Passivhaus Objektdokumentation

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1 Passivhaus Objektdokumentation Drei Einfamilienhäuser in Espoo, Finnland Verantwortlicher Planer / Juha Päätalo / Kimmo Lylykangas Architects Passivhausplanung Vernatwortlicher Planer / Kimmo Lylykangas / Kimmo Lylykangas Architects Architektur Diese drei Einfamilienhäuser wurden von TA Yhtymä, einer finnischen Gesellschaft für soziales Wohnen, als Mietshäuser erreichtet. Fertigstellung folgte Die zweigeschossigen, ohne Keller errichteten Massivbauten sind mit der Längsseite nach Süden orientiert. Weitere Informationen unter Projekt-ID 3902 Besonderheiten: Alle drei Häuser werden von einer einzigen Erdwärmepumpe mit Wärme und Warmwasser versorgt, im Sommerhalbjahr wird das Warmwasser durch eine Solaranlage erzeugt (jedes Haus hat eine eigene Solaranlage mit Speicher). 18 U-Wert Außenwand 0,076 W/m2K PHPP-Jahres2 U-Wert Bodenplatte 0,087 W/m K Heizwärmebedarf* kwh/(m2a) 2 U-Wert Dach 0,053 W/m K PHPP-Heizlast* 10 W/m2 mittlerer U-Wert Fenster 0,57 W/m2K PHPP-PrimärenergieWärmerückgewinnung 94 % Kennwert* 105 kwh/(m2a) Drucktest n50* 0,4 h-1 * PHPP-Werte und Drucktestergebnisse vom Haus 2

2 1 Bauafgabe Die Bauafgabe lautete, auf diesem typischen Vorort-Grundstück in der Stadt Espoo, auf einem für Einfamilienhäuser ausgewiesenen Baugebiet, drei Einfamilienhäuser mit je ca. 140 m2 Wohnfläche als zertifizierte Passivhäuser zu errichten. Lageplan

3 2. Fotos Ansicht Westen Ansicht Süden Innenraum (OG) Ansicht Osten

4 3. Fassadenschnitt Die Bauteile sind in der Spalte rechts mit Aufbau von innen nach außen beschrieben. Dach (0,053 W/m 2 K) 13 mm Gipskarton 48 mm Lattung (Installation) 22 mm Konterlattung Dampfsperre 125 mm Glaswolle (0,033 W/mK) zwischen Untergurten des Fachwerkträgers 630 mm Einblasglaswolle (0,041 W/mK) zwischen den Stäben des Fachwerkträgers 220 mm Hinterlüftung 23 mm Lattung Bitumenabdichtung Außenwand OG (0,076 W/m 2 K) Spachtelung und Anstrich 120 mm Stahlbeton 400 mm WDVS (Neopor) 10 mm Außenputz Geschossdecke 20 mm Parkett 40 mm Heizestrich 35 mm Trittschalldämmung 200 mm Hohldiele, Stahlbeton Spachtelung und Anstrich Außenwand EG (0,076 W/m 2 K) Spachtelung und Anstrich 150 mm Stahlbeton 400 mm Neopor (0,031 W/mK) 10 mm Außenputz Bodenplatte (0,087 W/m 2 K) 20 mm Parkett 80 mm Heizestrich 350 mm Neopor (0,031 W/mK) Streifenfundament 150 mm Stahlbeton / Blähtonbetonstein 320 mm EPS (0,035 W/mK) 80 mm Stahlbeton

5 4. Grundrisse (exemplarisch vom Haus 1) Grundriss EG Grundriss OG

6 5. Konstruktionsdetails der Passivhaushülle und -technik 5.1 Fundamente Das Fundament sowohl für die Außenwände als auch für die tragende Innenwand bildet ein Streifenfundament. Die Bodenplatte ist schwimmend verlegt und beinhaltet die Heizschlangen der Fußbodenheizung. Um die Wärmebrücke beim Streifenfundament zu minimieren, besteht die Innenseite des Streifenfundaments der Außenwände an der Ebene der Bodenplattendämmung aus Blähtonbetonsteinen (Lambdawert 0,21 W/mK). Das Streifenfundament der tragenden Innenwand ist komplett aus Blähtonbetonsteinen gemauert. 2,12 5 Streifenfundament für Außenwand Streifenfundament, tragende Innenwand 5.2 Außenwände Die Konstruktion der Außenwände besteht aus einer tragenden Stahlbetonwand (je nach Stockwerk 15 oder 12 cm) und einer 40 cm starken Dämmschicht. Der Anschluss der tragenden Innenwände ist unproblematisch. Konstruktion der Außenwände mit Anschluss zur tragenden Innenwand

7 5.3 Dach Die Dachkostruktion wird mittels Fachwerkträgern errichtet. Der Fachwerkträger sitzt auf der tragenden Innenwand und trägt von der einen bis zur anderen Außenwand. Die Dämmschicht der Außenwand wird nach oben verlängert. Dadurch kann die Konstruktion wärmebrückenfrei erfolgen. Dachkonstruktion 5.4 Fenster Um den Passivhausstandard zu erreichen, war der Einsatz von 4-fach-Verglasung bei den fest verglasten Fenstern notwendig. Diese Produkte sind in Finnland nicht auf dem Markt zu haben und wurden vom Hersteller (Lammin Ikkuna) maßgeschneidert für das Bauvorhaben gefertigt. Um die Einbauwärmebrücke zu verringern, wurden alle Fensterrahmen (mit Ausnahme des Stulps) außen überdämmt. Die Fenster reichen folgende Kennwerte: Fenstertyp Festverglasung Fenstertür Kastenfenster Konstruktion 4fach Isolierglas 3fach Isolierglas 2+2fach Isolierglas U-Wert Rahmen 0,53 W/m 2 K 0,93 W/m 2 K 0,70 W/m 2 K U-Wert Glas 0,34 W/m 2 K 0,51 W/m 2 K 0,55 W/m 2 K g-wert Glas 0,42 0,50 0,49 Einbaudetail, Fenster (Festverglasung und Fenstertür)

8 5.5 Luftdichte Hülle An den Außenwänden bilden die Betonwände die luftdichte Ebene, am Dach die Dampfsperre hinter der Installationsebene, an der Bodenplatte der schwimmende Estrich. Vorsicht war vor allem an den Anschlüssen geboten. Fenster wurden auf der Außenseite der Betonwände mittels Kompriband luftdich montiert. Der Fundament-Anschluss unter tragenden Wänden wurde mit einer im Estrich eingegossenen Folie hergestellt. Alle Durchbrüche in der Dampfsperre wurden luftdicht geklebt. Luftdichte Ebene, Längsschnitt Luftdichte Ebene, Querschnitt

9 ,12 Detailzeichnungen und Ausführungsfotos der luftdichten Hülle: Anschluss Außenwand-Dach mit Kompribad und Dampfsperre (oben links). Fensterrahmen mit Kompriband zwischen Außenwand und Fensterrahmen (oben rechts). Sockelanschluss der tragenden Innenwand: Mit Bitumenfolie, die in den Estrich eingegossen wird (mitte links und mitte rechts). Fotos der Fenstermontage (unten links und rechts). Der Blower-Door-Test wurde am durch die Firma TK Energiatodistus ja rakennuspalvelu Oy aus Jyväskylä, Finnland, durchgeführt. Die Ergebnisse waren 0,34 für Haus 1 sowie 0,35 für die Häuser 2 und 3.

10 5.6 Lüftung Lüftungsplanung (Haus 1, EG) Die Lüftungsanlage war ein wichtiges Instrument, um den Passivhausstandard bei diesem Projekt zu erreichen. Deswegen fiel die Wahl zwangsläufig auf das effizienteste Gerät, das in der Planungszeit auf dem Markt war (Paul Novus 300 mit einer Wärmebereitstellungsgrad von 93 % und einer Elektroeffizienz von 0,24 Wh/m 3 ). Darüber hinaus gehört ein solebetriebener Erdreichwärmetauscher zum Lüftungskonzept (im Foto rechts der Lüftungsanlage). Die gedämmten Kanäle für Außenluft und Fortluft werden direkt vom Technikraum in die Außenluft geführt, um deren Länge möglichst kurz zu halten. Die Ansaugung der Außenluft erfolgt auf der Nordseite des Hauses. Sie wird zuerst im Erdreichwärmetauscher vorerwärmt (oder -gekühlt), bevor sie den Wärmetauscher der Lüftungsanlage erreicht. Fortluft wird über einen Edelstahlkamin, ebenfalls auf der Nordseite des Hauses, ausgeblasen. Lüftungsanlage im Technikraum

11 5.7 Wärmeversorgung Die Wärmeversorgung für alle drei Häuser übernimmt eine Erdwärmepumpe, die sich im Haus 3 befindet. Zusätzlich hat jedes Haus eine Solaranlage, die im Sommerhalbjahr die Warmwasserversorgung übernimmt. Solaranlage 5,7 m 2 Wärmepumpe 6 kw für drei Häuser Warmwasserspeicher 500 Liter Anlagenschema 6 Kennwerte aus PHPP Haus 1 Haus 2 Haus 3 Energiebezugsfläche 141,4 m 2 141,4 m 2 141,4 m 2 Heizwärmebedarf 20 kwh/m 2 a 18 kwh/m 2 a 18 kwh/m 2 a Heizlast 10 W/m 2 10 W/m 2 10 W/m 2 Übertemperaturhäufigkeit 0,0 % 2,6 % 2,6 % Primäenergie 111 kwh/m 2 a 105 kwh/m 2 a 108 kwh/m 2 a WW, Heizung, Hilfsstrom 53 kwh/m 2 a 46 kwh/m 2 a 49 kwh/m 2 a Drucktest n 50 0,3 h -1 0,4 h -1 0,4 h -1 7 Baukosten & Bauwerkskosten Da der Bauherr eine Wohnbaugesellschaft für sozialen Wohnungsbau ist und dieses Bauwerk ein Pilotprojekt mit einem höheren Budget als üblich war, hat der Bauherr uns mitgeteilt, dass er die Kosten nicht veröffentlichen möchte. 8 Baujahr Oravarinne Passivhäuser wurden 2013 fertigestellt.

12 9 Architektur Die architektonische Idee der Häuser ist ein kompakter Baukörper, der von einer überdachten Terrasse umschlossen wird. So entstehen halbprivate Außenräume, die die Wohnräume nach außen erweitern. Die Terrasse hat je nach Himmelsrichtung eine unterschiedliche Tiefe. Auf der Südseite bildet sie den konstruktiven Sonnenschutz im Sommer, lässt im Winter aber die tief liegende Sonne hinein, die dann die Innenräume aufwärmt. Die Wohnräume sind großzügig verglast, um die Natur der Umgebung hineinzulassen. 10 Haustechnik Die Haustechnik spielte eine entscheidende Rolle, dass der Passivhausstandard bei diesem Projekt überhaupt erreicht wurde. Dass der Standard nur mit dem effizientesten Lüftungsgerät am Markt erreicht werden konnte, schloss viele andere haustechnische Möglichkeiten (u.a. Kompaktgeräte) aus und gab die Rahmenbedingungen für die restliche Technik vor. Um den Primärenergiebedarf möglichst niedrig zu halten, wurde eine Erdwärmepumpe mit einer hohen Jahresarbeitszahl gewählt. Aber weil keine Erdwärmepumpe klein genug war für die Bedürfnisse von einem Haus, versorgt nun eine 6-kW-Erdwärmepumpe alle drei Häuser mit Wärme und Warmwasser. Dadurch enstehen gewisse Leitungsverluste. Jedes Haus hat eine eigene Solaranlage, die rund 50 Prozent des jährlichen Warmwasserbedarfs deckt. 11 Bauphysik Bei diesem Projekt wurden alle Wärmebrücken mit Hilfe der zweidimensionalen Finite-Elemente-Software Therm berechnet. Die Software wurde darüber hinaus für die Optimierung der Sockel- und Fensterdetails verwendet. 11 Erfahrungen In der ersten Heizperiode im Winter wurden erste Erfahrungen der Bewohner bekannt. Es hat sich herausgestellt, dass die Innenraumtemperaturen noch sehr große Schwankungen aufweisen. Die Wärmeabgabe der Fußbodenheizung ist manchmal zu groß, manchmal zu langsam und braucht noch Feintuning in der kommenden Heizperiode. Eine Heizung mit derart niedriger Heizlast ist in Finnland neu, und sie muss in Zukunft sicher viel genauer geplant werden. 12 Veröffentlichungen Oravarinne Passivhäuser haben beim Passive House Award 2014 den ersten Preis in der Kategorie Einfamilienhäuser gewonnen. Daher wurde das Projekt bereits publiziert, weitere werden in den kommenden Monaten noch folgen. Bisher wurde das Haus in folgenden Publikationen präsentiert. Active for more comfort: Passive House 2014, S Betoni 2/2014, S