Passivhaus & Erneuerbare Energien

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1 Passivhaus & Erneuerbare Energien Jessica Grove-Smith Passivhaus Institut, Darmstadt PHI Berliner Energietage, 11. April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 1

2 Inhalte Passivhaus + Erneuerbare Passivhaus: Warum und wie es geht. Eine Kurzeinführung. Plusenergie? Passivhaus und Erneuerbare im Kontext des NZEB-Standards Beispiele aus der Praxis Foto: Svea Pietschmann Nullemissionshaus Boyenstraße, Berlin, Deimel Oelschläger Architekten Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 2

3 Ein Passivhaus ist: Hoher thermischer Komfort & hervorragende Luftqualität...erreicht mit einem sehr niedrigen Energieverbrauch. Passivhaus Institut à Energetisch nachhaltig & wirtschaftlich! Foto: Passivhaus Institut Erstes Passivhaus in Darmstadt-Kranichstein. Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 3

4 Passivhaus: offenes Baukonzept (1) Funktionale Kriterien à Nutzenergie-Bedarf (Heizung, Kühlung) 15 kwh/(m²a) à Behaglichkeit & Bauphysik Lüftung, Luftdichtheit, Temperaturen 90% Einsparung (2) Gesamt-Effizienz / energetische Nachhaltigkeit à Alle Energieverbraucher (inkl. Warmwasser & Stromverbraucher) à Primärenergetische Bewertung als Maßstab für den Umweltschutz Vollständige Passivhaus Kriterien auf Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 4

5 Energiestandards für Gebäude in Deutschland Primärenergie / Heizwärmebedarf [kwh/(m²a)] Bezug auf Nutzfläche/ Wohnfläche WSchV 77 Heizwärme Passivhaus Institut WSchV 82 Primärenergie Passivhaus Pilot Projekt WSchV95 EnEV 02/04/07 Primärenergiebedarf: Heizung, Warmwasser, Hilfsenergie Heizwärmebedarf EnEV09 Passivhaus Förderung kfw EnEV NZEB? Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 5

6 Passivhaus: Performance-Optimierung Funktionaler Energiestandard = reale Energie-Einsparung! Optimierung des individuelles Projektes, statt Verweis auf Referenz-Objekt Theorie & Praxis stimmen überein PHPP = Passivhaus Projektierungspaket. Energiebilanzierungs- und Planungstool für effiziente Gebäude und Modernisierungen. Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 6

7 Gebäudekomponenten Opake Hülle (Dämmung & Luftdichtheit) Haustechnik (z.b. Lüftung mit Wärmerückgewinnung) Außenluft Fortluft Abluft Zuluft Transparente Bauteile Grafik: Passivhaus Institut Datenbank für Passivhaus Komponenten: Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 7

8 Auch für MFH & Nicht-Wohn-Gebäude Grafik: Passivhaus Institut Datenbank für Passivhaus Komponenten: Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 8

9 Welche Dicke der Wärmedämmung rechnet sich?... Wo liegt das Optimum zwischen Energieeinsparung und Investitionskosten? ökonomisch optimaler Bereich Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 9

10 Kosten: Einflussfaktoren 350 Mehrkosten ( /m²) von Passivhäusern (Tendenz) / m² Nachbau in Groß- Umstadt; reduziert auf das Wesentliche Prototyp: Forschungshaus mit 4 WE in Kranichstein 1991; weitgehend handwerkliche Einzelfertigung Siedlung in WI (Rasch&Partner) Fenster serienmäßig verfügbar Hannover Kronsberg: erste PH Siedl. Mit Zuluftnachheizung Fenster MFH Kassel, erstes Mehrfamilienhaus (soz. Wohnungsbau) Mehrfamilien häuser in Frankfurt Phase Phase II Phase III Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser Lernkurve & Komponenten-Verfügbarkeit Kompaktheit Mehr-Invest für Energie-Maßnahmen sind nicht unbedingt Ausschlaggebend für Gesamt-Kosten Quelle rechte Grafik: Prof. Martin Treberspurg, DI Roman Smutny, DI Roman Grünner, (BOKU) Weiterführende Informationen zum Thema Wirtschaftlichkeit: Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 10

11 Wenn schon, denn schon! Lebensdauer von Komponenten der Gebäudehülle ist hoch: Erneuerungszyklen der Gebäudehülle sind lang Nachträgliche Maßnahmen zum Wärmeschutz sind meist nur dann wirtschaftlich sinnvoll, wenn sie zeitgleich mit sowieso anstehenden Renovierungsmaßnahmen durchgeführt werden! Kopplungsprinzip: Immer wenn eine Maßnahme sowieso ansteht (Alt- & Neubau!) die bestmögliche energetische Maßnahme wählen Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 11

12 Sanierung mit Passivhaus Komponenten : EnerPHit Kopplungsprinzip: Wenn schon, denn schon! Zwei Wege zum EnerPHit Nachweis - Heizwärmebedarf 25 kwh/(m²a) - Nachweis individueller Komponenten-Qualitäten Sanierung in einem Rutsch oder schrittweise zum Erfolg Handbuch mit Grundlagen- und Detailinformationen Fotos: Passivhaus Institut ID Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 12

13 Sanierung mit Passivhaus Komponenten 290 kwh/m²a -95% Foto: Fotostudio Michels Darmstadt 16 kwh/m²a Fotos & Thermografien: Passivhaus Institut Bauherr: ABG Frankfurt Holding Architekten: faktor10, Darmstadt Wissenschaftliche Begleitung: Passivhaus Institut, Darmstadt Sanierungsprojekt Tevesstraße FF/M Gefördert aus Mitteln des Hessischen Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung, Wiesbaden Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 13

14 Passivhaus für Neubau & Sanierung Es funktioniert und macht Sinn! Verlässlich niedriger Energieverbrauch. Nachhaltig und regional bereitstellbar. Wirtschaftlich, wertschöpfend & gesund. 25 Jahre Passivhaus Passivhaus Institut Passivhaus Institut Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 14

15 Plus-Energie? Passivhaus + Erneuerbare Foto: Passivhaus Institut House of Energy bg architektur, Passivhaus Premium ID 4239 Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 15

16 NZEB: Niedriger Bedarf + Erneuerbare Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 16

17 (1) Effizienzbertung von Gebäuden im Kontext Erneuerbarer Energien Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 17

18 Fakt: Die Energiewende hin zu Erneuerbaren findet statt Fossile Energien: nicht nachhaltig, unlösbare Probleme Erneuerbare Energien: nachhaltig, lösbare Herausforderungen Das ist gut & richtig so! ABER: Die bisherige Nachhaltigkeitsbewertung funktioniert dann nicht mehr. Warum? Erneuerbare werden als kostenlos und ohne irgendwelche negativen Einflüsse bewertet. Leider sind sie jedoch nicht immer und in unendlichen Mengen verfügbar bzw. nutzbar. Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 18

19 Primärenergie ERneuerbar (PER) = Gewichtungsfaktor für die nachhaltige Nutzung von EE-Ressourcen PHI 2014 Energie- Bezug Endenergiebedarf Δ Erneuerbare Primärenergie PER-Faktor = Δ Endenergie Grafik: Passivhaus Institut Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 19

20 PER-Faktoren für Stromnutzung Das Maß der Verluste hängt maßgeblich von der zeitlichen Korrelation von Energiebedarf und Energieproduktion ab. à Verschiedene Gewichtungsfaktoren für: 1. Unterschiedliche Orte (Klima-Randbedingun) 2. Unterschiedliche Bedarfsprofile (heizen, kühlen, Warmwasser, Strombedarf) Passivhaus Institut Grafik: Passivhaus Institut Verwendete Klimadaten: Stuttgart TRY 2011 (BBR) Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 20

21 PER Faktoren = Gewichtungsfaktor für die nachhaltige Nutzung von EE-Ressourcen Anwendung Energieträger PER Faktor Strom 1.3 WW Strom 1.3 Heizung 1.8* Kühlung 1.1* PE Faktor Biomasse 1.1 limitiertes Budget! max. 20 kwh/m² --- Gas 1.75 Methan regenerativ * Typische Werte für das kühl-gemäßigte Klima von Mitteleuropa Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 21

22 Neue Tendenzen durch PER Zukunftsorientierte Gebäudeoptimierung Effizienzmaßnahmen für die Heizung werden stärker gewichtet. Biomasse-Nutzung wird nur bis zu einem begrenzten Kontingent ermutigt. Nur noch moderate Nutzung von fossilen Energieträgern Strom als Wärmeerzeuger wird positiver bewertet als in der bisherige PE-Bewertungsmethode (insbesondere in Kombination mit Wärmepumpen!)* * Weiterführende Informationen: Beitrag von Benjamin Krick Ist Strom (noch) böse?, 20. Internationale Passivhaustagung Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 22

23 (2) Energie-Erzeugung durch Erneuerbare im Kontext von Gebäuden Gebäude als Kraftwerke. Plus-Energie: Ist das wirklich der richtige Ansatz? Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 23

24 Gleichberechtigte Bew ertung der Flächennutzung Flächen Energie- Bedarf kwh / m² EBF a 65% Dachfäche mit PV Plus- Energie kwh / a je m² Grundfläche PHI PHI EBF = 80m² Überbaut =100m² EBF = 3x80m² Überbaut= 100m² Passivhaus! End- Energie 35 PER 45 Alle Verbraucher 7000 kwh/a 250% des Bedarfs 7000 kwh/a 83% des Bedarfs Fehl- Optimierung! Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 24

25 Fazit: EE-Erzeugung im Gebäudekontext à Energieerzeugung nicht unmittelbar mit Bedarf verrechnen! - Fehloptimierungen: Mehrgeschossige Gebäude werden systematisch benachteiligt, obwohl sie niedrigeren Flächen-/ Material- /Naturverbrauch haben. - Speicherverluste werden vernachlässigt. à Alternative: EE-Erzeugung mit Bezug auf überbaute Fläche - Faire Bewertung bzgl. Flächenausnutzung zur EE-Erzeugung. - PER Ansatz für Bedarf & Erzeugung zur Berücksichtigung der Speicherverluste (ehrliche Null- / Plus-Energie Bewertung) à Der primäre Zweck von Gebäuden ist Wohn- und Nutz-Raum. EE-Erzeugung ist eine sinnvolle & wünschenswerte Ergänzung. Passivhaus Institut Überbaute Fläche als Referenzgröße für EE Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 25

26 Überbaute Grundfläche Erzeugung auf die überbaute Fläche beziehen! Passivhaus Institut Grafik: Passivhaus Institut Handbuch Passivhaus Projektierungs-Paket (PHPP) Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 26

27 Die neuen Passivhaus Klassen: Zukunftsorientierter Lösungsansatz für NZEB Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 27

28 Passivhaus: (1) Funktionale Kriterien à Nutzenergie-Bedarf (Heizung, Kühlung) die bekannten 15 kwh/(m²a) à Behaglichkeit & Bauphysik Lüftung, Luftdichtheit, Temperaturen à Wirtschaftlichkeit (2) Gesamt-Effizienz / energetische Nachhaltigkeit Gesamt-Effizienz 120 kwh/(m²a) Nicht-erneuerbare Primärenergie PE Gesamt-Effizienz Erneuerbare Primärenergie PER Energiewende Altes PE Bewertungs-System ist nicht mehr geeignet Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 28

29 Die Zertifizierungsklassen Basis Anforderung: Sehr geringer Heiz/Kühl- Bedarf 15 kwh/(m²a) classic plus premium classic + Erzeugung erneuerbarer Energie + höhere Gesamt-Energieeffizienz Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 29

30 für Energieeffizienz und Erneuerbare premium 120 Energieerzeugung [kwh PER /(m² Grund *a)] 30 plus classic Energiebedarf [kwh PER /(m² EBF *a)] 60 ODER 120 kwh PE /(m² EBF *a)] Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 30

31 auch für Sanierungsprojekte premium 120 Energieerzeugung [kwh PER /(m² Grund *a)] 30 plus classic Energiebedarf [kwh PER /(m² EBF *a)] 60 ODER 120 kwh PE /(m² EBF *a)] Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 31

32 Passivhaus planen: Erfolgreich mit Einführung der Passivhaus-Klassen: April 2015 Passivhaus-Projektierungspaket Version 9 (2015) Energiebilanz von Gebäuden - Nutz- und Endenergie - Gesamteffizienz: PE, PER & CO 2 - Validierte Ergebnisgenauigkeit für Neubau & Sanierung, Wohn- und Nichtwohnbau - Neue Features: Variantenbetrachtung inkl. Wirtschaftlichkeits-Analyse - Als Nachweis für kfw Förderung - 3D Dateneingabe mit designph (Plugin für SketchUP) Weiterführende Informationen: Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 32

33 Bürogebäude, Wien Supermarkt in Hannover Universität Innsbruck Sanierung Passivhaus weltweit. Ausgewählte Beispiele. Fotos: Passivhaus Institut Zahlreiche Beispiele aus der ganzen Welt: Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 33

34 Passivhaus + Erneuerbare gibt es schon lang Reihenhäuser in Hannover Kronsberg 1998 (EXPO 2000) Quelle: CEPEHUS Projekt Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 34

35 Das erste Premium Wohn- und Bürogebäude House of Energy bg architektur, B. Glantschig 2013, Kaufbeuren Erdsonden & Wärmepumpe, 250m² Photovoltaik 8 kwh/(m²a) Heizwärmebedarf nach PHPP Passivhaus Institut ID Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 35

36 Passivhaus Regionen Das Projekt nimmt die Zukunft des Bauens in Europa vorweg. Mit dem Passivhaus als Basis und erneuerbaren Energien als Ergänzung liefern die teilnehmenden Städte und Regionen eine Blaupause für das Nearly Zero Energy Building. Dr. Wolfgang Feist à Broschüre mit Beispiel-Regionen zum Download & als Flipbook auf Co-funded by the Intelligent Energy Europe Programme of the European Union Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 36

37 Passivhaus + Erneuerbare Jessica Grove-Smith, Passivhaus Institut mail@passiv.de Berliner Energietage, 11. April 2016 Veranstaltung (4.06) Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice Darmstadt April 2016 mit Ausstellung, Workshops und Exkursionen 25 Jahre Passivhaus Unter der Schirmherrschaft von: Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 37

38 Urheberrecht Die vorliegende Foliensammlung wurde für die folgende Veranstaltung zusammen gestellt: Berliner Energietage April 2016 Die Inhalte bleiben geistiges Eigentum des Passivhaus Institutes. Insbesondere ist eine weitergehende Verwendung einzelner Inhalte (Folien, Grafiken) ohne ausdrückliche Zustimmung seitens des Passivhaus Instituts nicht gestattet. Passivhaus Institut Dr. Wolfgang Feist Berliner Energietage, April 2016 Veranstaltung (4.06) der Architektenkammer Berlin: Nearly Zero -Standard Plusenergie-Wohngebäude als Best Practice 38

39 Ein Vortrag im Rahmen der Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen kann keine Haftung übernommen werden. Die Verantwortung für die Inhalte in diesem Vortrag, auch urheberrechtlicher Natur, liegen bei der Referentin/dem Referent. Bei Fragen oder Ansprüchen kontaktieren Sie diese bitte direkt. Eine kommerzielle Weiterverbreitung darf nur nach schriftlicher Genehmigung der Rechteinhaberin erfolgen Referent(in) / Veranstalter(in) Die Leitveranstaltung der Energiewende in Deutschland fand in 2016 vom 11. bis zum 13. April im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt. Weitere Informationen und viele Vortragsunterlagen zu über 300 Vorträgen aus 54 Veranstaltungen im Rahmen der Berliner ENERGIETAGE 2016 finden Sie unter