Dieser Leitfaden richtet sich an alle, die daran interessiert sind, bei ihren Bauprojekten Energie nachhaltiger zu nutzen. Er gibt Ihnen einen Überblick über die effektivsten und am weitesten verbreiteten Methoden, um Gebäude in Bezug auf Energie „grüner“ zu machen.
Wir haben den Leitfaden in zwei Hauptabschnitte unterteilt, damit Sie sowohl die Energieversorgung Ihres Gebäudes als auch die sinnvolle Nutzung dieser Energie nach dem Anschluss an das Stromnetz berücksichtigen können. Abschnitt I konzentriert sich auf alternative erneuerbare Energiequellen, die Sie in Ihr Bauprojekt integrieren können. Abschnitt II führt Sie durch einige Strategien zur Reduzierung des Energieverbrauchs Ihres abgeschlossenen Projekts.
Der Leitfaden ist eher auf Wohnprojekte als auf große gewerbliche oder öffentliche Projekte ausgerichtet, obwohl die Informationen allgemein anwendbar sind. In jedem Unterabschnitt finden Sie weitere Ressourcen, wenn Sie sich über eines der Themen genauer informieren möchten.
I. Alternative erneuerbare Energiequellen
Einer der wichtigsten Aspekte der Nachhaltigkeit, die bei einem Bauprojekt berücksichtigt werden müssen, ist die Frage, woher die Energie für das fertige Projekt kommen wird. Sowohl bei Neubauten als auch bei Renovierungen besteht die Möglichkeit, von konventionellen, auf fossilen Brennstoffen basierenden Energiequellen auf sauberere Energiequellen umzusteigen. Hier sind die gängigsten sauberen Optionen.
Solaranlagen
Solaranlagen nutzen in der Regel eine Reihe von Solarzellen, um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln. Zu den auf dem Markt erhältlichen Systemen gehören Photovoltaikmodule (PV), die auf einem Dach oder einer Bodenfläche montiert werden, aber es gibt auch einige andere Optionen für Solarenergie.
Gebäudeintegrierte Photovoltaik-Systeme (BIPV) integrieren Dünnschicht-Solartechnologie in Gebäudekomponenten wie Dächer oder Fassaden. Solardächer sind die am weitesten verbreitete und praktischste Option für Wohnhäuser. Zu den solaren Dachmaterialien gehören konventionell aussehende Schindeln oder Dachziegel. Diese können wie herkömmliche Dachmaterialien installiert und an das Stromnetz oder eine Batteriebank angeschlossen werden.
Eine dritte, weniger verbreitete Option ist die Solarthermie. Wie der Name schon sagt, wandelt die Solarthermie-Technologie Sonnenstrahlung in Wärme um. Kollektoren absorbieren die Sonnenstrahlen und übertragen diese Wärme auf eine Trägerflüssigkeit, die in Rohren von den Kollektoren zum HLK- oder Warmwassersystem eines Gebäudes fließt. Obwohl die solarthermische Stromerzeugung auf dem Vormarsch ist, wird die thermische Umwandlung heutzutage in der Regel für die Beheizung von Wohnhäusern und die Warmwasserbereitung genutzt.
Vor- und Nachteile sowie Überlegungen
Da Solaranlagen immer häufiger eingesetzt werden, sind sie auch leichter zu finden und günstiger zu installieren. Solarenergie ist eine flexible Option, bei der je nach Bedarf und Budget verschiedene Größen und Arten von Systemen zur Verfügung stehen.
Die Produktivität einer Solaranlage hängt von ihrer Größe ab. Wenn Sie nur wenig Platz für eine Solaranlage haben, wird auch Ihre Energieerzeugung begrenzt sein. Auch der Standort ist ein entscheidender Faktor dafür, wie viel Strom Sie produzieren können.
Wenn es in Ihrer Gegend nicht viel klares Wetter gibt oder wenn Sie ein Dach haben, das nicht optimal auf die Sonneneinstrahlung ausgerichtet ist (z. B. nach Süden ausgerichtet, wenn Sie sich auf der Nordhalbkugel befinden), können Sie trotzdem Solartechnologie nutzen – es kann nur länger dauern, bis sich Ihre finanzielle Investition amortisiert hat.
Solaranlagen können netzunabhängig oder an das Stromnetz angeschlossen sein. Netzunabhängige Systeme sind ideal für abgelegene Standorte, erfordern jedoch den Einsatz einer Batteriebank zur Speicherung von Energie. Wer Zugang zu Versorgungsnetzen hat, sollte in Erwägung ziehen, das System anzuschließen.
In den meisten Ländern Europas gibt es das Net-Metering, das es Anlagenbesitzern ermöglicht, überschüssig produzierten Strom gegen eine Gutschrift ins Netz einzuspeisen. Die Gutschrift wird auf die Stromrechnung angerechnet, wenn der Solarertrag niedrig ist und das System zusätzlichen Strom aus dem Netz beziehen muss.
Bei einem netzgekoppelten System ist eine ungleichmäßige Stromerzeugung weniger problematisch, während Sie bei einem netzunabhängigen System nicht von Stromausfällen betroffen sind, die reguläre Versorgungsunternehmen betreffen.
Ein Hinweis zu Batterien
Personen, die aus Umweltschutzgründen die Installation von Solarsystemen in Betracht ziehen, sollten sich darüber im Klaren sein, dass es eine Debatte über die Umweltfreundlichkeit der Technologie selbst gibt.
Batterien sind ein besonderes Problem (sowohl bei Solar- als auch bei Windsystemen). Die Herstellung von Batterien zur Speicherung sauberer Energie erfordert einige nicht sehr umweltfreundliche Verfahren und Materialien. Der Abbau von Lithium ist beispielsweise energie- und insbesondere wasserintensiv. Eine Studie der UT Austin aus dem Jahr 2017 ergab, dass die Speicherung von Solarenergie in Batterien im Vergleich zu netzgebundenen Systemen „tatsächlich sowohl den Energieverbrauch als auch die Emissionen erhöht“. Und das Recycling von Batterien am Ende ihrer Lebensdauer kann schwierig sein, nicht zuletzt wegen der giftigen Bestandteile.
Dies soll Sie nicht davon abhalten, Batterien zu verwenden, um netzunabhängig zu werden, sondern veranschaulichen, dass wir mit der Entwicklung alternativer erneuerbarer Technologien auch zukunftsorientierte öffentliche Richtlinien und Praktiken benötigen, um Lücken zu schließen und sicherzustellen, dass wir nicht eine Reihe von Umweltproblemen gegen eine andere austauschen.
Wind
Windkraft oder kleine Windenergieanlagen versorgen ein Haus mit Strom, indem sie den Wind nutzen, um die Flügel einer Turbine zu drehen, die mit einem Generator verbunden ist, der diese Rotationsenergie in Elektrizität umwandelt. Wie Solaranlagen können auch Windturbinen netzgekoppelt oder netzunabhängig sein. Netzunabhängige Windsysteme können auch Batteriebänke verwenden, um überschüssige Energie zu speichern.
Nicht alle Windturbinen müssen riesige Konstruktionen sein, aber die Höhe des Turms und der Durchmesser des Rotors der Turbine bestimmen, wie viel Strom Sie erzeugen können. Sie müssen zumindest sicherstellen, dass die Turbine über allen bedeutenden Hindernissen montiert ist („30 Fuß über allem innerhalb von 300 Fuß“, laut Energy.gov).
Vor- und Nachteile sowie Überlegungen
Bei ordnungsgemäßer Installation sind Windturbinen langlebig und robust. Wenn Sie in einem Gebiet mit guten Windressourcen leben, kann eine Turbine eine stabile und saubere Energiequelle für Sie sein. Kleine Windenergieanlagen lassen sich gut mit Solarmodulen kombinieren, um ungleichmäßige Wetterbedingungen auszugleichen.
Der Platz ist hier ein wichtiger Faktor. Der Schlüssel zum Erfolg bei Windturbinen ist die richtige Standortwahl, bei der Hausbesitzer auf dem Land mehr Flexibilität haben. Türme können freistehend oder abgespannt sein, und abgespannte Türme, die kostengünstiger zu installieren sind, benötigen Platz für die Seile.
Wind ist variabel, daher ist auch die Menge an Strom, die Sie erzeugen können, variabel. Es ist unerlässlich, die durchschnittliche Windgeschwindigkeit in Ihrer Region zu ermitteln und die geeignete Größe der Turbine für Ihren Standort zu ermitteln. Auch örtliche Vorschriften können Sie behindern – nicht in jedem Gebiet ist eine Turbine erlaubt.
Geothermie (Erdwärmepumpen)
Geothermische Energiesysteme nutzen die konstante Temperatur unter der Erdoberfläche, um Häuser zu heizen und zu kühlen. Die Systeme funktionieren ähnlich wie Kühlschränke, wobei Kühlmittel und Wasser in Rohren in die Erde gepumpt werden. Die Erde erwärmt die Flüssigkeit entweder (im Winter) oder kühlt sie (im Sommer). Die erwärmte oder gekühlte Flüssigkeit wird dann entweder über Heizkörper oder über ein herkömmliches Zwangsluftsystem verteilt.
Geothermische Systeme werden in der Regel entweder als vertikales geschlossenes Kreislaufsystem installiert, das direkt in die Erde gebohrt wird, oder als horizontales geschlossenes Kreislaufsystem, das denselben Effekt mit Rohren erzielt, die in einem Raster oder in Schleifen in einer Tiefe von 6 bis 10 Fuß vergraben sind.
Vor- und Nachteile sowie Überlegungen
Zunächst zu den Nachteilen: Die Kosten können bei der Installation von Geothermieanlagen ein Hindernis darstellen. Vertikale geschlossene Systeme erfordern ein Bohrgerät, um die erforderliche Tiefe von 90 bis 180 Metern zu erreichen, sodass sich die anfänglichen Kosten nur schwer amortisieren lassen.
Horizontale geschlossene Systeme sind kostengünstiger zu installieren, erfordern jedoch eine große Fläche, um ausreichend Rohre zu verlegen. Das Ausheben der Gräben für die Rohre ist sehr störend und viele Hausbesitzer verfügen nicht über die erforderliche Fläche, um sie zu verlegen.
Einmal installiert, ist Geothermie jedoch ein kostengünstiges und wartungsarmes System. Geothermie ist nicht nur eine saubere Energiequelle, sondern auch deutlich effizienter als andere Heiz- und Kühlmethoden (ca. 200–300 % effizient im Vergleich zu hocheffizienten Gasöfen mit 92 %). Diese Systeme sind leise und laufen weniger intensiv, wodurch sie eine gleichmäßigere Wärmequelle bieten. Sie sind außerdem sehr langlebig und fungieren sowohl als Heizungen als auch als Klimaanlagen in einem.
Biodiesel
Biodiesel ist ein Kraftstoff, der aus einer Kombination von Alkohol und Ölen wie Pflanzenöl oder tierischen Fetten hergestellt wird. Das Verfahren führt zu einem sauber verbrennenden Öl, das biologisch abbaubar ist. Die Öle können neu oder gebraucht sein, wobei recyceltes Fett einen Kraftstoff mit einer viel geringeren CO2-Bilanz ergibt. Biodiesel wird häufig in Fahrzeugen eingesetzt, kann aber auch als Zusatz zu Heizöl für den Hausgebrauch verwendet werden. Es wird in der Regel herkömmlichem Heizöl zugesetzt, um eine Mischung mit einem Biodieselanteil zwischen 5 und 20 % zu erzeugen.
Vor- und Nachteile sowie Überlegungen
Für Besitzer von Ölheizungen könnte Biodiesel eine logische Möglichkeit sein, ihren Verbrauch an fossilen Brennstoffen zu senken. Es lässt sich leicht in Öltanks hinzufügen und erfordert keine neuen Geräte oder Wartungsarbeiten.
Allerdings ist Biodiesel ein Lösungsmittel, sodass eine sorgfältigere Überwachung von Systemkomponenten wie Gummidichtungen unerlässlich ist. Ein Nachteil ist, dass Biodiesel teurer ist als andere Kraftstoffarten und schwer zu finden sein kann.
Biodiesel wirft eine Reihe ethischer Fragen im Hinblick auf die Ernährungssicherheit auf. Während die Industrie an der Entwicklung von Biokraftstoffen aus Zellulose (Biokraftstoffe aus Pflanzenmaterialien, die nicht essbar sind) arbeitet, wird Biodiesel derzeit in der Regel aus Nahrungspflanzen wie Sojabohnen hergestellt. Die branchenübergreifende Nachfrage nach diesen Pflanzen hat zu einem Anstieg der Lebensmittelpreise geführt.
II. Energie sparen
Unabhängig davon, woher Ihre Energie stammt, ist die Einbeziehung von Strategien zur Senkung des Energieverbrauchs ein Eckpfeiler jedes ökologischen Bauprojekts. In diesem Abschnitt bieten wir einige Vorschläge für Bereiche, auf die Sie Ihre Energiesparstrategien konzentrieren können, sowie Möglichkeiten, den laufenden Energieverbrauch Ihres Projekts zu senken.
Die Gebäudehülle
In Europa entfallen je nach Region etwa 60 bis 80 Prozent der Energiekosten eines Haushalts auf die Heizung, was eine effiziente Gebäudehülle zu einem entscheidenden Aspekt der Energieeffizienz des Hauses macht.
Wärmeverluste stellen eine erhebliche Verschwendung der gesamten Haushaltsenergie dar, aber es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, sie zu verhindern und zu beheben. Tobias Roberts von Rise erklärt, dass sich der Wärmeverlust in Häusern wie folgt aufschlüsseln lässt:
- Wände (35 %)
- Fenster und Türen (25 %)
- Dachböden (25 %)
- Keller und Böden (15 %)
Um die Wärme im Haus zu halten, sind eine effektive Luftdichtung, minimale Wärmebrücken und eine angemessene Isolierung erforderlich. Bei neuen Bauprojekten bestehen die besten Möglichkeiten, um sicherzustellen, dass Häuser ordnungsgemäß mit Luft- und Dampfsperren abgedichtet sind, dass Wände so konstruiert sind, dass die Rahmenmaterialien keine Wärmebrücken in der Gebäudehülle bilden, und dass Dachböden, Wände und Keller mindestens gemäß den örtlichen Mindestbauvorschriften isoliert sind.
Renovierungsprojekte könnten begrenzter ausfallen, da einige Effizienzmaßnahmen möglicherweise nicht praktikabel oder sogar durchführbar sind. Dennoch können einfache Maßnahmen wie das Abdichten von Fenstern und das Anbringen von Dichtungsstreifen an Türen die Energieeffizienz verbessern.
Erwägen Sie die Durchführung eines Energieaudits, um genauere Informationen darüber zu erhalten, wie Sie die thermische Leistung Ihres Hauses maximieren können. Ein Energieaudit ist die beste Möglichkeit, um herauszufinden, wo Wärmeverluste auftreten und wo Renovierungsmaßnahmen durchgeführt werden sollten.
Geräte
Etwa 10 bis 20 Prozent der von europäischen Haushalten verbrauchten Energie entfällt auf Geräte. Wenn Sie also neue Geräte für Ihr Zuhause kaufen, können Sie hier eine deutliche Einsparung erzielen.
Die EU-Gesetzgebung zur Energieverbrauchskennzeichnung und zum Ökodesign wurde entwickelt, um die Energieeffizienz von auf dem Kontinent verkauften Geräten zu verbessern. Hersteller und Einzelhändler müssen das Energielabel auf ihren Geräten anbringen, was es den Verbrauchern erleichtert, das energieeffizienteste Produkt zu finden. Das Energielabel gibt an, wie viel Energie ein Gerät pro Jahr verbraucht, sowie weitere Angaben zum Ressourcenverbrauch (z. B. bei einer Waschmaschine wird der Wasserverbrauch angegeben). Das Energielabel ist einfach zu verwenden – eine höhere Buchstabeneinstufung (A bis G0) bedeutet, dass das Gerät effizienter ist.
Der Unterschied kann enorm sein – ein Kühlschrank der Klasse G mit 300 l Fassungsvermögen könnte 60–70 % mehr Strom verbrauchen als ein Kühlschrank der Klasse A, was den Unterschied zwischen 45 € und 150 € Stromkosten pro Jahr ausmachen könnte.
Hier erfahren Sie mehr über die Energiekennzeichnung und die Ökodesign-Anforderungen für verschiedene Gerätetypen. Wenn Sie ein Gerät kaufen möchten, finden Sie eine Liste der Geräte bei EPREL – European Product Registry for Energy Labelling.
Beleuchtung
Wenn es darum geht, den Energieverbrauch von Leuchten zu reduzieren, denken Sie an Tageslichtnutzung. Tageslichtnutzung ist einfach die Praxis, natürliches Licht zu nutzen, um die Abhängigkeit eines Gebäudes von elektrischem Licht zu reduzieren. Spezifische Tageslichtstrategien reichen von einfachen Lösungen wie dem Verschieben eines Schreibtisches unter ein Fenster bis hin zu umfangreichen Systemen, die das Tageslicht umleiten und bündeln.
Um das Beste aus dieser Strategie herauszuholen, sollten Sie sie vom ersten Tag an in Ihr Design und Ihre Planung einbeziehen. Bei Neubauten können Überlegungen zur Beleuchtung in die Standortwahl und das Gebäudedesign einfließen, und Sie haben bessere Möglichkeiten, Fensterkonfigurationen auszuwählen und Entscheidungen über Innenräume unter Berücksichtigung der Lichtfunktion zu treffen.
Bei Renovierungen sind Sie in der Art und Weise, wie Sie auf die Ihnen zur Verfügung stehenden Lichtressourcen reagieren können, stärker eingeschränkt. Der Einbau von Oberlichtern oder zusätzlichen Fenstern ist eine einfache Möglichkeit, Tageslicht hinzuzufügen, aber es ist wichtig, die Kosten (sowohl die finanziellen als auch die Kosten für die thermische Effizienz eines Gebäudes) gegen die potenziellen Vorteile abzuwägen. Allein durch den geschickten Einsatz von Farben, reflektierenden Oberflächen und der Platzierung von Möbeln kann ein Raum heller gestaltet werden, ohne dass zusätzliche Kosten entstehen.
Bei der elektrischen Beleuchtung sind LED- oder Energiesparlampen die effizienteste Wahl. Beide sind Glühlampen in puncto Effizienz weit voraus (ca. 75 Prozent effizienter). Energiesparlampen haben jedoch einige Nachteile. Der größte Nachteil ist, dass sie eine geringe Menge Quecksilber enthalten. Sollte eine Energiesparlampe zerbrechen, ist dies nicht schädlich, aber eine ordnungsgemäße Entsorgung ist unerlässlich. Außerdem können Energiesparlampen nicht gedimmt werden und eignen sich nicht gut als Einbauleuchten.
LEDs halten etwa 25-mal länger als Glühlampen und 2-4-mal länger als Energiesparlampen. Sie sind zwar in der Anschaffung teurer, machen ihre Kosten aber schnell wieder wett.
Intelligente Technologie
Auf dem Markt sind verschiedene intelligente Technologien erhältlich, die Ihnen dabei helfen, Ihren Energieverbrauch zu überwachen und zu senken. Die Hersteller dieser Technologien preisen deren Fähigkeit an, Energie und Geld zu sparen. Die tatsächliche Fähigkeit hängt jedoch von Faktoren ab, die sich der Kontrolle des Herstellers entziehen.
Intelligente Thermostate können beispielsweise Energie sparen oder auch nicht. Wenn Sie einen nicht programmierbaren Thermostat haben, diesen aber jeden Abend vor dem Schlafengehen und vor der Arbeit gewissenhaft zurückdrehen, liegt der Vorteil des intelligenten Thermostats weniger in der Energieeinsparung als vielmehr in der Automatisierung. Und ein normaler, programmierbarer Thermostat würde diesen Vorteil ebenfalls bieten.
Allerdings können intelligente Technologien Ihnen Daten über Ihren Energieverbrauch liefern – Daten, die Sie nutzen können, um weitere energiesparende Änderungen an Ihrem Zuhause vorzunehmen und deren Wirksamkeit zu verfolgen. Wie in anderen Bereichen auch, bietet die Technologie selbst keinen Nutzen. Der Nutzen liegt darin, wie die Menschen sie nutzen.
Der menschliche Faktor beim Energiesparen
Die Entscheidungen, die wir in unserem Alltag treffen, spielen eine enorme Rolle dabei, unsere Energiekosten zu erhöhen oder zu senken. Wir wissen bereits, dass wir das Licht ausschalten sollten, wenn wir uns nicht im Raum aufhalten, und Geräte, die wir nicht benutzen, ausstecken sollten. Hier sind einige konkrete Vorschläge, wie Sie Ihren Energieverbrauch bei der Fertigstellung Ihrer umweltfreundlichen Bauprojekte senken können:
Nutzen Sie, wo immer möglich, natürliche Energie, die bereits vorhanden ist. Arbeiten Sie bei Tageslicht, um den Bedarf an künstlichem Licht zu minimieren. Erledigen Sie Aufgaben, die Sie im Freien erledigen können, und nutzen Sie die Brise, um den Bedarf an Ventilatoren zu reduzieren. Reduzieren Sie den Bedarf an Raumheizungen, indem Sie im Frühjahr und Herbst statt im Winter bauen oder renovieren.
Planen Sie Ihre Fahrten zu Baumärkten, um den Energieverbrauch im Zusammenhang mit dem Transport zu minimieren. Sie können sich mit jemandem zusammentun, der ebenfalls etwas im Baumarkt besorgen muss, oder Ihre Fahrt zum Baumarkt mit einem Einkauf verbinden.
Achten Sie schließlich auf den Energieverbrauch Ihrer Werkzeuge. Ziehen Sie den Stecker, wenn Sie sie nicht benutzen, und entscheiden Sie sich bei kleineren Arbeiten nach Möglichkeit für Handwerkzeuge. Ihre menschliche Energie mag sich manchmal nicht erneuerbar und nachhaltig anfühlen, aber das ist sie wirklich.
