Passivhaus- Objektdokumentation

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1 Passivhaus- Objektdokumentation Neubau Kinderkrippe auf der Eeke in Bremerhaven Bild 1: Westfassade (Gruppenräume) Verantwortliche Planer: Dipl.-Ing. Kristy Bartels - Architektin Dipl.- Ing. Carsten Block - Architekt Dipl.-Ing. Joanna Lensch Haustechnische Planung Grannemann Architekten Seestadt Immobilien Seestadt Immobilien Das Gebäude entstand im Rahmen des Programms Tagespflege für Kinder unter drei Jahre". In dem Neubau des Kindergartens finden auf einer BGF (Bruttogeschossfläche) von 655m² drei Gruppen mit insgesamt 30 Kindern unter 3 Jahren Platz. Das Gebäude würde im März 2011 eröffnet. U-Wert Außenwand 0,124 W/(m²K) PHPP Jahres- 15,09 Heizwärmebedarf U-Wert Sohle 0,098 W/(m²K) kwh/(m²a) U-Wert Dach U-Wert Fenster 0,067 W/(m²K) 0,64 W/(m²K) (mittel) PHPP Primärenergie 62 kwh/(m²a) Wärmerückgewinnung 84 % Drucktest n 50 0,14 h -1 1

2 1 Kurzbeschreibung der Bauaufgabe Passivhaus Kita auf der Eeke Die Kindertagesstätte (KiTa) Auf der Eeke ist das erste öffentliche Gebäude in der Stadt Bremerhaven, das als Passivhaus zertifiziert worden ist. Das Gebäude entstand im Rahmen des Programms Tagespflege für Kinder unter drei Jahre", um den Rechtsanspruch auf einen Betreuungsplatz für Kinder unter 3 Jahren nach dem Kinderförderungsgesetz zu erfüllen. Es bietet auf 655 m² BGF Platz für 30 Kinder und 10 Betreuungskräfte, die in 3 Gruppen aufgeteilt sind. Neben den Gruppenräumen sind noch drei Schlafräume, ein Bewegungsraum, drei Büro- und Sozialräume, ein Waschraum sowie WC-Räume und Verkehrsflächen vorhanden. Das eingeschossige Gebäude ist in Massivbauweise mit Vorhangfassade erstellt. Das Pultdach ist als Holzkonstruktion aufgebaut. 1.1 Beteiligten an der Passivhaus-Planung 1. Dipl.-Ing. Kristy Bartels, Grannemann Architekten Dipl.- Ing. Carsten Block, Seestadt Immobilien - Architekturplanung, - Detailplanung, - Gebäude-Zeichnungen, - Bauleitung 2. Dipl.-Ing. Joanna Lensch, Seestadt Immobilien - Erstellung von energetischem Konzept des Gebäudes mit der Berücksichtigung der relevanten Passivhausaspekte, - PHPP Berechnungen in Zusammenarbeit mit Ökoplan Büro, - Mitwirken bei der Planung der Baukonstruktionen, - Erstellung von einem Konzept für die haustechnischen Anlagen (Heizung einschl. Warmwasserbereitung, Lüftung, Sanitär, Regelungstechnik) - Ausführungsplanung, Ausschreibung, Bauleitung für die haustechnischen Anlagen, (Heizlastberechnung, Auslegung des Wärmeerzeugers, der statischen Heizung, Planung und Auslegung der Warmwasserbereitung einschl. Pufferspeicher, Luftmengenberechnung, Auslegung des Lüftungsgerätes, Berechnung des Kanalnetzes, Planung der Reglungstechnik variable Luftführung entspr. der CO2- Konzentrationen in den Räumen) 2

3 2 Ansichtsfotos Kita auf der Eeke Bild 2: Südfassade (Bewegungsraum und Sozialräume) Bild 3: Nordfassade (Technikräume) 3

4 Bild 4: Ostfassade (Nebenräume WC, Küche) Bild 5: Innenraumaufnahme Gruppenraum Westseite 4

5 Bild 6: Innenraumaufnahme Gruppenraum (über den Türen befinden sich Zuluftöffnungen, in der Tür ein Überströmgitter) 5

6 3 Schnittzeichnungen Verantwortlich: Dipl.-Ing. Kristy Bartels, Grannemann Architekten Dipl.- Ing. Carsten Block, Seestadt Immobilien Zeichnung 1 Gebäudeschnitte Zeichnung 2 Gebäudeschnitt 6

7 In der Zeichnung Nr.1 ist die ringsum geschlossene thermische Hülle mit jeweils lückenloser Wärmedämmung gut erkennbar. Im Schnitt in der Zeichnung Nr.2 ist der Verlauf der wärmedämmenden und der luftdichten Hülle dargestellt. 4 Lageplan und Grundrisse Verantwortlich: Dipl.-Ing. Kristy Bartels, Grannemann Architekten Dipl.- Ing. Carsten Block, Seestadt Immobilien Zeichnung 3 - Lageplan 7

8 Zeichnung 4 Gebäudegrundriss Zeichnung 5 Gebäudegrundriss mit wärmedämmender und luftdichter Hülle Die Kita ist als eingeschossiger Bau konzipiert worden. In der Mitte des Baukörpers befinden sich Verkehrsflächen Flure und Garderoben. Die Gruppen- und Schlafräume der Kinder sind nach Westen orientiert und mit direktem Zugang zum Garten. Die Sozialräume und der Bewegungsraum sind nach Süden, die übrigen Räume, wie Sanitärräume, Küche und Technikraum sind nach Osten gerichtet. 8

9 5 Konstruktionsdetails der Passivhaushülle und - Technik Verantwortlich: Dipl.-Ing. Kristy Bartels, Grannemann Architekten Dipl.- Ing. Carsten Block, Seestadt Immobilien Dipl.-Ing. Joanna Lensch, Seestadt Immobilien 5.1 Konstruktion inkl. Dämmung der Bodenplatte Bild 7 Verlegung der Isoquic-Wanne Zeichnung 6 Detail - Sockelanschluss 9

10 Vermeidung von Wärmebrücken am Fußpunkt des aufsteigenden Mauerwerks: Ein lückenloser Anschluss der Bodenplattendämmung (Isoquik-Wanne) an die Dämmung der Außenwände. Aufbau der Bodenplatte: Bodenp latte Innenbelag, 5 cm Zementestrich, 6 cm Dämmung WLG 030, 25 cm Stahlbetonsohle, 30 cm Isoquic-Perimeter-Bodenwanne WLG 038 U-Wert 0,098 W/(m²K) 5.2 Konstruktion inkl. Dämmung der Außenwände Zeichnung 7 Horizontalschnitt - Außenwand 10

11 Bild 8 Verlegung der Außenwanddämmung Der Aufbau der Außenwand: Die gemauerte Porenbetonwand ist 24 cm stark und innen mit Gipsputz verputzt, außen ist sie mit einer Vorhangfassade versehen. Die Wärmedämmung für die vorgehängte hinterlüftete Außenwandbekleidung besteht aus Polystyrol-Hartschaum EPS DIN EN 13163, Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit max. 0,035 W/mK DIN V , mit bauaufsichtlicher Zulassung, Baustoffklasse DIN B1 (schwerentflammbar). Die Platten der Dicke 100 mm sind 2-lagig verlegt, die Stöße sind versetzt, Befestigung durch Kleben. Die Unterkonstruktionen für die Fassadenplatten sind thermisch getrennt. Für die Fassadenanker wurde ein Wärmebrückennachweis geführt. Außenwand Innenputz, 24 cm Porenbeton, 20 cm Dämmung aus Polystyrol-Hartschaum U-Wert 0,124 W/(m²K) 11

12 5.3 Konstruktion inkl. Dämmung des Daches Zeichnung 8 Horizontalschnitt Außenwand Bild 9 Verlegung der Dachdämmung 12

13 Der Dachaufbau: Das Pultdach ist als Holzkonstruktion mit TGI-Trägern aufgebaut. Die Konstruktion wurde zwischen den Trägern mit 40 cm starker Mineralwolle (WLG 035) gedämmt. Auf der Außenseite der Konstruktion wurde zusätzlich eine 14 cm starke Aufdachdämmung angebracht. Dach Deckenbekleidung (Akustikplatten 12,5 mm), Unterkonstruktion, 40 cm TGI-Träger mit Zwischendämmung aus Steinwolle (WLG 035), OSB-Platte, 14 cm Aufdachdämmung (WLG 040), Dachabdichtung 0,067 W/(m²K) 5.4 Fensterschnitte inkl. Einbauzeichnung Zeichnung 9 Fenster-Schnitt 13

14 Bild 10 Bodentiefe Fenster Fenster: Eingebaut wurden Holz-Alu-Passivhausfenster mit 3-fach Verglasung mit zertifizierten Rahmen Fabrikat: Wiegand 'DW-Plus'. Um Wärmebrücken zu vermeiden, wurden die bodentiefen Fenster auf Purinit-Klötze gestellt. Daten zum Fenster: Fenster Rahmenmaterial: Rahmen in Holz-/PU-Sandwichbauweise mit Alu-Vorsatzschale Uf = 0.8 W/(m2K), Verglasung 44 mm mit Ug = 0.5 W/(m2K) (4/16/4/16/4), Randverbund Termix Mitteldichtung im Flügelrahmen, g-wert: 0,51. Entwässerung über Dichtungsprofil hinter Vorsatzschale Mittelwert_ 0,64 W/(m²K) 14

15 6 Luftdichte Hülle; Dokumentation des Drucktestergebnisses Verantwortlich: Dipl.-Ing. Kristy Bartels, Grannemann Architekten Dipl.- Ing. Carsten Block, Seestadt Immobilien Dipl.-Ing. Joanna Lensch, Seestadt Immobilien Die Messung wurde nach der Norm DIN EN aus durchgeführt. Sie wurde nach dem Verfahren A nach der Fertigstellung des Gebäudes am durchgeführt. Mit der Messung wurde das Büro KSF VBI aus Bremerhaven beauftragt. Luftdichtende Bauteilschichten sind: - Boden Beton - Außenwände Putz - Dach Dampfbremse Die Luftdichtigkeit der Gebäudehülle ist sehr gut und unterschreitet die Mindestanforderungen an Gebäudedichtigkeit für Passivhäuser deutlich. Die gemessene Luftwechselrate bei 50 Pascal beträgt n50= 0,14 h-1. 15

16 7 Haustechnisches Konzept Verantwortlich: Dipl.-Ing. Joanna Lensch, Seestadt Immobilien 7.1 Wärmeversorgung Der geringe Restwärmebedarf wird konventionell durch den Einsatz von statischen Heizflächen gedeckt. Außerhalb der Nutzungszeiten der KiTa wird von einem Heizbetrieb auf einen Absenkbetrieb gewechselt. Bei den Heizkörpern wurden Thermostatventile mit festem Einstellbereich (Behördenmodelle) eingesetzt, die für die Einhaltung einer Raumtemperatur von 22 C eingestellt sind. Zur Wärmeerzeugung wird ein Gas-Brennwert-Kessel Fabr. Brötje mit einer Leistung von 28 kw und einem Normnutzungsgrad von bis zu 109% eingesetzt. Die Gas-Brennwerttherme arbeitet auf einen Heizungsspeicher mit knapp 500 Litern Speichervermögen. Dieser versorgt neben dem Heizkreis mit den statischen Heizflächen drei dezentrale Trinkwasser-Erwärmungs-Stationen. Bei Bedarf wird das Trinkwasser direkt an der Station durch einen Edelstahl-Plattenwärmetauscher erwärmt. Ein großer Vorteil der Trinkwasser-Erwärmungs-Stationen ist die Minimierung der Legionellen-Problematik. Die folgende Abbildung zeigt das Heizungsschema der KiTa. Zeichnung 10: Heizungsschema 16

17 Bild 11 Heizungsanlage 7.2 Lüftungssystem Zur Verringerung der Lüftungswärmeverluste der KiTa erfolgt der erforderliche Luftwechsel durch eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Das Lüftungsgerät ist mit einem Gegenstromwärmetauscher ausgestattet, bei dem laut Hersteller Rückwärmezahlen von bis zu 84% möglich sind. Dadurch kann die Außenluft im Winter mittels der Wärmerückgewinnung vorkonditioniert in die Räume eingebracht werden. Eine zusätzliche Nachheizung der Zuluft beispielsweise durch ein elektrisches Nachheizregister wurde nicht vorgesehen. Um den Wärmeübertrager bei zu geringen Außentemperaturen zu schützen, wird über einen Frostschutzmechanismus warme Luft aus dem Technikraum über einen Umluftbypass in das Gerät eingebracht. Die Öffnung des Bypasses erfolgt durch einen elektrischen Stellmotor (s. Bild 11). Das Lüftungsgerät wurde für einen Lüftungsvolumenstrom von 670 m³/h ausgelegt, was bei der maximalen Belegungsdichte (30 Kinder und 10 Mitarbeiter) etwa 15 m³/(h*person) entspricht. Aufgrund des geringeren Bedarfes von Kindern, der nicht ganztägigen Nutzung wie auch der regelmäßigen Aufenthalten in den Außenbereichen wurde einer Wert unterhalb von üblicherweise 30 m³/h und pro erwachsener Person gewählt. 17

18 Für das Lüftungskonzept wurde das bekannte Prinzip der gerichteten Durchströmung gewählt. Dabei wird die Zuluft in die Gruppenräume sowie die Schlaf- und Personalräume eingeleitet. Die Abluft wird aus den stark belasteten Räumen wie den Sanitärbereichen oder dem Technikraum abgezogen. Durch die eingesetzten Überströmelemente stellt sich eine Strömung zwischen den Zu- und Abluftbereichen ein. Als Überströmbereich fungiert dabei der langgezogene Flur. Dadurch sind alle Räume im Lüftungskonzept eingebunden. In der Zeichnung 11 ist das Lüftungskonzept grafisch dargestellt. Zeichnung 11: Lüftungskonzept 18

19 Das Lüftungsgerät: Frostschutz Außenluft Fortluft Zuluft Abluft Bild 11 Lüftungsanlage Fabrikat: Lufttechnik Schmeißer GmbH Typ: GSL-1000-G/EMC Gerät mit Abtauautomatik und Volumenstrombalance Gehäuse aus pulverbeschichtetem Stahlblech, innenliegende Dämmung zusätzlich mit Blech verkleidet Lüfter Zuluft & Abluft stufenlos regelbar Staubfilter Außenluft EU5 (optional EU7) Staubfilter Abluft EU4 Integrierte Mikroprozessorregelung mit externer Bedieneinheit Rückwärmezahl 84 % 19

20 Technische Daten Gerät: GSL GSL-1000-G/EMC +ASB G/EMC Nennvolumenstrom stufenlos / Pressung max m³/h / 150 Pa elektrischer Anschluss 230 V AC Leistungsaufnahme Gehäuse bis 740 W Gewicht ca. 170 kg 180 kg Abmessungen B x H x T ohne Stutzen mm x x 805 Luftseitige Anschlüsse Außenluft mm DN 355 Zuluft mm DN 355 Abluft mm DN 355 Fortluft mm DN 355 Abtauumluft mm DN 200 Kondensatanschluss mm DN 20 Lüfter Zuluft EC-Radialventilator mit Spiralgehäuse elektrischer Anschluss 230 V AC Leistungsaufnahme max 370 W Lüfter Abluft EC-Radialventilator mit Spiralgehäuse elektrischer Anschluss 230 V AC Leistungsaufnahme max 370 W Abtauautomatik bei gleichem Massestrom (Volumenstrom) von Außenluft und Fortluft ohne Zusatzenergie, d.h. ohne vorgeschalteten Erdwärmetauscher (Luft oder Wasser) und / oder elektrisches Vorheizregister 20

21 Technische Daten Plattentauscher: 21

22 8 PHPP-Berechnungen Verantwortlich: Dipl.-Ing. Joanna Lensch, Seestadt Immobilien Ökoplan Büro für zeitgemäße Energieanwendung, Hamburg Die Berechnungen wurden mit dem PHPP 2007 erstellt, verwendete Klimazone Hamburg. Sie wurde vom Ökoplan Büro für zeitgemäße Energieanwendung in Hamburg durchgeführt. 22

23 9 Weitere Angaben PHPP Heizwärmebedarf PHPP Primärenergiebedarf 15,1 kwh/m²a 62,0 kwh/m²a Baujahr 2011 Energiebezugsfläche PHPP 500,1 m² BGF 655 m² BRI 2710 m³ Baukosten KG 300 und 400 gesamt Baukosten KG 300 und 400 auf BGF /m² Zuschuss energiekonsens Bremen Architektur PHPP Berechnung Haustechnik und PH-Planung Statik Zertifizierung Monitoring Grannemann Architekten, Bremerhaven Dipl.-Ing. K. Bartels Seestadt Immobilien, Bremerhaven Dipl.-Ing. Carsten Block Ökoplan Büro für zeitgemäße Energieanwendung, Hamburg Seestadt Immobilien, Bremerhaven Dipl.-Ing. Joanna Lensch Born + Gollücke Ingenieurgesellschaft mbh, Bremerhaven ZEBAU GmbH, Hamburg Hochschule Bremerhaven 23

24 10 Gebäude Zertifikat 24

25 11 Messergebnisse Verantwortlich: Hochschule Bremerhaven Dipl.-Ing. Joanna Lensch, Seestadt Immobilien In den zurückliegenden Jahren würde in der Kita ein Monitoring durch Hochschule Bremerhaven durchgeführt. Dabei sind das energetische Verbrauchsverhalten und die Einhaltung von Behaglichkeitskriterien in Abhängigkeit der eingesetzten Passivhaustechnologie bewertet werden. Des Weiteren sollte überprüft werden, in wieweit die Kindertagesstätte die Passivhausanforderungen in der Praxis erfüllt. Für die dazu notwendigen Analysen wurden relevante Messdaten aus den Bilanzjahren 2011/12 und 2012/13 dargestellt und ausgewertet. Der Seestadt Immobilien liegt zurzeit eine Kurzfassung des Berichtes Energetische und raumklimatische Evaluierung des Passivhausstandard der Kindertagesstätte Auf der Eeke erstellt von: Prof. Dr.-Ing. Peter Ritzenhoff und Dennis Karge, BA als Entwurf vor, die endgültige Fassung ist noch nicht bereitgestellt. In der Kurzfassung ist folgendes zu lesen: Die Analyse des elektrischen Energieverbrauchs ergab, dass der größte Verbrauchsanteil durch den Allgemeinstrom wie beispielsweise durch die Nutzung von Küchengeräten hervorgerufen wird. Geringe Verbrauchsanteile werden durch die Hilfsströme für Heizung und Warmwasserbereitung verursacht, was auf eine effiziente Anlagentechnik schließt. Die Planungen und die Ausführung des KiTa-Gebäudes erfüllen die Anforderungen des Passivhausstandards. Die Auswertung der Heizwärmeverbräuche der ersten beiden Betriebsjahre zeigt jedoch, dass der laut Passivhausstandard geforderte Energiekennwert für Heizwärme von 15 kwh/(m²a) durch die vom Betreiber angesetzte Raumsolltemperatur von 22 C geringfügig überschritten wurde. Im Vergleich zu mittleren Wärmeverbräuchen für Heizung und Warmwasser von konventionellen Kindertagesstätten im Land Bremen hat die KiTa Auf der Eeke mit 32 kwh/m 2 a erwartungsgemäß ein äußerst niedriges Verbrauchsniveau und führt zu Reduktionen von 78%. Thermografische Untersuchungen der Gebäudehülle haben zudem keine Auffälligkeiten ergeben. 25