Innovation gegen Inflation

Nachhaltigkeitskonzept für den Neubau von kleinen und mittleren Wohneinheiten

Stand: Januar 2025

1.0 - Erdarbeiten und Gründung

1.1 - Aufgabenstellung

• Keine Bodenversiegelung nach §2 BBodSchG
• Minimierung bzw. Entfall von Veränderungen an der Bodenstruktur
• Keinen Abtransport, bzw. Lieferung von Füllsanden für den Unterbau
• Keine vollflächige Verdichtung des Unterbodens & Oberbodens

1.2 - Lösung und gewählte Maßnahmen

Durch die Verwendung von hochbelastbaren dauerhaften GSA Schraubfundamenten für den  Lastabtrag der anfallenden horizontalen und vertikalen Kräfte des darüber liegenden Gebäudes, sind keinerlei Erdarbeiten und Veränderung am Boden und der vorhandenen Bodenstruktur notwendig.

GSA Schraubfundamente sind volle Verdrängungspfähle in Anlehnung der DIN EN 12699 und werden erschütterungsfrei in die vorberechnete Bodentiefe eingedreht. Nach dem Eindrehen werden die Schrauben auf Höhe abgeschnitten und mit Beton C20/25 verfüllt. Die Schraube fungiert hierbei als verlorene Hülse und stat. Armierung des dauerhaften Pfahlfundamentes. Weitere Infos unter:

https://gesundbau.de/index.php/schraubfundamente und in der Dokumentation sowie technischen Beschreibung.

 

Unter Berücksichtigung der anfallenden Lasten und des vorhandenen Bodengutachtens benötigen wir für das Gebäude 12 verlängerbare GSA Schraubfundamente DN 170 mit einer Länge von jeweils 4,6 m und 4 Stück GSA Schraubfundamente DN 130 mit einer Länge von 3,1 m für die Terrassenanlage.

Die vorhandene Grasnarbe wird ca. 4 Wochen vor dem Eindrehen der Erdschrauben mit einer dunklen Folie abgedeckt, um den vorhandenen Pflanzenbewuchs durch Lichtentzug abzutöten.

Nach dem Eindrehen der GSA Schraubfundamente in die vorgesehenen tieferen Erdschichten erfolgt  der Rohrleitungsbau für die benötigten Medien, wie Abwasser und Wasser, Kommunikation und Elektrizität.

Sobald die Rohre bzw. Leerrohre ordnungsgemäß verlegt sind, wird eine „kapillarbrechende“ Schicht aus Kies 05/10, Stärke ca. 10 cm, aufgebracht, um das Gebäude gegen aufsteigende Feuchtigkeit zu schützen.

 

1.3 - Benötigte Materialmengen und Rohstoffe

• Das Transportgewicht der Schraubfundamente und Zubehörteile beträgt ca. 1500 kg
• ∑ CO2 Äquivalent Schraubfundamente lt. Datenblatt 2703 Kg/co2
• ∑ von Füllbeton für die Schraubfundamente ca. 0,55 m³
  
  

1.4 - Vorteil des Verfahrens

Die natürliche Bodenstruktur bleibt erhalten. Es wird kein Boden entnommen und deponiert. Der Boden behält seine Speicherfähigkeit für Wasser und auch CO2 - es findet keine Bodenversiegelung nach § 2BbodSchG statt. 

• transparente Kostenstruktur des Verfahrens
• Zeitersparnis, der eigentliche Eindrehvorgang dauert weniger als eine Woche
• die Menge an Stahl für die Schraubfundamente ist geringer als die Menge an Armierungsstahl einer Betonbodenplatte
• bauphysikalisch entsteht ein Kriechkeller ohne Kontakt zu dem nassen und kalten Erdreich; die Energiebilanz des Gebäudes wird dadurch deutlich verbessert

 

2.0 - Bodenplatte, Wand und Dachaufbau

 

2.1 - Aufgabenstellung

• Verwendung von lokalen, nachwachsenden Rohstoffen
• Reduzierung der Transportgewichte
• angenehmes Raumklima und offenporige Konstruktion
• Reduzierung von Folien und modernen Plattenwerkstoffen, da es keine belastbaren Aussagen und Erfahrungen bezüglich der Dauerhaftigkeit gibt
• Verwendung von Rohstoffen, die sortenrein und lokal recycelfähig sind

 

2.2 - Lösung und gewählte Konstruktion

 

2.2.3. - CLT - Cross Laminat Timber

 

CLT Elemente bieten ein breites Anwendungsspektrum. Die Bauteile bestehen aus 3 bis 8 Lagen und werden in Stärken von 60 bis 320 mm hergestellt. Die Produktion erfolgt aus heimischen Nadelhölzern mit Keilverzinkung und intelligenter Verleimung in der Fläche. Die positiven Eigenschaften von dem Naturbaustoff Holz bleiben erhalten. Aufgrund der hohen Stabilität und Tragfähigkeit sind sehr schlanke und ressourcensparende Konstruktionen und Wandaufbauten möglich. Diese statischen Eigenschaften ermöglichen es, sehr individuelle und attraktive Gebäude kostensparend zu Realisieren. Die Elemente sind in Größen bis 3 x 16 m lieferbar und ermöglichen einen im Holzbau bisher nicht erreichbaren Zeitvorteil in der Montage. Ebenso sind die Elemente in einseitiger oder auch beidseitiger Sichtqualität lieferbar und sparen in den vorgesehenen Bereichen die Verkleidung oder Oberflächenveredelung ein. Die CLT Platten finden Verwendung für die ThermoHolzbodenplatte, Wandelemente, Decken und Dachstuhl. Weitere Infos unter:   https://www.binderholz.com/en-us/products/clt-bbs/

 

2.3 - Bodenplatte

 

Bei Verwendung von Wandelemente aus CLT Platten ist es möglich, statische Lasten in die Wände zu verlagern und die normalerweise notwendigen Rahmenhölzer unter der Holzbodenplatte, können ganz oder teilweise entfallen. Durch diesen konstruktiven Trick sind zusätzliche Material- und Kosteneinsparungen möglich.

Für die Herstellung der ThermoHolzbodenplatte gibt es verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten. Wahlweise stehe Lösungen auf Basis von CLT Platten, Brettstapelelementen in Lärche oder Rahmenkonstruktionen zur Auswahl. Alle Lösungen bieten einen hervorragenden Wärmeschutz und stellen eine perfekte Bodenplatte dar.

Bei einer ThermoHolzbodenplatte auf Basis von CLT Elementen oder Brettstapelelementen werden oberhalb der tragenden Platte, KVH Hölzer kreuzweise aufgebracht und eine zusätzliche Dämmebene nach EnEV Anforderung und eine Installationsebene geschaffen. Bei der Verlegung von Dielenböden kann auf zusätzliche Unterbauten verzichtet werden. Die Verlegung erfolgt direkt auf den vorhandenen Lagerhölzern der Installations- & Dämmebene (Material & Kostenersparnis). Bei anderen Fußbodenanforderungen wird eine geeignete Tragschicht mit Plattenwerkstoffen wie OSB etc. hergestellt.

Bei einer ThermoHolzbodenplatte als Rahmenkonstruktion befindet sich die Installations- & Dämmebene zwischen den einzelnen Trägern.

 

Unterhalb der ThermoHolzbodenplatte befindet sich eine stehende Luftschicht von 30 – 50 cm. Je nach Standort und Bodenverhältnissen empfehlen wir das Aufbringen einer kapillarbrechenden Schicht von 10 cm Splitt oder sortenreinem Kies ohne Feinanteil. Der Luftaustausch mit der Außenluft ist durch eine seitliche Verkleidung mit Fassadenelementen, Feldsteinen etc. unterbunden und es kann keine feuchte und warme Sommerluft unterhalb der Bodenplatte durchströmen.  Auf eine Dampf- oder Wasserdichte unterhalb der Platte wurde bewusst verzichtet, da unsere Erfahrungen gezeigt haben, dass Wasserschäden durch eine Havarie von oben oder einen umgekippten Wischeimer etc. entsteht. Hier bietet einen offenporige Konstruktion deutliche Vorteile.

 

2.4 - Wandkonstruktion

 

Für tragende Wände im Außen- und Innenbereich genügen bei Einfamilienhäusern 100 mm starke Wände. Mit Abstandhölzern aus KVH oder Steico joist Trägern auf der Wandaußenseite, erfolgt der Aufbau der Dämmebene und Installationsebene durch Herstellung eines entsprechenden „Kastens“, der mit nachwachsenden Dämmstoffen, wie Holzwolle, Cellulose oder Stroh verfüllt, bzw.  ausgeblasen wird. Die Wahl der äußeren Schicht richtet sich nach dem Fassadenwunsch. Bei Putzfassaden wird eine stabile, verputzbare Holzwolle-Platte verwendet. Bei einer gewünschten Holzfassade wird der „Kasten“ mit Brettplatten oder Dreischichtplatten mit geeignetem SD-Wert geschlossen.

 

Die tragenden Außenwände werden auf die Außenkante der ThermoHolzbodenplatte aufgesetzt und die Dämmebene kragt über die tragende Bodenplatte raus. Bei den heute notwendigen Dämmstärken entspricht das einem Einsparpotential von:  Dämmebene x Umfang. Bei üblichen Abmessungen von 8 x 11 m = 38 m Umfang x 0,28 m Dämmebene, sind das, bei dem gewählten Beispiel, 10,64 m² Einsparung bei den tragenden Bauteilen der Bodenplatte.       

 

 

2.4.1 – Innenausbau und Innenwandverkleidung

 

CLT Elemente sind mit einfacher oder doppelter Sichtqualität lieferbar. An den gewählten Flächen entfällt der sonst übliche Aufwand der Wand- oder Deckenverkleidung. Notwendige Horizontal – oder Vertikalbohrungen für Elektro und Haustechnik werden direkt im Werk vorgenommen. Bei gewünschter Putzoptik der Wände empfehlen wir Plattenwerkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zur Verbesserung der Umweltbilanz und Kostenstruktur.

Karphos Strohdämmplatten (www.karphos.de) werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, haben eine bauamtliche Zulassung, sind einfach und leicht zu verarbeiten und übernehmen 3 Funktionen in einer Platte: als zusätzliche Dämmebene, als Putzträger, als Installationsebene und bieten darüber hinaus noch zusätzlichen Schallschutz.          

 

2.4.2 - Fassadenkonstruktion

 

Die Herstellung der Fassade erfolgt aus heimischen Lärchenhölzern (25x150 sägerauh) als Boden-Deckel-Schalung oder als Stülpschalung. Diese Fassadenkonstruktion ist, im Gegensatz zu N+F Fassadenbrettern, wesentlich widerstandsfähiger gegen extreme Wettersituationen wie lange Trockenheit, bzw. Dauerregen. Ein Ersatz einzelner Bretter ist auch nach vielen Jahren jederzeit möglich, da es sich um einfache Standartware handelt. Es werden keine Unterfolien, Farben und Lacke benötigt.

 

2.5 - Dachkonstruktion

 

Das Dach trägt die Hauptlast für den Witterungs- und Kälte/Hitzeschutz eines Einfamilienhauses. Demnach ist hier besonderes Augenmerk auf eine nachhaltige, langlebige und sichere Konstruktion und Ausführung zu legen.

 

2.5.1 – Nachteile üblicher Dachkonstruktionen

 

Bei herkömmlichen Dachaufbauten sind leider die Lebenserwartung der winddichten Ebene und der Dachhaut nicht optimal aufeinander abgestimmt und führen teilweise schon nach 15 Jahren zu aufwendigen und teuren Reparaturen und vermeidbarem Ressourcenverbrauch und Umweltbelastung. Hauptkritikpunkt sind die Ausführung der winddichten Ebene und des Unterdachs als reines Foliendach, oft zusammen mit einer unzureichenden Unterlüftung von 2,5  cm und zur weiteren Verschlimmerung, eine hochgepresste Filz-Wolle-Dämmung gegen die Folie und die Dachlatten.   

 

2.5.2 – alternative Dachkonstruktion und deren ökologische Vorteile

 

Die Dachkonstruktion erfolgt als zwei-schaliger Aufbau aus vormontierten Elementen. Die sichtbaren CLT Elemente auf der Unterseite mit direkter Auflage auf den Wänden und der Mittelpfette. Die darüber liegenden KVH Balken sind das eigentliche Tragwerk und die Dämmebene und Installationsebene. Nach Einbau der Leerrohre und Einbringen der Dämmung aus nachwachsenden Rohstoffen, wird die Konstruktion mit einer offenporigen Brettplatte abgeschlossen.  

Anschließend erfolgt die Montage der offenporigen & winddichte Folie, Konterlattung und die Dachlattung im Rastermaß von der Dachhaut. Die Vormontage der Halter für die Photovoltaikmodule und ein Höhenausgleich für die restliche Dachfläche erfolgt bequem nach Planung im Montagewerk.    

Nach Montage und Verankerung dieser Dachelemente ist die „Kiste“ zugenagelt, das Gebäude erstmal wetterfest. 

Diese Dachkonstruktion bietet überragende Dämmwerte aus nachwachsenden Rohstoffen, eine sehr schnelle Montagezeit und ein dauerhaftes Unterdach in der Lebenserwartung des restlichen Gebäudes.  

Für einen guten sommerlichen Hitzeschutz und eine optimale Unterlüftung empfehlen wir 6 cm Konterlatten.

 

2.5.3  Photovoltaik  und Dachhaut in optischer Harmonie

 

Für die eigentliche Dachhaut sind leichte und sturmsichere Metallpfannendächer z.B. ISOLA  (www.isola-platon.de) in Kombination mit innenliegenden Solarfeldern eine optisch und technisch perfekte Wahl.

Der Höhenausgleich der beiden Systeme und die Planung der Anschlüsse erfolgt per CAD und Vormontage auf den jeweiligen Dachfeldern. (Breite 2,4 m x Dachlänge) 

 

Metallpfannendächer sind sehr langlebig, sehr leicht und optimal zu recyceln. (Metalle werden nachweislich seit über 3.000 Jahren recycelt). Ton bzw. Betonpfannen werden nach Ablauf der Nutzung deponiert.

Zusätzlich sparen leichte Metallpfannendächer Kosten in der Tragwerkplanung und die gesamte Konstruktion kommt mit kleineren Querschnitten der tragenden Elemente aus. Das Ergebnis ist eine langlebige, preiswerte und ressourcenoptimierte Bauweise.

 

3.0 - Haustechnik

 

3.1 - Aufgabenstellung

• Wasserleitungen und Elektroinstallation unterliegen einem erhöhten Verschleiß und sollten demnach gut zugänglich und erweiterungsfähig sein
• Schutz vor pulsierenden magnetischen und elektromagnetischen Feldern
• Sichere, leitungsgebundene Datenübertragung ohne hochfrequentes WLAN  
• Verlegung aller Leitungssysteme in CAD vorgeplanten Strängen und Montage der jeweiligen Systeme ohne Beeinträchtigung durch andere Baugewerke
• Erdung aller Rohr- und Leitungssysteme an grundwassergebundene Erdleiter zur Erzeugung eines offenen elektromagnetischen Schwingkreises
• Nutzung der Dachfläche für die solare Erzeugung von elektrischer Energie zur Speicherung oder zum Spontanverbrauch
• Nutzung der eigenerzeugten Energie für Haustechnik und Heizung

 

3.2 -  Nachteile der in Deutschland üblichen Konstruktion

 

Im Gegensatz zu unseren europäischen Nachbarn, ist in Deutschland die Verlegung der Leitungen unsichtbar, also verdeckt im Boden oder den Wänden, üblich. Diese Variante ist zugegeben ansprechend, aber unter Bewertung von einem Nachhaltigkeitskonzept sehr negativ zu beurteilen.

Eine Sanierung oder Erweiterung der Leitungen ohne entsprechende Zerstörung der Wandverkleidung oder der Böden, ist nicht möglich. Somit entstehen hohe, vermeidbare Kosten und ein zusätzlicher Ressourcenverbrauch bei der Instandsetzung und Erhaltung von Gebäuden. Dieser Umstand wird Deutschland im Gegensatz zu seinen europäischen Nachbarn noch sehr hart treffen.

 

3.3 – alternative Konstruktion

 

Alle Elektro- und LAN-Leitungen müssen zwingend in vorgeplanten und zugänglichen Kanälen in Wand und Boden verlegt werden. Die Kanäle sind aus Metallprofilen auszuführen und diese Metallkonstruktion ist an die zentrale Erde anzuschließen. Zusätzlich erhalten die Profile eine optische Verkleidung. Mit dieser Konstruktion erfolgt eine Abschirmung von elektromagnetischen Wellen in den Wohnraum und eine Sanierung, Erweiterung oder Reparatur ist jederzeit möglich.

 

3.4 – Schutz vor Elektrosmog

 

Aufgrund vieler vorhandener elektromagnetischer Nieder- und Hochfrequenzfelder, sind  Versorgungsleitungen für Wasser und Heizung eine oft unerkannte zusätzliche Störstelle im Wohnbereich. Moderne Aluminiumverbundrohre werden mittels einer speziellen Presstechnik  verbunden und abgedichtet. Die Lebenserwartung dieser Leitungen ist begrenzt und eine Erdung der Leitungen ist nahezu unmöglich. Bei Kupferleitungen im Pressverfahren müssten gegebenenfalls alle Einzelstränge jeweils geerdet werden. Gelötete Kupferleitungen sind gut zu erden, erfordern aber hohes handwerkliches Geschick und zusätzliche Brandschutzmaßnahmen während der Montage.  Aus optischen und technischen Gründen empfehlen wir die Ausführung des Rohrleitungsbaus mit sichtbar verlegten, verchromten Edelstahlleitungen mit Schneidringverbindungen. Diese Variante ist leicht und kostengünstig zu verlegen, jederzeit leicht zu reparieren oder sanieren, einfach zu erden und bietet eine ansprechende und schöne Optik.  

 

3.5 – Erdung über GSA Schraubfundamente

 

Die Leitfähigkeit oder Erdung des Bodens ist stark abhängig vom der Bodenfeuchte. GSA Schraubfundamente werden lt. Baugrundgutachten ca. 4,5 m tief in die dauerfeuchten Erdschichten  eingedreht. Die Schrauben sind mit 80 µ Feuerverzinkt (Zink hat eine höhere Leitfähigkeit als Edelstahl) und sind demnach ein perfekter Erdungsleiter. 

 

3.6 – Erzeugung und Nutzung regenerativer Energie

 

Die Nutzung der Dachflächen für die Montage von Photovoltaik-Elementen, ist bei guter Ausrichtung eine sinnvolle Maßnahme. Bei Gebäuden mit starker Verschattung durch Bäume, sind diese Systeme wenig sinnvoll und ein unnötiger Verbrauch an Ressourcen. Solarthermie produziert leider nur in den sonnenreichen Monaten gute Erträge. Die Systeme sind relativ komplex, erfordern eine gute Steuerung und sind leider sehr wartungsintensiv. Demnach bieten sich diese Systeme vor allem für Hotelbetriebe mit guter Auslastung in den Sommermonaten an. Für private Wohneinheiten sehen wir mit den aktuell verfügbaren Anlagen am Markt keine wirtschaftliche Zukunft.

 

Die thermische Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen wie Holzpellets in Heizkraftwerken oder kleinen Pelletöfen, sind in unseren Augen ein „Umweltverbrechen“, da diese Produkte inzwischen international gehandelt werden. 

Wir bewerten nur regional erzeugtes Scheitholz als nachhaltig und umweltverträglich.   

 

3.7 - Heizkonzept

 

Massive Holzhäuser mit einer ThermoHolzbodenplatte haben in der Praxis einen um ca. 30 % geringeren Energieverbrauch wie Steinhäuser mit gleichen rechnerischen U-Werten in der Konstruktion. Demnach ist der Einbau einer Wärmepumpe mit einer wasserführenden Fußbodenheizung nicht mehr sinnvoll und notwendig. Des weiterem ist die Lebenserwartung einer Wärmepumpe und der damit verbundenen Systeme, begrenzt und benötigt für die Herstellung und Montage erhebliche, fossile Energiemengen und hat einen erhöhten Wartungsaufwand. Wasserführende Fußbodenheizungen sind zudem sehr träge, was letztendlich auch zu höherem Energiebedarf führt. Dieser Systemwechsel in der Haustechnik bietet ein erhebliches, finanzielles Einsparpotential.

Infrarotheizungen, optimal in der Auslegung als Flächenheizung mit Carbon-Heizfolien für Wand- Boden oder Deckenmontage, sind platzsparend, preiswert und ressourcenschonend in der Herstellung. Diese neuen Infrarotheizungen arbeiten auf Gleichstrombasis mit 24 bis 42 V und emittieren keinen Elektrosmog! Das Ergebnis ist eine langlebige, kostengünstige „just in Time“ Lieferung von Wärme nach den Bedürfnissen der Bewohner. Sobald zusätzliche Energieeinträge durch Sonneneinstrahlung in Fensterflächen auftreten, regeln diese Systeme sofort die Leistung runter. Weitere Infos: https://rebotherm.de/infrarotheizung-mit-carbon/

 

3.7.1  Überbrückung von Perioden mit geringen solaren Erträgen 

 

Speichertechnik und flexible Stromtarife ermöglichen auch in Zeiten mit geringen solaren Erträgen eine günstige Heizung. Durch gezielte Ansteuerung der Ladezeiten der Solarspeicher in den Nachtstunden mit günstigem Netzstrom, sind sie gut für den nächsten Tag gerüstet.

 

Für noch mehr Sicherheit vor steigenden Heizkosten, empfehlen wir den Einbau eines Schornsteins und die Installation eines Grundofens mit einer Speichermasse von ca. 1.000 Kg zur Überbrückung von Perioden mit Dunkelflaute oder nächtlichen hohen Strompreisen. Moderne Speicheröfen können mit herkömmlichen Scheitholz sehr energieeffizient betrieben werden. Zusätzlich bieten diese Öfen, auf sehr geringem Raumbedarf, eine sehr angenehme Wärme und ein behagliches Raumklima. Ein knisterndes Ofenfeuer ist ein urtümlicher Lebensquell zu unserer modernen Zeit.   

 

3.8 – Warmwassererzeugung

 

Der Vorteil von „just in Time“ Lösungen für die Warmwassererzeugung, sind die entfallenden Leitungsverluste und Vorhalteverluste. Die Geräte sind preiswert in der Herstellung und langlebig.

Nachteil sind die hohen Anschlusswerte von 18 bis 24 KW und das enge Zeitfenster für den Spitzenbedarf. Solarspeicher sind konstruktiv für diese sehr hohen Energiespitzen weniger gut geeignet. Aufgrund von steigendem Bedarf an Wallboxen, schränken Versorger die  Warmwassererzeugung mit Durchlauferhitzer zunehmend ein.

Alternativ bieten sich auch elektrisch beheizte Boiler direkt an den Verbrauchsstellen an. Die Speicherverluste im Sommer sind aufgrund der solaren Übererzeugung von Energie nicht relevant und im Winter stehen die Speicherverluste als Heizenergie zur Verfügung.    

Aus Sicht der Netzbetreiber werden Systeme mit geringen Anschlusswerte von ca. 1,5 KW bis 3 KW je Boiler, zu 18 KW bis 24 KW bei Durchlauferhitzer, klar bevorzugt. Die Montage von angepassten Boilern erfolgt an den jeweiligen Verbrauchsstellen. Eine intelligente Steuerung der Boiler bietet eine weitere Optimierung von Energienutzung, Energieerzeugung und Energieeinkauf.           

 

 

Arbeitskreis gesundes Bauen mit Holz & Lehm e.V.

Bernhard Schwenk

18209 Bad Doberan Januar 2025

www.gesundbau.de