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Bildquelle: Umwelt Arena Schweiz

Autarkie als Upgrade der Nachhaltigkeit

Energie Das energieautarke Mehrfamilienhaus in Brütten (ZH) sticht farblich aus der Umgebung heraus. Da neben dem Dach auch die Fassaden mit Solarzellen besetzt sind, erscheint das Haus bis auf die Fenster- und Balkonrahmen in mattem Schwarz. Obwohl es sich sonst in seinem Erscheinungsbild nicht stark von anderen Häusern unterscheidet, gilt das Gebäude als eine Innovation in der Energiebranche.

Sara Schild

Abgesehen von der auffälligen Farbe besitzt das Gebäude genauso wie andere Häuser diverse Fenster, Balkone und einen Eingang zur unterirdischen Garage. Um den Hauptunterschied zu erkennen, muss man sich ins Innere des Hauses begeben: Dort fehlt nämlich jeglicher Anschluss ans öffentliche Strom-, Öl- und Gasnetz. Das Haus kann sich stattdessen mit selbsterzeugten Energien versorgen.

Ein stabiles Stromnetz im energieautarken Haus

Problematisch kann der fehlende Zugang zum Stromnetz beispielsweise werden, wenn das Haus nicht genug Energie bereitstellen kann. Dies sei in den zwei Jahren, in denen das Haus steht, jedoch noch nie passiert, sagt René Schmid, der Architekt des selbstversorgenden Gebäudes. Auch sonst laufe die Energieversorgung überraschend reibungslos. «Dies liegt vor allem daran, dass der Energiehaushalt im Vorfeld exakt berechnet wurde. Es kommt bei der Produktion und beim Verbrauch nämlich auf jedes einzelne Kilowattstunde an», begründet Schmid.

Das Herzstück des Mehrfamilienhauses mit Energiezukunft ist die Hybridbox, welche «E-Gas» in Strom und Wärme umformt.

Sonne, Luft und Erde

Da die Sonne nur tagsüber scheint und so Strom gewonnen werden kann, müssen Energiereserven für die Nacht gespeichert werden. Die hausinternen Speicher sorgen dafür, dass sowohl nachts und in der Wintersaison genügend Energie zur Verfügung steht. Die Wärme wird zudem mit einer Wärmepumpe erzeugt, welche sowohl aus der Luft als auch aus dem Boden thermische Energie nutzt und in einem saisonalen Wärmespeicher in Form eines Wassertanks einlagert. Eine Brennstoffzelle produziert zudem Strom aus Wasserstoff, der im Sommer in das Haus eingespeist wird. Für die Stromerzeugung muss man allerdings nicht immer hoch hinaus oder tief hinab – das Haus sammelt den Strom auch auf der gesamten Gebäudeoberfläche.

 Unbenannt                     Architektur

Bildquelle: Umwelt Arena Schweiz

Von den vielen Energieerzeugern ist die Sonnenenergie die stärkste. «Die Solarstromgewinnung reicht aus, um das Haus ganzjährig mit Energie zu versorgen und dazu noch einen Teil der Mobilität mit dem Elektroauto zu gewährleisten», so René Schmid. Speicher, welche die Sonnenenergie sammeln sollen, sind im neusten Projekt des Architekten nicht mehr im Haus integriert: Sie werden derzeit durch eine ähnliche Art von Technologie optimiert.

Selbstdenkende Technologien durch Vernetzung

«Mehrfamilienhaus mit Energiezukunft» heisst das Projekt der Umwelt Arena Schweiz, welches Schmid an der Zwirnerstrasse in Zürich-Leimbach diesen Frühling abgeschlossen hat. Insgesamt elf Familien werden dabei von einer neuartigen Stromversorgung beliefert. Das Nachfolgeprojekt des energieautarken Mehrfamilienhauses in Brütten basiert auf einem ähnlichen Konzept, man kann damit allerdings noch ein zusätzliches Problem lösen: Das Mehrfamilienhaus speist auch im Winter Energie ins Netz ein und leistet so einen Beitrag zur Stabilisierung der öffentlichen Stromversorgung. Dabei wird die überschüssige Sonnenenergie im Sommer extern in Erdgas umgeformt und ins Erdgasnetz eingespeist.

Das Herzstück des Mehrfamilienhauses mit Energiezukunft ist die Hybridbox, welche «E-Gas» (Erdgas aus Sonnenstrom) in Strom und Wärme umformt. Das Besondere daran: Die Hybridbox vernetzt Gas- und Stromvernetz und koordiniert so die Versorgung des Hauses durch E-Gas. Das Konzept der eigenständigen Vernetzung ist auch Teil der «Industrie 4.0» – einer Entwicklung, die an der Spitze von drei vorgehenden Industrierevolutionen steht.

Es soll gezeigt werden, wie wirtschaftlich die Nachhaltigkeit durch solche Technologien sein kann.

Mit industriellen Revolutionen zum Fortschritt

Wie auch in anderen Bereichen der Gesellschaft wird sich die Technologie immer stärker in die Gebäudetechnik integrieren. Eine spezifische Integration von Technologie wird mit dem Begriff «Industrie 4.0» bezeichnet. Auf die erste industrielle Revolution mit dem Einbezug von Wasser- und Dampfkraft folgten elektrische Fliessbänder, später Elektronik und IT und nun die vierte Revolution der vernetzten Technologie. In dieser Weiterentwicklung ist die selbstständige Kommunikation zwischen Systemen grundlegend. René Schmid sieht in dieser technischen Intelligenz einen klaren Vorteil: «Es ist phänomenal, dass nicht die Energieanbieter selbst über die Stromzufuhr entscheiden müssen. Brütten hat den ersten Schritt für diese Entwicklung gemacht und dabei durch die reibungslosen Abläufe Vertrauen geweckt. Es soll nun gezeigt werden, wie wirtschaftlich die Nachhaltigkeit durch solche Technologien sein kann.»