Auf Ei­gen­ver­brauch op­ti­miert

Schlieren geht seine Zukunft gut vorbereitet an. Der Stadtraum soll sich vielfältig entwickeln. Ehemalige Industrieareale werden in Wohnraum umgebaut, der in der Metropolitanregion Zürich äusserst begehrt ist. Gleichzeitig wird die Kernzone zum lebendigen Zentrum aufgewertet, damit die Zugezogenen ein breites urbanes Versorgungsangebot vorfinden. 

In den Aussenquartieren ist dagegen ein Ausgleich zur inneren Verdichtung erwünscht. Die Stadtbehörde will ruhige Gebiete am Siedlungsrand erhalten und die dort gewachsenen Identitäten «mit Vorsicht und Augenmass» verändern. 

Unweit der Limmat und direkt neben einem Kleingartenareal liegt das derart beruhigte Zelgli-Quartier. Sein Charakter wirkt vorstädtisch bis locker: Ein- und Mehrfamilienhäuser mit Giebeldach und Putzfassade bilden den Bestand. Pragmatische Grünräume säumen die Verkehrsflächen und das offene Gefüge.

Bruch mit dem Bestand

Doch seit Kurzem bringt eine ausdrucksstarke kleine Wohnsiedlung die alte Ordnung durcheinander. Ihre Unterscheidung zwischen introvertierter Strassenfront und offener Rückseite bildet ein städtebauliches Novum. Ansonsten fügt sich das Neue problemlos und ohne Massstabssprung in die vorstädtische Umgebung ein. 

Den hauptsächlichen Bruch mit dem Bestand wagen die drei- bis viergeschossigen Baukörper allerdings mit ihrem Ausdruck: Die Fassaden sind mit golden glänzenden Glaselementen verkleidet. An den nach Westen und Osten ausgerichteten Gebäudeseiten wird mithilfe gleichfarbiger PV-Module zusätzlich Strom erzeugt. Duplex Architekten entwarfen und realisierten die Wohnsiedlung vor drei Jahren.

Aufwertung des Genossenschaftsstandorts

Am Standort Lacheren liess die Gemeinnützige Baugenossenschaft Limmattal (GBL) drei Wohnhäuser aus den 1950er- bis 70er-Jahren abreissen und durch zwei kompakte Baukörper ersetzen. Obwohl der kommunale Nutzungsplan kaum Reserven für eine Wohnraumverdichtung vorsah, entschied sich die Bauherrschaft dafür, die Kleinsiedlung familientauglicher zu gestalten. 

Die Zahl der Wohnungen blieb konstant; wie zuvor werden 36 Wohneinheiten (vom 1-Zimmer-Studio bis zur 4.5-Zimmer-Wohnung) im preisgünstigen Segment angeboten. Deren Nutzflächen wurden jedoch grösser.

Eine Aufwertung erhielt auch der Aussenraum, der die grosszügige, abgeschirmte Zone hinter den beiden Ersatzbauten einnimmt. Und bevor ein Wettbewerb für den Ersatzneubau lanciert wurde, entschied sich die Bauherrschaft für eine klima­freundliche Energieversorgung dieses Wohnstandorts. Denn das Gasnetz, das das gesamte Quartier mit Energie versorgt, wird bis 2028 stillgelegt.

Ambitioniertes Energiekonzept

Auch hierzu hat die Stadt Schlieren einen Plan: Um bis 2040 das Netto-Null-Ziel zu erfüllen, sollen öffentliche und private Liegenschaften nur noch mit erneuerbarer Energie versorgt werden. Im dichten Siedlungskern werden Fernwärmenetze die bisherige Gasversorgung ersetzen. Doch darum herum sind Liegenschaftsbesitzer gezwungen, eigene Ersatzvarianten zu organisieren. 

Die Baugenossenschaft entschied sich, die selbstbewusste Architektur mit einem ambitionierten Energiekonzept zu ergänzen: Wärme und Strom aus eigenen CO₂-armen Quellen, die einen möglichst autarken Betrieb ermöglichen. 

Lesen Sie mehr zum Thema im E-Dossier «Solares Bauen»

Installiert wurde eine Energiezentrale mit mehreren Komponenten, die zur Nutzung verschiedener Energieträger erforderlich sind. Wärme für Raumheizung und Brauchwasser wird hauptsächlich mit einer Holzschnitzelanlage bereitgestellt. Der klimaneutrale Brennstoff Holz wird aus regionalen Quellen bezogen und erzeugt über das ganze Jahr mit hohem Wirkungsgrad Hochtemperaturwärme für das Brauchwasser. 

Der bisherige Gasanschluss wird weitergenutzt, um vorübergehende Bedarfsspitzen mit Biogas abzudecken. Ausserhalb der Heizperiode übernimmt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe die Brauchwasser­erwärmung. Ihren Strom bezieht sie von den Solarmodulen an vier von acht möglichen Gebäudefassaden sowie auf einer fast 300 m² grossen Dachfläche.  

Eigenverbrauch zu günstigerem Preis

Die PV-Anlage ist auf eine Gesamtleistung von etwa 60 kW ausgelegt und deckt etwa ein Drittel des jährlichen Strombedarfs ab. Der Rest wird als Ökostrom aus dem öffentlichen Netz bezogen. Zur Maximierung des Solarertrags hätten die Wohnbauten rundum mit Solarzellen bestückt werden können. 

Energie am Bau

 

Energiequellen: 
Holzschnitzel, PV-Strom und Biogas
PV-Paneele: 
Dach: 152 Module, Gesamtleistung 60.8 kWp 
Fassade: 103 Module, Gesamtleistung 15.5 kWp
Megasol BIPV Solarmodul «Fine Art» Typ 21-0085, Gold Coating
Speicher- und Energiemanagement: 
Batteriespeicher StoraXe SRS0112, 100 kW/120 kVA
64 000 Liter Warmwassertanks
Ekektromobilität: 
6/36 Parkplätzen ausgerüstet
Jahresertrag Solarstrom 2025: 59 MWh
Winteranteil (Nov–Feb): 
ca. 11 % des Jahresertrags

Doch Simulationen während der Planung ergaben: Beschattete Flächen sind für die Stromerzeugung unwirtschaftlich. Zur Deckung des Eigenbedarfs genügt eine Konzentration auf gut besonnte Flächen: Über 90 % des vor Ort erzeugten Stroms werden effektiv in der Siedlung selbst konsumiert. Die Wirtschaftlichkeit bleibt die relevante Grösse, denn die Stromproduktion zur Einspeisung lohnt sich erst bei PV-Anlagen mit Leistungen über 100 kW. 

Die Bewohnerschaft profitiert ihrerseits vom selbst gewonnenen Strom. Sie bilden einen Zusammenschluss zum Eigenverbrauch (ZEV), weshalb sie den Eigenstrom aus der lokalen PV-Anlage zu einem günstigeren Tarif beziehen als Strom aus dem Netz. 

Verfeinertes Speicherkonzept

Zur Optimierung des Eigenverbrauchs steht ein effizientes Speichersystem zur Verfügung. Zusammen mit der Hochschule Luzern entwickelte die Baugenossenschaft die Idee, nicht nur elektrische Energie direkt zu speichern, sondern mit Stromüberschüssen auch einen Warmwasservorrat zu erzeugen. Die Batterie kann mit etwa zwei Tageserträgen beladen werden. Noch mehr Energie lässt sich in den sechs Warmwassertanks mit einem Volumen von jeweils 4000 Litern zwischenspeichern. 

Zwei dieser Speicher dienen als Puffer für den Heizungskreislauf; hier wird Wasser für den Vorlauf auf höchstens 36 °C erwärmt. Zwei Speicher sind dem Warmwassersystem zugeordnet; sie enthalten bis zu 85 °C heisses Wasser. Und zwei weitere Tanks halten Brauchwasser bereit, das nach Bedarf durch Frisch­wasserstationen erhitzt werden kann. 

Alle sechs Wassertanks sind in der Energiezentrale im Untergeschoss der Wohnsiedlung platziert. Ein automatisches Energiemanagementsystem steuert die Anlage und gibt der Eigenstromproduktion bei Sonnenschein jeweils Vorrang.

Optimierung des Betriebs

Vor drei Jahren ging das Energiesystem in Betrieb. Klagen über eine mangelhafte Versorgung gab es bisher keine. Dennoch läuft das Monitoring weiter, bis verlässliche Betriebsdaten und Kennwerte vorliegen. 

Die Betreiber mussten die Anlagen verbessern, weil wiederholt Kinderkrankheiten auftraten. Sensoren stiegen aus oder waren falsch installiert, sodass sich der Gasbrenner bisweilen einschaltete, obwohl die Sonne schien, und die Batterie liess sich noch nicht wie erwartet einsetzen. Bis zum Ende der laufenden Winterperiode will die Baugenossenschaft aber die Einführungsphase abschliessen. 

Die erzeugte Solarenergie wird dagegen akribisch aufgezeichnet. Die Planungswerte werden erreicht. Das PV-Dach liefert etwa viermal mehr Strom als die 100 m² grosse Modulfläche an den Fassaden, aber aufgrund des wechselnden Sonnenstands nicht immer zur gleichen Tageszeit. 

Die Anlage ist vor allem saisonal auf Eigenverbrauch optimiert: Hauptabnehmer der lokal erzeugten Sonnenenergie sind insbesondere im Sommer die Luft-Wasser-Wärmepumpe und die Warmwasserspeicher. Der Anteil der Rückspeisung ins öffentliche Netz ist vergleichsweise gering.

Geduldiges Warten

Eine Besonderheit bei der Realisierung war der späte Entscheid für eine PV-Fassadenintegration. Der Wunsch wurde an die Architekten herangetragen, als die Gebäudehülle bereits entworfen und proportioniert war. Dennoch gelang es in einer Projekt­überarbeitung, die Fassadenbänder und das Modulformat auf­einander abzustimmen. 

Zur Gestaltung eines einheitlichen Ausdrucks wurden beschattete Bereiche derweil mit identischen Blindpaneelen aus goldfarbenem Mattglas bestückt. Auch deren Oberfläche ist mit Lamellen durchsetzt, wodurch sich ihre Reflexionswirkung derjenigen der PV-Module angleicht. 

Eine pigmentlose Spezialbeschichtung erzeugt die Farbwirkung, weshalb der Wirkungsgrad gegenüber schwarzen Modulen nicht einmal um 10 % sinkt. Eine Geduldsprobe war jedoch die Auslieferung: Die letzten Fassadenelemente konnten erst mit einjähriger Verspätung montiert werden.

Backup für Winterstrom

Ursprünglich sah die GBL eine lokale Versorgungsvariante vor, die nur Sonne und Biomasse nutzt – und sogar den Winter mit möglichst viel Eigenstrom überbrückt. Anstelle der Holzschnitzelfeuerung war ein Biomasse-Blockheizkraftwerk (BHKW) geplant, das im Winter nicht nur heizt, sondern auch elektrische Energie erzeugt. 

Doch das Vorhaben scheiterte, weil der Markt dafür nicht bereit war. Mit Biomasse betriebene BHKW werden zwar in grossen Leistungsklassen entwickelt; Kleinanlagen für Wohnbauten gibt es aber erst als Prototypen. Als Backup für die Winterstromlücke dient nun stattdessen der Strom aus dem Netz. 

Die Baugenossenschaft will die lokale Solarstromerzeugung dagegen in ihren anderen Wohnsiedlungen im Grossraum Zürich ausbauen. An acht Standorten wurden inzwischen 13 PV-Anlagen mit einer Gesamtleistung von fast 700 kW installiert.

Ersatzneubau Wohnsiedlung Lacheren, Schlieren

 

Bauherrschaft: Gemeinnützige Baugenossenschaft Limmattal, Zürich
Architektur: Duplex Architekten, Zürich
Baumanagement: Thommen Katic, Wallisellen
Bauleitung: Zahner Bauleitungen, Schlieren
Bauingenieurswesen: wlw Bauingenieure, Zürich
HLKS- und PV-Planung: Raumanzug Bauphysik, Zürich
Gebäudetechnik Elektro: Onur Project , Zürich
Landschaftsarchitektur: Cadrage Landschaftsarchitekten, Zürich
Geschossfläche (SIA 416): 6370 m²
Fertigstellung: 2023
Baukosten (BKP2): 23.5 Mio. CHF