Unter einem Ankerbalken versteht man einen Balken, der einen Durchmesser von mindestens 10 Millimeter Durchmesser vorweisen kann. Das sichtbare Ende des Ankerbalkens wird Balkenkopf genannt.

Ankerbalken dienten zum Halten beziehungsweise Stützen von Querbewährungsstreben oder dem Gebinde. Die Aussparung im Ankerbalken, die für die Verankerung der Gebinde vorgesehen ist, wird Blattsasse genannt. Hier wird zwischen drei verschiedenen Arten der Verankerung unterschieden.

1. Eingehälster Ankerbalken
2. Eingezapfter Ankerbalken
3. Durchgezapfter Ankerbalken

Die Ankerbauweise, auch Ständerbauweise genannt, hat ihren Ursprung im 16. Jahrhundert. Ihre Anwendung fand sie meistens in der Errichtung von Fachwerkhäusern. Durch diese stabile Bauweise war es möglich über mehrere Stockwerke zu bauen, ohne ein Risiko einzugehen.

Ankerbalken liegen waagerecht und bilden die Decke oder das Fundament eines Hauses. Bei einem Ankerbalkenfundament werden die Ankerbalken mit zwei Binderbalken, einem sogenannten Gebinde, verankert. Unter Binderbalken verstehen wir zwei Balken, die sich gegenüberliegen und miteinander verbunden sind. Das Gebinde wird dann in den Ankerbalken gesteckt und mit einem Holznagel gesichert.

Fand sie ihre Umsetzung in der Deckenkonstruktion, wurden Ankerbalken als Auflage für die einzelnen Geschosse genutzt. Diese damalige Bauweise wies sich durch ihre statische und stabile Bauweise aus, und ermöglichte sogar mehrere Stockwerke zu errichten.

Aber nicht nur Vorteile konnten dadurch gezogen werden. Durch die Verwendung von Holzmaterialien können schwerwiegende Schäden durch Feuchtigkeit entstehen. Risse im Gebälk, Versickerung, Unebenheiten und Schimmel sind keine Seltenheit. Bleiben diese unerkannt, kann es zu strukturellen Schäden am Gebäude führen.

Die Anfallenergie berechnet sich aus der Abwärme, die Menschen, elektrische Geräte und andere Wärmeenergielieferanten an einen Raum abgeben. Sie wird zur Wärmebilanz des Hauses bei der Dimensionierung der Heizungsanlage hinzugerechnet.

Wie entsteht Anfallenergie?

Pro Tag gibt ein Mensch bis zu 2,5 Kilowattstunden Wärmeenergie an die Umgebung ab. Dieser Wert sowie die Wärme, die als Abwärme beim Betrieb elektrischer Geräte wie Computer, Fernseher, Kühlschrank oder Waschmaschine anfällt, ist die sogenannte Anfallenergie. Wie hoch diese Energie ist, hängt vom Anschlusswert und der Benutzungsdauer ab:

PC:                         50 Watt/ h
Fön:                        340 bis 7000 Watt/ h
Kühlschrank:          300 bis 500 Watt/ h
Elektroherd:            1.500 bis 2.500 Watt/ h
Waschmaschine:   1.500 bis 3.000 Watt/ h

Einen hohen Stellenwert nimmt die Anfallenergie dort ein, wo sie in hohem Maße entsteht, zum Beispiel in Rechenzentren, Bahnhöfen mit hohen Besucherströmen oder in Industrieanlagen.

Nutzung der Anfallenergie in Neubauten

Im Einfamilienhausbau spielt die Anfallenergie zum Beispiel in Passiv- und Null-Energiehäusern und Häusern mit automatischer Lüftungsanlage und Wärmerückgewinnung eine Rolle. Hierbei wird die Energie der Abluft vor dem Ausleiten der verbrauchten Luft aus dem Raum auf die Zuluft übertragen, die dadurch ohne weitere Energiezufuhr durch die Heizungsanlage erwärmt wird. Innovative Konzepte zur Nutzung der Anfallenergie werden außerdem in öffentlichen oder Büro- und Verwaltungsgebäuden genutzt, zum Beispiel indem die Anfallenergie aus dem Betrieb elektrischer Geräte wie den Servern, umgeleitet und als Heizwärme genutzt wird. Entscheidend für die Nutzung der Anfallenergie ist, dass deren Temperatur höher liegt als die des Abnehmers (zum Beispiel der Zuluft).

Anfallenergie und Heizlast

Als Heizlast bezeichnet man die Energie, die nötig ist, um einen Raum auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Sie stellt einen wichtigen Wert bei der Dimensionierung der Heizungsanlage dar. Die für einen Raum oder ein Gebäude errechnete relevante Anfallenergie wird bei der Heizlastberechnung mitberücksichtigt.

Als Anbaulast bezeichnet man die Verpflichtung des Grundstückeigentümers, die Bebauung direkt und ohne Abstand an die bereits vorhandene Bebauung zu führen, wenn auch das Nachbargebäude grenzständig errichtet ist. Daraus ergibt sich eine sogenannte Anbauverpflichtung. Diese baurechtliche Vorschrift trifft häufig im innerstädtischen Bereich oder beim Reihenhausbau zu.

Rechtliche Grundlage der Anbaulast

Die Anbaulast gehört zu den Baulasten und ist wie diese im Baulastenverzeichnis oder alternativ im Grundbuch, Abteilung II eingetragen. Dieses Verzeichnis wird vom Kataster- und Vermessungsamt geführt und enthält die Baulastenerklärung mit Lageplan und nummeriertem Baulastenblatt. Die Grundlage bildet die schriftliche Einverständniserklärung des Grundstückeigentümers, die vom Bauordnungsamt beglaubigt wird. Als rechtliche Grundlage dient die jeweilige Landesbauordnung. Eine vorhandene Anbaulast kann ausschließlich von der Bauverwaltung widerrufen werden und das auch nur dann, wenn kein öffentliches oder baurechtliches Interesse mehr besteht.

Beispiele für Anbaulasten

Ein klassischer Fall für eine Anbaulast ist die Reihenhausbebauung. Sie wird dann angewendet, wenn Reihenhäuser sukzessive errichtet werden. Auch bei der Schließung von städtischen Baulücken innerhalb von Straßenzügen, kommt die Anbaulast als rechtliche Vorschrift zur Anwendung.

Anbaulast und Grundstückskauf

Eine für ein Grundstück bestehende Anbaulast kann die Möglichkeiten für den Bau eines Hauses auf dem Grundstück deutlich einschränken und mindert häufig dessen Verkaufswert. Deshalb sollten Bauherrn sich darüber bereits vor dem Kauf informieren, zum Beispiel durch Einsicht in das zuständige Baulastenverzeichnis. Die Einsicht ist kostenpflichtig und wird nur dann genehmigt, wenn ein berechtigtes Interesse besteht (zum Beispiel bei Kaufinteressenten für ein Grundstück).

Weitere Baulasten

Neben der Anbaulast gibt es noch weitere Baulasten, so zum Beispiel die Abstandsflächenbaulast, die regelt, dass die Abstandsflächenbestimmungen aus der Landesbauordnung nicht gültig sind oder die Vereinigungsbaulast, die beinhaltet, dass zwei Grundstücke baurechtlich wie ein Einzelgrundstück behandelt werden.

Unter dem Begriff Altlasten sind es in erster Linie finanzielle Belastungen, die durch verschmutzte Böden oder solche der benachbarten Grundstücke bereits bestehen oder drohen. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um Belastungen finanzieller Natur. Altlasten können aber auch durch Immobilien oder chemische Verunreinigungen, also Kontaminierungen entstehen. Diese kommen dann vor, wenn zum Beispiel schadhaftes Baumaterial verbaut worden ist und das Bauobjekt zurückgebaut werden muss. "Zurückbauen" bedeutet in den meisten Fällen ein notwendiger Abriss und die Entsorgung des Bauschutts. Bei Verunreinigungen des Bodens oder des Grundwassers werden adäquate Methoden von Experten herangezogen, die aber auch oft mit hohen Kosten verbunden sind.

Altlasten und die damit verbundenen Kosten sind meistens bei einem Erwerb einer Immobilie beziehungsweise eines Grundstückes zu berücksichtigen. Hier ist es die Aufgabe eines Gutachters noch vor dem Kauf die eventuellen Kosten zu berücksichtigen, um dann abwägen zu können, ob sich ein Kauf rentiert.

Grundsätzlich ist der Verursacher derartiger Altlasten für die Behebung und Reinigung für die entstandenen Kosten zuständig. In den meisten Fällen ist dieser jedoch nicht mehr nachzuvollziehen oder aufzufinden. Außerdem muss im Rahmen der Begutachtung abgewägt werden, wie in welchem Ausmaß die menschliche Gesundheit durch diese Verunreinigungen bedroht ist.

Das Gesundheitshaus oder Allergikerhaus ist ein relativ neuer Begriff auf dem Hausbaumarkt. Da immer mehr Menschen an Allergien und Asthma leiden, wird es immer wichtiger, dass Häuser eine allergiefreie Umgebung sind. Unabhängig davon, ob es sich um Hausstaubmilben, Schimmelpilze, Pollen oder Haustiere handelt, gegen die die Menschen allergisch sind, können viele Maßnahmen ergriffen werden, um sich im eigenen Zuhause gegen Allergien zu schützen.

Ein Allergikerhaus ist ein innovatives Haus, welches für gesundes Bauen steht. Abgesehen davon, das man heutzutage viele natürliche Baumaterialien ohne zusätzliche Chemikalien verwenden kann, ist es jedoch wichtiger, ein Haus im Inneren allergiefrei zu gestalten. So sind Hausstaubmilben eine der Hauptursache für Allergien. Diese können Atemwegsreizungen und sogar chronisches Asthma hervorrufen. Genauso können Tierhaare allergische Reaktionen verursachen, wie Nesselsucht oder Hautrötungen. Feuchtes und warmes Raumklima sorgt für ein beschleunigtes Wachstum von Milben, die nicht gänzlich zu verhindern sind.

In einem Allergikerhaus ist die Versorgung mit frischer Luft von größter Bedeutung. Jeder Raum sollte ein separates Heizungs- und Belüftungssystem haben. Somit kann der Transport von Pollen verringert werden und es ist garantiert, dass die Räume mit frischer und gefilterter Luft versorgt werden. Nach Möglichkeit sollte ein Heiz- und Kühlsysteme ohne Druckluft gewählt werden, da diese sonst unnötig Staub und Schmutz aufwirbeln. Um die Luft so sauber wie möglich zu halten, werden zusätzliche Filter für Luftkanäle im Allergikerhaus installiert.

Die Wahl des Fußbodens ist ein ebenso wichtiger Faktor für eine Minimierung des Allergierisikos. Zu vermeiden sind dabei unbedingt hochflorige Teppiche oder Läufer, die nicht gewaschen werden können. Hartholzböden, Laminat und Fliesen sind gute Optionen für ein hypoallergenes Zuhause.

Mit ein wenig Planung kann ein Zuhause so hypoallergen wie möglich gestaltet werden. Eine deutliche Verbesserung sollte auch die Verwendung von leicht zu reinigenden Oberflächen und Möbel darstellen. Bei der Einrichtung sollten Hausbaubesitzer auf Öko-Siegel und den Hinweis „hypoallergen“ achten.

Lesen Sie auch unseren Beitrag "Worauf Allergilker beim Hausbau achten sollten" hier: hausbauberater.de/bauen-fuer-allergiker

Akustikdecken werden in der Verbesserung und Unterstützung der Raumakustik, inklusive der Schallisolierung, der Reduzierung von Hintergrundgeräuschen und der Steigerung des Sprachverständnis (Echoreduzierung) eingesetzt.  Bei direkter Befestigung an einer Decke oder als abgehängte Decke sorgen akustische Deckenpaneele und schallabsorbierende abgehängte Deckenplatten für einen wirksamen Lärmschutz in Räumen. Akustische Deckenplatten werden in einer Vielzahl von Materialien, Größen und Designs angeboten und sind eine einfache Lösung zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften jedes Grundriss.

Schallschutzplatten verwalten den Lärmschutz in großen oder kleinen Räumen, um die Akustik für den Komfort im Gleichgewicht zu halten. Auf häufigsten werden sie in Bürogebäuden und vor allem in Großraumbüros verwendet. Schallschutzplatten werden ein einer Vielzahl an Dekoren, Aufbauten und Design angeboten, die den unterschiedlichen Anforderungen bezüglich der Einrichtung und der Optik gerecht werden.

Weiße Mineralfaserfliesen werden zur Schallabsorption häufig in gewerblichen Innenräumen, Bürodecken und Wohnprojekten verwendet. Sie weisen eine hohe Dichte auf und werden mit einem Bindemittel zu Fliesen geformt. Diese Fliesen sind in einer Reihe von verschiedenen Texturen, von punktiert bis glatt, erhältlich und bedienen nahezu jeden optischen Anspruch. Heutzutage können akustische Mineralfaserfliesen auch zu einem großen Teil aus recycelten Materialien und Deckenplatten bestehen. Das Recycling von Deckenplatten trägt dazu bei, die Kosten für die Verarbeitung neuen Materials zu senken und Bauabfälle davon abzuhalten, auf Mülldeponien abgeladen zu werden.

Eine andere umweltfreundliche Akustikdeckenplatte ist aus Steinwolle hergestellt. Steinwolle ist ein äußerst schallisolierend Material aus der Natur und kann gleichzeitig auch als Wärmedämmung fungieren.

Akustik-Deckensegel verbessern die Akustik in großen Räumen wie zum Beispiel Büros, Seminar- oder Gasträumen sowie im privaten Bereich, aber auch in Konferenzräumen oder Tonstudios. Die Deckensegel bestehen aus schallabsorbierendem Material und werden mit Seilen, Beschlägen und anderen Befestigungsmaterialien an der Decke montiert.

Woraus besteht das Akustik-Deckensegel?

Akustik-Deckensegel bestehen aus Materialien, die in der Lage sind, Schall zu absorbieren. Vorwiegend verwendet werden Glaswolle, Holz oder Gips, Polyester, Steinwolle sowie textile Materialien. Je nach Material und Konstruktion müssen bauaufsichtliche Regelungen und Brandschutzvorschriften beachtet werden. Entscheidend bei der Materialwahl ist die Abstimmung auf die Raumnutzung. So benötigen zum Beispiel Räume, in denen viel gesprochen wird, Akustik-Deckensegel, die auf die Sprachfrequenz (120 Hz bis 4 kHz) abgestimmt sind

Wie funktioniert ein Akustik-Deckensegel?

Das Material der Schallabsorber erzeugt durch eine poröse Struktur einen Strömungswiderstand, der durch die entstehende Reibung den Schall in Wärme oder Schwingungsenergie umwandelt. Dadurch wird der Schall „gebremst“ und kann nicht als Echo oder Hall in den Raum zurückgeworfen werden. Zu beachten ist, dass Akustik-Deckensegel nur innerhalb des Raums schallschutztechnische Eigenschaften entwickeln und den Raumklang und die Akustik verbessern. Gegen die Körperschall- und Luftschallübertragung zwischen Räumen durch Wände und Decken oder flankierende Bauteile können diese Bauelemente nichts ausrichten.

Ausführung und Konstruktion

Akustik-Deckensegel erfüllen häufig nicht nur die Aufgabe, Schall zu absorbieren und die Raumakustik zu verbessern, sondern sind auch Gestaltungselement. Entsprechend sind die Deckensegel in verschiedenen Bauarten, Formen und Farben erhältlich. Teilweise verfügen die Segel über eine integrierte Beleuchtung und kombinieren die Schallabsorption mit einer individuellen Lichtstimmung. Auch hinsichtlich der Kantenausführung sowie der Art der Befestigung, bzw. Aufhängung gibt es viele verschiedene Varianten. Welche Art des Decken-Akustiksegels die maximale Wirkung entfaltet, wird im Rahmen des Schallschutzkonzeptes ermittelt. Durch die vergleichsweise einfache Installation kommen Akustik-Deckensegel auch bei der Akustiksanierung zur Schalldämpfung und zur Vermeidung von Hall zum Einsatz.

Das Passivhaus ist mittlerweile den meisten Menschen, die sich für das Thema Hausbau und energetische Maßnahmen interessieren, ein Begriff: Mithilfe von hochwertiger Wärmenutzung, -isolierung und –rückgewinnung wird erreicht, dass dieser Haustyp auf ein konventionelles Heizsystem verzichten kann. Passivhäuser müssen die Zertifizierungskriterien des Passivhausinstituts Darmstadt erfüllen.

Das von Prof. Werner Sobek, einem der maßgeblichen deutschen Architekten für nachhaltiges Bauen, konstruierte Aktivhaus verfolgt grundsätzlich einen etwas anderen Ansatz. Die Grundlage ist ein Plusenergiehaus, also ein Haus, das mehr Energie aus regenerativen Quellen erzeugt, als es von außen bezieht. Für diese Hausvariante gibt es keine verbindliche Definition, sodass die Einbeziehung des Strombedarfs für die Haushaltsgeräte, die Beleuchtung usw. unterschiedlich gehandhabt wird. Ein Plusenergiehaus wird zu einem Aktivhaus, wenn in es Elektromobilität integriert werden kann.

Hierzu ist es nötig, die beiden für die Elektromobilität und das Haus benötigten Energiesysteme miteinander zu verzahnen. Die selbst erzeugte Energie, die nicht im Haus benötigt wird, wird zum Laden der Elektrofahrzeuge verwendet.

Das Projekt „Aktivhaus B10“

Die Errichtung und die Erprobung des Aktivhauses B10 fanden im Rahmen des von der Bundesregierung initiierten Programms „Schaufenster Elektromobilität“, mit dem die Elektromobilität in Deutschland gefördert werden sollte, statt. Das Haus wurde in der Stuttgarter Weißenhofsiedlung gebaut, die schon zum Zeitpunkt ihrer Entstehung Ende der 1920er Jahre ein Sinnbild für zukunftsweisendes Bauen war. Der Namensbestandteil „B10“ leitet sich vom Standort des Gebäudes im Bruckmannweg 10 ab. Das Haus ist in der Lage, doppelt so viel Energie zu erzeugen, wie es selbst benötigt. Es ist an ein virtuelles Kraftwerk angebunden, sodass die Elektromobilität in verschiedenen Anwendungssituationen erprobt werden konnte: sowohl für Menschen, die das Aktivhaus als Büro nutzen und ihr Fahrzeug während der Arbeitszeit aufladen, als auch für Nutzer, die darin wohnen und den Ladeprozess auf die Nachtstunden verlegen. Das Aktivhaus B10 wurde so konzipiert, dass es nicht nur zwei Elekto-Smarts, sondern auch das in der Nähe liegende Weißenhofmuseum mit Strom versorgen konnte. Das Projekt lief im April 2016 aus.

Das Aktivhaus hat Serienreife erlangt

Das heute von Prof. Sobek vermarktete Aktivhaus folgt diesem damaligen Projektansatz: Der überschüssige Strom wird an energetisch weniger leistungsfähige Häuser weitergegeben, die nicht in unmittelbarer Nachbarschaft liegen müssen, sondern nur im selben Quartier.

Der neuartige Haustyp hebt sich in mancherlei Hinsicht von anderen Wohn- oder Geschäftsgebäuden ab. Er wird aus unbehandeltem und zertifiziertem deutschen oder österreichischen Holz der Güteklasse 1 gefertigt und in nur einem Tag Bauzeit auf ein vorbereitetes Fundament, eine Tiefgarage oder einen Keller  aufgestellt. Die kurze Aufbauzeit ist möglich, da es aus Teilen besteht, die Ähnlichkeit mit Containern haben. Außen ist es mit einer Glasfaser-Hülle ausgestattet, auf diese Weise sind für den Holzschutz keine Chemikalien nötig und das Aktivhaus kann am Ende seiner Lebensdauer vollständig wiederverwertet werden.

Prof. Sobek schätzt jedoch noch andere Vorzüge seiner besonderen Hauskonstruktion: Es ist ihm sehr wichtig, dass das Aktivhaus vorausschauend arbeitet. Dies trifft insbesondere auf den Einsatz von Energie zu: Sie wird immer nur dann verbraucht, wenn sie am billigsten ist. Der Architekt betont jedoch, dass seine Aktivhäuser als Energie-Verbünde in direkter Nachbarschaft zu älteren Häusern stehen sollen und diese dann mit ihrer überschüssigen Energie mitversorgen können („smart Grid“). Das würde aufwendige Sanierungen und Wärmedämmungen der Bestandsbauten überflüssig machen und innerhalb solcher Verbünde eine lokale und unabhängige Energieversorgung ermöglichen.

So wird das Aktivhaus heute angeboten

Alle Baustoffe unterliegen hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit und Wohngesundheit strengen Kriterien. Ein Aktivhaus hat nur etwa  1/6 des Gewichts eines typischen Hauses in Massivbauweise und wird im Werk komplett vorgefertigt und installiert. Zwischen der verbindlichen Auftragserteilung und/oder der Baugenehmigung und dem Hausaufbau liegen 12 Wochen. Kunden können aus zahlreichen Modulen, Oberflächen für die Außenwände, Ausstattungen, Materialien, Farben sowie unterschiedlichen Fensterelementen wählen. Das Unternehmen AH Aktiv-Haus GmbH bezeichnet diesen Standard als „wohnfertig“ und will sich damit bewusst vom Begriff „schlüsselfertig“ abgrenzen. Die Bewohner sollen das Haus sofort nach seiner Fertigstellung nutzen können.

Das Aktivhaus wird in verschiedenen Modulgrößen angeboten. Die Serie 700 reicht beispielsweise vom sehr kleinen Modul mit einer Nettowohnfläche von 28,5 m² bis zum familientauglichen Eigenheim von 186 m². Ein Aktivhaus-Komplex lässt sich so gestalten, dass bis zu sechs Geschosse übereinander gebaut werden. Aktivhäuser sind grundsätzlich so konzipiert, dass sie sich auch für das Leben mit körperlichen Einschränkungen eignen: Eingeschossige Module werden von vornherein barrierefrei mit einer bodengleichen Dusche konzipiert, für mehrgeschossige Häuser wird optional der Einbau eines Lifts angeboten. Alle Häuser werden, bevor sie das Werk verlassen, auf Mängelfreiheit überprüft. Der Aufbau ist das ganze Jahr über bei jedem Wetter möglich.

Wer sich für solch ein innovatives Haus interessiert, muss mit vergleichsweise hohen Anschaffungskosten rechnen: Prof. Sobek kalkuliert mit Baukosten von etwa 3.000 Euro pro Quadratmeter. Im Hinblick darauf, dass nach der Errichtung jedoch nie mehr Stromkosten gezahlt werden müssen, ist ein Aktivhaus eine lohnende Investition. Bei Vertragsschluss wird ein Fixpreis vereinbart, der die Grundausstattung der Küchen und Sanitärräume einschließt. Der Preis beinhaltet nicht die Kosten für die Erschließung, das Fundament, den Aufbau mithilfe eines Autokrans, die Außenanlagen sowie die Energieerzeugung. Diese Kosten werden bei den Vertragsbesprechungen jedoch genau ermittelt und verbindlich vereinbart. Kunden sind so vor bösen Überraschungen sicher.

Sobald die Montage des Aktivhauses abgeschlossen ist, kann das Haus bezogen und von seinen Bewohnern eingerichtet werden.

Haltbarkeit, Energieeffizienz, Beheizung… - Was man sonst noch über das Aktivhaus wissen sollte

Der Hersteller geht von einer Haltbarkeit seiner Häuser aus, die der von Massivhäusern entspricht: 100 Jahre. Die Gewährleistungsfrist entspricht der im Bürgerlichen Gesetzbuch (BGB) festgelegten, nämlich fünf Jahre auf das Bauwerk und zwei Jahre auf die eingebauten Elektrogeräte.

Für den Anschluss von Frisch- und Abwasser, Strom, Kommunikation, Wärme und Kälte ist nur ein Übergabepunkt nötig. Dieser wird vom Unternehmen als Medienübergabepunkt bezeichnet und wurde dort eigens für das Aktivhaus entwickelt. Er wird während der Herstellung werksseitig installiert.

Das neuartige Gründungs- und Anschlusskonzept ermöglicht eine sehr flexible Nutzung der Gebäudemodule: Sie können sowohl schnell an unterschiedliche Nutzungsarten angepasst als auch problemlos demontiert und an einer anderen Stelle wieder aufgebaut werden.

Das Aktivhaus-Konzept wird ständig weiterentwickelt, die nächsten Modul-Serien befinden sich in der Planung.

Ein Akkumulator dient als Speicher für elektrische Energie, im Bereich der Photovoltaik-Technik übernimmt der Akkumulator die Aufgabe eines Stromspeichers, der überschüssig produzierten Strom sammelt und bei Bedarf wieder abgibt. Dadurch wird eine Erhöhung des Eigenverbrauchs möglich und Stromkosten werden eingespart.

Wie funktioniert ein Akkumulator für eine PV-Anlage?

Der Akkumulator einer PV-Anlage ist ein Teil des Stromspeichers und wandelt die elektrische Energie in chemische Energie um. Wird Strom benötigt, erfolgt die Umwandlung in umgekehrter Weise: Aus der chemischen wird wieder elektrische Energie. Für eine möglichst hohe Effektivität sorgen ein internes Batteriemanagement sowie eine Speicherregelung.

Werkstoffe für Akkumulatoren

Die verschiedenen Akkumulatoren unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Bauart, insbesondere aber, was den verwendeten Werkstoff angeht. Besonders verbreitet sind Blei-Akkumulatoren sowie Lithium-Ionen-, Nickel-Cadmium- (Ni-Cd) oder Nickel-Metallhydrid-Akkus. Der Trend geht dabei immer mehr zu sogenannten trockenen Systemen, bei denen kein Wasser nachgefüllt werden muss. Hierbei unterscheidet man zwischen Gel- und Vlies (AMG)-Akkus.

Auslegung von Akkumulatoren für die Photovoltaikanlage

Damit sich die Investition in einen Stromspeicher für die Photovoltaikanlage lohnt, ist die richtige Dimensionierung wichtig. Dazu müssen zwei Faktoren berücksichtigt werden, nämlich der tägliche Energiebedarf in Wattstunden (Wh) sowie die Anzahl der Tage, die überbrückt werden müssen. Aus diesen Werten ergibt sich die Kapazität des Akkumulators unter Einbeziehung von Abminderungsfaktoren, je nachdem, wann im Haushalt der meiste Strom benötigt wird. Für eine erste überschlägige Kalkulation kann auch folgende Faustformel herangezogen werden: Die Speicherkapazität in Kilowattstunden sollte 0,9 bis 1,6-mal der PV-Kapazität entsprechen.

Wirkungsgrad von Akkumulatoren

Der Wirkungsgrad gibt den Energieverlust eines Akkusmulators beim Be- und Entladen an. Je höher der Wert (Angabe in %), umso geringer die Energieverluste. Der Wirkungsgrad wird als Mittelwert angegeben. Je nach Lade- und Entladeleistung kann es dabei in der Praxis zu Abweichungen kommen. Weiterhin haben das gewählte System (AC oder DC), der Eigenverbrauch des Speichers und die Regelgeschwindigkeit Einfluss auf den tatsächlichen Wirkungsgrad.

Aerogel besteht aus Siliciumdioxid und besitzt einen Luftporenanteil von mehr als 90 %. Dies macht das Material zu einem idealen Dämmstoff, der aktuell allerdings nur für Spezialanwendungen wie der transparenten Dämmung eingesetzt wird. Aerogele werden außerdem als Speichermedium, Filterkomponente sowie in der Kosmetik und Pharmazie verwendet.

Woraus besteht Aerogel?

Die Basis von Aerogelen ist meist Silikat (Kieselsäure), seltener werden auch Kunststoffe oder Kohlenstoff verwendet. Mittels chemischer Reaktionen wird der Ausgangsstoff getrocknet und es entsteht eine stark verästelte Struktur mit einem ausgesprochen hohen Anteil an Zwischenräumen, in denen sich Luft befindet. Die Porengröße liegt im Nanobereich, dadurch entsteht eine sehr große innere Oberfläche im Material. Durch diese besondere Struktur haben es Aerogele sogar ins Guinnessbuch der Rekorde geschafft, zum Beispiel als „leichtester Feststoff“, „bester Isolator“ oder „Feststoff mit der geringsten Dichte“.

Die Eigenschaften von Aerogel

Silikataerogele sind halbtransparent bis transparent, haptisch fühlen sie sich wir harter Kunststoff-Schaum an. Durch den großen Luftanteil liegt die Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,017 bis 0,021 W/(m·K) und ist damit ausgesprochen gering. Dies macht das Material zur idealen Wärmedämmung. Aerogele sind temperaturstabil, unempfindlich gegen chemische Einflüsse, unbrennbar und ungiftig. Durch die Fähigkeit, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, besteht eine Neigung zur Rissebildung bei der Trocknung.

Einsatzbereiche für Aerogel im Bauwesen

Im Baubereich werden Aerogele als Dämmstoff eingesetzt. Aufgrund der ständig steigenden Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden könnte sich das hochdämmende Material in der Zukunft als echter Gamechanger herausstellen. Aktuell wird Aerogel-Dämmung aufgrund des hohen Materialpreises und der energieintensiven Herstellmethode nur für Spezialanwendungen eingesetzt. Im Handel erhältlich sind Aerogel-Dämmplatten und -matten, Dämmputze für Außen und Innen sowie Aerogel-Granulat für Einblasdämmungen. Dieses eignet sich besonders zur Kerndämmung zwischen zwei Schalen mit geringem Abstand. Für die Zukunft wird an Aerogelen aus Holz sowie dem Einsatz des Materials als Mikro-Baustoff geforscht.