitrag zur Verwirklichung der anspruchsvollen ökologischen und ökonomischen Ziele beitragen, steckt eine Systemlösung von CentraLine.
Die wichtigsten Säulen des multivalenten und vernetzten Wärmekonzepts im Projekt „Matrix-Living“ sind:
§ Beheizung über Luftwärmepumpen-Technik mit Abwärmerückgewinnung,
§ Nutzung einer thermischen Solaranlage zur Ergänzung des Heizsystems,
§ Fußbodenheizung mit sommerlicher Kühlfunktion über die Solaranlage,
§ Kontrollierte Wohnraumbelüftung,
§ Dezentrale Frischwasseraufbereitung.
Die Solaranlage ist ein zentraler Bestandteil des Energiekonzepts und besteht aus 126 Kollektoren mit rund 300 m² Fläche, die auf dem Dach der Wohnanlage installiert wurden. Die thermische Energie wird zur Warmwasserbereitung, zur Heizungsunterstützung und zur Kühlung der Wohnräume im Sommer genutzt.
Ein weiterer wichtiger Baustein ist der bewusste Verzicht auf eine zentrale Belüftung zugunsten einer individuellen Wohnraumlüftung, einschließlich der Nutzung der gesamten Abwärme der einzelnen Wohnungen. Diese Abwärme trägt zusätzlich zur Solarenergie zur Deckung der Grundversorgung der Wohnanlage bei. Sie wird über fünf Luft-Wasser-Wärme-Pumpen einem Pufferspeichersystem zugeführt. Das Speichervolumen beträgt ca. 26.500 l (2 x 9000 l Solar + Wärmepumpen + 2 x 3000 l Kühlen + 1 x 2500 l hydraulische Weiche) und gewährleistet eine ausreichende Heizungs- und Warmwasserversorgung unter gleichzeitiger Sicherung einer Kühlwasserreserve bei einem Gesamtenergiebedarf von 329 kWh. Die Anlage führt zu einer erheblichen Verbesserung des Wirkungsgrades der Wärmepumpen und trägt durch Nutzung der solaren Überschüsse in der Sommerzeit zur Gewährleistung der Kühlung der Wohnräume über die vorhandene Fußbodenheizung bei.
Darüber hinaus sorgt eine 15 m² große Verdampferanlage für die Energieübertragung von der Abluft in Wasser. Die Luftvolumenströme der Außenluft (55.000 m³/h mit unterschiedlichen Temperaturen), der Tiefgarage (25.000 m³/h mit 16 °C) und der Wohnungen (20.000 m³/h mit ständig 22 °C) werden genutzt, um einen ökologischen und ökonomischen Betrieb zu garantieren.
Bei extremen Wintertemperaturen werden die Energieverbrauchsspitzen über einen Fernwärmeanschluss abgesichert. Und für die bedarfsgerechte Bereitstellung von Warmwasser in den einzelnen Wohnungen sorgen 43 individuell regelbare Frischwasserstationen, die damit das Legionellenrisiko erheblich reduzieren.
Einzelraumregelung für optimale Luftqualität
Pro Wohneinheit steuert ein „Panther“-Regler von CentraLine die Raumbelüftung, so dass eine bedarfsgerechte Durchströmung des gesamten Wohnbereichs gewährleistet ist. Eingebaut wurden die Regler jeweils im zentralen Elektroverteiler der Wohnung. Die Raumluftregelung schafft auch die Grundlage zur Nutzung der gesamten Abwärme der einzelnen Wohnungen. Entsprechend dem Bedarf und der Luftfeuchte transportieren Lüfter die Abluft aus Bad, Küche und WC über Abluftschächte aus der Wohnung heraus. Dadurch entsteht im Wohnraum ein leichter Unterdruck. Aufgrund dieses Unterdrucks strömt frische, gefilterte Luft durch die Außenwandluftdurchlässe in die Wohn-, Schlaf- und Kinderzimmer sowie in die Arbeitsräume. In den Türen gewährleisten Überströmöffnungen den Lüftungsverbund zwischen Zu- und Ablufträumen. Dadurch findet ein ständiger Frischlufttransport statt: von außen zuerst in den Wohnbereich, dann in die Ablufträume. Die Winddrucksicherung und die Volumenstrombegrenzung in den Zuluftelementen sorgen dafür, dass kein Windzug entsteht.
Die bedarfsgerechte Regelung der Abluftventilatoren ist mit einem Feuchte-Temperatursensor ausgerüstet. Diese Regelung passt die Lüfterstufen selbsttätig dem Lüftungsbedarf an. Je nach relativer Luftfeuchtigkeit hebt oder senkt sich der Volumenstrom. Dadurch wird immer so viel wie nötig und so wenig wie möglich gelüftet. Die Regelung berücksichtigt nicht nur den Bedarf in Küche und Badezimmer, sondern ebenfalls den der Wohnräume und schützt effektiv vor Feuchteschäden und Schimmelbildung. Die automatische Jahreszeiten-Schaltung bringt den Lüfter im Sommer selbsttätig in die niedrigste Stufe bzw. in der Übergangszeit und im Winter wieder in die Feuchteregelung. Jeder der insgesamt 440 Räume ist zusätzlich mit einem „Serval“-Einzelraumregler (Fabrikat: Centraline) für Heizen und Kühlen über die Fußbodenheizung ausgestattet, der in einer Zwischendecke installiert wurde und für den entsprechenden Komfort sorgt sowie gleichzeitig den Energieverbrauch minimiert.
Wärmerückgewinnung über Abluftwärmepumpen
Für die optimale Regelung der Primärenergieversorgung für Wärme und Kälte bestehend aus Solarkollektoren, Wärmepumpen, Abluftanlage, Pufferspeichern und Fernwärmeanschluss kommen 28 frei programmierte, modulare „Lion“-Regler (Fabrikat: Centraline) zum Einsatz.
Installiert wurden die Regler im zentralen Technikraum der Wohnanlage. Die Abluftventilatoren sind an eine Hauptleitung angeschlossen, die nicht wie üblich die Abluft über das Dach an die Umwelt abgibt. In der Wohnanlage wird die Abluft zu den Luftwärmepumpen geleitet, die Warmwasser für Heizung und Brauchwasser erzeugen. Die Wärmepumpe kann dadurch sehr effektiv (Coefficient of Performance (COP) 3,7 bis 4,8) arbeiten, da die Temperatur der Abluft durchschnittlich über 10°C beträgt. Ein weiterer Vorteil ist der nutzerunabhängige Betrieb dieser Wärmerückgewinnung (WRG). Bei konventionellen Lüftungsgeräten mit WRG kann das Nutzerverhalten, beispielsweise durch das Fensteröffnen im Winter, der angestrebten Energieeinsparung entgegen wirken. Eine normale Kreuzstromwärmetauscher-Anlage mit WRG würde darauf mit einem Nachheizen der Frischluft reagieren und somit die Energieaufnahme des Lüftungssystems deutlich erhöhen. Es wird dadurch buchstäblich „zum Fenster hinausgeheizt“. Die WRG über eine Wärmepumpe dagegen bezieht ihre Luft aus allen Wohnungen. Lüftungsmaßnahmen in einzelnen Wohnungen können die Ablufttemperatur der gesamten Luft im Sammelschacht der Wärmepumpe kaum beeinflussen, zumal die Ablufträume Küche und Bad die wärmsten Räume einer Wohnung sind.
Über Touchscreens wird jede Einheit individuell gesteuert
Für die einfache und benutzerfreundliche Bedienung sorgt eine speziell für die Wohnanlage erstellte Lösung mittels spezieller Bildschirme mit Berührungsfunktion (Touchscreens). Die Touchscreens sind in den Fluren der Wohnungen installiert und jeder Bewohner hat dort die Möglichkeit, seine Soll-Temperaturen und Zeitprogramme für Kühlung oder Heizung raumbezogen zu erfassen und einzustellen. Auch die Zugangskontrolle erfolgt mit Hilfe der Touchscreens. Eine Benutzersegregation, die über die Komponenten des „CentraLineAX“-Systems realisiert wurde, gewährleistet, dass jeder Benutzer nur auf seine Wohneinheit zugreifen kann. Jede der 46 Wohn- und Gewerbeeinheiten ist mit einer Integrationsplattform „Hawk“ ausgestattet, über welche die Leitzentrale „ArenaAX“ im Technikraum die Funktion der gesamten Anlage inklusive der einzelnen Wohnungen überwacht und die Energieverbrauchswerte erfasst. Über „Hawk“ können Bewohner auch per Fernzugriff über das Internet den Zustand ihrer Wohnungen einsehen und Einstellungen vornehmen. Dazu geben sie in einem beliebigen Browser die IP-Adresse des „Hawk“ ein und können dort den aktuellen Status einsehen sowie Temperaturänderungen vornehmen.
Geringe Heizkosten
Das vernetzte Heizungskonzept führt zu einem Endenergieverbrauch – also die Energie, die beim Verbraucher ankommt – von 22,6 kWh/m2a. Gegenüber einer Wohnanlage mit einem herkömmlichen Energiekonzept reduzieren sich die Heizkosten für die neuen Wohnungsbesitzer und -mieter erheblich.
Mit 0,22 €/m2a für Heiz- und Warmwasserkosten liegt die Wohnanlage „Matrix-Living“ bei einem Bruchteil des durchschnittlichen Verbrauchs in Deutschland (vgl.: www.mieterbund.de/service.html). Wenn man die Kosten für eine 120 m2 Wohnung betrachten, so zahlt ein durchschnittlicher Eigentümer oder Mieter mit einem Verbrauch von 200 kWh/m2a rund 1885 €/a an Heizkosten. Im „Matrix-Living“ fallen 313 € im Jahr an. Die verbleibende Summe von 1572 € kann der Eigentümer in die Finanzierung der Immobilie investieren.
Fazit
Die Erfahrungen aus dem Objekt hat das Team von Experten bereits in die Planung des nächsten Projekts eingebracht. Dieses soll noch weniger Primärenergie verbrauchen und zu Preisen ab 2200 €/m2 Wohnfläche für die breite Masse erschwinglich werden. Dem Ziel, so viel Energie zu produzieren wie im Gebäude verbraucht wird, will man sich schrittweise nähern und wenn möglich bis 2019 erreichen.
