Sparsamer Hausbau

Einfache Wohnhäuser brauchen weniger Energie als erwartet

 Dennis Lenz  nenoitarepooK etlhazeb tlähtnE

Einfache Wohnhäuser brauchen weniger Energie als erwartet
(Symbolbild) Wie viel Technik Wohnhäuser benötigen, hängt auch von Entscheidungen ab, die bereits beim Entwurf fallen. Ein Forschungsprojekt in Bayern überprüft einen bewusst einfachen Ansatz unter realen Wohnbedingungen. Neben dem Energieverbrauch untersuchten die Forscher das Raumklima und die Erfahrungen der Bewohner. Dabei rücken Bauteile in den Mittelpunkt, die ihre Aufgabe ohne elektronische Steuerung erfüllen. (Foto: © Forschung und Wissen, KI-Bild)

Wohnhäuser müssen nicht mit aufwendiger Haustechnik ausgestattet sein, um im Alltag gut zu funktionieren. Drei bewohnte Forschungsgebäude in Bayern zeigen, welches Potenzial in einer sorgfältig abgestimmten Bauweise steckt. Ihre gemessenen Energieverbräuche lagen unter den zuvor berechneten Werten. Für den Hausbau stellt sich damit eine grundlegende Frage: Welche Aufgaben kann schon das Gebäude selbst übernehmen?

Warme Zimmer im Winter, ein angenehmer Sommer und ein Haus, dessen Bedienung keine eigene Ausbildung verlangt: An diesem Anspruch setzt das Forschungsprojekt Einfach Bauen an. In Bad Aibling entstanden drei Wohnhäuser, bei denen nicht möglichst viele technische Systeme zusammenarbeiten sollen. Stattdessen stimmen die Planer Wandaufbau, Fenster und Raumproportionen so aufeinander ab, dass die Gebäude bereits durch ihre Konstruktion günstige Voraussetzungen mitbringen. Die Technische Universität München überprüfte das Konzept in den bewohnten Häusern mit Messungen zum Energieverbrauch und Raumklima sowie Befragungen der Bewohner. Die Messphase lief 2021 und 2022. Untersucht wurden drei unterschiedliche Wandbauweisen: Massivholz, wärmedämmendes Mauerwerk und Leichtbeton. Damit geht es nicht um einen einzelnen Wunderbaustoff, sondern um eine Frage, die bei jedem Neubau relevant ist: Wie gut passen Gebäudeform, Material und Nutzung zusammen?

Ein solcher Ansatz beginnt lange vor der Auswahl von Heizkörpern und Lichtschaltern. Beim Hausbau werden zugleich kurzfristige Aufgaben und Entscheidungen für viele Jahrzehnte organisiert. Für Toiletten und Waschgelegenheiten während der Arbeiten können ausführende Betriebe Container mieten, während die dauerhafte Sanitärinstallation erst entsteht. Die spätere Wohnqualität hängt dagegen wesentlich von dem ab, was anschließend nicht einfach ausgetauscht werden kann: der Ausrichtung der Räume, den Außenwänden und den Fensteröffnungen. Genau diese früh festgelegten Eigenschaften behandelt das Forschungsprojekt als Ausgangspunkt. Eine Heizung kann Wärme nachliefern, verändert aber nicht die Form des Hauses. Ebenso verändert eine Kühlanlage nicht die Größe einer sonnenbeschienenen Glasfläche. Die Bauweise und die benötigte Technik sind deshalb keine voneinander unabhängigen Entscheidungen. Ihr Zusammenspiel bestimmt, welche Aufgaben das Gebäude passiv erledigt und welche Geräte dauerhaft übernehmen müssen.

Was die Messungen in den Wohnhäusern zeigen

Der im Forschungsbericht Einfach Bauen 3 dokumentierte Praxistest verbindet technische Messwerte mit den Erfahrungen der Bewohner. Die gemessenen Energieverbräuche unterschritten die vorausberechneten Werte nach der damaligen Energieeinsparverordnung. Das ist ein ermutigender Befund, aber kein direkter Vergleich mit sämtlichen anderen Neubauarten. Berechneter Bedarf und tatsächlicher Verbrauch sind unterschiedliche Größen: Eine Berechnung arbeitet mit festgelegten Annahmen, während im Alltag unter anderem Wetter, Belegung und gewünschte Temperaturen hineinspielen. Entsprechend unterschiedlich fielen auch einzelne Bewertungen der Bewohner aus. Bei den bevorzugten Wintertemperaturen reichte die Spanne von 18 bis 26 Grad Celsius. Die Untersuchung ist ein begleitetes Demonstrationsprojekt und keine repräsentative Erhebung aller Wohnhäuser. Finanziell unterstützt wurde sie durch die Forschungsinitiative Zukunft Bau, die beteiligte Bauwirtschaft und eine Stiftung des Baugewerbes. Die Ergebnisse zeigen somit, dass das Konzept unter den untersuchten Bedingungen praktisch funktioniert, nicht dass wenig Technik zwangsläufig überall den niedrigsten Verbrauch erzeugt.

Warum dicke Wände mehr als eine Aufgabe übernehmen

Am Betonhaus lässt sich der Gedanke besonders gut erklären. Seine Außenwände sind 50 Zentimeter dick und bestehen aus einem speziellen Ultraleichtbeton mit eingeschlossenen Tonkügelchen. Diese Konstruktion verbindet die tragende Funktion mit Wärmedämmung. Die inneren Bauteile übernehmen zusätzlich eine andere Aufgabe: Sie können Wärme aufnehmen und zeitversetzt wieder abgeben. Wärmedämmung und Wärmespeicherung sind dabei nicht dasselbe. Die Dämmung bremst den Energiefluss durch die Außenwand, die Speicherfähigkeit begrenzt schnelle Temperaturänderungen im Raum. Vereinfacht betrachtet erwärmen Sonnenlicht und warme Luft deshalb nicht nur die Raumluft, sondern auch die umgebenden Oberflächen und Bauteile. Deren Temperatur steigt langsamer, wenn ausreichend thermisch wirksame Masse vorhanden ist. Die Bauweise ersetzt damit keine Energiequelle und erzeugt auch keine Kälte. Sie verändert, wie schnell sich ein Raum aufheizt oder abkühlt. Gerade diese zeitliche Verzögerung lässt sich nutzen, um einen Teil der täglichen Temperaturschwankungen auszugleichen.

Wie sich die Wohnungen an warmen Tagen verhalten

Ein konkretes Beispiel enthält der überarbeitete Leitfaden zum Forschungsprojekt mit einer Messreihe aus einer Augustwoche. In einer Wohnung des Holzhauses blieb die operative Innentemperatur bei höchstens 25 Grad Celsius, während die Außenluft zeitweise 30 Grad erreichte. Die operative Temperatur berücksichtigt neben der Luft auch den Einfluss der umgebenden Oberflächen. Wichtig für die Einordnung ist die andere Hälfte des Tagesverlaufs: Nachts kühlte die Außenluft in dieser Woche bis auf etwa acht Grad ab. Die Bewohner lüfteten insbesondere morgens und abends, sodass Wärme aus dem Gebäude entweichen konnte. Das Beispiel belegt einen wirksamen Temperaturausgleich unter diesen Bedingungen, aber keine garantierte Obergrenze für jede Hitzewelle. Bleiben auch die Nächte lange warm, steht weniger kühle Außenluft zur Verfügung. Die Speichermasse kann die Erwärmung dann verzögern, einen dauerhaften Wärmeeintrag aber nicht unbegrenzt ausgleichen.

Welche Entscheidungen schon im Grundriss stecken

Hinter den unscheinbaren Gebäuden steckt eine umfangreiche rechnerische Vorarbeit. In der ersten Forschungsphase variierten die Wissenschaftler unter anderem Raumhöhe, Raumtiefe, Fenstergröße, Glasart und Himmelsrichtung. Als Ausgangspunkt diente ein Raum mit 18 Quadratmetern Grundfläche. Nach dem Ausschluss von Varianten mit unzureichendem Tageslicht blieben 2.603 Konfigurationen für die thermischen Simulationen übrig. Günstig erwiesen sich Kombinationen aus wenig Außenfläche, geeigneten Fensterflächen und thermischer Speichermasse. Das erklärt, weshalb eine große Glasfront nicht isoliert nach ihrer Aussicht bewertet werden kann. Sie beeinflusst gleichzeitig Tageslicht, winterliche Wärmeverluste und sommerlichen Sonneneintrag. Auch eine kompakte Gebäudeform hat einen physikalischen Vorteil: Bei vergleichbarer Nutzung muss weniger Außenfläche den Innenraum gegen die Umgebung abgrenzen. Entscheidend ist die Kombination der Eigenschaften. Ein einzelner guter Dämmwert beantwortet noch nicht, wie sich der gesamte Raum über einen warmen Tag oder eine kalte Nacht verhält.

Weniger Haustechnik bedeutet dabei keineswegs ein Gebäude ohne Heizung oder Lüftung. Das Betonhaus besitzt Heizkörper und wird über ein Nahwärmenetz versorgt. Die Bewohner öffnen ihre Fenster selbst. Ergänzend sorgen Öffnungen im Fensterfalz und Abluftventilatoren in den Bädern für einen Grundluftwechsel. Einfache Bedienung und technische Unterstützung schließen sich folglich nicht aus. Für die Planung ergibt sich daraus eine sinnvolle Unterscheidung: Manche Funktionen können Wandaufbau und Raumgeometrie übernehmen, andere benötigen weiterhin ein gezielt ausgelegtes System. Die Forschungsstrategie richtet sich nicht gegen einzelne Geräte, sondern gegen unnötige Abhängigkeiten zwischen vielen Komponenten. Ob daraus im konkreten Bauprojekt geringere Gesamtkosten entstehen, hängt jedoch auch vom Materialeinsatz und den späteren Betriebsbedingungen ab. Dickere Wände sind nicht kostenlos und können bei gleichen Außenmaßen nutzbare Fläche beanspruchen. Eine seriöse Bewertung stellt deshalb Bauaufwand, Energiebedarf und erforderliche Technik gemeinsam gegenüber, statt allein die Zahl der eingebauten Geräte zu vergleichen.

Warum die Baufeuchte zum fertigen Haus dazugehört

Zur Überprüfung der Wohnhäuser gehörte außerdem ein Vorgang, der auf Baustellen leicht hinter dem sichtbaren Fortschritt zurücktritt: die Austrocknung. Bei allen drei untersuchten Wandvarianten nahm die Feuchtigkeit im Verlauf der Messungen ab. Für den Bauablauf ist wichtig, diese anfängliche Baufeuchte von der späteren, alltäglichen Feuchteabgabe durch Wohnen, Kochen oder Duschen zu unterscheiden. Bei feucht eingebrachten Baustoffen muss ein Teil des enthaltenen Wassers zunächst entweichen. Für eine fachlich geplante technische Unterstützung können Baubetriebe Bautrockner mieten und die Entfeuchtung auf die jeweiligen Räume und Materialien abstimmen. Gerade bei Estrichen beeinflusst die Zusammensetzung wesentlich, wie schnell die Feuchte abgegeben wird. Ein trockener wirkender Raum belegt deshalb noch nicht, dass jede Bauteilschicht für die nächsten Arbeiten bereit ist. Entscheidend bleiben die geeignete Feuchteprüfung und der vorgesehene weitere Aufbau. Technische Unterstützung während der Bauphase und eine später einfache Haustechnik verfolgen unterschiedliche Aufgaben und passen deshalb gut zusammen.

Wie der Ansatz beim Hausbau weiterentwickelt wird

Die Forschung bleibt nicht bei den ersten drei Gebäuden stehen. Ein 2025 fertiggestelltes weiteres Forschungshaus in Bad Aibling kombiniert vorgefertigte Holzwände mit tragenden Innenwänden aus sogenannten Kaltziegeln aus recyceltem Ziegelbruch. Das dreigeschossige Gebäude enthält sechs Wohnungen. Mehrere Deckenvarianten sollen zeigen, wie sich der Materialeinsatz weiter anpassen lässt. Auch vorhandene Betonplatten aus der früheren Nutzung des Geländes wurden für das Streifenfundament wiederverwendet. Zugleich besitzt das Haus eine Wärmepumpe, eine Photovoltaikanlage und Heizkörper. Das unterstreicht den eigentlichen Gedanken: Einfaches Bauen bedeutet nicht, moderne Technik grundsätzlich auszusperren. Sie wird mit der jeweiligen Konstruktion kombiniert. Das Folgegebäude liefert weitere Messdaten, ist aber nicht mit dem bereits ausgewerteten Praxistest der ursprünglichen Häuser gleichzusetzen. Die Ergebnisse einer Bauweise lassen sich auch innerhalb derselben Forschungsreihe nicht ohne Prüfung auf einen anderen Wandaufbau oder ein anderes Heizsystem übertragen.

Für künftige Bauherren liegt der Nutzen dieser Forschung daher nicht in einem fertigen Patentrezept. Die Pilotgebäude sind Mehrfamilienhäuser, keine beliebig übertragbaren Entwürfe für jedes freistehende Eigenheim. Übertragbar ist vielmehr die Planungsfrage: Welche Eigenschaften muss das Haus selbst besitzen, bevor seine Technik festgelegt wird? Ein kompakter Grundriss, eine passende Fensteranordnung und sinnvoll eingesetzte Speichermasse lassen sich nicht durch die Wahl einer einzelnen Heizungsmarke ersetzen. Umgekehrt macht eine gute Gebäudehülle eine sachgerecht ausgelegte Wärmeversorgung nicht überflüssig. Der interessante Befund aus Bad Aibling ist das funktionierende Zusammenspiel unter tatsächlichen Wohnbedingungen. Die Gebäude wurden nicht nur berechnet und anschließend präsentiert, sondern auch nach dem Einzug untersucht. Dadurch werden Unterschiede zwischen Planung und Alltag sichtbar. Ein Haus muss somit nicht möglichst viele Funktionen automatisch regeln, um durchdacht zu sein. Ein erheblicher Teil seiner Alltagstauglichkeit kann bereits in der Architektur angelegt werden.

Technische Universität München, EINFACH BAUEN 3: Messen, Validieren, Rückkoppeln; doi:10.13140/RG.2.2.17549.55523

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