Plusenergie-Kita Arche Noah wärmt Luft mit Grundwasser vor

Das Plusenergie-Kinderhaus Arche Noah in der im Südwesten des Landkreises München gelegenen Gemeinde Höhenkirchen-Siegertsbrunn ist sowohl architektonisch, bauökologisch als auch bautechnologisch und energetisch vorbildhaft konzipiert: Zwei Grundwasser-Wärmepumpen sind auf eine thermische Solaranlage abgestimmt und die Heizwärme wird mit niedrigen Temperaturen auf die Räume verteilt. Ein hybrides Lüftungssystem senkt den Energiebedarf für Heizung und Lüftung. Den Strombedarf für den Gebäudebetrieb und alle weiteren Geräte deckt eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach, wobei in der Jahresbilanz ein Plus an Energie angestrebt wird.

Das energetische Konzept des Kinderhauses Arche Noah, das seit September 2013 in Betrieb ist, wurde von Wissenschaftlern des Fraunhofer IBP entwickelt und basiert auf einer systematischen Minimierung des Energiebedarfs u. a. durch bauliche Maßnahmen, der effizienten Erzeugung des verbleibenden Bedarfs sowie weiterer Überschüsse aus regenerativen Energieträgern. Voraussetzung hierzu ist eine hochgedämmte, nahezu wärmebrückenfreie und luftdichte Gebäudehülle.

Ein hybrides Lüftungssystem mit bedarfsgeführter Lüftung und hocheffizienter Wärmerückgewinnung senkt den Energiebedarf für Heizung und Lüftung auf ein Minimum ab: Das Lüftungskonzept sieht für die Lüftung der Nutzräume zwei unterschiedliche Modi vor: Im Winter, bei kalter Außenluft, erfolgt die Lüftung über eine mechanische Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Die Fenster sollen dabei nicht geöffnet werden. Dabei erfolgt eine Vorerwärmung der Zuluft über das Grundwasser. Der Energiebedarf wird weiter reduziert über eine hoch effektive Wärmerückgewinnung mit einer Rückwärmzahl von 90% und durch bedarfsgeführte Lüftungsregelung in Abhängigkeit der Kohlendioxid-Konzentration.

Im Sommer-Modus wird die mechanische Lüftungsanlage abgeschaltet und die Lüftung erfolgt manuell durch Öffnen der Fenster. Dies wird unterstützt durch Luftqualitäts-Ampeln, welche die CO₂-Konzentration im Raum anzeigen. Zudem wurde ein Solarkamin auf dem Dach installiert, der sowohl tagsüber die Querlüftung unterstützt als auch automatisiert zur passiven Kühlung durch Nachtlüftung eingesetzt wird.

Die gewählten natürlichen Baustoffe Holz (Holzrahmenbauweise) und Lehm (speziell entwickelte Lehmregale als Innenwände der Gruppenräume) sollen das Innenraumklima verbessern, sie dienen als Puffer für Feuchtigkeit und Wärme. Daneben kommen auch innovative Systemlösungen zum Einsatz, um den Raumkomfort und die Energieeffizienz zu erhöhen: PCM-Module sollen die Wärmespeicherfähigkeit der Räume erhöhen, wohingegen an der Holzbalkendecke montierte Akustik-Baffel die Raumakustik positiv beeinflussen. Intelligente Steuer- und Regelungstechniken, nicht nur innerhalb des optimierten Beleuchtungssystems, führen zu weiteren Einsparungen.

Um ein Höchstmaß an Energieeffizienz zu erreichen, sind die thermische Solaranlage und die beiden Grundwasser-Wärmepumpen optimal aufeinander abgestimmt und mit einem Speicherregime versehen. Die Photovoltaikanlage auf Dach und Dachterrasse wurde in der Weise dimensioniert, dass innerhalb eines Jahres mehr Strom erzeugt wird, als für den Gebäudebetrieb und alle weiteren Geräte im Kinderhaus verbraucht wird.

Die Wärmeverteilung erfolgt auf einem möglichst niedrigen Temperaturniveau, damit die Wärmepumpen energieeffizient betrieben werden können. Die zwei hocheffizienten Grundwasser-Wärmepumpen sollen mit optimierten und abgestimmten Komponenten eine erhöhte Erzeugerjahresarbeitszahl (EJAZ) erreichen.

Das Plusenergie-Kinderhaus "Arche Noah" ist allerdings nicht nur ein Projekt, sondern versteht sich auch als Lernort, der das Verständnis und die Sensibilität der Kinder für die Thematik Energieeffizienz im Alltag wecken soll. Die Kinder sollen aktiv in den Umgang mit dem Gebäude eingebunden werden, so dass das Kinderhaus zu einem täglichen Lernort wird. Dabei spielen die Visualisierung von Messergebnissen und das Verständnis für effiziente Energienutzung eine wichtige Rolle. Das gewonnene Wissen wird erwartungsgemäß in die Familien getragen. Im Rahmen des Förderkonzepts wird auch die wissenschaftliche Begleitung, Evaluierung und Optimierung von Planung, Bau und Betrieb besonders hervorgehoben. So lassen sich neuartige Komponenten und Maßnahmen optimal umsetzen und bewerten.

Wie die Süddeutsche im Mai 2018 berichtete, stellte die Gemeinde nach 5 Jahren fest, dass der Unterhalt des Gebäudes mit hohen, unvorhergesehen Kosten verbunden ist. Eine Untersuchung der Hochschule Rosenheim listete hierzu zahlreiche Mängel auf. Neben der Wärmepumpe und PV-Anlage stand dabei insbesondere der energieeffiziente Betrieb dem Betrieb des Kindergartens entgegen, da manuelle Eingriffe zu einem "erheblich größeren" Energieverbrauch führten.