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01 Ecolar Home: Das intelligente Nullenergiehaus

Leitungen für Null- und Plusenergiehäuser

02 Die Verkabelung der Photovoltaikmodule im Ecolar-Haus erfolgt über die robusten strahlenvernetzten Ölflex-Solar-XLR-Leitungen

03 Die halogenfreien Leitungen vom Typ Ölflex 120 H kommen zur Verkabelung aller Steckdosen sowie der Haushaltsgeräte zum Einsatz

04 Die Unitronic-Bus-EIB- und -H-Leitungen sowie eine Kombiversion mit zusätzlichen Stromversorgungsleitungen sind speziell auf die Bedürfnisse bei der Gebäudeverkabelung zugeschnitten

Das Ecolar Home der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) in Konstanz hat beim internationalen Studentenwettbewerb „Solar Decathlon Europe 2012“ den vierten Platz belegt. Als wesentliche Kriterien waren hier Nachhaltigkeit und Energieeffizienz gefragt. Für die intelligente Steuerung und zuverlässige Energieübertragung im Nullenergiehaus wurden vor allem Verbindungslösungen von Lapp verwendet.

Beim Ecolar-Haus (Bild 1) handelt es sich um ein 70 m 2 großes, einstöckiges Holzhaus, das aus sechs gleich großen Modulen besteht. Vier der jeweils 16 m 2 großen Module wurden als Innenräume und zwei als Freibereiche konzipiert. Das Baukastensystem aus quadratischen Raummodulen bildet die Grundlage des Ecolar-Konzepts. „Analysen von Wohnräumen über mehrere Bauepochen haben gezeigt, dass die Raumgröße mit einem quadratischen Grundriss die höchstmögliche Flexibilität im Hinblick auf die Raumnutzung bietet“, informiert Prof. Dr.-Ing. Thomas Stark, Dozent an der HTWG Konstanz, Fachgebiet Energieeffizientes Bauen. „Die Geometrie ermöglicht sowohl alle wohntypischen Nutzungen, wie Wohnräume, Schlafzimmer, Kinderzimmer, Essküche, Gästezimmer, Sanitärbereich etc., als auch alternative Nutzungen, wie Büroarbeitsplätze, Besprechungsräume oder Warteräume, für eventuelle Nutzungsänderungen. Es wird daher eine grundlegende Infrastruktur geschaffen, die eine lange Nutzungsdauer des Gebäudes und damit eine hohe Nachhaltigkeit im Hinblick auf den Ressourceneinsatz sicherstellt.“

Die Ausführung
Die beiden als zweiseitig offene Patios ausgebildeten Module des Ecolar-Hauses (Freibereiche) bieten Flächen für einen Carport mit Solartankstelle und überdachtem Eingangsbereich sowie eine Terrasse als privatem Freiraum. Bei entsprechender Witterung können diese Flächen über die öffenbaren Schiebeelemente auch mit den Innenraummodulen zu einer großen Gesamtfläche verbunden werden. Die anderen vier Räume bilden den Innenraum, der für zwei Personen ausgelegt ist. Prinzipiell sind alle Räume frei nutzbar und werden mit den speziell entwickelten, ebenfalls modularen Wandschrankelementen eingerichtet. Diese beinhalten beispielsweise Möbel, Stauräume sowie den Sanitärbereich und die Küche sowie die gesamte Gebäudetechnik. Dabei lassen sie sich für jedes Raummodul individuell zusammenstellen.

Das Beleuchtungskonzept
Alle Raumelemente haben einen direkten, vollverglasten Anschluss an einen Freibereich und damit gute Tageslichtversorgung. In die beiden Aufenthaltsbereiche gelangt zusätzlich durch transluzente Stirnfassaden diffuses Tageslicht; das Bad wird durch eine neuartige Tageslichtdecke mit Lichtleitsystem ebenfalls mit Tageslicht versorgt: Im Bad sind hinter der abgehängten Lichtdecke sowohl LED als auch Elemente zur Tageslichtauskopplung angebracht. Diese sind durch in die Wand integrierte Glasfaserleitungen mit dem Lichtempfänger im Außenbecken verbunden. Das Kunstlichtkonzept ist in zwei Bereiche unterteilt: Die Grundversorgung leisten durchgängige Lichtfugen zwischen den Schrankelementen und dem Deckenbereich, die eine homogene Raumausleuchtung herstellen. Mehrere Einzelleuchten können je nach Nutzungsszenario zugeschaltet werden. Das Prinzip der Lichtfuge findet sich in der Außenansicht des Gebäudes wieder: Der Abstand zwischen dem Energiedach und dem Gebäudevolumen wurde als Lichtfuge ausgebildet. Über diese werden in den Nachtstunden auch energetische Funktionen dargestellt: Die Fuge leuchtet, wenn das Energiedach die Funktion der thermischen Entladung der Pufferspeicher über die Strahlungskühlung übernimmt. Ist dieser Vorgang noch nicht aktiv oder abgeschlossen, pulsiert die Lichtfuge und kommuniziert so den „Stand-by“-Modus (Ecolar Home, Solar Decathlon Europe 2012).

Vielseitige Leitungen für vielfältige Gebäudeanwendungen
Das Dach des Ecolar-Hauses stellt das „Kraftwerk“ dar, denn die komplette Fläche ist mit Dünnschicht-Photovoltaikmodulen bestückt. Auch über den Freibereichen und an Teilen der Seitenwände sind Solarzellen eingesetzt. Die Verkabelung erfolgt über die robusten strahlenvernetzten Ölflex-Solar-XLR-Leitungen (Bild 2) von Lapp. Für die Verkabelung aller Steckdosen sowie der Haushaltsgeräte (Backofen, Herd, Abzugshaube, Waschmaschine, Spülmaschine und Trockner) kommen halogenfreie Leitungen vom Typ Ölflex 120 H (Bild 3) zum Einsatz. Sie sind mit dem zentralen Schaltschrank verbunden. Diese Leitungen sind flammwidrig und verhindern die Flammausbreitung an der Leitung. Auch die Verschattung mittels Jalousien wird mit diesen Leitungen gesteuert. Für die Anbindung aller KNX-Produkte (Aktoren und Sensoren) wurden Unitronic Bus EIB H verwendet. Die Übertragung der Sensorwerte übernehmen gut abgeschirmte, paarverseilte Unitronic-Liycy-(TP)-Datenleitungen. Damit können Befehle über Handy oder Internet gegeben werden, ohne dass jemand im Haus ist. Darüber hinaus werden die Unitronic-Bus-EIB-H-Leitungen auch für die Anbindung der Temperaturfühler im Hydrauliksystem und die Datenverbindung installiert. Mit ihnen werden die komplette Fußbodenheizung und die Kühlung gesteuert. Die direkte Anbindung der Pumpen im Hydrauliksystem übernehmen halogenfreie NHXMH-Leitungen, die in der Wand verlegt sind. Im Brandfall würden diese Leitungen die Bildung von giftigen Dioxinen und Furanen stark reduzieren. Für die Verdrahtung innerhalb des Schaltschranks setzt man auf H07VK- Einzeladern, zum Beispiel für die Verbindung der einzelnen Sicherungen mit den Relais. Die 24 Photovoltaikmodule auf dem Dach und über dem Freibereich sowie die sechs Module an den Seiten sind mit den vernetzten Ölflex-Solar-XLR-Leitungen verbunden und garantieren die Energieversorgung des Hauses. Die Anbindung der Solaranlage an der Wechselstromseite übernehmen Ölflex-Classic-130-HLeitungen.

Erfolge aus der Industrie adaptieren
Die Unitronic-Bus-EIB- und die H-Leitungen sowie eine Kombiversion (Bild 4) mit zusätzlichen Stromversorgungsleitungen sind speziell auf die Bedürfnisse bei der Gebäudeverkabelung zugeschnitten. Sie können auf, in oder unter Putz verlegt werden, in Rohren und Kabelkanälen, in trockenen, feuchten oder auch nassen Räumen. Sie eignen sich im Rahmen der Gebäude-Systemtechnik zur dezentralen Steuerung (Beleuchtung, Heizung, Klima, Lüftung, Energiemanagement, Jalousie, Zeiterfassung, Schließanlagen). „Smart Building ist groß im Trend. Früher musste alles von Hand bedient werden. Heute reicht ein Tipp auf einem Touchscreen. Und in der Zukunft ist es vielleicht nur noch ein Augenzwinkern…“, sagt Siegbert E. Lapp, Vorstand Technik der Lapp- Gruppe. Für sein Unternehmen sind die Bereiche Erneuerbare Energien, Mobility sowie Life Sciences wichtige Wachstumsbranchen. „Dazu gehört auch innovative Verbindungstechnik für die Gebäudeinfrastruktur, denn zunehmend steht hier die dezentrale Energieerzeugung und die Maximierung der Energieeffizienz durch Automatisierung im Vordergrund. Hinzu kommen die steigenden Ansprüche in Sachen Wohnkomfort und die Forderung nach hohen Bandbreiten. Unter den Schlagworten Smart Building, Smart Home und Smart Tech tüftelt die Branche an innovativen Lösungen. Immer öfter werden dabei intelligente Verbindungslösungen, die früher ausschließlich in der Industrie zum Einsatz kamen, auch für Büro- und zunehmend auch für Wohnumgebungen verwendet“, ist der Technikvorstand überzeugt. (ih)

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