Energiestandards für Wohnbauten

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1 Energiestandards für Wohnbauten und Erfahrungen mit Passivhäusern Energieverbrauch und Klimawandel Prof. Dr. Harald Krause Tag des Passivhauses Tage des Passivhauses 29 / 2 CO 2 -Emissionen lt. World Energy Outlook (WEO 28) Änderung der globalen Temperatur nach IPCC Bericht + 6% +25 bis +85% -3 bis -6% Tage des Passivhauses 29 / 4 Tage des Passivhauses 29 / 5

2 Faktor Vier! Doppelter Wohlstand - halbierter Naturverbrauch Aussagen im Koalitionsvertrag Unser Ziel ist es, die Erderwärmung auf maximal 2 Grad Celsius zu begrenzen x2 Weltenergiebedarf 25 Wir werden für Deutschland einen konkreten Entwicklungspfad festlegen und bekräftigen unser Ziel, die Treibhausgas-Emissionen bis 22 um 4 % gegenüber 199 zu senken. Wir wollen den Weg in das regenerative Zeitalter gehen und die Technologieführerschaft bei den Erneuerbaren Energien ausbauen. Wir bekennen uns zur Solarenergie als wichtige Zukunftstechnologie am Standort Deutschland. Weltenergiebedarf heute 2 Reduktion zur Klimastabilisierung Die Sanierung des Gebäudebestandes birgt ein hohes Potential zur Erreichung der deutschen Klimaschutzziele Die Steigerung der Energieeffizienz von Gebäuden und der vermehrte Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung in Gebäuden senken die CO 2 -Emissionen. Wir werden das CO 2 -Gebäudesanierungsprogramm wirkungsvoller ausgestalten, um die derzeitige Sanierungsquote zu steigern. Tage des Passivhauses 29 / 6 Tage des Passivhauses 29 / 7 Studie Energy Efficiency in Buildings Studie Energy Efficiency in Buildings Ausgangssituation: Ergebnisse: 4% der weltweiten CO 2 -Emissionen entstehen durch Gebäude. Energieeinsparung in Gebäuden kann bis 25 soviel CO 2 einsparen wie der ganze Verkehrssektor derzeit verursacht. Heute gebaute oder sanierte Gebäude werden frühestens in 3 Jahren wieder saniert. Energieverbrauch in Gebäuden kann bezogen auf heute bis 25 um 6% reduziert werden. Empfehlungen: deutlich strengere und transparente Anforderungen Monitoring Sichtbarmachen des Energieverbrauches finanzielle, steuerlich Anreize Integraler Ansatz bringt den besten Erfolg (Gebäudehülle plus Energieanwendungen im Gebäude) Bildungs- und Weiterbildungsoffensive nötig Tage des Passivhauses 29 / 9 Tage des Passivhauses 29 / 1

3 Energiestandards für Wohngebäude Tage des Passivhauses 29 / 11 Tage des Passivhauses 29 / 12 Energiestandards GEORDNET Primär- / Endenergiebedarf Primärenergiebedarf: Energiemenge, die zur Deckung des Endenergiebedarfs benötigt wird. H T STROM x 2,6 Q i Q s Q Q h w H V FOSSIL x 1,1 KfW 55 bezieht sich noch auf EnEV 29 Nutzung Transport Umwandlung Gewinnung Endenergie = Heizenergie Primärenergie Biomasse x,2 Tage des Passivhauses 29 / 16 Tage des Passivhauses 29 / 17

4 Primär- Endenergiebedarf Daten für typ. Einfamilienhaus Primär- Endenergiebedarf Daten für typ. Einfamilienhaus End- /Primärenergiebedarf kwh/(m²a) Bestand WSVo 1995 EnEV 27 Primärenergiezuschlag Gas/Öl Anlagenaufwand bei Gasheizung Warmwasser Heizwärme EnEV 29 KfW 7 (EnEV 29) EnEV212 Passivhaus End- /Primärenergiebedarf kwh/(m²a) Bestand WSVo 1995 Einfamilienhaus 15 m²: ca. 45 l Öl pro Jahr ca. 3.,- EnEV 27 EnEV 29 Primärenergiezuschlag Gas/Öl Anlagenaufwand bei Gasheizung Warmwasser Heizwärme KfW 7 (EnEV 29) EnEV212 Passivhaus Tage des Passivhauses 29 / 18 Tage des Passivhauses 29 / 19 Jahresendenergiebedarf End- /Primärenergiebedarf kwh/(m²a) Bestand Einfamilienhaus 15 m²: WSVo 1995 EnEV 27 EnEV 29 Primärenergiezuschlag Gas/Öl Anlagenaufwand bei Gasheizung Warmwasser ca. 6 l Öl pro Jahr ca. 4,- Heizwärme KfW 7 (EnEV 29) EnEV212 Passivhaus Vergleich verschiedener Konzepte Tage des Passivhauses 29 / 2 Tage des Passivhauses 29 / 22

5 EnEV Standard Gasbrennwerttechnik, Solaranlage Holzpelletsheizung KfW 7 Standard Gasbrennwert, Solaranlage, Lüftungsanlage Wärmepumpe Holzpelletsheizung, Solaranlage Sonnenhaus mit Holzpelletsheizung Berechnungsansatz Energiebilanzen mit dem PHPP 27 (gem. DIN EN ISO 1379) Primärenergiefaktoren gem. EnEV bzw. 471 T1 Klimaregion München Einfamilienhaus Passivhaus Holzpelletsheizung, Solaranlage Wärmepumpen-Kompaktaggregat, Solaranlage Tage des Passivhauses 29 / 23 Tage des Passivhauses 29 / 24 Grundriss Erdgeschoß Grundriss Obergeschoß Entwurf: Angele Architekten Tage des Passivhauses 29 / 25 Tage des Passivhauses 29 / 26

6 Schnitte Ansichten Tage des Passivhauses 29 / 27 Tage des Passivhauses 29 / 28 Gebäude nach EnEV Gebäude nach EnEV Definition Baustandard EnEV: H T und Q p laut EnEV 29 werden eingehalten Eigenschaften und Randbedingungen für Vergleich Luftwechsel im Mittel,3 h -1 (lt. EnEV,6 h -1 ) Gebäudedichtheit n 5 = 3, h -1 Fenster mit 2-Scheiben-Verglasung Wärmebrückenzuschlag,5 W/(m²K) Pelletsheizung mit Solaranlage Gas-Brennwertwertkessel mit Solaranlage Definition Baustandard KfW 7: H T,85 x EnEV 29 (Referenzgebäude) Q p,7 x EnEV 29 (Referenzgebäude) Eigenschaften und Randbedingungen für Vergleich Luftwechsel im Mittel,3 h -1 (lt. EnEV,6 h -1 ) Gebäudedichtheit n 5 = 1,5 h -1 Fenster mit 2-Scheiben-Verglasung Wärmebrückenzuschlag,5 W/(m²K) Erdreich-Wärmepumpe (JAZ 3,2) Pelletsheizung mit Solaranlage Gas-Brennwertwertkessel, Solaranlage, Lüftung mit WRG Tage des Passivhauses 29 / 29 Tage des Passivhauses 29 / 3

7 Sonnenhauskonzept Sonnenhauskonzept Definition Baustandard Sonnenhaus lt. Sonnenhaus-Institut: Hauptkriterien Baustandard Sonnenhaus: Dämmstandard gemäß "KFW 55" oder besser, H T,28 W/(m²K) Primärenergiebedarf H+WW < 15 kwh/m²a (EBF nach EnEV) Heizung: Hauptenergieträger Sonne (solarer Deckungsgrad > 5%) Nachheizung regenerativ (z.b. Holz) Eigenschaften und Randbedingungen für Vergleich Dämmstandard wie KfW55, d.h. H T <,55 x EnEV 27 Solaranlage mit einem Deckungsanteil für Heizung&WW von ca. 7% freie Lüftung, Luftwechsel im Mittel,3 h -1 Gebäudedichtheit n 5 = 1,5 h -1 Fenster mit 3-Scheiben-Verglasung Wärmebrückenzuschlag,3 W/(m²K) Tage des Passivhauses 29 / 31 Tage des Passivhauses 29 / 32 Sonnenhauskonzept Sonnenhauskonzept Tage des Passivhauses 29 / 33 Tage des Passivhauses 29 / 34

8 Passivhauskonzept Das Passivhauskonzept Funktionsweise Definition Baustandard Passivhaus: Jahresheizwärmebedarf 15 kwh/(m²a) 3: Luftdichte Hülle n 5 <,6 h -1 1: Kompakte Form A/V Luftdichtheit n 5,6 h -1 Primärenergiebedarf H+WW 4 kwh/(m²a) (EBF nach EnEV) Eigenschaften und Randbedingungen für Vergleich Jahresheizwärmebedarf nach PHPP 15 kwh/(m²a) Südausrichtung Zuluft 2: Umlaufende Wärmedämmung U-Werte: <,12 W/(m²K) Luftwechsel im Mittel,3 h -1 Gebäudedichtheit n 5 =,4 h -1 Passivhaus-Fenster mit 3-Scheiben-Verglasung Wärmebrückenzuschlag, W/(m²K) Pelletsheizung mit 14m² Solaranlage WP-Kompaktaggregat (JAZ 2,1) mit 6m² Solaranlage 3-Scheiben Glas Abluft Luft-Luft Wärmetauscher Fortluft Frischluft Tage des Passivhauses 29 / 35 Tage des Passivhauses 29 / 36 Energiebilanzen im Vergleich Werte in kwh/m²a Endenergie 3 Verluste Sonnenhaus Gewinne Verluste Passivhaus Intern Solar Heizung Lüftung Transmission Gewinne Endenergie in kwh/a Haushaltstrom 25 Hilfsenergien Heizung+WW EnEV 29 - Gas EnEV 29 - Pellets KfW 7 Gas-WRG KfW 7 Pellets KfW 7 WP Sonnenhaus PH Pellets PH Kompakt-WP Tage des Passivhauses 29 / 37 Tage des Passivhauses 29 / 4

9 Primärenergie Energiekosten Primärenergie in kwh/a EnEV 29 - Gas EnEV 29 - Pellets KfW 7 Gas-WRG KfW 7 Pellets KfW 7 WP Sonnenhaus Haushaltstrom Heizung+WW PH Pellets PH Kompakt-WP Kosten in pro Jahr Haushaltstrom 2 Heizung+WW EnEV 29 - Gas EnEV 29 - Pellets KfW 7 Gas-WRG KfW 7 Pellets KfW 7 WP Sonnenhaus PH Pellets PH Kompakt-WP Tage des Passivhauses 29 / 41 Tage des Passivhauses 29 / 42 Passivhaus Samerberg Erfahrungen mit Passivhäusern Einfamilienhaus Samerberg Holzständerbau, Steinwolle- und Holzfaserdämmung Heizung: Holzpelletofen 13 m² Solaranlage für Heizung und Warmwasser, 4,32 kwp Fotovoltaik Tage des Passivhauses 29 / 43 Tage des Passivhauses 29 / 44

10 Beispiel: Pelletskessel integriert Kamin Verbrauchserfassung Tage des Passivhauses 29 / 45 Tage des Passivhauses 29 / 46 Messwerte Pelletsheizung Reichsbedenkenträger: Ihr könnt viel ausrechnen, wie hoch ist der Verbrauch den wirklich? Verbrauch/Ertrag in kwh Pellets in kwh 27 Solarertrag in kwh 27 2 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Tage des Passivhauses 29 / 47 Tage des Passivhauses 29 / 48

11 Messwerte Pelletsheizung Verbrauch/Ertrag in kwh Pellets in kwh 27 Solarertrag in kwh 27 Jahreskosten: ca. 2,- für 2 m² Reichsbedenkenträger: Und der Nutzereinfluss Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Tage des Passivhauses 29 / 49 Tage des Passivhauses 29 / 5 Und der Nutzereinfluss? Reichsbedenkenträger: Mit dem Pelletsofen im Wohnzimmer wird es doch viel zu warm Tage des Passivhauses 29 / 51 Tage des Passivhauses 29 / 52

12 Raumtemperaturen Temperatur in C Heizbetrieb Außentemperatur Raumtemperatur Globalstrahlung Heizbetrieb Globalstrahlung in W/m² Reichsbedenkenträger: In allen Räumen die gleiche Temperatur, ich wills im Wohnzimmer wärmer und ein kaltes Schlafzimmer -5 : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : Uhrzeit am Tage des Passivhauses 29 / 53 Tage des Passivhauses 29 / 54 Wohnzimmer Schlafzimmer Temperatur in C, rel. Feuchte in % rel. Feuchte Temperatur Datum/Uhrzeit Temperatur in C, rel. Feuchte in % rel. Feuchte Temperatur Datum/Uhrzeit Tage des Passivhauses 29 / 55 Tage des Passivhauses 29 / 56

13 Globalstrahlung, Raumtemperatur, Kessellaufzeiten Außentemperatur in C 1, 5,, -5, -1, Reichsbedenkenträger: Die Lüftungsanlage funktioniert doch eh nicht Temperatur in C T(W ohnen) Solar W/m² Ofen Globalstrahung in W/m² Tage des Passivhauses 29 / 57 Tage des Passivhauses 29 / 58 Lüftung im Passivhaus Luftqualität: Luftwechsel und CO 2 -Konzentration ohne Lüftung 3 m³/h 4 m³/h Reichsbedenkenträger: Und in den Lüftungsrohren schimmelt der Dreck einzuhaltende CO 2 -Konzentration im Raum Tage des Passivhauses 29 / 59 Tage des Passivhauses 29 / 6

14 Dreck in der Lüftungsanlage?? Fazit Passivhaus bedeutet: nachgewiesener geringster Verbrauch für Heizung&Warmwasser höchste thermische Behaglichkeit im Winter und im Sommer sehr gute Luftqualität minimaler kumulierter Energieaufwand Freude am Wohnen Tage des Passivhauses 29 / 62 Tage des Passivhauses 29 / 63 Was sagen die Bewohner? Tatsächlich übertrifft die Wohnqualität unsere Erwartungen. Das komplette Haus ist angenehm temperiert Mit dem Haus passt soweit alles. Wie Sie sicherlich wissen, ist es sehr angenehm in einen Passivhaus zu wohnen. "... Der Umzug hat gut geklappt und im neuen Haus fühlen wir uns SEHR wohl! Raumklima und Raumgefühl sind prima. Die Temperaturen sind angenehm, obwohl wir noch nicht einmal nachheizen..." "... Trotzdem schlafen wir gut in unserem dunklen Schlafzimmer, dank der Aktivlüftung wirklich erholsam!.." Der Ofen läuft normalerweise von Ende Okt. bis April. Hauptsächlich dann um Warmwasser (Dusche usw.) zu machen. Den Rest des Jahres läuft der Ofen nur in Ausnahmefällen. Hier bin ich echt positiv überrascht, da ich mit der Nord/Süd Ausrichtung des Giebels nicht soviel erwartet habe. Tage des Passivhauses 29 / 64