Zielsetzung und Anlass des Vorhabens:
In mehreren F&E Projekten wurden an der MPA Bremen, ein Geschäftsbereich der Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Verwertungsstrategien entwickelt für Porenbetonschutt, ein Abbruchmaterial, das aufgrund seiner physikalischen, chemischen und ökologischen Eigenschaften bislang vom restlichen Bauschutt aussortiert und deponiert werden muss. Im Labormaßstab wurden leichte Recyclingwerkstoffe hergestellt für den Mauerwerksbau (Wandbausteine und Mörtel), die die bauphysikalischen Vorteile des Porenbetons weitgehend beibehalten. Die Produktion der Recyclingbaustoffe auf Industrieanlagen wurde bereits erfolgreich erprobt. Das Ziel des beantragten Demonstrationsprojekts ist es, die an der MPA Bremen entwickelten Baustoffe aus Porenbetonrezyklaten erstmalig in einem Bauvorhaben zur Errichtung von nichttragenden Innenwänden einzusetzen, um so die Baupraxis und die Öffentlichkeit über umweltbewusste Technologien zu informieren. Durch die Wiederverwertung eines problematischen Abbruchmaterials auf demselben technisch hohen Niveau wie das Primärprodukt werden Deponien und die Umwelt entlastet sowie Ressourcen geschont.
Fazit:
Im Vorhaben wurden erstmalig Recyclingbaustoffe aus Porenbetonrezyklaten als Wandbildner in einem Bauvorhaben eingesetzt und deren Eignung unter baupraktischen Bedingungen nachgewiesen. Durch die Wiederverwendung dieses problematischen Abbruchmaterials auf demselben technisch hohen Niveau wie das Primärprodukt können Deponien und die Umwelt entlastet sowie natürliche Ressourcen geschont werden. In einem Folgevorhaben soll ein Monitoring der errichteten Wände erfolgen sowie weitere Öffentlichkeitsarbeit betrieben werden. Als nächster Schritt in Richtung Praxiseinsatz könnte die Forschungsstelle Hilfestellung für potenzielle Hersteller der Recyclingprodukte bei der Erwirkung einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung leisten. Als Fortführung der Arbeiten strebt die Forschungsstelle zudem die Untersuchung der Eignung von Produkten aus Porenbetonrezyklaten für tragende Bauteile an.
Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Der Profane Teil unseres Pfarrzentrums wurde in den Jahren 1966-1968 als zweigeschossiger Massivbau mit Flachdach, Geschossfläche 1.290 qm, errichtet. Er enthält unseren zweigruppigen Kindergarten, zwei Wohnungen, Pfarrbüro und Pfarrheim. Vier Kollektoren mit 10,84 qm Absorberfläche werden auf dem Flachdach aufgestellt und erzeugen Warmwasser für das gesamte Pfarrzentrum. Speicher des Warmwassers: ein 500 l Behälter, Nachheizung über zentrale Heizanlage. Wärmetauscher: Heizwendel mit 1,9 qm. Rohrleitung des Solarkreises: 22,5 m Länge, 22 mm Durchmesser, 30 mm Dämmstärke. Fazit: Eine Solar-Warmwasser-Anlage sollte möglichst so erstellt werden, dass sie nicht im Winter, sondern im Frühjahr in Betrieb gehen kann. Bei Erstellung im Winter ist allerdings zu berücksichtigten, dass Außenarbeiten zu Problemen und Verzögerungen führen können. Ferner sollte der Visualisierungsteil rechtzeitig bestellt werden und die Lieferung/Montage terminlich mit den übrigen Teilen abgestimmt werden, damit bei der Inbetriebnahme keine Verzögerungen eintreten.
Das Familienheim Freiburg beabsichtigte bei der Sanierung von 2 Mehrfamilienhäusern aus den Jahren 1969/70, die in der damals charakteristischen Betonplatten-Optik ausgeführt wurden, regenerative Energien einzusetzen. Die Fassade dieser beiden Häuser sollte als geschlossene Wandfläche dargestellt werden und zusätzlich der Niedrigenergiebauweise entsprechen. In Zusammenarbeit mit dem für die Planung und Abwicklung beauftragtem Architekturbüro Rolf + Hotz wurde die Fassade so gestaltet, das die Photovoltaikmodule im Einklang zu den restlichen Erneuerungen, wie Verglasung der Balkone zu Wintergärten stehen. Angestrebt war eine Kaltfassade, die unabhängig vom verwendeten PV-Solarmodul überall einsetzbar ist. Besonderheit dieser Fassadenlösung: Sie wird unabhängig vom Modultyp (d.h. der Größe bzw. Gewicht) einsetzbar sein. Die Verwendung von ressourcensparenden, rahmenlosen ModulenEin späterer Austausch einzelner Komponenten soll unkompliziert und schnellrealisierbar sein. Die Unterkonstruktion soll praktikabel zu installieren sein und ein Höchstmaß anTransparenz besitzen. Durch die Planung/Realisierung dieser Solarstromanlagen wird die Montagetechnik für Solarfassaden wesentlich vereinfacht, so dass künftige Fassadenlösungen bei Neu- und Altbauten ohne größeren Planungsaufwand realisiert werden können. Im ersten Schritt wurde von einem Freiburger Ingenieurbüro, Sunna - Büro für Sonnenenergie, ein Gutachten für die Ertragssituation an der südlichen Fassade der beiden Gebäude erstellt. Zusätzlich wurde die Wärmedämmung berechnet und optimiert um den Energiebedarf an den Standard der Niedrig-Energie-Bauweise in Freiburg anzupassen. Mit diesen Vorgaben entwickelte ein bundesweit tätiges Fassadenbau-Unternehmen eine Befestigungs-Technik, die den Anforderungen der DIN-Normen und den Vorgaben für eine leichte Montage sowie der späteren Austauschbarkeit von Modulen entsprach. Die Solar-Fabrik entwickelte ein Standard-Fassadenmodul mit der Bezeichnung SF 140 F mit einer Nennleistung von 133,5 Wp. Das Modul besteht aus einer spezial gehärteten Glasscheibe, die Zellen sind in ein EVA (Ethylen-Vinyl-Acetat) eingebettet. Die Montage der PV-Anlage war einer der letzten Schritte des gesamten Sanierungsvorhabens. Die beiden Wohnhäuser waren vollständig eingerüstet. Dadurch konnte die Unterkonstruktion der Fassade und die Wärmedämmung ohne Probleme angebracht werden. Im Zuge des Rückbaus der Gerüste wurden die PV-Module angebracht.
Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Bei dem für die Solaranlagen genutzten Gebäude handelt es sich um das Pfarrhaus unserer Gemeinde, ein Denkmal, 5 Etagen, Flachdach, 1928 erbaut, Bruttogeschossfläche 1638 m2. Es wird von 8 Mietparteien bewohnt (16 Mieter). Ein Viertel der Geschossfläche wird für Gemeindezwecke genutzt (Büros, Gruppenräume). Alle Solaranlagen sind aufgeständert. Ausrichtung des Daches: SÜD ?5 Grad Dachneigung -4 Grad, Modulneigung 20 Grad. Photovoltaik-Anlage: 36 Module SF 115 = 4,14 KW; DC-Nennspannung = 742,4 V; in Reihe geschaltet. Solarthermische Anlage: Low-Flow- Module, CPC 21 mit 11,73 m (Absorberfläche 10,5 m ; 1000 l Warmwasserspeicher. Der Speicher hat als Korrosionsschutz eine Fremdstromanode. Das Rohrmaterial ist Cu 18x1. Dämmstärke der Rohre: 24mm Armaflex 5H, im Außenbereich zusätzlich mit Zinkblech ummantelt (Vögel). Fazit: Die Durchführung des Vorhabens Solaranlagen auf dem Dach unseres Pfarrhauses ist im Bewusstsein unserer Kirchengemeinde ein Erfolg. Die angestrebten Ergebnisse werden durch die nicht ganz optimale Aufstellung nicht ganz erreicht. Geplant waren ca. 3600 kWh Solarstrom. Erreicht wurden in 2002 2.967 kWh, und in 2003 2.542 kWh. Die Anbindung der Solarthermieanlage an das bestehende Warmwassersystem des Hauses ist improvisiert und nicht optimal. Es bestehen berechtigte Zweifel, ob die Messeinrichtung für die Solarthermieanlage korrekte Werte anzeigt. Vor die Frage gestellt, ob die Entscheidung für die Solaranlagen auch heute noch positiv fallen würde, ist mit 'Ja' zu antworten, wenn die Förderung in vergleichbarer Höhe vorhanden wäre.