Solarhaus, das mit Strom, Wasser und Nahrung versorgt

Studierende der TUM und TU of Texas präsentieren Modell ihres Solarhauses

Mit dem „NexusHaus“ treten Studierende der Technischen Universität München (TUM) und der University of Texas at Austin (UTA) als einziges Team mit deutscher Beteiligung im renommierten US-Wettbewerb Solar Decathlon 2015 an. Ihr Konzept: Ein Plusenergiehaus, das nicht nur mehr Strom erzeugt als seine Bewohner verbrauchen, sondern auch fast vollständig aus nachhaltigen Materialien besteht, Wasser effizient aufbereitet und Raum zum Nahrungsanbau bietet.

Die Idee entstand aus einer Problemstellung, mit der sich viele Städte im Süden der USA konfrontiert sehen: Die Bevölkerung wächst rapide und bezahlbarer Wohnraum ist entsprechend knapp. Daher werden immer häufiger zusätzliche Häuser auf bereits bebauten Grundstücken errichtet. Der Nachteil dieser sogenannten Nachverdichtung ist, dass die zusätzlichen Wohneinheiten auf die bereits vorhandene Infrastruktur angewiesen sind. Damit stellen sie die ohnehin prekäre Strom- und Wasserversorgung vieler amerikanischer Städte auf eine Belastungsprobe. Zudem könnte dieses Problem in Zukunft auch immer mehr Länder betreffen, bei denen beispielsweise die Wohnsiedlungen in Randgebieten von Großstädten rapide wachsen. 

Studenten der TUM und der UTA entwickelten daher ein kostengünstiges Wohnkonzept, das zentrale Kriterien der Kreislaufwirtschaft, dem sogenannten „Cradle-to-Cradle“, erfüllt. Das „NexusHaus“ ist als eingeschossiger Pavillon konzipiert: Wohn- und Schlafbereich sind eigenständige Einheiten, die modular nebeneinander angeordnet sind. Verbunden werden sie durch den „Nexus“ – einen zusätzlichen Raum, der je nach Bedarf als Wintergarten, überdachte Terrasse oder vergrößertes Wohnzimmer dient. Er sorgt zudem für angenehme Temperaturen: im Sommer als Teil des Lüftungssystems, im Winter als Puffer zwischen kalter Außen- und wärmerer Innenluft.

Das Wort „Nexus“ steht aber nicht nur für den Verbindungsraum zwischen Wohn- und Schlafmodul. Es bezeichnet auch die Einbindung von Energie- und Wasserversorgung in das Wohnumfeld: Über Photovoltaikmodule auf dem Flachdach gewinnt das Haus so viel Strom, wie seine Bewohner für Beleuchtung, Haushaltsgeräte und ein Elektrofahrzeug benötigen. Die Klimatisierung wird ebenfalls über Solarstrom geregelt. Damit wird, durch die Kombination einer Kältemaschine und einer Wärmepumpe, der Wasserkreislauf nach Bedarf gekühlt oder erwärmt. Ein integriertes thermisches Speichersystem verschiebt die Kühlung aus den Spitzenzeiten in die Nachtstunden mit weniger Bedarf.

Trinkwasser-Aufbereitung und Urban Farming

Den Wasserbedarf seiner Bewohner soll das „NexusHaus“ ebenfalls weitgehend selbst decken. Dazu wird Regenwasser in großen Speichertanks gesammelt und mithilfe eines Filtersystems zu Trinkwasserqualität aufbereitet.

Die Studierenden untersuchen zudem neue Konzepte für „Urban Farming“, also die Nahrungsmittelproduktion in der Stadt. Für die Bewässerung des Gartenbereichs wird das Wasser aus Waschmaschine, Waschbecken und Dusche genutzt. Zusätzlich wird in einem Aquaponiksystem Kondensatwasser der Klimageräte aufbereitet. Dieses Wasser wird zur Bewässerung der Nutzpflanzen eingesetzt. Speisefische sollen durch ihre Fäkalien Nährstoffe für das angebaute Obst und Gemüse liefern. Die Pflanzen filtern wiederum das Wasser und erhalten so den Lebensraum der Fische. Der Wasserbedarf aus dem öffentlichen Netz wird damit deutlich reduziert und die Bewohner sind unabhängiger von Preisschwankungen. Auch das Grundwasser wird geschont, was besonders in Klimaregionen mit großen Dürreperioden ein wichtiger Aspekt ist.

Gute Voraussetzungen für den Wettbewerb

Als Baumaterial für das „NexusHaus“ werden größtenteils schadstofffreie Komponenten eingesetzt, die vorwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen oder nach Möglichkeit sortenrein in ihre Einzelbausteine zerlegt werden können, um das Recycling zu erleichtern. Die Fassade besteht nahezu vollständig aus Holz, im Bad kommen Cradle-to-Cradle-zertifizierte Keramikfliesen zum Einsatz.

Das Wohnkonzept soll außerdem mit Kosteneffizienz punkten. Die Zahl der Wohnmodule kann beliebig erweitern oder verringern werden und soll damit Menschen mit unterschiedlichem Hintergrund ein komfortables Wohnumfeld bieten.

Seit Anfang März arbeiten die Nachwuchsarchitekten des deutsch-amerikanischen Universitäts- Teams in Austin an der Errichtung des „NexusHaus“. Bis zum Sommer sollen die Wohn- und Schlafmodule stehen und die Energie- und Wasserversorgung getestet werden. Anschließend wird das Haus nach Irvine, Kalifornien, transportiert, wo ab dem 8. Oktober 2015 das Solar Decathlon-Finale stattfindet.

Der Solar Decathlon ist ein zweijährlich stattfindender Wettbewerb, der vom Energieministerium der Vereinigten Staaten (U.S. Department of Energy, DoE) organisiert wird. Weitere Informationen zum Wettbewerb gibt es unter: http://www.solardecathlon.gov/

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