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Architektenhaus – Wärmepumpen gewinnen Energie aus der Luft, Wasser oder Erdwärme

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Die Preise für Gas und Öl sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Grund genug, sich nach alternativen Heizungs- und Energie-Konzepten umzusehen. Ein unerschöpfliches Energiereservoir findet jeder Hausbesitzer in seiner direkten Umgebung: die natürliche Wärme der Erde und der Luft. Man muss diese Energiequelle nur anzapfen. Dafür braucht man eine Wärmepumpe. Diese Heiztechnik ist zwar beim Einbau vergleichsweise teuer, allerdings bekommt man auch Zuschüsse vom Staat. Und im laufenden Betrieb ist eine gute Wärmepumpen-Heizung unschlagbar günstig. Öl, Gas und sogar Pellets können da nicht mithalten.

Was man bei Wärmepumpen beachten sollte.
In nur einigen Metern Tiefe ist der Boden immer warm. Diese Gratis-Wärme lässt sich mit einer geeigneten Anlage anzapfen. Und auch die Luft kann Heizenergie liefern. Der Markt entwickelt sich positiv. Bei den Neubauten hätten Wärmepumpen einen Marktanteil von rund 30 Prozent, Tendenz steigend. Als Zentralheizungen sind sie vor allem in Ein- und Zweifamilienhäusern im Einsatz.

So funktioniert eine Wärmepumpe
Und so funktioniert die Technik: Kältemittel wird in Rohren durch den Boden, in das Grundwasser oder ins Freie geleitet. Es entsteht dabei ein Kreislauf, in dem das Kältemittel zunächst die Wärme der Umgebung aufnimmt. Da das Mittel schon bei niedrigen Temperaturen verdampft, entsteht Gas, welches dann verdichtet wird. Dabei entsteht Wärme, die zum Heizen des Hauses verwendet wird. Anschließend wird das Gas wieder entspannt, kühlt weiter ab und kann dann erneut die Umgebungswärme aufnehmen. Das Prinzip ist dem eines Kühlschranks ähnlich – nur umgekehrt. Einige Modelle können auch im Sommer das Haus kühlen und die Klimaanlage ersetzen.

Allerdings wird zum Betreiben der Wärmepumpe Strom benötigt. Um 100 Prozent Wärme für die Beheizung eines Gebäudes gewinnen zu können, benötigt die Wärmepumpe lediglich zwischen 25 und 35 Prozent Strom als Antriebsenergie. Die restlichen 65 % bis 75 % seien Umweltwärme.

Dieser Kennwert ist bei Wärmepumpen entscheidend
Es liegt auf der Hand, dass der Anteil an Strom, den Wärmepumpen zum Arbeiten brauchen, möglichst klein sein sollte. Das Verhältnis wird mit der Jahresarbeitszahl beschrieben. Liegt die Zahl über 3,3, seien Wärmepumpen ökologisch sinnvoll, erklärt Kersten. Moderne Wärmepumpen erreichen Jahresarbeitszahlen von mehr als 4. Das heißt: Die von der Pumpe erzeugte Wärme wird nur zu einem Viertel oder weniger mit Strom produziert. Die Umweltbilanz verbessere sich, wenn Solarstrom von einer Photovoltaikanlage auf dem Dach zum Betreiben der Wärmepumpe verwendet wird, sagt Kersten. Deshalb ist bei einem ÖKO-ARCHITEKTENHAUS serienmäßig immer mit einer großen Solaranlage möglichst auf dem Dach ausgestattet.

Ein Vorteil von Wärmepumpen ist, dass die Technik wenig Platz benötigt. Da keine Brennstoffe gelagert werden müssen, spart man sich den Öltank oder den Vorratsraum für Pellets. Auch ein Schornstein oder ein Gasanschluss werden nicht benötigt. Wer neu baut, kann hier Geld sparen. Zudem brauchen Wärmepumpen kaum Wartung. Trotzdem wird jedes ÖKO-ARCHITEKTENHAUS grundsätzlich mit einem zweizügigen Kamin gebaut, damit für alle Fälle (z.B. bei Stromausfall, Umweltkatastrophen etc.) Wärme im Haus erzeugt werden kann.

Für wen lohnt sich eine Wärmepumpe?
Gut geeignet sind Wärmepumpen für Gebäude mit einem Heizleistungsbedarf unter zehn Kilowatt. Diesen Bedarf haben beispielsweise Neubauten, die nach den Vorgaben der Energieeinsparverordnung entstehen und eine entsprechend gute Dämmung haben. Deshalb wird jedes ÖKO-ARCHITEKTENHAUS serienmäßig mindestens als KfW 55 oder KfW 70 Niedrigenergiehaus erstellt. Im Vorteil sind Häuser mit einer Fußbodenheizung. Denn sie benötigt niedrigere Vorlauftemperaturen als Radiatoren. Und das spart Strom. Deshalb statten wir jedes ÖKO-ARCHITEKTENHAUS serienmäßig mit einer neuen, innovativen Keramik-Fußbodenheizung aus.

Selbst für ältere Gebäude taugt das Heizungsmodell – auch weil der Platzbedarf im Haus gering ist. Hier könne beispielsweise eine Luft-Wärmepumpe eine vergleichsweise teure Nachtspeicherheizung ersetzen. Die Stromkosten sind für Besitzer von Wärmepumpen auch geringer als für den normalen Hausgebrauch, denn viele Anbieter haben spezielle Tarife.

Luft, Erdwärme oder Wasser?
Entscheiden können sich Verbraucher zwischen drei Varianten: Die Pumpen erwärmen das Wasser der Zentralheizung entweder mit Luft, Erdwärme oder Grundwasser. Letztere gelten als besonders effizient.

Erdwärme in Verbindung mit einer Grundwasser / Solebohrung und der Möglichkeit zentral auch alle Räume zu klimatisieren ist eine Lösung mit einem hohen Synergieeffekt und ökologischer und gesünder als Klima-Splitt-Geräte. Sollte eine Geo-Erdwärme-Bohrung in das Grundwasser nicht möglich sein, dann übernimmt als Alternative diese Funktion zum Beispiel das Gas-Blockheizkraftwerk mit dem Anschluss an die öffentliche Erdgasleitung.

ÖKO-ARCHITEKTENHAUS empfiehlt deshalb als ideale Lösung, unabhängig von den Kosten, die Erdwärmesolebohrung in Verbindung mit einer Photovoltaik-Anlage für den Strom der Wärmepumpe. Das ist dann ein Null-Energiehaus, mit der Bauherr noch Geld verdienen kann.

Wärmepumpen mit Erdsonden schaffen Jahresarbeitszahlen von 3,5 oder höher. Das Kältemittel wird im Rohr tief in den Boden gepumpt, das je nach Region ab einer Tiefe von etwa 1 Meter dauerhaft frostfrei und ab 10 Metern Tiefe konstant 10 Grad hat. Luftwärmepumpen sind einfach zu installieren, energetisch aber nicht so wirkungsvoll wie Erdwärmepumpen. Hier laufen die Rohre ins Freie, und im Winter ist die Außenluft kalt. Zudem könne das Modell, das am Haus installiert wird, laut sein.

So bekommt man Zuschüsse vom Staat
Nachteil der Anlagen sind ihre hohen Anschaffungskosten – auch wenn diese vom Staat bezuschusst werden. Aus dem Marktanreizprogramm der Bundesregierung gibt es für die Anschaffung von erdgekoppelten Anlagen derzeit mindestens 2800 Euro und für Luft-Wärmepumpen mindestens 1300 Euro. Wer einen Pufferspeicher errichtet, erhält zusätzlich 500 Euro. Der Förderantrag geht an das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).

Das kostet eine Wärmepumpe
Eine Luftwärmepumpe kostet etwa 12.000 bis 15.000 Euro. Da für eine Erdwärmepumpe aufwendig Sonden in der Erde verlegt werden, belaufen sich die Kosten auf 20.000 bis 25.000 Euro. Und diese Investitionen rechnen sich durch die niedrigen Betriebskosten nach circa sieben bis zehn Jahren. Wärmepumpenstrom ist laut Vergleichsportalen ab etwa 18,3 Ct/kWh zu haben. Eine Heizungsanlage, die mittels Wärmepumpe aus einer Kilowattstunde Strom etwa 3,5 Kilowattstunden Wärme macht, stellt ihre Heizenergie also für umgerechnet 5,2 Ct/kWh bereit. Öl und Gas sind dagegen mit 8,1 bzw. 6,9 Cent je Kilowattstunde deutlich teurer. Sogar eine Pelletheizung ist im laufenden Betrieb teurer. Hier muss man laut Deutschem Energie- und Pellet-Verband mit 5,8 Ct/kWh rechnen. Es ist auch davon auszugehen, dass die Holzpellets in der Anschaffung steigen werden, da das Holz im Wald nicht so schnell nachwachsen kann, wie es verbraucht wird. ÖKO-ARCHITEKTENHAUS installiert deshalb in seinen Architektenhäuser keine Holz-Pellet-Heizung.


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RfD Rettung für Deutschland – Mehr Informationen über biblische Wahrheiten (auch im Geschäftsleben) finden Sie in dem Buch/eBook von Autor Uwe Melzer mit dem Titel: 50 biblische Erfolgsgrundlagen im Geschäftsleben. Dieses Buch/eBook ist erschienen im epubli-Verlag unter Buch-ISBN: 978-3-8442-2969-1 und eBook/ePUB-ISBN: 978-3-8442-0365-3.

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ÖKO-ARCHITEKTENHAUS mit ÖKO-Heiz-Energie-Systeme

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(Fotos, Grafiken & Bildmontagen aus Fotoarchiv von ÖKO-ARCHITEKTENHAUS / Buchautor: Uwe Melzer)

Ökologisch bedeutet eine umweltgerechte Lösung, die auch ökonomisch bezahlbar ist und ein gutes Preis- Leistungsverhältnis aufweist. Umwelttechnisch gesehen ist jede Öko-Energietechnik möglich. Die Frage ist nur zu welchem Preis und rechnet sich das in absehbarer Zeit. Deshalb bietet Ihnen ÖKO-ARCHITEKTENHAUS serienmässig eine vernünftige Energielösung zu vertretbaren Kosten. Hier eine kurze Übersicht von möglichen Lösungen:

Wärmepumpen Luft-Luft oder Luft-Wasser: Nachteil funktionieren nur eingeschränkt bei Temperaturen unter 8 Grad Plus. Bei hohen Minusgraden im Winter kann das Haus nicht mehr beheizt werden. Hohe Stromkosten, denn Stromkosten werden in Zukunft extrem steigen.

Wärmepumpen Erdsonde Wasser-Wasser: Ebenfalls eingeschränkte Heizleistung bei hohen Minusgraden im Winter und teuer in der Anschaffung und hohe Stromkosten, die in Zukunft extrem steigen werden.

Wärmpumpen Geo-Bohrung Wasser-Wasser: Funktioniert immer, bringt gute Heizleistung zu jeder Jahreszeit, aber extrem teuer durch Tiefenbohrung. Wegen Stromkosten ideal in Verbindung mit einer Photovoltaik-Anlage, die aber die Anschaffung nochmals wesentlich verteuert.

Holz-Pellets-Heizung: Funktioniert immer und heizt gut. Umwelttechnisch bedenklich, denn Sie verbrennen letztlich den Wald. Gefahr das Rohstoff Pellet knapp werden und sich verteuern. Lautes Geräusch im Keller durch Förderkette oder Ansaugsystem.

Wärmerückgewinnung mit automatischer Be- und Entlüftung: Ab einer Aussentemperatur über längere Zeit niedriger als 16 Grad Plus kann ein Haus nicht mehr damit vollständig beheizt werden. Unter einer Temperatur von 3 Grad Plus keine Heizleistung mehr. Sie brauchen eine Zusatzheizung, die bei allen Minus Temperaturen funktioniert. Kann zur Heizungsunterstützung nur in der Übergangszeit benutzt werden. Dient überwiegend der Lüftung bei hochdämmenden Aussenwänden.

Hier unsere Energielösung, die ökologisch sehr gut funktioniert und derzeit und auf absehbare Zeit die geringsten, monatlichen Kosten verursacht. Zuerst steigt der Ölpreis stark an, deswegen wird von uns keine Ölheizung mehr verkauft, dann steigt der Strompreis, am wenigsten steigt der Gaspreis. Deshalb ist unsere serienmässige Energielösung eine hocheffiziente Gasbrennwerttherme mit Wärmerückgewinnung in Verbindung und gekoppelter mit einer großen Solaranlage, die Ihnen überwiegen Ihr Brauchwasser und Ihr Heizungswasser aufheizt. Damit haben Sie in einem Einfamilienhaus bis 200 m² Wohnflächen im Jahresdurchschnitt nicht mehr als € 50,00 an monatlichen Gaskosten. Aus unserer Sicht gibt es derzeit keine kostengünstigere Lösung.


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Baubiologisch gesunde Wohnhäuser mit ÖKO-Energiehaus von ÖKO-ARCHITEKTENHAUS

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(Fotos, Grafiken & Bildmontagen aus Fotoarchiv von ÖKO-ARCHITEKTENHAUS / Buchautor: Uwe Melzer)

Uwe Melzer, Inhaber von ÖKO-ARCHITEKTENHAUSUwe Melzer, Inhaber von ÖKO-ARCHITEKTENHAUS: wir stehen für baubiologisch gesunde Wohnhäuser, umweltverträgliche Materialien und gesunde Raumluft. Unser Ziel ist es, dass Sie ein Leben lang gesund in Ihrem neuen Eigenheim wohnen.

ÖKO-Energiehaus und ÖKO-ARCHITEKTENHAUS haben als Grundlage die Baubiologie, die der Begriff ist für die umfassende Lehre der Beziehung zwischen dem Menschen und seiner gebauten Umwelt, aber auch die umweltfreundliche und schadstofffreie Ausführung der Bauwerke durch den Einsatz geeigneter Erkenntnisse und Techniken.

Das Ziel eines „gesunden Bauens und Wohnens“ soll durch die ganzheitliche Betrachtung physiologischer, psychologischer, architektonischer und physikalisch-technischer Zusammenhänge und der Wechselwirkung zwischen Bauwerk, Nutzer (Bewohner) und dessen Umwelt erreicht werden. Baubiologische Grundsätze finden neben dem Bau von Wohnungen auch bei der Errichtung von Schulgebäuden, Krankenhäusern und Kindergärten Verwendung.

Als Begründer der Baubiologie in Deutschland, einem Vorläufer des ökologischen Bauens gilt der Arzt Hubert Palm, der mit zahlreichen Vorträgen in den 1960er Jahren bekannt wurde. Sein Buch „Das gesunde Haus“ ist ein Grundlagenwerk der Baubiologie. Pionierprojekte und erste baubiologische Architektenkreise entstanden Anfang der 1970er Jahre, besonders im süddeutschen Raum, unter anderem das Institut für Baubiologie in Rosenheim und der Bund für Architektur & Baubiologie (BAB), dem Vorläufer des Bund Architektur & Umwelt (B.A.U.) in Deutschland. Baubiologen beschäftigen sich mit dem Wohn- und Arbeitsumfeld der Menschen. Ihr Tätigkeitsfeld erstreckt sich von der Beratung zu gesundem Schlafen und Wohnen, über die gezielte Analyse belastender Raumfaktoren, bis hin zur Verbreitung baubiologischen Wissens durch Vorträge, Seminare, Fachliteratur und Kongresse.

Baubiologische Messtechniker führen Untersuchungen zu nachweislich schädlichen Faktoren wie Schadstoffen und Schimmelpilzen, oft auch zu physikalischen Größen wie elektrische und magnetische Wechselfelder und elektromagnetischen Wellen im Rahmen der elektromagnetischen Umweltverträglichkeit oder Lärm durch. Sie werden insbesondere von Menschen, die unter Elektrosensibilität, Multipler Chemikalienunverträglichkeit oder anderen umweltbedingten Beeinträchtigungen leiden, in Anspruch genommen. Innenraumfaktoren können die Menschen je nach persönlicher Konstitution und Vorbelastungen unterschiedlich belasten. Ein weiteres Ziel der Baubiologie ist auch die Schonung der natürlichen Ressourcen und die Förderung eines verantwortungsvollen Umgangs mit der Natur.


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Was ist ein Öko-Energie-Haus, was ist Öko-Energie-Architektur?

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(Fotos, Grafiken & Bildmontagen aus Fotoarchiv von ÖKO-ARCHITEKTENHAUS / Buchautor: Uwe Melzer)

Ökologisch ist was Natur und Umwelt schont.
Ein Neubau im derzeit vorgeschriebenen EnEV-Baustandard benötigt rechnerisch ca. 70 kWh/m² Heizenergie pro Jahr. Hauptenergieträger sind nach wie vor fossile Brennstoffe, also Heizöl und Erdgas, mit allen negativen Folgen für Klima, Natur und Volkswirtschaft. Seit Jahrzehnten geht der Trend weg vom Öl hin zum Gas. 2006 wählten 57% aller privaten Bauherren Gas als Energielieferanten, nur noch 7% entschieden sich für Heizöl. Seit 1999 gab es enorme Preissteigerungen, um 79% für Erdgas und 107% für Heizöl (Quelle: statistisches Landesamt BW). Gas ist sowenig eine dauerhafte Lösung, wie Heizöl. Auch Holzpellets stellen keine zukunftsfähige Alternative. Letztlich bleibt bei der Beheizung mit Brennstoffen immer eine 100% Marktabhängigkeit verbunden mit langfristig steigenden Kosten, denn die Nachfrage steigt bei knapper werdenden Ressourcen. Der ökologisch und ökonomisch sinnvoller Weg ist minimaler Energieverbrauch und optimale Energieversorgung.

Optimale Energieversorgung durch erneuerbare Energien
Neben der Gebäudehülle ist die Art der Energieversorgung entscheidend für die Energiebilanz und damit für die Ökologie eines Gebäudes. Ökologisch sind Gebäude nicht nur durch eine bauphysikalisch und baubiologisch optimierte Hülle, sondern durch eine ökologisch sinnvolle Energieversorgung.

Öko-Energiehäuser – Öko-Energie-Architektur zeichnet sich dadurch aus, dass sie das eine mit dem anderen verbindet, ökologisch gebaut und ökologisch versorgt werden.

Zunächst mögen der hohe technische Aufwand und die zusätzliche Investition abschrecken, mittel und langfristig zahlt es sich aber in barer Münze aus. Vor wenigen Jahren empfahl man Gasbrennwertgeräte als ökologisch sinnvolle Alternative. Wer auf diesen Rat hörte, sieht sich heute mit dem doppelten Betrag auf der Heizkosten Abrechnung konfrontiert. Man ist abhängig und Spielball am globalen, nervösen Energiemarkt.

Die natürlichen Energiequellen die jedem Bauherren unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung stehen sind Sonne, Luft und Erdwärme und in günstigen Fällen auch Wasser.

Zum Betrieb eines Gebäudes wird Heizenergie für die richtige Temperierung und elektrische Energie für Aggregate und technische Ausstattung und zur Beleuchtung. Für beide Notwendigkeiten bieten sich inzwischen erprobte und zuverlässige Versorgungsmöglichkeiten: Wärmepumpentechnik und Photovoltaik.

Wärmepumpentechnik
Ist eine seit Jahrzehnten bewährte und ausgereifte Technik. Sole/Wasser-, Luft/Wasser-, Luft/Luft-, Wasser/Wasser-Wärmepumpe, eine der vier Alternativen lässt sich immer realisieren oder kombinieren, unabhängig von Baugrund, Lage, Grundwasservorkommen.

Lüftungstechnik
Eine weitere Wärmequelle die jedem Gebäude zur Verfügung steht ist die Wärme der Raumluft durch Abwärme von Geräten, Personen und Raumlufterwärmung durch Sonneneinstrahlung. Diese Energie der Abluft wird durch die Lüftungsanlage für die Erwärmung der Frischluft genutzt. Die Lüftungsanlage kann aber auch mit einer Wärmepumpe zur Heizungsunterstützung und Brauchwassererwärmung genutzt werden. Dass ist dann sinnvoll, wenn das Gebäude als Passivhaus ausgelegt werden soll, oder eine Luft/Luft-Wärmepumpe zusätzlich unterstützt werden soll.

Solartechnik
Die Unterstützung der Wohnraumheizung mit Sonnenenergie bietet zusätzlichen Energiegewinn. Je nach Warmwasserbedarf und Wärmebedarf für die Hausheizung können 20 bis 80 % an Heizenergie gespart werden. Bei der Kombination von Viessmann Gasbrennwerttherme und Solartechnik werden für ein Einfamilienhaus max. ca. 40 € pro Monat im Jahresdurch-schnitt an Erdgaskosten benötigt. Es werden besonders leistungsfähige Flachkollektoren eingesetzt, die optimal die Sonnenenergie nutzen. Solaranlage mit Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung mit ca. 10 m2 Kollektorfläche inklusive Dreizonen-Puffer-Speicher 850 Liter und Solarsteuerung. Der hochselektiv beschichtete Kupferabsorber nutzt die intensive Sonneneinstrahlung durch das Antireflexglas besonders effizient. Damit sind eine hohe Solarenergieausnutzung und ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet.

Photovoltaik
Der Bauherr wird zum Energielieferanten. Derzeit liegt der Solarstromanteil in Deutschland unter 3 %. Bereits heute können jedoch in unseren Breiten Häuser mit Photovoltaik gebaut werden, die mehr Energie liefern als ihre Bewohner verbrauchen. Anstatt Ausgaben für Stromkosten werden Einnahmen erzielt. Die zunehmende Anzahl von Förderprogrammen zur Photovoltaik in anderen europäischen und asiatischen Ländern beweist, dass das Solarstrompotenzial international zunehmend erkannt wird. Durch eine eigene Photovoltaikanlage kann man zukünftigen Strompreiser-höhungen gelassen entgegensehen, denn die erneuerbaren Energien erlangen zunehmende Bedeutung.

Erdwärme
Die Erdwärme hat in den vergangenen Jahren einen echten Boom erlebt. Vor allem die Erdreich-Wärmepumpe ist auf dem Vormarsch. Das Prinzip ist nicht neu – aber es findet zunehmend Freunde. Beispielsweise wegen seiner Umweltverträglichkeit. Dabei wird Wärme aus dem Grund- oder Fließwasser mit Hilfe eines Bohrloches entnommen, das Wasser in einem Leitungsrohr aus der Erde entnimmt und damit die Wärmepumpe speist. Das abgekühlte Wasser fließt im gleichen Leitungssystem zurück in das Erdreich. Dort wird das Wasser von der Erde wieder aufgewärmt. Ein absolut umweltfreundlicher Kreislauf. Die Erdwärme kann sowohl für die Stromerzeugung als auch direkt zur Erwärmung von Heiz- oder Warmwasser genutzt werden. Welche Nutzung und Methode dazu in Frage kommt, ist abhängig von den konkreten Ressourcen am jeweiligen Ort.

Wärmepumpen
sind die verbreitetste Methode der Erdwärmenutzung, da für ihren effektiven Einsatz keine besonders warmen Stellen oder heißen Quellen nötig sind. Die Technik nutzt die Temperaturdifferenzen zwischen dem gleichmäßig warmen Erdreich und den hohen oder tiefen Temperaturen, die im Sommer oder Winter über der Erde herrschen. Wärmepumpen sind besonders gut für die Warmwasserversorgung einzelner Häuser geeignet.

Zusatznutzen – Klimaanlage:
Erdwärmepumpen könne auch im Sommer als Klimaanlage für das ganze Haus genutzt werden.

Öko-Energie-Häuser
Öko-Energie-Häuser sind also eine Kombination aus optimaler Hülle, optimaler Energietechnik, optimaler Raumstruktur zu einem innovativen, zukunftsweisenden Architekturkonzept. Wer Wert auf Ökologie und Nachhaltigkeit in Kombination mit durchdachter Architektur legt, wird diesem Konzept zustimmen.


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