Ökohäuser ohne dicke Mauern

Von Martin Läubli. Aktualisiert am 03.07.2010

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ETH-Architekten entfachen eine Kontroverse um das Minergie-Label. CO2-Emissionen liessen sich auch verhindern, ohne um jeden Preis Energie zu sparen.

Es ist ein unscheinbareres Büro- und Laborgebäude mitten im Zentrum des Campus Science City der ETH Zürich auf dem Hönggerberg. Das «HPZ» wurde 1972 erbaut. «Es hat die schlechteste Brüstung, die ich je gesehen habe», sagt Hansjürg Leibundgut, ETH-Professor für Gebäudetechnik. Die Hochschulleitung plante, die Fassade vollständig zu ersetzen. Nun bleibt sie doch stehen – das HPZ soll zum Leuchtturmprojekt werden. «Wir zeigen, dass bei der nachhaltigen Sanierung bestehender Gebäude anders gedacht werden muss», sagt der Vorsteher des Departements Architektur, Marc Angélil, Professor für Architektur und Entwurf.

CO2-Emissionen sollen gesenkt werden

Den ETH-Architekten ist die Marke Minergie-P ein Dorn im Auge. Dieses Label fördern Bund und Kantone, um den Energieverbrauch eines Hauses massiv zu reduzieren. Die Architekten kritisieren nicht das Ziel der Marke, sondern den vorgeschriebenen Weg dorthin. «Im Vordergrund sollte die Senkung der CO2-Emissionen stehen, nicht der Energieverbrauch», sagt Hansjürg Leibundgut. Der vorgeschriebene Energiewert für die Fassade in einem Minergie-P-Haus sei derart tief, dass die Gebäudeisolation 20 bis 25 Zentimeter dick sein müsse. «Die Architektur darf nicht einfach in eine Verpackungshaltung münden, das führt zu einer universalen, normierten Architektur», sagt Andrea Deplazes, der an der ETH Konstruktion lehrt.

«Das Paradigma vom Energiesparen ist nicht einzuhalten, wenn man den riesigen Park alter Häuser in der Schweiz sanieren muss», sagt Leibundgut. Und das sei unumgehbar, wenn das Ziel zum Beispiel der Stadt Zürich bis 2050 erreicht werden solle: eine Gesellschaft, die nur noch 1 Tonne CO2 pro Kopf und Jahr produziert. «Wer rund 300 Kilogramm fossilen Brennstoff verbrennt, stösst bereits 1 Tonne CO2 aus, diese Menge haben sie bereits erreicht, wenn der Bagger während 20 Stunden einen Aushub macht», sagt der Ingenieur.

Ein Missverständnis

Die Ansicht der ETH-Architekten hat in Fachzeitschriften eine Kontroverse entfacht. Ruedi Kriesi, einer der beiden Entwickler der Minergiemarke und dessen Geschäftsmodell, kann die Kritik durchaus verstehen. Er sieht jedoch ein Missverständnis hinter der Debatte: «Der strengere Standard Minergie-P sollte die Entwickler zu besserem Dämmungsmaterial und Gebäudehüllen anregen», sagt Kriesi. Mit dem Ziel: den Energieaufwand für den Bau eines Gebäudes zu verringern und einen zuverlässig tiefen Energieverbrauch im Haus zu erreichen. Minergie-P sei jedoch nie als energiepolitisches Instrument konzipiert worden, weil der Unterschied zwischen dem verbreiteten «erfolgreichen» Minergie-Standard und der P-Version sehr klein sei. Die Energie, die bei Minergie-P zusätzlich eingespart werde, entspreche etwa der Streubreite des Energieaufwandes für den Warmwasserkonsum. Deshalb sei die Debatte rein «akademisch». Das ehrgeizige langfristige Ziel, die CO2-Emissionen auf ein Minimum zu reduzieren, sei auch mit dem normalen Minergie-Standard zu erreichen. Und hier sei es egal, ob dieser mit geschickter Haustechnik oder Wärmedämmung erfüllt wird, sagt Kriesi. Der Leiter Technologie bei der Zehnder Group baute bereits 1990 eine Null-Heizenergie-Siedlung in Wädenswil. «Die Häuser erzeugen null CO2-Emissionen für die Beheizung und den Warmwasserkonsum», sagt Kriesi. Und dabei würde nur der Minergie-Standard erfüllt.

Dieser orientiert sich an den Wärmedämmvorschriften der Kantone. Für den ETH-Ingenieur Hansjürg Leibundgut ist die Gebäudehülle aber sekundär. Im Zentrum steht allein, CO2-Emissionen zu verhindern. So wird die Sanierung des HPZ nicht einmal Minergie-Standard erreichen, weil der Energiehaushalt des Gebäudes nicht den Vorgaben entsprechen wird.

Trotzdem soll das Gebäude praktisch kein CO2 mehr produzieren. Das Prinzip ist im Grunde einfach und nicht neu, aber bei bestehenden Gebäuden laut Leibundgut wenig erprobt: Wärmespeicherung im Boden. So will die ETH neun Erdwärme-Speicherfelder mit über 800 Erdsonden bis 2020 unter dem ETH-Campus verlegen, die dann an das neue Wärmeversorgungsnetz von Science City angeschlossen werden. Die Gebäude des Campus wären dann praktisch CO2-frei. Über die Erdsonden wird Abwärme im Sommer für den Winter gespeichert. Dank dem Wärmereservoir im Boden muss man die alten Gebäude nicht mehr so stark dämmen. Konkret heisst das am Beispiel der Sanierung des HPZ-Gebäudes: Die Gebäudefassade wird nicht gedämmt, die Storenanlage nicht erneuert. Die Sommerwärme aus den Büros und Labors wird geerntet – die bestehenden Kühlgeräte und Ventilatoren transportieren die Energie nicht in die Aussenluft, sondern in einen Wasserkreislauf, der mit den Erdwärmespeichern verbunden ist. Die Erdsonden fungieren dabei als Wärmetauscher. «Dafür braucht es im Sommer weniger Strom als für die heutigen Kühlsysteme», sagt Leibundgut. Mit dem solaren Überschuss im Sommer könne das Erdreich im Durchschnitt in 200 Meter Tiefe von natürlichen 16 auf gut 20 Grad aufgewärmt werden.

Strom und Wärme aus Fotozelle

In einem anderen Bauprojekt zeigt er, welche Optionen der Bauherr weiter hat, um möglichst viel Wärme im Boden zu speichern. Das Instrument nennt sich Hybridkollektor und ist noch ein Prototyp, der auf dem Dach montiert wird. Es ist im Prinzip der Verbund einer Fotozelle mit einem Sonnenkollektor. Die Fotozelle setzt heute im besten Fall 20 Prozent des Sonnenlichts in Strom um, der Rest ist Wärme, welche ebenfalls in den Erdspeicher befördert wird. So werde Fotovoltaik rentabler, sagt Leibundgut. Die Hybridkollektoren würden von einer Schweizer Firma hergestellt, den Namen will der Ingenieur noch nicht verraten. Nur so viel: «Im nächsten Jahr wird die erste Serie von 10 000 Quadratmetern produziert.»

Was im Sommer im Boden an Energie gespeichert ist, steht das ganze Jahr zur Verfügung für Warmwasser und im Winter für die Beheizung. Das Prinzip scheint einfach, verlangt jedoch eine ausgeklügelte Gebäudetechnik, welche die Verteilung der Wärme vom Boden und im Haus optimiert. Denn je kleiner die Temperaturdifferenz zwischen Erdspeicher und Heizsystem im Haus ist, desto weniger Strom braucht es für die Wärmepumpe. Das Gebäude muss also so hergerichtet werden, dass es mit tiefen Temperaturen im Heizsystem betrieben werden kann. Der Stromverbrauch für die Wärmepumpe wird dann so klein, dass er mit dem eigenen Hybridkollektor erzeugt werden kann. Im Hönggerberg entspricht der zusätzliche Strombedarf im Winter in etwa der im Sommer eingesparten Strommenge.

Die ETH will nun intensiv für die Zero-Emission-Architektur werben. Für die Behörden hiesse das ihrer Ansicht nach: weg von Energie-, hin zu Emissionsvorschriften.

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