Pilotprojekt Nullenergie-Schule in Sachsen

Im sächsischen Wermsdorf wurde zur Verbesserung der schulischen Infrastruktur eine neue Grundschule erforderlich. Fördermittel für den Bau waren an den Nachweis des Nullenergiehaus-Standards gebunden. Die Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (HTWK) Leipzig wertete über zwei Jahre die Messungen aus und kam zu dem Schluss: Die Schule verbraucht in etwa so viel Energie, wie die Technik im Gebäude gewinnt.

Der Bau der Grundschule konnte für Maßnahmen zur CO₂-Einsparung und für die Fassade von einer 75-Prozent-Förderung profitieren unter der Bedingung, dass der Schulbau ein innovatives Nullenergiehaus werden musste. Die Gebäudehülle aus einer tragenden Kalksandsteinwand erhielt daher eine vorgelagerte Schale aus Multipor-Steinen. „Dieser Aufbau ist deutlich stabiler und damit besser geeignet für spielende Kinder als ein Wärmedämm-Verbundsystem“, erläutert Architekt Martin Fink. Unter der Bodenplatte kam eine Schaumglas-Dämmung zum Tragen, über der gedämmten Decke liegen im hinteren Gebäudeteil ein Gründach und eine große Photovoltaikanlage. Sie versorgt auch die Wärmepumpe, die ihre Energie wiederum aus sechs 98 Meter tiefen Erdwärmesonden bezieht. Ein Lüftungssystem mit Wärmerückgewinnung und Wärmekopplung rundet die Haustechnik ab.  

Eine echte Innovation planten die IPROconsult-Architekten bei den Fenstern: Diese bestehen aus schaltbarem elektrochromem Glas für die individuelle Steuerung von Tageslicht, Blendschutz und Wärmeeintrag. Die Scheiben sind in drei Zonen untergliedert, die unterschiedlich geschaltet werden können. „Somit verzichteten wir auf die außenliegende Beschattung, was wiederum dem Spiel der Kinder weniger Grenzen setzt“, erklärt Sabine Schlicke, die das Projekt nach Abgabe des Bauantrags im März 2018 übernahm.  

Dutzende von Sensoren wurden in dem Pilotprojekt eingebaut. Sie messen unter anderem 

• Raumtemperaturen
• Warmwasser
• Luftströme
• Vor- und Rücklauf der Wärmepumpe
• CO₂-Konzentration in den Räumen
• Volumenströme der Lüftungsanlage
• Stromverbrauch der dezentralen Warmwasserversorgung
• relative Feuchte
• Globalstrahlung

Die Daten von rund 80 Sensoren wurden über zwei Jahre in wöchentlichen Berichten an Prof. Ulrich Möller und seine wissenschaftliche Mitarbeiterin Stephanie Weiß von der HTWK übermittelt. Nach der Datenauswertung gaben die Wissenschaftler der Gemeinde Wermsdorf Empfehlungen für die Einstellung einzelner Komponenten. „Im Prinzip braucht man bei einer haustechnischen Anlage dieser Komplexität ein Jahr, bis alles optimal für die Nutzer eingeregelt ist“, erläutert Prof. Möller. „Erst danach sind tatsächliche Auswertungen hinsichtlich der Energieeffizienz möglich.“ Erschwerend kam in diesem Fall die Pandemie hinzu, da die Messungen im Herbst 2019 begannen und die beiden schwierigen Lockdown-Jahre beinhalteten. 

Stephanie Weiß erklärt: „Die geplanten Komponenten passen gut und haben sich bewährt. So hatten wir auch im Hochsommer nie mehr als 26 Grad in den Klassenräumen, meist konstant 23 Grad. Es gibt auch fast keine Tag-Nacht-Schwankungen der Temperaturkurve. Um das zu erreichen, braucht man wie hier eine gute Wanddämmung und auch die Fenster sind super!“ 

Neben der reinen Datenauswertung führten die Wissenschaftler eine Umfrage unter Lehrern und Schülern durch. Insgesamt kamen dabei gute Noten für das Pilotprojekt heraus – lediglich bei Details gab es Kritikpunkte: So wünschten sich einzelne Lehrkräfte eine zusätzliche Verdunklungsmöglichkeit. Zudem bemängelten sie, dass die Kinder aufgrund der großen Fensterflächen oft abgelenkt seien. Die Datenauswertung ergab, dass beispielweise für die Lüftung in der Praxis mehr Strom benötigt wird als errechnet. Das wichtigste Ergebnis ließ sich aber bereits frühzeitig erkennen: Die Photovoltaikanlage des Gebäudes produziert im Jahresmittel so viel Energie, wie für den Betrieb benötigt wird und über Außenwände verloren geht. „Wir müssen solche Gebäude bauen“, ist sich der Professor für Bauphysik und Baukonstruktion sicher. „Die Gemeinde hat hier ein wirkliches Highlight. Sie muss diese Technik aber auch betreuen und warten können. Ein Hausmeister schafft das meist nicht. Deshalb sollten die Bauherren entsprechende Wartungsverträge mit externen Firmen abschließen.“