Entwicklung und Bewertung eines Cradle to Cradle® inspirierten Plusenergiehauses am Beispiel des Wettbewerbsbeitrages Solar Decathlon 2015

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll die Übertragbarkeit und Umsetzbarkeit der  Grundprinzipien   des  Cradle to Cradle®  auf   das „NexusHaus“ geprüft und dargestellt werden. Es soll eine Machbarkeitsstudie durchgeführt werden, die im Idealfall zeigt, dass im Einfamilienhausbau die C2C-Prinzipien bereits heute umgesetzt werden können. Basierend auf den Ergebnissen soll ein Leitfaden erstellt werden, der aufzeigt wie diese Ansätze auf den Wohngebäudebereich übertragen werden können.

Voraussetzungen/Vorarbeit:
Im Bereich des zukunftsorientierten Wohnungsbaus tritt die Thematik der Plusenergiegebäude in letzter Zeit besonders in den Vordergrund. Es gilt in diesem Kontext nachzuweisen, dass nicht nur CO2-neutrale Gebäude errichtet werden können, welche ihre benötigte Energie selbst bereitstellen (Nullenergiegebäude), sondern darüber hinaus durch das Gebäude ausreichend Energie erzeugt wird, die für die Elektromobilität genutzt werden kann.
Auf den Lebenszyklus hin betrachtet, sollen derartige Gebäude eine positive Energiebilanz aufweisen: Der Anteil der „Grauen Energie“ des verbauten Materials wird dabei durch die Einspeisung von Strom ins öffentliche Netz kompensiert.
Derzeit werden bereits von verschiedenen Einrichtungen Überlegungen angestellt, wie dieses Grundprinzip auf mehrgeschossige Wohngebäude oder sogar auf Stadtquartiere übertragen werden kann.
Um jedoch einen grundsätzlich positiven Umgang mit unserem Ökosystem Erde zu ermöglichen, müssen darüber hinaus weitere Aspekte in die Planung und Umsetzung von Gebäuden eingebunden werden. Hierzu gehören u.a. besonders der Material- bzw. Ressourceneinsatz unter Berücksichtigung geschlossener biologischer bzw. technischer Kreisläufe, wobei die Erstellungs- und Betriebskosten zu beachten sind.
Des Weiteren müssen beispielsweise gesundheitliche Aspekte, Fragen des generationengerechten Bauens, sowie der nachhaltige Umgang mit Wasser unter Berücksichtigung von Lowtech- Lösungen beachtet werden.
In diesem Zusammenhang stellt das Cradle to Cradle® (C2C) Prinzip das tiefgreifendste und umfassendste Konzept dar, da es den grundlegend positiven Ansatz der Ökoeffektivität verfolgt: Der durch das Gebäude verursachte ökologische, ökonomische und sozio-kulturelle Fußabdruck ist durchwegs positiv. Zum Erreichen dieses Ziels sind die folgenden, grundlegenden Aspekte von C2C zu beachten: „Waste equals food, use current solar income and celebrate diversity“.
Vor diesem Hintergrund entwickelt und realisiert die Technische Universität München (TUM) gemeinsam mit der University of Texas at Austin (UTA) unter maßgeblicher Mitarbeit ihrer wissenschaftlichen Mitarbeiter und Studierenden ein Cradle to Cradle®   inspiriertes   Plusenergiehaus,   das   sogenannte „NexusHaus“ (http://www.nexushaus.com). Derartige Gebäude sind im deutschsprachigen Raum noch nicht bekannt.

Problemstellung:
Bis heute sind keinerlei gebaute Beispiele bekannt, die einen grundsätzlich positiven ökologischen Fußabdruck besitzen. Dies ist allerdings der einzige Weg, um im Bauwesen einen nachhaltigen Umgang mit unserem Ökosystem zu  ermöglichen. 
Um  die  Klimaschutzziele  erreichen  zu  können  und  den immensen Ressourcenverbrauch deutlich zu reduzieren, müssen innovative Bauweisen breite Unterstützung finden. Internationale Wettbewerbe wie der Solar Decathlon 2015 in Irvine/California, USA bieten dabei eine hervorragende Möglichkeit neueste Entwicklungen einer breiten Öffentlichkeit zu präsentieren. Ferner gilt es einen Leitfaden zu schaffen, der dem Fachplaner Wege zur Umsetzung eines C2C inspirierten Gebäudes übersichtlich darstellt.

Ergebnis des Projektes:
Als Endziel des vorliegenden Forschungsprojekts gilt es nachzuweisen, dass die Grundprinzipien des Cradle to Cradle® Konzepts bereits heute auf Gebäude im Einfamilienhausbereich übertragen werden können. Dies soll anhand   des   derzeit   in   der   Entwicklung   und  Umsetzung   befindlichen „NexusHauses“ geprüft und dargestellt werden. Es gilt aufzuzeigen, wie die C2C-Prinzipien zukünftig in den Entwurfs, Planungs- und Bauprozess integriert werden müssen. Ferner ist abzubilden, bei welchen Bauteilen des Hauses die C2C-Prinzipien mittlerweile integriert werden können oder wo die Prinzipien zukünftig noch intensiver behandelt werden müssen.
Basierend auf den Dokumentationen der Wettbewerbsteilnahme sollen im Rahmen dieses Projektes die Entwurfs-, Planungs- und Bauprozesse analysiert werden. Innerhalb der Machbarkeitsstudie sollen maßgebende Parameter diskutiert und ihre Wirkungspotentiale ermittelt werden. Es gilt sinnvolle Planungs- und Ausführungsansätze übersichtlich herauszuarbeiten und darzustellen.
Basierend auf den Ergebnissen soll ein Leitfaden erstellt werden, um diese Ansätze künftig vermehrt im Bausektor umzusetzen.
Hierzu werden derzeit nachfolgende Aspekte im Rahmen der Wettbewerbsteilnahme am „Solar Decathlon 2015“ bearbeitet und als Vorleistung erbracht.
Ausgehend von den Grundprinzipien des C2C-Konzeptes wird das sogenannte NexusHaus vom Projektteam so geplant, dass folgende Ziele realisiert werden können:
-   Lebenszyklusbezogen wird mehr Energie erzeugt, als verbraucht wird (Use Current Solar Income)
-    Der überschüssig erzeugte Solarstrom wird für die Unterstützung eines Elektroautos genutzt (Use  
      Current Solar Income)
-    Das Haus ist demontierbar und das Baumaterial wird nach Ablauf der Lebensdauer wieder
       vollständig in den Stoffkreislauf zurückgeführt (Waste Equals Food)
-    Das örtlich anfallende Regenwasser wird gereinigt und soll dem häuslichen Wasserkreislauf in
      Trinkwasserqualität zugeführt werden. Das aufbereitete Grauwasser dient zur Gartenbewässerung
       (Waste Equals Food)
-    Komfort und Gesundheit von Bewohnern und Gebäude muss gewährleistet sein
      (Celebrate Diversity)
-    Das Haus überzeugt in Funktion und Gestaltung (Celebrate Diversity)
-    Die Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Wohnformen wird sichergestellt (Celebrate Diversity)
-    Das Gebäude trägt zur Nahrungsversorgung des Menschen bei (Waste Equals Food).

Innerhalb des Zukunft-Bau-Förderprojektes soll überprüft und nachgewiesen werden, inwiefern diese Planungsansätze umgesetzt werden konnten. Zunächst sollen bezogen auf den deutschen Raum Schwachstellen bei der Umsetzung aufgedeckt und Optimierungsansätze aufgezeigt werden, welche in Form des Leitfadens veröffentlicht werden.