37 - Kurztext zum Abschlussbericht des Effizienzhaus Plus in Riedberg, Frankfurt am Main

Das im Jahr 2015 von der Wohnungsbaugesellschaft Nassauische Heimstätte errichtete Effizienzhaus Plus in Frankfurt-Riedberg verfügt über 17 Zwei- bis Fünf-Zimmerwohnungen auf einer Nettogrundfläche von ca. 1.600 m². Durch die Kombination aus kompakter Bauweise, hohem Dämmstandard und effizienter Anlagentechnik lässt sich der jährliche Gesamtenergiebedarf des Gebäudes inklusive Haushaltsstrom rein rechnerisch über regenerative Energieträger decken. Eine Photovoltaikanlage auf dem großen Pultdach mit einer Leistung von 84,37 kWp und eine fassadenintegrierte Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 15,28 kWp liefern jährlich ca. 85.000 kWh Strom. Eine Lithium-Eisen-Phosphat Batterie mit einer Kapazität von 59,4 kWh trägt zur Steigerung der Eigennutzungsrate des vor Ort produzierten PV-Stroms bei. Als Wärmeversorgung dient eine Sole/Wasser-Wärmepumpe mit einer Leistung von 50 kWth. Als Wärmequellen dienen ein Eispeicher mit 98.000 Liter Wasservolumen und ein Solar-/Umgebungsluft-Absorber, die unterhalb der PV-Anlage montiert sind.Aus der Prognose für das fünfgeschossige Wohngebäude wurde ein bilanzieller Endenergieüberschuss von 24.524 kWh/a erwartet. In der Praxis zeigten sich gegenüber der Planung sowohl ein erhöhter Strom-, als auch erhöhter Wärmeverbrauch. Diese führen dazu, dass im ersten Messjahr 28643 kWh mehr Strom bezogen als eingespeist wurde, zusätzlich musste temporär eine Ölheizung installiert werden, da der Eisspeicher aufgrund des erhöhten Wärmeverbrauchs früher vereiste als geplant. Der Verbrauch an Heizöl lag bei 8.863 l. Im zweiten Messjahr war das Gebäude ein Nur-Strom-Haus mit einem Endenergiedefizit von 29.127 kWh.Zur Integration der Elektromobilität wurden in der Tiefgarage vier Ladestationen sowie ein Auto im Car-Sharing zur Verfügung gestellt. Leider wurden diese Angebote von den Bewohnern bislang kaum angenommen.In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens werden Mehrkosten für den Effizienzhaus Plus Standard gegenüber den gesetzlichen Mindestvorgaben der EnEV 2009 von ca. 438.000 Euro ausgewiesen. Bei den prognostizierten, jährlichen Einsparung von ca. 19.500 Euro ergäbe sich eine Amortisationszeit von ca. 22 Jahren. Da die Verbräuche tatsächlich jedoch deutlich höher liegen und der Effizienzhaus Plus Standard bei diesem Modellvorhaben nach zwei Messjahren nicht erreicht wird, amortisieren sich die Mehrkosten des Vorhabens in Frankfurt-Riedberg unter den derzeitigen wirtschaftlichen Randbedingungen nicht.Vom Institut für Gebäude- und Solartechnik (IGS) wurden im Rahmen des Monitorings Verbesserungspotentiale aufgedeckt und z. T. bereits Optimierungsmaßnahmen umgesetzt. In der Heizperiode 2017/2018 wurden elektronische Durchlauferhitzer nachgerüstet, sodass der Eisspeicher zukünftig in der Heizperiode entlastet wird. Zusätzlich wurde ein 1.000 l Speichervolumen als hydraulische Weiche für das Niedertemperaturnetz zur Verbesserung der Effizienz der Wärmepumpe nachgerüstet. Auf Grund häufiger Messdatenausfälle u.a. infolge defekter Strom- und Wärmemengenzähler können Aussagen zur Effizienz und zum Zusammenspiel der beiden Wärmequellen Eisspeicher und Solarabsorber nur eingeschränkt getroffen werden.Mehr Informationen zum Effizienzhaus Plus in Riedberg in Frankfurt am Main finden Sie <link effizienzhaus-plus modellvorhaben effizienzhaus-plus-wohnbauten frankfurt-am-main-riedberg>unter: www.zukunftbau.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/frankfurt-am-main-riedberg/

38 - Kurztext zum Abschlussbericht des Effizienzhaus Plus Aktiv-Stadthaus in Frankfurt am Main

Das Aktiv-Stadthaus der ABG Frankfurt Holding in der Speicherstraße 20-26 in Frankfurt am Main ist mit 74 Wohneinheiten das größte Effizienzhaus Plus Wohngebäude in Deutschland. Die Herausforderung zur Erreichung des Effizienzhaus Plus Standards bei Mehrfamilienhäusern besteht in der begrenzten solar aktivierbaren Fläche im Verhältnis zur hohen Nutzungsdichte mit entsprechend großer Energiebezugsfläche. Daher wurde bereits im Jahr 2011 eine erste Vorstudie mit dem Titel „Aktiv-Stadthaus. Entwicklungsgrundlage für städtische Mehrfamilienhäuser in Plus-Energie-Bauweise nach EU 2020 und zur Vorbereitung eines Demonstrativ-Bauvorhabens in Frankfurt am Main“ über die Forschungsinitiative Zukunft Bau gefördert. Der Abschlussbericht steht zum Download zur Verfügung unter:
www.baufachinformation.de/aktiv-stadthaus/fb/240999

In einer Bauzeit von 2013 bis 2015 hat die ABG Frankfurt Holding das Aktiv-Stadthaus umgesetzt.
Das achtgeschossige Gebäude hat eine Nettogrundfläche von 6.640 m² und wurde auf einem schwer bebaubaren, 160 m langen und nur 9 m tiefen innerstädtischen Grundstück realisiert. Vier Treppenhäuser auf der Nordseite erschließen jeweils 3 Wohnungen; mittig eine 2 Zimmer Wohnung und seitlich zwei 3 Zimmer Wohnungen mit Wohnflächen zwischen 60 und 120 Quadratmetern.
Eine Photovoltaikanlage auf dem großen Pultdach mit einer Leistung von 250 kWp und eine fassadenintegrierte Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 120 kWp liefern jährlich ca. 290.000 kWh Strom. Eine Lithium-Eisen-Phosphat-Strombatterie mit einer Nennkapazität von 250 kWh trägt zur Steigerung der Eigennutzungsrate des vor Ort erzeugten PV-Stroms von ca. 34 auf ca. 50 % bei.
Als Wärmequelle für die Wärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 120 kWth dient ein 55m langes Teilstück eines nahegelegenen Schmutzwasserkanals. Im 24-monatigen Monitoringzeitraum von Januar 2016 bis Dezember 2017 lag die Jahresarbeitszahl bei ca. 4,3 und damit deutlich über den Ansätzen aus der Bedarfsberechnung. Drei große Wärmespeicher mit einem Volumen von je 5 m³ dienen als Pufferspeicher für die Heizung (5 m³) und die Warmwasserbereitung (2 x 5 m³).
Ein Gas-Brennwertkessel mit einer thermischen Leistung von 140 kWth dient als Sicherheit für den Ausfall der Wärmepumpe. Durch die Trennung von Hochtemperaturnetz (55°C) für die Frischwasserstationen in den Wohnungen und für die Badheizkörper und Niedertemperaturnetz (35°C) für die Fußbodenheizung kann das Niedertemperaturnetz außerhalb der Heizperiode deaktiviert werden.
Eine Besonderheit des Vorhabens ist das integrierte Mobilitätskonzept. Im Erdgeschoss stehen den Mietern zwei Elektroautos eines lokalen Carsharing-Anbieter im Sockelgeschoss zur Verfügung.
Über einen Zeitraum von 24 Monaten, von Januar 2016 bis Dezember 2017, wurden Messwerte erfasst und vom Steinbeis-Transferzentrum für Energie-, Gebäude- und Solartechnik in Stuttgart ausgewertet. Aus der Prognose für das achtgeschossige Wohngebäude wurde ein bilanzieller Endenergieüberschuss von 43.622 kWh/a erwartet. Im ersten Messjahr ergab sich eine positive Jahresenergiebilanz von 2.772 kWh/a und im zweiten Messjahr ergab sich ein Defizit von 5.046 kWh/a. Ohne die Verbräuche des gewerblich genutzten Sockelgeschosses wird für die 74 Wohneinheiten sogar in beiden Jahren eine positive Endenergiebilanz erreicht. Das Pilotprojekt zeigt, dass der Effizienzhaus Plus Standard sich auch in verdichteten, innerstädtischen Lagen für Mehrfamilienhäuser umsetzen lässt. Die Wohnungen werden mit Haushaltsgeräten der höchsten Effizienzklasse und LED-Beleuchtung vermietet, sodass ein Nutzerstrombedarf von lediglich 18 kWh/(m²AN*a) erreicht wird. Der Nutzerstromverbrauch lag mit ca. 14 kWh/(m²AN·a) deutlich unter dem Effizienzhaus Plus Ansatz für den Nutzerstrombedarf von 20 kWh/(m²AN·a). Im Rahmen eines Antragsforschungsvorhabens wurde ein s.g. Nutzerinterface entwickelt. Fest installierte Tablets informieren die Mieter u. a. über aktuelle Energieerträge und Verbräuche. Der Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Entwicklung eines Nutzerinterfaces zum Energiemanagement des Nutzers in Plusenergie-Mehrfamilienhäusern“ (SWD-10.08.18.7-14.25) steht als pdf-Datei zum Download bereit unter:
www.baufachinformation.de/nutzerinterface-fuer-plusenergie-mehrfamilienhaeuser/fb/247791
Eine Befragung der Mieter hat ergeben, dass die Einweisungen in die Handhabung des Nutzerinterfaces zum Verständnis und zur Identifikation mit dem Gebäudekonzept beigetragen haben. Die konstruktiven Hinweise zu möglichen Energieeinsparungen (z. B. Waschmaschine möglichst bei Verfügbarkeit von PV-Strom anschalten) werden von den Mietern angenommen.
Die Warmmiete im Aktiv Stadthaus liegt im Mittel bei 13,40 Euro/m² und damit unter dem örtlichen Mietspiegel von 15,31 Euro/m² für Frankurt am Main. Vom Steinbeis-Transferzentrum für Energie-, Gebäude- und Solartechnik in Stuttgart wurden im Rahmen des Monitorings Verbesserungspotentiale aufgedeckt und z. T. bereits Optimierungsmaßnahmen umgesetzt. Konkrete Verbesserungspotenziale bestehen vor allem im Bereich der Photovoltaikanlage und des zentralen Stromspeichers. Der Stromertrag der PV-Flächen liegt auf Grund technisch bedingter Ausfallzeiten im Mittel rund 20 % unter den Prognosen. Die Ausfallzeiten der PV-Anlagen auf dem Dach und in der Fassade müssen zukünftig minimiert werden.

Preise und Anerkennungen:
-    Europäischer Solarpreis 2015 - Auszeichnung als „aktuell erstes und größtes innerstädtisches Mehrfamilien-Wohnhaus, welches den Effizienzhaus-Plus-Standard erreicht"
-    Nominiert für den DGNB-Preis „Nachhaltiges Bauen" 2016 / unter den TOP 3
-    Gebäudeintegrierte Solartechnik 2017 / 2. Preis "Das Aktiv-Stadthaus ist ein herausragendes Projekt mit Pilotcharakter im verdichteten, innerstädtischen Umfeld mit einem ambitionierten Energiekonzept."

Mehr Informationen zum Effizienzhaus Plus Aktiv-Stadthaus in Frankfurt am Main finden Sie unter:
<link effizienzhaus-plus modellvorhaben effizienzhaus-plus-wohnbauten frankfurt-am-main-aktiv-stadthaus>www.zukunftbau.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/frankfurt-am-main-aktiv-stadthaus/

39 - Kurztext zum Abschlussbericht des Effizienzhaus Plus BauFritz in Poing

Das Effizienzhaus Plus „Alpenchic“ der Firma Bau-Fritz im südbayerischen Poing wird als Musterhaus genutzt. Die Besonderheit am Haustechnikkonzept besteht darin, dass neben einer PV-Flächen auf dem Dach auch eine Brennstoffzellenheizung und ein Windrad zur Eigenstromerzeugung verwendet werden. Die ca. 80 m² große Photovoltaikfläche, mit einer Leistung von ca. 12,6 kWp, produziert etwa 11.500 kWh Strom pro Jahr. Die Brennstoffzellenheizung sollte knapp 4.000 kWh/a Eigenstrom liefern und das Windrad zusätzlich ca. 2.500 kWh/a. Zur Steigerung der Eigennutzungsrate steht eine Lithium-Ionen Batterie mit einer Kapazität von 3,7 kWh zur Verfügung. Aus der Prognose für das Effizienzhaus Plus in Poing wurde ein bilanzieller Endenergieüberschuss von 26 kWh/a erwartet. Im ersten Messjahr ergab sich eine Unterdeckung von -5.816 kWh und im 2. Messjahr eine Unterdeckung von -5.688 kWh. Das Ziel eines bilanziellen Endenergieüberschusses wurde im Wesentlichen aus drei Gründen deutlich verfehlt:
1.    Die Nutzerstromverbräuche lagen mit 4.196 kWh im 1. Messjahr und 4.243 kWh im 2. Messjahr über der Vorgabe für Effizienzhaus Plus Modellvorhaben von max. 2.500 kWh/a und Wohneinheit. Dies ist insbesondere auf hohe Stromverbräuche für die Beleuchtung und für PCs und Drucker an den Steckdosen infolge der Nutzung des Gebäudes als Musterhaus zurückzuführen. Präsenzmelder und energieeffiziente Geräte könnten zur Reduktion der Beleuchtungsstromverbräuche beitragen.
2.    Das erste Windrad, der jährlich etwa 2.500 kWh Strom liefern sollte, wurde auf Grund von Mängeln gegen ein zweites Windrad ausgetauscht. Standortbedingt waren die Erträge vernachlässigbar klein.
3.    Die Brennstoffzelle erzeugte in der 24-monatigen Messperiode nur 18 Monate Strom. Damit fehlte dem Gebäude ein weiterer Eigenstromlieferant zur Versorgung des Hauses.
Die Innenraumtemperaturen lagen in den Sommermonaten insbesondere in den Schlafräumen im Obergeschoss zeitweise deutlich über 26°C und damit im unbehaglichen Bereich. Sonnenschutzmaßnahmen könnten den Effekt der Überhitzung in den Sommermonaten abmindern.
In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens werden Mehrkosten für den Effizienzhaus Plus Standard gegenüber EnEV 2009 von 91.270 Euro angegeben. Bei einer jährlichen Einsparung von ca. 1.979 Euro beträgt die Amortisationszeit ca. 46 Jahre.

Mehr Informationen zu dem Effizienzhaus Plus der Firma BauFritz in Poing finden Sie unter:
<link effizienzhaus-plus modellvorhaben effizienzhaus-plus-wohnbauten poing-baufritz>www.zukunftbau.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/poing-baufritz/

40 - Kurztext zum Abschlussbericht des Effizienzhaus Plus in Buchen-Hollerbach

Das 2012 als kfW-40-Standard errichtete Effizienzhaus Plus in Buchen-Hollerbach (Baden-Württemberg) verfügt über eine 103,53 m² große PV-Anlage mit einer Leistung von 12,37 kWp. Die zweigeschossige Hangbebauung mit Flachdach und Einliegerwohnung im Erdgeschoss öffnet seine Fassade zur Südseite. Eine Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektoren und einer Leistung von 9,97 kW wird vorrangig mit dem selbst produzierten PV-Strom betrieben. Die Wärmepumpe dient für die Beheizung des Gebäudes und versorgt einen 390 l Warmwasserspeicher für das Trinkwarmwasser. Bei der Auslegung der Anlage wurde bewusst auf Sicherheitszuschläge verzichtet, um Ineffizienzen der Wärmepumpe in Folge einer Überdimensionierung zu vermeiden. Ein zentrales Lüftungsgerät mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von 90 % versorgt die Wohnräume mit Frischluft. Aus der Prognose für das Effizienzhaus Plus in Buchen-Hollerbach wurde ein bilanzieller Endenergieüberschuss von 1.463 kWh/a erwartet. Im ersten Messjahr ergab sich ein Überschuss von 4.411 kWh und im 2. Messjahr ein Überschuss von 3.687 kWh. Die gegenüber der Bedarfsermittlung höheren jährlichen Überschüsse sind auf deutlich geringere Verbräuche für die Hilfsenergie und die Beleuchtung zurückzuführen. So wurden im 1. und 2. Messjahr statt der prognostizierten 11.783 kWh jeweils nur ca. 9.000 kWh verbraucht. Insbesondere die Hilfsenergie lag mit 329 kWh/a im 1. und 2. Messjahr deutlich unter der Prognose von 2.935 kWh/a. Sehr präzise wurden die jährlichen PV-Erträge mit 13.246 kWh vorherberechnet. Die tatsächlichen Erträge lagen bei 13.446 kWh im 1. Messjahr und 12.499 kWh im 2. Messjahr. Das der jährliche Ertrag der PV-Anlage im Vorfeld sehr genau prognostiziert werden konnte, deckt sich mit den Erfahrungen bei anderen Effizienzhaus Plus Modellvorhaben.
In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit des Modellvorhabens werden Mehrkosten für den Effizienzhaus Plus Standard gegenüber der zum Bauantrag gültigen EnEV 2009 von 47.000 Euro angegeben. Bei einer jährlichen Einsparung von ca. 1.800 Euro beträgt die Amortisationszeit ca. 26 Jahre. Im Rahmen des Monitorings wurden Verbesserungspotentiale aufgedeckt und z.T. bereits Optimierungsmaßnahmen umgesetzt. Die Eigennutzungsrate des selbst erzeugten PV-Stroms lag im 1. Messjahr bei ca. 20 % und konnte im 2. Messjahr auf ca. 24 % gesteigert werden. Die Eigennutzungsrate könnte durch die Einbindung einer Hausbatterie zukünftig noch deutlich gesteigert werden.

Mehr Informationen zum Effizienzhaus Plus in Buchen-Hollerbach finden Sie unter:
www.zukunftbau.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/buchen-hollerbach/

41 - Kurztext zum Abschlussbericht des Effizienzhaus Plus in Geisenheim

Auf dem Gelände der Internatsschule Schloss Hansenberg in Geisenheim in Hessen wurde im Jahr 2014 ein zweigeschossiges Effizienzhaus Plus Unterkunftsgebäude mit einer Gebäudenutzfläche von ca. 345 m² in Holzständerbauweise errichtet.
Durch die Kombination aus kompakter Bauweise, hohem Dämmstandard und effizienter Anlagentechnik lässt sich der jährliche Gesamtenergiebedarf des Gebäudes inklusive Haushaltsstrom bilanziell über regenerative Energieträger decken. Die PV-Anlage aus 63 polykristallinen Solarmodulen auf dem Flachdach hat eine Fläche von ca. 104 m² und eine Leistung von 18.9 kWp. Die PV-Erträge lagen mit 18.713 kWh im ersten Messjahr und 18.528 kWh im zweiten Messjahr jeweils über der Prognose von 17.431 kWh. Die Eigenstromerträge können unmittelbar auf dem Campus genutzt und damit der Netzstrombezug deutlich reduziert werden.
Die thermische Leistung aus 22 m² fassadenintegrierten Hybridkollektoren auf der Südseite werden in einem 1.000 l großen Kombispeicher für die Heizwärmeerzeugung, die Trinkwarmwasserversorgung und die Regeneration eines Eisspeichers genutzt, aus dem eine Wärmepumpe bei Bedarf zusätzliche Wärme entziehen kann. Jede Wohnung verfügt über ein dezentrales Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung.
Aus der Prognose wurde ein bilanzieller Endenergieüberschuss von 4.816 kWh/a erwartet. Im ersten Messjahr wurde ein Überschuss von 2.426 kWh/a und im zweiten Messjahr von 3.851 kWh/a erreicht. Die gegenüber der Prognose geringeren Überschüsse sind insbesondere auf höhere Verbräuche für die Heizung und die Warmwasserversorgung zurückzuführen.
In Bezug auf die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens werden Mehrkosten für den Effizienzhaus Plus Standard gegenüber den gesetzlichen Mindestvorgaben der EnEV 2009 von ca. 99.000 Euro ausgewiesen.
Bei den prognostizierten, jährlichen Einsparungen in Höhe von ca. 4.900 Euro (ohne Berücksichtigung von Preissteigerungen) ergibt sich nach einer statischen Amortisationsberechnung eine Amortisationszeit von ca. 20 Jahren.
Nach einer dynamischen Amortisationsberechnung (1,00% Kapitalzinssatz, 5,00% Preissteigerung p.a. für Wärme und Strom sowie 2,00% für Wartung/Betrieb) ergibt sich eine Amortisationszeit von ca. 16 Jahren.
Von der ina-Planungsgesellschaft wurden im Rahmen des Monitorings folgende Verbesserungspotentiale benannt und z. T. bereits Optimierungsmaßnahmen umgesetzt:
-    Identifizierung eines hohen Heizstabbetriebs während der Sommermonate
-    Identifizierung hoher Zirkulationsverluste der Trinkwarmwasser-Ringleitung von Speicher zu Frischwasserstationen
-    Optimierung der Heizkurve der Wärmepumpe sowie das Durchführen eines hydraulischen Abgleichs
-    Behebung eines Ausfalls der Heizung sowie der Wärmerückgewinnung des Lüftungsgeräts einer Schülerwohnung

Mehr Informationen zum Effizienzhaus Plus in Geisenheim finden Sie unter:
www.zukunftbau.de/effizienzhaus-plus/modellvorhaben/effizienzhaus-plus-wohnbauten/geisenheim/