Gesundes und nachhaltiges Bauen

Arbeiten mit dem, was die Natur zur Verfügung stellt. Holz, Lehm, Kalk, Stroh und Schafwolle sorgen für ein zu Hause, in dem man sich rundum wohlfühlt.

M. Garbely, A.Garbely

Die Firma Naturwerk AG beschäftigt sich mit gesundem und nachhaltigem Bauen mit den folgenden natürlichen Baustoffen:

Lehm

Lehmbautechniken gibt es seit mehr als 9000 Jahren. Die Chinesische Mauer wurde vor 4000 Jahren aus Stampflehmerrichtet. Lehm ist vielerorts in ausreichender Menge verfügbar. Überall wo Wasser war, kommt er vor, man muss ihn nur abbauen. Im Vergleich zu herkömmlichen Baustoffen verbraucht er sehr wenig Energie in der Aufbereitung. Durch ihn wird die Luftfeuchtigkeit reguliert, dadurch entsteht ein ausgeglichenes Raumklima. Ausserdem ist Lehm ein ausgezeichneter Wärmespeicher. Er ist unbegrenzt wiederverwendbar und belastet die Umwelt nicht als Bauschutt – somit ein geschlossener Kreislauf. Bedingt durch eine geringe Gleichgewichtsfeuchte, werden Holz und andere organische Stoffe, welche von Lehm umgeben sind, entfeuchtet und trocken gehalten. Schadstoffe aus der Luft werden gebunden und in der heutigen Zeit ein wichtiger Aspekt: Hochfrequente Strahlung wird abgeschirmt.

Kalk

Kalkstein ist zu circa sieben Prozent in der Erdkruste vorhanden und wird über Tage in Steinbrüchen abgebaut. Um ihn als Baustoff einsetzen zu könund danach im Wasserbad gelöscht. Eine besondere Eigenschaft weist der spezielle Kalkputz «Tadelakt» aus Marokko auf. Die gleichnamige Technik ist unter anderem eine Spezialität der Naturwerk AG: Die alte marokkanische Verputztechnik wurde von den Berbern entwickelt, um Brunnen und Zisternen abzudichten. Tadelakt wird vor allem in Bädern und Küchen als Fliesenersatz angewendet. Es können selbst Duschen und Badewannen mit

nen, werden die Kalksteine bei 900 Grad gebrannt dieser Technik ausgearbeitet werden.

Tadelaktdusche: In diesem Badezimmer wurden die Wände rundum mit Tadelakt gearbeitet. Zu sehen ist der

Duschbereich mit Nische. (Foto: A. Garbely)

Ansicht eines Neubaus vor dem Innenausbau. Die Fassade besteht aus sägerohen Fichtenbrettern in verschiedenen Breiten – natürlich alles aus Mondholz. (Foto: A. Garbely)

Stroh

Als Baustoff eingesetzt, werden die gepressten Ballen vom Feld als Isolation verbaut. Der einzige CO2-Ausstoss erfolgt durch das Pressen und den Transport. Deshalb ist Stroh eine sinnvolle Alternative zu industriell hergestellten Dämmmaterialien. Wird mit grossformatigen Strohballen eine komplette Gebäudehülle errichtet, sind diese tragende Elemente und Isolation zugleich. Mit dieser Technik wird ein dermassen hoher Dämmwert eines Gebäudes erreicht, dass im Winter nur ein geringer Wärmebedarf entsteht und im Sommer bleibt es angenehm kühl. Ökologisch und ökonomisch eine der besten Lösungen.

Mondholz

Das erste Mal in Kontakt mit Mondholz kamen die drei vor ein paar Jahren, als sie für einen Kunden einen Riemenboden aus Föhrenholz einbauten. Die Riemen waren aussergewöhnlich breit und die Auswahl bestand aus auffallend vielen Seitenbrettern. Die anfängliche Skepsis wurde verdrängt durch das positive Resultat, auch noch Jahre danach sieht der besagte Boden einwandfrei aus. Mittlerweile wurde viel Erfahrung mit dem Mondholz gesammelt, man weiss, es ist leichter und verhält sich ruhiger. Die Naturwerk AG bezieht vorwiegend Holz bei der Firma Florinett AG aus Bergün, einem Familienbetrieb und Pionier in Sachen Mondholz.

Schafwolle

Noch nicht allzu lange her, wurde Schafwolle verbrannt, weil die Nachfrage fehlte. Mittlerweile wird sie in der Bauindustrie wieder vermehrt als Dämmmaterial eingesetzt. Wird es bauphysikalisch anspruchsvoll, setzt die Naturwerk AG auf Schafwolle wegen ihrer überzeugenden Eigenschaften: Wolle nimmt bis zu 40 % Feuchtigkeit ihres Eigengewichts auf, ohne dabei an Dämmwirkung zu verlieren. Sie filter Schadstoffe und Gerüche aus der Luft und bindet diese. Als nachwachsender Rohstoff ist sie ein ökologisches und biologisches Produkt, welches ohne chemische Stützfasern und giftige Zusatzstoffe auskommt. Des Weiteren ist Schafwolle problemlos zu entsorgen und entwickelt beim Verbrennen keine toxischen Gase.

Kompetenzen der Naturwerk AG

Das dreiköpfige Team, zusammengesetzt aus Thomas Schmid aus Versam, Thurli Gredig aus Castrisch und Andrea Garbely aus Flims, beschäftigt sich mit folgenden Tätigkeiten:

Planung und Umsetzung aus einer Hand

Jedes Bauvorhaben ist verbunden mit Ideen, Wünschen, Bedürfnissen, aber auch Zweifeln. Es benö-

«Strohwand»: Tragstruktur als Holzständerbau. Ausgefacht mit Strohballen, belegt mit Wandheizung. Bereit für

den abschliessenden Lehmverputz. (Foto: A. Garbely)

Bei diesem Maiensäss wurden aus zwei Gebäuden eine Wohneinheit. So konnte die ehemalige Fassade als

Wohnraumwand inszeniert werden. (Foto: A. Garbely)

tigt viel Vertrauen, sein Projekt in fremde Hände zu legen. Dessen ist sich das Team der Naturwerk AG bewusst und nimmt ihre Verantwortung sehr ernst. Renovationen und Neubauten planen und zeichnen sie selber. In der Umsetzung sind sie weitgehend selbst ausführend. Dies garantiert einen steten und nahen Bezug zum Projekt. Handwerkliche Schnittstellen werden reduziert, was einem koordinierten, ruhigen Bauablauf und der Qualität zugutekommt.

Ausbau und Renovationen von Maiensässen

Ein mittlerweile fester Geschäftszweig der Naturwerk AG ist der Ausbau und die Renovation von Maiensässen. Es ist naheliegend, an diesen wunderschönen, einmaligen Orten natürliche Baustoffe zu verwenden und wie die Walser damals, mit vor Ort verfügbaren und natürlichen Werkstoffen zu arbeiten. Die bestehende Substanz wird erhalten, wo nötig ausgetauscht. In Kombination mit dem renovierten und eingebetteten Teil entsteht ein authentischer, schnörkelloser Stil. So bleibt der ursprüngliche Charakter bestehen.

Andrea Garbely arbeitet bei Naturwerk AG. Marion Garbely hat den Text geschrieben. Für mehr Informationen über gesundes Bauen: naturwerkag.ch

Klimaneutraler Strom und Wärme aus den Bündner Wäldern

Mit dem Label «Energiestadt» hat sich Ilanz für eine nachhaltige Energiepolitik und die Förderung erneuerbarer Energien ausgesprochen. Um die Bevölkerung mit nachhaltigem Strom und Wärme zu versorgen, wurden 2014 zusammen mit dem Energiedienstleister ewz das Holzheizkraftwerk und der Fernwärmeverbund Ilanz in Betrieb genommen. Die Anlage beliefert die Bevölkerung mit Ökostrom und mindestens 80 Prozent CO2-neutraler Wärme.

C.Henzen

Auf dem Weg zur fossilfreien Energieversorgung

Mit dem Bau eines Holzheizkraftwerks mit Fernwärmeverbund beschloss die Energiestadt Ilanz, den Einsatz fossiler Energie in ihren öffentlichen Gebäuden zu verringern. Die Nutzung nachhaltiger Ressourcen aus den Wäldern der Region und die Wiederverwertung von Altholz waren die ideale Lösung für eine Erzeugung von Strom und Wärme mit reduzierter Umweltbelastung. Für die Planung, den Bau und den Betrieb der Anlage ist der Zürcher Energiedienstleister ewz zuständig. Die Planung und der Bau des Holzheizkraftwerks und des Fernwärmenetzes dauerten ins-

Das Holzheizkraftwerk Ilanz mit den drei Annahmestellen für Altholz und Schnitzelholz. Das Gebäude ist ein Massivbau aus Beton, teilweise mit Sichtbetonfassaden und Wandverschalungen aus Holz. Der Landanteil der Anlage

entspricht ca. 1000 m2 . (Foto: ewz)

gesamt 3,5 Jahre. Die Bauarbeiten begannen im März 2014 und die erste Wärmelieferung durch den Verbund erfolgte im Oktober 2014.

Regionale und nachhaltige Energiequelle

Mindestens 30 % des Holzbrennstoffs sind naturbelassene Waldholzschnitzel aus den Wäldern um Ilanz, die restlichen 70 % bestehen aus Altholz aus der Region. Das Holz wird gehäckselt geliefert und muss nicht mehr weiter behandelt werden, zum Beispiel durch ein Trocknungsverfahren. Das Altholz kann effizient verbrannt werden. Grund dafür ist, dass Altholz trockener als Waldholz ist. Bei der Verbrennung des Holzes muss nicht viel Wärme aufgewendet werden, um das im Holz gespeicherte Wasser zu verdampfen. Die zusätzlich benötigte Energie wird mit Frischholz abgedeckt. In der Anlage werden keine problematischen Holzabfälle verbrannt und die Asche wird ihrer Belastung entsprechend entsorgt.

Holzheizkraftwerk Ilanz: aus Holz Wärme und Strom produzieren

Das Holzheizkraftwerk besteht aus drei Annahmestationen und einem Silo, einem Holzkessel mit einer Gesamtleistung von 2200 kW, einem Ölkessel, der als Redundanz und für Spitzlasten dient und eine installierte Leistung von 5000 kW besitzt, der ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) mit 350 kW elektrischer Leistung sowie einem komplexen Filtersystem für die Rauchgasreinigung. Im Holzheizkraftwerk von Ilanz wird durch die Verbrennung von Holz nicht nur Wärme, sondern auch Strom produziert. Dies ist dank des ORC-Prozesses möglich. ORC ist die Abkürzung für Organic Rankine Cycle. Die Bezeichnung geht auf den schottischen Physiker und Ingenieur William John Macquorn Rankine zurück, der als Begründer der Thermodynamik gilt. Der ORC-Prozess ist ein Verfahren, um Turbinen zu betreiben. Dabei wird als Arbeitsmittel nicht Wasser, sondern ein organischer Stoff verwendet. Das ORC-Verfahren ist ein

Verbrennungsofen mit 2200 kW Gesamtleistung.

(Foto: ewz-Energielösung)

ORC-Anlage.

(Foto: ewz-Energielösung)

thermischer Kreisprozess, bei dem zur Stromerzeugung Wärmeenergie genutzt wird. Wie genau der Prozess zu Strom und Wärmeerzeugung in der Anlage Ilanz verläuft, wird in dem Schema (Abbildung nächste Seite) abgebildet. Alle 3 bis 6 Minuten werden Holzschnitzel und Altholz dank eines Schubbodens vom Silo in den Verbrennungsofen befördert. Der Ofen ist mit etwa 7 Tonnen Ziegel gebaut, was höhere Temperaturen von bis zu 700 Grad erlaubt. Der bei der Verbrennung entstehende Rauch wird selber bis zu 700 Grad warm. Der heisse Rauch wird vom Verbrennungsofen zu einem Thermoölkessel, welcher als Wärmetauscher dient, weitergeleitet. Im Thermoölkessel gibt der Rauch die Wärme an fliessendesThermoöl ab. Das Thermoöl fliesst mit 310 °C weiter zur ORC-Anlage. Die ORC-Anlage ist aus einem Tank,

befüllt mit einer Benzindieselmischung, und einer Turbine ausgestattet. Dank des fliessendenThermoöls wird die Benzinmischung erhitzt und sie verdampft. Der Dampf treibt die Turbine an, wobei Strom erzeugt wird. Anschliessend wird der Dampf im Kondensator wieder verflüssigtund eine Pumpe befördert das flüssige Arbeitsmedium zurück in den Verdampfer. Mit dem Abkühlungsvorgang im Tank wird das Fernwärmeleitungswasser erhitzt. Während des ganzen Vorgangs entstehen Schadstoffe. Aus diesem Grund ist in der Anlage ein einzigartiges und komplexes Filtersystem eingebaut, das eine perfekte Reinigung der entstandenen Rauchgase ermöglicht. Die Vorgaben der Luftreinhalteverordnung des Bundes werden damit vollumfänglich eingehalten. Die Asche, welche durch die Verbrennung sowie durch die Reinigung des Holzofens und des Filtersystems entsteht, wird als Sonderabfall typgerecht entsorgt. Die Anlage ist voll automatisiert und wird durch mehrere Sensoren überwacht. Ein ewz-Mitarbeiter ist für die tägliche Überwachung und Kontrolle der Anlage und die Behebung von Störmeldungen zuständig.

Fernwärmenetz Ilanz

Die Wärme, die durch die Holzverbrennung entstanden ist, wird für das Erwärmen des Fernwärmewassers benutzt. Damit versorgt das Holzheizkraftwerk über 80 Gebäude (lokale Institutionen, Unternehmen und Private) mit Wärme. Grosse Kunden sind das Regionalspital Surselva, das Alters- und Pflegeheim,das Pfrundhaus und städtische Gebäude wie das Rathaus und das Schulhaus. Dank der Nutzung von Holz als Energieträger wird die Wärme zu mindestens 80 % CO2-neutral und nachhaltig produziert. Das führt zu einer jährlichen Reduktion des CO2-Ausstosses von mindesten 1600 Tonnen. Das heisst, 620 000 Liter Heizöl können auf diesem Weg eingespart werden. Im

Biomasse (Holzhackschnitzel) BiomasseFeuerung

Heisser Rauch Thermoölkessel

Asche Asche Filteranlage

Gereinigter Rauch

Kühler Rauch

Asche Jahr 2019 wurde der Anteil an fossilen Brennstoffen sogar reduziert. Somit produziert die Anlage bis zu 95 % CO2-neutrale Wärme. Gleichzeitig wird die Produktion von erneuerbarem Strom ausgebaut. Durch die Nutzung von regionalem Altholz wird das Verkehrsaufkommen reduziert. Zusätzlich produziert das Holzheizkraftwerk jährlich rund 1800 MWh «naturemade star»-zertifizierte Einfacher Anschluss an den Wärmeverbund.

Thermoöl ca. 220 °C ORC-Anlage mit Turbine

Thermoöl ca. 310 °C

Zusätzliches warmes Wasser vom Ölkessel Vorlaufleitung zum Kunden Rücklaufleitung zur Energiezentrale Wärmeübergabestation

Kaltes Heizwasser, max. 65 °C Warmes Wasser zum Heizen, max. 95 °C Ökostrom für rund 600 Haushalte, ca. 1’800 MWh/a

Das Bindeglied zwischen dem Wärmever- dem Wasser, das durch die FernleitunFernwärmeverbund Ilanz: Das Wasser des Fernwärmebund und dem Heizsystem Ihrer Liegen- gen strömt, die Wärme entzogen und an netzes wird dank der im Holzheizkraftwerk entstanden schaft ist die Wärmeübergabestation. Sie das Verteilsystem der Liegenschaft über-Wärme erhitzt, das Wasser wird mit einer Temperatur von Funktionsschema der Anlage. beinhaltet die gesamte Technik wie zum Beispiel Wärmetauscher, Wärmemengeben. Die bezogene Wärme wird durch einen geeichten Wärmezähler gemessen max. 95° zu den Bezügern transportiert und die Wärme genzähler und Regulierungen. Hier wird und abgerechnet. (Abbildung: ewz-Energielösung) wird bei der Übergabestation abgegeben.

Strom. Das entspricht dem Strombedarf von rund 360 Haushalten. Dank seiner hohen Effizienzerzeugt das Holzheizkraftwerk trotz der eingesetzten Primärenergie mehr Wirkenergie als der aktuelle Bestand der Heizölheizungen. Obwohl das Fernwärmenetz schon rund 80 Liegenschaften versorgt, ist das Potenzial zum Ausbau des Fernwärmenetzes vorhanden. Je mehr Wärmeabnehmer/-innen sich dem Wärmeverbund anschliessen, desto mehr sinken der Heizölverbrauch und der CO2-Ausstoss.

Holzwärmeverbund eine ökologische und wirtschaftliche Lösung

Die Anlage in Ilanz ist ein gutes Beispiel, wie die Energieerzeugung nachhaltig gestaltet werden und gleichzeitig die lokale Wertschöpfung dank neuer Arbeitsplätze gesteigert werden kann. Auch ökonomisch macht diese Lösung Sinn, weil man durch die Verwendung dieses Holzes unabhängiger von den mittel- bis längerfristigen Preisentwicklungen bei den «klassischen» fossilen Brennstoffen wird. Für einzelne Kunden ist der Anschluss an einen Wärmeverbund eine sichere und effizienteArt, ein Gebäude zu beheizen. Der angeschlossene Wärmebezüger braucht keinen Heizraum mehr und muss sich nicht um die Kaminreinigung, die Abgasmessung oder das Nachbestellen von Heizöl kümmern. Stattdessen bezieht er die benötigte Menge Wärme zu einem festgelegten Energiepreis, der aus einer monatlichen Grundgebühr und dem Preis der tatsächlich bezogenen Wärme besteht. Damit werden die Kosten der Wärme vorhersehbar und Überraschungen wie beim Einsatz von Öl oder Gas lassen sich vermeiden.

Über ewz-Energielösung

Als starker Partner und Integrator begleitet ewz-Energielösung Kundinnen und Kunden über den gesamten Lebenszyklus ihrer Immobilien und löst die hohe Komplexität der Systemintegration. ewz plant, realisiert, betreibt, vernetzt und optimiert energietechnische Anlagen in den Bereichen Wärme, Kälte, Photovoltaik, Elektromobilität und Strom in Liegenschaften und Arealen in der ganzen Schweiz. Das ewz-eigene technische Betriebsteam garantiert höchste Verfügbarkeit und kurze Reaktionszeiten. Mehr als 1500 massgeschneiderte Projekte dokumentieren unsere Expertise: www.ewz.ch/el.

Clea Henzen ist Fachspezialistin Marktentwicklung bei ewz-Energielösungen

Technische Daten

Holzkessel 2200 kW

ORC-Modul 350 kWe

Redundanter Ölkessel 5000 kW

Wärmeproduktion Min. 7000 MWh/a

CO2-neutral Min. 80%

Einsparung fossiler Brennstoffe Min. 6200 MWh/a (= 620 000 Liter Heizöl)

Entsprechende CO2-Reduktion

Produktion Ökostrom 1600 t/a 1800 MWh/a (= Versorgung von 360 Haushalten mit Strom)

Energiequelle Länge Leitungsnetz Länge Leitungsgraben Altholzgemisch (70% Altholz, 30% naturbelassene Waldholzschnitzel) Rund 8000 m Rund 4000 m