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Plusenergiesiedlung Ludmilla-Wohnpark Landshut

EnEff:Stadt - Forschung für die energieeffiziente Stadt
Zu sehen ist ein Luftbild der Plusenergiesiedlung in der Bauphase

Luftbild der Plusenergiesiedlung in der Bauphase

© Ludmilla-Wohnbau GmbH

Siedlungssteckbrief

Projektstatus Projektstatus: Phase 3Realisierung
Standort der Kommune Stadt Landshut, 84028 Landshut, Niederbayern, Bayern
Kommune in Zahlen 65,79 km² Fläche, 62.700 Einwohner
Träger Ludmilla-Wohnbau GmbH, Landshut
Siedlungstyp Mischbebauung aus Mehr- und Einfamilienhäusern
Nutzungstyp Reines Wohnen
Bruttogrundfläche nachher (nach DIN 277) 7.300 m²
Wohnnutzung Fläche nachher 7.600 m²
Zahl der Wohneinheiten nachher 68
GRZ (Grundflächenzahl) 0.34
GFZ (Geschossflächenzahl) 1.05
Altersstruktur Neubau
Bau- und Sanierungszustand Neubau
Heizungssysteme EFH - Wärmepumpen, MFH – Nahwärmenetz, Heizzentrale mit BHKW und Spitzenlastkessel (Brennstoff Biogas)
Eigentumsverhältnisse Eigentumswohnungen und -häuser
Projektthemen

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Forschungsprojekts "+Eins" sollen neue Erkenntnisse über den in Zukunft immer häufiger auftretenden Typ der Plusenergiesiedlungen gewonnen werden.

Die Bewohner von Plusenergiesiedlungen werden für energieschonendes Wohnen sensibilisiert, indem Ihnen der Einfluss des Nutzerverhaltens auf den Energieverbrauch - besonders bei sehr energieoptimierten Gebäudetypen - aufgezeigt wird. Hierdurch wird das Bewusstsein dafür geweckt, dass ein energieoptimiertes Gebäude zwar die Grundlage für eine hohe Energieeffizienz liefert, das Nutzerverhalten jedoch einen entscheidenden Einfluss auf den Energieverbrauch hat.

Ein weiteres Ziel des Projekts ist es, Leitfäden und Handlungsempfehlungen für Planer von Plusenergiesiedlungen zu erarbeiten. Damit soll bereits in der Planungsphase auf wichtige Fragen und Anforderungen hingewiesen werden, die es in zukünftigen Bauvorhaben energieeffizienter Gebäude zu beachten gilt.

Da für die Beheizung von Plusenergiegebäuden aufgrund ihrer sehr guten Gebäudephysik nur noch wenig Energie benötigt wird, um eine positive Energiebilanz zu erreichen, bietet die Beheizung dieser Gebäude mit Wärmepumpen eine interessante Alternative. Aus diesem Grund wird im Rahmen des Projekts ein Simulationstool entwickelt, das Planungsfehler bei der Auslegung von Erdwärmetauschern vermeiden soll.

Gebäude- und Anlagenkonzept

Um das Ziel "Plusenergie" zu erreichen, muss die Energieeinsparung Schwerpunkt des Gebäudekonzepts sein. Dem dient auch der Einsatz  hocheffizienter Baustoffe. Abweichend von den heute in den meisten Neubauten eingesetzten Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) aus Betonbauteilen und außen angebrachter Wärmedämmung kommen im Bauvorhaben Ludmilla-Wohnpark Ziegel mit integrierter Dämmung zum Einsatz. Dadurch können die Vorzüge der Ziegelbauweise mit einem sehr guten Dämmwert kombiniert werden. Bei diesem Ziegel werden die Lufträume mit einem Mineralgranulat gefüllt. Durch das Befüllen des Ziegellochbildes mit Mineralgranulat wird zusätzlich ein "Schallschlucker" integriert. Die Kombination aus porosierten Ziegeln und Mineralgranulat mit einem Wärmeleitfähigkeits-Wert λR ≤ 0,040 W/(mK) gewährleistet höchste Dämmansprüche mit einem U-Wert = 0,18 W/(m²K) des Gesamtziegels.

Weiterhin kommen dreifach verglaste Fenster mit einem UW-Wert = 0,92 W/m²K zum Einsatz. Alle Bauteile unterschreiten die geforderten Mindestwerte der EnEV 2009 deutlich.

Ein weiteres Kennzeichen von Plusenergiesiedlungen ist der Einsatz innovativer Gebäudetechnik. Im untersuchten Bauvorhaben werden folgende Techniken eingesetzt:

Gebäudetechnik in den Einfamilien-, Doppel- und Reihenhäusern
  • Einsatz von Kleinst-Wärmepumpen, die speziell für Niedrigstenergiehäuser entwickelt wurden
  • Die Wärmepumpe verfügt über Umkehrbetrieb für den Sommer, Nutzung der Abwärme zur Beheizung des Trinkwarmwassers.
  • Nutzung von oberflächennaher Erdwärme durch Erdkollektoren mit unterschiedlichen Einbauvarianten
  • Sehr gute Temperaturverhältnisse auf der Wärmequellen- und Heizungsseite, um die Arbeitszahl der Wärmepumpe zu optimieren
  • Beheizung der Räume über Fußbodenheizung mit einer max. Vorlauftemperatur 35°C (LowEx)
  • Kontrollierte Wohnraumlüftung mit einem Wirkungsgrad η > 85%
  • Luftkanalführung in Betondecke, um optimale Ausblasstandorte für die Durchströmung zu garantieren
  • Deckung des Strombedarfs für Beheizung, Belüftung und Warmwasserbereitung über eine PV-Anlage
Gebäudetechnik in den Mehrfamilienhäusern
  • Einsatz eines Brennwert-BHKW zur Grundlastdeckung (Trinkwarmwasser-Bereitung, TWW)
  • Brennwerttherme als Spitzenlastkessel
  • Als Brennstoff kommt ausschließlich Biogas zum Einsatz.
  • 10.000 Liter Pufferspeicher, um die Wärmemenge für die TWW-Spitzenlast (Morgens und Abends) über den Tag produzieren und speichern zu können
  • Jede Wohnung besitzt eine eigene Kompakt-Station, in der TWW im Durchlaufprinzip nur bei Bedarf erzeugt wird (keine Zirkulationsverluste).
  • Kompakt-Station dient auch als Übergabe für die Fußbodenheizung
  • Versorgung der Mehrfamilienhäuser über ein gemeinsames Nahwärmenetz
  • Die Vorlauftemperatur im gesamten Nahwärmenetz liegt aufgrund der Kompakt-Stationen bei maximal 50°C (dadurch geringere Verluste der Wärmeverteilung).
  • Einsatz zentraler Lüftungsgeräte mit η > 85% zur Gewährleistung des Mindestluftwechsels
  • Zusätzlich zur Stromproduktion des BHKW wird noch Strom durch die Photovoltaik-Anlagen auf den Dächern geliefert.
Messtechnisches Konzept

Das messtechnische Konzept des Ludmilla-Wohnparks umfasst mehr als 700 Messstellen. Für die Heizzentrale werden der Gasverbrauch, der erzeugte Strom sowie die bereit gestellte Wärmemenge gemessen.

Auf der Stromseite werden für sämtliche Gebäude die Stromproduktion der PV-Anlagen, die Temperaturen und Feuchten der Lüftungsanlage sowie deren Stromaufnahme erfasst.

Wärmeseitig wird in den Einfamilienhäusern der Strombedarf der Wärmepumpe sowie die dem Erdreich entzogene Wärme gemessen, während in den Mehrfamilienhäusern lediglich der Gesamtwärmebedarf erfasst wird. Für beide Gebäudetypen wird der Wärmebedarf für Heizung und Warmwasserbereitung je Wohneinheit getrennt erfasst. Zusätzlich werden in den Wohnungen des zweiten Bauabschnitts die Temperaturen und Feuchten in den Räumen gemessen.

Visualisierung der Energieverbräuche

Die umfangreiche Messtechnik wird zusätzlich dafür genutzt, die Bewohner des Ludmilla-Parks per Online-Plattform über die aktuellen Energieverbräuche für jede Wohneinheit sowie den gesamten Wohnpark zu informieren. Jedem Bewohner ist aus Datenschutzgründen nur der Einblick in die eigenen Verbräuche gestattet. Vor und nach dem Freischalten der Online-Plattform sollen Befragungen durchgeführt werden, um so den Einfluss der visualisierten Energiewerte auf das Verhalten der Bewohner nachvollziehen zu können. Die Umfrageergebnisse sollen mit den Messwerten verglichen und ausgewertet werden.

Neues Simulationstool für oberflächennahe Geothermie

Das an der TU Dresden entwickelte Simulationsprogramm „Delphin“, das für die Berechnung des Wärme- und Feuchtetransport in Bauteilen entwickelt wurde, dient als Grundlage für ein Simulationstool für oberflächennahe Geothermie. Wesentliche physikalische Prozesse wie Wärmeleitung, Diffusion, kapillare Leitung, Enthalpietransport und Verdunstung sind bereits implementiert und erprobt. Der Entzug und das Einspeichern von Wärme aus dem bzw. in das Erdreich, der Einfluss des Grundwassers auf die Wärmeverteilung im Erdreich sowie die Schmelzenthalpie (Vereisung) werden in das Modell integriert. Dadurch lässt sich mit dem neuen Werkzeug das Verhalten des Erdreichs realistisch über mehrere Jahre im Voraus berechnen (Bodenmodell). Die Simulationsergebnisse werden mit einem Messfeld mit acht verschiedenen Einbauvarianten von Erdkollektoren validiert. Diese sind mit über 200 Temperaturfühlern ausgestattet.

Stand der Projektarbeiten (Anfang 2011)

Derzeit erfolgt die Errichtung der letzten Mehrfamilienhäuser. In den bereits fertigen Gebäuden wird aktuell die Messtechnik installiert und die Visualisierung und Datenerfassung aufgebaut. Das Simulationstool zur Nutzung oberflächennaher Geothermie wird programmiert.

  • Webseite des Ludmilla-Wohnparks Lanshut