GEBÄUDETECHNIK.

Der drohende Klimawandel mobilisiert zum Aufbruch: Eigentümer sanieren ihre Häuser, um Heizkosten zu sparen. Die öffentliche Hand fördert energieeffizientes Bauen. Und die Planer sind auf der Suche nach dem zukunftsfähigen Gebäudemodell. So viel ist klar: Das klimafreundliche Haus verbraucht wenig Energie und verursacht kaum Treibhausgase. Hansjürg Leibundgut, Professor für Gebäudetechnik an der ETH Zürich, macht sich daran, dem «Gebäude für die nachhaltige EnergieZukunft» eine eigene Prägung zu geben. Der ETH-Ingenieur konzentriert sich darin auf die Reduktion der Klimaschädigenden Emissionen. Für den Hausbau heisst dies: Heizen mit fossilen Energien ist passé. «Die nach wie vor populären Öl- und Gasheizkessel sind mit der Wärmepumpe zu ersetzen», so Leibundgut.

Professor mit gutem Beispiel

Das konkrete Beispiel liefert der ETH-Professor gleich nach. Im nächsten Jahr baut er privat ein Mehrfamilienhaus, das mit einer Wärmepumpe beheizt wird. Das wäre an sich nichts Besonderes. Die künftigen Stockwerkeigentümer werden allerdings dazu verpflichtet, die Pumpe mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu betreiben: durch den Kauf von Obligationen, mit denen die Produktion von Solarstrom in Spanien finanziert wird. Als Kompensation à la myclimate will es Bauherr Leibundgut nicht verstanden wissen. Vielmehr ist dies der Kern seiner Zukunftsvision: «Bis in 50 Jahren sind alle Gebäude Teil eines europäisch vernetzten und CO2-freien Energiesystems.» Die Zufuhr von aussen beschränkt sich auf Strom für die Wärmepumpe. Und der Elektrizitätsbedarf wird durch leistungsfähige und erneuerbare Produktionsanlagen gedeckt: Windturbinen in küstennahen Regionen und Solarpanels in sonnenreichen Ländern. Denn «in Südeuropa kann auf derselben Fläche dreimal mehr Strom produziert werden als auf einem Schweizer Hausdach».

Kernenergie mit Vorbehalt

Die Zunahme des Stromkonsums ist nicht allein Leibundguts Idee. Solche Prognosen wagen auch die Energieszenarien des Bundes. Auf die «Elektrifizierung der Energieversorgung» ausgerichtet wird jedoch auch die Energieforschung an der ETH, wozu der ETH-Ingenieur gemeinsam mit 40 weiteren Professoren eine eigene Strategie verfasst hat. Demnach soll die Atomkraft längerfristig nur mit Vorbehalt zur Stromproduktion beitragen. «Die Kernenergie ist ein Auslaufmodell, wenn die Sicherheit in den nächsten 20 Jahren nicht signifikant verbessert und bis dann die gefahrlose Endlagerung von Abfällen nicht möglich wird», macht dies Energieexperte Leibundgut deutlich. Denn alternative Ressourcen gebe es genug. «Erstens liefern Sonne und Wind zehntausend Mal mehr Energie, als wir auf der Erde effektiv benötigen. Und zweitens sind die Technologien, um daraus Wärme und Elektrizität zu gewinnen, bekannt.»Neben Sonne und Wind bildet auch das Erdreich eine riesige Energiequelle, die für jedes einzelne Gebäude nutzbar gemacht werden kann. «Im 14 bis 17?C warmen Untergrund, 300 Meter tief im Boden, können wir im Sommer Wärme speichern, und sie im Winter wieder herausholen.» Für den ETH-Ingenieur hat eine nachhaltige Energienutzung deshalb weniger mit der Dämmung von Gebäudefassaden zu tun, sondern mehr mit der Nutzbarmachung der vorhandenen Energieressourcen. Dazu braucht es allerdings bessere Wärmepumpen. Leibundgut arbeitet seinerseits mit einer Forschungsgruppe der Fachhochschule Luzern zusammen, die Prototypen mit rund zweimal höheren Leistungszahlen entwickeln will.

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Stromeffizienz als Wegweiser

Die Zusammenarbeit mit Spezialisten gehört zu Leibundguts Arbeitsprinzip. «Ich verstehe mich als Generalist und Organisator, der die erforschten Innovationen zu einem Gebäude zusammenstellen will.» So hat der ETH-Ingenieur Leibundgut eine informelle Forschungsgruppe «Viagialla» ins Leben gerufen, die «die Route in die nachhaltige Energiezukunft beschreiben» soll. Zum Wegweiser wird das physikalische Optimum: Mit möglichst wenig zugeführtem Strom wird so viel Energie gewonnen, wie fürs Beheizen der Räume und zum Erwärmen des Brauchwassers benötigt. Dafür braucht es aber auch Neuentwicklungen für die Speicherung von elektrischer Energie oder elektronische Steuerungssysteme, die den Stromverbrauch von Geräten und der Beleuchtung automatisch reduzieren können. Auch darüber tauscht sich Leibundgut mit den Forschern anderer Fachrichtungen regelmässig aus – und testet gleich selber Prototypen am Institut für Gebäudetechnik. Die Büroräume sind mit LED-Leuchten, nanobeschichteten Wärmeschutzfenstern, CO2-Sensoren und Digitalstrom-Chips ausgerüstet, die sonst nirgends erhältlich sind. Seine Praxistests sollen aber nicht nur die Alltagstauglichkeit der effizienten Geräte zeigen, sondern auch die Ausbildung der Architekturstudenten erweitern. Denn «wir brauchen Baufachleute, die ebenso die Grundlagen der Thermodynamik verstehen».

Ein hoher Selbstversorgungsgrad

Ein Ausbildungsprojekt, das die Baukunst mit der Wärmelehre verbindet, ist der Neubau der Monte-Rosa-Hütte. Die ETH baut für den Schweizerischen Alpenclub eine Schutzhütte auf knapp 3000 Metern über Meer, die einem glitzernden Bergkristall ähnlich ist. Die Innovation steckt aber in der technischen Ausführung. Dank dem technischen Konzept, das Professor Leibundgut zusammen mit anderen Hochschulen erarbeitet hat, soll die SAC-Hütte fast ohne externe Energiezufuhr auskommen. «90 Prozent der erforderlichen Heizwärme und des Stroms» liefert die mit Solarzellen und Sonnenkollektoren bestückte Aussenhülle mit. Obwohl an Wochenenden bis zu 150 Alpinisten in der neuen SAC-Unterkunft beherbergt werden, wird der Ausstoss von Kohlendioxid somit beinahe auf null reduziert. Die klimafreundliche Gebirgshütte ist ihrer Lage und des hohen Selbstversorgungsgrads wegen ein Spezialfall. Trotzdem lassen sich daraus wichtige Erkenntnisse für die breite Anwendung gewinnen. Beispielsweise für den Eulachhof in Oberwinterthur, ein Quartierzentrum mit Wohnungen für rund 100 Familien. Auch hier hat Leibundgut seine Hände mit im Spiel, als Mitinhaber des Planungsbüros, das für das innovative Energiekonzept verantwortlich ist. Die Überbauung wird als «Nullenergiesiedlung» beworben, da auch hier die am Standort verfügbaren Energiequellen genutzt werden sollen. Die Wärmepumpen liefern Heizwärme und verbrauchen dafür Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage. Zusätzlich benötigte Wärmeenergie stammt aus der nahen Kehrichtverbrennungsanlage. Mengenmässig reicht der Abfall der Eulachhof-Bewohner sogar aus, die Energiebilanz ausgeglichen zu gestalten. Damit erfolgt die gesamte Versorgung des Eulachhofs CO2-frei – und erfüllt das energetische Zukunftskonzept von Leibundgut.

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