Abstract
Vergleicht man den Herstellaufwand für ein modernes Gebäude aus Beton und WDVS, kann man 5,4 Mehrfamilienhäuser in dem Stiel dieses Bauprojektes revitalisieren. Oder anders gesagt hätte man zwei Außenwände konventioneller Bauweise anstelle eines vollständigen Gebäudes inkl. Innenwände und Dach.
Wäre das Gebäude geblieben wie zuvor, wäre in 3 Jahren so viel Heizenergie verbraucht wie die Herstellung der Bau- und Dämmstoffe benötigt haben. Schon im 2. Jahr hat sich die Baumaßnahme amortisiert.
Danksagung:
Dieses Projekt hätte ohne die aufopferungsvolle Arbeit des Bauherren und Zimmerermeisters Joseph Struhkamp in Köln nie stattgefunden
Lehmbau TGA, Low Tech TGA, Upcycling Bau und seine Auswirkungen auf die Graue Energie
Inhalt
1. Ziel der nachhaltigen Baumaßnahme 2
3. Architektonische Mittel des urbanen Wohnens 2
4. Kostengünstiges und ressourcenschonendes Bauen 3
5. Effiziente Raum- und Flächennutzung 3
6. Lehmbau und technische Gebäudeausrüstung bei der Sanitärgestaltung 3
8. Technik nach dem Low tech Prinzip 6
9. U-Werte und Herstellenergie 6
9.2.2. Neubau Gartenseite (West) 7
10. Berechnung der Ökobilanzen 8
11. Recycling und Upcycling TGA 8
Ziel der nachhaltigen Baumaßnahme
Das Bauprojekt „Klarengrund“ sollte individuellen Wohnraum für Menschen unterschiedlichster Lebenssituationen mit bezahlbaren Unkosten, Freiraum für Selbstverwirklichung und Steigerung der Lebensqualität bieten. Die Wohneinheiten ermöglichen flexible Nutzung und individuelle Raumgestaltung.
In Köln ist günstiger Wohnraum schwer zu bekommen. Von Frechen kann man sowohl die Vorteile der kulturellen Vielfalt, der Bildungs- und Arbeitsmöglichkeiten der Großstadt als auch die Vorzüge der Kleinstadt, wie Gartennutzung, Parkplätze und Natur nutzen.
Bei dem vorhandenen Wohn- und Geschäftshaus Klarengrundstraße 8 waren zunächst zwei Faktoren außergewöhnlich. Die Lage mit fußweiter Straßenbahnanbindung nach Köln und allen Einkaufs- und Parkmöglichkeiten einer Kleinstadt, sowie der alte überdimensionale Wallnussbaum im 500 m² Garten.
Im Vordergrund der Sanierungsmaßnahme stand die ökonomisch und lokale Unabhängigkeit. Trotz hoher Anforderungen an Qualität, Wohnkomfort und Umgestaltung des Grundrisses, wurden nur wenige Baumaterialien neu gekauft. Die vorhandenen Ressourcen wurden vor Ort recycelt.
Ausgangssituation
Die Grundmauern des ursprünglichen Gebäudes mit ca. 140 m² Wohnfläche wurden 1909 gesetzt. Bis 2010 bot das Gebäude Platz für ein Ladenlokal und eine Familie.
Die Bausubstanz stand 5 Jahre leer und war von Dach- und Schimmelschäden, dem Sanierungsstau zweier Generationen verlebt. Was für viele „Abbruch und Neubau“ darstellte hat sich als die große Chance für das entstandene Motto „Einfälle statt Abfälle“ erwiesen. (Zunächst wurde das Gebäude von allen Einbauten aus den 70er Jahren wie Pressspan- Zwischenwänden befreit. Auch der alte Innenputz würde aus Gründen der Schimmelbildung entsorgt)
Architektonische Mittel des urbanen Wohnens
Moderne urbane Lebensformen, eine WG, ein Apartment, und ein Loft sind entstanden.
Menschen, wie Künstler, Handwerker, Studenten und Vereine können sich in dem 113 m² Gesellschaftraum mit Wohnküche und Büro zusammentreffen. Jeder Besucher kann dabei den Frei Funk (W-Lan), Koch und Waschmöglichkeiten nutzen, ohne das Leben der autarken Bewohner der oberen Geschosse zu beeinträchtigen. Jede der drei Wohneinheiten verfügt über einen Parkplatz vor der Tür.
Während der Baumaßnahme wurde Wert auf eine harmonische Nachbarschaft gelegt. So wurden Unannehmlichkeit durch die Staubbelastung mit Reparaturen der Nachbargebäude belohnt und es entstand eine freundschaftliche Beziehung zum Umfeld.
Kostengünstiges und ressourcenschonendes Bauen
Bei dem Bauvorhaben kamen ausschließlich lokale Handwerker zum Einsatz wodurch Anfahrtszeiten gespart wurden.
Transportkosten wurden durch die minimale Neuanschaffung und Lieferung ebenso wie durch das maximale Recycling eingespart. Somit wurden im Punkt Ressourcen und Kosteneffizienz neue Maßstäbe gesetzt.
Jede Wohneinheit wurde nach Abschluss der Arbeiten direkt bezogen.
Effiziente Raum- und Flächennutzung
Der Wohnraum verdoppelte sich durch Aufstockung und den Anbau. Anstelle einer Familie können im Klarengrund nun 3 Familien leben.
Lehmbau und technische Gebäudeausrüstung bei der Sanitärgestaltung
Der Einsatz von natürlichem Lehm für die Badgestaltung stellt der TGA im Lehmbau keine Grenzen.
Bei diesem Bauprojekt wurde mit dem Bauherrn, Architekten und Zimmerermeister sowie dem Sanitärinstallateur alte Handwerkstechniken erprobt um selbst in Nassbereichen Lehmputz einsetzen zu können.
Der Lehmputz sorgt durch seine feuchteregulierende Wirkung für gute Luftqualität. Im Bad des Apartments wurde sogar ein italienischer wasserführender versiegelter Marmorinoputz anstelle von Fliesen aufgebracht. Der Flur wird durch die Schiebetür zum Bad ungehindert begehbar.
Schiebe-
tür
Abbildung Appartementwohnung 2016
Appartement
In dem Bad der Wohngemeinschaft im Obergeschoss wird ein marokkanischer Tadelakt aus Lehm (hoher Tonanteil) den Duschbereich schmücken. Für zusätzliche Entspannung kann auch die Eckbadewanne genutzt werden. Viele TGA Fachplaner hätten bei dem Bauen mit Lehm in Feuchträumen ihre Bedenken angemeldet. Durch eingehende Recherchen haben ergeben das Lehmbau gut mit der technischen Gebäudeausrüstung (Lehmbau TGA) harmoniert. Die Innenwände der Wohnräume wurden mit Quarkkaseinfarbe gestrichen.
Harmonisierung
Architektonische Herausforderung war die Eingliederung der Straßenansicht.
Die Fassade bettet sich, mit seinen Rundbogenfenstern, profilierten Fensterbänken und 3 cm antikem Kratzputz in das Straßenbild als wäre das hocheffiziente Gebäude aus der damaligen Zeit. Die hohen weißen Fenster mit Oberlichtern gehören in die Hauptentstehungszeit der Häuser in der Straße.
Technik nach dem Low Tech Prinzip
Die alte Elektroheizung und Warmwasserbereitung wurde durch einen 14 kW Festbrennstoffkessel mit Wärmetauscher ersetzt. Low Tech TGA setzt auf monovalente Systeme, um Kosten und Komplikationen gering zu halten. Weniger Umwandlungsverluste und weniger Raumbedarf sind die Vorteile von Low Tech Haustechnik. Dabei setzt man auf lokal erhältliche Energieträger wie Holz und Sonnenwärme, was sich mit Low Tech TGA leicht realisieren lässt.
Der Kessel versorgt einen 700 Liter Speicher die Heizung und mit den im Heizspeicher integrierten Spiralen einen 300 Liter Trinkwarmwasserspeicher.
Eine weitere Spirale im Puffer kann von den Vakuumkollektoren auf der Südausgerichteten Gaube gespeist werden. Die Übergabe der Heizwärme findet im Erdgeschoss mittels der Wärmeerzeugers selbst, in den Obergeschossen mittels Fußbodenheizung statt. Zusätzlich ist im 2. Obergeschoss ein 4 kW Stückholzofen vorhanden.
Das gesamte Gebäude wird somit aus den regenerativen Energien Holz und Sonne versorgt.
U-Werte und Herstellenergie
Dach
Dach Neubau
Die 114 m² Dachfläche benötigten 31021 kWh Primärenergie, von der Ressourcengewinnung bis zur Baustelle.
Ergebnis
Im Altbau bestand keine Tauwassergefahr.
Es kann von einem Bestands U-Wert des Altbaudaches von ca. 0,2 W/(m²*K) mit 8 cm Mineralwolle ausgegangen werden.
Der neue U-Wert ist mit 24 cm Cellulose ca. 0,18 W/(m²*K).
Die Baumaßnahme bringt kaum energetischen Gewinn.
Der Lebenszyklus des Altbau-Daches hat die Bare erreicht.
Wand
Altbau gedämmt
Ergebnisse
58 m² Außenwand wurden zusätzlich mit 16 cm Zellulose gedämmt.
Die Herstellenergie betragt 8740 kWh ohne die bestehenden Backsteinwände.
Es besteht keine Gefahr der Schädigung durch Tauwasser nach Glaser.
0,110746067 kg pro m² Tauwasser fallen im Winter an, wohingegen 0,250393131 kg/m² im Sommer verdunsten können.
Die zusätzliche Herstellenergie der Materialien amortisiert sich nach ca. 2 Jahren.
Durch die negative CO2 Bilanz der verwendeten natürlichen Materialien entsteht eine Einsparung von 6500 kg CO2 Äquivalent ab dem ersten Jahr die sich alle 30 Jahre verdoppelt. Mit dieser Menge können diese 58 m² Wand der Straßenfassade 250 Jahre mit der Festbrennstoffheizung geheizt werden. (Die Berechnungen der CO2 Bilanzen werden entsprechend der Systemgrenzen der Normen DIN_EN_ISO_14025_EPD_TypIII und DIN_EN_ISO_14040_Ökobilanz durchgeführt)
Neubau Gartenseite (West)
94,86 m² Außenwand sind zum Garten hin, für die Gauben und den Anbau in Holzrahmenbauweise neu entstanden.
Für die Herstellung der Materialien wurden 10003 kWh Primärenergie aus regenerativen Quellen benötigt.
14520 kWh aus nicht regenerativen Energien verbraucht.
24523 kWh insgesamt
Ergebnis
Vergleicht man den Herstellaufwand für ein modernes Gebäude aus Beton und WDVS kann man 5,4 Mehrfamilienhäuser in dem Stiel dieses Bauprojektes revitalisieren. Oder anders gesagt hätte man zwei Außenwände konventioneller Bauweise anstelle eines vollständigen Gebäudes inkl. Innenwände und Dach.
Wäre das Gebäude geblieben wie zuvor, wäre in 3 Jahren so viel Heizenergie verbraucht wie die Herstellung der Bau- und Dämmstoffe benötigt haben. Schon im 2. Jahr hat sich die Baumaßnahme amortisiert.
Berechnung der Ökobilanzen
Es wurde ein Referenzgebäude mit weitverbreitetem Schichtenaubau mit der hier beschriebenen Bauweise verglichen. Nachweise können Sie unter folgendem Link nachlesen.
https://1drv.ms/b/s!Aj9ToOKT_MQQga8b_DMJe_-zKHCNOw?e=zEc4DL
Recycling und Upcycling TGA
Die Gartenseite (West) ist komplett in Holzrahmenbauweise neu erstellt worden. Die Rückgebauten Materialien wurden vollständig wiederverwendet (recycelt).
Die gemauerte Gebäudeecke der Gartenseite (West) blieb aus statischen Gründen bestehen. Eine Seite wurde bisher mit extrudiertem Polystyrol Hartschaum 10 cm gedämmt. Die Giebelseiten wurden mit recyceltem Material aus Abrissobjekten gedämmt werden.