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Siedlungsbausteine für bestehende Wohnquartiere – Impulse zur Vernetzung energieeffizienter Technologien
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Luftbild der Postsiedlung im Darmstädter Stadtteil Bessungen
© TU Darmstadt
Der Immobilienbestand stellt für die energiepolitischen Ziele der nächsten Jahrzehnte die kritische Masse dar. Effizientes Nutzen der Energie wird bei Renovierungsprojekten der Schwerpunkt sein. Zunehmend spielen aber auch Strategien für lokale Energieerzeugung und Speicherung eine Rolle. Ziel des Projekts SWIVT ist die Entwicklung einer Sanierungsstrategie für die Postsiedlung in Darmstadt - kombiniert mit regenerativen Erzeugungs- und Speicherungskonzepten unter Einsatz neuartiger Energietechnologien. Die zu entwickelnde Strategie ist im Idealfall modular, um auf ähnliche Siedlungsstrukturen übertragbar zu sein. Der Lösungsansatz sieht die Nachverdichtung der vorhandenen Bebauung mit einem "energiepositiven" Siedlungsbaustein vor. Dieser Baustein besteht neben hochwertigem Wohnraum aus innovativen Komponenten zur Erzeugung, Speicherung- und Vernetzung von Strom und Wärme sowie einem thermoelektrischen Steuerungskonzept. Dadurch kann die Energiebilanz der Siedlung in einem Schritt - bei gleichzeitig minimalem Eingriff in den Bestand - erheblich verbessert werden. Der Siedlungsbaustein fungiert außerdem als Generator einer nachhaltigen Quartiersentwicklung, unter anderem durch eine Verbesserung der Akzeptanz innovativer Technologien wie beispielweise Energiespeichersystemen.
Siedlungssteckbrief
| Projektstatus |  Konzept |
|---|---|
| Standort der Kommune | Postsiedlung, 64295 Darmstadt, Darmstadt, Hessen |
| Kommune in Zahlen | 122,11 km²; 150.000 Einwohner |
| Träger | TU Darmstadt, Universität Stuttgart, AKASOL GmbH |
| Siedlungstyp | 1950er Jahre Wohnsiedlung, unsaniert, Zeilenbebauung mittlerer Dichte in City-Nähe. |
| Nutzungstyp | Reines Wohnen |
| Bruttogrundfläche vorher | 8.056 m² |
| Wohnfläche vorher | 8.056 m² |
| Zahl der Wohneinheiten vorher | 79 |
| GRZ (Grundflächenzahl) | 0.16 |
| GFZ (Geschossflächenzahl) | 0.77 |
| Altersstruktur | Baujahre 1949-1957 (5 Gebäude) |
| Bau- und Sanierungszustand | schlecht – starker Sanierungsbedarf |
| Heizungssysteme | Gebäudezentrale Heizung (Erdgas), Nahwärme, 3 mal Etagenheizung (Gas) |
| Eigentumsverhältnisse | Vermietung kommunale Wohnungsbaugesellschaft |
| Projektthemen |
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Projektbeschreibung
Gebäude und deren Energiemanagement werden heute überwiegend solitär betrachtet. Plusenergiehäuser werden meist einzeln konzipiert. Sie liefern in der Jahresbilanz zwar einen Energieüberschuss, greifen dabei jedoch auf die öffentlichen Netze als Puffer zurück und können dadurch zu ihrer Überlastung beitragen. Plusenergiesiedlungen versuchen dagegen die energetische Balance über eine Gruppe von Gebäuden sicherzustellen. Sie werden aber bisher, um Störgrößen zu minimieren, ausschließlich in ausgewählten Neubaugebieten realisiert. Durch eine kumulierte Betrachtung der Erzeugung und Verbräuche elektrischer Energie entstehen Aggregationseffekte, die einen geglätteten Gesamtverbrauch zur Folge haben. Der stochastische Anteil des Verbrauchs kann dadurch reduziert werden. Dies erleichtert eine dezentrale Versorgung und reduziert zugleich Transportverluste und den Bedarf an Ausgleichsmechanismen auf höheren Netzebenen. Durch die Bündelung von Technologien auf der Siedlungsebene (z.B. BHKW, Speicher) entstehen zusätzlich Vorteile im Bereich der Investitions- und Betriebskosten.
Zur Erzeugung und Speicherung der Energie werden Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften benötigt. Um die Anforderung minimaler Kosten zu erreichen, können unterschiedliche Energietechnologien zu hybriden Systemen und Konstellationen kombiniert werden.
Kommunales Klimaschutzkonzept und Solarkataster
Die Wissenschaftsstadt Darmstadt hat in Zusammenarbeit mit den Firmen AEROWEST GmbH und SimuSolar ein flächendeckendes Solar-Potenzialkataster erstellt mit dem Ziel, die regenerativen Energien zu fördern und die örtliche Wirtschaft zu stärken.
Als programmatischer Rahmen und Leitfaden für die Umsetzung von Klimaschutzprojekten in Darmstadt dient das kommunale Klimaschutzkonzept. Seine Grundlagen wurden in einem einjährigen Prozess unter Beteiligung von Bürgern und Institutionen aus Industrie und Gewerbe, Mobilitätsanbietern, Energieversorgern, Wissenschaftseinrichtungen, Wohnungsbaugesellschaften und Umweltverbänden erarbeitet. Die Projektleitung hatte das Umweltamt der Wissenschaftsstadt Darmstadt. Erstellt wurde das Klimaschutzkonzept durch das Institut für Wohnen und Umwelt in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro Memo-Consulting.
Die Darmstädter Postsiedlung - Status Quo und Planung
Mit der Errichtung von schlichten zwei- bis drei-geschossigen Wohnungsbauten in der Postsiedlung im Darmstädter Stadtteil Bessungen wurde 1949 durch den Bauverein zur Schaffung von Arbeiterwohnungen begonnen. Um die Wohnfläche zu erhöhen und nachzuverdichten, wurden einige Häuserzeilen aus den 1950er Jahren außerhalb des projektierten Siedlungsausschnittes bereits in den vergangenen Jahren um zwei Geschosse aufgestockt. Die übrigen Gebäude befinden sich derzeit in unsaniertem Zustand. Sie sollen nach derzeitiger Planung saniert werden. Für die Anwendung des "energieaktiven" Siedlungsbausteins wurde ein kleineres, zweigeschossiges Gebäude ausgewählt, das vollständig erneuert werden soll. Die energetischen Verbräuche (Endenergie) der bestehenden Wohngebäude entsprechen dem unsanierten Gebäudestandard des Errichtungszeitraums. In Bezug auf heutige energetische Standards liegen sie derzeit um den Faktor 3-4 höher.
Projektprogramm
Im Forschungsvorhaben SWIVT werden Siedlungsbausteine konfiguriert und Sanierungsstrategien und -konzepte auf der Quartiersebene entwickelt. Dabei werden folgende Forschungsschwerpunkte gesetzt:
- Technologische Innovationen nutzen.
- Unterschiedliche Bereiche und Akteure vernetzen.
- Moderne Methoden für das Monitoring und Energiemanagement entwickeln.
Mit dem Forschungsprojekt werden vier Bestandsgebäude mittels eines neu entwickelten "Plusenergiebausteins" vernetzt saniert (Wärme & Strom, durch PV, Solarthermie und ggfs. BHKW). Das Ziel ist eine Vergrößerung der Wohnflächen. Es kann in drei Phasen unterteilt werden. In der ersten Phase wird aufbauend auf einer hochauflösenden energetischen Analyse der bestehenden Siedlung die Entwicklung des energiepositiven Bausteins gemeinsam mit dem Bauträger Bauverein AG, dem Energieversorger HSE AG sowie Spezialisten für innovative Energiekomponenten durchgeführt. In der zweiten Phase werden auf Basis der ermittelten Lastprofile die Energieerzeugungs- und Speichersysteme gemeinsam mit der AKASOL GmbH auf Komponentenebene entwickelt, Prototypen aufgebaut und eine übergeordnete Steuerungslogik entworfen. Die dritte Phase umfasst den Probebetrieb der Einzelkomponenten sowie die Validierung der Steuerung anhand der vernetzten Teilsysteme. Begleitend findet eine ökologische und ökonomische Bewertung der Systeme statt.
Kenndaten Energie
| vorher | Potenzial | nachher | Einheit | |
| Gebäudenutzfläche | 7.893,00 | m² | ||
|---|---|---|---|---|
| Endenergiebedarf Strom | 50,20 | kWh/m² | ||
| Endenergiebedarf Wärme | 238,10 | kWh/m² | ||
| Primärenergiebedarf Strom | 261,90 | kWh/m² | ||
| Primärenergiebedarf Wärme | 120,49 | kWh/m² |
Internetpräsenz der TU Darmstadt zum Projekt SWIVT
