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CO2 Ausstoß in Wohnhäusern senken – wie kann das funktionieren? Mit dieser Frage beschäftigte sich Borderstep im Auftrag der Wirtschaftsinitiative Smart Living. Die Ergebnisse stellt jetzt die Fachzeitschrift „Die Wohnungswirtschaft“ in ihrer Aprilausgabe vor.

Energieffizienz in Wohnhäusern senkt Kosten für Mieter und Vermieter

Die gute Nachricht: Mit den in der Studie ermittelten Potenzialen können die Klimaschutzziele im Jahr 2030 erreicht werden. Gebäudeautomation ermöglicht die Senkung des Energieverbrauchs im Bestand und kann sinnvoll mit allen anderen Maßnahmen (Dämmung, erneuerbare Energien, Wärmepumpen, etc.) kombiniert werden. Energieeffizienz in Wohnhäusern senkt auch die Kosten, wovon Mieter und Vermieter in der aktuellen Situation (Mietenspiegel, Mietendeckel, Krisenfolgen) gleichermaßen profitieren.

Der Gebäudesektor macht rund 36 % des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland aus. Nicht umsonst widmet „Die Wohnungswirtschaft“ deshalb ihre komplette April-Ausgabe dem Thema Energiemanagement.

Wie kann Energiemanagement im Mehrfamilienhaus gelingen?

Borderstep Geschäftsführer Dr. Severin Beucker kommt in einem Interview zu Wort. Sie finden es auf Seite 24 in der Ausgabe 4/2020 der Zeitschrift „Die Wohnungswirtschaft“ (s. Kasten).

Borderstep Researcher Simon Hinterholzer stellt in einem Artikel die konkreten Zahlen vor, wie Energiemanagement im Mehrfamilienwohnhaus gelingen kann.

Corona sorgt für Hochbetrieb im Internet: Dr. Ralph Hintemann, Experte für das Thema Digitalisierung bei Borderstep, kommentiert die Folgen dieser Entwicklung in einem Beitrag der Nachrichtensendung ZDF heute.

Autor Stefan Schlösser beschäftigt sich darin mit der Frage, welche Auswirkungen die aktuelle Krise auf die CO2-Bilanz hat. Wie wirken sich Homeoffice und Streaming-Marathon auf das Klima aus?

Die Sendung vom 2. April 2020 kann hier angesehen werden (Beitrag „Hochbetrieb im Internet“ ab 06:42).

Wie kann der Staat aktiv die Verbreitung von radikalen Umweltinnovationen unterstützen? Das Borderstep-Vorhaben GO hat zum Ziel, diese Frage am Beispiel der Wärmewende zu beantworten. In der Region Hannover wird durch verschiedene Interventionen versucht, die regionale Wärmewende richtungssicher in Schwung zu bringen.

Erster Schritt ist eine Erfassung der vorhandenen regenerativen Wärmepotenziale, im zweiten Schritt wird versucht, diese ins lokalpolitische Gespräch zu bringen. Borderstep wirkt hier nicht nur aktiv mit, sondern beobachtet und dokumentiert den Prozess um daraus für die Governanceforschung zu lernen. Neues dazu bald auf der Projekt-Website zu Go.

Ein interessanter Versuch läuft derzeit im südhessischen Ober-Ramstadt: Unter dem Projektnamen ArKol werden an einer Gebäudefassade des Baufarben- und Dämmsystem-Herstellers DAW SE neuentwickelte solarthermische Streifenkollektoren auf ihre Alltagstauglichkeit geprüft.

„ArKol“ steht dabei für „Architektonisch hoch integrierte Fassaden-Kollektoren“ – ein Forschungsprojekt unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Kooperation mit dem Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit, der DAW SE, dem Priedemann Facade-Lab, dem Kompetenzzentrum Ausbau und Fassade sowie dem Institut für Baukonstruktion Lehrstuhl 2 (IBK2) der Universität Stuttgart. Gefördert wird dieses Vorhaben durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Häuserfassaden zur Wärmeerzeugung

Die Nutzung von Häuserfassaden zur Wärmeerzeugung sind ein unerlässlicher Schritt auf dem Weg hin zur Energiewende. Die unter dem Projektnamen „ArKol“ neuentwickelten Streifenkollektoren für Fassaden bieten gegenüber der bekannteren solaren Nutzung von Dachflächen eine Reihe von Vorteilen. So passt beispielsweise das Einstrahlungsprofil bei Heizungsunterstützung der Innenräume besser zum tatsächlichen Energieverbrauch. Dies ist vor allem im Winter der Fall. Dann steht die Sonne niedriger. Dadurch wird die Fassade in einem günstigeren Winkel angestrahlt als das Dach. Die Folge: Die Kollektoren fangen mehr Sonnenlicht und machen den Ertrag für den höheren Heizbedarf nutzbar.

Im Sommer wiederum ist der Bedarf an Wärme deutlich verringert und beschränkt sich im Wesentlichen auf die Trinkwarmwassererwärmung. Der durch Kollektoren auf dem Dach erzeugte überschüssige Ertrag könnte nicht abgerufen werden. Dadurch heizen sich die Kollektoren stark auf. Das bedeutet eine starke Belastung des Materials und des Solarfluids. Demgegenüber unterliegen Fassadenkollektoren im Sommer durch die geringere Sonneneinstrahlung an der Wand einer geringeren Materialbelastung als auf dem Dach, was eine längere Lebensdauer ermöglicht.

Flächenpotenzial für Wärmegewinnung

Ein weiterer, wichtiger Punkt bezieht sich auf die bauliche Situation vor allem im urbanen Raum. Hier steht an Häuserfassaden gerade von hohen Gebäuden vielerorts wesentlich mehr Fläche zur Verfügung als auf den Dächern. Diese werden oft auch noch für die Überfahrt von Fahrstuhlschächten und weitere technische Aufbauten benötigt. Somit ist das Flächenpotenzial für die Wärmegewinnung um ein Vielfaches höher als bei Dachkollektoren. Auch hinsichtlich der Energieeinsparverordnung (EnEV) sind Fassadenkollektoren für Planer, Architekten und Bauherren interessant, z. B. für Mehrfamilienhäuser: Bei Gebäuden lassen sich die Erträge regenerativer Energien mit der Primärenergiebilanz verrechnen. Deshalb ermöglichen diese Kollektoren den Einsatz geringerer Dämmstoffstärken bei der Wärmedämmung für gleichwertige Dämmungseffekte (sogenannte „U-Werte“). Außerdem entfällt der oftmals nicht gewollte „Schießscharteneffekt“ durch den Einsatz voluminöser Dämmmaterialien. Das ist jedoch nicht der einzige gestalterische Mehrwert.

Vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten

Das Neue am Konzept des Streifenkollektors sind die vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten gepaart mit einer vereinfachten Hydraulikplanung und Montage. Im Gegensatz zu bisherigen Kollektoren nämlich bieten diese vergleichsweise leicht montierbaren Streifenkollektoren eine hohe Flexibilität hinsichtlich Größe, Farbe, Abstand, Anzahl und Ausrichtung an der Fassade. Der Bereich zwischen den einzelnen Kollektoren lässt sich problemlos zur architektonischen Gestaltung der Fassade mit verschiedenen Materialien nutzen. Somit erschließt sich bei der Nutzung der Fassade eine komplette weitere Dimension: Neben Wetterschutz und „Gesicht“ eines Gebäudes kommt nun noch die Energiegewinnung hinzu.

Doch wie funktioniert das Ganze eigentlich genau? Am Demonstrationsobjekt in Ober-Ramstadt wurden die von Firma Wagner Solar gefertigten Streifenkollektoren an einer Unterkonstruktion einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF) befestigt. Ganz ohne komplizierte Hydraulik und mit vielen Möglichkeiten der Anordnung. Eine geeignete Unterkonstruktion lässt sich sowohl an Neubauten wie etwa auch problemlos im Rahmen einer Sanierung installieren, und vor allem auch mit Wärmedämm-Verbundsystem-Fassaden kombinieren. Die schlanken, streifenförmigen Kollektoren selbst werden anschließend „trocken“ mit einem Sammelkanal, der gleichzeitig als Montageschiene fungiert, verbunden. Die gewonnene Wärme innerhalb des Kollektors wird dabei über Wärmerohre (sogenannte „Heatpipes“) zur Seite transportiert und über die verschraubte Anschlussstelle an den Sammelkanal übertragen. Da die einzelnen Kollektoren somit keinen hydraulischen Anschluss benötigen, erklärt sich ihre einfache und flexible Handhabung.

„Plug&Play“-Lösung spart Bauzeit

Ein wichtiger Aspekt in diesem Zusammenhang: Diese „Plug & Play“-Lösung spart zudem Bauzeit durch geringeren Abstimmungsbedarf der betroffenen Gewerke während der Ausführung. Dadurch ist es auch Fassadenbauern, Stuckateuren und Malern möglich, solche „haustechnischen“ Systeme in der Fassade umzusetzen. Wie übliche Solarkollektoren weisen auch die Streifenkollektoren eine Wärmedämmung sowie Frontverglasung auf. Sie nutzen spektralselektiv beschichtete Absorber. Mit ihnen lässt sich viel Solarstrahlung gewinnen. Die Wärmeverluste bleiben dabei gering.

Fazit: Neben den positiven Auswirkungen auf die Umwelt durch die Nutzung erneuerbarer Energie ohne CO₂– Ausstoß bietet dieses System ein hohes Maß an architektonischem Gestaltungsspielraum für Häuserfassaden. Dazu kommt der Image-Gewinn für Planer, Bauherren, Architekten und ausführenden Unternehmen durch die Verwendung zukunftsorientierter, innovativer Konzepte auf dem neuesten Stand der Technik. Aktuell finden ergänzend dazu bereits weitere Forschungen mit dem Ziel der energetischen Fassadennutzung statt. Soll die Energiewende gelingen, lohnt es sich also in vielerlei Hinsicht, dieses Projekt im Auge zu behalten.

Energiesparen im Gebäude – das ist das Thema des Borderstep-Forschungsprojekts WindNODE. Wie können Wohnquartiere zur zukünftigen Energieversorgung beitragen? Das wird im WindNODE-Versuchsquartier Prenzlauer Berg praktisch erprobt. Wie das genau funktioniert, erläutert ein aktueller Filmbeitrag.

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Borderstep-Direktor Professor Dr. Klaus Fichter wurde von der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften acatech in die Arbeitsgruppe „Zirkuläre Geschäftsmodelle“ der Circular Economy Initiative Deutschland berufen.

Vorschläge für eine Circular Economy Roadmap

Die Arbeitsgruppe nahm im Februar ihre Arbeit auf. Sie wird bis Herbst 2020 Vorschläge für eine Circular Economy Roadmap für Deutschland erarbeiten. Diese wird Empfehlungen an die Bundesregierung formulieren. Wie kann eine zukunftsfähige Kreislaufwirtschaft in Deutschland realisiert werden? Welche Rahmenbedingungen sind dafür zu schaffen?

Das Borderstep-Vorhaben „IMPACT nachhaltigkeitsorientierter Gründungsförderung: Innovative Ansätze zur Erfassung und Steuerung der ökonomischen, ökologischen und sozialen Wirkung von Gründungsförderprogrammen“ ist im Herbst 2019 gestartet und wird von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert.

Das zweijährige Projekt hat drei Ziele:

1. Die Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in ein Wirkungsmodell der Gründungsförderung.
2. Die Entwicklung eines Konzeptes und methodischen Rahmenwerks für eine wissenschaftlich belastbare, evidenz-basierte Erfassung der Interventionswirkung von Gründungsförderprogrammen auf ökonomische, ökologische und gesellschaftliche Zielgrößen.
3. Die Bereitstellung von Indikatoren und Messinstrumenten, um die kurz- und mittelfristigen Unterschiede zwischen der Gruppe der geförderten Start-ups und einer Kontrollgruppe erfassen und darstellen zu können.

Nachhaltige Effekte in der Praxis

Mit diesen Zielen stärkt das Vorhaben die Transformation zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise. Es unterstützt die Erreichung der Ziele von Energiewende, Klimaschutzplan 2050 und weiteren nachhaltigkeitspolitischen Zielsetzungen in Deutschland. Außerdem verbessert das Vorhaben die Möglichkeit für Gründungsförderakteure,  die Erreichung des selbst gesteckten Anspruchs zu kontrollieren und zu steuern. So können geförderte Projekte nachhaltige Effekte in der Praxis erzielen, Impulse geben und eine Multiplikatorwirkung entfalten.

Vermeidung von Reisen: Welchen Beitrag können Teleconferencing und Online-Zusammenarbeit leisten?

Innovative Angebote allein sparen nicht notwendigerweise Energie und Ressourcen. Borderstep untersucht diese Frage in dem Projekt Klimaschutzpotenziale der digitalen Transformation. Daraus ist ein Bericht entstanden. Er erläutert, dass die Diffusion der verschiedenen Formen des Teleconferencing nur in der Verbindung mit der Reduzierung realer Reisen Chancen bietet, eine neue Konferenzkultur zu entwickeln.

Wir freuen uns auf Ihre Kommentare und Ihre Kritik

Wir brauchen Ihre Hilfe: Das bewusste Reduzieren der Reisetätigkeit steckt noch in den Kinderschuhen. Bei der Nutzung von Teleconferencing zum Ersatz realer Reisen entstehen ständig neue Erfahrungen. Große, virtuelle Konferenzen sind ohnehin eine neue Erscheinung. Wir bitten Sie, diesen Text zu  kommentieren und durch Widerspruch, gute Beispiele und weitere Ideen zu ergänzen. Wir haben die Absicht, Ihre Vorschläge und Erfahrungen in den Text einzuarbeiten und ihn in verbesserter Form noch einmal zu veröffentlichen.

Borderstep kuratierte für die Veranstaltung Future Energies Science Match 2019 die Session Start-up Dialog.

Der Energieforschungsgipfel des Landes Schleswig-Holstein fand zum dritten Mal in Kiel statt. Borderstep-Researcherin Dr. Yasmin Olteanu diskutierte mit innovativen Start-ups das Thema nachhaltiges Gründen.

Jetzt ist ein Film veröffentlicht worden, in dem auch Yasmin Olteanu zu Wort kommt.

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