MINERGIE und Passivhaus: Zwei Gebäudestandards im Vergleich

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1 Energeforscung Programm Ratonelle Energenutzung n Gebäuden m Auftrag des Bundesamts für Energe BFE Jaresberct MINERGIE und Passvaus: Zwe Gebäudestandards m Verglec Autor und Koautoren A. Bnz, A. Haas. K. Vrdén, H. Altaus, A. Moosmann, J. Wydler beauftragte Insttuton Facocscule beder Basel, Insttut für Energe Adresse Fctenagstrasse 4, 4132 Muttenz Telefon, E-mal , a.bnz@fbb.c BFE Vertrags-Nummer Dauer des Projekts (von bs) bs ZUSAMMENFASSUNG In der Scwez snd m wesentlcen zwe Standards für energeeffzentes Bauen bekannt. MINERGIE st als umsetzungsorentertes Label zu enem wctgen Instrumente der Energepoltk geworden und wrd n erster Lne von den Kantonen engesetzt und gefördert. Der deutlc strengere Passvaussstandard fasznert vor allem de Ponere des energeeffzenten Bauens. De beden Standards baseren auf unterscedlcen Defntonen, Ramenbedngungen und Nacwesmetoden. En systematscer Verglec und Umrecnungsmöglcketen felen bser. Im Ramen deses Forscungsprojektes at ene Gruppe des Zentrums für Energe und Nacaltgket m Bauwesen (ZEN) den Passvaus- und den MINERGIE-Standard verglcen. Auf deser Bass wurde auc untersuct, we en Label defnert sen könnte, das den Passvausstandard n der Berecnungs- und Nacwesmetode von MINERGIE abbldet. Ob, wann und n welcer Form en solcer Standard engefürt wrd, st derzet noc nct entsceden. En wesentlcer Untersced bestet n der Berecnungswese der Energeblanz. De Analyse der Unterscede anand von Modell- und Bespelrecnungen aben gezegt, dass dem Grenzwert des Passvauses für den Hezwärmebedarf nac deutscer Berecnungswese, 15 kw/(m 2 a), be der Berecnung mt der () en Grenzwert von etwa 8 kw/(m 2 a). MINERGIE stellt kene Anforderungen an den Hezwärmebedarf, sondern verlangt de Enaltung ener gewcteten Energekennzal Wärme. Des st en Grenzwert für Hezung und Warmwasser gemensam. Da er auf Stufe Endenerge festgelegt st, spelen de Wrkungsgrade der tecnscen Systeme ene wctge Rolle. Ausserdem snd de Energeträger mt Faktoren von 2 (Strom) über 1 (fossl) bs 0 (Solar) gewctet. Dem stet be der Passvausdefnton en Grenzwert auf Prmärenergestufe gegenüber. In erster Näerung kann gesagt werden, dass m Gegensatz zu den Anforderungen an de Gebäudeülle, de Grenzwerte für den Prmärenergebedarf des Passsvauses nct strenger snd, als se sc be MINERGIE aus den Endenergeanforderungen ergeben. Sowol de Passvausdefnton we auc ene allfällge Defnton des Passvauses n MINERGIE-Termnologe, n der zur Zet laufenden Plotpase MINERGIE-P genannt, stützen sc vor allem auf enen Grenzwert für den Hezlestungsbedarf von 10 W/m 2 EBF ab.

2 S-1 Projektzele Für de Verbretung energeeffzenten Bauens spelen Gebäudestandards ene mmer wctgere Rolle. Wärenddem der MINERGIE-Standard [1] set längerem n der Scwez engefürt st, fasst der Passvausstandard [2] von Deutscland kommend erst jetzt rctg Fuss. Mt dem vorgesclagenen Projekt sollen de Gemensamketen und de Unterscede der beden Standards geklärt und aufgezegt werden. Damt sollen de Grundlagen gescaffen werden, um de Verwrrung von Planern und Bauerrscaften möglcst zu vermeden und de beden Standards n en konstruktves Verältns zuenander zu brngen. De Resultate deses Projektes sollen es ermöglcen, den Passvausstandard auc n der Termnologe und m Raster von MINERGIE bescreben zu können und ene MINERGIE-Ergänzungsdefnton vorzusclagen, de dem Passvausstandard entsprct. Im weteren soll aufgezegt werden, we mt desen Standards den Anforderungen des nacaltgen Bauens, nsbesondere den Aspekten der Ökologe, Recnung getragen werden kann. Durcgefürte Arbeten und errecte Ergebnsse In enem ersten Scrtt wurde ene umfangrece und systematsce Verglecstabelle erstellt. De Unterscede geen von den Energebezugsfläcendefntonen bs zu den Algorytmen der Energeblanz. Mt Modellrecnungen am Bespel typscer Baukörper wurden m weteren Energeblanzberecnungen nac deutscer und scwezerscen Berecnungswesen durcgefürt. We nacsteende Abbldung zegt, snd de Resultate für den Hezwärmebedarf für dentsce Bauten n Abänggket der Berecnungswese ereblc. Um den Passvausstandard zu errecen muss en Wongebäude, das nac () berecnet wrd, enen Hezwärmebedarf von ca. 8 kw/(m 2 a)errecen, mt den MINERGIE-Ramenbedngungen (wenger nnere Abwärme) dürfen es etwa 10 kw/(m 2 a) sen. Q [kw/(m 2 a] Qg SIA RB SIA 1988, RB MINERGIE Abb. 1: Hezwärmebedarf (n kw/(m 2 a) für verscedene Gebäudetypen. alt und neu stellen de Werte mt Lüftungsanlage und WRG dar. De Unterscede resulteren aus den unterscedlcen Bezugsfläcen und den unterscedlcen Randbedngungen. ( = Passvausprojekterungspaket 99, Qg SIA = mt Wärmegewnnen nac SIA gerecnet. RB = Randbedngungen)

3 S-2 Als Vorsclag für ene möglce Zusatzdefnton zu MINERGIE wurde für de Plotpase bs m Ma 2002 unter dem Arbetsttel MINERGIE-P der folgende Ansatz vorgesclagen: Neben den generellen Anforderungen, we se MINERGIE auc kennt, blden vor allem de Grenzwerte den zentralen Tel der Defnton. Für MINERGIE-P snd de nacfolgenden ver Anforderungen enzualten. Es gelten deselben Anforderungen für Neubauten we für besteende Bauten. Hezwärmebedarf nac Norm (): Q 20 % des Grenzwertes Hg (Q berecnet mt Standardwerten, jedoc mt enem auf 60 MJ/(m 2 a) reduzerten Elektrztätsverbrauc Q E und der Berücksctgung der Wärmerückgewnnung über de Komfortlüftung) Spezfscer Hezlestungsbedarf: q.max 10 W/(m 2 EBF) Deser Grenzwert glt als Mttelwert über das gesamte Gebäude. Der spezfsce Hezlestungsbedarf darf n exponerten Räumen öer legen. Massnamen zur Gewärlestung des Komforts n solcen Räumen snd qualtatv zu bescreben. Gewctete Energekennzal Wärme n kw/(m 2 a): Für En- und Merfamlenäuser, E gew 30 kw/(m 2 a) Luftdctgket der Gebäudeülle: n L50 0,6-1 En gänzlc neues Element bestet n der Anforderung an den Hezlestungsbedarf und n dessen Berecnungsverfaren. De gültge Norm zur facgerecten Berecnung des Hezlestungsbedarfes, de Norm SIA 384/2, stammt aus dem Jar 1982, st für de Zwecke von MI- NERGIE- und MINERGIE-P-Bauten nct geegnet und wrd n Kürze ersetzt werden. De entsprecende CEN-Norm st n der Sclussvernemlassung und soll m Anscluss daran zur Bass ener neuen SIA-Norm gemact werden. Dese Arbeten werden am Zentrum für nterdszplnäre Gebäudetecnk (ZIG) der HTA Luzern gelestet werden. Vorarbeten dazu snd m Gang. Es bestet de Absct, dese neue Norm so zu gestalten, dass auc MINERGIE- und MINERGIE-P-Bauten damt berecnet werden können. Es mact desalb weng Snn, für MINERGIE-P en allzu ausgeklügeltes Verfaren auszudenken, das onen längerfrstg ersetzt werden wrd. Zumndest mt der Bescränkung von MINERGIE-P auf Wonbauten m Mttellandklma st es legtm enen ser enfacen Recenmodus für den Nacwes des Hezlestungsbedarf vorzusclagen. Ausgangspunkt für de Berecnung des Hezlestungsbedarfs st der spezfsce Wärmeverlust H n W/K pro m 2 EBF. Er legt be enem Passvaus typscerwese be etwa 0,4 W/(K m 2 EBF). Er ergbt sc aus den spezfscen Transmssonsverlusten und den spezfscen Lüftungswärmeverlusten (mt Berücksctgung der Wärmerückgewnnung), verenfact dargestellt:

4 S-3 H = (ca ρa ) (b AU ) + V 3600 EBF 3 V = Volumenstrom n m 2 [W /(K m )] / 3 c ρ = Spez.Wärme n J /(m K ) a a Deser Wert wrd sozusagen vom -Recenprogramm als erstes ausgerecnet und st de Bass der monatlcen Verlustberecnungen. Er muss also für MINERGIE-P nct extra berecnet werden. Allerdngs wrd er leder nur n den wengsten Programmen explzt als Zwscenresultat angezegt. Da es sc um enen ser aussagekräftgen Gebäudekennwert andelt, st MINERGIE- P ene gute Gelegenet, desen Kennwert populär zu macen. Längerfrstg sollte es ken Problem sen (z.b. über das Pflcteneft für de -Softwareersteller) zu bewrken, dass jedes SIA-380/1-Recenprogramm desen Wert ausgbt. Für de Enfürungspase von MINERGIE-P wrd man zweckmässgerwese enge Hnwese geben, we man be den verscedenen Programmen mt wengen Handrecenoperatonen an desen Wert erankommt. In erster Näerung ergbt sc daraus der Hezlestungsbedarf n W/m 2 EBF we folgt: q = H ( ϑ ϑ ) q ϑ = Innentemperatur 2 [W / m EBF ] Aussentemperatur für de Hezlestungsbedarfsberecnung q = Abwärmelestung aus Elektrztät und von Personen ϑ = Für de Aussentemperatur werden de Daten der eute gültgen Norm SIA 384/2 engesetzt. De nternen Wärmegewnnlestungen ergeben sc aus den Standardnutzungen von. Zur Zet st nct ausgesclossen, dass zusätzlc zu q noc 1 bs 2 W/m 2 EBF als genereller Solarbetrag q s zugelassen wrd. Im Snne enes provsorscen Verfarens für ene begrenzte Enfürungsfrst st deser ser enface Ansatz für alle Wonbauten n Mttellandklmabedngungen braucbar. Vorbealte müssen ledglc be Bauten angebract werden, de über grössere, nct ser gut gedämmte Grenzbautele zu anderen, tefer beezten Räumen aufwesen und Bauten mt spezellen (grossen und tef m Erdrec legenden) beezten Kellerräumlcketen. Unsere Untersucungen aben ergeben, dass n ausrecender Wese scergestellt st, dass de Bauten, welce den MINERGIE-P-Grenzwert des Hezlestungsbedarfes mt obgem Recenverfaren errecen, de energetsce Qualtät errecen, de der MINERGIE-P-Defnton zugrundegelegt wurde. Es muss aber klargestellt werden, dass des für de Ertelung des MINERGIE-P- Labels genügt, nct aber für de Dmensonerung ener allfällgen Luftezung. Oder anders formulert: Wer en MINERGIE-P-Gebäude aussclesslc über ene Luftezung beezen wll, muss n Ergänzung zum MINERGIE-P-Hezlestungsnacwes ene dfferenzerte, facgerecte Hezlestungsberecnung durcfüren. Natonale Zusammenarbet De Arbet erfolgt m Ramen enes Forscungsteams des Zentrums für Energe und Nacaltgket m Bau (ZEN). Unter der Projektletung des Insttuts für Energe der Facocscule beder Basel snd betelgt: Das Zentrum für nacaltges Bauen der Zürcer Hocscule Wntertur und de Abtelungen Energesysteme und Holz der EMPA. De Arbet wrd von ener Begletgruppe betreut, n der nebst dem BFE, der MINERGIE-Veren, de Kantone und das Zentrum für nterdszplnäre Gebäudetecnk der HTA Luzern vertreten snd. Letztere Insttuton zertfzert n der Scwez Passväuser nac deutscer Nacwesmetode.

5 S-4 Internatonale Zusammenarbet Es st das erklärte Zel der Arbet, ene möglcst oe Kompatbltät zwscen der deutscen Passvausdefnton und der scwezerscen Berecnungswese, m wesentlcen baserend auf der (2000) erzustellen. Aus desem Grund stet das Forscerteam n laufendem Kontakt mt den deutscen Passvaus-Insttut Bewertung und Ausblck 2002 De Arbeten wurden n grosser Ele m Sommer begonnen, um an der MINERGIE-Messe m November wesentlce Resultate vorstellen zu können. Deses Zel konnte errect werden. In der näcsten Pase get es darum, bs zur Mtglederversammlung des MINERGIE-Verens Ende Ma 2002 de Erkenntnsse zu verfzeren und den Vorsclag für en allfällges MINERGIE-P zu testen. Referenzen [1] Defntonen und Berecnungsblätter MINERGIE, als Dokumente bezebar von [2] Passvausprojekterungspaket 99, Broscüre mt Defnton und Recenanletung samt Excel-Recenblatt auf Dskette von Passvaus-Insttut, Darmstadt,