Klein + fein: Solarluftkollektor – Teil 2

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In Teil 1 berichteten wir, wie Bruno Maurer ein ehemaliges Wasserwerk bestens für das nachfossile Zeitalter zu einem Tiny House umrüstete. Wegweisend ist auch das Energiekonzept: Mit Solardach und -fassade erwärmt es Wasser und Luft, mit Holz kann gekocht und zugeheizt werden. Wandflächenheizungen ergänzen die angenehme Strahlungswärme.

Das „Solar Tiny House“ am Rand von Uttenweiler südwestlich von Ulm war in seinem ersten Leben 35 Jahre das kleine Wasserwerk des schwäbischen Dorfes. Dann stand es gut 50 Jahre leer, bis es Bruno Maurer in eine nachfossile Zukunft rettete. Maurer ist Architekt und Nachbar des Grundstücks. Er hat schon mehrere Häuser mit Solarluftkollektor gebaut oder nachgerüstet. Auch bei seinem engagierten Umbau des kleinen Mauerwerksbaus wollte er seine Erfahrungen vertiefen und zeigen, dass er es zu einem erneuerbar beheizten Tiny House weiterbauen kann. Mit Solardach und -fassade erwärmt es Wasser, mit Holz kann gekocht werden, so dass es bestens für das nachfossile Zeitalter gerüstet ist.

Energie aus Sonne und Holz

Das kleine Häuschen erhielt einen 30 m² großen Luftkollektor in der Südseite der Fassade (15 m²) und des Dachs (6 m²). Der Kollektor temperiert die Innenräume mit warmer Luft. Über Wärmetauscher kann er auch warmes Wasser produzieren, das in einem selektiven Wasserspeicher für die Raumheizung sowie für Küche und Sanitär zur Verfügung steht. Ein Raumthermostat steuert die Heizungspumpe bei Bedarf.

Bei schlechtem Wetter erfüllt ein wasserführender Küchenherd die Grundversorgung: Zum Kochen gibt es neben einem Elektro- auch einen Holzofen mit Wassertasche samt Anschluss an den Pufferspeicher. Im Winter kann so die Verbrennungswärme in Kaskaden zum Kochen, direkten Heizen und für das Warmwasser genutzt werden. Bei Befeuerung ergänzen 30 % seiner Abwärme die Raumheizung. In den Ofen passen bis zu 40 cm lange Holzscheite.

1 Mit seinem Solarluftkollektor für warme Luft und heißes Wasser ist das transformierte Wasserwerk bestens für das nachfossile Zeitalter gerüstet
2 Umsichtig detailliert Bruno Maurer den Anschluss der Solarfassade an den Mauerwerksbau
3 Durch das runde Fenster und das Bestandsfenster kann man auch durch die Solarfassade nach draußen schauen
4 Im Schnitt durch das Erdgeschoss ist zu sehen, wie die neu gedämmte Fassade in den Solarkollektor übergeht
5 Der Schnitt durch das Dachgeschoss zeigt, wie der Solarkollektor in die Dachfläche eingepasst ist

Solarluftkollektor

Für industrielle Hallen werden Luftkollektoren auf der Fassade schon im großen Maßstab eingesetzt. Auch Baubiologen experimentieren mit dieser Technik wie bei einer solaren Kellerlüftung oder für ein Feriendomizil. Bruno Maurer hat die Technik schon bei seinem eigenen Haus konsequent auf den Wohnbereich übertragen. Er hat sie dort mit einfachen, erprobten Komponenten realisiert und innovativ umgesetzt. „Ich wollte eine einfache, simple Technik, die man handwerklich herstellen kann“, erzählt er. „Insgesamt habe ich versucht, es sehr Low-Tech zu machen.“ Bei seinem solar Tiny House hat er die Technik noch einmal vereinfacht. Auf der Südseite des Wasserwerks passte er leicht spiegelndes Polycarbonat ein. Zwischen dieser Schicht und einem schwarzen Absorberblech befinden sich acht Zentimeter Luft. Frischluft gelangt am Sockel in die Solarfassade. Dort erwärmt sie sich durch die Sonneneinstrahlung und wird leichter. So steigt sie durch natürliche Konvektion nach oben. Heizschlangen auf dem Absorberblech im Luftkollektor im Dach erwärmen Wasser, das durch eine PV-betriebene Pumpe umgewälzt wird und den Pufferspeicher auffüllt. Im Sommerbetrieb wird überschüssige Wärme am First durch die geöffnete Klappe abgeführt.

Baudaten Umnutzung ehemaliges Wasserwerk

AdresseWiesenweg 12, 88524 Uttenweiler
Baujahr1926
Sanierung2018
Architekt und BauherrBruno Maurer, www.maurerbruno.de
Luftkollektor (Südseite Fassade, Dach)Polycarbonatplatten, Luftschicht 8 cm, schwarzes Absorberblech 0,5 mm, Dämmung an der Wand 8 cm, U-Wert 0,24 W/m²K (statisch); Dämmung im Dachbereich 20 cm, U-Wert 0,18 W/m²K
Regeneratives HeizkonzeptKüchenherd, wasserführend, scheitholzbetrieben; selektiver Pufferspeicher 500 l; Warmluft aus dem gesamten Luftkollektor mit PV-betriebenem Ventilator, Warmwasser aus Leitungen im Dachkollektor; PV-betriebene Pumpe

Betrieb im Winter

Im Winterbetrieb wird die am höchsten Punkt der Luftkollektoren gesammelte warme Luft zudem zu Heizzwecken im Gebäude genutzt. Bei ausreichender Sonneneinstrahlung bläst ein PV-betriebener Ventilator die anfallende Warmluft in das Erdgeschoss ein. „Das funktioniert gut“, bestätigt Maurer. „Wenn es im Winter richtig kalt ist, ist es oft auch sonnig. Abends waren bei Frosttemperaturen außen innen 15 °.“ Für nur 30 m² Kollektorfläche und ein bedingt durch das kleine Gebäude nicht so gutes A/V Verhältnis (A/V = Außenfläche/Volumen) ist das schon ziemlich gut. Durch den PV-Betrieb läuft das System autark und bedarf keiner weiteren Steuerung.

Einen kleinen baubiologischen Wermutstropfen gibt es: für die Dachdämmung verwendete Maurer Glaswolle „Sie hat eine gute energetische Amortisation von drei bis sechs Monaten“, begründet er. „Holzfaser hat eine energetische Amortisation von 2,5 Jahren.“ Auf Basis von Daten der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe ist dieser Unterschied allerdings nicht so eklatant. Und zudem ist der sommerliche Hitzeschutz von Holzfaserdämmung besser als der von KMF. Auch gibt es viele andere Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen mit deutlich geringerem Energieaufwand zur Herstellung wie z.B. Hanf, Flachs oder Einblasdämmung aus Holzfasern bzw. Zellulose.

So oder so ist der Architekt weiter auf Nachhaltigkeitskurs. Sein nächstes Projekt ist ein solarer Getreidetrockner, der an den großen Solarluftkollektor seines Wohnhauses angeschlossen wird und dessen überschüssige Wärme zur Erntezeit genutzt wird.

Lesen Sie auch Teil 1 zu diesem Beitrag: “Klein und fein – Wohnen im Wasserwerk

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Quellenangaben und/oder Fußnoten:

Titelbild: Wolfram Janzer Architekturbilder
Abbildungen 1, 2, 3:
Achim Pilz | 4, 5: Bruno Maurer

Autor

Achim

Pilz

freier Journalist, Kurator, Juror und Berater, Baubiologe IBN und Chefredakteur des Baubiologie Magazin.

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