Projekt
Im Frankfurter Stadtteil Sachsenhausen wurde ein Einfamilienhaus mit einem Anbau – einer aus Altersgründen aufgegebenen Praxis – nach der Übergabe an die nächsten Generationen modernisiert, saniert und umgebaut. Das Bestandsgebäude blieb bis auf das Dachgeschoss erhalten und wurde energetisch aufgewertet, das Dachgeschoss wurde vollständig neu hergestellt. Dafür wurde das vorhandene Satteldach abgerissen und durch zwei hintereinandergereihte Pultdächer ersetzt – sie sind nach Südwesten orientiert. Durch den Ausbau des Geschosses entstanden Wohnräume mit zwei Dachterrassen, die sich auf der Westseite des Hauses befinden. Der Anbau, die ehemalige Praxis, wurde wie der Wohnbereich bis auf den Rohbau zurückgeführt und kernsaniert. Hier entstanden Räume für freie Berufe (Arztpraxen oder Architekturbüros), um den Nutzungscharakter in der Straße zu wahren.
Beheizt wird das gesamte Gebäude seit dem Umbau durch eine Luftwärmepumpe, die in einem gesondert hergestellten Kellerraum untergebracht ist. Das monoenergetische System bringt 11 kW Leistung, die Heizverteilung erfolgt über eine Flächenheizung. Den Strom liefert eine Photovoltaikanlage auf einem der Dächer, so dass die energetische Versorgung über regenerative Energien sichergestellt wird. Überschüssiger Strom wird in einen Stromspeicher für die Eigennutzung geleitet, so dass nur darüber hinausgehende Strommengen eingespeist werden. Die insgesamt etwa 300 m2 beheizte Fläche teilt sich in 70 und 230 m2 auf. Hinzu kommen etwa 150 m2 unbeheizte Kellerflächen.
- 65% Erneuerbare Energien
- Energieeffizienz
- Sanierung
- Wärmepumpe
- Wohngebäude
Bautafel:
BAUVOLUMEN
Einfamilienhaus mit Anbau, beheizte Fläche ca. 300 m² (230 m² Wohnhaus, 70 m² Anbau). Dazu ca. 150 m² unbeheizte Kellerflächen
BAUZEIT
5/2017 – 5/2019 (Außenanlagen), Nutzungsbeginn 10/2018
ENERGETISCHER ZUSTAND
Vorher: Gastherme
Nachher: Primärenergieverbrauch und Gesamtenergieverbrauch „Passivhaustaugliche Werte“ – lediglich die Luftdichtheit entspricht nicht ganz Passivhausniveau, da im Bestandskeller Zugeständnisse gemacht werden mussten. Sie ist jedoch deutlich besser als bei einem Neubau.
VERWENDETES MATERIAL
Geschossdecke: Stahlbetondecke (Bestand), unterseitig verputzt, oben schwimmender Estrich und Bodenbelag
Wände: Tragende Wände als gemauertes Hohlblockmauerwerk (Bestand), beidseitig verputzt. Nichttragende Wände als Gipskarton-Ständerwände. Dachgeschoss mit vorgefertigten Holzständerwänden
Fußböden: Eichenparkett, Feinsteinzeugfliesen, Sisalteppichboden
Fenster: Dreischeiben-Isolierverglasung und Holz-Alurahmen gemäß Vorgaben EnEV
Türen: Innentüren aus Holzrahmen mit Aluminium Deckschale.
Hauseingangstür, Türblatt mit beidseitigem Glas-Seitenteil
Dacheindeckung: Tonziegel mit Hinterlüftung, Zwischensparrendämmung, innenseitig Gipskarton. Flachdachaufbau der Dachterrasse zweifach bituminös abgedichtet und mit WPC-Dielen versehen
Dämmung:
Außenwände: Holzweichfaser – Wärmedämmverbundsystem
Dachdämmung: Zellulose Einblasdämmung (recycelte Zeitung) mit Holzwolledämmplatten außerhalb zur Formstabilität
Kellerdeckendämmung und Gründach Praxis: PIR-Dämmung
VERWENDETE GEBÄUDETECHNIK
Luftwärmepumpe
Herausforderungen
Da in den Jahrzehnten des Gebäudebestehens fortwährend Erweiterungen und Anbauten vorgenommen worden waren, war das Haus durch einen geometrischen und stilistischen „Wildwuchs“ gekennzeichnet, der im Zuge des Umbaus bereinigt werden sollte. Zudem war der ausgebaute Dachraum sehr niedrig und nicht aufrechten Ganges nutzbar, was obendrein nach einer Veränderung der Dachgeometrie verlangte. Schließlich wies die seit den 1950er Jahren erstellte Bausubstanz energetische Mängel und eine nicht zeitgemäße technische Ausrüstung auf: Zur Beheizung diente eine Gastherme, die neben dem Gebäude auch einen unterirdischen Pool versorgte, so dass der Energieverbrauch nicht nur aus heutiger Sicht unverhältnismäßig war.
Architektonische Herausforderungen bestanden im Umgang mit den zahlreichen Überraschungen, die sich aus der wenig dokumentierten turbulenten Baugeschichte des Gebäudes ergaben, und in der Umstrukturierung der Grundrisse – unter Berücksichtigung des Gesamtbilds des Quartiers. Sämtliche Überlegungen führten dazu, dass die gesamte innere Erschließung „umgedreht“ wurde und neue Treppen in entgegengesetzter Richtung zu den alten eingebaut wurden. Hierdurch konnten die Annäherung an das Haus in den Freianlagen komplett umgestaltet und die Außenräume ansprechender gestaltet werden.
Mit Blick auf die energetische Sanierung und Modernisierung waren Behaglichkeit und zeitgemäßer Komfort gewünscht, wenn auch ausdrücklich kein „Smart Home“ oder „Passivhaus“ gebaut werden sollte. Das Ergebnis der Planungen, die auch den vollständigen Rückbau des Pools beinhalteten, ist die nun realisierte Ausstattung einschließlich PV mit Stromspeicher, Luft-Wasser-Wärmepumpe und kontrollierter Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung.
Beim Aufstellen der Wärmepumpe sollte vermieden werden, dass Geräuschbildung die Bauherren oder die ruhebedürftigen Nachbarn stört. Zudem kursierten Geschichten von vermehrter Eisbildung vor der Ausblasöffnung – hier sollte jegliche Gefährdung vermieden werden. Also wurde die Wärmepumpe in einem eigenen Kellerraum mit durch Gitterrost abgedeckten Schächten außerhalb platziert. Weder Geräusche noch Eis sind seit Nutzungsbeginn ein Problem.
Ziele & Erfolge
Der bestehende Eingangsbereich zum Wohnhaus wurde verlegt und weiter südlich angeordnet. Das Pultdach zwischen den Dachterrassen wurde von der restlichen Straßenfassade hervorgehoben und optisch in der Fassade sowie den Flächen der Freianlagen fortgesetzt. Da die Dachneigungen der hintereinander gestellten Pultdächer zur Straße ausgerichtet sind, wird das Gesamtbild des Quartiers nur geringfügig verändert. Der Dachausbau schuf weitere Wohnräume, das Ganze wurde als Staffelgeschoss ausgebildet. Insgesamt wurde der Wohnhausteil des Gebäudes optimal für die vierköpfige Familie konzipiert – er beinhaltet neben homeoffice-optimierten Arbeitszimmern auch Gästezimmer für die häufig zu Besuch kommenden Familienmitglieder. Darüber hinaus steht im Anbau die ehemalige Arztpraxis zur Vermietung. Der Ersatz der ursprünglichen Fenster durch energetisch hochwertige mit großzügigen Öffnungen verschaffte der Fassade eine neue, zeitgemäße Anmutung. Durch die Sanierung wurde die Hülle nahezu vollkommen wärmebrückenfrei und vorbildhaft gedämmt. Für die Versorgung mit Warmwasser und Elektrizität wurde eine Wärmepumpe installiert und auf einem der Dächer eine Photovoltaikanlage angebracht. Insgesamt wurde eine passivhaustaugliche Qualität erreicht – auch durch Details wie Dämmung aus Recyclingmaterialien oder nachwachsenden Rohstoffen wurde aus dem Vorhaben ein rundum nachhaltig ausgeführtes Gebäude.
Maßnahmen
Vorher:
- Heizwärmebedarf oder Wärmeverbrauch: „Maximalwerte – der Bedarf sprengte jede Skala.“ (O-Ton Planungsbüro)
- Beschreibung Heizsystem: Gastherme; veraltete, ungünstig verlegte Leitungen; große Flammen
- Beschreibung/Angaben zur Gebäudehülle: „Jedes Jahrzehnt seit den 1950ern durfte hier seine individuelle konstruktive Sünde zur Energieverschwendung ergänzen.“ (O-Ton Planungsbüro)
Maßnahmen:
- Art der Wärmepumpe: Luftwärmepumpe in der Variante Außenaufstellung, monoenergetisch, 11 kW Leistung. Heizverteilung über Flächenheizung
- Besonderheiten beim Umbau: Vollständige Erneuerung der Wärmeverteilnetze, Einbau einer Fußbodenheizung statt der Rippenheizkörper, vollständige Erneuerung der Zentraltechnik
- Besonderheiten Wärmepumpe: Energieeffizienz A++, Nennwärmeleistung bei durchschnittlichen Klimaverhältnissen und 55 Grad Celsius Vorlauftemperatur: 9 kwH; Jahreszeitbedingte Raumheizungs-Energieeffizienz bei durchschnittlichen Klimaverhältnissen und 55 Grad Celsius Vorlauftemperatur: 143 Prozent; bis zu 50 Prozent geringere Betriebskosten gegenüber Öl und Gas, keine Kosten für z.B. Brennerwartung, Filterwechsel und Schornsteinfeger.
- Kosten der Wärmepumpe bzw. Umbau: Heizung und Sanitär insgesamt ca. 150.000 Euro brutto (alle Bäder enthalten). Wärmepumpe mit zentralen Einrichtungen ca. 25.000 Euro, davon ca. 15.000 Euro für das reine Wärmepumpenpaket, also die eigentliche Pumpe
Nachher:
Betriebskosten Heizung:deutlich reduziert, keine konkreten Daten vorhanden
Technische Daten Wärmepumpe:
- Wärmeleistung bei A2/W35 bei 100-Prozent-Betrieb: 13,12,kW
- Wärmeleistung/Leistungszahl (COP) A7/W35 bei 40 Prozent: 5,11/4,90 kW
- Wärmeleistung/Leistungszahl (COP) A2/W35 bei 60 Prozent: 7,11/4,05 kW
- Wärmeleistung/Leistungszahl (COP) A-7/W35 bei 100 Prozent: 10,99/2,85 kW
- Wärmeleistungsbereich bei A+2/W35 bei 100-Prozent-Betrieb: 5,5 ... 13,12 kW
- Maximaler Luftstrom: 7300 m3/h
- Nenndurchfluss (heizwasserseitig) 2,27 m3/h
- Betriebseinsatzgrenzen Außentemperatur: Heizbetrieb Kühlbetrieb: –20 ... +35 +15 ... +45 °C
- Maximale Vorlauftemperatur der Wärmepumpe bei > A4: 62 °C
- Minimale Vorlauftemperatur Kühlen : 7 °C
- Kältemittel: Typ Gesamtfüllgewicht: R410A 3,3 – kg
- Maximale Kühlleistung bei A35/W7: 11,12 kW
- EER bei A35/W7: 2,72 kW
- Maximaler Schallleistungspegel: 65 dB
- Schallleistungspegel: 53 dB
- Schallleistungspegel „Silent Mode“: 50 dB
Lessons Learned
Das Projekt zeigt, dass bestehende Bausubstanz ein hohes Potenzial zur Weiternutzung hat, auch wenn es sich um ein vielfach an- und umgebautes 50er-Jahre-Haus handelt. Zudem erstaunt, wie ressourcenschonend und intelligent ein Gebäude werden kann, auch wenn es nicht das Siegel „Passivhaus“ oder das Label „Smart Home“ bekommt. Die Verwendung von Wärmepumpen hat einen großen Anteil an der Abkehr von fossilen Energieträgern und der klimapolitisch wirksamen Veränderung des Baugewerbes. In anderen Worten: Wäre das Haus nur effizienter gedämmt und dann beispielsweise mit einer Gas-Brennwerttherme ausgestattet worden, hätte sich bei Bauherr und Planungsbüro angesichts der Gaspreisentwicklung der letzten Zeit Ernüchterung breitgemacht. Entscheidungskriterien für die Wärmepumpe waren der hohe Effizienzgrad, eine hohe Betriebssicherheit und eine langfristig hohe Nutzerfreundlichkeit.
