Das Passivhaus - Funktionsweise

Transkript

1 Das Passivhaus - Funktionsweise Dr. Harald Krause B.Tec Dr. Krause & Kirmayr, Rosenheim 1. Passivhaustagung Tirol 27./28. Juni

2 Grundlagen Projektierung Haustechnik Beispiele 2

3 Faktor Vier Doppelter Wohlstand - halbierter Naturverbrauch Weltenergiebedarf im Jahr 2045 heute Reduktion zur Klimastabilisierung 3

4 Anforderungen Jahresheizwärmebedarf < 15 kwh/(m 2 a) Heizlast < 10 W/m 2 Luftdichtheit n 50 < 0,6 h -1 Primärenergiekennwert < 120 kwh/(m 2 a) 4

5 Energiestandards Primärenergieverbrauch für Heizung und Warmwasser für typ. EFH: EnEV: ca. 110 kwh/(m²a) KfW 60: < 60 kwh/(m²a) KfW 40: < 40 kwh/(m²a) Passivhaus: < 30 kwh/(m²a) Achtung: anderes Nachweisverfahren, bei Berechnung nach EnEV erhält man für Passivhaus z.t. negative Werte 5

6 Quelle: Krapmeier, Drössler: Cepheus 6

7 Passivhaus Prinzip Quelle: PHI Darmstadt 7

8 Quelle: Krapmeier, Drössler: Cepheus 8

9 Jahresheizwärmebedarf Q H Q H = Q T + Q L - G (Q S + Q I ) Q T : Transmissionswärmeverluste Q L : Lüftungswärmeverluste Q S : Wärmeangebot Solarstrahlung Q I : Interne Wärmequellen G : Nutzungsgrad Wärmegewinne 9

10 Energiebilanz Passivhaus Energiebedarf kwh/m²a Lüftung 10 Transmission 30 Intern 9 Solar 16 Heizung 15 0 Verluste Gewinne 10

11 Transmissionswärmebedarf Flächen Außenwände, Dach etc. A/V Verhältnis U-Werte 11

12 Niedrige U-Werte Hohe Oberflächentemperaturen führen zu behaglichem Raumklima niedriger Energieverbrauch keine Tauwassergefahr, d.h. Vermeidung von Bauschäden 12

13 Mögliche Wandaufbauten Mögliche Wandaufbauten 13

14 Mögliche Wandaufbauten Mögliche Wandaufbauten 14

15 Fenster 15

16 Verglasung 16

17 Lüftungswärmebedarf Gebäudedichtheit Wärmerückgewinnung der Lüftungsanlage Erdreichwärmetauscher zur Erwärmung der Zuluft 17

18 Dichtheit und Lüftung Keine Zugerscheinungen Gute Raumluftqualität Bedarfsgerechte Frischluftversorgung Energieeinsparung Luft zur Heizung 18

19 Lüftung mit Wärmerückgewinnung 19

20 Lüftung mit Wärmerückgewinnung Effektiver Wärmebereitstellungsgrad 85% Gleichstrommotoren Sommerbypass Zuluftvorheizung Volumenstrombalance 20

21 Dichtheitsprüfung Prüfung der Gebäudedichtheit durch blower door Messung Druckdifferenz durch Ventilator 50 Pa n 50 < 0,6 h -1 Prüfung für jedes Gebäude 21

22 Erdreichwärmetauscher Luftvorwärmung im Winter, geringe Kühlung im Sommer (EFH ca W) KG-Rohr o.ä. im Erdreich verlegt, ca. 1,2 bis 2 m Tiefe Gefälle 2% wg. Kondensatablauf Filter am Eingang, Filter sollte nicht unter Lufttemp. abkühlen (Tauwassergefahr), Luftansaugung min. 1m über Erdreich Druckverluste beachten, Auslegung z.b. mit PH-Luft 22

23 Erdreichwärmetauscher 23

24 Solare Energiegewinne Verglasungsflächen g-werte, Gesamtenergiedurchlaßgrad Orientierung der Fensterflächen Verschattung 24

25 Interne Wärmegewinne Abwärme von Hausgeräten, Beleuchtung Abwärme der Bewohner Abwärme Maschinen, EDV etc. 25

26 Heizlast: Warum 10 W/m 2? Heizung erfolgt über Zuluft, n L 0,4 h -1 größerer Luftwechsel führt zu trockener Luft max. Temperatur 52, sonst Staubverschwelung 26

27 Primärenergiekennwert Jahresheizwärmebedarf Verluste der Heizung Nutzungsgrad Heizquelle Warmwasserbedarf abzgl. Solarenergiebeitrag Stromverbrauch 27

28 Beispiel 1 28

29 Hausschnitt 29

30 U-Werte U W = 0,11 W/(m 2 K) U D = 0,09 W/(m 2 K) U F = 0,79 W/(m 2 K) U G = 0,14 W/(m 2 K) U T = 0,98 W/(m 2 K) 30

31 Werte Beispiel 1 Q T = 29,4 kwh/(m 2 a) Q L = 10,2 kwh/(m 2 a) Q S = 17,2 kwh/(m 2 a) Q I = 8,6 kwh/(m 2 a) Q H = 14,9 kwh/(m 2 a) 31

32 Haustechnik-Varianten Var. 1: Direktelektrisch mit Solaranlage für Brauchwassererwärmung Var. 2a: Heizungsunterstützende Solaranlage mit elektr. Nachheizung Var. 2b: Heizungsunterstützende Solaranlage mit Gasbrennwert Var. 2c: Heizungsunterstützende Solaranlage mit Holzpelletofen Var 3: Kompaktaggregat 32

33 Kreuzstrom- Wärmetauscher zentrales Nachheizregister Zuluftventile mit elektr. Nachheizung Fortluft Frischluft Abluftventile Kollektorfeld 6 m² WW Warmwasser- Solarboiler mit elektrischer Nachheizung KW Elektrische Heizung solare Brauchwassererwärmung 33

34 Fortluft Kreuzstrom- Wärmetauscher zentrales Nachheizregister Zuluftventile Frischluft Abluftventile WW Kollektorfeld 10 m² KW Solar- Schichtenspeicher mit elektrischer Nachheizung Heizkörper Wohnen, Bad Solarschichtenspeicher elektrische Nachheizung 34

35 Fortluft Kreuzstrom- Wärmetauscher zentrales Nachheizregister Zuluftventile Frischluft Abluftventile WW Kollektorfeld 10 m² KW Solar- Schichtenspeicher mit Brennwertgerät SolvisMax Heizkörper Wohnen, Bad Solarschichtenspeicher mit Gasbrennwertgerät 35

36 Kreuzstrom- Wärmetauscher zentrales Nachheizregister Fortluft Zuluftventile Frischluft Abluftventile WW Kollektorfeld 10 m² KW Pelletofen Pellet-Kaminofen im Wohnbereich Solar- Schichtenspeicher ggf. elektrische Nachheizung Heizkörper Bad Solarschichtenspeicher mit Holzpelletofen 36

37 Holzpelletofen 37

38 Anlagenschema Kompaktagregat 38

39 Kompaktaggregat 39

40 Passivhaus Unterrüsselbach Einfamilienhaus, Passivhaus untypische Architektur U W = 0,09 W/(m²K) Heizung über Lüftungsanlage und Zusatzheizflächen Holzpellet Raumofen thermische Solaranlage 8 m² Jahresheizwärmebedarf 16 kwh/(m²a) 40

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44 Quelle: Krapmeier, Drössler: Cepheus 44